一种建筑物的可控接地杂散电流防护电路的制作方法

本发明涉及一种建筑物的可控接地杂散电流防护电路。

背景技术：

1、我国地铁系统中一般采用直流牵引供电系统，牵引电流从牵引所正极流出，经过牵引网、受电弓流至列车，再通过走行轨回流至牵引所的负极。然而，由于地铁长期运行，无法避免潮湿、污染等因素的影响，走行轨无法做到完全对地绝缘，因此部分电流会从走行轨处泄露至大地及周边结构，这部分电流即为杂散电流。地铁隧道、道床、道钉等结构常常发生杂散电流腐蚀，且有些腐蚀部位较为隐蔽，会给地铁运行带来隐患。杂散电流不仅会对地铁自身结构造成损害，还会侵入地下金属管线，其中包括管道、电缆等，同时流至地铁附近的混凝土结构钢筋，造成电化学腐蚀，而电化学腐蚀一旦发生，又会加快周围金属结构的腐蚀，这对地铁系统的安全运行造成了严重的危害。杂散电流对地铁周边建筑物的影响也是不可忽视的。由于防止建筑物在遭受雷击时浪涌电流对用电器设备及居民造成伤害，建筑物下方一般会铺设地网，从而使得浪涌电流可以从地网流向大地。然而，在地铁系统运行过程中，杂散电流会对建筑物中的金属部件造成严重腐蚀，导致建筑物的损坏、加速老化，也会引起周边电子设备电磁干扰，影响建筑物内电子设备运行，同时，部分杂散电流通过排流网流至地网，从而流至建筑物，这对建筑物内电气设备及人员安全造成了极大的威胁。因此，为了减轻杂散电流对建筑物的损害，保证建筑物内电气设备正常运行及人员安全，采取建筑物的可控接地杂散电流防护是非常必要的。

技术实现思路

1、本发明主要解决的技术问题是提供一种建筑物的可控接地杂散电流防护电路，实现了建筑物的可控接地杂散电流防护，有效实现了将浪涌电流排流至地网，阻止杂散电流流向建筑物，从而解决了建筑物用电设备受电磁干扰、钢筋结构被腐蚀的问题，保障了建筑物内各设施的稳定运行及安全性。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种建筑物的可控接地杂散电流防护电路，串联在建筑物和地网之间，包括并联连接的防雷电路和杂散电流的防回流电路，所述防雷电路包括并联连接的第一防雷支路和第二防雷支路，所述第一防雷支路包括串联连接的第一压敏电阻和第一陶瓷气体放电管，所述第二防雷支路包括串联连接的第二压敏电阻和第二陶瓷气体放电管，所述第一陶瓷气体放电管和第二陶瓷气体放电管的并联端与第三陶瓷气体放电管串联后再接地网，所述防回流电路包括并联连接的第一防回流支路和第二防回流支路，所述第一防回流支路包括串联连接的第一电阻和并联支路，所述并联支路设置有三条，包括串联连接的第二电阻和第一二极管、稳压管及电容，所述并联支路的一端与nmos管的栅极连接，另一端与源极连接，所述nmos管的漏极与地网连接，所述第二防回流支路包括串联连接的第三电阻和第二二极管。

3、在本发明一个较佳实施例中，所述稳压管的阳极、第一二极管的阴极和第二二极管的阴极均与nmos管的源极连接。

4、在本发明一个较佳实施例中，当建筑物未遭受雷击时，第一陶瓷气体放电管、第二陶瓷气体放电管及第三陶瓷气体放电管充当开关元件，第一陶瓷气体放电管、第二陶瓷气体放电管及第三陶瓷气体放电管断开，相当于开路，此时，外加电压小于第一压敏电阻和第二压敏电阻的导通电压，第一压敏电阻和第二压敏电阻呈高阻状态，近似于开路，电流无法通过防雷电路从建筑物内流向地网，且由于电路相当于开路状态，杂散电流也无法通过该电路流至建筑物内。

5、在本发明一个较佳实施例中，当建筑物遭受雷击时，存在浪涌电流，第一陶瓷气体放电管、第二陶瓷气体放电管及第三陶瓷气体放电管导通，相当于短路，可以通过很大的电流，此时外加电压大于第一压敏电阻和第二压敏电阻的导通电压，第一压敏电阻和第二压敏电阻被击穿，呈低阻状态，浪涌电流能够成功从建筑物排向地网，直至外加电压小于第一压敏电阻和第二压敏电阻的导通电压，第一压敏电阻和第二压敏电阻才能恢复高阻状态。

6、在本发明一个较佳实施例中，当建筑物对地网呈正向电位时，nmos管的体二极管导通，小电流从建筑物通过第三电阻和第二二极管经过体二极管流向地网。

7、在本发明一个较佳实施例中，当nmos管的栅源电压大于nmos管的开启电压，使得nmos管导通，此时体二极管被短路，线路通过nmos管形成回路，此时，稳压管起到防止电压过大，nmos管被击穿的作用，而电容c则是起到软启动的作用，使得nmos管的栅极电压逐步建立。

8、在本发明一个较佳实施例中，当建筑物对地网呈负向电位时，nmos管不导通，且体二极管反接，因此杂散电流无法通过该电路流向建筑物。

9、本发明的有益效果是：本发明指出的一种建筑物的可控接地杂散电流防护电路，实现了建筑物的可控接地杂散电流防护，有效实现了将浪涌电流排流至地网，阻止杂散电流流向建筑物，从而解决了建筑物用电设备受电磁干扰、钢筋结构被腐蚀的问题，保障了建筑物内各设施的稳定运行及安全性。

技术特征：

1.一种建筑物的可控接地杂散电流防护电路，串联在建筑物和地网之间，其特征在于，包括并联连接的防雷电路和杂散电流的防回流电路，所述防雷电路包括并联连接的第一防雷支路和第二防雷支路，所述第一防雷支路包括串联连接的第一压敏电阻和第一陶瓷气体放电管，所述第二防雷支路包括串联连接的第二压敏电阻和第二陶瓷气体放电管，所述第一陶瓷气体放电管和第二陶瓷气体放电管的并联端与第三陶瓷气体放电管串联后再接地网，所述防回流电路包括并联连接的第一防回流支路和第二防回流支路，所述第一防回流支路包括串联连接的第一电阻和并联支路，所述并联支路设置有三条，包括串联连接的第二电阻和第一二极管、稳压管及电容，所述并联支路的一端与nmos管的栅极连接，另一端与源极连接，所述nmos管的漏极与地网连接，所述第二防回流支路包括串联连接的第三电阻和第二二极管。

2.根据权利要求1所述的建筑物的可控接地杂散电流防护电路，其特征在于，所述稳压管的阳极、第一二极管的阴极和第二二极管的阴极均与nmos管的源极连接。

3.根据权利要求1所述的建筑物的可控接地杂散电流防护电路，其特征在于，当建筑物未遭受雷击时，第一陶瓷气体放电管、第二陶瓷气体放电管及第三陶瓷气体放电管充当开关元件，第一陶瓷气体放电管、第二陶瓷气体放电管及第三陶瓷气体放电管断开，相当于开路，此时，外加电压小于第一压敏电阻和第二压敏电阻的导通电压，第一压敏电阻和第二压敏电阻呈高阻状态，近似于开路，电流无法通过防雷电路从建筑物内流向地网，且由于电路相当于开路状态，杂散电流也无法通过该电路流至建筑物内。

4.根据权利要求1所述的建筑物的可控接地杂散电流防护电路，其特征在于，当建筑物遭受雷击时，存在浪涌电流，第一陶瓷气体放电管、第二陶瓷气体放电管及第三陶瓷气体放电管导通，相当于短路，可以通过很大的电流，此时外加电压大于第一压敏电阻和第二压敏电阻的导通电压，第一压敏电阻和第二压敏电阻被击穿，呈低阻状态，浪涌电流能够成功从建筑物排向地网，直至外加电压小于第一压敏电阻和第二压敏电阻的导通电压，第一压敏电阻和第二压敏电阻才能恢复高阻状态。

5.根据权利要求1所述的建筑物的可控接地杂散电流防护电路，其特征在于，当建筑物对地网呈正向电位时，nmos管的体二极管导通，小电流从建筑物通过第三电阻和第二二极管经过体二极管流向地网。

6.根据权利要求1所述的建筑物的可控接地杂散电流防护电路，其特征在于，当nmos管的栅源电压大于nmos管的开启电压，使得nmos管导通，此时体二极管被短路，线路通过nmos管形成回路，此时，稳压管起到防止电压过大，nmos管被击穿的作用，而电容c则是起到软启动的作用，使得nmos管的栅极电压逐步建立。

7.根据权利要求1所述的建筑物的可控接地杂散电流防护电路，其特征在于，当建筑物对地网呈负向电位时，nmos管不导通，且体二极管反接，因此杂散电流无法通过该电路流向建筑物。

技术总结
本发明公开了一种建筑物的可控接地杂散电流防护电路，串联在建筑物和地网之间，包括并联连接的防雷电路和杂散电流的防回流电路，所述防雷电路包括并联连接的第一防雷支路和第二防雷支路，所述第一陶瓷气体放电管和第二陶瓷气体放电管的并联端与第三陶瓷气体放电管串联后再接地网，所述防回流电路包括并联连接的第一防回流支路和第二防回流支路，所述第一防回流支路包括串联连接的第一电阻和并联支路。本发明实现了建筑物的可控接地杂散电流防护，有效实现了将浪涌电流排流至地网，阻止杂散电流流向建筑物，从而解决了建筑物用电设备受电磁干扰、钢筋结构被腐蚀的问题，保障了建筑物内各设施的稳定运行及安全性。

技术研发人员：袁灵
受保护的技术使用者：苏州华源电气有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16