[发明专利]一种多脉冲同步雷电隔离抑制单元及电路及方法

说明书

技术领域

本发明涉及了一种防雷技术领域，尤其涉及一种多脉冲同步雷电隔离抑制单元。

本发明还涉及了一种多脉冲同步雷电隔离抑制电路。

本发明还涉及了一种多脉冲同步雷电隔离抑制方法。

背景技术

现有的防雷技术是以雷电过压特性为基础，将高阻抗瞬间转化为低阻抗的非线性器件并联在电源线路中。当雷电入侵时，启动非线性器件的过压保护装置，对电源线路提供旁路分流、分压、泄流通道，将雷电流泄放到地网，依靠多级防雷措施，降低线路或设备对地的压降、降低电位差，实现对设备、系统的过压防护。由于是采用雷电流能量转移的防护方式，故会受到防雷器接地线长度、粗细、感抗、地网接地电阻大小、防雷器级间配合问题等因素的影响，使得设备、系统的防护效果差、防护设备容易损坏。由于线路的连接不是超导体，在雷电波频率作用下，防雷器两端线缆会产生感抗、阻抗、寄生电容而形成电位差。该电位差可根据下式算出：U＝Ldi/dt，如引线长1m(1.44mH)、入侵的雷电流为20kA(8/20μs)，则每米导线上的电压降为3.6kV，若开关电源设备工作地线为10米，则电位会抬高至36kV，导致损坏。若信号系统入侵的雷电流为5kA(8/20μs)则每米导线上的电压降为0.9kV，电位会抬高至6kV左右，信息系统设备会因过压导致损坏。线路电阻的阻值会受电流频率的影响，频率越高，阻抗越大。

现在的防雷理论中未考虑到雷电波频率对线缆、防雷器接地线、地网引下线的高频阻抗、高频感抗因素的影响。现有的雷电防护技术要求，都需要有地网系统，且追求地网接地阻值越小越好，便于更好的散流。依据国际电工委员会标准IEC1312、国家标准GB50057、国家标准GB50343及工信部标准YD5098等建筑物防雷设计相关规范均要求采用联合接地系统，即将系统的防雷器(箱)地、开关电源工作地、设备机壳保护地、信号屏蔽地经汇流铜排连接到地网系统，实现等电位连接。但是由于设备的连接线缆不是超导导体，线缆阻值会受到雷电波频率、线缆特性(长度、感抗、截面积)和工程施工的现场环境等因素限制，并不能实现真正的等电位连接，则设备间则形成电压差。且当地网或者防雷器地有雷电入侵时，按照IEC及GB相关标准，会有50％的雷电流反击至设备，其入侵的雷电能量分别由电源系统、信号系统、金属管道承担。若该机房大楼受到200KA雷击放电时，地网散流50％，另外100KA的雷电流则反击到电源系统、信号系统，造成设备损坏、影响人身安全。因此需要研究一种能够减少对线缆特性、接地网阻值大小的依赖，从而使雷电能量得到有效泄放、转移、隔离抑制的防雷技术。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服上面所述的技术缺陷，提供了一种多脉冲同步雷电隔离抑制单元；也提供了一种多脉冲同步雷电隔离抑制电路；还提供了一种多脉冲同步雷电隔离抑制方法。

为了解决上面所述的技术问题，本发明采取以下技术方案：

一种多脉冲同步雷电隔离抑制单元，包括有带阻滤波器，所述带阻滤波器的第一端连接强雷区的端口，所述带阻滤波器的第二端连接保护区的设备端口，所述的带阻滤波器为其阻抗随着雷电波频率的增大而增大的带阻滤波器。

作为一种优选方案，所述的带阻滤滤器与保护区的设备端口之间串联有自恢复保险丝。

一种多脉冲同步雷电隔离抑制电路，包括有如上所述的带阻滤波器，还包括第一级电涌保护器和第二级电涌保护器；所述第一级电涌保护器的第一端连接带阻滤波器的第一端，第一级电涌保护器的第二端接地；所述带阻滤波器的第二端连接保护区的设备端口；所述第二级电涌保护器的第一端连接带阻滤波器的第二端，第二级电涌保护器的第二端接地。

电涌保护器(SPD)也称为防雷器。

作为一种优选方案，还包括有自恢复保险丝，所述自恢复保险丝的第一端连接带阻滤波器的第二端，所述自恢复保险丝的第二端连接保护区的设备端口，第二级电涌保护器的第一端连接自恢复保险丝的第二端，第二级电涌保护器的第二端接地。

一种多脉冲同步雷电隔离抑制方法，包括有如上所述的多脉冲同步雷电隔离抑制电路，包括如下步骤：强雷区的雷电波在多脉冲同步雷电隔离抑制电路的带阻滤波器的作用下，反射、阻挡大部分雷电波能量，雷电波能量得以衰减并使雷电波能量的峰值陡度降低，使雷电波能量的波形变的平缓，延长了雷电波能量的波形周期，先启动第一级电涌保护器泄放大部分雷电波能量，剩余的雷电波能量通过启动的第二级电涌保护器泄放，使得雷电波能量不能进入保护区的设备端口，实现雷电隔离抑制。