[发明专利]一种控制系统的防雷装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是电气设备防雷技术领域，具体为一种控制系统的防雷装置。

背景技术

雷电通常分直击雷、电磁脉冲、云闪等几种形式，其中直击雷和球形雷都会对人和建筑造成危害，而电磁脉冲也就是我们日常说的感应雷主要是受感应作用所致，其主要影响电子设备和系统。每年的雷雨季节雷电给人类造成的直接经济损失高达数亿美元，其中由于感应雷所造成的损失占 70％。感应雷是在闪雷时所产生的瞬间脉冲磁场，这种强大的感应磁场，可在地面 1km 范围内的金属网络中产生感应电荷，包括有线、无线通讯网络，电力输电网络等线路系统。高强度的感应电荷会在这些金属网络中形成强大的瞬间高压电场，从而形成对用电设备的高压弧光放电，最终会导致电器设备烧毁，其中弱电系统受到的危害更大。

目前市面上多采用的防雷装置是气体放电管加热敏电阻防雷组合，由于气体放电管存在气体慢性泄漏现象而热敏电阻又为高分子结构，因此长时间使用后两者的性能均会下降，只能定期更换，使得使用防雷装置的成本较高且不适合直接焊接固定。若采用插槽方式固定，又有可能因为增加了插槽连接而导致防雷性能的降低，同时这类的防雷装置防雷效果较差其明显的缺陷是残压较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种制作简单，安全可靠、全部元器件可焊接在同一块电路板上，无须经常更换元器件，能同时为电源和控制系统提供防雷保护的装置，且防雷效果良好、能有效解决残压问题。

本发明采用的技术方案：

一种控制系统的防雷装置，包括电源、信号控制网络，其特征在于：还包括电源保护电路、信号保护电路，所述电源保护电路由第一层保护电路、第二层保护电路、第三保护电路组成，所述第一层保护电路由第一浪涌吸收元件D1和第二浪涌吸收元件D2串联组成，所述第二层保护电路由第三浪涌吸收元件T1和第四浪涌吸收元件T2串联组成，所述第三保护电路由第一耦合电感L1、第五浪涌吸收元件T5、第二耦合电感L2串联组成，所述信号保护电路由第一层保护电路、第二层保护电路、第三保护电路组成，所述第一层保护电路由第六浪涌吸收元件D3和第七浪涌吸收元件D4串联组成，所述第二层保护电路由第八浪涌吸收元件T3和第九浪涌吸收元件T4串联组成，所述第三层保护电路由第三电阻R3、第十浪涌吸收元件T6、第四电阻R4串联组成。

通过电源和信号保护电路的第一层保护电路、第二层保护电路将电流经接地端GND排入大地，通过第三层保护电路将剩余的残压进一步降低，同时将两线间的电压钳位在安全范围内。

进一步地，所述电源保护电路还包括第五电阻R5、第六电阻R6，所述信号保护电路还包括第一电阻R1、第二电阻R2。

电阻R5、电阻R6、电阻R1、电阻R2主要起到限流作用，避免浪涌吸收元件流过太大电流而损坏。

进一步地，所述电源正端U+至电源负端U-之间，依次串接有第五电阻R5、第五浪涌吸收元件T5、第二耦合电感L2、第六电阻R6，所述第一浪涌吸收元件D1的一端接在第五电阻R5与第一耦合电感L1的连接电路，所述第二浪涌吸收元件D2的一端接在第二耦合电感L2与第六电阻R6的连接电路，第一浪涌吸收元件D1与第二浪涌吸收元件D2的公共端接地，所述第三浪涌吸收元件T1的一端接在第一浪涌吸收元件D1与第一耦合电感L1的连接电路，所述第四浪涌吸收元件T2的一端接在第二耦合电感L2与第二浪涌吸收元件D2的连接电路，第三浪涌吸收元件T1与第四浪涌吸收元件T2的公共端接地。

第一浪涌吸收元件D1与第二浪涌吸收元件D2组成的第一层保护电路首先将大部分浪涌电流泄入大地，第三浪涌吸收元件T1和第四浪涌吸收元件T2组成的第二层保护电路将余下的浪涌电流排入大地，达到共模防雷的目的，由第一耦合电感L1、第五浪涌吸收元件T5、第二耦合电感L2组成的第三层保护电路主要是将残压进一步降低，同时将两线间的电压钳位在安全范围内。

进一步地，所述信号控制模块正端V+与信号控制模块负端V-之间依次串有第二电阻R2、第四电阻R4、第十浪涌吸收元件T6、第三电阻R3、第一电阻R1，所述第七浪涌吸收元件D4的一端接在第二电阻R2与第四电阻R4的连接电路，第六浪涌吸收元件D3接在第三电阻R3与第一电阻R1的连接电路，第六浪涌吸收元件D3与第七浪涌吸收元件D4的公共端接地，所述第九浪涌吸收元件T4的一端接在第二电阻R2与第四电阻R4的连接电路，所述第八浪涌吸收元件T3的一端接在第三电阻R3与第一电阻R1的连接电路，第九浪涌吸收元件T4与第八浪涌吸收元件T3的公共端接地。