一种本质安全型仪表用浪涌保护器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种本质安全型仪表用浪涌保护器，其包括浪涌保护电路（２）和端子（３），所述浪涌保护电路（２）装在防静电外壳（５）内，浪涌保护电路（２）的浪涌端口和设备端口通过对应的端子（３）由防静电外壳（５）引出。本实用新型专利技术能够在石油化工行业中的爆炸性气体环境下有效的保护精密现场仪表及控制和处理设备，使现场仪表及控制和处理设备不受雷电引起的浪涌损坏；本实用新型专利技术泄流能力强，限制电压低，响应时间短，安全性能达到了Ｅｘ　　ｉａ　　ⅡＣ的本质安全等级。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电器防护装置，特别是涉及一种浪涌保护器。
技术介绍
在石油石化工业中，大量采用各种现场仪表或传感器对压力、温度、液位、流量等参量 进行监测，并由变送器将实时数据传送到中心机房的控制和处理设备。由于现场仪表、传感 器、控制和处理设备自身抗浪涌能力较弱，容易因雷电产生的浪涌而损坏，影响石油石化工 业的安全生产，因此亟需配套大量的本质安全型现场仪表保护装置。但现有的保护装置在满 足浪涌保护功能的同时基本满足不了石油石化工业中爆炸性气体环境的的需求，不能达到本 质安全型的安全等级要求。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种本质安全型仪表用浪涌保护器，该保护器 用本质安全电路或不对本质安全电路产生不利影响的结构设计的浪涌保护器，具有Ex ia IIC 的本质安全型的安全等级。本技术所采用的技术方案是本质安全型仪表用浪涌保护器包括浪涌保护电路和端子，浪涌保护电路装在防静电外壳内，浪涌保护电路的浪涌端口和设备端口通过相应的端子 引出防静电外壳。本技术的有益效果是能够在石油化工行业中的爆炸性气体环境下有效的保护精密 现场仪表，使现场仪表不受雷电引起的浪涌损坏。而且本技术的泄流能力强，可泄放高达10kA的雷电流；限制电压低，限制电压小于2倍的工作电压；响应时间短，时间小于lns;安全性能达到了Ex ia IIC的本质安全等级。附图说明图l是本技术的结构图。图2是本技术的左视图。图3是本技术的右视图。图4是本技术的浪涌保护电路的原理图。图中，l.密封填料；2.浪涌保护电路；3.端子；4.金属导轨安装装置；5.防静电外壳；Al.第一设备端；A2.第二设备端；A3.第三设备端；A4.设备地线端；A5.第一浪涌端；A6.第二浪涌端；A7.第三浪涌端；A8.浪涌地线端。具体实施方式本技术是釆取特殊的设计方式、方法，使浪涌保护器成为本质安全设备，主要为与 安装在爆炸性气体环境的现场仪表相连接的室内设备提供过电压保护。本技术采用本质 安全电路或不对本质安全电路产生不利影响的结构设计的浪涌保护器，将之装入防静电外壳 中，用浇封剂浇封元器件，以形成本质安全的浪涌保护器，其具有Ex ia IIC的安全等级。本技术提供的本质安全型仪表用浪涌保护器，其结构如图1至图3所示其包括浪 涌保护电路2和端子3，浪涌保护电路2装在防静电外壳5内，浪涌保护电路2的浪涌端口 和设备端口通过相应的端子3由防静电外壳5引出。防静电外壳5可采用塑料制成，能够防 止静电产生火花。浪涌保护电路2和防静电外壳5之间装填密封填料1，如树脂。密封填料1使所有的器件 与外界的气体环境隔绝。为了泄放浪涌电流和限制过电压，浪涌保护电路2可通过金属导轨安装装置4接地。金 属导轨安装装置4可放置在接地用导轨上，既有利于泄放电流，还便于整个浪涌保护器的移动。如图4所示所述浪涌保护电路2包括浪涌端口和设备端口，浪涌端口和设备端口之间 依次串接有第一保护级和第二保护级，第一保护级采用气体放电管电路，第二保护级采用双 向瞬态电压抑制二极管电路。第一保护级和第二保护级之间还可接有退耦用的阻抗级。图4 中，方框(1)、方框(2)和方框(3)分别是第一保护级、阻抗级和第二保护级。以三线制仪表系统为例，所述浪涌保护电路2包括3根信号线和1根地线。3根信号线和1根 地线的浪涌端口依次为第一浪涌端A5、第二浪涌端A6、第三浪涌端A7、地线浪涌端A8， 3根信 号线和l根地线的设备端口 (用于接入被保护设备)依次为第一设备端A1、第二设备端A2、第 三设备端A3、地线设备端A4。第一保护级(方框(1))包括第一三极气体放电管G1和第二三极气体放电管G2，其中第 一浪涌端A5和第二浪涌端A6之间接有第一三极气体放电管G1，第二浪涌端A6和第三浪涌端A7 之间接有第二三极气体放电管G2，第一三极气体放电管G1和第二三极气体放电管G2的中间线 端均接入浪涌地线端A8。当雷电浪涌来袭时，大量的电流通过浪涌端后，两个三极气体放电 管呈现导通状态，从而大量电荷立即转移入地，强行切断了冲击波，使雷电浪涌能量不损坏 被保护设备，从而对设备和人身安全起到了保护作用。第二保护级(方框(3))包括第一双向瞬态电压抑制二极管(TVS) Dl、第二双向瞬态 电压抑制二极管D2、第三双向瞬态电压抑制二极管D3、第四双向瞬态电压抑制二极管D4和 第五双向瞬态电压抑制二极管D5，其中第一设备端Al和第二设备端A2之间可接上第一双向 瞬态电压抑制二极管Dl，第二设备端A2和第三设备端A3之间接有第二双向瞬态电压抑制二 极管D2,第一设备端Al、第二设备端A2和第三设备端A3与设备地线A4之间依次接有第五双 向瞬态电压抑制二极管D5、第四双向瞬态电压抑制二极管D4和第三双向瞬态电压抑制二极 管D3。双向瞬态电压抑制二极管具有双向保护特性，反应速度快(皮秒量级)、吸收浪涌功 率大(瞬态功率达数千瓦)、箝位电压低、漏电流低、体积小，能够更进一步地保护精密现场 仪表。第一保护级和第二保护级之间还接上阻抗级(方框(2)),阻抗级包括第一阻抗Z1、第 二阻抗Z2和第三阻抗Z3，其中第一浪涌端A5和第一设备端Al之间还可接有第一阻抗Zl, 第二浪涌端A6和第二设备端A2之间接有第二阻抗Z2，第三浪涌端A7和第三设备端A3之间 接有第三阻抗Z3。这些阻抗的作用是能够衰减耦合能量，限制进入第二保护级的浪涌能量。所述浪涌保护电路2也适用于二线制、四线制仪表等不同的接线情况，原理相同。本质 安全型仪表用浪涌保护器的工作电压根据现场仪表的工作电压可有7V、 16V、 24V、 32V、 48V等不同的电压等级。本技术的工作过程是先利用金属导轨固定装置4将其固定在标准导轨上，然后将该 浪涌保护器串接在现场仪表与控制处理设备之间的联络电缆上，该浪涌保护器靠近控制处理 设备侧。具体而言，浪涌端信号线的接线端子(例如第一浪涌端A5、第二浪涌端A6和第三 浪涌端A7)与现场仪表侧的电缆连接，设备端信号线的接线端子(例如第一设备端A1、第二 设备端A2和第三设备端A3)与控制处理设备侧的电缆连接，并用尽量短且直的导线连接浪 涌端地线接线端子(例如浪涌地线端A8)与地网，用导线将控制处理设备的保护地与设备端 的地线接线端子(例如设备地线端A4)。实施例1:本质安全型仪表用浪涌保护器，其结构如图1、图2和图3所示其包括浪涌保护电路2、 端子3、防静电外壳5和金属导轨安装装置4。浪涌保护电路2装在防静电外壳5内，浪涌保 护电路2的浪涌端口和设备端口通过相应的端子3由防静电外壳5引出，防静电外壳5采用 塑料制成。浪涌保护电路2和防静电外壳5之间装填有密封填料1，密封填料l使用树脂。 浪涌保护电路2通过金属导轨安装装置4接地。所述浪涌保护电路2与三线制仪表相连接(实施例只能以图中实际画出的为例来说明)， 包括3根信号线和1根地线。3根信号线和1根地线的浪涌端口依次为第一浪涌端A5、第二 浪涌端A6、第三浪涌端A7和地线浪涌端A8， 3根信号线和1根地线的设备端口依次为第一 设备端A1、第二设备端A2、第三设备端A3和地线设备端A4。 3根信号线和地线的浪涌端口 与设备端口之间依次串接有第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种本质安全型仪表用浪涌保护器，其包括浪涌保护电路（２）和端子（３），其特征在于：所述浪涌保护电路（２）装在防静电外壳（５）内，浪涌保护电路（２）的浪涌端口和设备端口通过对应的端子（３）由防静电外壳（５）引出。

【技术特征摘要】
1、一种本质安全型仪表用浪涌保护器，其包括浪涌保护电路(2)和端子(3)，其特征在于所述浪涌保护电路(2)装在防静电外壳(5)内，浪涌保护电路(2)的浪涌端口和设备端口通过对应的端子(3)由防静电外壳(5)引出。2、 如权利要求1所述的本质安全型仪表用浪涌保护器，其特征在于所述浪涌保护电路 (2)和防静电外壳(5)之间填有密封填料(1)。3、 如权利要求1或2所述的本质安全型仪表用浪涌保护器，其特征在于所述浪涌保护 电路(2)通过金属导轨安装装置(4)接地。4、 如权利要求1或2所述的本质安全型仪表用浪涌保护器，其特征在于所述浪涌保护 电路(2)包括浪涌端口和设备端口，浪涌端口和设备端口之间依次串接有第一保护级和第二 保护级，第一保护级采用气体放电管电路，第二保护级采用双向瞬态电压抑制二极管电路。5、 如权利要求4所述的本质安全型仪表用浪涌保护器，其特征在于第一保护级和第二 保护级之间还接有阻抗级(方框(2))。6、 如权利要求5所述的本质安全型仪表用浪涌保护器，其特征在于所述浪涌保护电路 (2)包括3根信号线和1根地线，3根信号线和1根地线的浪涌端口依次为第一浪涌端(A5)、第二浪涌端(A6)、第三浪涌端(A7)、地线浪涌端(A8) ， 3根信号线和1根地线的设备 端口依次为第一设备端(Al)、第二设备端(A2)、第三设备端(A3)、地线设备端(A4)。7、 如权利要求6所述的本质安全型仪表用浪涌保护器，其特征在于第一保护级包括第 一三...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘旭，解子燕，胡春雷，
申请(专利权)人：武汉爱劳高科技有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]