本发明专利技术涉及一种含有LC退耦元件的组合式电涌保护器，属于雷电科学与技术领域。该电涌保护器包括组合式SPD和SPD工作状态记录装置；组合式SPD起到对入侵的雷电波能量对地释放的作用，SPD工作记录装置实现监测SPD工作状态的作用。该电涌保护器通流容量大、并且可以实时监测，为雷电事故分析提供了可靠的数据支持，实现防止电子、电气设备因浪涌而损坏的目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种含有LC退耦元件的组合式电涌保护器，属于雷电科学与
技术介绍
在建筑物内对一个电气系统的设备进行电涌保护时，通常会在一条线路上依次安装两级或两级以上的电涌保护器，简称SPD。每一级电涌保护器具有不同的功能，前级主要用来释放雷电波的能量，后级主要用来箝位。然而由于各SPD动作特性和响应时间的不一致性， 在电涌入侵时，各级SPD不一定按预期的要求和连接次序动作，其后果是达不到预定的保护效果，严重时导致SPD自身损坏，甚至爆炸起火。SPD的级间能量配合要求是在各级SPD能将各自位置上的电涌电压限制到预期水平的条件下，各SPD还能够承受动作时耗散在其上的最大电涌能量而仍然安全；通常要求前级SPD能泄放大部分电涌电流，而后级SPD主要限制设备上的电涌电压。级间SPD能量配合的基本情况是两级SPD间的配合，基本电路模型如图1所示， 前后级的保护元件均采用限压型MOV (即氧化锌压敏电阻)。两级SPD配合的分析应基于两级MOV的伏安特性，直接并联的两个MOV伏安特性如图2所示。两级SPD并联接在线路上，当雷电波入侵该线路时，前级SPD应先动作。但是 MOV是非线性电阻元件，如果不考虑级间的阻抗特性，在电涌电压上升的过程中，MOV伏安特性曲线中较低的SPD II将先动作，流过较大的电流，没有按照预定的SPD动作次序。如果要求伏安特性较高却处于前级的MOV首先动作，并流过较大的电流，就应该在两级间串入退耦元件，提高前级SPD I两端间的电压，促使SPD I先动作。根据IEC62305标准的规定，安装多级电涌保护器时，SPD之间要有退耦元件，退耦元件有线路自身的阻抗或者是安装专用的退耦元件。在实际的防雷工程设计中，依次安装多级SPD在工程的施工中却难以实现。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种含有退耦元件组合式SPD，能够满足防雷工程设计规范要求，达到防止电子、电气设备因浪涌而损坏的目的。本专利技术为解决上述技术问题所采用如下技术方案一种含有LC退耦元件的组合式电涌保护器，包括组合式SPD和SPD工作状态记录装置；组合式SPD起到对入侵的雷电波能量对地释放的作用，SPD工作记录装置实现监测SPD 工作状态的作用。所述的SPD工作状态记录装置包括MC-51单片机、传感器I、传感器II、存储器和液晶显示器，传感器I和传感器II分别与MC-51单片机单向连接，液晶显示器与远程通讯也分别与MC-51单片机单向连接，存储器和MC-51单片机双向连接。所述的组合式SPD包括五个压敏电阻、两个退耦电感、两个退耦电容、三个温度保险丝，第一温度保险丝和第一压敏电阻的串联电路、第三温度保险丝与第四压敏电阻的串联电路、以及第一退耦电容、从输入端分别依次连接在正输入线L线与中性线PE线之间；第二压敏电阻、第三压敏电阻、第二退耦电容、从输入端分别依次连接在中性线PE与负输入线N之间；第二温度保险丝和第五压敏电阻的串联电路连接在正输入线L线与负输入线N 之间；第二退耦电感串接在第一温度保险丝正输入端与第三温度保险丝正输入端之间的正输入线L上；第一退耦电感串接在第二压敏电阻负输出端与第三压敏电阻负输出端之间的负输入线N上。本专利技术的有益效果如下1. 一种含有LC退耦元件的组合式SPD的设计符合IEC18802. 1及JB/ T10618-2006 标准的设计要求。2.该SPD具有通流容量大的特点，通流容量最大可达120kA，标称放电电流为 60kA。3. 退耦电感前后两级的电流比可达到5:1的比例，保证了第一级主要用来释放能量，第二级主要起到箝位的功能。4. SPD的电压保护水平低，电压保护水平达到IkV以下，这主要是由于电感L、电容C对雷电波的折、反射的作用，使雷电波的波头陡度降低的缘故。5. SPD工作状态记录装置实时监测SPD的工作状态，并记录其工作的情况，对雷电事故分析提供了可靠的数据支持。附图说明图1为基本电路模型。图2为直接并联的两个MOV伏安特性。图3为SPD原理框图。图4为组合式SPD的原理图。图5为SPD工作状态记录装置原理框图。图6为SPD工作状态记录装置的原理图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细说明。一种含有LC退耦元件的组合式SPD的原理框图如图3所示。一种含有LC退耦元件组合式SPD的主要组成部分由组合式SPD和SPD工作状态记录装置两部分组成。组合式SPD主要起到对入侵的雷电波能量对地释放，起L-N线间箝位的作用。SPD工作记录装置主要实现监测SPD的工作状态，包括器件是否工作正常、器件失效、动作的时间及次数，还能实现远程报失效，报警的功能。下面对两大组成部分进行详细的说明 (1)组合式SPD组合式SPD具体组成部分见图4所示工作原理过程分析当雷电波通过正输入L、负输入N线入侵到SPD中时，雷电过电压的值达到第一压敏电阻M0V1、第二压敏电阻M0V2的参考电压(参考电压值一般为620V左右)时，第一压敏电阻M0V1、第二压敏电阻M0V2将首先动作，这主要用来对大地释放雷电流的能量，第一压敏电阻M0V1、第二压敏电阻M0V2动作后的残压一般为1.8kV左右，残余的雷电波能量将通过退耦电感加到第三压敏电阻M0V3、第四压敏电阻M0V4上，使第三压敏电阻M0V3、第四压敏电阻M0V4动作。第三压敏电阻M0V3、第四压敏电阻M0V4的参考电压一般为560V左右，这两个压敏电阻M0V3、M0V4主要用来箝位雷电过电压，使其输出一个较低的残压值，第三压敏电阻M0V3、第四压敏电阻M0V4动作后的残压一般为LOkV左右，以保护后面所接的电子设备。第一压敏电阻M0V1、第二压敏电阻M0V2、第三压敏电阻M0V3及第四压敏电阻M0V4在雷电过电压的作用下动作，对大地释放能量，这种保护模式称为纵向保护。当第一压敏电阻MOV1、第二压敏电阻M0V2、第三压敏电阻M0V3、第四压敏电阻M0V4 动作时，由于这些器件参数的不一致性，主要是响应时间的不一致性，使正输入线L、负输入线N两线间存在较高的瞬间电位差(该瞬间电位差一般为2. OkV以上)，当这一高的电位差达到M0V5的参考电压(M0V5的参考电压一般为560V左右)时，第五压敏电阻M0V5动作以起到抑制L、N两线间电位差的作用，第五压敏电阻M0V5动作后的残压一般为1. OkV左右， 这使L、N两线间输出一个能使接入设备承受的电压值，这种保护模式也称为横向保护。电感L、电容C作为退耦元件，其工作原理是根据雷电波的传输特点雷电波通过串联的电感和并联的电容时将产生波的折射和波的反射现象。电感L、电容C主要起到降低雷电波的陡度，使SPD在雷电波的作用下输出较低的残压以提高SPD的保护效果。(2) SPD工作状态记录装置其工作原理框图见图5所示电路采用基本MC-51单片机电路，主要组成有传感器I、传感器II、单片机MC-51，存储器以及液晶显示等组成。传感器I相当于罗氏线圈，将其套在SPD的中性PE线上，当SPD在雷电过电压作用下动作时罗氏线圈两端将感应出一个电压，该电压将去触发单片机工作，计数一次，并记录当时的时间，可以精确到年、月、日、时、分、秒，这样当雷电造成设备损坏时可以根据记录的时间调出当时的天气资料，以分析SPD有没有起到保护作用本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种含有ＬＣ退耦元件的组合式电涌保护器，其特征在于包括组合式ＳＰＤ和ＳＰＤ工作状态记录装置；组合式ＳＰＤ起到对入侵的雷电波能量对地释放的作用， ＳＰＤ工作记录装置实现监测ＳＰＤ工作状态的作用。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李祥超，王金虎，唐宏科，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：84
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