專利名稱：通信設備三相交流防雷裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種通信設備三相交流防雷裝置。
背景技術：
通信低壓電氣設備如高頻開關電源及不間斷電源設備(UPS)等耐雷電沖擊能力較低，特別是隨著村村通電話工程及移動通信業(yè)務的幾何級數增長，通信設備現在已經延伸到廣大的農村及山區(qū)，而由于我國農電的自身條件差，保護措施不足，使安裝在這些地方的低壓通信電氣設備遭受電網過電壓及雷擊的危險性增高，嚴重地威脅到用電安全和通信業(yè)務的穩(wěn)定性。
在本領域最常用的解決方案是四個壓敏電阻對地的保護方式，雖然簡單易行，但存在保護能力差，可靠性不高的問題，只有共模保護，缺少差模保護(差模保護是指相線與中性線之間L-N、以及相線之間L-L的保護；共模保護是指相線和地之間L-PE、以及中性線與地之間N-PE的保護)，缺少過流保護及故障指示功能，不符合信息產業(yè)部防雷標準YD/T5098對電源防雷器的要求。
為此，中國專利ZL98217538.8和ZL01127874.9都提出了各自的方案，它們具備差模共模保護電路，并具有過流保護及故障指示功能，適用性強。
但對于偏遠鄉(xiāng)村及山區(qū)維護不便的地方，還需要進一步增強低壓電氣設備特別是通信電源設備的防雷能力，同時增強防雷裝置的自身可靠性和安全性，以減少維護次數。比如，在ZL01127874.9中，雖然它同時包括有(如圖1所示)差模保護-1在相線之間，L1-L2，RV4；L2-L3，RV5；L1-L3，RV6；差模保護-2在相線—中性線之間，L1-N，RV1；L2-N，RV2；L3-N，RV3共模保護L1-PE，RV1+G1；L2-PE，RV2+G1；L3-PE，RV3+G1；N-PE，G1但是，從圖1中可以看出“差模保護-2”與“共模保護”電路的3個壓敏是共用的，一旦由于共模雷擊導致壓敏損壞，該電路就失去了差模保護-2的保護，反之，一旦由于差模保護-2雷擊導致壓敏電阻損壞，該電路就失去了共模保護，總之這種共用壓敏的方式不能兼顧兩種雷擊模式的保護。
圖1所示現有技術還有另外一個缺點，由于N-PE之間只有一個氣體放電管，當零線帶異常高壓時，一旦遭受雷擊，氣體放電管自身會由于無法熄滅工頻續(xù)流而燒毀，因此，增加保險絲F4，用于保護氣體放電管一旦不能熄滅由于雷擊引起的內部電弧時，不會因在長時間流過的電流下燒毀。但是，通過分析表明，此處增加的保險絲不但難以起到應有的作用，反而降低了防雷裝置的可靠性，因為它增加了因保險絲自身故障所引起的告警。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就是為了解決以上問題，提供一種通信設備三相交流防雷裝置，在提高防雷裝置對通信電源設備的保護水平的同時，增強了防雷裝置的自身可靠性和安全性。
為實現上述目的，本發(fā)明提出一種通信設備三相交流防雷裝置，包括分別串連在相線上的過流保護器件；分別串連在相線和零線之間的防雷告警指示裝置；其特征是還包括差模保護電路，包含分別串連在相線與零線之間的第一組壓敏電阻；共模保護電路，包含分別串連在相線、零線與節(jié)點之間的第二組壓敏電阻，以及串連在節(jié)點與地線之間的氣體放電管；所述節(jié)點是指氣體放電管的遠地端。
在本發(fā)明的一個重要實施例中，在所述差模保護電路和共模保護電路中共用了三個壓敏電阻，這三個共用的壓敏電阻分別把所述相線連接到公共點；所述壓敏電阻中還包括有另外兩個壓敏電阻，分別把公共點連接到所述零線和地線，從而分別形成所述差模保護電路和共模保護電路。
在本發(fā)明的另一個重要實施例中，所述差模保護電路和共模保護電路中所用的壓敏電阻是各自獨立的，即差模保護電路中的壓敏電阻只接于差模保護電路，共模保護電路中的壓敏電阻只接于共模保護電路，差模保護電路和共模保護電路形成兩個各自獨立的回路。所述差模保護電路和共模保護電路位于所述過流保護器件的同一側或分別位于所述過流保護器件的兩側。
由于采用了以上的方案，差模保護電路位于各相線與零線之間，而不是位于各相線之間，使得在需要保護的部位得到有效保護的同時，在較少需要保護的相線之間不再設置保護電路，從而節(jié)省器件，減少故障點。而且，由于零線到地線采用壓敏電阻和放電管串聯(lián)，從而可以省去零線上的過流保護器件(如保險管)，從而進一步節(jié)省器件，減少了故障率?？梢?，本發(fā)明在提高防雷裝置對通信電源設備的保護水平的同時，增強了防雷裝置的自身可靠性和安全性。


圖1是現有技術防雷裝置示意圖。
圖2是本發(fā)明實施例一示意圖。
圖3是本發(fā)明實施例二示意圖。
圖4是本發(fā)明實施例三示意圖。
具體實施例方式下面通過具體的實施例并結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述。
見圖2、圖3、圖4，所示為本發(fā)明的三個實施例，所示通信設備三相交流防雷裝置包括相線L1、L2、L3、零線N和地線PE。本發(fā)明在所述相線L1、L2、L3與零線N之間分別串聯(lián)有至少一個壓敏電阻(第一組壓敏電阻)，形成差模保護電路(例如下述實施例一、二中是一個，實施例三中是兩個)；在所述相線L1、L2、L3與地線PE之間、以及零線N與地線PE之間分別串聯(lián)有至少一個壓敏電阻(第二組壓敏電阻)和一個氣體放電管，形成共模保護電路；且僅在所述相線L1、L2、L3上串聯(lián)有過流保護器件，在零線N上不設過流保護器件。
上述設計必然帶來如下特性和優(yōu)點(1)N線不加保險，消除由于N線保險斷導致的告警。(2)共模與差模保護電路分開，各司其職。(3)N-PE用“壓敏+放電管”取代“放電管”，減少放電管損壞。(4)取消專門的相線L-L之間的防雷電路，較少器件的損壞。達到了這個目的后，被保護設備的故障率就減少了，防雷的自身損壞減少了，減輕了維護壓力，減少了到現場維護次數。(5)通過增加壓敏電阻的并聯(lián)支路數目來提高防雷裝置的通流能力。
通常認為，N線上不加保險絲就不具備過流保護功能，這正是本發(fā)明突破常規(guī)的一個特點之一。本發(fā)明之所以N線不加保險絲，是因為N線具有完全與L線不同的工作特點，N又稱零線，標準狀態(tài)N線電壓為0V，正常運行一般也不會超過10V。而本專利在N-PE之間改用壓敏電阻與氣體放電管串連，壓敏電阻本身可起到限流電阻的作用，可以使氣體放電管可靠熄弧。
與N線上相反，本發(fā)明在L線上設置保險絲。L線上的3個保險主要是保護3個差模保護電路(L1-N，L2-N，L3-N)的壓敏不會燒毀，這是因為L-N之間的線路是低阻抗的，一旦壓敏損壞發(fā)生短路，回路中的電流就會較大，而容易達到保險的熔斷值，從而保護壓敏電阻不會燒毀。而如果在N線上也加保險，由于大地側是有機房的接地電阻的，標準是4歐姆，實際可能達到十幾～幾十歐姆，這么大的回路阻抗，使N-PE間的器件即使短路，回路中也難以出現較大的能夠促使N線保險熔斷的電流值，這也是本專利取消N線上保險絲而改用其他更可靠的壓敏與放電管串連的電路的原因。
本專利與以前不同的是，本專利提供了獨立的共模保護電路，即共模保護電路與差模保護電路中至少有部分壓敏電阻是不共用的。
取消了相線間的專門的差模保護電路，這是因為通過對國內外業(yè)界通信設備的大量調查，通信電源設備用量最多、應用雷擊環(huán)境條件最嚴酷的是單相電源模塊組成的三相電源系統(tǒng)，相線之間沒有用電設備，因此不需要做專門的相線之間保護，這樣相當于節(jié)省了原專利中作用不大的3個壓敏支路，同時也減少了故障點。
上述方案可有多種實施方式，例如實施例一見圖2所示，它的差模保護電路為相線-中性線之間的保護，包括L1-N的RV6；L2-N的RV7；L3-N的RV8。它的共模保護電路為相線和中性線與地之間的保護，包括L1-PE的RV9+GAP1；L2-PE的RV10+GAP1；L3-PE的RV11+GAP1；N-PE的RV12+GAP1，其中氣體放電管GAP1的遠地端本文稱為節(jié)點B。
可以明顯看出，本實施例的共模和差模保護電路所用的壓敏電阻是分開的，分別屬于每個保護支路，不會由于一個保護模式的壓敏的損壞而影響到其他保護支路。
實施例二在上述實施例一中所述差模保護電路和共模保護電路位于所述過流保護器件的同一側(后側)。本實施例則是把所述差模保護電路和共模保護電路分別設置于所述過流保護器件的兩側，如圖3所示，它是在圖2的基礎上將共模保護電路設置在保險絲的前面，保險絲位于二者之間，此時，共模電路的工作與否不受保險絲的限制，即在共模電路中的壓敏電阻或放電管損壞之前，共模防雷的作用一直存在。該實施例的優(yōu)點在于提供了一種不同的保護策略，對于供電線路中有漏電流保護裝置(RCD)的情況尤為適用。
實施例三上述實施例一、二的共模和差模保護電路所用的壓敏電阻是完全分開的，所述差模保護電路和共模保護電路中所用的壓敏電阻是各自獨立的，即差模保護電路中的壓敏電阻只接于差模保護電路，共模保護電路中的壓敏電阻只接于共模保護電路，差模保護電路和共模保護電路形成兩個各自獨立的回路。但本發(fā)明并不排斥保護電路中部分壓敏電阻可以共用的情況。如本實施例就是如此
如圖4所示，在所述差模保護電路和共模保護電路中共用了四個壓敏電阻RV1、RV2、RV3和RV4，它們既屬于第一組壓敏電阻，又屬于第二組壓敏電阻，這四個共用的壓敏電阻分別把所述相線L1、L2、L3和零線N連接到公共點A(這四個共用的壓敏電阻有共同端，本文就稱其為公共點A)；所述壓敏電阻中還包括有另外一個壓敏電阻RV5，它僅屬于第二組壓敏電阻。RV4和RV5分別把公共點A連接到所述零線N和地線PE(通過GAP1)，從而分別形成所述差模保護電路和共模保護電路?？梢姡钅１Ｗo電路和共模保護電路只是從A點開始才分開，一路是從RV4連到零線N上形成差模保護電路，另一路是從RV5、GAP1連到PE形成共模保護電路。需要指出的是，RV4和RV5本身又是零線上的共模保護電路的一部分。
由于本例中(圖4)共模保護電路和差模保護電路的每個支路都是由兩個壓敏電阻相串聯(lián)才形成完整支路的，因此壓敏電阻持續(xù)運行電壓值需降低，比如為275V；而在實施例一、二中的壓敏電阻持續(xù)運行電壓值則為相對較高的385V或者460V。
本實施例的好處是壓敏電阻的數量減少了(與實施例一、二相比)，而仍然保持共模保護電路與差模保護電路處于不同的回路上。如此，可以降低設備的成本，減小設備的體積。
上述具體電路只是本發(fā)明的實施例，本領域的技術人員可能在本發(fā)明構思的基礎上做出一些變通或替換的實施方式，仍屬于本發(fā)明保護的范圍，例如保險絲可以換成熱敏電阻、溫控保險、保險管或其他過流保護器件等等，壓敏電阻可以采用多個并聯(lián)分流及冗余備份。
權利要求
1.一種通信設備三相交流防雷裝置，包括分別串連在相線(L1、L2、L3)上的過流保護器件；分別串連在相線(L1、L2、L3)和零線(N)之間的防雷告警指示裝置；其特征是還包括差模保護電路，包含分別串連在相線(L1、L2、L3)與零線(N)之間的第一組壓敏電阻；共模保護電路，包含分別串連在相線(L1、L2、L3)、零線(N)與節(jié)點(B)之間的第二組壓敏電阻，以及串連在節(jié)點(B)與地線(PE)之間的氣體放電管(GAP1)；所述節(jié)點(B)是指氣體放電管(GAP1)的遠地端。
2.如權利要求1所述的通信設備三相交流防雷裝置，其特征是所述第一組壓敏電阻和第二組壓敏電阻共用第一至第四壓敏電阻，所述的第一至第三壓敏電阻分別串連在所述相線(L1、L2、L3)和公共點(A)之間，第四壓敏電阻連接在公共點(A)與零線之間；所述的第二組壓敏電阻還包括第五壓敏電阻(RV5)，該第五壓敏電阻(RV5)連接在公共點(A)與節(jié)點(B)之間，所述公共點是指共用的第一至第四壓敏電阻的共同端。
3.如權利要求2所述的通信設備三相交流防雷裝置，其特征是所述的第一至第五壓敏電阻的持續(xù)運行電壓值是275V。
4.如權利要求1所述的通信設備三相交流防雷裝置，其特征是所述差模保護電路和共模保護電路是各自獨立的，即第一組壓敏電阻包含分別串連在相線(L1、L2、L3)和零線(N)之間的第六至第八壓敏電阻，第二組壓敏電阻包括分別串連在相線(L1、L2、L3)、零線(N)與節(jié)點(B)之間的第九至第十二壓敏電阻。
5.如權利要求4所述的通信設備三相交流防雷裝置，其特征是所述差模保護電路和共模保護電路位于所述過流保護器件的同一側。
6.如權利要求4所述的通信設備三相交流防雷裝置，其特征是所述差模保護電路和共模保護電路分別位于所述過流保護器件的兩側。
7.如權利要求4或5或6所述的通信設備三相交流防雷裝置，其特征是所述第六至第十二壓敏電阻的持續(xù)運行電壓值為385V或460V。
全文摘要
本發(fā)明公開一種通信設備三相交流防雷裝置，包括分別串連在相線上的過流保護器件；分別串連在相線和零線之間的防雷告警指示裝置；其特征是還包括差模保護電路，包含分別串連在相線與零線之間的第一組壓敏電阻；共模保護電路，包含分別串連在相線、零線與節(jié)點之間的第二組壓敏電阻，以及串連在節(jié)點與地線之間的氣體放電管。在需要保護的部位得到有效保護的同時，在較少需要保護的相線之間不再設置保護電路；由于零線到地線間的共模保護電路采用壓敏電阻和放電管串聯(lián)，而且考慮到零線的特殊性，可以省去零線上的過流保護器件。本發(fā)明節(jié)省了器件，減少了故障率，在提高防雷裝置對通信電源設備的保護水平的同時，增強了防雷裝置的自身可靠性和安全性。
文檔編號H02H9/06GK1599185SQ20041004032
公開日2005年3月23日 申請日期2004年7月22日 優(yōu)先權日2004年7月22日
發(fā)明者孟奇 申請人:艾默生網絡能源有限公司