專利名稱：防雷擊隔離變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種防雷擊隔離變壓器，是對用電設(shè)備進(jìn)行電壓保護(hù)，能有效地對瞬間異常輸入電壓進(jìn)行泄放削弱隔離限幅，保障設(shè)備穩(wěn)定可靠運(yùn)行的裝置，尤其是對設(shè)備電源級雷害的防護(hù)。屬于變壓器領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)發(fā)展，生產(chǎn)生活社會發(fā)展離不開用電設(shè)備，而雷電是自然現(xiàn)象，每年的雷害事故頻繁發(fā)生，導(dǎo)致?lián)p失慘重，為此防雷減災(zāi)是必須的。而眾多周知防雷是一個(gè)系統(tǒng)復(fù)雜工程，要多管齊下才能發(fā)揮實(shí)效。目前情況感應(yīng)雷電源方面的防護(hù)均采取放電管、壓敏電阻、限壓二極管等進(jìn)行防護(hù)，結(jié)構(gòu)單一，功能簡單，對單一的雷電特性尖峰波形進(jìn)行處理，所運(yùn)用技術(shù)單一，防雷器件間距離阻抗要嚴(yán)格匹配，欠缺物理上的吸收緩沖衰減電路，很容易讓雷電流直達(dá)最終用電設(shè)備導(dǎo)致?lián)p壞；欠缺缺乏相應(yīng)的電源紋波諧波檢查濾除電路，而對某些干擾信號無能為力，而事實(shí)上隨著用電設(shè)備的增多，不可避免地對電網(wǎng)造成紋波諧波等的雜訊干擾，影響到某些電源性能要求較高的場合。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的是為了解決現(xiàn)有防雷器件的功能結(jié)構(gòu)單一的問題，提供了一種防雷擊隔離變壓器。本實(shí)用新型所述防雷擊隔離變壓器，它包括第一壓敏電阻Ml、第二壓敏電阻M2、 第三壓敏電阻M3、第四壓敏電阻M4、第五壓敏電阻M5、第六壓敏電阻M6、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第一線圈Li、第二線圈L2、共模扼流線圈L3、變壓器T、LED燈和放電管CRl ；第一壓敏電阻Ml并聯(lián)在火線Lin與地線G之間，第二壓敏電阻M2并聯(lián)在火線Lin 和零線Nin之間，第三壓敏電阻M3并聯(lián)在零線Nin與地線G之間，火線Lin輸出端與第一線圈Ll的一端相連，第一線圈Ll的另一端與第二電阻R2 的一端相連，第二電阻R2的另一端與變壓器T的原邊線圈的一端相連，變壓器T的原邊線圈的另一端與第三電阻R3相連，第三電阻R3的另一端與第二線圈L2的一端相連，第二線圈L2的另一端與零線Nin輸出端相連；第一線圈Ll的另一端還與第一電容Cl的一端相連，第一電容Cl的另一端與第一電阻Rl的一端相連，第一電阻Rl的另一端與第二線圈L2的一端相連；第二電阻R2的另一端還與第二電容C2的一端相連，第二電容C2的另一端與地線 G相連；第二電阻R2的另一端還與第三電容C3的一端相連，第三電容C3的另一端與零線 Nin相連，第四電容C4的一端與變壓器T的原邊線圈的另一端相連，第四電容C4的另一端與地線G相連；第二電阻R2的另一端還與第四電阻R4的一端相連，第四電阻R4的另一端與零線Nin相連；共模扼流線圈L3設(shè)置在火線Lin和零線Nin之間，共模扼流線圈L3 —個(gè)繞組設(shè)置在第二電阻R2的兩端，共模扼流線圈L3的另一個(gè)繞組設(shè)置在第三電阻R3的兩端；LED燈并聯(lián)在變壓器T的副邊線圈的兩端，變壓器T的副邊線圈的一端還與第四壓敏電阻M4的一端相連，第四壓敏電阻M4的另一端與放電管CRl的一端相連，放電管CRl的另一端與地線G相連；放電管CRl的一端還與第六壓敏電阻M6的一端相連，第六壓敏電阻M6的另一端與變壓器T的副邊線圈的另一端相連；第五壓敏電阻M5并聯(lián)在變壓器T的副邊線圈的兩端；第五壓敏電阻M5的兩端作為所述防雷擊隔離變壓器的兩個(gè)輸出端。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型提供的隔離變壓器具有防雷擊的作用，該防雷擊隔離變壓器不僅能對電源部分的異常雷電波進(jìn)行泄放削弱鉗位，降低脈沖的陡度，阻擋高頻雷電波串入線路，而且能對高頻共模雜波及差模雜波能起到比較好的抑制效果，消除雜波信號干擾，穩(wěn)定電壓、隔離諧波，提高設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性，減少設(shè)備損壞，保護(hù)人身安全的作用。本實(shí)用新型選用通流量大的壓敏電阻對地泄放，經(jīng)過泄放的雷電波幅值和電流肯定會減弱，再通過多級的低通濾波電路，進(jìn)一步對雷電波進(jìn)行限幅限頻，因?yàn)殡娐分械碾姼心軐Ω哳l雷電波產(chǎn)生反電動(dòng)勢，呈高阻抗，能阻擋雷電波的侵入，同時(shí)可以限制高頻脈沖的串入，平時(shí)狀況下可對電源雜波、諧波進(jìn)行濾除。后再經(jīng)過1 1隔離變壓器隔離，能進(jìn)一步通過屏蔽隔離層能夠阻止一部分諧波等雜訊的傳輸，一定程度上再次降低高頻瞬態(tài)的干擾，穩(wěn)定系統(tǒng)的電壓，而對仍未消除的雷電波在變壓器次級加裝耐壓較低壓敏電阻和放電管進(jìn)行對地泄放。通過這幾個(gè)電路的結(jié)構(gòu)和特性匹配結(jié)合，從而對供電進(jìn)線端異常電壓能進(jìn)行消除諧波，去除雜波信號干擾，特別是雷電流進(jìn)行泄放、削弱、隔離、限幅，保證設(shè)備運(yùn)行在穩(wěn)定可靠的工作電壓和電流內(nèi)。

圖1為防雷擊隔離變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一下面結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述防雷擊隔離變壓器，其特征在于，它包括第一壓敏電阻Ml、第二壓敏電阻M2、第三壓敏電阻M3、第四壓敏電阻M4、第五壓敏電阻M5、第六壓敏電阻M6、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第一線圈Li、第二線圈L2、共模扼流線圈L3、變壓器T、LED燈和放電管CRl ；第一壓敏電阻Ml并聯(lián)在火線Lin與地線G之間，第二壓敏電阻M2并聯(lián)在火線Lin 和零線Nin之間，第三壓敏電阻M3并聯(lián)在零線Nin與地線G之間，火線Lin輸出端與第一線圈Ll的一端相連，第一線圈Ll的另一端與第二電阻R2 的一端相連，第二電阻R2的另一端與變壓器T的原邊線圈的一端相連，變壓器T的原邊線圈的另一端與第三電阻R3相連，第三電阻R3的另一端與第二線圈L2的一端相連，第二線
5圈L2的另一端與零線Nin輸出端相連；第一線圈Ll的另一端還與第一電容Cl的一端相連，第一電容Cl的另一端與第一電阻Rl的一端相連，第一電阻Rl的另一端與第二線圈L2的一端相連；第二電阻R2的另一端還與第二電容C2的一端相連，第二電容C2的另一端與地線 G相連；第二電阻R2的另一端還與第三電容C3的一端相連，第三電容C3的另一端與零線 Nin相連，第四電容C4的一端與變壓器T的原邊線圈的另一端相連，第四電容C4的另一端與地線G相連；第二電阻R2的另一端還與第四電阻R4的一端相連，第四電阻R4的另一端與零線 Nin相連；共模扼流線圈L3設(shè)置在火線Lin和零線Nin之間，共模扼流線圈L3 —個(gè)繞組設(shè)置在第二電阻R2的兩端，共模扼流線圈L3的另一個(gè)繞組設(shè)置在第三電阻R3的兩端；LED燈并聯(lián)在變壓器T的副邊線圈的兩端，變壓器T的副邊線圈的一端還與第四壓敏電阻M4的一端相連，第四壓敏電阻M4的另一端與放電管CRl的一端相連，放電管CRl的另一端與地線G相連；放電管CRl的一端還與第六壓敏電阻M6的一端相連，第六壓敏電阻M6的另一端與變壓器T的副邊線圈的另一端相連；第五壓敏電阻M5并聯(lián)在變壓器T的副邊線圈的兩端；第五壓敏電阻M5的兩端作為所述防雷擊隔離變壓器的兩個(gè)輸出端。第一壓敏電阻Ml、第二壓敏電阻M2和第三壓敏電阻M3選取通流量為40KA 80KA、沖擊耐電壓為550V 700V的TMOV模塊。第四壓敏電阻M4、第五壓敏電阻M5和第六壓敏電阻M6選取通流量為IOKA 30KA、沖擊耐電壓為400V 550V的TMOV模塊。為了克服現(xiàn)有的避雷器件或線路的功能結(jié)構(gòu)單一的不足，本實(shí)用新型提供一種增強(qiáng)型的隔離變壓器，具有防雷擊的作用，該防雷擊隔離變壓器不僅能對電源部分的異常雷電波進(jìn)行泄放削弱鉗位，降低脈沖的陡度，阻擋高頻雷電波串入線路，而且能對高頻共模雜波及差模雜波能起到比較好的抑制效果，消除雜波信號干擾，穩(wěn)定電壓、隔離諧波，提高設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性，減少設(shè)備損壞，保護(hù)人身安全的作用。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是針對城市范圍或平均年雷暴天氣和級別中等，應(yīng)用領(lǐng)域電源性能要求等，設(shè)備電源部分防雷和電源電壓穩(wěn)定性和諧波干擾問題同樣重要，需要相互配合，可利用濾波電路、電源隔離、浪涌保護(hù)電路等方式組合而達(dá)到改善。首先考慮引入供電線路的雷電波幅值較大、電流較強(qiáng)，應(yīng)以疏導(dǎo)和泄放為主，不能阻擋，否則設(shè)備必然損壞，所以應(yīng)將大通流量的壓敏電阻放在首位，發(fā)揮其通流量大，響應(yīng)時(shí)間快，殘壓低等特點(diǎn)。經(jīng)過對地泄放的雷電波幅值和電流肯定會減弱，再通過多級的低通濾波電路，進(jìn)一步對雷電波進(jìn)行限幅限頻，因?yàn)殡娐分械碾姼心軐Ω哳l雷電波產(chǎn)生反電動(dòng)勢，呈高阻抗，能阻擋雷電波的侵入，同時(shí)可以限制高頻脈沖的串入，平時(shí)狀況下可對電源雜波、諧波進(jìn)行濾除。后再經(jīng)過1 1隔離變壓器隔離，能進(jìn)一步通過屏蔽隔離層能夠阻止一部分諧波等雜訊的傳輸，一定程度上再次降低高頻瞬態(tài)的干擾，穩(wěn)定系統(tǒng)的電壓，而對仍未消除的雷電波在變壓器次級加裝耐壓較低壓敏電阻和放電管進(jìn)行對地泄放。通過這幾個(gè)電路的結(jié)構(gòu)和特性匹配結(jié)合，從而對供電進(jìn)線端異常電壓能進(jìn)行消除諧波，去除雜波信號干擾，特別是雷電流進(jìn)行泄放、削弱、隔離、限幅，保證設(shè)備運(yùn)行在穩(wěn)定可靠的工作電壓和電流內(nèi)。具體工作原理其中第一壓敏電阻Ml、第二壓敏電阻M2和第三壓敏電阻M3分別為通流量較大的壓敏電阻，通流量在40KA 80KA之間，對破壞力最大的最初雷電流進(jìn)行最大程度的泄放， 采用L-N，L-G, N-G的全面保護(hù)，對初始引入高電壓進(jìn)行限幅限流，抑制共模過電壓。由于雷電波頻譜較為豐富，但主要能量集中在50hz以上，而兩個(gè)電感L1、L2與第二壓敏電阻M2 的寄生電容以及電容Cl分別構(gòu)成第一級的共模和差模低通濾波器，實(shí)施對暫態(tài)過電壓波中高頻分量的初次衰減；共模扼流線圈L3的共模電感與電容C2、C4構(gòu)成第二級共模低通濾波器；電容C3作為第二級差模低通濾波器對經(jīng)第一級衰減剩余的高頻分量進(jìn)行再次衰減。平時(shí)上述的兩級共模差模低通濾波器則對供電電壓的高頻諧波進(jìn)行濾除，凈化諧波電壓干擾。再通過隔離變壓器對雷電流的隔離，發(fā)揮其電磁感應(yīng)反電動(dòng)勢和磁飽和特性，進(jìn)一步隔離和減弱雷電流，隔離變壓器次級再選擇耐壓較低，容量較小的壓敏電阻和放電管可以進(jìn)一步對后級的雷電流進(jìn)行泄放和限幅，平時(shí)正常工作隔離變壓器則可以隔離輸入端的電壓，保障后級的電壓安全，同時(shí)也可進(jìn)一步濾除諧波信號的傳輸感應(yīng)，經(jīng)過如圖的多個(gè)組合后，就可以沿電源線襲來的異常電壓穩(wěn)定和限制到被保護(hù)電子設(shè)備可以耐受的水平。本實(shí)施方式所述防雷擊隔離變壓器輸入端接線柱接到供電進(jìn)線處(目前僅限交流220v)，設(shè)備負(fù)載均接到輸出端接線柱處(目前僅限負(fù)載功率不大于600w)，再將整機(jī)的接地線柱接到地網(wǎng)，然后通電即可。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式對實(shí)施方式一作進(jìn)一步說明，它還包括七個(gè)熔斷器， 火線Lin輸出端設(shè)置一個(gè)熔斷器，第一壓敏電阻Ml、第二壓敏電阻M2、第三壓敏電阻M3、第四壓敏電阻M4、第五壓敏電阻M5和第六壓敏電阻M6分別串聯(lián)一個(gè)熔斷器。加設(shè)的熔斷器對電路作進(jìn)一步保護(hù)。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與實(shí)施方式一的不同之處在于第一壓敏電阻Ml、 第二壓敏電阻M2和第三壓敏電阻M3選取通流量為60KA、沖擊耐電壓為620V的TMOV模塊， 其它與實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與實(shí)施方式一的不同之處在于第四壓敏電阻M4、 第五壓敏電阻M5和第六壓敏電阻M6選取通流量為20KA、沖擊耐電壓為471V的TMOV模塊， 其它與實(shí)施方式一相同。
權(quán)利要求1.防雷擊隔離變壓器，其特征在于，它包括第一壓敏電阻(Ml)、第二壓敏電阻(M2)、第三壓敏電阻(M3)、第四壓敏電阻(M4)、第五壓敏電阻(M5)、第六壓敏電阻(M6)、第一電阻 (Rl)、第二電阻(R2)、第三電阻(R3)、第四電阻(R4)、第一電容(Cl)、第二電容(C2)、第三電容(C3)、第四電容C4、第一線圈(Li)、第二線圈(L2)、共模扼流線圈(L3)、變壓器(T)、LED 燈和放電管(CRl)；第一壓敏電阻(Ml)并聯(lián)在火線Lin與地線G之間，第二壓敏電阻(M2)并聯(lián)在火線Lin 和零線Nin之間，第三壓敏電阻(M3)并聯(lián)在零線Nin與地線G之間，火線Lin輸出端與第一線圈(Li)的一端相連，第一線圈(Li)的另一端與第二電阻 (R2)的一端相連，第二電阻(R2)的另一端與變壓器(T)的原邊線圈的一端相連，變壓器 (T)的原邊線圈的另一端與第三電阻(R3)相連，第三電阻(R3)的另一端與第二線圈(L2) 的一端相連，第二線圈(L2)的另一端與零線Nin輸出端相連；第一線圈(Li)的另一端還與第一電容(Cl)的一端相連，第一電容(Cl)的另一端與第一電阻(Rl)的一端相連，第一電阻(Rl)的另一端與第二線圈(L2)的一端相連；第二電阻(R2)的另一端還與第二電容(C2)的一端相連，第二電容(C2)的另一端與地線G相連；第二電阻(R2)的另一端還與第三電容(C3)的一端相連，第三電容(C3)的另一端與零線Nin相連，第四電容C4的一端與變壓器(T)的原邊線圈的另一端相連，第四電容C4的另一端與地線G相連；第二電阻(R2)的另一端還與第四電阻(R4)的一端相連，第四電阻(R4)的另一端與零線Nin相連；共模扼流線圈(L3)設(shè)置在火線Lin和零線Nin之間，共模扼流線圈(L3) —個(gè)繞組設(shè)置在第二電阻(R2)的兩端，共模扼流線圈(L3)的另一個(gè)繞組設(shè)置在第三電阻(R3)的兩端；LED燈并聯(lián)在變壓器(T)的副邊線圈的兩端，變壓器(T)的副邊線圈的一端還與第四壓敏電阻(M4)的一端相連，第四壓敏電阻(M4)的另一端與放電管(CRl)的一端相連，放電管 (CRl)的另一端與地線G相連；放電管(CRl)的一端還與第六壓敏電阻(M6)的一端相連，第六壓敏電阻(M6)的另一端與變壓器(T)的副邊線圈的另一端相連；第五壓敏電阻(M5)并聯(lián)在變壓器(T)的副邊線圈的兩端；第五壓敏電阻(M5)的兩端作為所述防雷擊隔離變壓器的兩個(gè)輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防雷擊隔離變壓器，其特征在于，它還包括七個(gè)熔斷器，火線 Lin輸出端設(shè)置一個(gè)熔斷器，第一壓敏電阻(Ml)、第二壓敏電阻(M2)、第三壓敏電阻(M3)、 第四壓敏電阻(M4)、第五壓敏電阻(M5)和第六壓敏電阻(M6)分別串聯(lián)一個(gè)熔斷器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防雷擊隔離變壓器，其特征在于，第一壓敏電阻(Ml)、第二壓敏電阻(M2)和第三壓敏電阻(M3)選取通流量為40KA 80KA、沖擊耐電壓為550V 700V 的TMOV模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防雷擊隔離變壓器，其特征在于，第一壓敏電阻(Ml)、第二壓敏電阻(M2)和第三壓敏電阻(M3)選取通流量為60KA、沖擊耐電壓為620V的TMOV模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防雷擊隔離變壓器，其特征在于，第四壓敏電阻(M4)、第五壓敏電阻(M5)和第六壓敏電阻(M6)選取通流量為IOKA 30KA、沖擊耐電壓為400V 550V的TMOV模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防雷擊隔離變壓器，其特征在于，第四壓敏電阻(M4)、第五壓敏電阻(M5)和第六壓敏電阻(M6)選取通流量為20KA、沖擊耐電壓為471V的TMOV模塊。
專利摘要防雷擊隔離變壓器，屬于變壓器領(lǐng)域，本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有防雷器件的功能結(jié)構(gòu)單一的問題。本實(shí)用新型采用1∶1隔離變壓器，其原邊設(shè)置通流量大的壓敏電阻對異常雷電波進(jìn)行泄放削弱鉗位，降低脈沖的陡度，阻擋高頻雷電波串入線路，并且采用共模扼流線圈等對高頻共模雜波及差模雜波進(jìn)行抑制，消除雜波信號干擾，穩(wěn)定電壓、隔離諧波，隔離變壓器的副邊采用耐壓較低壓敏電阻和放電管來完成對雷電波的對地泄放、消除，從而對供電進(jìn)線端異常電壓能進(jìn)行消除諧波，去除雜波信號干擾，特別是雷電流進(jìn)行泄放、削弱、隔離、限幅，保證設(shè)備運(yùn)行在穩(wěn)定可靠的工作電壓和電流內(nèi)。
文檔編號H02H9/04GK202058567SQ20112013992
公開日2011年11月30日 申請日期2011年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月5日
發(fā)明者江圣輝, 鐘福宏 申請人:南海發(fā)展股份有限公司