传感器接口要4kv防浪涌设计

<一>百兆网防雷方案

一、条件：

1. 网络耦合器内置于RJ45 座子内，但有中间抽头引出；

2. 要求通过通讯行业常规雷击等级，共模4KV，差模1KV；

二、方案：

如上图，中间抽头引出接RC 滤波电路，放电管GDT 并在RC 电路两端；由于该放电管接在网络耦合器的抽头对地，所以此器件只能防护共模雷击。

网络耦合器后面是TVS1、TVS2，分别并在两组线路的两线间，用于抑制差模间的残压。

三、方案器件：

1. GDT-陶瓷气体放电管：LT-BA151N

2. TVS-瞬态抑制二极管：TVS-BV05C

四、方案等级：

国际标准 IEC61000-4-5 ( 10/700us ) 第四级共模：4KV 差模：1KV

<二>RS-485 防雷方案

一、条件：

1.工作电压5 V。

2.通过6KV 雷击测试。

3.需要过流保护。

4.满足AC220V电力线搭接

二、方案：

三、方案器件：

1. GDT-陶瓷气体放电管：B3D420L-C

2. TVS-瞬态抑制二极管：SMBJ6.5CA-TP

四、方案等级：

国际标准 IEC61000-4-5 ( 10/700us ) 第四级共模：6KV 差模：4KV

<三>电源接口防雷方案

一、条件：

1. 输入电压12V。

2. 需要过流保护。

3. 需要防护雷击1KV。

浪涌保护器的设计选型

浪涌保护器设计目录 1 总则 (1) 3建筑物防雷分类 (1) 4 建筑物的防雷措施 (2) 5 防雷装置（略） (6) 6 防雷击电磁脉冲 (7) 6.1基本规定 (7) 6.2 防雷区和防雷击电磁脉冲 (7) 6.3 屏蔽、接地和等电位连接的要求 (9) 6.4 安装和选择电涌保护器的要求 (21) 电涌保护器的有效电压保护水平值的选取 (22) 选用S P D举例 (23) OBO的SPD典型配置 (24) 【SPD的安装接线】 (26) 1 总则（1）为使建（构）筑物防雷设计因地制宜地采取防雷措施，防止或减少雷击建筑物所发生的人身伤亡和文物、财产损失，以及雷击电磁脉冲引发的电气和电子系统损坏或错误运行，做到安全可靠、技术先进、经济合理，制定本规范。（2）本规范适用于新建、扩建、改建建筑物的防雷设计。（3）建（构）筑物防雷设计，应在认真调查地理、地质、土壤、气象、环境等条件和雷电活动规律，以及被保护物的特点等的基础上，详细研究并确定防雷装置的形式及其布置。（4）建（构）筑物防雷设计，除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 3建筑物防雷分类表3-1 防雷分类对比

4 建筑物的防雷措施4.1 基本规定

表中k c—分流系数，单根引下线时为1，2根引下线及接闪器不成闭合环的多根引下线时为0.66，接闪器成闭合环或网状的多根引下线应为0.44。 l x—引下线上需考虑隔距的计算点到最近的等电位联结点（即金属物或电气/电子线路与防雷装置之间直接或通过SPD相连接之点）的长度，m。 R i—接地装置的冲击接地电阻，Ω； h x—被保护物或计算点的高度，m。 h —接闪线或接闪网的支柱高度，m； l—接闪线的水平长度，m。 l1—从接闪网中间最低点沿导体至最近支柱的距离，m； n —从接闪网中间最低点沿导体至最近不同支柱并有同一距离l1的个数，但至少应取2。表4-2 防闪电感应的措施

浪涌保护器选型

电涌保护器选型随着国际信息潮流的冲击、微电子科技的沸腾和通讯、计算机及自动控制技术的日新月异，建筑开始走向高品质、高功能领域，形成了一种新的建筑形式——智能建筑。由于在智能建筑中存在众多信息系统，《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2002年版）（以下简称《防雷规范》）提出了安装电涌保护器的相关要求，以保证信息系统的安全稳定运行，笔者仅对其中使用的电涌保护器的产品选型提几点自己的看法。电涌保护器从本质上看就是一种等电位连接用的材料而已，其选型就是指在不同的防雷区内，按照不同雷击电磁脉冲的严重程度和等电位连接点的位置，决定位于该区域内的电子设备采用何种电涌保护器，实现与共用接地体等电位联结。笔者将从电涌保护器的最大放电电流Imax、持续工作电压Uc、保护电压Up、漏电流Ip、告警方式等方面进行论述。按照《防雷规范》第6.4.4条规定“电涌保护器必须能承受预期通过它们的雷电流，并应符合以下两个附加要求：通过电涌时的最大钳位电压，有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流。”即电涌保护器的最大钳位电压加上其两端的感应电压应与所属系统的基本绝缘水平和设备允许的最大电涌电压协调一致。最大放电电流按照《防雷规范》第6.4.6条规定，在LPZOA、LPZOB与LPZ1区的交界处安装电涌保护器其最大放电电流计算如下：根据《防雷规范》规定的“全部雷电流的50%流入建筑物的防雷装置。另50%流入引入建筑物的各种外来导电物、电力线缆、通信线缆等设施”，表一：首次雷击的雷电流参量雷电流参数一类防雷建筑物二类防雷建筑物三类防雷建筑物 I幅值（KA）200 150 100 T1波头时间（ s）350 350 350 雷电波经建筑物引入的电力线缆、信息线缆、金属管道等分解，总配电间的低配供电线缆雷电流的分流值计算表如表二，线路屏蔽时，通过的雷电流降低到原来的30%，根据《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》YD/T5098-2001中规定的脉冲为10/350 s波形的电荷量约为8/20 s模拟雷电波波形电荷量的20 ．．倍，具体计算如下：表二：供电线缆雷电流分流值表雷电流参数一类防雷建筑二类防雷建筑三类防雷建筑 I幅值（KA）200 150 100 供电线缆总分流值（kA）33.33 25 16.67 每根电缆分流值（kA）11.11 8.33 5.56

避雷器与浪涌保护器

避雷器和电涌保护器运用说明

目录一、定义二、防雷器与浪涌保护器的比较三、线路避雷器运用及其说明四、浪涌保护器设计原理、特性、运用范畴五、参考依据与文献

一、定义 1.避雷器避雷器是变电站保护设备免遭雷电冲击波袭击的设备。当沿线路传入变电站的雷电冲击波超过避雷器保护水平时，避雷器首先放电，并将雷电流经过良导体安全的引入大地，利用接地装置使雷电压幅值限制在被保护设备雷电冲击水平以下，使电气设备受到保护。 2.浪涌保护器也叫防雷器，是一种为各种电力设备、仪器仪表、通讯线路等提供安全防护的装置。当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，浪涌保护器能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。

?从以下资料可以看出，浪涌保护器也是防雷器的一种，但是有很大的区别。二、避雷器与浪涌保护器的比较避雷器指建筑物避雷器，与避雷针、接地排等一起形成一个法拉第笼，防止建筑物被损坏，避雷器的基本原理是把雷击电磁脉冲(LEMP)导入地进行消解。但是为什么在安装避雷器后仍有大量的建筑物及其里面的设备被雷击损坏呢? 首先，避雷器的导线采用铜铁合金，因此其导线性能是有限的，反应速度仅为200微妙(uS)。而LEMP的半峰速度(能量达到最大值)为20微妙(uS)，也就是说LEMP的速度快于避雷器，这样避雷器把第一次直击雷导入地后，对于二次雷、三次雷往往反应不过来，直接泄漏打在设备上。也就是说，避雷器对二次雷、三次雷几乎不起作用。其次，LEMP导入地后，会从地返回形成感应雷。感应雷会从所有含有金属的导线上泄漏到设备(网线、电源线、信号线、传输线等)。由于避雷器是单向作用的，因此它对感应雷不起作用，感应雷可以直接打坏设备。更何况，导线部分往往不会安装避雷器。再次，浪涌只有20%来自雷击等外部环境，80%来自系统内部运行，避雷器对这80%是不起任何作用的。

通信直流电源输入防浪涌电路

通信直流电源输入防浪涌电路一、过压浪涌测试方法对于一些特定环境和用途的电子设备, 其供电电源中经常会有电压浪涌(本文所指浪涌均为过压浪涌)，通讯设备过压涌浪主要有以下几种形式，具体参数如下：为防止这些过压涌浪对后端用电设备的影响，在电源设计过程中必须对电源进行涌浪测试。相关浪涌测试要求为：用电设备应经受五次过压浪涌，两次过压浪涌之间的时间间隔为1 min。过压浪涌检测方法：首先用电设备在正常稳态电压下供电, 然后使用电设备输入电压增加到浪涌电压，最后输入电压恢复到正常稳态电压。过压浪涌后，电源及后端设备不应发生任何故障。二、实际案例某通信公司采用ACBEL出品的SV48-28-450B电源模块制作的-48V直流转换电源在做2KV浪涌测试时，输入前端电路起火，直接损坏后端的MOSFET。经过分析，该直流转换电源由于前端防涌浪电路在2KV高电压冲击下，产生大电流冲击，导致电路板起火并损毁后端MOSFET，最直接的原因应是电源前端设计的防涌浪电路失效。三、电路设计为了保护用此电源的通讯设备，防止受浪涌电压冲击而损坏，所以对防涌浪电路进行了设计。具体电路图如下：

本电路采用两级防雷电路来进行防雷及浪涌处理，是一种较高等级的直流防雷及浪涌处理电路。现在通信客户输入端需要满足IEC61000规定的输入对大地要满足2KV，4KV浪涌电压，雷击电流5KA，10KA的要求。此电路的工作原理如下：当感应雷击或浪涌电压产生时，由于L1会阻挡电压的突变，让前级电路先动作，前级四个MOV(MOV1--4)管，两个放电管(FDG1，2)来泄放大电流，随后，小部分的能量通过后级的L1电感，两个MOV管(MOV5，6)来泄放较小的电流，同时进一步钳位输入端的浪涌电压，以防止损坏后面的器件和电源模块。器件的结电容会影响他们的动作时间，三种器件中，TVS的响应动作时间最快，FDG的次之，MOV的最慢。由于MOV的损坏多数是呈短路状态，为了防止短路时起火，所以要串联保险管，保险管要选择防爆慢熔型，且要满足8/20微秒电流波形的冲击。差模电感L1还可以和后级电容组成EMC差模滤波，对1MHZ以下的干扰有较好的抑制作用，注意此电感一定要是空心线圈，这样通过大电流时不会饱和，太大时其体积也大，L2，L3是两个共模电感，Q1是防反接MOSFET，Q2和R9是防开机时的瞬态冲击电流。此电路在模块前端不仅具有防浪涌功能，而且兼具干扰抑制和防反接功能。四、更改设计电路后测试效果通过现场分析，采用我们提供的此电路后，多次实际测试，成功抑制2KV浪涌，保护了后端的器件。

开关电源防雷电路设计1

防雷电路开关电源防雷电路设计方案上网时间: 2010-08-30防雷电路开关电源防雷电路设计方案雷击浪涌分析最常见的电子设备危害不是由于直接雷击引起的，而是由于雷击发生时在电源和通讯线路中感应的电流浪涌引起的。一方面由于电子设备内部结构高度集成化(VLSI芯片)，从而造成设备耐压、耐过电流的水平下降，对雷电(包括感应雷及操作过电压浪涌)的承受能力下降，另一方面由于信号来源路径增多，系统较以前更容易遭受雷电波侵入。浪涌电压可以从电源线或信号线等途径窜入电脑设备，我们就这两方面分别讨论： 1)电源浪涌电源浪涌并不仅源于雷击，当电力系统出现短路故障、投切大负荷时都会产生电源浪涌，电网绵延千里，不论是雷击还是线路浪涌发生的几率都很高。当距你几百公里的远方发生了雷击时，雷击浪涌通过电网光速传输，经过变电站等衰减，到你的电脑时可能仍然有上千伏，这个高压很短，只有几十到几百个微秒，或者不足以烧毁电脑，但是对于电脑内部的半导体元件却有很大的损害，正象旧音响的杂音比新的要大是因为内部元件受到损害一样，随着这些损害的加深，电脑也逐渐变的越来越不稳定，或有可能造成您重要数据的丢失。美国GE公司测定一般家庭、饭店、公寓等低压配电线(110V)在10000小时(约一年零两个月)内在线间发生的超出原工作电压一倍以上的浪涌电压次数达到800余次，其中超过1000V 的就有300余次。这样的浪涌电压完全有可能一次性将电子设备损坏。 2)信号系统浪涌信号系统浪涌电压的主要来源是感应雷击、电磁干扰、无线电干扰和静电干扰。金属物体(如电话线)受到这些干扰信号的影响，会使传输中的数据产生误码，影响传输的准确性和传输速率。排除这些干扰将会改善网络的传输状况。基于以上的技术缺陷和状况，本文根据实际使用设计了一种基于压敏电阻和陶瓷气体放电管的单相并联式抗雷击浪涌的开关电源电路。防雷击浪涌电路的设计本文所设计的是一种基于压敏电阻和陶瓷气体放电管的单相并联式抗雷击浪涌电路，并将其应用到仪表的开关电源上。整个电路包括防雷电路和开关电源电路，其中防雷电路采用3个压敏电阻和一个陶瓷气体放电管组成复合式对称电路，共模、差摸全保护。与经典的开关电源电路组成防雷仪表的电源电路，采用压敏电阻并联，延长使用寿命，在压敏电阻短路失效后与开关电源电路分离，不会引起失火。为了实现上述目的所采取的设计方案是：将压敏电阻和陶瓷气体放电管的单相并联式抗雷击浪涌电路应用到仪表的电源上。主要分为防雷电路部分和开关电源电路部分，电路简单，采用复合式对称电路，共模、差摸全保护，可以不分L、N端连接。使压敏电阻RV1位于贴片整流模块前端分别与电源L、N并联，主要来钳位L、N线间电压，压敏电阻RV0、RV2与陶瓷气体放电管FD1串联后接地，RV0与FD1串联主要是泄放L线上感应雷击浪涌电流，RV2与FD1串联主要是泄放由信号口串人24V参考电位上的能量，RV0、RV2短路失效后，FD1可将其与电源电路分离，不会导致失火现象。 RV1前端线路上串联了一个线绕电阻，当此RV1短路失效时，线绕电阻可起到保险丝的作用，将短路电路断开，压敏电阻属电压钳位型保护器件，其钳位电压点即压敏电阻参数选择相对比较重要(选压敏电压高一点的，通流量大一些的更安全、耐用，故障率低)；根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式，本电路中采用561k－10D的压敏电阻与陶瓷气体放电

浪涌保护器的选型及使用

浪涌保护器的选型及使用由于电气类和电子元件的高损耗，浪涌保护（浪涌保护器或SPD）在风能行业中过电压保护过程中越来越普遍。风机停机的代价是非常高的，只有在不得不停机的情况下，才能停机。随着风机型号的增大而当其电力系统崩溃带来的损失也不断增大，因此为了免受过电压造成损失而实施保护措施的需求也随之增高。业主对浪涌保护器的需求越来越普遍。这意味着开发商和风机制造商必须确保系统符合现行法律规定及现代风力发电机组可靠性的要求。为了推动这项工作，国际电工委员会出版了低压用电分配系统浪涌保护设备选择和使用的标准。（IEC61643 低电压保护设备：第十二章是关于低压用电分配系统的浪涌保护器的选择和应用原理）该标准是一个应用及配置指南，对评估浪涌保护重要性非常有用，该标准同时也给风机浪涌保护设备的安装和尺寸测量提供指导规范。应用指南该标准可作为设计手册，并阐述了很多选型和设计时要考虑的相关问题。该标准也说明了选择过电压保护设备的各种问题。标准的第一部分详述了浪涌保护的基本原理和选择浪涌保护器时的各种相关参数（第3、4和5节）。简述之后就是应用指南，一步步介绍在选型前怎样评估应用程序（第6.1节）。下图是评估中最重要问题的概览：

选择安装浪涌保护器时，首先要考虑电网的设计（例如：TN-S系统，TT系统，IT 系统等）。浪涌保护器的安装位置也要考虑，它的放置位置与被保护设备间的距离要合适。如果浪涌保护器放置得离被保护设备太远了，那就不能确保被保护设备得到有效保护；如果太近了，设备和浪涌保护器之间会产生振荡波，而这样，即使设备被认为是被保护的，会在被保护设备上产生巨大的过电压。仅因为正确安装浪涌保护器是个简单问题，导致许多浪涌保护器安装位置设计不合理。安装浪涌保护器时，首先确保它被放置在被保护设备的入口处；第二要正确安装浪涌保护器的接地线；第三连接浪涌保护器的电缆要尽可能的短。根据此标准（一般来说），连接电缆的电感一般是1μH/m左右。所以设计该系统时，记得连接电缆要包含火线和接地线。

防浪涌电路汇总

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防浪涌电路调研总结常用的防浪涌电路有三种方案：一、利用传统的防雷元器件组合成防浪涌电路，例如TVS管（瞬态抑制二极管），气体放电管，PTC（热敏电阻）等。这些防雷元器件的价格都很低。二、光耦合电路。(光隔离器件，价格较低，TPL521-4价格为2元左右。) 三、磁耦合电路。磁隔离是ADI公司iCoupler专利技术，是基于芯片级变压器的隔离技术。利用该公司生产的相关芯片可以大大简化电路，减少PCB的面积。(adm2483的价格在10元左右，adm3251e的价格在10元~20元之间。) 浪涌的来源：浪涌通常由自然界的雷电、电源系统（特别是带很重的感性负载）开关切换时引起的，浪涌的产生将带来能量巨大的瞬变过压或过流，例如感应雷在RS-485传输线上引起的瞬变干扰，其能量可在瞬间烧毁连结传输线上的全部器件。通常所说的防浪涌，有两个耐压指标，一个是共模，一个是差模。自然界雷电或大电流切换时产生的浪涌一般认为是共模的，而差模形式的浪涌往往是由于数据电缆附近有高压线经过，数据电缆与高压线之间因绝缘不良而产生的，虽然后者比前者产生的电压和电流要小得多，但它不像前者那样只维持很短的几毫秒，而会在数据通信网络中较长时间内稳定地存在。光耦或磁耦器件标称的耐压是共模，也就是前端到后端之间的耐压。如果超过这个耐压，前端后端都一起烧坏；器件不会标称差模的耐压，这个由电路的设计来决定，如果超过这个耐压，前端烧坏，后端不会烧坏。防浪涌电路通常分为隔离法和规避法：一、隔离法光耦合（需要隔离电源）光耦合器（optical coupler，OC）亦称光电隔离器，简称光耦。光耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用，所以，它在各种电路中得到广泛的应用。目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。光耦合器一般由三部分组成：光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管（LED），使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。只要浪涌产生的电压幅值不超过光耦器件标称的值（通常为2500V），光耦就不会损坏，即使浪涌电压长时间地存在也不会对被隔离的设备产生损害。值得注意的是，光耦一般只能抑制共模形式的浪涌，不能抑制差模形式的浪涌。光耦

浪涌保护器选择应注意的几个问题

低压配电系统SPD选择应注意的几个问题 1. SPD最大持续工作电压U C 1）TN系统U C≥（U0=220V相电压）由于GB12325《电能质量供电电压》标准规定220V电网内的正偏差不大于7%，但我国实际电压正偏差往往超过此值，再加上SPD老化等因素，所以规定U C ≥ 2）TT系统U C≥（在剩余电流保护器负荷侧，U0=220V相电压）此种TT系统变电所10kV侧必须为中性点不接地系统。根据IEC标准，为防范TT系统内绝缘击穿事故而规定的过电压允许值和切断电源时间：低压电气绝缘允许承受的过电压为U0+250V，切断时间＞5s。按此规定低压电气绝缘允许承受的过电压为450V且切断时间大于5s。根据电力行业标准DL/T620-1997相关规定，10kV中性点不接地系统允许最大接地故障电容电流按线路不同情况分别为10A、20A、30A，因线路情况复杂取其中间值20A。当10kV线路发生单相接地故障时接地故障电容电流会流经变电所变压器中性点的接地电阻流回不接地的两相，一般接地电阻不大于4Ω，此时可能产生80V的最大故障电压，使地电位升高80V。低压电气绝缘允许承受的过电压为U0+80V，切断时间＞5s。在此系统中低压电气绝缘允许承受的过电压为300V且切断时间大于5s，同理需考虑1）款中的系数则 U C≥×300=345V≈×U0=341V。由于断路器的额定工作电压均为400V，冲击耐压为6000V，所以SPD可以以四星型接法接在剩余电流保护器负荷侧。 3）TT系统U C≥（在剩余电流保护器电源侧，U0=220V相电压）此种TT系统变电所10kV侧采用小电阻接地，同时和变压器低压侧中性点接地

浪涌保护电路

利用VDR,TVS等抗浪涌保护器件搭建的浪涌保护电路，加在电源模块的前端，有效消除浪涌电压，已试验过。 1.压敏电阻：它是以ZnO为主要成分的金属氧化物半导体非线性电阻，当作用在其两端的电压达到一定数值后，电阻对电压十分敏感。它的工作原理相当于多个半导体P-N的串并联。压敏电阻的特点是非线性特性好（I=CUα中的非线性系数α），通流容量大（～2KA/cm2），常态泄漏电流小（10-7～10-6A），残压低（取决于压敏电阻的工作电压和通流容量），对瞬时过电压响应时间快（～10-8s），无续流。压敏电阻的技术参数主要有：压敏电压（即开关电压）UN，参考电压Ulma；残压Ures；残压比K（K=Ures/UN）；最大通流容量Imax；泄漏电流；响应时间。压敏电阻的使用条件有：压敏电压：UN≥[（√2×1.2）/0.7]U0（U0为工频电源额定电压）最小参考电压：Ulma≥（1.8～2）Uac （直流条件下使用） Ulma≥（2.2～2.5）Uac（在交流条件下使用，Uac为交流工作电压）压敏电阻的最大参考电压应由被保护电子设备的耐受电压来确定，应使压敏电阻的残压低于被保护电子设备的而损电压水平，即（Ulma）max≤Ub/K，上式中K为残压比，Ub为被保护设备的而损电压。 2.抑制二极管：抑制二极管具有箝位限压功能，它是工作在反向击穿区，由于它具有箝位电压低和动作响应快的优点，特别适合用作多级保护电路中的最末几级保护元件。抑制二极管在击穿区内的伏安特性可用下式表示：I=CUα，上式中α为非线性系数，对于齐纳二极管α=7～9，在雪崩二极管α=5～7. 抑制二极管的技术参数击穿电压，它是指在指定反向击穿电流（常为lma）下的击穿电压，这于齐纳二极管额定击穿电压一般在2.9V～4.7V范围内，而雪崩二极管的额定击穿电压常在5.6V～200V范围内。 ⑵最大箝位电压：它是指管子在通过规定波形的大电流时，其两端出现的最

完整版信号口浪涌防护电路设计

信号口浪涌防护电路设计通讯设备的外连线和接口线都有可能遭受雷击（直接雷击或感应雷击），比如交流供电线、用户线、ISDN接口线、中继线、天馈线等，所以这些外连线和接口线均应采取雷击保护措施。设计信号口防雷电路应注意以下几点： 1、防雷电路的输出残压值必须比被防护电路自身能够耐受的过电压峰值低，并有一定裕量。 2、防雷电路应有足够的冲击通流能力和响应速度。 3、信号防雷电路应满足相应接口信号传输速率及带宽的需求，且接口与被保护设备兼容。 4、信号防雷电路要考虑阻抗匹配的问题。 5、信号防雷电路的插损应满足通信系统的要求。 6、对于信号回路的峰值电压防护电路不应动作，通常在信号回路中，防护电路的动作电压是信号回路的峰值电压的1.3～1.6倍。 1.1网口防雷电路网口的防雷可以采用两种思路：一种思路是要给雷电电流以泄放通路，把高压在变压器之前泄放掉，尽可能减少对变压器影响，同时注意减少共模过电压转为差模过电压的可能性。另一种思路是利用变压器的绝缘耐压，通过良好的器件选型与PCB设计将高压隔离在变压器的初级，从而实现对接口的隔离保护。下面的室外走线网口防雷电路和室内走线网口防雷电路就分别采用的是这两种思路。 1.1.1室外走线网口防雷电路设计。1当有可能室外走线时，端口的防护等级要求较高，防护电路可以按图 R1TX组合式G1PE，低节电容TVS R2 R3组合式RXG2PE，低节电容TVS R4a 变/22.23R097CXTXUNUSESLVU2.8-UNUSE10/10TXTXENTERNERX PH RXUNUSETXUNUSERX RJ47777RXVCVCCGND b 1 室外走线网口防护电路图从图中可以看出该电路的结构与室给出的是室外走线网口防护电路的基本原理图，图1aTVS口防雷电路类似。共模防护通过气体放电管实现，差模防护通过气体放电管和外走线E1它可以同时是三极气体放电管，，型号是3R097CXAG1管组成的二级防护电路实现。图中和G2使电阻，/2W起到两信号线间的差模保护和两线对地的共模保护效果。中间的退耦选用2.2Ω防雷性能电阻值在保证信号传输的前提下尽可能往大选取，前后级防护电路能够相互配合，因为网口传输速率高，在网口防雷TVS后级防护用的管，Ω。会更好，但电阻值不能小于2.21b图。SLVU2.8-4这里推荐的器件型号为管需要具有更低的结电容，TVS电路中应用的组合式就是采用上述器件网口部分的详细原理图。三极气体放电管的中间一极接保护地PGND，要保证设备的工作地GND和保护地PGND通过PCB走线在母板或通过电缆在结构体上汇合（不能通过0Ω电阻或电容），这样才能减小GND和PGND的电位差，使防雷电路发挥保护作用。电路设计需要注意RJ45接头到三极气体放电管的PCB走线加粗到40mil，走线布在TOP层或BOTTOM层。若单层不能布这么粗的线，可采取两层或三层走线的方式来满足走线的宽度。退耦

PFC电路防浪涌二极管的选用

PFC电路防浪涌二极管的选用摘要：本文主要介绍了采用BOOST拓扑结构的PFC电路在浪涌二极管上的选用，对有浪涌二极管和无浪涌二极管的PFC电路进行了相应的试验验证。关键词：BOOST PFC电路，浪涌二极管。在目前常用的PFC电路中大多是采用BOOST拓扑结构，BOOST拓扑结构的PFC 电路能够起到很好的功率因素矫正和输出预稳压的作用，有利于较少交流输入电网的电流谐波分量，同时输出的预稳压对后的设计起到一个优化的作用。在我们常用的BOOST PFC电路中常会用到一个浪涌二极管，如图1中的VD15,该二极管跨接在升压电感和升压二极管两端。浪涌的二极管的作用在理论上主要为在交流输入端存在有电压尖峰浪涌时，二极管能够在输入尖峰浪涌到达时导通，利用PFC输出的滤波电容对尖峰浪涌进行吸收，避免尖峰浪涌通过升压电感冲击到开关管，起到保护开关管的作用。但在实际应用中浪涌二极管的作用存在有一定的质疑，下面主要对有浪涌二极管和没有浪涌二极管的BOOST PFC电路进行比较试验。如图1中的BOOST PFC电路，输入电压范围为154Vac~310Vac，输出为410Vdc，输出功率2KW，PFC输出过压保护点为440Vdc，控制电路采用UC3854B的平均电路控制模式。在电路中的VD15为浪涌二极管，在有浪涌二极管的PFC电路和无浪涌二极管的PFC电路进行比较试验，试验的内容主要考核在高压输入和浪涌输入时的PFC开关管保护能力。

图1 带有防浪涌二极管的PFC电路在图1中PFC电路的正常工作输入电压范围达到300Vac以上，VD15使用的是RS806，针对在高压输入时RS806导通问题进行相应的试验，PFC输出电压为410Vdc，带额定负载，但输入电压调高到295Vac以上时浪涌二极管开始导通，同时PFC电路的功率因素开始降低，试验结果如下：图1 CH1：升压电感电流 CH2：VD15电流图2 CH1：升压电感电流 CH2：VD15电流

spd浪涌保护器选型

深圳市安普迅通信技术有限公司是专业的spd浪涌保护器生产厂商，主要的防雷系列有：AX电源防雷箱，AM电源防雷模块、ASspd浪涌保护器、AR天馈浪涌保护器、AJ监控系统三合一(二合一)集成浪涌保护器、防雷插座（排插），千兆网浪涌保护器，POE以太网供电浪涌保护器，并对外提供OEM等。交流电源spd浪涌保护器交流电源spd浪涌保护器适用范围 ·交流电源防雷模块适用于配电室、配电柜、开关柜、交直流配电屏等系统的电源保护；·建筑物内有室外输入的配电箱、建筑物层配电箱； ·用于低压( 220/380V AC)工业电网和民用电网； ·在电力系统中，主要用于自动化机房、变电站主控制室电源屏内三相电源输入或输出端。命名规则 AM系列交流电源spd浪涌保护器的型号命名规则

保护方式保护方式三相 L1,L2,L3,N—PE 三相 L1,L2,L3—N,N—PE (3+1电路) 单相 L,N—PE；单相 L—N, N—PE；(1+1电路) 代号 A B C D 产品性能参数及特点性能特点 ·通流容量大，残压低，响应时间快； ·漏电流及变化率小； ·采用最新热脱离技术，彻底避免火灾； ·采用特殊冲击熔片，具有高可靠性； ·自带远程告警干接点，便于远程监控； ·具有工作故障指示，遥信告警功能； ·采用温控保护电路，内置热保护，短路故障自动脱离装置； · 3+1保护模式(L-N， N-PE)，特别适合电网差的地区使用； ·采用标准模块化设计，安装简单，维护方便； ·核心元件采用国际知名品牌，性能优异，工作稳定可靠； ·可以实现凯文接线；结构严谨，安装方便，维护简单； ·工艺考究，能在酸、碱、尘、盐雾及潮湿等恶劣环境下长期工作。主要技术参数型号AM100A AM80B AM60C AM40D

电源系统电涌保护器(SPD)选用

电源系统电涌保护器（SPD）选用（2013版）一、主要依据《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2012 《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010 二、按建筑物电子信息系统的重要性和使用性质，确定本单位目前的设计的建筑物（主要为住宅）的雷电防护等级为D级。经计算当第一级浪涌保护器保护的线路长度大于100m时，需设第二级浪涌保护器，当第二级浪涌保护器保护的线路长度大于 50m时，需在被保护设备处设第三级浪涌保护器；在具有重要终端设备或精密敏感设备处，可安装第三级SPD。三、 SPD的选用原则及主要参数 1、第一级 SPD （主要安装在建筑物380V低压配电柜（箱）总进线处） 1.1 、在 IPZ0A或LPZ0B区与LPZ1区交界处，在电源引入的总配电箱出应装设Ⅰ级试验的电涌保护器。主要参数需满足以下要求：波形 10/350μS 最大持续运行电压 Uc≥253V 电压保护水平 Up≤2.5KV 冲击电流Iimp≥12.5KA 1.2、当进线完全在LPZ0B或雷击建筑物和雷击与建筑物相连接的电力线路或通信线上的失效风险可以忽略时，可采用Ⅱ级试验的电涌保护器。主要参数需满足以下要求：波形8/20μS 最大持续运行电压Uc≥253V 电压保护水平Up≤2.5KV 标称放电电流In≥50KA

1.3、过电流保护器（熔断器和断路器，优先使用熔断器），选用100A 2、第二级 SPD （主要安装在动力配电柜、楼层配电箱、水泵房、中央控制室、消防、电梯机房、屋面用电设备等）。 2.1、主要参数需满足以下要求：波形8/20μS 最大持续运行电压Uc≥253V 电压保护水平Up≤2KV 标称放电电流In≥10KA 2.2、过电流保护器（熔断器和断路器，优先使用熔断器），选用32A 3、第三级 SPD （主要安装在重要的终端设备或精密敏感设备处，如信息机房、办公室入室配电箱等）。 3.1、主要参数需满足以下要求：波形8/20μS 最大持续运行电压Uc≥253V 电压保护水平Up≤1.2KV 标称放电电流In≥3KA 3.2、过电流保护器（熔断器和断路器，优先使用熔断器），选用16A 四、产品选用要求（需在说明中注明）选用的浪涌保护器（SPD）须经过北京雷电防护装置测试中心或上海防雷产品测试中心的检测通过，并经过当地防雷装置主管机构的备案。

浪涌电流抑制电路

浪涌电流限制电路图开关电源在加电时，会产生较高的浪涌电流，因此必须在电源的输入端安装防止浪涌电流的软启动装置，才能有效地将浪涌电流减小到允许的范围内。浪涌电流主要是由滤波电容充电引起，在开关管开始导通的瞬间，电容对交流呈现出较低的阻抗。如果不采取任何保护措施，浪涌电流可接近数百A。开关电源的输入一般采用电容整流滤波电路如图2所示，滤波电容C可选用低频或高频电容器，若用低频电容器则需并联同容量高频电容器来承担充放电电流。图中在整流和滤波之间串入的限流电阻Rsc是为了防止浪涌电流的冲击。合闸时Rsc限制了电容C的充电电流，经过一段时间，C上的电压达到预置值或电容C1上电压达到继电器T动作电压时，Rsc被短路完成了启动。同时还可以采用可控硅等电路来短接Rsc。当合闸时，由于可控硅截止，通过Rsc对电容C进行充电，经一段时间后，触发可控硅导通，从而短接了限流电阻Rsc。开关电源中浪涌电流抑制模块的应用 [导读]分析了电容输入式滤波整流器上电时对电源的浪涌电流冲击及危害，介绍了常规解决办法及存在的问题，提出一种实用解决方案。 1 上电浪涌电流目前，考虑到体积，成本等因素，大多数AC/DC变换器输入整流滤波采用电容输入式滤波方式，电路原理如图1所示。由于电容器上电压不能跃变，在整流器上电之初，滤波电容电压几乎为零，等效为整流输出端短路。如在最不利的情况（上电时的电压瞬时值为电源电压峰值）上电，则会产生远高于整流器正常工作电流的输入浪涌电流，如图2所示。当滤波电容为470μF并且电源内阻较小时，第一个电流峰值将超过100A，为正常工作电流峰值的10倍。

浪涌电流会造成电源电压波形塌陷，使得供电质量变差，甚至会影响其他用电设备的工作以及使保护电路动作；由于浪涌电流冲击整流器的输入熔断器，使其在若干次上电过程的浪涌电流冲击下而非过载熔断。为避免这类现象发生，而不得不选用更高额定电流的熔断器，但将出现过载时熔断器不能熔断，起不到保护整流器及用电电路的作用；过高的上电浪涌电流对整流器和滤波电容器造成不可恢复的损坏。因此，必须对带有电容滤波的整流器输入浪涌电流加以限制。 2 上电浪涌电流的限制限制上电浪涌电流最有效的方法是，在整流器与滤波电容器之间，或在整流器的输入侧加一负温度系数热敏电阻（NTC），如图3所示。利用负温度系数热敏电阻在常温状态下具有较高阻值来限制上电浪涌电流，上电后由于NTC流过电流发热使其电阻值降低以减小NTC 上的损耗。这种方法虽然简单，但存在的问题是限制上电浪涌电流性能受环境温度和NTC 的初始温度影响，在环境温度较高或在上电时间间隔很短时，NTC起不到限制上电浪涌电流的作用，因此，这种限制上电浪涌电流方式仅用于价格低廉的微机电源或其他低成本电源。而在彩色电视机和显示器上，限制上电浪涌电流则采用串一限流电阻，电路如图4所示。最常见的应用是彩色电视机，这种方法的优点是简单，可靠性高，允许在宽环境温度范围内工作，其缺点是限流电阻上有损耗，降低了电源效率。事实上整流器上电处于稳态工作后，这一限流电阻的限流作用已完成，仅起到消耗功率、发热的负作用，因此，在功率较大的开关电源中，采用上电后经一定延时后用一机械触点或电子触点将限流电阻短路，如图5所示。这种限制上电浪涌电流方式性能好，但电路复杂，占用体积较大。为使应用这种抑制上电浪涌电流方式，象仅仅串限流电阻一样方便，本文推出开关电源上电浪涌电流抑制模块。

浪涌保护器的设计选型(新)

（1）考察建筑物所处地理位置及供电进线方式首先要了解建筑物的环境及供电进线是架空或埋地，目的是选择浪涌保护器的通流容量。推荐选择第一级浪涌保护器的最大通流量应大于以下标准值：高山站（架空进线）：100KA（8/20μs）或12.5KA（10/350μs）郊区（架空进线）：60KA（8/20μs）或12.5KA（10/350μs）城市内（埋地进线）：40KA（8/20μs）第二级浪涌保护器的最大通流量应选择大于20~40KA（8/20μs）；第三级浪涌保护器要求的最大通流容量应大于10~20KA（8/20μs）。（2）检查建筑物内供电系统的类别 ?单相、三相及直流供电系统在220V单相供电系统中，只需选用两片保护模块组合。如FRD-20-2A，FRD-40-2A。在380V三相供电系统中，则需根据不同的供电接地系统选择三片或四片保护模块组合。在直流供电系统中，需要根据直流电压值来选择浪涌保护器，浪涌保护器的最大持续工作电压（Uc）值在直流电压值的1.5倍~2.2倍之间选取。一般只需选用两片保护模块组合，如FRD-20-2A-DC（48），FRD-40-2A-DC（48）。

首先要搞清楚防雷器用在什么地方，按照GB18802.1三级防雷保护原理，电源和设备所需要的保护措施被分为三个等级。在建筑物进线柜安装第一级防雷器，选择相对通流容量大的T1级电源防雷器，波形为10/350us，冲击放电电流Iimp为12.5kA~50kA；然后在下属的区域配电箱处安装二级电源防雷器，波形8/20us，最大放电电流为Imax为40KA，最后在设备前端安装三级电源防雷器，波形为8/20us，最大放电电流20kA。其次是供电系统的类别，建筑物内的供电系统是单相供电还是三相供电，单相供电系统需要选择2P电源防雷器，TT系统选择3P+1的电源防雷器，TN-C三相四线系统选择3P 电源防雷器，TN-S三相五线系统选择4P电源防雷器。下面是防雷器的几个重要参数：（1）标称电压Un：被保护系统的额定电压，在信息技术系统中此参数表明了应该选用的保护器的类型，它标出交流或直流电压的有效值。（2）最大持续工作电压Uc：长久施加在保护器的指定端，而不引起保护器特性变化和激活保护元件的最大电压值。（3）标称通流容量In：给保护器施加波形为8/20μs的标准雷电波冲击10次时，保护器所耐受的最大冲击电流峰值。（4）最大放电电流Imax：给保护器施加波形8/20μs的标准雷电波冲击1次时，保护器所耐受的最大冲击电流峰值。（5）冲击放电电流Iimp：给保护器施加波形10/350μs的标准雷电波冲击1次时，保护器所耐受的最大冲击电流峰值。（6）电压保护级别Up：保护器在下列测试中的最大值：1KV/μs斜率的跳火电压；额定放电电流的残压。

全厂防雷击浪涌方案(仪表部分)

大唐多伦年产46万吨煤基烯烃项目

一、情况介绍大唐多伦年产46万吨煤基烯烃项目是采用SHELL粉煤气化技术将多伦的褐煤气化,采用LURGI技术制甲醇,然后转化为丙烯(简称三合一), 经聚合后制成聚丙烯(DOW技术)的项目。装置分为: 预干燥装置: 将原煤干燥并处理成煤气化和动力站需要的粉煤,由粉煤输送系统将粉煤分配至煤气化和动力站,二套控制系统均采用随机械设备带来的PLC系统,进行顺序控制,因这二处的PLC控制与其他控制方式不同,为方便操作,分别设置独立的预干燥装置控制室和粉煤输送系统控制室对原煤干燥和粉煤输送进行控制,其监控数据通过光纤输送至上位机管理系统,为生产调度提供第一手一线生产资料。预干燥装置分为三套生产系列（每套生产系列五套煤干燥系统，四开一备）, 分别对应三台煤气炉。粉煤输送装置分为三套输送系统（每套输送系统二条粉煤输送线，一开一备）, 分别对应三台煤气炉。煤气化装置<三套>: 三套SHELL大型煤气化装置并联运行,为全厂源源不断提供大量合格煤气。煤气化装置独立设置一套DCS和ESD, 对三套煤气化炉采用分区控制, 各套煤气化炉均可单独投运或停车, 负荷运行灵活。空分装置(杭氧总承包): 空分装置配置三套大型空分,包括三台空气压缩机,按惯例,均由空分厂总承包。空分装置的控制系统主要是冷箱内的自动控制,由杭氧负责设计施工。空分装置采用三套DCS, 分别对三套空分装置实施控制, 各套空分均可单独投运或停车, 负荷运行灵活, 空分DCS与煤气化装置的DCS光纤通讯。

三台空气压缩机的控制由ITCC(机组综合控制系统)完成,由ITCC集成商负责安装指导,软件组态,调试投运等工作。甲醇装置甲醇装置流程较长, 包括一氧化碳变换<三套>，酸性气体脱除，合成气压缩，甲醇合成，甲醇精馏，中间罐区，硫回收，冷冻等工序。由煤气化装置生产的煤气进一氧化碳变换工序(也是三套并联运行),将CO在触媒的作用下加H2O转换为CO2和H2,进入酸性气体脱除工序,脱除掉大部分的CO2和全部的硫化物(H2S, 脱除的气体叫酸气),净化后的气体经合成气压缩后送至甲醇合成,在触媒的作用下生成粗甲醇,再经过甲醇精馏工序制成精甲醇(成品甲醇)。中间罐区主要用于贮存粗甲醇和精甲醇,在生产过程中起缓冲调节作用。酸性气体脱除工序脱掉的酸气在硫回收装置里燃烧成SO2(产生蒸汽热能回收),再转化成单体硫(化工产品)。冷冻工序负责装置的冷却吸收。脱除的CO2返回煤气化装置。合成气压缩机组和冷冻工序的大型蒸汽透平压缩机组的控制各自采用ITCC进行监控。 MTP装置: MTP装置是LURGI公司的新技术,包括反应, 再生,气体分离, 烯烃压缩及干燥, 净化, 乙烯制取,冷冻站等工序。甲醇装置生产的甲醇在反应工序中经DME反应器转化成二甲醚,再经MTP反应器转变成烯烃,进气体分离脱除水份,由烯烃压缩机加压后在净化工序里分离成丙烯、汽油、LPG等分别进入各自贮罐,出净化的气体在乙烯制取工序分离出乙烯后返回前述之反应器,乙烯进入贮罐备用。

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12.5kA~50kA；然后在下属的区域配电箱处安装二级电源防雷器，波形8/20us，最大放电电流为Imax为40KA，最后在设备前端安装三级电源防雷器，波形为8/20us，最大放电电流20kA。其次是供电系统的类别，建筑物内的供电系统是单相供电还是三相供电，单相供电系统需要选择2P电源防雷器，TT系统选择3P+1的电源防雷器，TN-C三相四线系统选择3P电源防雷器，TN-S三相五线系统选择4P电源防雷器。下面是防雷器的几个重要参数：（1）标称电压Un：被保护系统的额定电压，在信息技术系统中此参数表明了应该选用的保护器的类型，它标出交流或直流电压的有效值。（2）最大持续工作电压Uc：长久施加在保护器的指定端，而不引起保护器特性变化和激活保护元件的最大电压值。（3）标称通流容量In：给保护器施加波形为8/20μs的标准雷电波冲击10次时，保护器所耐受的最大冲击电流峰值。（4）最大放电电流Imax：给保护器施加波形8/20μs的标准雷电波冲击1次时，保护器所耐受的最大冲击电流峰值。（5）冲击放电电流Iimp：给保护器施加波形10/350μs的标准雷电波冲击1次时，保护器所耐受的最大冲击电流峰值。（6）电压保护级别Up：保护器在下列测试中的最大值：1KV/μs斜率的跳火电压；额定放电电流的残压。加空开（或熔断器）的目的只是保护浪涌保护器不被持续由过电压导致的过电流损坏，所以你加的空开小于等于浪涌也可以，但要大幅高于浪涌保护器约几十毫安的额定放电电流（MOV 材质的浪涌保护器有弱放电现象

浪涌防护器中的常用器件

浪涌防护器中的常用器件目前在浪涌防护器中常用的器件主要包括： 1．金属氧化物压敏电阻（MOV）金属氧化物压敏电阻是非线性的电子元件，允许大电流通过维持接线端（指定端）很低的残余电压。当金属氧化物压敏电阻遇到瞬时超过它的启动电压时，他立即由电阻抗变为低阻抗，让瞬间巨大的浪涌泻放到大地，是危险的高电压远离敏感的电子设备。典型的有氧化锌（ZnO）浪涌吸收器，它是一种以ZnO材料为主，添加多种过渡性金属氧化物经高温烧成处理而成的多晶半导体陶瓷元件。由于电微观结构的隧道效应，使它具有与齐纳二极管相似的非线性电压一电流特性曲线。另外，该元件的承受脉冲能量几乎是齐纳二极管的几十或几百倍。至今，这种元件已广泛地应用于电源设备或其他低频电路防雷击和吸引开关电涌。 2．滤波电容器滤波电容器能够消除脉冲危害，并可以过滤高频噪音。当幅度为几十伏到几百伏的高脉冲进入电涌时，若没经过处理，这些脉冲会导致电子系统混乱和元件劣变。瞬间浪涌可以经金属氧化物压敏电阻与硅雪崩二极管的反应快并具钳位电压低的特性。为您提供最低的平稳钳位电压。同时由滤波电容器消除高频噪音。 3．混合型器件混合型器件兼容了金属氧化物压敏电阻的大过流容量特性，提高浪涌电流导通能力，又具有硅雪二极管的反应快并具钳位电压低的特性。为您提供最低的平稳钳位电压。同时由滤波器消除高频噪音。 4．NTC热敏电阻器抑制浪涌电流用负温度系数热敏电阻能有效地将开机瞬间的浪涌电流抑制在十分之一以内，而不影响仪器的正常工作，并且在正常工作时其阻值很小，从而所耗散的功率也很少。这类元件已广泛用于各类开关电源中。 5．瞬变电压抑制器（TVS）瞬变电压抑制器（TVS）是一种特殊的硅二极管雪崩器件，故也称为闭变电压抑制二极管，其工作原理与齐纳二极管相似。特性及符号与齐纳二极管相同，但与一般的齐纳二极管不同的是对TVS器件有大面积的PN结，具有承受瞬间大电流的能力，另外它的反向特位为典型的雪崩型，在雪崩时有低动态阻抗及低竿位电压，只要将TVS并接受要保护的电路上，当有瞬态电压发生时，TVS将快速响应（击穿），以耗散大的浪涌电流，电路被塔位于低电压，使电路得以保护。