CN201075677Y - 一种等电位网络避雷器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种等电位网络避雷器，避雷器有四个相同的避雷回路，每个回路两端各有一个网络变压器，同一变压器的一次绕组和二次绕组接同一组信号线，变压器的一次绕组和二次绕组一端接网络输入端或网络输出端，初级绕组另一端短接，次级绕组通过缓冲电路连接，在两变压器的初级绕组连接端和次级绕组连接端中间跨接有放电电路和限压电路，其避雷效果稳定，与接地电阻大小无关，避雷时电源、信号不中断，不影响网络设备的正常运行，同时还可以使接头内，线缆互相的干扰相互抵消而降到最低。

Description

一种等电位网络避雷器

技术领域

本实用新型涉及一种避雷器，特别是一种用于电脑通讯网络连接线上的等电位网络避雷器。

背景技术

随着电子产品的广泛应用，雷电造成的灾害在逐步扩大，尤其是雷电电磁冲击波对各个行业广泛使用的微电子设备和系统的破坏。由于缺乏雷电意识，在家庭使用的一般电器如个人电脑很少考虑采用避雷设备，一旦相连接的网络受到雷击，瞬间所产生的浪涌电压会通过网络传播到电器上，造成电器设备的烧毁，发生火灾，甚至对人身造成伤害。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种安装简单、避雷效果稳定的等电位网络避雷器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种等电位网络避雷器，其特征在于该避雷器有多个相同的避雷回路，每个避雷回路首端和末端各有一个网络变压器，分别为不平衡转换变压器和平衡转换变压器，两变压器的一次绕组和二次绕组接同一组信号线，不平衡转换变压器的一次绕组和二次绕组一端接网络输入端，平衡转换变压器的一次绕组和二次绕组一端接网络输入端，不平衡转换变压器和平衡转换变压器的初级绕组另一端短接，次级绕组另一端通过缓冲电路连接，在两变压器的初级绕组连接端和次级绕组连接端中间跨接有放电电路和限压电路。

本实用新型的有益效果是：每个避雷回路首端和末端各有一个网络变压器，分别为不平衡转换变压器和平衡转换变压器，采用了平衡/不平衡转换和不平衡/平衡转换结构，使传输到设备的信号线路等电位，两变压器的一次绕组和二次绕组接同一组信号线，不平衡转换变压器的一次绕组和二次绕组一端接网络输入端，平衡转换变压器的一次绕组和二次绕组一端接网络输入端，不平衡转换变压器和平衡转换变压器的初级绕组另一端短接，次级绕组另一端通过缓冲电路连接，在两变压器的初级绕组连接端和次级绕组连接端中间跨接有放电电路和限压电路，其避雷效果稳定，与接地电阻大小无关，避雷时电源、信号不中断，不影响网络设备的正常运行，同时还可以使接头内，线缆互相的干扰相互抵消而降到最低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的网络避雷器原理图；

图2是本实用新型的信号处理图。

具体实施方式

参照图1、图2，一种等电位网络避雷器，其特征在于该避雷器有多个相同的避雷回路，每个避雷回路首端和末端各有一个网络变压器，分别为不平衡转换变压器T1和平衡转换变压器T2，两变压器的一次绕组和二次绕组接同一组信号线，不平衡转换变压器T1的一次绕组和二次绕组一端接网络输入端，平衡转换变压器T2的一次绕组和二次绕组一端接网络输入端，不平衡转换变压器T1和平衡转换变压器T2的初级绕组另一端短接，次级绕组另一端通过缓冲电路连接，在两变压器T1、T2的初级绕组连接端和次级绕组连接端中间跨接有放电电路和限压电路。

现以1000MHz网络线为例来说明本实用新型。1000MHz其网线有8根4组，即分别为1-2、3-6、4-5、7-8，故避雷器有四个相同的避雷回路。

另外，进一步，缓冲电路是一限流缓冲电阻R，放电电路是一放电管S，限压电路是由四只二极管D和一只防雷二极管DZ组成，其中两只二极管D的阳极接防雷二极管DZ的阳极，阴极分别接不平衡转换变压器T1和平衡转换变压器T2的初级绕组连接端和次级绕组连接端，另外两只二极管D的阴极接防雷二极管DZ的阴极，阳极分别接不平衡转换变压器T1和平衡转换变压器T2的初级绕组连接端和次级绕组连接端。

因为网络交换机的RJ45接口属于平衡传输方式，在高频防雷方面不平衡的防雷效果、防雷器件对高频的影响和电路板的走线等都比较好，为了达到以上目的，所以采用了不平衡转换变压器T1和平衡转换变压器T2，而网络变压器在网络中的作用主要有两个，一是传输数据，它把PHY送出来的差分信号用差模耦合的线圈耦合滤波以增强信号，并且通过电磁场的转换耦合到不同电平的连接网线的另外一端；另一是隔离网线连接的不同网络设备间的不同电平，以防止不同电压通过网线传输损坏设备，除此而外，还对设备起到一定的防雷保护作用。不平衡转换变压器T1把RJ45接口从平衡转换到不平衡，经过防雷电路处理后，平衡转换变压器T2又从不平衡转换到平衡方式，满足RJ45接口和网线平衡方式传输。

雷电冲击波先经过不平衡转换变压器T1，由于变压器线圈耦合作用，使一次绕组和二次绕组有相同的电位，但由于其二次绕组末端接地，其末端电位变为0，一次绕组不变，对雷电波有一定缓冲作用，雷电冲击波电压较大，远远大于放电管S的放电电压，作为浪涌粗处理电路对地放电，形成第一个放电回路。

由于DZ放电电位高，再加上响应速度比较慢，放电后还会有较高的雷电冲击波，该雷电冲击波的值与所采用的放电管的类型和材料有关，为了更好的防雷效果加入了缓冲和浪涌精处理，缓冲部分是为了减少半导体精处理的冲击电流而设的，一次绕组的雷电冲击前行波经过限流缓冲电阻R，电阻R起到一个平波作用，减少对限压电路的冲击。

当经过粗处理后的雷电冲击波电压高于限压电路的钳位电压时，精处理部分由于是响应速度高达nS，防雷二极管DZ导通，配合二极管D对地放电，同时将电位钳在某一值，该值由所采用的二极管D和防雷二极管DZ的类型来决定，放电经过变压器T2后，由于变压器T2的耦合作用，使每组输出信号的正极和负极具有相同的电位，不能在线路内形成环流，达到避雷目的。其每一步的波形如图2所示。

这里选用的防雷二极管DZ电压是2.8V-3V，临界击穿电压为2.5V，瞬态功率为200W-500W，二极管D是硅材料，是IN4148开关管和瞬态管的组合用，其钳位电压是4V-5V，放电管的类型是陶瓷放电管，放电管的放电电压为75V。

据实验：采用上述的元器件，侵入的雷电冲击波经过陶瓷放电管S放电，在100V/S的冲击波下放电，电压为75V，1KV/S的冲击波下放电，电压会高达700V，经过雷电波浪涌粗处理电路，即放电管放电后还会有30V-50V左右的剩余雷电冲击波，再经过限压电路导体精处理后，雷电冲击波电压只剩下10V以下了，达到安全电压等级。

本实用新型与接地电阻大小无关，在地线故障甚至不接地也不影响避雷效果，但依用电安全相关规定，最好接地，避雷时电源、信号不中断，不影响网络设备的正常运行，同时，还可以使接头内，线缆互相的干扰相互抵消而降到最低，起到优化信号的作用。

本实用新型的回路数为四个，也可以采用其他的方式，如可以设置八个，将每一组的两个回路串联，或者采用其他的连接方式；本实用新型的缓冲电路、放电电路、限压电路所采用的元器件以及元器件的类型，也可以换成其他的具有类似或相同的元件或电路。

以上只是本实用新型的一个较佳应用实例，不能限定其使用的范围以及元件的种类和型号，只要是依照本实用新型的保护范围所作的均等变化与修饰及应用，均仍属于本发明涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种等电位网络避雷器，其特征在于该避雷器有多个相同的避雷回路，每个避雷回路首端和末端各有一个网络变压器，分别为不平衡转换变压器(T1)和平衡转换变压器(T2)，两变压器(T1、T2)的一次绕组和二次绕组接同一组信号线，不平衡转换变压器(T1)的一次绕组和二次绕组一端接网络输入端，平衡转换变压器(T2)的一次绕组和二次绕组一端接网络输入端，不平衡转换变压器(T1)和平衡转换变压器(T2)的初级绕组另一端短接，次级绕组另一端通过缓冲电路连接，在两变压器(T1、T2)的初级绕组连接端和次级绕组连接端中间跨接有放电电路和限压电路。

2.根据权利要求1所述的一种等电位网络避雷器，其特征在于所述的网络避雷器有四个相同的回路。

3.根据权利要求1所述的一种等电位网络避雷器，其特征在于所述的缓冲电路是一限流缓冲电阻(R)。

4.根据权利要求1所述的一种等电位网络避雷器，其特征在于所述的放电电路是一放电管(S)。

5.根据权利要求1所述的一种等电位网络避雷器，其特征在于所述的限压电路是由四只二极管(D)和一只防雷二极管(DZ)组成，其中两只二极管(D)的阳极接防雷二极管(DZ)的阳极，阴极分别接不平衡转换变压器(T1)和平衡转换变压器(T2)的初级绕组连接端和次级绕组连接端，另外两只二极管(D)的阴极接防雷二极管(DZ)的阴极，阳极分别接不平衡转换变压器(T1)和平衡转换变压器(T2)的初级绕组连接端和次级绕组连接端。

6.根据权利要求1所述的一种等电位网络避雷器，其特征在于所述的不平衡转换变压器(T1)和平衡转换变压器(T2)的初级绕组短接后接地。

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