一种电源线电磁脉冲防护装置及设备的制作方法

1.本实用新型涉及电磁脉冲防护技术领域，具体涉及一种电源线电磁脉冲防护装置及设备。


背景技术：

2.随着电子技术的发展，军事、医疗、通信等领域对电子设备的应用越发趋于集成化、信息化、智能化。微电子元件的应用提高了设备的电磁敏感度，电磁脉冲干扰设备应运而生。若电子设备不具备良好的电磁脉冲防护能力，一旦受到电磁脉冲的攻击，会对设备造成不可逆转的破坏性影响。
3.从攻击途径方面进行划分，电磁脉冲对电子设备的攻击存在两种方式，即辐射耦合和传导耦合。辐射耦合是指电磁脉冲产生的电场直接作用于电子设备，通过电子设备的内部金属导线或外部金属壳体，产生过电压电流从而破坏电子设备；传导耦合是指电磁脉冲产生的电场作用连接电子设备的天线数据线供电线等，过电压电流通过线路传导从而影响破坏电子设备。
4.除了电磁脉冲，还存在雷电磁脉冲、电磁干扰、核电磁脉冲、高功率微波设备等，使得高科技电子设备需要应对的电磁环境趋于恶劣和复杂化。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种电源线电磁脉冲防护装置，能够泄放耦合到电缆上的强电磁脉冲，保护供电线路后端的电子设备，有效提高电子设备供电线路应对复杂电磁效应环境的能力。
6.第一方面
7.本实用新型提供了一种电源线电磁脉冲防护装置，包括一级防护模块和二级防护模块；
8.所述一级防护模块包括第一储能滤波器、第二储能滤波器、第一压敏电阻、第二压敏电阻、第三压敏电阻和气体放电管；所述第一储能滤波器的第一端为一级防护模块的第一输入端，第一储能滤波器的第二端与二级防护模块的第一输入端连接；第二储能滤波器的第一端为一级防护模块的第二输入端，第二储能滤波器的第二端与二级防护模块的第二输入端连接；所述第一储能滤波器的第三端与第二储能滤波器的第三端连接后接地；所述第一压敏电阻与第二压敏电阻并联后的第一端与第二储能滤波器的第一端连接；第一压敏电阻与第二压敏电阻并联后的第二端与气体放电管的第一端连接，气体放电管的第二端接地；所述第一储能滤波器的第一端与第二储能滤波器的第一端之间并联有第三压敏电阻；
9.所述二级防护模块包括第一电感、第二电感、第一电容、第二电容、第三电容、第三储能滤波器和第四储能滤波器；所述第一电感的第一端与第一储能滤波器的第二端连接，第一电感的第二端与第三储能滤波器的第一端连接；所述第二电感的第一端与第二储能滤波器的第二端连接，第二电感的第二端与第四储能滤波器的第一端连接；所述第一电感的
第二端与第二电感的第二端之间并联有第一电容；所述第二电容与第三电容串联后与第一电容并联；所述第二电容与第三电容的连接处接地；第三储能滤波器的第二端为二级防护模块的第一输出端，第四储能滤波器的第二端为二级防护模块的第二输出端。
10.优选地，还包括滤波模块，与二级防护模块的输出端连接。
11.优选地，所述滤波模块包括共模电感、第四电容、第五电容和第六电容；所述共模电感的第一端与第三储能滤波器的第二端连接，共模电感的第二端为滤波模块的第一输出端；共模电感的第三端与第四储能滤波器的第二端连接，共模电感的第四端为滤波模块的第二输出端；共模电感的第二端与第四端之间并联有第四电容；所述第五电容与第六电容串联后与第四电容并联；所述第五电容与第六电容的连接处接地。
12.优选地，所述第一储能滤波器、第二储能滤波器、第三储能滤波器和第四储能滤波器均为穿心电容。
13.优选地，所述气体放电管的型号为epcos r608xma。
14.优选地，所述第一压敏电阻、第二压敏电阻和第三压敏电阻的型号均为chr-25d420c。
15.第二方面
16.本实用新型提供了一种设备，包括第一方面所述的一种电源线电磁脉冲防护装置。
17.优选地，还包括空心螺丝，与所述壳体螺纹连接。
18.本实用新型的有益效果为：
19.采用多级防护模块协同作用，用以确保被保护电源线路和设备在复杂的电磁环境下受到有效保护。本实用新型针对电磁脉冲的攻击途径，采用单点接入的连接方式，提高了防护的可靠性；采用馈通式安装方式，安装简便，具有可移动特性；多级防护模块，具有低漏电特性。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
21.图1为本实用新型实施例一种电源线电磁脉冲防护装置的结构示意图；
22.图2为本实用新型实施例一种电源线电磁脉冲防护装置的电路原理图；
23.图3为本实用新型实施例一种设备的结构示意图。
24.其中，1-电源线路；2-电磁脉冲防护装置；3-连接线路；4-被保护设备；5-壳体。
具体实施方式
25.下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
26.需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本实
用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。
27.实施例1
28.如图1所示，本实用新型实施例提供了一种基于220v交流电源线路电磁脉冲防护装置，包括依次连接的一级防护模块、二级防护模块和滤波模块，如图2所示，其中，p和n为电磁脉冲防护装置的输入接口，p1和n1为输出接口，e为输入端接地点，e1为输出端接地点。一级防护模块包括储能滤波器c7、储能滤波器c8、压敏电阻r1、压敏电阻r2、压敏电阻r3和气体放电管u1。储能滤波器c7的第一端为一级防护模块的第一输入端，储能滤波器c7的第二端与二级防护模块的第一输入端连接。储能滤波器c8的第一端为一级防护模块的第二输入端，储能滤波器c8的第二端与二级防护模块的第二输入端连接。储能滤波器c7的第三端与储能滤波器c8的第三端连接后接地。压敏电阻r1与压敏电阻r2并联后的第一端与储能滤波器c8的第一端连接，压敏电阻r1与压敏电阻r2并联后的第二端与气体放电管u1的第一端连接，气体放电管u1的第二端接地。储能滤波器c7的第一端与储能滤波器c8的第一端之间并联有压敏电阻r3。其中，储能滤波器c8作为保护器件，压敏电阻在纳秒级别时间内响应，控制气体放电管放电。当施加于电磁脉冲防护装置线路上的电压和电流超过预设值时，一级防护模块进行粗略防护将过电压和过电流隔绝并引导接地，并切断自身电路以对被保护设备进行保护。
29.二级防护模块包括电感l1、电感l2、电容c1、电容c2、电容c3、储能滤波器c9和储能滤波器c10。电感l1的第一端与储能滤波器c7的第二端连接，电感l1的第二端与储能滤波器c9的第一端连接。电感l2的第一端与储能滤波器c8的第二端连接，电感l2的第二端与储能滤波器c10的第一端连接。电感l1的第二端与电感l2的第二端之间并联有电容c1，电容c2与电容c3串联后与电容c1并联，电容c2与电容c3的连接处接地。储能滤波器c9的第二端为二级防护模块的第一输出端，储能滤波器c10的第二端为二级防护模块的第二输出端。二级防护模块与一级防护模块协同作用，进一步释放浪涌电流，并将泄漏电流和电压钳位到被保护设备可承受的范围内。
30.滤波模块包括共模电感l3、电容c4、电容c5和电容c6。共模电感l3的第一端与储能滤波器c9的第二端连接，共模电感l3的第二端为滤波模块的第一输出端。共模电感l3的第三端与储能滤波器c10的第二端连接，共模电感l3的第四端为滤波模块的第二输出端。共模电感l3的第二端与第四端之间并联有电容c4，电容c5与电容c6串联后与电容c4并联，电容c5与电容c6的连接处接地。滤波模块用于防护衰减共模和差模的干扰。
31.本实施例中，储能滤波器c7、储能滤波器c8、储能滤波器c9和储能滤波器c10均为穿心电容。气体放电管u1的型号为epcos r608xma，压敏电阻r1、压敏电阻r2和压敏电阻r3的型号均为chr-25d420c。
32.基于同样的发明构思，本实施例还提供了一种设备，包括壳体及以上所述的一种电源线电磁脉冲防护装置，壳体具体为金属壳体，起到屏蔽作用，保证了电磁脉冲防护装置和被保护设备的屏蔽性能，如图3所示。一级保护模块、二级保护模块和滤波模块集成安装在金属壳体内，电磁脉冲防护装置2、连接线路3、被保护设备4和壳体5构成背包端。本实用新型提供一种线路单点接入的连接方式，金属壳体采用封闭式设计，可有效防止电磁脉冲的攻击。金属壳体外部为未保护侧，金属壳体内部为隔离保护侧。
33.在未保护侧，还设有用于电磁脉冲防护装置馈通式安装的空心螺丝，与金属壳体
螺纹连接。空心螺丝直径20mm，空心部分穿入一根电缆以供电源线路连接进入电磁脉冲防护装置，即空心螺丝用于穿过电磁脉冲防护装置的屏蔽壳体，屏蔽壳体外部使用螺母固定空心螺丝，使得电磁脉冲防护装置与金属壳体紧密连接。
34.在隔离保护侧，设有一组弹簧夹端子模块，三个端子用于连接设备零线、火线和保护接地线路。金属壳体内还配有电缆密封套和保护密封盖板，电缆密封套集成在保护密封盖板上，保护密封盖板使用至少6个紧固螺丝与电磁脉冲防护装置连接。
35.本实用新型实施例提供的一种电源线电磁脉冲防护装置和设备，采用多级防护模块协同作用，用以确保被保护电源线路和设备在复杂的电磁环境下受到有效保护。本实用新型实施例针对电磁脉冲的攻击途径，采用单点接入的连接方式，提高了防护的可靠性；采用馈通式安装方式，安装简便，具有可移动特性；多级防护模块，具有低漏电特性。
36.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。