信號防雷器作為保護信號線及終端設(shè)備免受雷擊及瞬態(tài)浪涌沖擊的重要元件,已成為防雷系統(tǒng)中必不可少的一環(huán)。我們將圍繞信號防雷器的定義、特點、分類及型號在各領(lǐng)域的應(yīng)用方案,以及不同類型信號防雷器的電路接線方式進行系統(tǒng)闡述,力求為工程設(shè)計、系統(tǒng)集成及運維人員提供參考。
一、信號防雷器概述
定義
信號防雷器(Signal Surge Protector,簡稱SSP)是一種安裝在信號線、數(shù)據(jù)通信線路或視頻監(jiān)控線路中,用以限制雷電脈沖或外界電磁干擾造成的瞬態(tài)過電壓,避免過電壓進入設(shè)備終端,從而保護下游電子設(shè)備正常運行的電氣保護元件。
工作原理
壓敏電阻(MOV)型:當線路電壓低于壓敏電阻觸發(fā)電壓時,幾乎不導(dǎo)電;當瞬態(tài)過電壓超過觸發(fā)點,壓敏電阻迅速導(dǎo)通,將浪涌電流分流至接地或系統(tǒng)中性點,以鉗位電壓的形式抑制線路過電壓。
氣體放電管(GDT)型:利用高電壓下氣體放電的特性,在超過一定電壓時產(chǎn)生電離放電通道,將高能量浪涌快速導(dǎo)入大地。
復(fù)合型:結(jié)合MOV與GDT的優(yōu)點,采用雙級鉗位設(shè)計,先由MOV進行初級響應(yīng),再由GDT分流大電流浪涌,以達到更高的防護水平。
二、信號防雷器SPD的主要特點
響應(yīng)速度快
壓敏電阻響應(yīng)時間通常在納秒級,氣體放電管在數(shù)十納秒至微秒級,即可有效鉗位和吸收雷電瞬態(tài)脈沖。
鉗位電壓低
高性能MOV與GDT器件可將鉗位電壓控制在設(shè)備耐壓范圍之內(nèi),一般信號線的鉗位電壓遠低于接入設(shè)備的絕緣耐受值,以確保設(shè)備安全。
耐沖擊能力強
設(shè)計沖擊電流常數(shù)有Iimp(8/20μs雷電沖擊電流)和In(高頻脈沖電流)指標,可達到數(shù)千至數(shù)萬安培,滿足惡劣環(huán)境下的雷電防護需求。
設(shè)備兼容性好
適用于多種信號標準(TTL、RS?485、RS?232、Ethernet、Coaxial Video、光纖轉(zhuǎn)換器接口等),且具有良好的插座式、模塊化、DIN導(dǎo)軌安裝等多種安裝方式,易于現(xiàn)場維護和更換。
低漏電流、無懼直流偏置
優(yōu)質(zhì)防雷器件在正常工作電壓下漏電流極低,不影響信號傳輸;部分型號支持直流偏置供電,適用于閉路電視、PoE等系統(tǒng)。
三、地凱科技信號防雷器的分類與各類型號
根據(jù)保護介質(zhì)、電路特性及安裝方式,可將信號防雷器分為以下幾大類:
按介質(zhì)分類
同軸電纜防雷器:主要用于視頻監(jiān)控攝像機的同軸視頻線,如型號(SL-COAX-MOV、GDT-75Ω)等。
雙絞線防雷器:用于以太網(wǎng)、RS-485總線等差分信號,典型型號有:ESD08-485、LER-110/220、FLP-2P+PE 等。
光纖型防雷器:利用光電隔離原理,徹底消除地環(huán)路干擾,型號示例:OFLR-1單模、OFLR-2多模。
通用端子型防雷器:DIN導(dǎo)軌安裝,端子排形式,可配置多路信號,型號如:DR-8X、DR-4P+PE。
按線路特點分類
直流信號防雷:用于DC24V的傳感器和執(zhí)行器信號,典型型號:DC24-2P。
交換信號防雷:用于TTL、CMOS等邏輯電平信號,型號如:TTL-4P。
差分傳輸防雷:如RS-232、RS-485差分信號,型號如:RS232-1、RS485-4P。
數(shù)字網(wǎng)絡(luò)防雷:以太網(wǎng)(10/100/1000Base?T),型號示例:NETSURG-PoE、POE-4P。
按電氣特性分類
單級壓敏電阻:響應(yīng)快、成本低,適用于對高能量承受要求不高的場合。
雙級復(fù)合防雷:先級MOV+后級GDT組合,耐沖擊能力更強,適用于暴露環(huán)境及關(guān)鍵場所。
四、地凱科技信號防雷器SPD應(yīng)用領(lǐng)域與解決方案
視頻監(jiān)控系統(tǒng)
在城市公共安全、樓宇對講、交通監(jiān)控、智能小區(qū)等場景,同軸視頻線與網(wǎng)線易受雷擊及電涌干擾。解決方案:
在每路攝像機同軸接頭處安裝同軸型MOV/GDT防雷器,推薦型號SL?COAX?MOV,鉗位電壓≤±60V。
在集中器或錄像機網(wǎng)口處安裝PoE網(wǎng)口防雷器,型號NETSURG?PoE,支持40W PoE供電,8/20μs浪涌電流Iimp可達10kA。
工業(yè)自動化與現(xiàn)場總線
PLC、DCS及各類傳感器之間通過RS?485、Profibus?DP、MODBUS?RTU通信,長距離敷設(shè)易感應(yīng)雷擊。解決方案:
在每段總線末端或分支節(jié)點處采用差分信號防雷器,如RS485?4P,鉗位電壓≤±22V,Iimp≥5kA。
在機柜內(nèi)DIN導(dǎo)軌上集中安裝DR?8X端子式防雷器,對8路信號進行統(tǒng)一保護。
通信基站與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備
宏站/微站基站天饋系統(tǒng)及機房交換機、路由器等,對信號完整性和設(shè)備安全性要求高。解決方案:
天饋輸入端安裝GDT防雷模塊,型號GDT?LTE?3,放電電流可達20kA。
基站機房內(nèi)對網(wǎng)絡(luò)交換機PoE端口和光纖收發(fā)器均需配備防雷器,型號POE?8P、OFLR?1。
能源與電力自動化
變電站、配電網(wǎng)、風力發(fā)電、光伏逆變器系統(tǒng)中大量布設(shè)TIC界面與工控信號線。解決方案:
直流24V控制回路采用DC24?2P單極防雷,Iimp≥2.5kA。
光伏逆變器的數(shù)據(jù)采集端口采用OFLR?2光纖隔離防雷,保證無地環(huán)。
防雷器外殼需牢固固定于接地母線或機柜鋼板。
地凱科技信號防雷器是保障信號傳輸安全與設(shè)備可靠運行的重要屏障。通過合理選型、科學(xué)布局、規(guī)范接地與定期維護,可有效防范雷電和浪涌干擾對監(jiān)控系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)及工業(yè)自動化設(shè)備的破壞。希望本文對信號防雷器的定義、特點、分類型號、應(yīng)用解決方案及電路接線方式進行了系統(tǒng)而全面的闡述,為相關(guān)工程實踐提供有益參考。