專利名稱：電氣接口保護裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電氣保護裝置，更具體地說，涉及一種使電氣負載免遭雷擊及電 壓浪涌破壞的電氣接口保護裝置。
背景技術：
由于多種因素，通向被連接設備的導線中會出現過電壓峰值，這些因素包括自然 現象如雷暴時的閃電襲擊，其導致在電源線中產生電源浪涌；或者人為原因如由于部件故 障或者甚至是偶然的短路，導致輸出端的供電突然發生變化。浪涌會對與電源線連接的電 氣設備產生永久性的破壞，而且對人類安全也存在重大威脅。如業內所知，漏電保護器(RCD)的最大問題在于接地漏電斷路器(ELCB)的滋擾跳 閘(nuisance trip)，其或者是因RCD的設計缺陷或者是因RCD的安裝缺陷所造成。滋擾跳 閘經常由設備的漏電流引起，或者由因雷擊或者對地大電流放電所造成的接地電位上升而 引起。這些設備的使用者要面臨的另外一個問題是每個被連接設備的安規允許的每一漏電 流極限的總和可增加到接近跳閘閾值電流值(15mA至30mA)，使得漏電流的最輕微增加也 會引起ELCB或RCD滋擾跳閘。另外，對于電力線寬帶(BPL)來說，其可通過電源線來傳輸互聯網數據，而用戶必 須安裝調制解調器，并將該調制解調器插入墻壁插座。為了保護調制解調器及所連接的計 算機免遭電流浪涌的破壞，需要使用調制解調器浪涌保護器。然而，如果通過浪涌保護器來 連接調制解調器，由于浪涌保護器對數據信號有衰減，且如果電源線遭遇過高噪聲或射頻 干擾，調制解調器和浪涌保護器就不能有效地發揮作用。本發明的雷擊及浪涌保護裝置是一種安全電源接口，其為安全插座提供最小的數 據信號衰減，同時防止設備噪聲注入所述電源線中。該裝置具有一個接口電路，用于減小因 被連接設備的漏電流積聚而引起ELCB或RCD滋擾跳閘的可能性。

發明內容
本發明中，一種用于保護電氣設備免遭電源浪涌或雷擊破壞的電氣接口保護裝 置，包括串連在第一輸入裝置和第一輸出裝置之間的第一限流部件；串連在第二輸入裝置 和第二輸出裝置之間的第二限流部件；連接所述第一和第二輸出裝置的第一濾波電路，用 于降低電氣噪聲干擾而不衰減傳送至插座的信號；及連接在所述插座和所述電氣設備之間 的第二濾波電路，用于濾除由流入所述電氣連接的連接設備產生的電噪聲干擾。優選地，所述裝置進一步包括與所述裝置相耦合的半浮設備接地裝置 (semi-floating equipment ground means)，用于降低被連接設備流入接地線的漏電流，并 且保持所述漏電流等級低于接地漏電斷路器的跳閘閾值電流。優選地，所述第一濾波電路是低通濾波器，其包括同相地(in-phase)設置在高阻 抗磁芯上的一組扼流線圈，用以防止數據信號的對稱(symmetrical)高頻衰減，并為非對 稱(asymmetrical)射頻干擾噪聲在低通L_C濾波器處的衰減提供低阻抗。
優選地，所述第二濾波電路是電磁干擾濾波器，其包括異相地(out-of-hase)設 置在磁芯上的一組扼流線圈和L-C濾波器，用以衰減由被連接設備產生的對稱及非對稱射 頻干擾，并防止所述對稱及非對稱射頻干擾(RFI)注入所述電源線。


本發明的各種目的、各個方面和創新特征及具體實施例，將在以下的具體實施方 式和附圖中進行詳細介紹。其中各個幅圖中相同的附圖標記表示相同或相似的零部件。圖1是根據本發明的電器接口保護電路的示意圖。
具體實施例方式在下面的細節描述中，為了對本發明有個全面的理解，將對一些特定細節進行描 述。然而本領域的技術人員應當理解，沒有這些細節描述也能夠實施本發明的方案。其他 例子中，公知方法、過程和/或部件并未在本發明說明書中詳細描述，以免模糊本發明的創 新點。以下將結合附圖對本發明的優選實施例進行詳細描述。如圖1所示，是依據本發明優選實施例的接口保護電路，用附圖標記10表示，其適 用于供電電纜或連接裝置諸如墻壁插座與設備輸入端之間的連接，以保護設備免遭雷擊及 電源浪涌的破壞，同時有效地發揮作用。接口保護電路10包括濾波電路11、接地裝置12和 檢測電路13。濾波電路11包括至少一個限流部件18，為使設備正常運轉，其可以選擇為任何合 適及可接受的等級，諸如5安培或10安培，例如在電源火線和零線和接口保護電路10的輸 出端之間設置熱熔斷絲或類似部件情況下。低通濾波器14防止對稱電力線寬帶(BPL或PLC)信號的衰減并且減少流入插座 的非對稱射頻干擾。因此即使突然出現過電流和過電壓，調制解調器仍然可以有效地工作。 同時，EMI濾波器15防止所連接的設備產生的噪聲注入電源線。為達到此目的，使用兩組扼 流線圈16、17將兩個輸入裝置連接，其中磁芯使用環形(toroidal)磁芯，第一組扼流線圈 16同相設置，它們將一起呈現高阻抗以防止BPL或PLC數據信號的對稱高頻衰減，并且在 兩個線圈之間的低通L-C濾波器14處針對非對稱RFI噪聲的衰減提供低阻抗，其中L(線 圈)和C(電容)值根據需要選擇。為了避免由于短持續時間的非破壞性浪涌而必須過于頻繁地更換限流部件18， 可在提供電源連接的火線端子和零線端子之間以及零線端子與接地線之間增加箝位 (clamping)器件16。箝位器件16可以是變阻器(varistor)，優選金屬氧化物變阻器 (MOV)。因此，當相對于地或兩個輸入之間出現過電壓時，箝位器件16可吸收過高電壓。接口保護電路10進一步與異相安裝在環形磁芯上的第二扼流線圈17以及L-C濾 波器網絡連接，以衰減由被連接設備所產生的對稱及非對稱射頻干擾并阻止該對稱及非對 稱射頻干擾注入電源線。接地裝置12可選擇半浮設備接地裝置12，其與接口保護電路10連接，以將被連接 設備流入接地線的總漏電流降低到可以忽略的等級，并且可將漏電流等級保持在低于ELCB 的跳閘閾值電流，使其不會象滋擾跳閘那樣頻繁地發生，但要允許接地故障電流對ELCB和 RCD進行適當地跳閘，記住通過人體的漏電流不是由接地導線排入地而是直接排向周圍地面。半浮設備接地裝置12是接地的。濾波電容器與半浮設備接地裝置連接，以允許盡可能 小的漏電流半浮設備接地裝置12使用了電壓抗擾度裝置(vlotage immunity means) 20,電壓 抗擾度裝置20具有合適的抗擾度值，例如但不限于20V，可輕易地燒斷(blow open)常規接 地裝置與半浮設備接地裝置12之間的電路。在不危害用戶安全的情況下，盡可能地將電壓 抗擾度裝置20的合適抗擾度值設高，而不會影響ELCB或RCD或RCCB正常工作。在接地線 的連接點21之間使用的較合適抗擾度范圍是20V-50V。本發明中部件的排列和選擇使被連接設備到地的總漏電流小到可以忽略不計的 等級，幾乎不可能損壞本發明要保護的任何設備。有效地使ELCB或RCCB或RCD的跳閘閾 值遠離可能的漏電流等級，從而降低了滋擾跳閘的發生頻率。如圖1所示，可增加與半浮設
備接地裝置12連接的可選檢測電路13，以便當出現接地故障但ELCB未能跳閘時向用戶報
m 目。本領域技術人員應當明白，在不脫離本發明實施例中的必要技術特征的情況下， 可輕易地以其他具體形式實現本發明。因此，應該認為本發明的權利要求的范圍不局限于 所公開的具體實施例，并且對本發明所作的各種修改，應當包括落入本發明權利要求范圍 內的全部實施方式。
權利要求
一種電氣接口保護裝置，用于保護電氣設備免遭電源浪涌和雷擊破壞，其特征在于，所述電氣接口保護裝置包括串連在第一輸入裝置和第一輸出裝置之間的第一限流部件；串連在第二輸入裝置和第二輸出裝置之間的第二限流部件；連接于所述第一和第二輸出裝置的第一濾波電路，用于降低電噪聲干擾，而不衰減到插座的信號；及連接在所述插座和所述電氣設備之間的第二濾波電路，用于濾除由被連接設備產生的電噪聲干擾以阻止其流入電連接。
2.根據權利要求1所述的電氣接口保護裝置，其特征在于，所述裝置還包括與所述裝 置相耦合的半浮設備接地裝置，用于降低所述被連接設備流入接地線的漏電流，并保持所 述漏電流的等級低于接地漏電斷路器的跳閘閾值電流。
3.根據權利要求2所述的電氣接口保護裝置，其特征在于所述半浮設備裝置連接在 所述電氣連接的接地線上。
4.根據權利要求3所述的電氣接口保護裝置，其特征在于所述半浮設備裝置包括具 有合適電壓值的電壓抗擾度裝置，當出現過電壓時，其將燒斷常規接地裝置與所述半浮設 備接地裝置之間的電路。
5.根據權利要求1所述的電氣接口保護裝置，其特征在于所述第一輸入裝置與第二 輸入裝置用于接收來自通信和數據線的電氣輸入。
6.根據權利要求1所述的電氣接口保護裝置，其特征在于所述第一輸入裝置與第二 輸入裝置用于接收電氣電源供應線。
7.根據權利要求6所述的電氣接口保護裝置，其特征在于所述第一輸入裝置是提供 電源火線連接的火線端子。
8.根據權利要求6所述的電氣接口保護裝置，其特征在于所述第二輸入裝置是提供 零線連接的零線端子。
9.根據權利要求1所述的電氣接口保護裝置，其特征在于所述第一濾波電路是低通 濾波器。
10.根據權利要求9所述的電氣接口保護裝置，其特征在于所述低通濾波器包括同相 地設置在高阻抗磁芯上的一組扼流線圈，用以防止數據信號的對稱高頻衰減，并為非對稱 射頻干擾噪聲在所述低通L-C濾波器處的衰減提供低阻抗。
11.根據權利要求1所述的電氣接口保護裝置，其特征在于所述第二濾波電路是電磁 干擾濾波器。
12.根據權利要求11所述的電氣接口保護裝置，其特征在于所述電磁干擾濾波器包 括異相地設置在磁芯上的一組扼流線圈以及L-C濾波器，用以衰減由被連接設備產生的對 稱及非對稱射頻干擾，并防止所述對稱及非對稱射頻干擾注入所述電源線。
13.根據權利要求2所述的電氣接口保護裝置，其特征在于所述裝置增加與半浮設備接地裝置連接的檢測電路，以便當出現接地故障但接地漏電斷路器未能跳閘時向用戶報m 目。
14.根據權利要求1所述的電氣接口保護裝置，其特征在于所述裝置包括至少一個箝 位裝置，連接在所述第一和第二濾波電路內之間和所述第一和第二輸出裝置之間，用以吸收其中出現的過電壓。
15.根據權利要求14所述的電氣接口保護裝置，其特征在于所述裝置還包括耦合在 所述零線端子及接地線之間的附加箝位裝置。
16.根據權利要求15所述的電氣接口保護裝置，其特征在于所述箝位裝置是金屬氧 化物變阻器。
全文摘要
一種電氣接口保護裝置，其耦合在墻壁插座及被連接設備之間，用以解決既要保護電力線寬帶調制解調器和被連接設備免遭雷擊和電源浪涌破壞，同時又要使電力線寬帶調制解調器和被連接設備有效工作的難題。該裝置包括低通濾波器，用以防止對稱信號衰減；還包括電磁干擾濾波器，用以在另一出口提供清潔安全的電源，同時防止被連接設備所產生的噪聲流入電源線。該裝置還提供接地裝置，用于減小流入接地線的漏電流。
文檔編號H02H9/04GK101965670SQ200980107859
公開日2011年2月2日 申請日期2009年2月11日 優先權日2008年3月17日
發明者鄭柏泉 申請人:鄭柏泉