[发明专利]一种带防雷功能的单相电源插头座

说明书

本发明专利涉及一种带防雷功能的单相电源插头座，此带防雷功能的单相电源插头座由气体放电管G1、G2、G3、G4和电感L1、L2及压敏电阻R1、R2和X电容器C1、Y电容器C2、C3组成。电感L1、L2为共、差模浪涌脉冲抑制电感，X电容器C1和Y电容器C2、C3均为一类安规电容。此带防雷功能的单相电源插头座具有对二次雷击高压浪涌脉冲和对多波群浪涌脉冲进行抑制的功能，因此，所有与此带防雷功能的单相电源插头座连接的各种交流电子设备均可避免二次雷击和多波群浪涌脉冲对交流电子设备造成的损害，此单相电源插头座与专用地网连接，还具有对一次雷击进行防护的功能，此带防雷功能的单相电源插头座，特别适应于高等交流电子设备的雷电防护。

【技术领域】

本发明涉及一种带防雷功能的单相交流电源插头座(参看图1，图1是一种带防雷功能的单相电源插头座的基本电路结构图)，这种带防雷功能的交流单相电源插头座具有对供电系统产生的二次雷击高压浪涌脉冲和对多波群浪涌脉冲进行抑制的功能，所有与此带防雷功能的交流单相电源插头座连接的各种交流电子设备，均可避免由供电系统产生的二次雷击高压浪涌脉冲，以及多波群浪涌脉冲对交流电子设备造成的严重损坏，此单相电源插头座与专用地网连接，还具有对一次雷击进行防护的功能，此种带防雷功能的单相交流电源插头座，特别适用于各种使用交流电网供电的高级交流电子设备系统。

【背景技术】

目前很多交流电源插头座都不带防雷功能，即不带防止由供电系统产生的二次雷击高压浪涌脉冲以及多波群浪涌脉冲对交流电子设备造成的损坏功能。

由于我国电网输电系统采用的是三相四线制(TN-C)，即，采用三根火线和一根中线对交流负载供电，高压输电线路一般都是空架结构，很容易遭受雷击，所谓雷击就是天空中带电的云对地球放电，而天空中带电的云(简称雷云)又相当于一个带电的电容，地球也相当于一个带电的电容，当两个电容的电位差达到一定的高度时就会互相产生放电，这个放电过程被称为雷击(一次雷击)。

通过大量数据统计和计算，雷云可看成一个容量大约为10～100微法的孤立电容，但雷云的电容量与云体的结构和体积大小有关，因此其容量范围变化非常大，其容量甚至会远远超出上面给出的范围。

雷云孤立电容的容量可根据下式进行计算：

上式中，u_c为雷云所带的电位，在与地球放电的过程中，它是一个时间的函数，U_m为雷云带电的初始电压，或最高电压，R为雷电落地电阻，其中也包括气体放电电阻，其值大约为4～10欧姆，落地电阻的大小与地球表面的物质构造有关，还与雷云放电时的载流子子密度有关，因此，R的阻值不是一个固定值；C为雷云电容，RC为雷云放电过程中的时间常数，通过雷云与地球放电过程中对u_c电压的间接测量，就可以估算出雷云电容的容量。

对u_c电压的间接测量可在避雷针的旁边竖立一根与避雷针平行的金属棒，如图2所示，当避雷针被雷击时，通过互感，在平行的金属棒中将会感应出与避雷针放电脉冲成比例的脉冲电压波形，当时间Δt等于时间常数RC时，u_c正好等于U_m的37％(即1/e)，知道了Δt对应0.37U_m的大小，通过Δt＝RC和电阻R的数值(4～10欧姆，为动态电阻)，很容易就可以估算出电容C的大小范围。

图2是监测雷云与地球放电过程的工作原理图以及电流(或电压)波形的曲线图。图2左边表示通过电磁感应，用流过金属棒的电流(或电压)来监测流过避雷针的电流(或电压)的工作原理图；图2右边的波形表示雷云与地球放电过程中的电流曲线。雷云在与地球放电的过程中，开始时电离子数目在不断增加，随着电离子数目的增加，其放电强度也在不断的增大，当波形的幅值达到最大值之后，雷云所带电荷就会开始不断减少，雷云放电的强度就会开始下降。