數(shù)據(jù)、控制線路的防雷方法

數(shù)據(jù)、控制線路的防雷方法
在工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、過程控制及制造系統(tǒng)及遠(yuǎn)程終端互連等應(yīng)用領(lǐng)域需要大量的數(shù)據(jù)傳輸和控制線路。由于線路實行長距離傳輸，而且其傳輸線通常暴露于戶外，因此極易因為雷擊等原因引入過電壓。而象RS485收發(fā)器工作電壓較低（5V左右），其本身耐壓也非常低（-7V~+12V），一旦過壓引入，就會擊穿損壞。在有強(qiáng)烈的浪涌能量出現(xiàn)時，甚至可以看到收發(fā)器爆裂，線路板焦糊的現(xiàn)象。
當(dāng)雷擊發(fā)生時，感應(yīng)過電壓由T與R端引入，G1.G2進(jìn)行共模防護(hù)，G3進(jìn)行差模保護(hù)，此時過電壓被大大削弱到約500V左右，在經(jīng)過電阻R1R2限流，TVS1/2/3二次限壓后，到收發(fā)器的電壓被鉗制在6.8V左右，從而實現(xiàn)對收發(fā)器的保護(hù)。 型號（G1/G2/G3）直流開啟電壓Vs(100V/S) 絕緣電阻Ir(DC100V) 靜電電容（1KHZ） 通流能量（10/700us）　GS41-181N 120V~240V ≥100MΩ ≤2PF 4KV/500A。一般有以下三種保護(hù)方案選擇： 方案一 GS41-181N 10Ω/1W P6KE6.8CA 體積小/防護(hù)中/成本低、 方案二 3R090 10Ω/1W P6KE6.8CA 體積大/防護(hù)高/成本高、方案三 P0640 10Ω/1W P6KE6.8CA 體積小/防護(hù)低/成本中。如何選擇各種保護(hù)器件：G1G2G3的選擇首先考慮其耐壓耐流能力。如GS41-181N能承受10/700us，4KV雷擊測試；90V陶瓷管（3R090）可承受10/700us，8KV雷擊測試；64V固體管（P0640）只能承受10/700us，3KV雷擊測試。R1R2可選擇限流效果最好的高成本PTC電阻，也可以選擇低成本線繞電阻。經(jīng)過實際測試，該方案中的線繞電阻選擇10Ω/1W，價格低廉，效果不錯；PTC則可采用10歐左右，200~300mA,耐壓600V的陶瓷或高分子熱敏電阻。TVS1/2/3選擇根據(jù)芯片的工作電壓與耐壓決定，一般略高于芯片最高工作電壓。
目前，通信裝置大量使用交流供電，這些通信裝置由于從交流供電線路和通信線路侵入雷電電涌，其防雷措施也是很重要。從通信線路或交流電源線路侵入的感應(yīng)雷電涌經(jīng)過通信裝置的接地系統(tǒng)流入大地。為此，當(dāng)考慮到防雷保護(hù)時，接地系統(tǒng)的構(gòu)成是重要的。根據(jù)等電位法的基本防雷措施，通信電纜與商用電源接地線進(jìn)行相互連接。有通信電纜的外套用電線焊旁的接線端子箱進(jìn)行接地，設(shè)置有保護(hù)裝置內(nèi)避雷器的接地和住宅內(nèi)通信裝置的D種接地，這些接地要分別進(jìn)行設(shè)置。另外，交流電源的一根電源線在柱上變壓器上進(jìn)行接地，也是單獨接地。
除了選用以上保護(hù)設(shè)備外，應(yīng)做好雷擊過壓防護(hù)的接地工作。雷擊浪涌防護(hù)除了需要選擇優(yōu)質(zhì)的防護(hù)器件，進(jìn)行良好的電路板設(shè)計，接地也是其最重要的要求。一般防雷地都必要可靠的連接至大地，且接地電阻不能超過10歐。可靠的接地可以大大提高防護(hù)效果，而不良的接地也會大大消弱防護(hù)效果。