[发明专利]一种适用于RS‑485传输线的防雷保护装置

说明书

技术领域

本发明属于防雷保护技术领域，具体涉及一种适用于RS-485传输线的防雷保护装置。

背景技术

智能电表等系统已经广泛地应用到工业和生活的领域。在电表中使用自动抄表技术通过通信端口读取数据，而且大部分情况采用远程读数方式，远程读数方式对于电表应用来说既安全又节省时间和金钱。实现该技术的关键是确保通信线路安全可靠。由于RS-485电路具有长距离传输、高信号噪声抑制、控制方便、成本低等优点，使多点连接成为可能，因此，RS-485成为智能电表的标准通信接口。但RS-485传输线通常暴露于户外，因此极易因为雷击等原因引入过电压。而RS-485收发器工作电压较低，一般在5V左右，其本身耐压也非常低，在-7V～+12V之间，一旦过压引入，就会击穿损坏；在有强烈的浪涌能量出现时，甚至可以看到收发器爆裂，线路板焦糊的现象。

中华人民共和国国家知识产权局公开了一种通讯线防雷器，公开号为：CN203707770U，公布日为：2014.07.09，该通讯线防雷器设有一级和二级两级防雷电路，一级防雷电路采用TED485防雷管实现，二级防雷电路采用TVS防雷管实现，其中，FL为TED485防雷管,TS为TVS防雷管，其连接关系是：TED485防雷管FL1、TED485防雷管FL2、TVS防雷管TS1及TVS防雷管TS3的正极相接并接地，TED485防雷管FL1、TVS防雷管TS1负极与TVS防雷管TS2的正极相接为485A接线端，TVS防雷管TS2、TVS防雷管TS3及TED485防雷管FL2的负极相接为485B接线端；该专利采用并联接入RS-485总线方式，只需将防雷模块接在RS-485端子上即可，不影响集中抄表终端通讯和带负载的能力，保证终端在雷雨季节安全稳定运行，但是，该专利在响应速度上有待提高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种适用于RS-485传输线的防雷保护装置，包括一级防雷电路、二级防雷电路以及三级防雷电路,当发生雷击时，感应过电压由RS-485总线的两端引入，气体放电管GDT作为一级防雷电路，雷电过电压被大大削弱至百伏，热敏电阻PPTC和电感器L作为二级防雷电路，在微秒(μs)级别内响应，对浪涌电流进行进一步的抑制；然后经过由瞬态抑制二极管组成的三级防雷电路，在皮秒(ps)级别内进行响应，并将电压箝制在8V左右，从而实现对后端电路的保护；而且，第一瞬态抑制二极管TVS1跨接在RS-485总线的A接线端与B接线端之间，第二瞬态抑制二极管TVS2和第三瞬态抑制二极管TVS3串联后跨接在RS-485总线的A接线端与B接线端之间，实现差模保护，第二瞬态抑制二极管TVS2与第三瞬态抑制二极管TVS3的连接端通过导线接地，实现共模保护，具有很强的抗电磁干扰能力。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种适用于RS-485传输线的防雷保护装置，包括一级防雷电路、二级防雷电路以及三级防雷电路，所述一级防雷电路采用气体放电管GDT实现，气体放电管GDT跨接在RS-485总线的A接线端与B接线端之间，所述二级防雷电路包括第一热敏电阻PPTC1、第二热敏电阻PPTC2、第一电感器L1、第二电感器L2，所述第一电感器L1和第一热敏电阻PPTC1串联后连接在RS-485总线的A接线上，第二电感器L2和第二热敏电阻PPTC2串联后连接在RS-485总线的B接线上；所述三级防雷电路包括第一瞬态抑制二极管TVS1、第二瞬态抑制二极管TVS2、第三瞬态抑制二极管TVS3，第一瞬态抑制二极管TVS1跨接在RS-485总线的A接线端与B接线端之间，第二瞬态抑制二极管TVS2和第三瞬态抑制二极管TVS3串联后跨接在RS-485总线的A接线端与B接线端之间，且第二瞬态抑制二极管TVS2与第三瞬态抑制二极管TVS3的连接端通过导线接地。

优选地，所述气体放电管GDT为三级陶瓷气体放电管，其型号为3R070TA-6。

优选地，所述第一热敏电阻PPTC1和第二热敏电阻PPTC2均为高分子正温热敏电阻，其型号为KRG060。

优选地，所述第一瞬态抑制二极管TVS1、第二瞬态抑制二极管TVS2、第三瞬态抑制二极管TVS2均为双极性瞬态抑制二极管，其型号为SMDJ36CA。