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电涌保护设计分析论文
电涌保护设计分析论文 摘要：随着防雷意识的不断加深，国内防雷产业的发展方兴未艾，国产SPD 已经从实践摸索，借鉴国外技术中闯出了一条技术创新之路。但不同于标准化的 35mmDIN导轨安装的低压配电系统电涌保护器，信息系统电涌保护器的发展一 直受到信息系统特点的制约，无论从外形、接口方式、或者应用标准等方面可以 称的上是五花八门，无奇不有…… 关键词：信息系统安防系统SPD标准化模块化XP随心专利 随着防雷意识的不断加深，国内防雷产业的发展方兴未艾，国产SPD已经 从实践摸索，借鉴国外技术中闯出了一条技术创新之路。但不同于标准化的 35mmDIN导轨安装的低压配电系统电涌保护器，信息系统电涌保护器的发展一 直受到信息系统特点的制约，无论从外形、接口方式、或者应用标准等方面可以 称的上是五花八门，无奇不有。这也是因为信息系统本身固有的复杂特性带来的。目前的包括安防系统在内的信息系统SPD大致上需要符合以下特点：
1保护电压等级多-大约从5V开始一直到200V，甚至有更高的特殊需求 2接口众多-RJ11/45、D型9针、15针、25针….、端子类、BNC¥TNC¥N¥DIN…. 同轴类等常用的几十种连接方式。
3线路标准多-RS485/422、RS232、V.11、V.24、V.35……PSTN、DDN、 ADSL、ISDN、…10BASET、10BASE2、10BASE5、10/100BASET、 TOKENRING……等等几十种。
4数据传输率差异大，从几Kbit/s-到几百MBit/s甚至几个G乃至更高 5信号传输要求差异大，平衡式、非平衡式、屏蔽、非屏蔽、CAT3、CAT5...... 6安装方式要求差异：平台放置、导轨固定、19英寸标准机架安装、挂墙...... 7系统要求差异大：消防系统、门禁及对讲系统、监控系统、防盗报警、 一卡通系统、自动抄表、卫星与有线电视、音频扩声...... 基于上述特点，不论是对于国内还是国外厂家生产的信息系统电涌保护器 都造成了一些困扰。1规格繁多， 2外形繁多 3安装方式繁多 4可代换性差 5防雷方案设计困难，系统一体化设计性差。
6维护困难 7无升级特性，资源重复利用性差。
设计人员对于不同的或者非标的安装方式无从下手；
而用户寻找最适用的 产品非常困难，而且维护更换基本接近于重新施工。上述问题已经严重影响到了 信息系统电涌保护器产业的发展。
广州雷迅自2002年研发出全球第一台19英寸标准机架式10/100M自适应 网络防雷器RJ45-24E以来，一直致力于解决上述困扰信息系统电涌保护器发展的 问题。广州雷迅研发人员综合了低压配电系统电涌保护器的发展历史，并深入调 查了各种信息系统的电涌保护需求，详细分析了信息系统电涌保护器在各行业的 应用，创新的推出了“XP随心系列”模块化信息系统电涌保护器，并申请了相应 的国家专利。该系列产品已进行了测试和部分系统的应用，测试结果和使用效果 均非常理想，彻底或局部解决了上面谈到的各种问题，为使用者的选型及安装提 供真正的随心DIY，并将信息系统电涌保护器的研发思路推向全新的领域，为安 防各个子系统的一体化设计带来了全新的方法。
“XP随心系列”信息系统电涌保护器吸收了低压配电系统电涌保护器的标 准化DIN导轨安装思路，同时又兼顾了信息系统19英寸标准机架的安装方式，并 且兼容了目前信息系统电涌保护器的各种安装方式，解决了信号防雷器在实际的 安装及使用的一大困扰，创造性的XP系列信息系统电涌保护器划分成两个模组 组成：
一、XP系列安装底座，主要性能：
a.传输特性:直流:5~48V,信号:0~1000MB。b.标称放电电流（8/20μs）：5kA。
c.最大放电电流（8/20μs）：10kA。
注：以上性能已经符合目前绝大多数信息系统应用的需求，且满足 GB50343的LPZ0-1界面的前级电涌保护器要求。
二、M系列模块主要性能：
a.接口型式：提供信号传输的标准输入输出口。
b.传输特性:直流:5~48V,信号:0~1000MB。
c.保护水平：从15V-500V多种等级。
d.插损：0.5db。
注：以上性能已经符合目前绝大多数信息系统应用的需求，且符合 GB50343的LPZ1-2界面的后级电涌保护器要求 XP系列底座和M系列模块的组合符合GB50343中信息系统各级保护的防 雷需要。下面简单的例子描述了“XP随心系列”信息系统电涌保护器的特点 一XP19的应用：（参考图1） XP19DD代表19英寸机架式的电涌保护器前级底座，主要提供19英寸机柜 的机架式安装的解决方案，通过使用不同的随心M系列模块解决不同接口方式的 信号及低压电源的保护，主要方式如下：
a.根据实际需要选择保护模组的数量：
使用者可以根据实际设备的状况选择安装X路（最多24路或使用n台XP19 扩展到n×24路）电涌保护器模块，实现X路X通信标准的级架式保护，一方面降 低用户一次性投入暂时没有用到的模块而造成资源浪费，另一方面可以为用户以 后作扩展用。
b.根据实际的不同设备需要选择不同的保护模组：
在实际的应用中，常常存在同一个机柜中同时有多种传输信号，如：网络线路、视频线路、其他数据采集信号等等，用户可以通过很简单的方法选择不同 的模组插到同一个XP19就可以实现不同的信号的保护。
c.防雷工程等电位连接防呆：
所有的随心M系列模块的接地由XP19内部等地位接地，避免因为防雷工 程施工考虑不全面而造成防雷系统失效或效果不佳，XP19的防呆式设计，就算 不完全了解防雷工程的人员也避免因工程施工因素带来的影响。
图1 二、XP35的应用：(参考图2) XP35DD代表35mm导轨式安装的电涌保护器前级底座，主要提供信号数 量少或信号不集中在同一个区域的解决方案，主要应用如下：
a．多组XP35的组合成防雷模组：
针对不同的信号场合，通过n组XP35的随心组合，为各种的信号场合解决 信号的防雷方案。
如：XP35＋视频模组＋电源模组＋控制线路模组，就可以完成监控摄像 头的完全保护。
b．底座单独使用作为前级电涌保护器: 该系列底座提供多种接线的方式，可以实现1~4线的多种型式的前级保护， 解决一般的设备保护方案。
如：此方式可以取代目前在电话线路普遍使用的科隆结构电话防雷器。
c．底座＋随心系列M模块作为前后级保护: 对于雷电环境比较恶劣或比较精密的设备，可以通过底座＋随心系列模块 作为前后级保护，该组合通过多种解决方式，如：
底座1~4路输入(或输出)，底座1~4路输出(或输入)，解决接线式的环境。
底座1~4路输入(或输出)，底座1~4路输出(或输入)，解决接线式的环境。模块1~4路输入(或输出)，模块1~4路输出(或输入)，解决接线式的环境。
底座1~4路输入(或输出)，底座1~4路输出(或输入)，解决接线式转换为其 他接口的环境。如RS485线路转换DB9或其他接口。
模块接口输入，模块接口输出，解决标准接口输入输出的方案。
……等等 因为信号的种类非常多，传输方式各不相同，相应接口也多种多样，各种 信号的保护及型式可以根据不同的需要随时实现。
图2 三、M系列随心模块提供多种接口多种标准实现多种组合方式(参考图3) XP随心系列系列模块目前提供了RJ11、RJ45、BNC、F10、SMA、9针D 型、USB、接线端子式等接口方式的模块，未来还可以根据发展设计出更多的接 口方式以适应信息系统的迅速发展，以满足用户的扩展升级及兼容。
图3 “XP随心系列”信息系统电涌保护器的设计目标是：让您能够随心的搭建 您最适合您需求的电涌保护系统。所谓“XP”X-PROTECTION，就是随心的保护 （PROTECTION）任意的(X)数量，任意的(X)接口，任意的(X)信息传输标准。
下面我们就几个方面深入的展开“XP随心系列”信息系统电涌保护器的优 势 一）系统一体化的设计优势 鉴于我们前面谈到的原因，信息系统的电涌保护设计非常困难和繁复，你 必须了解到传输标准、接口方式等等信息，才能着手在一大堆型号中挑选合适的 规格进行下一步的设计工作。设计人员对于产品规格、特性、接口方式必须非常 熟悉，而且要对设计的系统内核传输方式等有所了解，这无疑增加了设计人员的 工作难度和工作量。
而“XP随心系列”革命性的标准化设计可以允许你在设计开始阶段，不用 再为什么接口、什么频率特性、什么工作电压、什么功率、什么传输模式等等恼人的问题而发愁了。简单到只要数出各种线路的数量，就可以实现系统一体化的 电涌保护布局，设计出诸如XP35*50或者XP19*3就可以了，并且根据设计优化布 线，实现更为完善的防雷效果。如果需要进一步设计和优化时，你仅仅需要了解 XP应用指南和从大量的应用实例中选择合适你要求的模块就可以了。如果是在 施工阶段二次设计，则更为简单。因为不论线路、设备规格、品牌、界限方式有 什么变化，XP35或者XP19只需要通过简单的调整不同的模块就可以完成以往的 大量繁杂的整改工作。
二）工程期的调整优势 对于一个防雷项目而言，经常会遇到施工现场甲方要求临时调整保护的数 量、种类等情况。“XP随心系列”允许您简简单单的拔下一个模块，插上另外一 个模块就可以轻松满足甲方的要求。这在传统的信息电涌保护产品中是无法想象 的。更为轻松的是为了合理布线，您可能只需要将两个模块对调一下位置，就可 以使走线更为合理。
三）系统升级的优势 众所周知IT行业的摩尔定律，说明了信息系统的发展非常迅速，如何保护 客户的投资，当系统更新升级时，怎样尽量保证客户原来的投资不至于浪费。传 统信息系统电涌保护器当遇到系统重大升级时，只能完全废旧换新。而“XP随心 系列”可以允许您只要更换一个新的模块，就可以享受系统升级的全新体验。所 以您不必再为您的百兆网升级成为千兆网时，电涌保护问题该如何解决而发愁了。
四）维护的优势 电涌保护器毕竟是一种保护性器件，当过度雷击发生时，需要预期电涌保 护器本身的不可修复性损坏。那么维护更换将是应用中必须考虑的问题。常规的 电涌保护器如果一旦发生损坏，你将不得不整体拆卸，并安装新品到原位。而“XP 随心系列”的设计，将相对易损的部分零件设计在模块中，在绝大多数情况下， 你的维护更换工作是免工具的，同样是简简单单的拔取损坏的模块并插入新模块。
另外，在巡检性维护过程也是很简单的拔取、检测、插回,充分体现出了“XP随心 系列”非常的设计理念-人性化设计。
五）二次开发优势 “XP随心系列”允许设计人员通过不同的组合方式，对信息系统电涌保护器进行二次开发。XP系列提供XP35、XP19等几种底座，提供M100E、M**T、 M**B...等若干模块，为应用提供了巨大的想象空间，设计人员可以根据自己的 系统需求，轻易组成一种最适宜、最经济的全新保护模式。例如ASP原有规格的 RJ45-24E可以使用XP19+24个M100E组成，而XP35B+M24C则可以方便的应用在 消防报警领域，组合XP35A+M06B则可以对视频监控进行保护。
六）标准化优势 “XP随心系列”标准化的DIN导轨底座设计、19英寸机架式底座设计，等都 采用了统一标准的模块，也就是说你可以将原安装与DIN导轨底座的模块，根据 需要换到19英寸机架式底座上。包括安装在XP04等其他底座上。而且“XP随心系 列”标准化的DIN导轨安装方式，允许在施工中预装底座，设备进场才安装模块 等随心方式。在各行各业的应用领域中，例如智能建筑领域，安防领域都可以在 建筑期预装底座，交楼才安装模块。这一切均因“标准化”而成为可能。
七）电源、信号工程系统化 在防雷的工作中，一直都强调系统防雷，很多人都因为谈”系统”色变，不 知道如何入手，在实际安装中往往因为方案不全面、不同保护器等电位处理不完 善等原因而造成整个防雷系统失效。“XP随心系列”集合了电源及信号的防护， 有了“XP随心系列”,你不再为此操心，可以大大简化防雷的系统工程，工作就从 此得到全面的简化。
“XP随心系列”革命性的设计，打开了一片思维的天空，可以让您的设计 欲望尽情的飞翔！“XP随心系列”信息系统电涌保护器的这场技术革命，仅仅是 广州雷迅致力于创造更新、更好、更符合客户需求的又一个新的开始。
