專利名稱：干擾突波紀錄裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型是有關一種干擾突波紀錄裝置，尤指具有不同準位調整、反應速度快、
可單獨使用或設成矩陣配置，以多方取得不同準位的突波訊息數據，正確即時紀錄不同強 度突波干擾次數的訊息將其數字化與圖表化。
背景技術：
雷擊閃絡突波(Lightning Flash Surge)、開關突入電流(Switching I訓shCurrent)、開關突波(Switching Surge)、電磁脈沖波(Electric MagneticPulse)等 等是造成電器設備異常動作或故障的主要來源。 為了確保在突波干擾環境下，設備可以正常的運作，現有的電器設備其電路中 已采用共模扼流線圈(Chock)、變阻器(Varistor)、突波保護元件(SurgeProtection Devices)等元件作為電器設備的突波保護裝置，但這些突波保護裝置因為其本身大都缺乏 主動偵測突波的能力，故只能停留在等待突波襲擊的被動保護狀態下，很多突波保護裝置 到燒毀之前，根本完全無法從外得知它們是否有真正發揮保護功能。 另外，有一些昂貴設備內置有以電流變壓器(Current Transformer,CT)來檢測突 波電流的計數器，然因反應速度慢，其能力僅能檢測上升時間為微秒等級S Level)等級 的突波；對于上升時間為納秒等級(nS Level)電磁脈沖波無法反應，即無法即時正確傳達 突波入侵次數，難以提供突波干擾環境參數訊息，以供使用者與設計者作為突波干擾抑制 裝置設計的參考依據。 過去的技術利用單一固定檢測基準，檢測雷擊突波放電電流的方法，面對各種不
同型態干擾突波，很難檢測到實際干擾突波數據；在此情況下所建置的干擾突波抑制裝置
無法發揮保護效果，也因而造成設備時常發生不明原因的故障或異常動作。 總之，現有的突波保護裝置因為檢測突波功能上明顯不足，使用上存有許多的缺
點，故無法因病施藥，針對實際突波干擾環境需求，提供最佳的防制方案，使突波抑制效果
大打折扣，形成突波干擾抑制漏洞-保護不全，造成各種電器設備發生不明原因的異常動
作或故障。
發明內容為有效克服現有突波保護裝置使用上的缺點，本實用新型的主要目的在提供一種 干擾突波紀錄裝置。
為了達到上述目的，本實用新型提供一種干擾突波紀錄裝置，其包括 —干擾突波電壓發生器，其內具有多個突波保護元件及多個避雷管，以接受突波
進入避雷管時，將弧光轉換成一脈沖電壓輸出； —電壓檢測器，連接在干擾突波電壓發生器后端，內部至少具有一 電壓比對電路， 其上配置有基準參考電壓，使進入的脈沖電壓高于基準參考電壓時，產生一比對電壓輸 出；[0011] 至少一電壓準位調整器，連設于電壓檢測器上，以調整不同參考電壓準位，以及； 至少一訊號顯示單元，連設于電壓檢測器后端，將比對電壓作數值化顯示； 由此，使組成的紀錄裝置具有不同準位調整、反應速度快、正確即時紀錄不同強度 突波干擾次數的訊息將其數字化，作為突波防制裝置設計的重要參考依據，進而提升電器 設備突波干擾免疫能力。 較佳的實施方式中，所述電壓檢測器內部進一步擴充設有多個電壓比對電路，搭 配增設多個電壓準位調整器及多個訊號顯示單元，由此，可矩陣分級即時紀錄不同強度突 波干擾次數的訊息。 較佳的實施方式中，所述電壓檢測器內部進一步擴充設有多個電壓比對電路，搭 配增設多個電壓準位調整器、及具有多個訊號顯示單元的計算單元與長條圖顯示裝置，其 中所述訊號顯示單元為獨立的顯示單體，或是在同一面顯示以不同分割的區塊所構成。 較佳的實施方式中，其內進一步加設一計時器與電壓檢測器及訊號顯示單元相 連，以供紀錄不同時段突波發生的次數。 較佳的實施方式中，所述訊號顯示單元進一步連設有一數據暫存區及一數據運算 統計模塊，將取得的突波數據匯集顯示干擾突波分布狀況。 較佳的實施方式中，所述訊號顯示單元進一步連設有一數據暫存區及一電腦連接 接口 ，將取得的突波數據匯集輸入電腦中應用。 較佳的實施方式中，進入所述電壓檢測器的脈沖電壓高于基準參考電壓時，產生
一比對電壓輸出；且其訊號顯示單元所紀錄不同強度突波干擾次數為數字或圖表。 較佳的實施方式中，所述干擾突波電壓發生器是由二只并聯而設的三端式避雷
管，外接三只突波保護元件所構成，其中所述第一避雷管的兩端各串接一只突波保護元件
后，連接至電線兩端，中端連線至接地端，形成共模突波結構；而所述第二避雷管的一端接
一只突波保護元件后，連接至電線兩端，形成常模突波結構，中端脈沖電壓輸出連線接至電
壓檢測器。 較佳的實施方式中，所述電壓準位調整器為可變電阻。 較佳的實施方式中，是進一步整合設于一突波吸收裝置上，所述突波吸收裝置殼 體上設有外露的接線輸入端、輸出端、一前述的訊號顯示單元、以及一前述的電壓準位調整 器，在電壓準位調整器上并設有一旋鈕。 與現有技術相比，本實用新型所設干擾突波紀錄裝置具有如下優點 1.采用電壓瞬間變化檢測技術，可以檢測上升速率快或慢的任何型態干擾突波。 2.使用者可以設定不同位階檢測電壓，紀錄各種不同峰值的干擾突波次數，便于
對干擾環境進行統計分析。 3.操作簡單、反應速度快，可使用于AC與DC系統突波抑制裝置，與串聯型、并聯 型、串并聯型突波抑制裝置結合用，正確紀錄干擾突波次數。
圖1為本實用新型的電路圖； 圖2為本實用新型直接整合設于突波吸收裝置的立體圖； 圖3為本實用新型的增設有計時器的電路圖；[0030] 圖4為本實用新型設成矩陣分布的電路圖； 圖5為本實用新型設有數據暫存區及數據運算統計模塊的電路圖； 圖6為本實用新型設有電腦連接接口的電路圖。 附圖標記說明l-干擾突波電壓發生器；ll-突波保護元件；12_避雷管；2_電壓 檢測器；21-電壓比對電路；3-電壓準位調整器；4-訊號顯示單元；41-計算單元；42-長 條圖顯示裝置；43-數據暫存區；44-數據運算統計模塊；51-并聯式突波保護裝置；52-串 聯式突波保護裝置；60-突波吸收裝置；61-輸入端；62-輸出端；7-計時器；8-電腦連接接 口 ；9-電腦。
具體實施方式為使貴審查委員方便了解本實用新型的內容，及所能達成的功效，現配合圖示列 舉具體實施例，詳細說明如下 如圖1所示，本實用新型所設一種干擾突波紀錄裝置，主要包括一干擾突波電壓 發生器1、一電壓檢測器2、至少一電壓準位調整器3、以及至少一訊號顯示單元4所構成，其 中 所述干擾突波電壓發生器l，其內具有多個突波保護元件ll(SurgeProtection Device簡稱SPD)及多個避雷管12 (Gas tube arrester)，以接受突波進入經避雷管12時， 將弧光轉換成一脈沖電壓輸出；詳述的所述干擾突波電壓發生器1是由二只并聯而設的三 端式避雷管12，外接三只突波保護元件11所構成，其中所述第一避雷管12的兩端各串接 一只突波保護元件11后，連接電線兩端，中端點則連線至接地端，形成共模(Common Mode surge)結構；而所述第二避雷管12的一端串接一只突波保護元件11后，分別連接電線兩 端，形成常模突波(normal mode surge)結構，另外，中端點則為輸出端，連接至電壓檢測器 2。 所述電壓檢測器2，連接在干擾突波電壓發生器1后端，內部至少具有一電壓比對 電路21，其上配置有基準參考電壓，使進入的脈沖電壓高于基準參考電壓時，能產生一比對 電壓輸出； 所述電壓準位調整器3，為可變電阻連設于電壓檢測器2上，以調整不同參考電壓 準位，以及； 所述訊號顯示單元4，連設于電壓檢測器2后端，將比對電壓作數值化顯示； 由此，如圖1所示，使組成的干擾突波紀錄裝置具有不同電壓準位調整、反應速度 快、可即時紀錄不同峰值突波干擾次數的訊息將其數字化與圖表化。 本實用新型實際應用，可與并聯式突波保護裝置51或串聯式突波保護裝置52結 合，設置于其的前端或后端，本實施例以安置于前端作為說明介紹 當干擾突波電壓發生器1兩端搭接在并聯式突波保護裝置51上，其內具三只突波 保護元件11及兩只避雷管12的有效設計，使第一避雷管12可位于共模突波(common mode surge)抑制路徑上，第二避雷管12可位于常模突波(normal mode surge)抑制路徑上，所 以無論突波由電源接線端或由接地端傳導耦合進入，都會造成避雷管12發生弧光現象，此 弧光強度隨著突波能量或電壓大小而變動，也就是說避雷管12可檢測出脈沖電壓，經電壓 檢測器2內部電壓比對電路21的基準參考電壓相比較，當進入的脈沖電壓高于基準參考電壓時，產生一比對電壓輸出至訊號顯示單元4將其數值顯示出來，讓原先突波的抽像行為 變成可觀測及可顯示與紀錄。 而且更重要的是本實用新型還可通過電壓檢測器2上所連設的電壓準位調整器 3，讓使用者可隨突波干擾環境不同，而自行調整不同參考電壓準位，使訊號顯示單元4以 數字或圖表方式紀錄及顯示不同強度突波進入的次數，精準檢測干擾突波的量數，達到真 實紀錄顯示突波干擾環境數據的目的，并可供后續突波抑制裝置設計的重要參考依據，以 提升電器設備突波免疫力。 本實用新型所制造的干擾突波紀錄裝置，不但可以直接設于各種電氣設備上，亦
可附加設在各種電氣設備的電源電路、數字電路、模擬電路、控制電路、通訊電路的輸入端、
輸出端并聯使用，還可如圖2所示將其直接整合設于一突波吸收裝置60上，所述突波吸收
裝置60殼體上設有外露的接線輸入端61、輸出端62、一前述的訊號顯示單元4、以及一前述
的電壓準位調整器3，在電壓準位調整器3上并設有一旋鈕31 ，由此整合設計可完全吸收與
轉換進入電氣設備的各種干擾突波能量、抑制突波電壓、抑制突波的穿透能力，而使電氣設
備受到安全的保護，同時訊號顯示單元4又可以真實正確紀錄顯示突波進入次數。 另外，請參圖3所示，本實用新型實施時還可加設一計時器7與電壓檢測器2及訊
號顯示單元4相連，使其增進具有紀錄不同時段突波發生次數的功能。或如圖4所示，將所
述電壓檢測器2內部進一步擴充設有多個電壓比對電路21，搭配增設多個電壓準位調整器
3、及具有多個訊號顯示單元4的計算單元41與長條圖顯示裝置42，其中所述訊號顯示單元
4可為獨立的顯示單體，或是在同一面顯示以不同分割的區塊所構成，使其可矩陣分級即時
紀錄不同強度突波干擾次數的訊息并將其數字化與圖表化。 其中，每一級訊號顯示單元4動作與否，是由Vcc電壓與電壓準位調整器3所設定 的不同基準參考電壓Val-Van決定，此以數學式詮釋動作原理Va2 = VccX2R/nR = 2Vcc/n : Vm = VccXnR/nR = Vcc 電壓準位調整器3采線性設定，以(1/n)R比例增加；使基準參考電壓也以(1/n) Vcc比例增加。不同基準參考電壓Val-Van的關系則為 Vcc > Vcc (n_l) /n > Vcc (n-2) /n > ... Vcc/n 當進入的脈沖電壓VSOTge高于不同基準參考電壓則造成不同數量的訊號顯示單元 4動作。 Vsurge > Vcc/n僅有1個訊號顯示單元4動作。 Vsurge > 2Vcc/n 則有2個訊號顯示單元4動作。 Vsurge > 3Vcc/n 則有3個訊號顯示單元4動作。 : Vsurge > (n-l)Vcc/n 則有(n_l)個訊號顯示單元4動作。 Vsurge > Vcc 則所有n個訊號顯示單元4動作。 此時只要將各訊號顯示單元4動作數據逐一收集紀錄，或如圖5所示存入數據暫 存區43累計，使經數據運算統計模塊44運算，即可用矩陣方式顯示干擾突波分布狀況。[0061] 請參圖6所示，本實用新型還可進一步設有一電腦連接接口 8與數據暫存區43相 連，如此即可將取得的干擾發生突波數據，匯集輸入電腦9中應用，以供程序判讀比對分析 或制表作成長條圖或折線圖等，當成后續突波抑制裝置設計的重要參考依據，以提升電器 設備的突波免疫能力。 由上可知，本實用新型所設干擾突波紀錄裝置具有如下優點 1.采用電壓瞬間變化檢測技術，可以檢測上升速率快或慢的任何型態干擾突波。 2.使用者可以設定不同位階檢測電壓，紀錄各種不同峰值的干擾突波次數，便于
對干擾環境進行統計分析。 3.操作簡單、反應速度快，可使用于AC與DC系統突波抑制裝置，與串聯型、并聯 型、串并聯型突波抑制裝置結合用，正確紀錄干擾突波次數。 以上說明對本實用新型而言只是說明性的，而非限制性的，本領域普通技術人員 理解，在不脫離以下所附權利要求所限定的精神和范圍的情況下，可做出許多修改，變化，
或等效，但都將落入本實用新型的保護范圍內。
權利要求一種干擾突波紀錄裝置，其特征在于，其包括一干擾突波電壓發生器，其內具有多個突波保護元件及多個避雷管，以接受突波進入經避雷管時，將弧光轉換成一脈沖電壓輸出；一電壓檢測器，連接在所述干擾突波電壓發生器后端，內部至少具有一電壓比對電路，其上配置有基準參考電壓，使進入的脈沖電壓與基準參考電壓相比較，以產生一比對電壓輸出；至少一電壓準位調整器，連設于所述電壓檢測器上，以調整不同參考電壓準位，以及；至少一訊號顯示單元，連設于所述電壓檢測器后端，將比對電壓作數值化顯示。
2. 根據權利要求1所述干擾突波紀錄裝置，其特征在于，所述電壓檢測器內部進一步 擴充設有多個電壓比對電路，搭配增設多個電壓準位調整器及多個訊號顯示單元。
3. 根據權利要求1所述干擾突波紀錄裝置，其特征在于，所述電壓檢測器內部進一步 擴充設有多個電壓比對電路，搭配增設多個電壓準位調整器、及具有多個訊號顯示單元的 計算單元與長條圖顯示裝置，其中所述訊號顯示單元為獨立的顯示單體，或是在同一面顯 示以不同分割的區塊所構成。
4. 根據權利要求1、2或3所述干擾突波紀錄裝置，其特征在于，其內進一步加設一計時 器與電壓檢測器及訊號顯示單元相連，以供紀錄不同時段突波發生的次數。
5. 根據權利要求1 、2或3所述干擾突波紀錄裝置，其特征在于，所述訊號顯示單元進一 步連設有一數據暫存區及一數據運算統計模塊，將取得的突波數據匯集顯示干擾突波分布 狀況。
6. 根據權利要求1 、2或3所述干擾突波紀錄裝置，其特征在于，所述訊號顯示單元進一 步連設有一數據暫存區及一電腦連接接口 ，將取得的突波數據匯集輸入電腦中應用。
7. 根據權利要求1、2或3所述干擾突波紀錄裝置，其特征在于，進入所述電壓檢測器的 脈沖電壓高于基準參考電壓時，產生一比對電壓輸出；且其訊號顯示單元所紀錄不同強度 突波干擾次數為數字或圖表。
8. 根據權利要求1 、2或3所述干擾突波紀錄裝置，其特征在于，所述干擾突波電壓發生 器是由二只并聯而設的三端式避雷管，外接三只突波保護元件所構成，其中所述第一避雷 管的兩端各串接一只突波保護元件后，連接至電線兩端，中端連線至接地端，形成共模突波 結構；而所述第二避雷管的一端接一只突波保護元件后，連接至電線兩端，形成常模突波結 構，中端脈沖電壓輸出連線接至電壓檢測器。
9. 根據權利要求8所述干擾突波紀錄裝置，其特征在于，所述電壓準位調整器為可變 電阻。
10. 根據權利要求8所述干擾突波紀錄裝置，其特征在于，是進一步整合設于一突波吸 收裝置上，所述突波吸收裝置殼體上設有外露的接線輸入端、輸出端、一前述的訊號顯示單 元、以及一前述的電壓準位調整器，在電壓準位調整器上并設有一旋鈕。
專利摘要本實用新型公開一種干擾突波紀錄裝置，包括一干擾突波電壓發生器，以接受突波進入避雷管，將弧光轉換成一脈沖電壓輸出；一電壓檢測器，連接在干擾突波電壓發生器后端，內部至少具有一電壓比對電路，其上配置有基準參考電壓，使進入的脈沖電壓高于基準參考電壓時，產生一比對電壓輸出；至少一電壓準位調整器，連設于電壓檢測器上，以調整不同參考電壓準位，以及；至少一訊號顯示單元，連設于電壓檢測器后端，將比對電壓作數值化顯示；由此，使組成的紀錄裝置具有不同準位調整、反應速度快、可單獨使用之外，并可設成矩陣配置，以多方取得不同準位的突波訊息數據，進而提升電器設備突波干擾免疫能力。
文檔編號H02H9/06GK201536259SQ20092027173
公開日2010年7月28日 申請日期2009年11月18日 優先權日2009年11月18日
發明者廖順安 申請人:廖順安