信號浪涌隔離器的定義

信號浪涌隔離器（Surge Isolation Device for Signal Line）是專門用于保護各類弱電信號線路免受雷電感應、電磁脈沖、工頻感應、電源串擾以及靜電放電等瞬態過電壓沖擊的防護設備。它兼具浪涌保護與電氣隔離雙重功能，通常應用于工業控制、安防監控、通信傳輸、智能建筑、軌道交通、電力自動化及石化儀表系統等場合。

與普通信號浪涌保護器（SPD for Signal）相比，地凱防雷信號浪涌隔離器不僅可以吸收和泄放浪涌電流，還能在輸入端和輸出端之間提供高達千伏級別的絕緣隔離，從而有效避免地電位差、共模干擾等造成的二次損壞。

工作原理

信號浪涌隔離器的核心設計是“多級保護+隔離”結構，一般由以下幾部分組成：

初級浪涌抑制單元

常見器件包括氣體放電管（GDT）、半導體放電管（TSS）、高能壓敏電阻（MOV）等，主要應對高能量、大電流的雷電感應或工頻過電壓，將其快速泄放到地線。

典型參數：最大沖擊電流可達5kA～20kA（8/20μs波形），響應時間在納秒級。

二級箝位與濾波單元

采用TVS瞬態抑制二極管、共模/差模電感等元件，將殘壓進一步降低到信號設備能夠承受的范圍內。

典型參數：殘壓≤±10V、±15V或更低，取決于被保護信號的額定工作電壓。

信號隔離單元

通過光電隔離（光耦）、磁隔離（變壓器）、或者光纖中繼方式，將輸入與輸出完全絕緣，打斷金屬通路，避免地電位差直接侵入下游設備。

典型隔離電壓：1kV～5kV AC/60s；絕緣電阻≥100MΩ。

多接線制式兼容

可支持雙絞線（RS485、CAN、Modbus）、同軸視頻線（CCTV）、以太網（RJ45）、電話線（RJ11）、4-20mA模擬量信號等多種接口；并提供屏蔽層接地端子以降低共模干擾。

工作過程可以簡化為：當信號線遭遇浪涌電壓時，初級保護器件迅速導通，將大部分能量分流至地；二級箝位器件將剩余電壓控制在安全范圍；隔離模塊則阻斷地環路，確保敏感設備的輸入端只接收到干凈、安全的信號。

主要作用

1. 抑制雷電感應浪涌

在弱電信號線路上，直擊雷雖少見，但雷電感應、電磁脈沖往往造成數百至數千伏的瞬態電壓。信號浪涌隔離器可以把這一電壓限制在安全范圍（如±15V以內），避免PLC、DCS、攝像機、傳感器等敏感設備損壞。

2. 阻斷地電位差與共模干擾

在大型廠區、跨建筑或跨區域布線的信號線兩端往往存在幾伏到幾十伏的地電位差，普通浪涌保護器只能對浪涌放電，無法切斷地環路；而信號浪涌隔離器通過光電或磁隔離，將線路輸入輸出徹底絕緣，有效抑制共模干擾。

3. 提升系統可靠性

弱電系統故障往往不易查找，浪涌隔離器可以大幅降低誤動作、通信中斷、信號漂移和傳感器失效的概率，減少停機時間和維護成本。

4. 滿足安全與標準要求

國內外標準如GB/T 18802.21、IEC 61643-21、IEC 61000-4-5等均對信號線路SPD提出要求；對于石化、電力、軌道交通等高風險行業，還要求防爆、防腐蝕及防雷等級認證。信號浪涌隔離器通過隔離+防雷雙重措施，可一次性滿足多項標準。

地凱科技防雷信號浪涌隔離器的產品方案

1.執行標準：GB/T18268.1-2010/IEC61326-1：2005; GB/T 18802.21-2016 低壓電涌保護器 第 21 部分:電信和信號網絡的電涌保護器（SPD）性能要求和試驗方法。

2.功能特點：具有信號隔離及多級防雷效果；信號隔離輸入電壓或電壓信號，經過變換，輸出隔離的電流或電壓信號，實現了輸入、輸出、電源之間的三端隔離，給現場的儀表提供信號隔離的功能。通過泄放過電流、限制過電壓達到多級防雷的效果。

3.適用范圍：適用于具有兩路或三路信號芯線模擬量信號設備的雷電防護，可與模塊化儀表和 DCS、PLC 等系統配合使用。

4.溫度環境：-20℃～60℃；

地凱科技信號浪涌隔離器行業應用部署解決方案

1. 工業自動化與過程控制

在石化、冶金、水泥、制藥等工廠的DCS/PLC系統中，溫度、壓力、流量等傳感器多為4-20mA或0-10V模擬量信號，布線距離可達數百米，極易受雷擊和電磁干擾。

部署方案：

在傳感器輸入端或控制室機架端安裝二/四線制信號浪涌隔離器；

選擇標稱工作電壓24V、最大通流5kA、隔離電壓≥2.5kV的型號；

接地端與控制室防雷地排連接，保證浪涌能量泄放通暢。

2. 安防監控與視頻傳輸

同軸模擬視頻（CCTV）或網絡攝像機（IP Camera）傳輸線?？鐦菍?、跨建筑敷設，雷雨季節容易燒毀攝像頭和硬盤錄像機。

部署方案：

同軸視頻：在每路攝像機前端和后端分別加裝BNC接口信號浪涌隔離器；

以太網：使用RJ45千兆網絡信號浪涌隔離器（PoE可選），通流容量≥2kA；

對于山地、邊遠監控點可采用光纖傳輸+光電隔離模塊，徹底斷開金屬回路。

3. 電力系統與新能源

在變電站、配電房、風電場、光伏電站等場景，保護測控、繼電保護、通信SCADA等弱電線路至關重要。

部署方案：

在遠動通信、RTU、繼保裝置接口處安裝RS485/RS232專用浪涌隔離器；

選擇標稱電壓±6V、殘壓≤±15V、最大通流10kA的工業級產品；

在風電或光伏場區優先采用光纖環網，關鍵節點仍需浪涌隔離器防止感應雷。

4. 軌道交通與高速公路

信號聯鎖系統、軌道區段計軸、收費系統通信鏈路布線廣泛，易受外界浪涌干擾。

部署方案：

按照EN 50121電磁兼容標準，在每個信號機柜與現場設備之間配置信號浪涌隔離器；

選型需滿足工作溫度-40～+85℃、濕熱環境防護IP54及防腐蝕涂層；

高速公路收費站和監控中心之間的光電轉換設備也應加裝隔離器防止地環路。