池田屋精品原装 OHKURA大仓 浪涌保护器 DX1101
OHKURA(株式会社大仓电气,Ohkura Electric Co., Ltd.)成立于1946年,是日本知名的过程控制仪表及环境监测设备制造商,在工业自动化、防雷保护及安全控制领域拥有深厚的技术积累。DX1101 是 OHKURA 推出的一款高性能浪涌保护器(Surge Protective Device,SPD),专门设计用于保护工业现场仪表、信号线路、通信接口及控制系统免受雷电感应过电压和操作过电压的损害。该产品为池田屋提供的精品原装进口产品,凭借其快速响应、低残压、高放电电流及紧凑结构,广泛应用于石油化工、水处理、电力、交通及楼宇自控等行业的信号防雷保护。
DX1101 浪涌保护器适用于 4-20mA 模拟信号、RS-485 通信总线、开关量输入/输出、热电偶/热电阻测温线路等多种工业现场信号类型。采用多级保护电路(气体放电管 + 压敏电阻 + TVS 瞬态抑制二极管),能够将数千伏的浪涌电压迅速钳位至电子设备可承受的安全电压水平,同时将浪涌电流泄放至大地,有效避免 PLC、DCS、仪表及变送器因雷击或电网波动而损坏。
二、技术参数
1. 基本规格
产品型号:DX1101
品牌:OHKURA(大仓电气)
产品名称:信号浪涌保护器
产品类型:两线制或四线制信号浪涌保护器
应用场合:4-20mA 模拟量信号、RS-485(Modbus)通信、热电偶/RTD 测温、开关量 DI/DO、脉冲信号等
安装方式:标准 DIN 导轨(35mm)卡装
接线方式:螺丝压紧式端子(适配 0.2~2.5mm² 导线)
外壳材质:阻燃 PA66(UL94 V-0 级)
防护等级:IP20
2. 电气参数
标称工作电压(Un):24V DC(适用于 24V 信号回路),可选 12V、48V 版本
最大持续工作电压(Uc):
线-线(差模):30V DC
线-地(共模):30V DC
标称放电电流(In,8/20μs 波形):5 kA(每线)
最大放电电流(Imax,8/20μs 波形):10 kA(每线)
电压保护水平(Up):
在 In = 5kA 时:≤ 60V(线-线),≤ 600V(线-地,因 GDT 导通电压较高)
在 1kV/μs 冲击斜率时:≤ 45V(线-线)
响应时间:≤ 1 ns(TVS 级),≤ 100 ns(压敏电阻及 GDT 级)
插入损耗:≤ 0.3 dB(在 1 MHz 频率下)
带宽:≥ 10 MHz(适用于高速信号如 RS-485)
串联电阻:≤ 2.2 Ω(每线,对信号有一定衰减,长距离慎用)
3. 保护模式与元件配置
保护模式:
差模保护(线-线):压敏电阻(MOV)+ TVS 二极管
共模保护(线-地):气体放电管(GDT)+ 压敏电阻(MOV)
保护元件:
气体放电管(GDT):标称击穿电压 90V(±20%),冲击击穿电压 ≤ 600V
压敏电阻(MOV):标称电压 30V,最大峰值电流 100A(8/20μs)
TVS 二极管:击穿电压 ≈ 30V,钳位电压 ≤ 48V,峰值脉冲功率 600W(10/1000μs)
4. 信号类型兼容性
| 信号类型 | 典型电压/电流 | 是否适用 DX1101 | 注意事项 |
|---|---|---|---|
| 4-20mA 有源/无源 | 24V DC | 是 | 串联电阻 2.2Ω 引入误差 ≤0.05% |
| 0-10V 电压信号 | 10V DC | 是 | 工作电压需 < 30V |
| RS-485(Modbus) | 5V 差分 | 是 | 带宽 10MHz 足够 |
| 热电偶(K、J、T 等) | ±10mV ~ ±50mV | 谨慎 | 串联电阻可能造成测量误差 |
| 热电阻(Pt100) | 1~3V 激励 | 谨慎 | 可能影响三线/四线制平衡 |
| 开关量(干接点) | 24V DC | 是 | - |
| 脉冲频率信号 | 5~24V | 是 | 带宽 10MHz 足够 |
5. 安装与接地
接地方式:通过 35mm DIN 导轨接地(导轨需与系统接地可靠连接)或外接接地线(PE 端子,线径 ≥ 2.5mm²)
接地电阻要求:≤ 4Ω
导轨接地连续性:配有金属接地夹,确保浪涌电流顺畅泄放
6. 环境与机械参数
工作温度:-40℃ ~ +80℃
存储温度:-40℃ ~ +85℃
工作湿度:5% ~ 95% RH(无结露)
耐振动:10~55 Hz,振幅 0.35 mm,X、Y、Z 方向各 2 小时
耐冲击:30 G(半正弦,11 ms)
阻燃等级:UL94 V-0
外形尺寸:约 90mm(高) × 18mm(宽) × 65mm(深)(单通道,1 个标准模数,即 0.5 英寸宽)
重量:约 80g
7. 认证与标准
符合标准:
IEC 61643-21 / EN 61643-21(低压浪涌保护器——用于信号网络的浪涌保护器)
GB/T 18802.21(中国国家标准)
雷电防护等级:D1、C1、C2、C3 类试验通过
CE 认证:符合 EMC 及 LVD 指令
RoHS 认证:符合欧盟有害物质限制要求
三、主要用途
DX1101 浪涌保护器广泛应用于以下工业现场及信号线路的保护:
1. 石油化工与过程控制
4-20mA 变送器保护:安装在压力、温度、流量、液位变送器的信号线上,防止雷击或高压感应从电源引入烧毁 PLC/DCS 模拟量输入模块。
PLC/DCS 远程 I/O 站:远程 I/O 站与主控室之间的长距离信号电缆易遭受感应雷,DX1101 可安装于 I/O 模块入口。
电磁阀/执行器信号线:控制电磁阀的开关量输出信号线,防止因共模电压窜入损坏输出模块。
2. 水处理与市政设施
自来水厂/污水厂:分布式的仪表(pH 计、溶解氧仪、浊度计、流量计)通过 4-20mA 或 RS-485 连接至中央控制室,电缆可能长达数百米甚至跨越不同建筑物,易受雷击。在每个仪表端和控制室端各安装一只 DX1101。
泵站/提升泵站:水泵的启停信号、电机温度、振动信号等均需浪涌保护。
3. 电力系统与变电站
在线监测装置:变压器油色谱、GIS 局放、避雷器泄漏电流等在线监测装置的模拟量信号及 RS-485 通信线。
直流屏/充电模块:控制信号线及通信接口。
4. 交通与公路监控
隧道监控:隧道内的 CO/VI 检测仪、风速风向仪、光亮度检测仪等信号需穿出隧道外与控制室连接,DX1101 可保护这些信号线路。
高速公路收费站:称重传感器(地磅)、车牌识别相机控制信号、栏杆机控制信号。
5. 楼宇自控与暖通空调
DDC 控制器:分布式 DDC 控制器的模拟量输入/输出点(如温度传感器、阀门控制信号)。
VAV 变风量末端:风阀执行器控制信号及风量传感器信号。
冷站/热站:供回水温度、压力、流量信号。
6. 新能源与光伏电站
光伏电站气象站:辐照度计、风速风向、环境温度、背板温度等传感器的信号线路。
储能系统:BMS(电池管理系统)与 PCS(储能变流器)之间的通信及控制信号。
风力发电机组:机舱与塔底控制柜之间的 RS-485 通信及模拟量信号。
7. 工业通信网络
RS-485 总线(Modbus RTU):在总线两端及各节点处安装 DX1101,防止因雷击导致整个总线瘫痪甚至烧毁多个节点的接口芯片。
CAN 总线:用于汽车制造、工程机械、机器人控制器的 CAN 通信防护。
8. 仪器仪表及分析仪器
气相色谱仪、质谱仪:与外部设施(样品气路控制、自动进样器)之间的控制信号及通信信号。
在线分析小屋:分析仪与 DCS 之间的 4-20mA 信号。
四、产品特点
1. 三级复合保护电路
DX1101 内部集成了气体放电管(GDT)、压敏电阻(MOV)和 TVS 瞬态抑制二极管,构成三级防护:
第一级(GDT):泄放大电流(10kA),但导通后残压较高(约 600V)。
第二级(MOV):将残压进一步降低至约 100V。
第三级(TVS):实现纳秒级响应(≤1ns),将电压钳位至 ≤48V,确保后端电子元件安全。
这种设计既满足了大通流容量的要求,又保证了低残压,适用于雷电高发区。
2. 超低残压保护
在标称放电电流 5kA 冲击下,差模残压 ≤ 60V,共模残压 ≤ 600V(GDT 导通前的暂态残压)。普通 24V 电源系统的 PLC 模拟量输入模块通常可承受 60V 而不损坏,DX1101 可将其安全地限制在可承受范围内。
3. 快速响应
TVS 级的响应时间 ≤ 1 纳秒,对于上升时间极快的静电放电(ESD)或操作过电压也能迅速动作,保护敏感电子元件。
4. 低插入损耗与高带宽
插入损耗 ≤ 0.3dB(1MHz),带宽 ≥ 10MHz,完全满足 4-20mA 信号(频率 < 10Hz)和 115.2 kbps 的 RS-485 通信需求,不会引起信号畸变或通信误码率升高。
5. 标准 DIN 导轨安装
采用 35mm DIN 导轨卡装设计,可直接安装在控制柜内原有导轨上,与 PLC 模块、接线端子排并排布置,不占用额外空间。单通道宽度仅 18mm(1 个模数),可并排紧密安装,实现多路信号集中保护。
6. 故障指示功能
部分版本(可定制)配有窗口指示器,正常时为绿色,当内部 MOV 或 GDT 老化失效后变为红色,提醒用户及时更换。也可选配遥信触点(远程故障报警)。
7. 适应恶劣环境
工作温度宽达 -40℃ ~ +80℃,可用于户外集成式控制箱、沙漠油田或寒冷地区的变电站。阻燃外壳(UL94 V-0)符合控制柜防火要求。
五、安装与使用注意事项
接地至关重要:DX1101 必须通过 DIN 导轨或 PE 端子可靠接地,接地电阻应 ≤ 4Ω。如果导轨未与大地连接,DX1101 将无法泄放浪涌电流,反而可能使信号线对地产生高电压,损坏设备。
等电位连接:同一控制柜内的所有信号浪涌保护器的接地线应汇流至同一接地排,并与电源浪涌保护器(如防雷箱)的接地排等电位连接,避免地电位反击。
安装位置:应尽可能靠近被保护设备的信号入口处安装(例如 PLC 模块的线槽出口处)。原则是浪涌保护器到被保护设备之间的连接电缆长度 ≤ 0.5 米。
信号类型匹配:虽然 DX1101 标称适用于 24V 系统,但对于 0-10V 电压信号(最高 10V)和热电偶信号(毫伏级)也兼容。但对于热电阻(Pt100),需考虑串联电阻(2.2Ω/线)可能引起的测量误差(3 线制平衡时误差较小,但仍建议实测验证)。
串联电阻影响:DX1101 每线串联电阻约 2.2Ω。对于 4-20mA 回路,将产生最大 44mV 的压降(20mA × 2.2Ω),回路总电阻需在变送器负载能力之内。对于大多数 24V 供电的 4-20mA 系统(负载能力通常 600~1000Ω),增加 4.4Ω 是可接受的。
多级保护配合:如果现场雷击风险极高(如山顶气象站、孤立油井),应在 DX1101 上游(信号线引入控制柜的入口处)再加装一级大通流容量的电源类浪涌保护器(10/350μs 波形,Iimp ≥ 25kA),实现分级泄放。
定期检查:雷雨季节前后应检查 DX1101 的外观(有无炸裂、烧焦痕迹)和状态指示器。对于带遥信功能的型号,可接入 PLC 报警系统,提示维护。
六、总结
OHKURA DX1101 是一款针对工业信号线路设计的浪涌保护器,采用气体放电管 + 压敏电阻 + TVS 三级复合保护电路,标称放电电流 5kA(8/20μs),最大放电电流 10kA,差模残压 ≤ 60V,响应时间 ≤ 1ns,插入损耗 ≤ 0.3dB(1MHz)。产品适用于 4-20mA 模拟量、RS-485 通信、开关量、脉冲频率等多种信号类型,工作电压 24V DC,安装方式为 35mm DIN 导轨卡装,宽度 18mm,工作温度 -40℃ ~ +80℃,符合 IEC 61643-21 标准。
DX1101 广泛应用于石油化工、水处理、电力、交通隧道监控、楼宇自控、新能源(光伏/风电/储能)及工业通信总线等场合的信号浪涌保护。凭借其三级复合保护、低残压、快速响应、低插入损耗及坚固耐用的结构,DX1101 成为保护 PLC、DCS、变送器、仪表及通信接口免受雷击和操作过电压损害的可靠选择。