Устройство защиты от перенапряжений

 

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение надежности. Для этого имеется две цепи формирования импульсов управления тиристорами 1 и 2. Первая цепь содержит пороговый элемент 3 с S-образной вольт-амперной характеристикой, конденсатор 7 в качестве автономного источника питания и включает тиристоры при медленном нарастании перенапряжений. Вторая цепь содержит RC-дифференциатор, выполненный на конденсаторе 7 и резисторах 8 и 9, и включает тиристоры при быстром нарастании перенапряжений. Конденсатор 7 совместно с катушками индуктивности 10 и 11 ограничивает скорость нарастания напряжения, приложенного к закрытым тиристорам 1 и 2. Защищаемый объект подключается к выходным выводам 16 и 15. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК дц 4 Н 02 Н 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1b

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4383221/24-07 (22) 25.02. 88 (46) 15. 10. 89. Бюл. Р 38 (») Конструкторское бюро Главного управления сигнализации и связи

МПС СССР (72) Н.M. Беляев, М.П. Лисовский и Ю.Л. Масайтис (53) 621,316,925 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 845217, кл. Н 02 Н 7/10, 1981.

Патент ФРГ 11 3311667, кл. Н 02 Н 7/127, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — повыше- ние надежности. Для этого имеется

„„SU„„1515252 А1

2 две цепи формирования импульсов управления тиристорами 1 и 2. Первая цепь содержит пороговый элемент 3 с

S-образной вольт-амперной характеристикой, конденсатор 7 в качестве автономного источника питания и включает тирнсторы при медленном нарастании перенапряжений. Вторая цепь содержит RC-дифференциатор, выполненный на конденсаторе 7 и резисторах 8 и 9, н включает тиристоры при быстром нарастании перенапряжений.

Конденсатор 7 совместно с катушками индуктивностн 10 и 11 ограничивает скорость нарастания напряжения, приложенного к закрытым тиристорам 1 3 и 2, Защищаемый объект подключается к выходным выводам 16 и 15. 1 ил. шение надежности.

На чертеже приведена схема устройства. 10

Устройство содержит включенные встречно-параллельно тиристоры 1 и 2, соединенные последовательно, пороговый элемент 3 и резистор 4, включенные между управляющими элект- 15 родами тиристоров 1 и 2, первый 5 и второй 6 ограничивающие резисторы, конденсатор 7, дополнительные резне" торы 8 и 9, катушки индуктивности 10 и 11 и нелинейный резистор 12. 20

Устройство работает следующим образом.

Импульсное перенапряжение, имеющее низкую скорость нарастания напряжения (коммутационное или установившееся перенапряжение ) включает тиристор 1 или 2 с помощью порогового элемента 3 в зависимости от полярности воздействующего импульса.

При положительной полярности им- 30 пульса включается тиристор 1, При воздействии положительного импульса перенапряжения до включения тиристора 1 часть тока от источника перенапряжения проходит со входа 13 через катушку индуктивности 10, дополнительный резистор 8, конденсатор 7, дополнительный резистор 9 ко второму входу 14, заряжая. конденсатор 7.Лругая часть тока ответвляется после резистора 8 через ограничивающий резистор 5, резистор 4 и пороговый элемент 3 с симметричной $-образной вольтамперной характеристикой, включая. его при достижении воздействую- 45 щего напряжения порогового значения и далее — к управляющему электроду тиристора l ° При включении порогового элемента 3 его проводимость резко возрастает, формируя импульс тока управления тиристора 1 с параметрами, обеспечивающими di „ /dt, благодаря наличию конденсатора 7, не имеющего в цепи разряда индуктивных элементов. Ток разряда конденсатора

7 протекает от первого его вывода через резистор 5, включившийся пороговьп элемент 3, резистор 4, управляющий электрод тиристора 2, ре40

3 1515252

Изобретение относит ся к электротехнике и может быть использовано для защиты цепей переменного тока от грозовых, коммутационных и установившихся перенапряжений.

Пелью изобретения является повы4 зистор 6 ко второму выводу конденсатора 7. Резистор 4 ограничивает амплитуду тока в цепи управления, Тиристор 1 включается и разряд конденсатора 7 завершается через этот тиристор. Одновременно начинает нарастать ток от источника пере— напряжения, протекающий через первую катушку индуктивности 10, и ток, протекающий через вторую катушку индуктивности 11 и выходы 15,16, обусловленный емкостными элементами защищаемого объекта. Оба тока, пройдя через открытый тиристор 1, возвращаются к своим источникам.

Включение тиристора 1 происходит при уменьшении прямого тока импульса перенапряжения менее тока удержания тиристора.

При отрицательной полярности импульса перенапряжения аналогично включается тиристор 2.

При воздействии коммутационных или установившихся перенапряжений нелинейный резистор 12, номинальное напряжение которого превышает напря-, жение переключения порогового элемента 3 (например, напряжение переключения диодного тиристора или статическое напряжение пробоя газонаполненного разрядника и т.д. ) не оказывает ограничивающего действия на перенапряжения. Ограничение скорости нарастания тока через открытый тиристор 1 или 2 осуществляется с помощью катушек индуктивности 10 и 11.

При воздействии на устройство импульсов грозового перенапряжения, имеющих высокую скорость нараетания напряжения, нелинейный резистор

12 обеспечивает ограничение уровня перенапряжений на входе устройства и рассеивает энергию импульса. Включение тиристора 1 (2) может происходить импульсом управления, образующимся благодаря падению напряжения на дополнительном резисторе 8(9)..

При положительной полярности импульса перенапряжения ток протекает от входа 13 через катушку индуктивности

10, резистор 8, конденсатор 7, а затем частично через резистор 9 и частично через ограничивающий резистор

6 и управляющий электрод тиристора

1 ко входу 14. Ограничения амплитуды тока управления осуществляет резистор 6.

5252 при уменьшении прямого тока импульса перенапряжения менее тока удержания тиристора.

При отрицательной полярности импульса перенапряжения аналогично включается тиристор 2.

Формула и з обретения

Состав.»тсль О, Сальников

Редактор А, Долинич Техред Л.Олийнык Корректор В. Кабаций

Заказ 6285/50 Тираж 608 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, 11осква, Ж-35, Раушская наб., ». 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

5 l5l

После включения тиристора 1 ток в катушке индуктинности 10 начинает возрастать, а ток в цепи нелинейного резистора 12 убывать. Далее основная часть тока протекает через катушку индуктивности 10 и открытый тиристор

1, что предохраняет нелинейньп» резистор 12 от протекания больших токов.

Выключение тиристора 1 происходит

Устройство защиты от перенапряжений, содержащее первьп» и второй включенные встречно-параллельно тиристоры, управляющий электрод первого тиристора соединен через последовательно включенные резистор и пороговый элемент, име»»»щий симметричную

S-образную вольт-амперную характеристику, с управляющим электродом второго тиристора, первый и второй ограничивающие резисторы, причем первый вывод первого резистора соединен с управляющим электродом второго тиристора, а первый вывод второго резистора соединен с управляющ»»м электродом первого тиристора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьш»ения надежности, в него введены конденсатор, первый и второй дополнительные резисторы, пер5 вая и вторая катушки индуктивности и нелинейный резистор, номинальное напряжение которого больше напряжения переключения порогового элемен. та, первый вывод конденсатора соединен с вторым выводом первого ограничивающего резистора и первым выводом первого дополнительного резистора, второй вывод конденсатора соединен с вторым выводом второго ограничивающего резистора и первым выводом второго. дополнительного резистора, второй вывод первого дополнительного резистора соединен с вторым выводом первой катушки индуктивности, анодом первого и катодом второго тиристоров и первым выводом второй катушки индуктивности, первый вывод первой катушки индуктивности

25 соединен с первым выводом нелинейного резистора и является первым входом устройства, а второй вывод нелинейного резистора соединен с вторым выводом второго дополнительного резистора, катодом первого и анодом второго тиристоров и является BTopblM входом и вторым выходом устройства, второй вывод второй катушки индуктивности является первым выходом устройства.