Устройство быстродействующей защиты Советский патент 1988 года по МПК H02H3/26 H02H9/04 

(21)4097418/24-07

(22)05.08.86

(46) 15.06.88. Бюл. № 22

(71)Институт сильноточной электроники СО АН СССР

(72)А. А. Новиков

(53)621.316.925(088.8)

(56)Патент США № 3526811, кл. Н 02 Н 3/12, 1970.

Авторское свидетельство СССР № 1319141, кл. Н 02 Н 9/06, 1986.

(54)УСТРОЙСТВО БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕЙ ЗАЩИТЫ

(57)Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты мощных высоковольтных приборов от тока короткого замыкания. Цель изобретения - по- выщение эффективности защиты за счет устранения воздействия напряжения источника питания на генератор Аркадьева-Маркса. Устройство содержит две токоограничи- вающие индуктивности 1 и 2, включенные между источником высокого напряжения 3 и защищаемым прибором 4. Между индук- тивностями расположен электрод 5, являющийся общим для основного и дополнительного разрядников. Основной разрядник образован электродами 5 и 6, а дополнительный - электродами 5 и 7. Электроды 7, 8 и резистор 9 образуют тригатронный узел поджига дополнительного разрядника, который соединен с выходом генератора поджигающих импульсов 10, собранного по схеме Аркадьева-Д аркса. Для запуска генератора поджигающих импульсов используется дифференцирующая цепь, состоящая из конденсатора 11 и диода 12, включенная параллельно защищаемому прибору. При пробое прибора 4 на электроде 7 напряжение будет расти быстрее чем на электроде 8, т. к. ем- кост.ь электрода 1 на электрод 5 заряжается сразу, а емкость электрода 8 на электрод 5 - через резистор 9. Между электродами 7 и 8 появится разность потенциалов и произойдет искровой пробой, который обеспечит ультрафиолетовую подсветку между основными электродами 5 и 7. Электрод 5 имеет отверстия, через которые ультрафиолетовое излучение от разрядника между электродами 5 и 7 подсвечивает разрядный промежуток между электродами 5 и 6. Он пробивается и щунтирует прибор 4. 1 ил.

3

(Л

±

П

со

со со

Изобретение относится к устройствам защиты мощных высоковольтных электронных нриборов от тока короткого замыкания, возникающего при пробоях в этом приборе.

Целью изобретения является повыщение эффективности защиты путем устранения воздействия напряжения источника нита- ния на генератор поджигающих импульсов.

На чертеже изображена схема устройства быстродействующей защиты.

Устройство содержит токоограничиваю- щие индуктивности 1 и 2, включенные между высоковольтным источником 3 импульсного напряжения и защищаемым прибором 4. Между индуктивностями включен электрод 5, являющийся общим для обоих разрядников. Электроды 5 и 6 образуют однозазор- ный искровой разрядник, а электроды 5 и 7 - дополнительный однозазорный разрядник.

Такое конструктивное совмещение разрядников обусловлено тем, чтобы не делать специально ультрафиолетовую подсветку для цепи отвода энергии, а сделав отверстия в электроде 5, получить подсветку от искры дополнительного однозазорного разрядника.

Совокупность основного электрода 7, поджигающего электрода 8 и резистора 9 образуют узел подсветки дополнительного разрядника, который соединен с выходом генератора 10 поджигающих импульсов. Для запуска генератора поджигающих импульсов используется дифференцирующая цепь, состоящая из конденсатора 11 и диода 12, подключенная параллельно защищаемому прибору 4. Подключение диода 12 в схеме соответствует случаю, когда питание защищаемого прибора от источника высокого напряжения осуществляется и.мпульсами iнапряжения отрицательной полярности.

Защитное устройство работает следую- щи.м образом.

: При подаче импульсов питания от источ- |ника 3 высокого напряжения к нагрузке 4 jeMKocTb 11 заряжается через диод 12 до на- |пряжения, равного напряжению источника. |При зарядке емкости 11 диод 12 включен в |прямом направлении по отношению к зарядному току, следовательно, падения напряжения на нем нет и нет сигнала запуска на генератор поджигающих импульсов. Разрядники, образованные электродами 5 и 6, а также электрода.ми 5 и 7 выдерживают напряжение источника 3 питания. Таким образом, выход генератора поджигающих импульсов оказывается защищенным от воздействия питающего напряжения.

При пробое в приборе 4 происходит заземление отрицательно заряженной обкладки конденсатора 11 на землю. Следовательно, на средней точке цени 11 и 12 за счет инверсии заряда на емкости возникает положительный потенциал, который запускает генератор поджигающих импульсов. Напря

жение генератора отрицательной полярности прикладывается к электродам 7 и 8 дополнительного разрядника. На электроде 7 напряжение растет быстрее, чем на электроде 8, так как емкость электрода 7 на электрод 5 заряжается сразу, а емкость электрода 8 на электрод 5 - через резистор 9. Между электродами 7 и 8 появляется разность потенциалов и происходит искровой пробой,

который обеспечивает ультрафиолетовую подсветку между основными электродами 5 и 7. Напряжение генератора поджигающих импульсов выбирается таким, чтобы абсолютное значение величины приложенного напряжения между электродами 5 и 7 приводило к

пробою дополнительного разрядника. Электрод 5 имеет отверстия, через которые ультрафиолетовое излучение от разряда между электродами 5 и 7 подсвечивает разрядный промежуток между электродами 5 и 6. Таким

образом, электрод 5 принимает потенциал, равный выходному напряжению генератора Аркадьева-Маркса, так как имеется индуктивная развязка электрода 5 с источником 3 питания и пробитым прибором 4. Между электродами 5 и 6 прикладывается напряжение генератора поджигающих и.мпульсов. Подсвеченный ультрафиолетом зазор между электродами 5 и 6 пробивается. Искровой канал между этими электродами щунтирует прибор 4 и защищает его, отводя энергию

источника питания на землю.

В предлагаемом устройстве быстродействующей защиты токоограничивающие элементы 1 и 2 изготовлены в виде одинаковых катушек индуктивностью 350 мкГн каждая. Разрядники между электродами 5 и 6,

а также электродами 5 и 7 работают в ат- .мосфере воздуха. Зазоры между ними равны и составляют 35 мм. Поджигающий резистор 9 номиналом 10 кОм обеспечивает получение искрового пробоя между электродами 7 и 8 для ультрафиолетовой подсветки зазора между электродами 5 и 7.

Формула изобретения

Устройство быстродействующей защиты мощных электронных приборов от тока короткого, замыкания, содержащее токоогра- ничивающую цепь с клемма.ми для подключения между источником питания и защищаемым прибором и выполненную в виде двух индуктивностей, соединенных последо- вательно, пусковую цепь, выполненную в виде генератора Аркадьева-Маркса, и цепь отвода энергии в виде однозазорного разрядника, подключенного между средней точкой токоограничивающей цепи и точкой земли, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности защиты за счет устранения воздействия напряжения источника питания на генератор поджигающих

1403193

импульсов, между выходом генератора иновной электрод разрядника прямо, а подцепью отвода энергии включен дополнитель-жигающий электрод через резистор подный однозазорный разрядник, при этом ос-ключены к выходу генератора.