Устройство защиты от перенапряжений Советский патент 1989 года по МПК H02H9/04 

13

16

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.

14

О Jf

3151

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты цепей переменного тока от грозовых, коммутационных и уста- новившихся перенапряжений.

Целью изобретения является повышение надежности.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит включенные встречно-параллельно тиристоры 1 и 2, соединенные последовательно, пороговый элемент 3 и резистор 4, включенные между управляющими электродами тиристоров 1 и 2, первый 5 и второй 6 ограничивающие резисторы, конденсатор 7, дополнительные резисторы 8 и 9, катушки индуктивности 10 и 11 и нелинейньй резистор 12.

Устройство работает следующим образом.

Импульсное перенапряжение, имеющее низкую скорость 1арастания напряжения f коммутационное или установив- шееся перенапряжение ) включает тиристор 1 или 2 с помощью порогового элемента 3 в зависимости от полярности воздействующего импульса.

При положительиой полярности импульса 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.Другая часть тока ответвляется после резистора 8 через ограничивающий резистор 5, резистор 4 и пороговый элемент 3 с симметричной S-образной вольтамперной характеристикой, включая его при достижении воздействующего напряжения порогового значения и далее - к управляющему электроду тиристора 1. При включении пороговог элемента 3 его проводимость резко возрастает, формируя импульс тока управления тиристора I с параметрами, обеспечивающими di,,np/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 по- роговьш элемент 3, резистор 4, управляющий электрод тиристора 2, ре

зистор 6 ко второму выводу конденсатора 7. Резистор 4 ограничивает амплитуду тока в цепи управления. Тиристор I включается и разряд конденсатора 7 завершается через этот тиристор. Одновременно начинает нарастать ток от источника перенапряжения, 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 открытьй 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 напряжение 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 1 I .

При воздействии на устройство импульсов грозового перенапряжения, имеющих высокую скорость нарастания 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 положительном 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.

515

После включения тиристора 1 ток в катушке индуктивности 10 начинает возрастать, а ток в цепи нелинейного резистора 12 убывать. Далее основная часть тока протекает через катушку индуктивности 10 и открытый тиристор I, что предохраняет нелинейньй резистор 12 от протекания больших токов.

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

При отрицательной полярности импульса перенапряжения аналогично включается тиристор 2.

Формула изобретения

Устройство защиты от перенапряжений, содержащее первьп и второй включенные встречно-параллельно тиристоры, управля1адий электрод nepso-j го тиристора соединен через последовательно включенные резистор и пороговый элемент, имеющий 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 управляющим электродом первого тиристора, о т 2526

л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьшгения надежности, в него введены конденсатор, первый и второй дополнительные резисторы, первая и вторая катушки индуктивности и нелинейный резистор, номинальное напряжение которого больше напряжения переключения порогового элеменQ та, первьй вывод конденсатора соединен с вторым выводом первого ограничивающего резистора и первым выводом первого дополнительного резистора, второй вывод конденсатора

5 соединен с вторым выводом второго ограничивающего резистора н первым выводом второго, дополнительного резистора, второй вывод первого дополнительного резистора соединен с

0 вторым выводом первой катушки индуктивности, анодом.первого и катодом второго тиристоров и первым выводом второй катушки инд уктивности, первьШ вывод первой катушки индуктивности

5 соединен с первым выводом нелинейного резистора и является первым входом устройства, а второй вывод нелинейного резистора соединен с вторым выводом второго дополнительного

0 резистора, катодом первого и анодом второго тиристоров и является вторым входом и вторым выходом устройства, второй вывод второй катушки индуктивности является первым выходом устройства.