Устройство для защиты двухпроводной линии от перенапряжений Советский патент 1991 года по МПК H02H9/04 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам защиты or перенапряжений цепей электропитания радиоэлектронной аппаратуры, автоматики и телемеханики, цепей электросвязи.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства защиты за счет обеспечения одновременности срабатывания его по обоим проводам цепи и управления устройством защиты также от обоих проводов цепи, благодаря чему обеспечивается одновременное повышение надежности действия и увеличение быстродействия схемы.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство для защиты от перенапряжений включает первый 1 и второй 2 провода цепи с положительным и отрицательным рабочим потенциалом соответственно, первый поглотитель энергии 3, второй поглотитель энергии 4 (поглотители энергии имеют пороговую характеристику и выполнены на низковольтных варисторах или разрядниках), первый тиристор 5, первый трансформатор 6, первый диод 7, второй тиристор 8, второй диод 9, второй трансформатор 10, третий диод II, первый варистор 12, четвертый диод 13 и второй варистор 14. Устройство для защиты от перенапряжения состоит из последовательно включенных в одном направлении первого 5 и второго 8 тиристоров, причем общая точка тиристоров подключена к земле. Анод первого тиристора 5 связан с положительным проводом 1 цепи через первый поглотитель энергии 3 и с землей - через последовательно соединенные первую обмотку первого трансформатора 6 и первый диод 7, включенный в обратном направлении. Катод второго iирис- тора 8 связан с отрицательным проводом 2 цепи через второй поглотитель энергии 4 и с землей - через последовательно соединенные второй диод 9. включенный в прямом направлении, и первую обмотку второго трансформатора 10 Катод второго тиристора 8 связан с управляющим электродом через последовательно соединенные вюрчю

О

СП

оо го J J

обмотку первого трансформатора 6 и третий диод 11, включенный в прямом направлении, причем анод третьего диода 11 соединен с землей через первый варистор 12, катод первого тиристора 5 подключен к управляющему электроду через последовательно соединенные вторую обмотку второго трансформатора 10 и четвертый диод 13, включенный в прямом направлении, причем анод четвертого диода 13 соединен с анодом первого тиристора 5 через второй варистор 14.

Устройство для защиты от перенапряжения работает следующим образом.

В нормальном состоянии цепи на первом проводе 1 цепи имеется положительный рабочий потенциал, а на втором проводе 2 цепи - отрицательный рабочий потенциал. Диод 9 закрыт отрицательным потенциалом, приложенным к аноду. Ток утечки через диод 9, тиристор 8 и варистор 12 минимален, если поглотитель энергии 4 выполнен на варисторе, который имеет при рабочем направлении максимальное сопротивление, или отсутствует полностью, если поглотитель энергии 4 выполнен на разряднике. Тиристор 8 закрыт, т. к. напряжение на катоде ниже порога срабатывания. Диод 7 закрыт положительным потенциалом, приложенным к катоду, закрыт также и тиристор 5, так как напряжение на аноде ниже порога срабатывания. Ток утечки через диод 7, тиристор 5 и варистор 14 минимален, если поглотитель энергии 3 выполнен на варисторе, и полностью отсутствует, если поглотитель энергии 3 выполнен на разряднике. Таким образом, при нормальном состоянии цепи все провода изолированы один относительно другого и относительно земли.

В случае возникновения перенапряжения в зависимости от его полярности, происходит увеличение потенциала на одном проводе и изменение полярности потенциала относительно земли на другом проводе. Например, в случае положительного перенапряжения относительно земли, при его величине больше рабочего напряжения, оба провода начинают иметь относительно земли положительный потенциал. В случае возникновения отрицательного перенапряжения относительно земли, при его величине больше рабочего напряжения, оба провода начинают иметь относительно земли отрицательный потенциал.

Рассмотрим первый случай - возникает положительное перенапряжение. При достижении положительного потенциала на втором проводе цепи порога срабатывания поглотителя энергии 4 (низковольтного варис- тора или разрядника) через диод 9 скачкообразно начинает протекать ток, который, проходя через первичную обмотку первого трансформатора 10, индуцирует напряжение во вторичной обмотке второго трансформатора 10. Это напряжение через диод 13 и управляющий электрод первого тиристора 5

открывает первый тиристор 5. Происходит срабатывание первого поглотителя энергии 3 и оба провода подключаются к земле почти одновременно (первый провод 1 через поглотитель энергии 3 и тиристор 5, второй провод 2 - через поглотитель энергии 4 и диод 9). Разницей времени подключения обоих проводов 1 и 2 цепи к земле, определяемой длительностью переходных процессов в первом тиристоре 5 и поглотителе энергии 3,

можно пренебречь. Варистор 14 служит для защиты тиристора 5 от перенапряжений.

Аналогично происходит процесс срабатывания устройства для защиты в случае

появления отрицательного перенапряжения. При появлении отрицательного потенциала на первом 1 проводе цепи срабатывает первый поглотитель энергии 3 и через диод 7 начинает скачкообразно протекать ток. Импульс тока открывает второй тиристор 8

0 через первый трансформатор, диод 11 и управляющий электрод. Происходит срабатывание второго поглотителя энергии 4 и опять оба провода 1 и 2 одновременно подсоединяются к земле: первый провод через первый

5 поглотитель энергии 3 и диод 7, второй провод через второй поглотитель энергии 4 и второй тиристор 8. Варистор 12 служит для защиты второго тиристора 8 при коммутациях. Поглотитель энергии 3 (4) выполняет три функции - обеспечения скачкообраз0 ного включения устройства для защиты, ограничения тока утечки во время нормального состояния цепи и обеспечении рассеяния энергии перенапряжения при включении устройства для защиты.

35

Формула изобретения

0

Устройство для защиты двухпроводной линии от перенапряжений, содержащее последовательно включенные в одном направлении тиристоры, причем общая точка тиристоров подключена к земле, и четыре диода, отличающееся тем, что, .с целью расширения функциональных возможностей при одновременном повышении надежности действия и увеличении быстродействия, оно

5 дополнительно содержит два поглотителя энергии, два варистора, два трансформатора, при этом анод первого тиристора связан с зажимом для подключения к соответствующему проводу линии через первый поглотитель энергии и с землей - через последо0 вательно соединенные первый диод, включенный в обратном направлении, и первую обмотку первого трансформатора, катод второго тиристора связан с зажимом для подключения к другому проводу линии через второй поглотитель энергии и с землей -

5 через последовательно соединенные второй диод, включенный в прямом направлении, и первую обмотку второго трансформатора, катод второго тиристора связан с управляющим электродом через последовательно соединенные вторую обмотку первого трансформатора и третий диод, включенный в прямом направлении, причем анод третьего диода соединен с землей через первый ва- ристор, катод первого тиристора подключен

к управляющему электроду через последовательно соединенные вторую обмотку второго трансформатора и четвертый диод, включенный в прямом направлении, причем анод четвертого диода соединен с анодом первого тиристора через второй варистор.

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства при одновременном повышении надежности действия и увеличение быстродействия. Устройство за счет наличия трансформаторов 6 и 10 и поглотителей энергии 3 и 4 обеспечивает одновременность подключения при перенапряжениях обоих проводов к земле. что приводит к отсутствию перенапряжений между проводами. Варисторы 12 и 14 служат для защиты тиристоров 5 и 8 от перенапряжений 1 ил.

п

1C

1 1 74

ТМ а X

621