Устройство защиты от импульсных перенапряжений Советский патент 1992 года по МПК H02H9/04 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты электронных устройств от импульсных перенапряжений, в частности от импульсных перенапряжений, возникающих при КЗ ВЛЭП и грозовых разрядах.

Известно устройство, предназначенное для защиты линии связи от влияния высоковольтных линий электропередачи и состоящее из разрядника и резонансных контуров.

Недостатками этого устройства являются его узкие функциональные возможности и широкий диапазон амплитуд импульсных перенапряжений, пропускаемых устройством..

Известно устройство, предназначенное для защиты подключенного к низковольтной сети электрического прибора от сильных ЭМИ при ударах молнии и содержащее ограничитель и схему фильтрации.

Недостатками данного устройства являются сложность конструкции и узкие функциональные возможности.

Известно устройство, предназначенное для защиты оборудования переменного тока и содержащее два ограничителя и включенный между ними фильтр.

Недостатками известного устройства являются широкий диапазон амплитуд импульсного перенапряжения, пропускаемых устройством, и узкие функциональные возможности.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства защиты и ограничение диапазона амплитуд импульсных перенапряжений, пропускаемых устройством.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве защиты второй ограничитель, состоящий из двух конденсаторов двух диодов и двух резисторов, позволяет уменьXJ

сл со

VI

О

ю

шить амплитуду импульса перенапряжения до значения, не превышающего значение амплитуды напряжения сети питания более чем на 10%.

Выполнение устройства защиты от импульсных перенапряжений состоящим из одного ограничителя, LC-фильтра и второго ограничителя на двух диодах, двух конденсаторах и двух резисторах позволяет расширить его функциональные возможности и ограничить диапазон амплитуд импульсных перенапряжений, пропускаемых устройством.

На фиг. 1 представлена электрическая схема устройства защиты от импульсных перенапряжений; на фиг. 2 - импульсы, формируемые устройством защиты.

Устройство защиты от импульсных перенапряжений выполнено по следующей схеме. В каждую линию цепи питания /И, Л2, нагрузкой которой является защищаемый объект (электрический аппарат, электронный прибор, комплекс электронного оборудования) включены резисторы RL R2, одни концы которых подключены к линиям цепи питания, а другие - к электродам двух- электродного разрядника Р (первый ограничитель), к которому подключены одними своими концами индуктивности Li, LC- фильтра. К другим концам индуктивностей LI, 1.2 подключена емкость Ci и одни концы резисторов Ra, R4соответственно. К другому концу резистора R.3 подключены один конец диода Дт и один конец емкости Сз. Другие концы диода Дч и емкости Сз соединены одними концами емкости С2 и диода Дг соответственно. Другие концы емкости С2 и диода Да соединены с другими концами резистора R/I. Параллельно емкостям Са, Сз подключены резисторы Rs. RG соответственно. К концу емкости Сз. который соединен с резистором RS, и к концу емкости С2, который соединен с резистором R/i, подключен своими концами защищаемый объект.

Устройство защиты от импульсных перенапряжений работает следующим образом.

При подключении устройства защиты к сети (Л 1, Лз) емкости С., Сз через диоды Дч, Д2 заряжаются до амплитудного значения напряжения сети питания, в этот момент ток через диоды прекращается, его величина ограничивается резисторами Ri-R/i.

KOI да в сети питания возникает импульс перенапряжения, амплитуда которого не превышает значение амплитуды напряжения сети питания, фронт импульса затягивается цепочкой Li-Ci-L.2, работающей как фильтр низких частот, э амплитуда незначительно уменьшается.

Если амплитуда импульса перенагкря- жения превышает амплитуду напряжения сети питания более чем в 10 раз (фиг. 2а), срабатывает разрядник Р и импульс, попадая на резисторы R1-R4 ограничивается ими по амплитуде. Так как напряжение погасания разрядника не должно превышать значение амплитуды напряжения сети питания более чем в 1,5 раза, то на второй диодно0 емкостный ограничитель поступает импульс перенапряжения значительно меньший по амплитуде, чем первоначальный (фиг. 26).

Если амплитуда импульса перенапряжения превышает амплитуду напряжения

5 сети питания менее чем в 10 раз, то цепочка Li-Ci L2 фильтра низких частот затягивает фронт импульса до 100 мкс (фиг. 2в). При этом емкости С2, Сз совместно с резисторами работают как интегрирующие

0 звенья с большой постоянной времени, которая выбирается из условия, что в процессе заряда емкостей С2, Сз импульс перенапряжения уменьшается по амплитуде до значения, не превышающего более чем в 1,5 раза

5 амплитуду напряжения сети питания (фиг. 2 г).

После прохождения импульса перенапряжения через устройство защиты емкости Сз, Сз разряжаются через резисторы RS, Re

0 и напряжение на этих емкостях становится равным напряжению питания сети. Одновременно резисторы RS. Re обеспечивают безопасный разряд емкостей С2, Сз после отключения напряжения сети питания. Це5 почки ДчС2 и Д2Сз предназначены для подавления импульса перенапряжений положительной и отрицательной полярности.

Устройство для защиты от импульсных

0 перенапряжений, выполненное по описанной схеме, может быть включено в сеть питания постоянного и переменного тока частоты до 2 кГц.

Таким образом, выполнение устройства

5 защиты от импульсных перенапряжений в виде соединенных параллельно одного ограничителя, LC-фильтра и второго ограничителя на двух конденсаторах, двух диодах и двух резисторах, позволяет достигнуть по0 ставленную цель.

Формула изобретения Устройство защиты от импульсных перенапряжений, содержащее первый ограничитель перенапряжений, включенный

5 между двумя проводами линии питания, параллельно которому включен фильтр, состоящий из двух катушек индуктивности и конденсатора, параллельно которому включен второй ограничитель перенапряжений, отличающееся тек. что, с целью

расширения функциональных возможностей и уменьшения диапазона амплитуд им- пульсного перенапряжения, оно дополнительно содержит четыре резистора, два из которых включены в провода линии питания перед первым ограничителем перенапряжений, второй ограничитель состоит из двух конденсаторов, двух диодов и двух

резисторов, причем каждый из конденсаторов последовательно с соответствующим диодом включен между проводами линии питания, при этом каждый из диодов подключен к соответствующему проводу анодом, а параллельно каждому конденсатору включен соответствующий резистор

Использование: в электротехнике, в защите от импульсных перенапряжений элек- тронного оборудования. Сущность: устройство содержит ограничитель перенапряжений в виде разрядника, LC-фильтр низких частот для уменьшения амплитуды импульса, второй ограничитель перенапряжений на диодах, емкостях и резисторах Цель - расширение функциональных возможностей устройства защиты и ограничениеамплитудимпульсных перенапряжений. 2 ил

JL.

-2208

А

4/

±

Кг

-о

LZ

фиг.1