Устройство для защиты от коммутационных перенапряжений электрических аппаратов в многофазных сетях Советский патент 1993 года по МПК H02H9/04 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты от коммутационных перенапряжений электрических аппаратов.

Цель изобретения - повышение надежности путем расширения возможности защиты по напряжению и быстродействию.

На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг.2 - схема защитной цепочки; на фиг.З - вольтамперные характеристики.

Устройство 1 для защиты от коммутационных перенапряжений электрических аппаратов в многофазных сетях содержит защитные цепочки 2-4 по числу фаз сети, снабженные входными выводами 5-10 для

подключения защитных цепочек к выводам 11-13 защищаемого электрического аппарата 14 по схемам звезда или треугольник. Каждая защитная цепочка выполнена на импульсных высокочастотных диодах 15-18. динамическом запоминающем элементе 19 на конденсаторе 20. корректирующем резисторе 21 и по меньшей мере одном стабилитроне 22. токоограничивающем резисторе 23.

Диоды 15-18 соединены по схеме диодного моста, анод диода 15 соединен с катодом диода 16, образует первый входной вывод 24 защитной цепочки, анод диода 17 соединен с катодом 18 и образует второй

00

ю

CJ

о

о

00

входной вывод 25 цепочки, в диагональ моста между вершинами 26 и 27, образованными объединенными катодами 15 и 17 и анодами 16 и 18, включен последовательно с токоограничивающим резистором 23 динамический запоминающий элемент 19. первый вывод конденсатора 20 соединен с катодом стабилитрона 22 и подсоединен к первому выводу динамического запоминающего элемента, анод стабилитрона 22 через корректирующий резистор 21 и второй конденсатора соединен с вторым выводом динамического запоминающего элемента.

Выводы защитной цепочки 24 и 25 служат входными выводами 5 и 6 (7-10) устройства.

На фиг.З показана вольтамперная характеристика 1 (ВАХ) стабилитрона, 2 ВАХ корректирующего резистора, 3 ВАХ скорректированного стабилитрона, а-b - рабочий диапазон по току, т - максимально допустимый ток в цепи скорректированного стабилитрона, Укор - напряжение коррекции, равное амплитуде перенапряжений сети.

Устройство работает следующим образом.

При включениях, отключениях, реверсе электрических аппаратов, например, асинхронных электродвигателей, в многофазных сетях возникают коммутационные перенапряжения с крутыми фронтами децимикросе- кундной длительности (до 0,1 мкс), которые прикладываются к выводам электрического аппарата и- при отсутствии защиты в несколько раз превышают амплитуду фазного напряжения питающей многофазной сети.

При возникновении коммутационных перенапряжений с амплитудой, превышающей постоянное напряжение на динамическом запоминающем элементе, срабатывает соответствующая защитная цепочка 2-4, прямовключенные импульсные диоды 15-18 мостовой схемы демпфируют соответствующиеобмотки электрического аппарата, снижая амплитуду коммутационных перенапряжений. Токо- ограничивающий резистор 23 уменьшает степень демпфирования обмоток, ограничивая ток через диоды.

Динамический запоминающий элемент обеспечивает уровень начала демпфирования перенапряжений (установка срабатывания защитных цепочек).

Напряжение на конденсаторе 20 удерживает стабилитрон в рабочем состоянии во

всем диапазоне изменения напряжения питающей сети. Корректирующий резистор 21 обеспечивает необходимый наклон воль- тамперной характеристики скорректированного стабилитрона защитного элемента

и работу стабилитрона на стабилизирующем участке при перенапряжениях в питающей сети.

Формула изобретения

Устройство для защиты от коммутационных перенапряжений электрических аппаратов в многофазных сетях, содержащее защитные цепочки по числу фаз сети, каждая из которых состоит из четырех диодов,

соединенных в мостовую схему, и снабжена входными выводами для подключения защитных цепочек к выводам защищаемого электрического аппарата, при этом анод первого диода соединен с катодом второго

и образует первый входной вывод цепочки, анод третьего диода соединен с катодом четвертого и образует второй входной вывод цепочки, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем расширения возможности защиты по напряжению и быстродействию, диоды выполнены импульсными высокочастотными, в каждую защитную цепочку введен динамический запоминающий элемент уровня срабатывания

защиты, включенный последовательно с токоограничивающим резистором в диагональ моста между вершинами, образованными объединенными катодами и соответственно анодами диодов, причем

динамический запоминающий элемент выполнен из конденсатора, корректирующего резистора и по меньшей мере одного стабилитрона, первый вывод конденсатора соединен с катодом стабилитрона и

подсоединен к первому выводу динамического запоминающего элемента, который соединен с вершиной моста, образованной катодами диодов, второй вывод конденсатора соединен с вторым выводом динамического запоминающего элемента, к которому через корректирующий резистор подсоединен анод стабилитрона.

II

l

|в

15

24

16

18

а

&

.

v

BAY РК

Фиг.З

Д/Jcm

Ucm.

max