Искрозащитный шунт Советский патент 1980 года по МПК E21F9/00 

(54) ИСКРОЗАЩИТНЫЙ ШУНТ

1

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в электрооборудовании на предприятиях угольной, нефтяной и химической промышленностях в помещениях со взрывоопасной атмосферой.

Известен искрозащитный диодный шунт, обеспечивающий ограничение энергии, запасеннойв индуктивных элементах цепи 1. При коммутации или во время переходного процесса диод, включенный параллельно индуктивности нагрузки, под действием ЭДС самоиндукции открывается, и в образовавшемся контуре локализуется часть энергии, накопленной в индуктивности нагрузки, что приводит к повышению искробезопасной мощности электрической цепи.

Диодный шунт не ограничивает энергию, поступающую в разряд до момента изменения знака напряжения на нагрузке и при его подключении значительно увеличивается длительность переходного процесса в нагрузке. Кроме того, при использовании такого шунта в разряде реализуется энергия накопленная в емкостных элементах нагрузки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является шунт, состоящий из шунтирующего диода, включенного параллельно нагрузке и разделительного диода, включенного с ней последовательно в проводящем направлении 2.

Известное устройство ограничивает энергию, поступающую в разряд из емкостных элементов «агрузки, но также не уменьшает энергию, поступающую в разряд до момента изменения знака напряжения на нагрузке, кроме того, при его подключении значитель10но увеличивается длительность переходных процессов, что делает неработоспособными системы с преобразованием энергии переменного тока и устройства сигнализации и связи.

Целью изобретения является повышение

15 искробезопасной мощности и расширение области применения.

Это достигается тем, что искрозащитный щунт для реактивной нагрузки, содержащий шунтирующий диод, включенный параллельно нагрузке, и разделительный диод, подключенный к ним последовательно и в проводящем направлении, снабжен полупроводниковым ключом, включенным последовательно с нагрузкой между щунтирующим

диодом и нагрузкой, а вход полупроводникового ключа подключен параллельно шунтирующему диоду: С целью обеспечения работоспособности систем переменного тока искрозащитный шунт снабжен вторым шунтом, содержащим шунтирующий диод, включенный параллельно нагрузке, разделительный диод, подключенный к ним последовательно и в проводящем направлении, и полупроводниковый ключ, включенный последовательно с нагрузкой между шунтирующим диодом и нагрузкой, а вход полупроводникового ключа подключен параллельно шунтирующему диоду, причем диоды и полупроводниковый ключ второго шунта включены по полярности встречно диодам и полупроводниковому ключу первого шунта и одноименные входы и выходы шунтов соединены параллельно.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема искрозащитного шунта при питании нагрузки постоянным током или однополярными импульсами; на фиг. 2 - при питании нагрузки переменным током.

Искрозащитный шунт содержит шунтирующий диод 1, включенный параллельно нагрузке 2 и встречно полярности источника питания 3, разделительный диод 4, последовательно и в проводящем направлении под ключенный а нагрузке с шунтирующим диодом, и полупроводниковый ключ 5 с входной цепь 6 управления, причем полупроводниковый ключ включен последовательно с нагрузкой между шунтирующим диодом и нагрузкой, а вход ключа подключен параллельно шунтирующему диоду. Полупроводниковый ключ выполнен на быстродействующем переключающем элементе, например транзисторе.

Искробезопасный шунт переменного тока (см. фиг. 2) содержит на каждую фазу по два шунта противоположных полярностей для положительной и отрицательной полуволн напряжения питания, содержащих диоды 1, 4 соответственно, ключ 5 и диоды 7 и 8, ключ 9 с входной цепью управления 10, включенные параллельно друг другу.

Искрозащитный шунт работает следующим образом.

При номинальной величине напряжения питания полупроводниковый ключ 5 открыт, и нагрузка 2 обтекается током. При возникновении аварийного разряда в линиях питания между источником 3 и шунтом на входе цепи 6 управления, напряжение уменьшается на величину напряжения зажигания дуги, это вызывает уменьшение тока управления полупроводникового ключа 5 и, следовательно, увеличение падения напряжения на нем. В результате сокращается время, за которое происходит изменение полярности на нагрузке 2. После изменения полярности шунтирующий диод 1 открывается, вход цепи 6 управления закорачивается, и происходит форсирование запирание ключа 5 и отключение нагрузки 2 от линии питания и разрядного промежутка. Режим запирания ключа определяется режимами цепи управления, которая может содержать цепи положительной обратной связи. Для обеспечения надежности работы ключа и защиты его от перенапряжений параллельно ключу 5 и нагрузке 2 могут быть установлены ограничители напряжения.

При питании нагрузки переменным током полупроводниковые ключи 5 и 9 открываются поочередно по сигналам на входах цепей управления 6 и 10 соответственно, и по нагрузке протекает номинальный ток.

В случае возникновения аварийного коммутационного разряда, сопровождающегося скачком напряжения на входе цепей управления 6 и 10 происходит процесс запирания полупроводниковых ключей соответственно 5 или 9.

Защитный шунт ограничивает энергию, поступающую в разряд из реактивных элементов нагрузки, за счет чего повышается искробезопасная мощность электрической цепи. Шунт позволяет разделять линию связи на секции и исключить влияние отдельных секций друг на друга.

В цепях переменного тока и при передаче импульсов щунт обеспечивает работоспособность систем и электрооборудования с преобразованием энергии переменного тока и сохранение параметров передаваемых сигналов в системах сигнализации и связи.

Формула изобретения

. Искрозащитный щунт для реактивной нагрузки, содержащий шунтирующий диод, включенный параллельно нагрузке, и разделительный диод, подключенный к ним последовательно и в проводящем направлении, отличающийся тем, что, с целью повыщения искробезопасной мощности и расширения области применения, он снабжен полупроводниковым ключом, вклю4,енным последовательно с нагрузкой между шунтирующим диодом и нагрузкой, а вход полупроводникового ключа подключен параллельно шунтирующему диоду.

2. Шунт по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения работоспособности систем переменного тока, он снабжен вторым шунтом, содержащим шунтирующий диод, включенный параллельно нагрузке, разделительный диод, подключенный к ним последовательно и в проводящем направлении, и полупроводниковый ключ, включенный последовательно с нагрузкой между шунтирующим диодом и нагрузкой, а вход полупроводникового ключа подключен параллельно шунтирующему диоду, причем диоды и полупроводниковый ключ второго шунта включены по полярности встречно диодам и

полупроводниковому ключу первого шунта, а одноименные входы и выходы шунтов соединены параллельно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Серов В. И. Воспламеняющая способность сложных индуктивных цепей. М «Наука, 1966, с. 84-88.

2.Авторское свидетельство СССР № 280624, кл. Н 02 Н , 06.12,67.

г

I