Способ защиты потребителя от всплесков напряжения и коротких замыканий

Способ защиты потребителя от всплесков напряжения и коротких замыканий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в силовой электронике.

Широко известный способ /1/ защиты потребителя состоит в контроле уровня напряжения, сравнении его с уставкой и при превышении уставки - в переводе входной цепи потребителя в режим закорачивания, а также контроле греющего фактора тока и при превышении этим параметром установленной величины - в отключении нагрузки от сети. Недостаток способа состоит в относительно низкой надежности. Недостаток устройства заключается в том, что оно не обеспечивает визуального контроля за исправностью.

Наиболее близким по технической сути и достигаемым результатам к первому варианту изобретения является способ защиты потребителя от всплесков напряжения и коротких замыканий с помощью цепи, состоящей из последовательно включенных токоограничителя и ограничителя напряжения, состоящий в контроле напряжения на входных зажимах потребителя, сравнении его с уставкой и при превышении напряжением уставки - в пропускании тока через шунтирующую потребитель цепь ограничителя напряжения, контроле токов сети и шунтирующей цепи, измерении их показателя греющего действия, сравнении их с уставками и при превышении уставок соответственно - в размыкании связи с сетью и переводе шунтирующей цепи в режим закорачивания входных зажимов потребителя. Недостаток способа состоит в относительно низкой надежности, что проявляется в режиме мощных перенапряжений, когда ограничивающий напряжение элемент переходит из режима ограничения в режим закорачивания. При этом может создаться ситуация, в которой ограничитель напряжения перейдет далее в режим разрыва цепи ранее, чем это произойдет с токоограничителем. В таком случае на нагрузку будет подано опасное повышенное напряжение, что может вызвать ее повреждение. Целью изобретения является повышение надежности.

Поставленная цель достигается за счет того, что измеряют показатель греющего действия шунтирующей цепи в режиме закорачивания, сравнивают его с третьей уставкой и при превышении этой уставки размыкают шунтирующую цепь, причем третья уставка превышает первую уставку.

Дополнительное отличие состоит в том, что в качестве показателя греющего действия приняты ампер-секундные характеристики цепей в указанных режимах.

На фиг.1 приведен пример схемы для осуществления способа. Устройство содержит токоограничитель (например, предохранитель) 1 и ограничитель 2 напряжения, соединенные последовательно. Параллельно ограничителю 2 подключена нагрузка 3.

На фиг.2 приведены ампер-секундные характеристики. Здесь: А - ток (Амперы), С - время (секунды). В - характеристика токоограничителя 1, Д - характеристика ограничителя 2 напряжения в режиме закорачивания с учетом разогрева этого ограничителя 2 в режиме ограничения напряжения. Характеристики приведены с возможной зоной разброса.

При нормальной работе напряжение поступает от сети через токоограничитель 1 на нагрузку 3. При появлении в сети напряжения, превышающего уровень срабатывания ограничителя 2, последний переходит в режим ограничения напряжения и пропускает через себя ток, ограничивая напряжение на нагрузке 3. При очень больших перенапряжениях ограничитель 2 может перейти в режим теплового пробоя - режим, в котором он выполняет роль закоротки, шунтирующей нагрузку. То есть ограничитель 2 переводится в режим шунтирования нагрузки 3. Ток, протекающий через токоограничитель 1, при этом резко возрастает. Токоограничитель 1, если это греющее воздействие тока превысит уставку, отключает нагрузку 3 от сети, прекращая какие-либо воздействия на нее.

При неправильном выборе уставок срабатывания на размыкание может сложится противоположная ситуация. То есть может сработать на размыкание ограничитель 2, находящийся в состоянии шунтирования, до того как сработает на размыкание токоограничитель 1. Такая ситуация грозит повреждением нагрузки 3. Что бы ее исключить, ампер-секундная характеристика В токоограничителя 1 должна быть ниже характеристики Д. Для такой координации характеристик может быть принят соответствующий выбор элементов или схемотехнические решения (например, параллельное включение ограничителей) и т.п.

До сих пор подобный способ защиты не применялся. Более того, производители ограничителей (стабилитронов, варисторов) не приводят для своей продукции ампер-секундных характеристик в режиме закорачивания прибора (пробоя). Однако такие характеристики в случае необходимости могут быть получены пользователем путем проведения соответствующих испытаний. Сопоставление этих характеристик с характеристикой предохранителя по правилам, приведенным выше, позволяет реализовать новый более эффективный способ управления.

Источники информации

1. Колосов В.А. Электропитание стационарной радиоэлектронной аппаратуры. -М.: Радио и связь, 1992, с.111.

2. Черепанов В.П., Хрулев А.К., Блудов И.П. Электронные приборы для защиты радиоэлектронной аппаратуры от электрических перегрузок. Радио и связь, 1994, с.42, рис.101.

1. Способ защиты потребителя от всплесков напряжения и коротких замыканий с помощью цепи, состоящей из последовательно включенных ограничителя тока и ограничителя напряжения, заключающийся в контроле напряжения на входных зажимах потребителя, сравнении его с уставкой и при превышении напряжением уставки в пропускании части тока через шунтирующую потребителя цепь ограничителя напряжения, контроле токов сети и шунтирующей цепи, измерении их показателей греющего действия, сравнении этих показателей с уставками и при превышении уставок соответственно в размыкании связи с сетью и переводе шунтирующей цепи в режим закорачивания входных зажимов, отличающийся тем, что уставка показателя греющего действия шунтирующей цепи в режиме закорачивания, при которой она срабатывает на размыкание, должна превышать уставку греющего действия, при которой срабатывает на размыкание ограничитель тока.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве показателя греющего действия приняты амперсекундные характеристики ограничителя тока и напряжения в соответствующих режимах.