Устройство для защиты электроустановки от перенапряжений

Устройство для защиты электроустановки от перенапряжений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

Cori Сьаетсннх

Социалистмчесних

Реслублик

<п1855832

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 041279 (21) 28465бб/24-07 (51)М. Кл. с присоединением заявки ¹â€”

Н 02 Н 3/22

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150881. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 15.0881 (53) УДК 821.З1б..925(088.8) (72) Авторы изобретения

В.Н.Правоторов, В.В.Сорокин и П.В.Клорикь (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

OT ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

Устройство защиты (УЗ) относится к технике защиты электротехнической и электронной аппаратуры от воздействия мощных электромагнитных импульсов (ЭХИ), наводимых молниевым разрядом или другими физическими явлениями в магистральных кабельных или воздушных линиях передачи электроэнергии или информации.

Известно устройство, содержащее тиритовое сопротивление (вариатор), шунтирующее защищаемую вторичную обмотку трансформатора тока от пробоя при обрыве вторичной цепи. Использование такого устройства для за- 1 щиты от мощных ЭМИ ограничивается бальшими масса-габаритными характеристиками вариаторов и большой вносимой емкостью, ограничивающей частотный диапазон рабочих сигналов 20 защищаемой аппаратуры. Для улучшения массо-габаритных характеристик УЗ и уменьшения вносимой емкости параллельно вариатору включен разрядник. Вариатор обеспечивает защиту аппаратуры на фронтовой части ЭМИ и разрядник на остальной части ЭМИ.

Требования по ударной энергии рассеивания для вариатора значительно облегчены по сравнению с нэвестным 30 устройством, так как воздействие

ЭМИ на вариатор прекращается вскоре после срабатывания разрядника

Однако такое УЗ невозможно применить для защиты аппаратуры от мощных ЭМИ, так как выпускаемые промышленностью разрядники при срабатывании не допускают протекание тока большой амплитуды длительное время.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для защиты, содержащее резистор и предохранитель, включенные последовательно с нелинейной нагрузкой в сеть переменного тока, и нелинейную индуктивность, включенную параллельно цепи предохранительнелинейная нагрузка. В процессе воздействия ЭМИ сердечник индуктивности насыщается раньше, чем сердечник нагрузки, и ток замыкается по нему. Нагрузка после насыщения сердечника индуктивности не испытывает воздействия ЭМИ. Применение в качестве защитного элемента нелинейной индуктивности позволяет значительно увеличить допустимую мощность наводки (Э) .

855832

$0

Формула изобретения

Недостатком такого УЗ янляется проникновение импульса наводки в аппаратуру с момента возникнонения

ЭМИ до момента насыщения сердечника индуктинности, т.е. отсутствие защитных свойств в названное время.

Цель изобретения — повышение надежности путем увеличения глубины подавления электромагнитного импульса в защищаемой аппаратуре во время перемагничивания сердечника индуктинности °

Поставленная Цель достигается тем, что устройство для защиты электроустановки от перенапряжений, содержащее резистор, первым выводом йодхлюченный к сети, и катушку индуктинности с магнитозамкнутым сердечником, первым выводом соединенный с земляной шиной, а второй вывод катушки индуктинности связан с нагрузкой, оно сиабжено двумя ограничителями напряжения и драсселем без сердечника, причем второй вывод катушки индуктивности с сердечником и первый вывод дросселя без сердечника подключены к сети, один из вынодон резистора подключен к выводу одного иэ ограничителей напряжения, другой вывод дросселя без сердечника и один иэ выводов второго ограничителя напряжения подключены к нагрузке, а вторые выводы ограничителей напряжения соединены с земляной шиной.

Постанонка второго ограничителя параллельно выходу УЗ, а дросселя без сердечника между входам и выходом УЗ обеспечивает эффективное подавление ЭМИ во время перемагничивания сердечника нелинейной индухтивности при малой ударной энергии рассеивания ограничителя напряжения.

Ограничение напряжения на входе УЗ да допустимых величин обеспечинается цепочкой из резистора и первого ограничителя напряжения, в которой почти вся энергия при воздействии ЭМИ рассеинается на резисторе, поэтому и для первого ограничителя напряжения допустимая ударная энергия рассеивания незначительна.

На фиг. 1 представлена схема устройстна; на фиг. 2 - графихи изменения тока .

Устройство содержит резистор 1, ограничитель 2 напряжения, катушку 3 индухтивности с магнитазамкнутым сердечником, дроссель 4 без сердечника и ограничитель 5 напряжения.

Один из выводов резистора 1, катушки 3 индуктинности и дросселя 4 подключены хь входу УЗ, другой вывод резистора 1 подключен х одному из выводов ограничителя 2. Другой вывод дросселя 4 и один из вы4одов ограничителя 5 напряжения подключены к нагрузке, выходу УЗ. Другие выводы

40 ограничителей 2 и 5 напряжения и катушки 3 индуктивности подключены к земляной шине.

Устройство работает следующим образом.

В штатном режиме, Z.å. при отсутствии наводимых ЭМИ УЗ практически не искажает формы рабочих сигналов или напряжений, так как нносимые емкости ограничителей 2 и 5 напряжения малы, сопротивление катушки 3 индуктинности велико, а сопротивление дросселя 4 мало. Падение напряжения на дросселе 4 незначительно.

При возникновении электромагнитных импульсов наводимый ток перераспределяется между катушками 3 и 4 индуктивности, так, что значительная часть приращения тока вначале попадает н дроссель 4, тах как н первый момент индуктивность катушки 3 эначительио больше индуктивности дросселя 4 (см. фиг. 2). Однако, после насыщения сердечника катушки 3 его индуктивность резко падает и с этого момента значительная часть приращения тока замыкается"череэ него (см. фиг. 2). Ограничитель 5 напряжения обеспечивает защиту нагрузки при воз-. никновении ЭМИ до момента насыщения сердечниха катушки 3. Дроссель 4 обеспечивает высокое напряжение на катушке 3 индуктинности, необходимое для намагничивания сердечника катушки 3 эа минимальное время. Резистор 1 и ограничитель 2 напряжения ограничивают напряжение на входе УЗ до допустимых значений, исключающих пробой между входом и выходом УЗ, а также входом УЗ и земляной шиной. Включение резистора 1 последовательно с ограничителем 2 напряжения существенно уменьшает требуемую энергию рассеивания для ограничителя 2 напряжения.

Данное устройство обеспечивает подавление ЭМИ во время перемагничивания сердечника путем индуктивности, хоторое фактически отсутствует в изнестнам устройстве, и, что практически очень важно, ударная энергия рассеивания, а значит и весогабаритные характеристики и вносимые паразитные емкости для применяемых ограничителей невелики. Суммарная ударная энергия рассеивания ограничителей значительно меньше, чем для ограничителя в известных устройствах.

Устройство для защиты электроустановки от перенапряжений, содержащее резистор, первым выводом подключенный к сети, и катушку индуктивности с магнитозамкиутым сердеч855832

Я ни ником, первым выводом соединенный с земляной шиной, а второй вывод катушки индуктивности связан с нагрузкой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем увеличения глубины rioдавления электромагнитного импульса во время перемагничивания сердечника индуктивности, оно снабжено двумя ограничителями напряжения и дросселем без сердечника, причем первый вывод дросселя без сердечника и второй вывод катушки индуктивности подключены к сети, второй вывод резистора подключен к выводу одного иэ ограничителей напряжения, второй вывод дросселя и первый вывод второго ограничителя напряжения подключены к нагрузке, а вторые выводы ограничителей напряжения соединены с земляной шиной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР ц 9 114059, кл. Н 02 Н 3/20, 1958.

2. Патент Великобритания М 1510295, кл. Н 02 Н 3/20, 1978.

3, Авторское свидетельство СССР

9 454629, кл. Н 02 Н 7/00, 1974.

855832

Мснент ле еиагно ибания серЫеиныка катуиск, 2

Составитель Т. Щегсщькова

Редактор Т. Парфенова Техред И. Коштура

Заказ A56/78

Тираа 675 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 3035, Москва, X-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. Уигород, ул. Проектная, 4