Устройство защиты электрических схем от волн перенапряжения

 

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(Я) Н 02 Н.З/20

t

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОЬЮУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М .ч

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ (21 ) 3539186/24-07 (22) 14.01.83 (46) 28.02.84. Бюл.9 8 (72) И.И.Герасимов, В.Я.Давыдов и А.С.Вееаекеев ,(53) 621.316.925(088.8)

l(56) 1..Натент CIA 9 3771022, кл. Н О2 Н 3/22, 1973.

2. Заявка ФРГ В 2224259, кл. Н 92 Н 3/20, 1973. (54)(57) VCmoaerSO 3Wma sXmmWЧЕСКИЙ СХЕМ QT ВОЛН ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ, содержащее индуктивности, включенные в фазы питающей сети, и ограничитель аьелитудм волн перенапряжения, включенный на входе устройства между фазами питающей сети, о т л и.ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности гащения волн перенапряжения, оно снабжено вторым .. ограничителем амплитуды волн перена=;,.SU„,! 077001 А пряжения на выходе устройства, включенным между фазами питающей сети, а в каждую фазу питакщей сети введены по две дополнительные индуктивности,; стабилитрон, тиристор и резистор, образующие внутренний контур защиты, содержащий три индуктивности, включенйые в каждую фазу питающей сетию две из них последовательно, а третья через тиристор и регулируемое .сопротивление параллельно второй, в качестве ограничителей амплитуды волн перенапряжений использованы цепочки, состоящие из встречно-параллельно включенных тиристоров и последовательно включенного с ними резистора,а между каждым внутренним и управляю- Е

O щими электродами тиристоров внутреннего контура и ограничителей амплитуды волн перенапряжений включен стабилитрон.

1077001, . Изобретение относится к защитным устройствам и предназначено для защи-: ты электрических схем от опасных. волн перенапряжения в питающей сети ,{„например,. возбуждаемых электромагнитным полем молнии)., известно устройство для защиты от перенапряжения, содержащее две угары встречно включенных диодов, каж дая из которых с последовательно сое диненной индуктивйостью образует две f0 параллельные цепи, шунтирующие две фазы токопровода питающей сети. Между парами диодов расположены элементы, чувствительные к перенапряжению, которые при номинальном напряжении 15 закрыты. При возникновении в питающей сети перенапряжения открываются чувствительные элементы и обеспечивают проход полны перенапряжения на индуктивности,. включенные попарно к 0 каждой фазе питающей сети и выполня- ющие роль шунтирующих элементов. В связи с этим на индуктивностях происхо дит .гашение волны перенапряжения Г1 1.

Недостаток такого устройства— способность возбуждать толчки тока в источниках питания, которые оказывают существенное влияние на устойчивость функционирования автономных систем электроснабжения малой и средней мощности (10-100 кВт).

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для защиты элек,трической нагрузки от перенапряжений, состоящее иэ двух взаимных индуктивностей, одна из которых включе"З5 на в один токопровод нагрузки, другая — во второй. Индуктивности имеют между собой такую магнитную связь, которая при возникновении в сети пеРенапРяжения и пРохождения волны 40 перенапряжения по одной индуктивности индуцирует соответствующую волну перенапряжения во второй индуктивности. Эти волны перенапряжения поступают в оборудование встречно по отношению одна к другой, где и происходит их взаимное гашение 2 ).

Однако встречные волны перенапряжения, встречаясь на зажимах нагрузки, не могут полностью компенсировать друг друга иэ-за возможного раз- 0 личия крутизны фронта, нестрогого на« хождения в противофазе, а также несоответствия гармонического состава волн перенапряжения, вследствие чего на защищаемом оборудовании могут воз 5 никать значительные перенапряжения.

Цель изобретения — повышение эффективности гашения волн перенапряже-. ния в самом устройстве защиты и исключение возможности прохождения ос- 60 таточных опасных колебаний перенапряжения на зажимах электрооборудования.

Указанная цель достигается тем,: что устройство защиты электрических схем от волн перенапряжения, содержа-g5 щее индуктивности, включенные в фазы питающей сети, и ограничитель амплитуды волн перенапряжения, вклЮченный на входе устройства между фазами питающей сети, снабжено вторым ограничителем амплитуды волн перенапряжения на выходе устройства, включенным между- фазами питающей сети, а в каждую фазу питающей сети введены по две ,дополнительные индуктивности, стабилитрон, тиристор и резистор, образующие внутренний контур защиты, содержащий три индуктивности, включенные в каждую фазу питающей сети, две из; них последовательно, а третья через тиристор и регулируемое сопротивление параллельно второй, в качестве ограничителей амплитудь волн перенапряжений использованы цепочки, состоящие из встречно-параллельно включенных тиристоров и последоватсльно включенного с ними резистора, а между каждым внутренним и управляющими электродами тиристоров внутреннего контура и ограничителей амплитуды волн перенапряжений. включен стабилитрон.

На чертеже изображена элеКтрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из дополнительной индуктивности 1, предназначенной для торможения бегущей волны перенапряжения, кремниевого стабилитрона 2, подающего управляющий сигнал на открь тие тиристора 3, который включает вспомогательную индуктивность 4 одновременно с прохождением заторможенной

I бегущей волны перенапряжения по основной индуктивности 5, вследствие чего на укаэанных индуктивностях одновременно создаются два встречных магнитных потока эа счет взаимно про тивоположной намотки. витков этих индуктивностей, образующих две встречные волны перенапряжения, гасящие друг друга во внутреннем контуре,;

РегУлиРУемого сопротивления 6, обеспечивающего настройку взаимных индуктивнбстей на осуществление гашения встречных волн перенапряжения. защищаемого электрооборудования нагрузки 7, и включаемых параллельно нагрузке с целью понижения амплитуды возможных остаточных колебаний пере,напряжения на выходе устройства шунтирующего сопротивления 8, управлязмого тиристорами 9 и 10, и на входе ,цунтирующего сопротивления 11, управляемого тиристорами 12 и 13.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При возникновении перенапряжений в в питающей сети волна перенапряжения поступает в дополнительную индуктивнбсть 1, которая оказывает тормозящее дейСтвие на бегущую волну перенапряжеуия, И на Кремниевый стабилитрои 2, 1который открывается и подает управляю1077001

Составитель Н,Кузина

Редактор Л.Пчелинская Техред И.Асталош Корректор А.Повх

Заказ 764/50 Тираж 614, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

I ° Р щий импульс на открытие тиристора 3, обеспечивающего включение вспомогательной индуктивности 4 одновременно ,с прохождением заторможенной волны перенапряжения по основной индуктив ности 5, вследствие чего образуются

5 два встречных магнитных потока, созда-. ваемых взаимно противоположной намоткой витков указанных взаимных индуктивностей. Встречные магнитные потоки создают во внутреннем контуре встречные волны перенапряжения, совпадающие по фазе, гармоническому составу и крутизне фронта и в связи с этим взаимно гасящие друг друга. На- стройка взаимных индуктивностей на обеспечение взаимного гашения волн перенапряжения осуществляется регулируемым сопротивлением 6. С целью понижения амплитуды возможных остаточных колебаний волн перенапряжения до 2О номинальной параллельно защищаемому электрооборудованию нагрузки 7 включаются ва выходе устройства шунтирующее сопротивление 8, управляемое ти.ристорами 9 и 10, и на входе шунти- .25 рующее сопротивление 11, управляемое тиристорами .12 и 13. Сигнал на откры- тие указанных тиристоров подается с кремниевого стабилитрона 2 при возникновении волны перенапряжения. Закрытие тиристоров производится отри;цательным напряжением сети переменного тока.

При номинальном входном напряжении кремниевый стабилитрон 2 заперт, управляемые им тиристоры закрыты. .Поэтому подача напряжения на электрическую схему нагрузки обеспечивается только по линии через основную и до-,, полнительную индуктивности устройства.

Таким образом, при использовании, редлагаемого устройства повышается надежность и эффективность защиты электросхемы нагрузки от опасных . волн перенапряжениями обеспечивается гашение волн перенапряжения пофазно в самом устройстве раздельно от элек-, тросхемы нагрузки вследствие применения на каждой фазе питающей сети взаимных индуктивностей с встречно направленными магнитными потоками, при этом одна из них включается только, на время действия волны перенапряжения, а также исключается прохождение волн перенапряжения, остаточных после гашения во внутреннем контуре,через устройство на электросхему нагруз+ ки в результате включения на входе и выходе устройства активных сопротивлений. Кроме того, процесс гашения волн перенапряжения отделяется от

1 источника питания,что особенно важно в

: автономных системах электроснабжения.