Устройство для защиты от перенапряжений аппаратуры проводной связи

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республйк (11) 606184 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.05.75 (21) 2139021/07 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет(43) Опубликоваио05.05.78.Бюллетень № 17 (4б) Дата опубликования описания 13. 54.Ч3. (51) М. Кл.

Н 02 Н 9/06

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316..925(088.8) (72) Автор изобретения

Ю.В. Приймяги

Ордена Трудового Красного Знамени институт горного дела им. A. A. Скочипского (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

АППАРАТУРЫ ПРОВОДНОЙ СВЯЗИ

Изобретение относится к приборам защиты электрических цепей от перенапряжений и может быть использовано для защиты аппаратуры проводной связи и телемеханики от опасных напряжений, возникающих на линиях связи. 5

Для защиты электрических цепей, содержащих полупроводниковые приборы, применяют кремниевые стабилитроны или схемы на тиристорах, порог срабатывания которых определяется стабилитронами в цепи управляющего электрода (1).

1О

Наиболее близким к изобретению является разрядник для защиты от перенапряжений, содержащий трехэлектродный разрядник, импульсный трансформатор, вторичная обмотка которого подключена к главному и поджигающе- д му электродам разрядника, нелинейное сопротивление, включенное последовательно с защищаемой цепью, и стабилитроны, включенные параллельно с защищаемой цепью (2).

Недостатком описанного разрядника для защиты от перенапряжений является то, что стабилитроны в цепи первичной обмотки импульсного трансформатора не обеспечивают быстрого, скачкообразного изменения тока в ней, потому что на вальт-амперной характеристике стабилитрона отсутствует участок с отрицатель-

2 ным сопротивлением, а также то, что напряжение, приложенное к первичной обмотке импульсного трансформатора, меньше входного на величину напряжения стабилизации стабнлитронов в цепи первичной обмотки. Это уменьшает энергию и увеличивает передний фронт электрического импульса, подаваемого на поджигающий электрод, что увеличивает запаздывание срабатывания разрядника и затрудняет применение разрядника с воздушным промежутком.

Целью изобретения является увеличение мощности и уменьшение времени нарастания переднего фронта поджигающего импульса при низких входных напряжениях с медленно изменяющимся фронтом.

Поставленная цель достигается тем, что в низковольтное устройство защиты параллельно к главным электродам разрядника включена последовательная цепь из резистора, первичной обмотки импульсного трансформатора, и бесконтактного переключающего блока с участком отрицательного сопротивления на вольтамперной характеристике и скачкообразно переключающегося при любой полярности входного сигнала, в качестве переключающего блока может быть применен симметричный диодный тиристор, переключающий блок может со606184

60 держать два в.;.: -и о-параллельно включенных тиристора, управляющие электроды которых соединены между собой через, по меньшей мере, два стабилитрона и ограничивающий резистор, а между катодом и управляюшим электродом тиристора включ н диод.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема устройства для защиты от перенапряжений аппаратуры проводной связи; на фиг. 2 — переключающий блок на симметричном диодном тиристоре; на фиг. 3 — переключаюший блок на встречно-параллельно включен но м т и р исторе.

Устройство для защиты содержит трехэлектродный разрядник, главные электроды 1 и 2 которого подключены к входным клеммам 3 и 4.

Поджигаюший электрод 5 подключен к выводу вторичной обмотки 6 импульсного трансформатора, второй вывод которого подключен к главному электроду 2. Первичная обмотка 7 импульсного трансформатора включена последовательно с переключающим блоком 8 с участком отрицательного сопротивления на вольтамперной характеристике и скачкообразно переключаюшегося при любой полярности входного сигнала и резистором 9 к входным клеммам

3 и 4. Точка соединения 10 резистора 9 и первичной обмотки 7 импульсного трансформатора через дроссель 11 соединена с клеммой 12 загцишаемой цепи 13. Параллельно клеммам 12 и 14 защищаемой цепи подключены встречно включенные стабилитроны 15.

При рабочем напряжении защищаемой цепи переключающий блок 8 заперт, стабилитроны 15 не проводят ток, таким образом устройство защиты имеет большое внутреннее сопротивление. С возникновением на клеммах 3 и 4 напряжения, превышающего порог срабатывания переключающего блока, происходит его скачкообразное отпирание. Импульс напряжения, приложенный к первичной обмотке 7 импульсного трансформатора, трансформируется .-во вторичную обмотку 6 и приложенный к поджигаюшему 5 и главному 2 электродам вызывает электрический пробой воздушного промежутка главных электродов 1 и 2 разрядника.

Электрическая дуга, имеющая малое сопротивление, закорачивает нагрузку. Возникает ток через главные электроды разрядника, и источник перенапряжения разряжается. Ток через главные электроды прекращается, переключающий блок и устройство защиты в целом переходят в исходное состояние. Резистор 9 ограничивает максимальный ток в цепи переключаюшего блока. Благодаря наличию триггерного эффекта в переключаюшем блоке и его полному отпиранию, все перенапряжение в течение нескольких микросекунд прикладывается к первичной обмотке 7 импульсного трансформатора. Это вызывает резкое изменение тока в первичной обмотке 7. Чтобы защитить от импульса перенапряжения длительностью времени задержки переключающего блока зашишаемую цепь 13, параллельно ей включены стабилитроны 1," и последовательно — дроссель

11 с индукти .ностью -100 — 200 мкГ. Напряжение стабилизации стабилитронов 15 такое же

5 с s

?5

З5

40 или немного выше напряжения срабатывания переключающего блока.

Напряжение переключения переключаюшего блока определяется напряжением стабилизации стабилитронов 16 и 17 в переключающих блоках на фиг. 3 и напряжением переключения симметричного диодного тиристора на фиг. 2.

Благодаря получению мощного импульса поджигания, в низковольтном устройстве зашиты используется трехэлектродный разрядник с воздушным промежутком. Искровой промежуток образуется из двух согнутых под прямым углом электродов круглым сечением из тугоплавкого металла. Замена стабилитронов в цепи первичной обмотки импульсного трансформатора переключаюшим блоком позволяет использовать разрядник с воздушными промежутками, который срабатывает при напряжении на входе устройства защиты менее 100 В и скорости нарастания напряжения более 500 в/мс и обеспечивает время задержки срабатывания разрядника,не более 1+3 мкс. Использование изобретения для защиты аппаратуры телемеханики или проводной связи от опасных напряжений, возникаюших на линиях связи, позволяет повысить надежность их работы и уменьшить расходы на ее ремонт и обслуживание.

Формула изобретения

1. Устройство для защиты от перенапряжений аппаратуры проводной связи, содержащее трехэлектродный разрядник, импульсный трансформатор, вторичная обмотка которого подключена к главному и поджигающему электродам разрядника, нелинейное сопротивление, включенное последовательно с защищаемой цепью, и стабилитроны, включенные параллельно с защищаемой цепью, отличающееся тем, что, с целью увеличения мощности и уменьшения времени нарастания переднего фронта поджигаюшего импульса при низких входных напряжениях с медленно изменяющимся фронтом, параллельно к главным электродам разрядника включена последовательная цепь из резистора, первичной обмотки импульсного трансформатора и бесконтактного переключающего блока с участком отрицательного сопротивления на вольт-амперной характеристике и скачкообразно переключаюшегося при любой полярности входного сигнала.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве переключающего блока применен симметричный диодный тиристор.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что переключающий блок содержит два встречно-параллельно включенных между собой тиристора, управляюшие электроды которых соединены между собой через ограничивающий резистор, и, по меньшей мере, два стабилитрона, а между катодом и управляюшим электродом тиристора включен диод.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 202289, МКИ Н 01 Т 1/16, 1970.

2. Патент ФРГ № 1947349, кл. Н 01 t 3/00, 1972.

606184

Риг. 3

ЦНИИПИ Государственного комитета Совска Министров ГГ(Р по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раугнская иаб. л. 4i5

Филиал ППП «Патент», г. У>кгород, ул. Проектная, 4

Редактор В. Фельдман

Заказ 2464/42 Составитель Г. Дамская

Техред О. Луговая Корректор Д. Мельниченко

Тираж 892 (1одиисное