Разрядник для защиты от перенапряжений

 

Союз Советских

Социалистических

Р@сп блик

<"> 632316!

1 (61) Дополнительный к патенту(22) Закале;то 16 01- ° 5 (21) 2096823/24-07 (23) Приоритет — (32) 16.01.74

2 (51) М. Кл, Н 01 Г 5/00

Гащдератеенный киктет

Оееете Мкниетрае ИР ее деееи нее9етеннй к открытей (Ç1) 433655 (ЗЗ) Сия (43) Опубликовако05.1.! .78.Бюллетень уе 41 (45) Дата опубликовали » о;.êcàèèÿ 15.09.78 (53) ЯК 621.316. . 533(088.8) °

Ичострапяп

10джнн племен Саксхауг (72) Автор изобретения

Иностранная ирма дженерал Злект, ик 1<; мп;ни" (США) (,- 4) Рр.з;- Д -ЦЦ< g,;, л,»,1 .» ...,-, О - ПРРРДП1 1) 1Д Изобретение относится к електротех= нике, а именно к разрядникам для зашиты от перенапряжений.

Известен разрядник для зашиты от перенапряжений, содержаший изоляционный корпус с токопроводяшими Вь водами, которым подключены установленный в указанном корпусе параллельно соединенные нелинейнь .й калибровочный резистор и, по крайней мере, один разрядный блок, выполненный в виде, по крайней мере,, одного искрового промежутка (1)

Однако этот разрядник имеет недос таточно высокую надежность работы в условиях загрязнения и увлажнения наружной поверхности изоляционного корпуса.

Зто вызвано тем, что в условиях загряз= нения и увлажнения загрязняюшее вешест. во становится проводяшнм, причем вследствие неравномерности смачивания и час,тичных разрядов распределение напряже ния по поверхности коопуса становится резко неравномерным из за быстро изменяющейся поверхностной проводимости„

Зто приводит также к увеличению протекаюшнх через калибровочные резисторы емксстных токов утечки и повышению; на них перенапряжения, способного выз. вать пробой искровых промежутков разрядных блоков при нормальном режиме работь. зашпшаемого оборудования. Выполнени» калибровочных резисторов ными = коэффициентом нелинейности порядка 4, 5 уменьшает действие загрязнения корпуса, но не исключает воэможность перекрытия искровых промежутков в тех случаях, когда емкостные токи утечки cèëüíî увеличиваются.

Простое уменьшение сопротивления калибровочных резисторов позволяеМ добиться протекания тока через иих большего по сравнению с емкостными токами утечки. Однако зто будет приводить к избыточному омическому нагреву разрядника.

Перегрева можно избежать используя для калибровочных резисторов материал с более высоким показателем налинейности, например порядка 45, а именно материал на основе окиси пинка, ио такие материалы неустойчивы при длительном воздейст-

632316 ние загрязненной покрьппки не значите но сказывается на распределение напри:;.,ения„,Через калибровочный резистор 5

".;В= ы"с;:окнм козффициентом нелинейности в з -ом случае проходит очень маленький

ТоК порядка нескольких мыкроампео недостаточный HHB разрушения Этого резис тора 5. Когда загрязнеыие корпуса .с оазрядника приводит к значительному увели» чению фмеостногО тоеа утечки, почти

Весь атот TQK протекает через Оезистоо

5, а остальная часть лжа - через резисТОр 6, TGK как козффициент нелинейности резис Гора 5 Велиер напряжение на искрО вых промежутках 3 Остается чиже про» бивного B DHH HG пробива тея.

На Фиг. 4 представлены вольт-амперBMG характеристики 2 5 и 2 6 соотв -=тственка резисторо" "6 и 5. По Оси абсцисс отложены логарифмы тока в амперах (8п ), пРОЕОДЯшего чеРез РезистоРы, а по оси ординат — номинальные значения напряжений (б ном мод) на модуле 24 разрядника. Из дзух кривых 25 и 26 мо>ию видеть, ч О при параллельном сое

25 дниении резисторов 5 и 6, когда напряра нь5 рабОчем нюцзяженинр соотв&тств)чощем

80% номинального "-начения, проходит по резистору 6 с низким козффипиентом нелинейности. Когда ток увеличивается настолько что напряжение возрастает дО

10ОФ, Он делится поровну между резисторами 5 и 6. При напряжениях, превы73 щаюших 100 о от нОминального напряже ния, основная часть тока проходит через резистор 5. B практических целях можно рассматрыВ& ь Результируюшую кривую для параллельного соединения резисторов, являкюпуюся сочетанием частей кривых

25 и 26 и отмеченную на фиг. 4 штрихпункт яро м, Таким образом резистор 5 с высоким козффициентом нелинейности пропускает

45 значительную часть тока только на но« минальыом напряжении или около него.

Поскольку разрядное напряжение искроНого промежутка 3 обычно составляет по меньшей мере, 125% от номинального напряжения, то его пробоя не происходит.

При напряжениях, значительно превышаюших номинальное напряжение разрядника, т.е, когда пробивное напряжение разрядника превышает номинальное, например al, 35 раза, предразрядный ток, 55 проходящий через калибровочные резисторы 5 с высоким коэффициентом нелинейности, может стать нежелательно вы- . соким и привести к их черезмерному перегреву. Для избежания зтого предусмотрен Вариант разрядника, согласно которому последовательно с калибровочным резистором 5 включен линейный резистор., Величина сопротивления последнего выбрана из условия прохождения через ыего и резистор 5 предразрядного тока, не превышаюшего максимальное значение аредельно. допустимого тока через резистор 5, и составляет величину порядка

1 тыс oui при атом номинальная мошыость резистора составляет около 2 Вт.

На фчг, 5 показана часть модуля разрядника, в котором зажим 11, предназыа ченный для закрепления резистора 5, прикрепляется к удлиненному изоляционному злементу 27, крепяшемуся к контактной пластине 10. Параллельно изоляционному злементу 27 при обеспечении электрического контакта с зажимом ll и контактной пластиной 10 подсоединен линейный рсзистор 28.

Влияние линейного резистора 28 на Вольт-амперные характеристики соответствующих калибровочных резисторов иллюстрируется фиг. 6, которая подобна фиг. 4, за исключением пунктирной крив -.й 29, -.Оотве-;.ствуюшей вольт-амперной характеристике линейного резистора 28.

Здесь можно видеть что ыепосредственно перед разрядным напряжением, которое в атом примере выбрано равным примерно

135% от номинального напряжения, на- пряжение на линейном резисторе быстро становится значительным, способным ограничить ток, проходящий по:последова-, тельно соединенному с ним -калибровочному резистору 5.

Предлагаемый может быть выполнен с любым числом зазоров и пригоден для применения без токоограничиваюши: не линейных резисторов в разрядных блоках.

При использовании изобретения снижается стоимость изоляционного корпуса, так как его можно делать меньшего диаметра и с менее развитой наружной поверхностью.

B качестве материала калибровочного резистора 6 может применяться не только каобид кремния, но н любой другой материал с коэффициентом нелинейности такого же порядка и даже с козффиниентом нелинейности, равным 1, т.е. резис1 тор 6 может быть и линейным.

Параллельное подключение резисторов

5 и 6 согласно данному изобретению по..Вышает устойчивость высокоыелинейных

832316

7 Ы

7 резисторов 5, так как при рабочем на-пряжении ток через них составля =."и всего лишь порядка десятков микроампер.

Формула изобретения

1 . Разрядник

10 торым подключены установленные в указанном корпусе параллельно соединенные нелинейный калибровочный резистор и, по крайней мере, один разрядный. блок, выполненный в виде, по крайней мере, од- 5 ного искрового промежутка, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения надежности., он снабжен дополнительпо ; пол1;люч ела!ым паГ)аллспьцо ",iKазап"= ному нелинейному калибровочному резистору-, принсi 1 коэф л1пиоп j û нелинейности

Д g и Д, соо i BE. i ствекпо калибровочного и дополнительного калибровочного резис,торов выбраны H соотпоше:-пп1 6 (д

2. Разрядник по п. 1, о т л и ч а—

:o ш и и с я тем, что дополнительный нелинейный калибровочный резчсто р выполнен из окиси металла.

3, Рацрядник >D пп. 1 к, 0 т л ич а ю ш и Й с я тем,, что допслнительный нелинейный калибровочный резистоо выполнен из окиси цинка.

4. Разрядник попп.2и3, о т л и ч аю ш и и с я тем, что нелинейный ка:либровочный резистор выполнен из кар бида кремния.

5. Разрядник пе пп, 1-4> 0 т л и ч а ю шийся тем, что разрядный блок снабжен, по крайней мере, одним токоограничиваюшим нелинейным резистором, B.""люченпым последовательно с указанным искровым промежутком, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Шишман Л. B. и др, рептильные разоядники высокого напряжения, М.„

"Знергия, 1971, с. 171, рис. 4-19.

63233. 6 н

fb

Л

II

) }»

Составитель. Е. Бочкова

Редактор H. Гохфельд Техред )). Алферова Корректор Е, йичинская

Закаэ 6224/2 . Тираж 918 Подписное

))НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобрететш и открытий

113036», .":îcêâà, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПЛЛ ) )атснт", г. Ужгород, ул. Проектная, 4