Информации, сигналов регулирования и управления

Элементы, ограничивающие перенапряжения в этой области, должны, с одной стороны, обладать способностью отводить сильные импульсные токи (до 10 кА), а с другой – быстро ограничивать перенапряжения, близкие по значениям к рабочим напряжениям. Эти

требования удовлетворяются в многоступенчатых схемах. На рис. 2.50 приведена схема одного из таких устройств, состоящего из газонаполненного разрядника, металлооксидного варистора (грубая защита) и ограничительного стабилитрона (тонкая защита). Под графиком указано время срабатывания ступеней. При появлении импульса перенапряжения сначала срабатывает стабилитрон. Ток I ₁вызывает падение напряжения на индуктивности L 1(U_{L 1} =L1·dI ₁ /dt), что приводит к срабатыванию варистора. Под воздействием напряжения U_{L 2} = =L 2 ·dI ₂ /dt разрядник пробивается. Таким образом приходящий импульс (10 кВ) со скоростью изменения напряжения 1 кВ/мкс ступенчато ограничивается до 35 В.

Аналогичные схемы разнообразных модификаций по системам передачи сигналов, напряжению и току являются обычными для линий передачи измерительной информации, сигналов регулирования и управления как связанных с заземлением, так и изолированных от земли. Конструктивно они встраиваются в корпусы приборов, в стандартные шины, клеммы или печатные платы для монтажа в стандартные устройства.

Устройства для защиты от перенапряжений линий передачи данных должны обеспечить защитные функции, не ухудшая свойства линии, т.е. они не должны вызывать в заданном частотном диапазоне недопустимого демпфирования. В таких устройствах исключается использование индуктивностей и варисторов из-за большой их собственной емкости.

На рис. 2.51, а в качестве примера приведена схема адаптера для устройства передачи данных. Он рассчитан на ток до 5 кА(импульс 8/20 мкс), срабатывает за время 100 пкс, ограничивает напряжение крутизной 1 кВ/мкс до 20 В и позволяет передавать информацию до 40 Кбайт/с.

На рис. 2.51, б показан другой пример – схема адаптера, ограничивающего перенапряжения в коаксиальной системе передачи данных с заземленным сигнальным токовым контуром. В ней ограничительный стабилитрон, выполняющий функцию тонкой защиты, включен в диагональ моста, образованного диодами с малыми собственными емкостями. При этом собственная емкость стабилитрона не учитывается. В таком защитном устройстве граничная частота может быть выше 100 МГц.

Существуют также защитные устройства для всех широко распространенных стандартных плат, конструктивно совмещенных со встроенными разъемами.

При использовании ограничителей перенапряжений в сигнальных цепях и токовых контурах управления необходимо стремиться ограничить переходные перенапряжения до безопасного значения, при котором остаточное напряжение не будет восприниматься как полезный сигнал, что вызывало бы непредвиденную реакцию системы. Чтобы предотвратить это, необходимо использовать дальнейшие средства обеспечения электромагнитной совместимости, такие как применение волоконно-оптических кабелей и развязок, экранирования кабелей и аппаратуры, применение различных мероприятий по снижению уровней помех при распространении в сети.