Сетевые защитные элементы

Элементы защиты от перенапряжений, устанавливаемые в цепях питания, служат для исключения проникновения в устройства и оборудование, эксплуатируемое в помещениях, импульсов, способных вызвать помехи либо повреждения или же для снижения остаточного напряжения устройств грубой защиты до допустимых для установленного оборудования значений. В качестве примера на рис. 2.52 приведена схема грубой защиты при централизованном питании. Она защищает фазы и нейтраль от поступающих внешних перенапряжений и состоит из параллельно включенных в каждой цепи разрядника с поверхностным разрядом и металлооксидных варисторов с тепловой сигнализацией (контакты а и б служат для дистанционного контроля нагрева варистора из-за повышенного тока утечки, перегрева). Разрядники способны выдерживать токи, обусловленные молнией, и гасить дугу сопровождающего тока.

При приходе импульса перенапряжения сначала работает варистор (время срабатывания примерно 25 нс), а затем срабатывает разрядник с запаздыванием порядка микросекунд. Пропускная способность такого устройства по току может достигать 100 кА (импульсы 8/20 мкс), а перенапряжение ограничивается до 2…3 кВ. Эти напряжения являются слишком большими для промышленных электронных устройств, и поэтому они дополнительно ограничиваются, как правило, варисторами, рассчитанными на ток до 10 кА и напряжение до 1 кВ.

Такие приборы, как компьютеры, терминалы, печатающие устройства, плоттеры и другие, защищаются дополнительно при помощи устройств,   вмонтированных   в  сетевые  розетки   или  при  помощи

включения адаптеров. Ток подобных устройств лежит в пределах 2,5…5 кА, поперечное напряжение ограничивается до 600-700 В, продольное – до значения менее 1,5 кВ. Часто адаптеры сочетают функции ограничителя перенапряжений и фильтра для подавления высокочастотных помех (рис. 2.53).

Важными параметрами, которые необходимо учитывать при выборе защитных сетевых элементов, являются длительно выдерживаемое напряжение, приложенное к их вводам, токовая импульсная нагрузка и связанное с ней напряжение ограничения.

Следует учитывать, что в цепях постоянного тока необходимо обеспечить условия для гашения дуги в разряднике после его срабатывания. Наиболее просто это реализуется включением последовательно с разрядником предохранителя. Импульс напряжения с амплитудой до нескольких киловольт и длительностью в сотни наносекунд, пропускаемый разрядником, шунтируется следующей ступенью – варистором, срабатывающим за время меньше 10 нс в диапазоне напряжений до 1,5 кВ. Между разрядником и варистором ставят элемент, задерживающий срабатывание варистора на время, необходимое для срабатывания разрядника. После срабатывания варистор облегчает условия работы разрядника и пропускает к высокочувствительной ступени защиты импульс с малой амплитудой и энергией.

Высокочувствительная ступень защиты выполняется для силовых цепей – на основе фильтров, для слаботочных цепей – на основе стабилитронов и диодов. Номинальное напряжение варисторов защиты в 1,3 раза больше сетевого напряжения. Напряжение пробоя газового разрядника составляет 0,7 от напряжения пробоя изоляции. Возможный вариант схемы защиты для силовых цепей показан на рис.2.54.