2014-02-09
704
В полной концепции защиты от перенапряжений стремятся к трехступенчатой системе с индуктивными развязывающими элементами. Лишь при наличии высокочастотных ответвлений переходят к двухступенчатой схеме с омическими развязывающими элементами или к одноступенчатому разряднику.
Чтобы защитить электрические и электронные приборы от разрушения из-за перенапряжений и предотвратить этим самым сильные переходные токи, необходимо использовать защитные схемы, способные быстро реагировать на сильные токи и дополнительно создавать низкий уровень остающихся напряжений. Так как переходные перенапряжения имеют малое время нарастания в микросекундном и наносекундном диапазонах, то необходимы элементы с очень малым временем срабатывания, чтобы осуществить защитные мероприятия уже на фронте и тем самым снизить остающееся напряжение. С помощью таких элементов можно быстро осуществить выравнивание потенциалов, то есть организовать короткое замыкание активных проводов друг с другом или на землю.
|
|
|
Рис. 93 схематически показывает электронное устройство, с симметричной схемой электропитания, корпус которого соединен с системой уравнивания потенциалов, имеющей потенциал земли.
На рис. 95 можно видеть, что ток через разрядник 3,5 кА спустя 8,1 мс самостоятельно гасится, включенная вставка на 125 А не срабатывает. По восстанавливающемуся напряжению синусоидальной формы после гашения дуги в разряднике видно, что предохранитель не сработал.
Если разрядник не в состоянии самостоятельно отключить сопровождающий ток и одновременно предохранитель имеет слишком высокую уставку, то гашение дуги сопровождающего тока происходит слишком поздно, и разрядник разрушается. Этот процесс показан на рис. 96.
Самостоятельное гашение дуги сопровождающего тока в разряднике без срабатывания предохранителя позволяет обеспечить высокую надежность обеспечения электроэнергией питаемых приборов и устройств.
Комбинированные защитные устройства содержат, как правило, ступени тонкой (ограничительный диод или варистор) и грубой защиты (разрядник). Часто применяются трехступенчатые защитные устройства со схемой, показанной на рис. 98.
Отдельные ограничивающие элементы отделяются друг от друга полными сопротивлениями Z1 и Z2. В информационно-измерительной сети резиеторы Z1 и Z2 могут иметь сопротивление порядка 10 Ом. В сети электропитания это либо катушки индуктивности (~10 мкГн), либо провода длиной 5-15 м.
При воздействии импульса перенапряжения на такое устройство первой срабатывает тонкая защита (диод). Так как ограничительный диод не способен пропускать большой импульсный ток, то при возрастании падения напряжения па сопротивлении Z2. ток начинает протекать через варистор. Увеличение напряжения на резисторах Z1 и Z2 приводит к срабатыванию грубой защиты — разрядника.
|
|
|
Как уже отмечалось, провода, идущие к разряднику и от разрядника к системе уравнивания потенциалов, выбираются в соответствии е указаниями изготовителя. При использовании ограничителя они не должны иметь сечение менее 16 мм2 для медного провода. Если речь идет о проводе уравнивания потенциалов, который не используется для уравнивания потенциалов при токе молнии, то допускается минимальное сечение медного провода 6 мм2.
В большинстве случаев в качестве развязывающих элементов используются провода электропитания главной распределительной сети, местной распределительной сети или провода между местной сетью и конечным прибором. Длины проводников должны быть такими, чтобы в нормальном режиме ожидаемая крутизна тока переходных процессов обеспечивала достаточное падение напряжения. Расчеты и эксперименты показали, что между грозовым разрядником и ограничителем перенапряжений длина проводов должна составлять около 10 м, а между ограничителем перенапряжений в сети и защитой прибора — не менее 5 м. Любой металлический провод имеет собственную индуктивность, которая играет роль индуктивности развязки, вместо катушки индуктивности.
11-12
Элементы выравнивания потенциалов и ограничения перенапряжений.
