Пристрій для захисту споживачів від перенапруг у мережах змінного струму

Пристрій для захисту споживачів від перенапруг у мережах змінного струму, що містить граничний елемент і підключений до нього виконавчий 3 В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення пристрою для захисту споживачів від перенапруг у мережах змінного струму, в якій за рахунок зміни схеми виконавчого органу забезпечується надійний захист електроприймачів від підвищеної напруги в електромережі, надійність самого захисного пристрою, розширення технічних засобів захисту електроприймачів. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для захисту споживача від перенапруг у мережах змінного струму, що містить граничний елемент і підключений до нього виконавчий орган, згідно корисної моделі, виконавчий орган складається із силового симістора, електрод якого з'єднаний з анодом через діодний міст із польовим транзистором, включеним у діагональ моста, затвор якого підключений до колектора транзистора ключового каскаду, що має в ланцюзі бази послідовно включені резистор і стабілітрон, з'єднані із джерелом польового транзистора, а його емітер підключений до накопичувального конденсатора й граничного елемента, включеними паралельно й з'єднаними через резистор з випрямлячем сіткової напруги на діоді. Запропонована конструкція відрізняє його від прототипу через відсутність трансформатора, що працює в режимі максимального навантаження при підвищеній напрузі мережі, втрати потужності на споживачі мінімальні за рахунок високої швидкості наростання струму керування силового симістора шляхом додатка повної напруги мережі між його анодом і керуючим електродом. При цьому досягаються підвищена надійність і перевантажувальна здатність по напрузі. Крім того, захист від перенапруги при первісному підключенні до мережі з підвищеною напругою здійснюється за рахунок перевищення часу заряду накопичувального конденсатора над часом відкриття симістора на кожному напівперіоді сіткової напруги. Суть запропонованої корисної моделі пояснюється кресленням, на якому зображена електрична схема пристрою для захисту споживачів від перенапруг у мережах змінного струму. Пристрій для захисту споживача від перенапруг у мережах змінного струму містить споживач електроенергії 1, виконавчий орган, що є одночасно захисним пристроєм, що складається із силового симістора 2, керуючий електрод якого з'єднаний з анодом через діодний міст із діодами 3, 4, 5, 6 і потужним високовольтним польовим транзистором 7, включеним у діагональ моста. Затвор цього транзистора з'єднаний із джерелом через резистор 8, а також підключений до колектора транзистора 9 ключового каскаду, база якого через резистор 10 і стабілітрон 11 з'єднаний із джерелом транзистора 7, а між емітером і джерелом включе 41480 4 ний паралельно накопичувальний конденсатор 12 і граничний елемент 13. Випрямляч сіткової напруги на діоді 14 через струмограничний резистор 15, з'єднаний з емітером транзистора 9. Пристрій працює таким чином. При підключенні до мережі з нормальною напругою, недостатнім для спрацьовуванні граничного елемента 13, відбувається зарядка накопичувального конденсатора 12 позитивною напругою через резистор 15 від випрямляча сіткової напруги на діоді 14, і при досягненні напруги пробою стабілітрона 11 при цьому транзистор 9 відкривається й затвор польового транзистора 7 підключається до конденсатора 12, при цьому транзистор 7 відкривається позитивною напругою, прикладеною між джерелом і затвором. Керуючий електрод симістора 2 через діодний міст 3, 4, 5, 6 і відкритий транзистор 7 виявляється з'єднаним з анодом, у результаті споживач електроенергії 1 підключається до електромережі. При цьому швидкість наростання струму керування максимальна, тому що до відкриття симістора 2 між анодом і керуючим електродом на початку кожного напівперіоду прикладена повна напруга мережі, а опору катод-керуючий електрод симістора 2 і перехід стік-джерело польового транзистора 7 у відкритому стані малі, що приводить до мінімуму час включення симістора на початку кожного напівперіоду мережі, а отже, до мінімальних втрат потужності на споживачі, близьким до теоретично можливого. При відкритті симістора 2 струм керування падає практично до нуля, тому що напруга між катодом й анодом мала. Полевой транзистор 7 постійно відкритий позитивною напругою на накопичувальному конденсаторі 12. При зростанні напруги мережі вище граничного, граничний елемент 13 розряджає накопичувальний конденсатор 12 до нуля, що приводить до закриття транзистора 7 і силового симістора 2, і споживач 1 відключається від живильної мережі, при цьому гранична напруга може перевищувати номінальну напругу мережі й обмежено напругою пробою силового симістора 2, польового транзистора 7 і діодів 3, 4, 5, 6. При первісному підключенні до мережі з підвищеною напругою силовий симістор 2 закритий, тому що час заряду накопичувального конденсатора 12, а отже, і відкриття польового транзистора 7, багаторазово перевищує час спрацьовування граничного елемента 13, при цьому граничний елемент 13 розряджає конденсатор 12, і споживач 1 захищений від перенапруги. Таким чином, при використанні даного пристрою досягаються перевантажувальна здатність по напрузі й струму, мінімальні втрати потужності на споживачі, захист від перенапруги при первісному включенні. 5 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 41480 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601