Пристрій для захисту електричних ланцюгів телекомунікаційних мереж від надлишкової напруги

Пристрій для захисту електричних ланцюгів телекомунікаційних мереж від надлишкової напруги, що включає розрядники, розміщені на вході пристрою між кожним із проводів і заземлюючим контуром, і двосторонні напівпровідникові обмежники, розташовані на виході пристрою, який відрізняється тим, що пристрій додатково містить не менше ніж два високочастотні трансформатори, а двосторонні напівпровідникові обмежники виконані у вигляді паралельно включених між кожною із двох ліній двох пар діодів і з'єднаних між собою 3 імпульсів перенапруги через їхню високу напругу стабілізації, можуть вийти з ладу внаслідок перегріву, що також знижує надійність пристрою в цілому. В основу запропонованого технічного рішення поставлене завдання створення пристрою, у якому, шляхом створення двох незалежних ліній відводу імпульсів і блока зачищення сигналу, уповільнюється просочування заряду на приймальнопередавальний пристрій, відбувається більш повний його стік через заземлення, знижується перегрів елементів захисту від струму, що протікає при перенапрузі, а також за рахунок прямого з'єднання із землею суттєво підвищується надійність і ефективність пристрою. Поставлена мета досягається тим, що в пристрої для захисту електричних ланцюгів телекомунікаційних мереж від надлишкової напруги, який включає розрядники, розміщені на вході пристрою між кожним із проводів і заземлюючим контуром і двосторонні напівпровідникові обмежники, які розташовані на виході пристрою, згідно корисної моделі пристрій додатково має, по крайній мірі, два високочастотні трансформатори, а двосторонні напівпровідникові обмежники виконані у вигляді паралельно включених між кожною із двох ліній двох пар діодів і з'єднаних між собою через послідовно розташовані два діоди, при цьому первинні обмотки трансформаторів зв'язані своїми виводами з вводами прийомного пристрою, а вторинні обмотки з'єднані через пари діодів з виходом на передавач пристрою, що захищається, крім того, первинна й вторинна обмотки трансформаторів у середній частині мають виводи, утворюючи напівобмотки, середні виводи первинних напівобмоток трансформаторів зв'язані з землею, а середні виводи вторинних напівобмоток трансформаторів пов'язані з нулем живлення, пристрій також має додатковий розрядник, який встановлений між середніми виводами первинних обмоток трансформаторів, пов'язаний з екраном вхідного кабелю, а середніми виводами вторинних обмоток трансформаторів - із нулем живлення. Трансформатор для узгодження лінії, що використовується для передачі робочого сигналу, для імпульсних перешкод виступає в ролі своєрідної пробки й обмежника потужності, що дозволяє розділити приймально-передавальний тракт на дві гальванічно рознесені зони, які мають свої незалежні стоки перешкод на землю, що, у свою чергу, створює каскадний багаторівневий захист, з істотним ослабленням імпульсу на входах у пристрій, що захищається. Це дозволяє відмовитися від дорогих, потужних і швидкодіючих елементів. Тому що дроти мають пряме включення на землю й нуль, таке поняття як «швидкість спрацьовування захисту», відсутнє. Це дозволяє при простоті конструкції, підвищити ефективність і надійність захисту. Використання всіх істотних ознак, включаючи відмінні дозволить одержати високоефективний і надійний пристрій, тому що наявність гальванічної розв'язки у вигляді високочастотного трансформатора дозволяє забезпечити дві незалежні лінії відводу імпульсів, суттєво понизити потужність імпульсу, а відповідне виконання діодних зборок 46259 4 забезпечує роботу блока зачищення сигналу в більш м'яких умовах. Конструкція пристрою пояснюється електричною схемою. На кресленні зображена електрична схема пристрою для чотирьохпровідної лінії зв'язку, що включає два дроти пов'язані з передавачем і два дроти пов'язані із приймачем. Конструктивно вони ідентичні. Пристрій містить вхідні виводи 1 і 2 для підключення до ліній зв'язку, які і є вхідними для перенапруг, що надходять із ліній зв'язку на пристрій захисту. Вхідні виводи 1 і 2 пристрою захисту з'єднані із двома виводами газонаповненого розрядника 3. Виводи 1 і 2 з'єднані також з вводами 4, 5 первинної обмотки високочастотного трансформатора 6, яка має дві напівобмотки 7 і 8. Вторинна обмотка трансформатора 6 має дві напівобмотки 9 і 10, причому виводи 11, 12 вторинної обмотки пов'язані із двома парами діодів 13, 14 і 15, 16, які включені паралельно й з'єднані між собою за допомогою діодів 17, 18. Вторинна обмотка, трансформатора 6, з'єднана з виходом 19, 20 на передавач пристрою, що захищається. До виводу 21 приєднаний екран вхідного кабелю. Вивід 21 з'єднано також із землею 22. Для захисту первинної й вторинної обмоток трансформатора від пробою в схему включений газонаповнений розрядник 23 з'єднаний з виводом 21 вхідного кабелю й виводами 24 і 25 напівобмоток трансформатора 6 первинної 7,8 і вторинної 9,10 і виводом 26, який з'єднано з нулем живлення 220 вольт пристрою, що захищається. Друга лінія зв'язку містить вхідні виводи 27 і 28 для підключення до ліній зв'язку і є вхідними для перенапруг, що надходять із ліній зв'язку на пристрій захисту. Вхідні виводи 27 і 28 пристрою захисту з'єднані із двома виводами газонаповненого розрядника 29. Виводи 27 і 28 з'єднані також з уведеннями 30, 31 первинної обмотки високочастотного трансформатора 32, яка має дві напівобмотки 33 і 34. Вторинна обмотка трансформатора 32 має дві напівобмотки 35 і 36, причому виводи 37, 38 вторинної обмотки пов'язані із двома парами діодів 39, 40 і 41, 42, які включені паралельно і які з'єднані між собою через діоди 17, 18. Вторинна обмотка трансформатора 32, з'єднана з виходом 43, 44 на приймач пристрою, що захищається. Газонаповнений розрядник 23 з'єднаний з виводами 45 і 46 з'єднання напівобмоток трансформатора 32 первинної 33, 34 і вторинної 35, 36 для захисту первинної й вторинної обмоток від пробою. Пристрій працює в такий спосіб. Паразитний, синфазний імпульс наведення (у всіх проводах кабелю наводиться напруга однакова по полярності стосовно землі), напругою, наприклад, в 30000 вольт, надходить через вхід 1, 2. Заряд прагне до землі 22; із вводу 1 імпульс проходить через вивід 4, напівобмотку 7 трансформатора 6, вивід 24, напівобмотки 7, на землю 22 із проводу 2 на вивід 5, напівобмотку 8 трансформатора 6 через вивід 24 на землю 22. У виробництві неможливо зробити строго симетричну деталь, у зв'язку із цім утворюється якась несиметричність стоку і, якщо несиметричність шляхів становить 1 5 %, то на трансформаторі синфазний імпульс утворює протифазний величиною 300 вольт. Росту цієї напруги перешкоджає розрядник 3, який спрацьовує при 80-90 вольтах і утилізує завищену напругу на власне нагрівання. Трансформатор 6 є високочастотним, у зв'язку із цим, для низькочастотного протифазного імпульсу, він є трасформатором без сердечника з дуже низьким ккд трансформації. У той же час для синфазного імпульсу стосовно точки занулення 26 він є конденсатором. При просочуванні синфазного імпульсу через трансформатор 6, заряд через вивід 25, вторинної обмотки трансформатора 6 іде на вивід занулення 26, тим самим шунтуючи передавач пристрою, що захищається. При проходженні протифазного імпульсу, який обмежується розрядником до 80-90 вольтів, при коефіцієнті трансформації 1:1, напруга на виводах 11, 12 також прагне до наростання до 80-90 вольтів. Позитивний імпульс проходить через діоди 15, 17, 18, 14. Діоди мають рівень відкриття 0,6 вольта, чотири послідовно увімкнутих діодів мають рівень відкриття 2,4 вольта, у зв'язку із цим при проходженні сигналу менше 2,4 вольта, діоди закриті, сигнал проходить без змін при наростанні паразитної напруги більше 2,4 вольта, діоди відкриваються, утворюючи тим самим коротке замикання між виводами 11 і 12. Паразитний імпульс витрачається на нагрівання діодів. Негативний імпульс проходить через діоди 16, 17, 18, 13 при проходженні сигналу менше 2,4 вольта діоди закриті, сигнал проходить без змін, при наростанні паразитної напруги більше 2,4 вольта, діоди відкриваються й утворюючи коротке замикання між виводами 11 і 12. Паразитний імпульс витрачається на нагрівання діодів. Аналогічно працює й друга частина схеми. Паразитний синфазний імпульс наведення надходить через вхід 27, 28. Заряд прагне до землі 22 із вводу 27 на вивід 30, напівобмотку 33 трансформатора 32, на землю 22, із ввода 28 на вивід 31, напівобмотку 34, трансформатора 46259 6 32, на землю 22. Росту протифазної напруги перешкоджає розрядник 29, який спрацьовує при 8090 вольтах і утилізує завищену напругу на власне нагрівання. При просочуванні синфазного імпульсу через трансформатор 32, заряд через вивід 46 вторинної обмотки трансформатора 32 надходить на точку занулення 26, тим самим шунтуючи приймач пристрою, що захищається. При проходженні протифазного імпульсу, який обмежується розрядником до 80-90 вольтів, при коефіцієнті трансформації 1:1, напруга на виводах 37, 38, також прагне до наростання до 80-90 вольтів. Позитивний імпульс проходить через діоди 41, 17, 18, 40. Діоди мають рівень відкриття 0,6 вольта, чотири послідовно включені діоди мають рівень відкриття 2,4 вольта, у зв'язку із цим при проходженні сигналу менше 2,4 вольта діоди закриті, сигнал проходить без змін, при наростанні паразитної напруги більше 2,4 вольта діоди відкриваються, утворюючи тим самим коротке замикання між виводами 37 і 38. Паразитний імпульс витрачається на нагрівання діодів. Негативний імпульс проходить через діоди 42, 17, 18, 39; при проходженні сигналу менше 2,4 вольта сигнал проходить без змін, тому що діоди закриті, при наростанні паразитної напруги більше 2,4 вольта діоди відкриваються, утворюючи тим самим коротке замикання між виводами 37 і 38. Паразитний імпульс витрачається на нагрівання діодів. При стіканні перешкод з виводів 1, 2, 27, 28 і виводу заземлення кабелю 21, на землю 22, імпульс паралельно прагне пройти через трансформатори 6 і 31 на вивід занулення 26 для захисту первинної й вторинної обмоток трансформаторів 6 і 32 використовують розрядник 23. Використання пропонованого пристрою в порівнянні з існуючими дозволить суттєво підвищити ефективність і надійність захисту електричних ланцюгів телекомунікаційних мереж від перенапруги. 7 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 46259 8 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