Пристрій для захисту від імпульсних перенапруг

1. Пристрій для захисту від імпульсних перенапруг, до складу якого входять перший обмежувач перенапруг, виконаний у вигляді захисних розрядників, ввімкнених між проводами лінії зв'язку із захищуваним електричним навантаженням та землею і розміщений між проводами лінії зв'язку та електричним навантаженням, який відрізняється CD О> CO 00 О) 8396 складається із захисних резисторів та варисторів, паралельно котрим ввімкнуто третій обмежувач перенапруг, який складається із струмообмежувальних резисторів і обмежуючих діодів. Причому, перший, другий та третій обмежувачі перенапруг розділені між собою металевими перегородками екранами і розміщенні у спільному металевому корпусі - екрані, з'єднаному з землею. На Фіг.1 зображено принципову електричну схему запропонованого пристрою для захисту від імпульсних перенапруг. Пристрій для захисту від імпульсних перенапруг складається з першого проводу лінії зв'язку 1, першого обмежувача перенапруг І, виконаного у вигляді іскрових розрядників 2, 3, другого проводу лінії зв'язку 4, першої металевої перегородки екрана 5, другого обмежувача перенапруг II, який містить у собі перший захисний резистор 6, перший варистор 7, другий варистор 8 та другий захисний резистор 9, другої металевої перегородки екрана 10 та третього обмежувача III, який містить у собі перший струмообмежувальний резистор 11, чотири обмежувальних діода 12,13,14,15 і другий струмообмежувальний резистор 16, спільного металевого корпуса - екрана 17, землі 18 і електричного навантаження 19. На Фіг.2 зображені криві імпульсних напруг, які мають місце в запропонованому пристрої для захисту від імпульсних перенапруг. Кривою 20 на Фіг.2а зображено корисний електричний сигнал напруги з амплітудою Uo, який подається на вхід лінії зв'язку із захищаємим електричним навантаженням 19 між її проводами 1, 4 та землею 18 і відповідно на вхід запропонованого захисного пристрою. Кривою 21 на Фіг.2б зображена імпульсна перенапруга, яка викликана дією ПЕМЗ і подана на вхід лінії зв'язку. Тут же пунктирною прямою 22 показано рівень обмеження імпульсної перенапруги в запропонованому захисному пристрої. Кривою 23 на Фіг.2в зображено імпульсна напруга на виході запропонованого пристрою для захисту від імпульсних перенапруг. На Фіг.2 прийнято такі позначення: t*=t/T - безрозмірний час; t - поточний час; Т - період коливань імпульсної напруги в корисному сигналі; Ubx*=UBx/U0 - безрозмірна імпульсна напруга на вході лінії зв'язку з захищаємим електричним навантаженням 19 та відповідно на вході захисного пристрою; и в х - вхідна імпульсна напруга; U o - амплітуда напруги корисного сигналу; и*вих=иВих/и0 - безрозмірна імпульсна напруга на виході захисного пристрою; иВих- вихідна імпульсна напруга; U*orp = Uorp/Uo - безрозмірний рівень обмеження імпульсної напруги в запропонованому захисному пристрої; Uorp- рівень обмеження імпульсної напруги в запропонованому захисному пристрої. Пристрій для захисту від імпульсних перенапруг працює таким чином. Запропонований пристрій в електричному колі лінії зв'язку із захищаємим електричним навантаженням монтується на виході її передавального каналу лінії зв'язку і вході приймального каналу лінії зв'язку. При цьому проводи 1, 4 лінії зв'язку підключаються до входу захисного ПРИСТРОЮ З ІМПУЛЬСНОЮ НапруГОЮ Ubx, ВИХІД ЯКОГО З імпульсною напругою и в и х з'єднується з електричним навантаженням (див. Фіг.1). При нормальному режимі роботи лінії зв'язку, коли відсутня дія ПЕМЗ на неї та відповідно імпульсна перенапруга в ній, корисний електричний сигнал проходить крізь запропонований захисний пристрій практично без ослаблення його амплітуди напруги и 0 і без спотворення його частотного спектру (див. Фіг.2а). При виникненні в лінії зв'язку внаслідок дії ПЕМЗ та відповідно на вході захисного пристрою імпульсної грозової чи комутаційної перенапруги (див. криву 21 на Фіг.2б) спочатку спрацьовує третій обмежувач перенапруг III із струмообмежувальними резисторами 11,16 (наприклад, постійними резисторами типу SQP-5) та двома парами зустрічно ввімкнутих обмежувальних діодів 12, 13 та 14, 15 (наприклад, швидкодіючих односпрямованих трансил - діодів типу 1,5КЕ6,8А). Цей обмежувач перенапруг задає максимально допустимий рівень напруги U*orp, який не виводить з ладу захищаєме електричне навантаження 19, (див пунктирну пряму 22 на Фіг.2б). Надлишок напруги на пристрої виділяється на струмообмежувальних резисторах 11, 16, які одночасно обмежують струм через обмежувальні діоди 12,13,14 та 15 щоб запобігти їх руйнуванню, оскільки ці діоди можуть обмежувати тільки напругу на собі, але не струм крізь себе. Зустрічне ввімкнення діодів 12, 13, 13, 14 та 15 в кожній парі забезпечує однакові умови для проходження корисних сигналів обох полярностей. При подальшому підвищенні амплітуди ПЕМЗ збільшується напруга на резисторах 11, 16 і струм крізь діоди 12, 13, 14 та 15. Коли струм крізь вищевказані діоди сягає допустимого рівня, завдяки збільшенню напруги на резисторах 11,16 спрацьовують підібрані відповідним чином варистори 7, 8 (наприклад, твердотільні металооксидні дискові варистори типу FNR07K820) другого обмежувача II і струм крізь діоди 12, 13,14 та 15 не перевищує допустимого рівня. Якщо ж амплітуда ПЕМЗ продовжує зростати і струм крізь варистори 7, 8 також сягає допустимого рівня, напруга на захисних резисторах 6, 9 другого обмежувача II стає настільки великою, що спрацьовують захисні розрядники 2, З першого обмежувача І (наприклад, іскрові розрядники типу LSA 140). При цьому проводи 1, 4 лінії зв'язку з'єднуються накоротко з землею 18 і вся електромагнітна енергія ПЕМЗ, якою великою вона б не була, відводиться в землю. Використання металевих перегородок - екранів 5, 10, встановлених між колами обмежувачів перенапруги І - III і з'єднаних з землею, та спільного металевого корпуса - екрану 17, з'єднаних з землею, додатково сприяють ослабленню та обмеженню наведених імпульсних напруг в проводах лінії зв'язку з захищаємим електричним навантаженням 19. Внаслідок цього на виході запропонованого захисного пристрою з трьома обмежувачами відбувається значне амплітудне обмеження імпульсної перенапруги різної полярності, різного походження та рівня (див. криву 23 на Фіг.2в), що 8396 розширює функціональні можливості і підвищує ефективність роботи пристрою для захисту від грозових та комутаційних перенапруг низьковольтної радіоелектронної, обчислювальної та електротехнічної апаратури. Література 1. Мнухин А.Г., Коптиков В.П. Товстик Ю.В. и др. Авторское свидетельство СССР №1377926, кл. НО1С7/12. Ограничитель перенапряжений. Опубл. 29.02.88 - Бюл.№8. - Зс. Фіг. 1 2. Рикетс Л.У., Бриджес Дж., Э., Майлетта Дж. Электромагнитный импульс и методы защиты /(Пер. с англ.) под ред. Н.А. У хина. - М: Атомиздат, 1979. -328с. 3. Науменко А.А., Колобовский А.К., Игнатенко Н.Н. и др. Авторское свидетельство СССР №1758762, кл. НО2Н9/04 - Устройство защиты от импульсных перенапряжений. Опубл. 30.09.92.Бюл. №32.-3с. 8396 Комп'ютерна верстка Д. Дорошенко Підписне Тираж 26 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 - 4 2 , 01601