CZ20013099A3 - Zařízení na ochranu proti přepětí - Google Patents

Description

Zařízení na ochranu proti přepětí

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení na ochranu proti přepětí, které je možné použít zejména u nízkonapěťových přívodů napětí.

Dosavadní stav techniky

Za účelem realizace ochrany zákaznických obvodů, napájených nízkonapěťovými přívody napětí ( například do 400 V ), je mezi dva vodiče přívodu střídavého napětí s frekvencí 50 nebo 60 Hz obvykle zapojen varistor na bázi oxidů kovů, zejména na bázi oxidů zinku, který je dále zapojen do série s rozpojovacím pojistkovým prvkem teplotního typu a výbojovou plynovou bleskojistkou. Obr. 1 zobrazuje schéma zapojení zařízeni výše uvedeného druhu. Mezi vodiče _1 a 2 přívodu napětí, jehož pravou část je potřeba chránit proti přepětí, je do série zapojena výbojová plynová bleskojistka 3, varistor _4 a pojistkový prvek 5 teplotního typu, který je spojen s napnutou pružinou 6, jenž slouží k tomu, aby zajistila efektivní rozpojení ve chvíli, kdy se přetaví pojistný prvek 5 teplotního typu.

Teoreticky lze provoz podobných zařízení popsat následujícím způsobem: výbojová plynová bleskojistka 2 nese prakticky celé střídavé napětí přívodů napětí. V praxi činí velikost parazitní kapacity bleskojistky 3 několik málo pikofaradů a velikost parazitní kapacity varistoru 4 činí

- 2 • φ • · ·· « • · · · φφφ φφ φφφ φφ φ φ φ φ φφφφ

několik málo nanofaradů. V situaci, kdy vznikne přepětí, se výbojová plynová bleskojistka 3 prorazí a k uhašení jejího výboje může dojít pouze v případě, že je dostatečně malá velikost proudu, který bývá též nazýván sekundární proud a který výbojovou plynovou bleskojistkou 2 prochází až v časovém okamžiku, následujícím po zapálení výboje. Odpor varistoru _4 ovšem způsobí omezení sekundárního proudu a tím umožní uhasit výboj, hořící ve výbojové plynové bleskojistce 2Pokud je zařízení na ochranu proti přepětí několikrát uvedeno do provozu, dosáhne životnost jednotlivých konstrukčních prvků uvedeného zařízení svého konce. V případě výbojové plynové bleskojistky lze říci, že konec její životnosti odpovídá jejímu zkratováni. Naopak v případě varistoru se dosažení konce jeho životnosti projevuje explozi tohoto konstrukčního prvku. Z bezpečnostních důvodů je výbojová plynová bleskojistka zkonstruována takovým způsobem, že její schopnost odvádět energii impulsů, které vznikají v důsledku přepětí, je menší než schopnost varistoru odvádět tento druh energie. Díky tomuto opatření výbojová plynová bleskojistka dosáhne dříve konce své životnosti a v důsledku toho se také dříve zkratuje.

Napětí na přívodech napětí se poté plně přenese na varistor

4, který se potom začne přehřívat a způsobí přepálení pojistkového prvku 5 teplotního typu, což má za následek teplotní odpojení ochranného zařízení nebo lépe řečeno jeho uvedení mimo provoz .

Podobné zařízení pracuje uspokojivým způsobem, je ovšem

-3 v Ml » *· ···· • · · **«· « « 4 • 4 4«· · 4« « · · • 4 444« *44 · ·4 • 4 · · 444*

B44 *· 44 ··4 možné jej použit pouze pro omezený rozsah napětí. Aby se zaručilo efektivní uhašení hoření výboje výbojové plynové pojistky varistorem, musí být velikost jmenovitého napětí varistoru velmi blízká velikosti napětí přívodů napětí. Pokud je navíc jmenovité napětí varistoru příliš vysoké, není možné dosáhnout potřebného ohřevu, který je nutný pro spuštění procesu teplotního odpojení, a tedy není možné zaručit bezpečný a spolehlivý provoz celého zařízení.

Podstata vynálezu

Vynález si pokládá za úkol vytvořit zařízení na ochranu proti přepětí, které může být provozováno v širokém rozsahu napětí, například v rozsahu napětí mezi 180 a 330 V, aby bylo možné zaručit požadované vlastnosti a chování zařízení v prakticky všech zemích celého světa.

Vynález si též pokládá za úkol vytvořit zařízení na ochranu proti přepětí, u kterého funkce uhašení hoření výboje výbojové plynové bleskojistky nesouvisí s funkcí teplotního odpojení.

Podstatou vynálezu je zařízení na ochranu proti přepětí, které je možné použít zejména u nízkonapěťových přívodů napětí a které mezi dvěma vodiči přívodů napětí obsahuje výbojovou plynovou bleskojistku, varistor a pojistkový prvek teplotního typu, sloužící k zajištění teplotního odpojení zařízení, vyznačující se tím, že obsahuje rezistor, který je zapojen paralelně s varistorem a který po zkratu výbojové plynové bleskojistky způsobí ohřátí pojistkového prvku teplotního typu

-4• · za účelem spuštěni teplotního odpojení zařízení.

Zařízení na ochranu proti přepětí je možné s výhodou použít u nízkonapěťovýqh přívodů napětí se širokým rozsahem velikosti napětí. Varistor je navržen takovým způsobem, aby uhasil hoření výboje výbojové plynové bleskojistky do maximálního používaného napětí, a rezistor je navržen takovým způsobem, aby spustil teplotní odpojení zařízení při nejmenším používaném napětí.

Ostatní charakteristiky vynálezu vyplývají z následujícího popisu, ve kterém budou použity doprovodné obrázky.

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 zobrazuje schéma zapojení příkladu provedení zařízení na ochranu proti přepětí známého druhu.

Obr. 2 v rozloženém stavu zobrazuje příklad provedení paralelního zapojení většího počtu varistorů.

Obr.

zobrazuje schéma zapojení přikladu provedení zařízeni na ochranu proti přepětí podle vynálezu.

Obr. 2 zobrazuje montáž paralelního zapojení čtyř varistorů

11, 12, 13 a 14, oddělených elektrodami 15, 16 a 17 a umístěných mezi dva pásky 18 a 19. Výbojová plynová

-5r r· 4 ι

t » i i » »

1' f < i l t II 4 i 4 bleskojistka je s výhodou umístěna na jeden z obou pásků a pojistkový prvek teplotního typu je umístěn na druhý z obou pásků.

Na obr. 3 jsou stejné prvky podle obr. 1 označeny vztahovými značkami se stejnými čísly. V souladu s vynálezem je rezistor 7 umístěn paralelně k varistoru £. Velikost odporu uvedeného rezistoru činí několik stovek Ohmů, například činí 400 Ohmů.

V případě, že varistor 4_ je vytvořen paralelním zapojením většího počtu varistorů, jak je tomu na obr. 2, je možné jeden z varistorů ( 11 ) nahradit rezistorem 7_ se stejnými rozměry. Obvodové charakteristiky tohoto rezistoru 7 mohou být neměnné nebo se mohou vyznačovat negativním nebo pozitivním teplotním koeficientem. Jeho funkcí je způsobit ohřátí, které za účelem ukončení provozu zařízení po dosažení konce jeho životnosti spustí teplotní odpojeni pomocí pojistkového prvku Ř teplotního typu, to znamená zkratuje výbojovou plynovou bleskojistku 3.

V uvažovaném rozsahu provozních napětí například mezi 180 a 330 V jsou potom varistory navrženy takovým způsobem, aby uhasily hoření výboje výbojové plynové bleskojistky do maximálního používaného napětí ( 330 V ), zatímco rezistor je navržen takovým způsobem, aby mohl spustit teplotní odpojení při nejmenším napětí provozního rozsahu ( 180 V ).

Paralelní zapojení rezistoru 2 ^s varistorem 4 umožňuje oddělit dvě funkce: uhašení hoření výboje výbojové plynové bleskojistky a spuštění teplotního odpojení.

Ve výše uvedeném popise byl používán výraz výbojová plynová bleskojistka. Tento výraz ve svém smyslu zahrnuje i bleskojistky se vzduchovou mezerou, nárazové bleskojistky nebo výbojové bleskojistky.

Claims (2)

PATENTOVÉ NÁROKY ·· 4 44 4* • ·4 • ΦΦ Φ Φ ·· Φ Φ Φ

1. Zařízení na ochranu proti přepětí, které lze použít zejména u nízkonapěťových přívodů napětí a které mezi dvěma vodiči /1, 2/ přívodů napětí obsahuje výbojovou plynovou bleskojistku /3/, varistor /4/ a pojistkový prvek /5/ teplotního typu, sloužící k zajištění teplotního odpojení zařízení, vyznačující se tím, že obsahuje rezistor /7/, který je zapojen paralelně s varistorem /4/ a který po zkratu výbojové plynové bleskojistky /3/ způsobí ohřátí pojistkového prvku /5/ teplotního typu za účelem spuštění teplotního odpojeni zařízení.

2. Zařízení na ochranu proti přepětí podle nároku 1, které lze použít u nízkonapěťových přívodů napětí se širokým rozsahem velikostí napětí, vyznačující se tím, že varistor /4/ je navržen tak, aby uhasil hoření výboje výbojové plynové bleskojistky /3/ do maximálního používaného napětí, a rezistor /7/ je navržen tak, aby spustil teplotní odpojení zařízení při minimálním používaném napětí.