RO119399B1 - Dispozitiv de electroprotecţie a structurilor metalice - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un dispozitiv de electroprotecţie a structurilor metalice, destinat protecţiei polarizate şi limitative în tensiune, a acestor structuri, atât împotriva încărcărilor electrice accidentale, de origine electrostatică, cât şi împotriva curenţilor de dispersie în c.c. şi/sau c.a., asigurând creşterea eficienţei protecţiei anticorosive catodice a structurilor metalice. Dispozitivul este realizat în structura hibridă formată din joncţiunile încapsulate Zener (1.1 şi 2.1.) şi Schottky (1.2 şi 2.2) de mare putere, montate prin filetare pe radiatoarele interne (2.3 şi 2.7.), care sunt sudate de o placă de bază (2.6), joncţiuni ce sunt conectate electric între ele printr-o rezistenţă de balast (1.3.) realizată dintr-o platbandă metalică (2.5.), astfel aleasă şi dimensionată,încât să prezinte o rezistenţă electrică cuprinsă între 10 şi 100 m omega, circuitul electric fiind protejat spre exterior cu un corp metalic (2.8) sudat de placa de bază (2.6) şi umplut, prin turnare, cu răşină organică (2.9), corespunzător aleasă, pentru a se asigura protejarea climatică a întregului ansamblu şi a disipa căldura degajată în funcţionare. Prin montarea corespunzătoare a dispozitivului, conform invenţiei, pe o structură subterană, acesta asigură simultan atât electrosecuritatea structurii, inclusiv, împotriva descărcărilor electrostatice, cât şi eficientizarea protecţiei anticorosive, catodice, prin drenarea curenţilor de dispersie în c.c. şi redresarea eficientă a curenţilor de dispersie în c.a. atât de joasă, cât şi de înaltă frecvenţă. ŕ

Description

Invenția se referă la un dispozitiv de electroprotecție a structurilor metalice, destinat protecției polarizate și limitative în tensiune a acestor structuri atât împotriva încărcărilor electrice accidentale de origine electrostatică, cât și împotriva curenților de dispersie în c.c. și/sau c.a., asigurând creșterea eficienței protecției anticorosive catodice a structurilor metalice.

Se cunosc, ca dispozitive de electroprotecție a structurilor metalice, celule de polarizație cu electrolit lichid, folosite pentru decuplare în c.a. și blocare în c.c. în sistemele de protecție catodică a conductelor metalice subterane, caracterizate prin aceea că prezintă impedanță redusă în c.a. și rezistență mare în c.c. până la tensiuni de 1,0...1,2 V. Aceste dispozitive prezintă dezavantajele unor costuri ridicate, atât la investiție, cât și în exploatare, eficientă relativ redusă în c. c, în special atunci când se aplică simultan cu o sursă de c. c. destinată protecției catodice, împotriva coroziunii, gabarit ridicat, impunându-se totodată amenajări speciale.

De asemenea, sunt cunoscute dispozitivele de electroprotecție a structurilor metalice - corp solid, pe bază de siliciu, cu caracteristica U/l specifică diodelor Zener de mare putere, dispozitive care se caracterizează printr-o tensiune de deschidere (de prag) - V_F - de ordinul 0,7-1,1 V deci nu pot prelucra semnale în c. a. mai mici decât V_F și nu pot prelucra semnale în c.a. cu frecventă mai mare de cca. 500 Hz.

ί

Problema pe care o rezolvă invenția este realizarea unui dispozitiv de protecție, care asigură, simultan, atât descărcare electrostatică, cât și blocarea curenților de dispersie în c. c., dar și redresarea curenților de dispersie în c. a. cu amplitudinea redusă, respectiv a semnalelor mai mari de 0,2-0,3 V, prin redresarea acestor semnale asigurându-se creșterea gradului de protecție anticorosivă - catodică - a structurii metalice, probabilitatea apariției unor tensiuni periculoase fiind eliminată datorită caracteristicii redresoare cu tensiune de prag -V_F - redusă, de ordinul 0,2-0,3 V, specifică invenției, și limitatoare de tensiune (Zener) a dispozitivului, constând dintr-un element activ, de tip corp-solid, realizat în construcție hibridă, dintr-o structură Zener de mare putere și o structură SCHOTTKY de mare putere, cuplate între ele printr-o rezistență de balast corespunzător dimensionată.

Dispozitivul de electroprotecție, conform invenției, înlătură toate dezavantajele de mai sus, prin aceea că este realizat în structura hibridă formată din joncțiunile încapsulate Zener și Schottky de mare putere, montate, prin filetare, pe radiatoarele interne, care sunt sudate de o placă de bază, joncțiuni ce sunt conectate electric între ele, printr-o rezistență de balast, realizată dintr-o platbandă metalică astfel aleasă și dimensionată, încât să prezinte o rezistență electrică, cuprinsă între 10 și 100 mQ, circuitul electric fiind protejat spre exterior cu un corp metalic sudat de placa de bază și umplut, prin turnare, cu rășină organică corespunzător aleasă pentru a se asigura protejarea climatică a întregului ansamblu și a disipa căldura degajată în funcționare.

Dispozitivul de electroprotecție, conform invenției, prezintă următoarele avantaje:

- capabilitate de a prelucra semnale ale curenților de dispersie în c.a. cu amplitudini mici, repectiv -V_F - redus, de ordinul 0,2-0,3 V;

- capabilitate de a prelucra semnale ale curenților de dispersie în c.a. până la frecvente foarte ridicate;

- fiabilitate ridicată;

- volum și costuri reduse;

- nu necesită întreținere și nici amenajări speciale.

în continuare, se prezintă un exemplu de realizare a invenției, în legătură cu fig. 1 și

2, care reprezintă: -------------- ț

- fig. 1, schema electrică a dispozitivului de electroprotecție; '

- fig. 2, schemă constructivă a dispozitivului de electroprotecție.

RO 119399 Β1

Dispozitivul de electroprotecție, conform invenției (fig. 1 și fig. 2) are în alcătuire o 50 structură Zener, de mare putere, încapsulată 1.1 respectiv 2.1 având aria structurii din Si de minim 300mm², în contact ohmic și termic cu o placă de bază 2.6 pe care se fixează, prin sudura, un radiator intern 2.3, prin înfiletare, elementul activ Zener 1.1 respectiv 2.1. De partea inferioară a terminalului filetat 2.4 al capsulei Zener, se fixează o rezistență de balast 1.3 realizată dintr-o platbandă metalică 2.5 corespunzător aleasa și dimensionată - pentru 55 o rezistență ohmică de 10-100 mQ (funcție de aplicație), prin care joncțiunea lui 1.1 este legată în paralel cu o structură Schottky de putere 1.2, având o arie de 50-150mm², încapsulată 2.2, și montată prin înfiletare de radiatorul intern 2.7, fixat prin sudură tot de placa de bază 2.6, întregul ansamblu fiind izolat de exterior, cu un corp metalic 2.8, sudat de placa de bază 2.6 și umplut, prin turnare, cu rășină organică 2.9 corespunzător aleasă pentru a 60 se asigura protejarea climatică a întregului ansamblu și a disipa căldura degajată în funcționare. Montarea în circuit se realizează direct între placa de bază 2.6, prevăzută cu găuri 2.11 în acest scop și partea superioară a terminalului filetat 2.4, care în acest scop este prevăzut cu o contrapiuliță 2.10 încastrată jumătate din grosimea ei în rășină organică 2.9.

Datorită construcției sale hibride, dispozitivul conform invenției este capabil să preia 65 sarcinile electrice pozitive de pe terminalul filetat 2.4 și să le trasmită-conducă la placa de bază 2.6 cu o cădere de tensiune mică de 0,2 - 0,3V specifică joncțiunilor Schottky. Evident, după cum se constată din fig. 1, în cazul unor curenți foarte mari structura Schottky este protejată prin rezistența de balast 1.3 de caracteristică directă a structurii Zener (V_F - de ordinul 0,7-1,1 V). în cazul apariției de semnale - sarcini negative pe terminalul filetat 2.4, acestea 70 vor trece spre placa de bază 2.6 numai dacă potențialul acestora va fi mai mare de tensiunea Zener a lui 1.1, care din considerente practice se alege intre 10 și 20V, asigurând astfel atât electrosecuritatea structurii metalice cât și protecția diodei Schottky împotriva supratensiunilor accidentale în polarizare inversă.

Claims (1)

1. Revendicare

   Dispozitiv de electroprotecție a structurilor metalice, având o caracteristică redresoare și limitatoare de tensiune, caracterizat prin aceea că este realizat în structura hibridă, formată din joncțiunile încapsulate Zener (1.1, 2.1) și Schottky (1.2, 2.2) de mare putere, 80 montate prin filetare pe radiatoarele interne (2.3, 2.7) care sunt sudate de o placă de bază (2.6), joncțiuni ce sunt conectate electric între ele, printr-o rezistență de balast (1.3), realizată dintr-o platbandă metalică (2.5) astfel aleasă și dimensionată, încât să prezinte o rezistență electrică cuprinsă între 10 și 100 mQ, circuitul electric fiind protejat spre exterior cu un corp metalic (2.8) sudat de placa de bază (2.6) și umplut, prin turnare, cu rășină organică (2.9) 85 corespunzător aleasă, pentru a se asigura protejarea climatică a întregului ansamblu și a disipa căldura degajată în funcționare.