RU21701U1

RU21701U1 - COMMUNICATION EQUIPMENT PROTECTION DEVICE

Info

Publication number: RU21701U1
Application number: RU2001124949/20U
Authority: RU
Inventors: Е.А. Иванов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "АТС-КОНВЕРС"
Priority date: 2001-09-10
Filing date: 2001-09-10
Publication date: 2002-01-27

Description

УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ ОБОРУДОВАНИЯ СВЯЗИCOMMUNICATION EQUIPMENT PROTECTION DEVICE

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к схемам защиты телекоммуникационного оборудования от избыточного напряжения, реагирующим на напряжение выше нормального, без отключения защищаемого оборудования от линий связи.The utility model relates to the field of electrical engineering, namely, to schemes for protecting telecommunication equipment against excessive voltage, which respond to voltage above normal, without disconnecting the protected equipment from communication lines.

Известны устройства защиты оборудования связи от избыточного напряжения, описанные в книге; Ю. Н. Корнышев, А. Я. Маркович, М. Н. Пискер, В. М. Романцов Стационарное оборудование сельской телефонной связи, Москва, Радио и связь, 1990 г., стр.280, рис. 15.1 в) - схема защиты соединительных кабельных линий. Для защиты оборудования от токов вьюокого напряжения устройство содержит трехэлектродный газонаполненный разрядник, два вывода которого соединены с входными выводами устройства, предназначенными для подключения к линии связи, а третий вывод соединен с заземлением. Его недостатком является недостаточно высокое быстродействие.Known devices for protecting communication equipment from excessive voltage, described in the book; Yu. N. Kornyshev, A. Ya. Markovich, M.N. Pisker, V. M. Romantsov Stationary equipment for rural telephone communications, Moscow, Radio and communications, 1990, p. 280, fig. 15.1 c) - protection scheme for connecting cable lines. To protect equipment from currents of current voltage, the device contains a three-electrode gas-filled spark gap, two terminals of which are connected to the input terminals of the device intended for connection to the communication line, and the third terminal is connected to ground. Its disadvantage is not high enough speed.

Известно также устройство защиты оборудования связи от избыточного напряжения, заявка №94000893 - Устройство для защиты двухпроводных линий от перенапряжений. Это устройство содержит разрядник и полупроводниковые приборы варисторы, терморезисторы. Его недостатком является недостаточно высокое быстродействие.It is also known a device for protecting communication equipment from excessive voltage, application No. 94000893 - Device for protecting two-wire lines from overvoltages. This device contains a spark gap and semiconductor devices varistors, thermistors. Its disadvantage is not high enough speed.

Известно также устройство для защиты от перенапряжений - изобретение по патенту РФ №2050663 - Устройство защиты от грозовых импульсов перенапряжений двухпроводной линии связи. Это устройство содержит включенные в каждый из проводов разрядник, который соединен с каждым из входных выводов и контуром заземления, электрические сопротивления, выполненные в виде дросселей, включенныхA device for surge protection is also known - the invention according to the patent of the Russian Federation No. 2050663 - Device for protection against lightning impulses of overvoltages of a two-wire communication line. This device contains an arrester included in each of the wires, which is connected to each of the input terminals and the ground loop, electrical resistances made in the form of chokes included

последовательно в каждый из проводов, двусторонние полупроводниковые ограничители напряжения, подсоединенные между выходными клеммами и заземляющим контуром.sequentially in each of the wires, bilateral semiconductor voltage limiters connected between the output terminals and the ground loop.

Данное устройство защиты от перенапряжений является наиболее близким к заявляемой полезной модели по своей сущности и техническому результату.This surge protection device is the closest to the claimed utility model in its essence and technical result.

Однако такое техническое решение имеет следующие недостатки.However, such a technical solution has the following disadvantages.

При таком техническом решении пороговое напряжение срабатывания защиты оборудования от импульсных дифферециальных перенапряжений, т.е. от перенапряжений, непосредственно между двумя проводами линии связи, при котором срабатывают два последовательно соединенных ограничителя напряжения, больше, чем пороговое напряжение, при котором срабатывает защита от синфазных перенапряжений, т. е. перенапряжений между заземлением и одним или обоими проводами линии связи, при которых может срабатывать один из ограничителей или оба. Это обусловлено использованием одних и тех же двух ограничителей для выполнения защиты как от дифферециальных, так и от синфазных перенапряжений, хотя пороговые напряжения для этих перенапряжений в общем случае могут быть независимыми, и могут значительно различаться по величине.With this technical solution, the threshold voltage of protection of the equipment from pulse differential overvoltages, i.e. from overvoltages, directly between two wires of the communication line, at which two series-connected voltage limiters are triggered, is greater than the threshold voltage at which the protection against common-mode overvoltages is activated, i.e., overvoltages between ground and one or both wires of the communication line, at which one of the limiters can be triggered or both. This is due to the use of the same two limiters to provide protection against both differential and common-mode overvoltages, although the threshold voltages for these overvoltages can generally be independent and can vary significantly in magnitude.

Во многих случаях величина допустимых для оборудования синфазных напряжений больше, чем для дифферециальных. Однако в данном техническом решении при выбранном оптимальном пороге срабатывания защиты от дифферециальных перенапряжений, определяемого параметрами двух последовательно соединенных ограничителей напряжения, порог срабатывания от синфазных перенапряжений автоматически оказывается меньшим, чем от дифферециальных, поскольку в этом случае при перенапряжениях включаются не два последовательно соединенных ограничителя, а лишь по одному из них, и порог срабатывания устройства определяется параметрами лишь одного из ограничителей, а не двух. Это приводит к ухудшению качества связи вследствие вносимых устройством дополнительных помех при ложных срабатываниях защиты, когда эта защита могла бы и не включаться без опасности для оборудования, и, кроме того, приводит к перегреву элементов устройства.In many cases, the value of common-mode voltages acceptable for equipment is greater than for differential ones. However, in this technical solution, at the selected optimal threshold of protection against differential overvoltage determined by the parameters of two series-connected voltage limiters, the threshold for common-mode overvoltage is automatically lower than that from differential, since in this case, not two series-connected limiters are switched on during overvoltages, but only for one of them, and the threshold of the device is determined by the parameters of only one of the limiters, and n e two. This leads to a deterioration in the quality of communication due to additional interference introduced by the device during false positives, when this protection might not turn on without danger to the equipment, and, in addition, leads to overheating of the elements of the device.

Поэтому, при заданном оптимальном пороговом напряжении срабатывания защиты от дифференциальных перенапряжений, пороговое напряжение срабатывания защиты оборудования от импульсных синфазных перенапряжений для такой схемы не является оптимальным. Защита может срабатывать при синфазных напряжениях, амплитуда которых допустима и безопасна для оборудования, т. е. фактически такие напряжения не являются перенапряжениями, что увеличивает общее время протекания токов через ограничители и их нагрев, и создает дополнительные помехи связи. Если допустимая амплитуда синфазных напряжений для оборудования выше, чем дифференциальных, то данное решение не позволяет реализовать устройство с соответствующими порогами срабатывания защиты, которое могло бы удовлетворять таким требованиям. При такой схеме оптимальные пороговые напряжения срабатывания защиты задать невозможно.Therefore, at a given optimal threshold voltage for tripping the protection against differential overvoltages, the threshold voltage for tripping the equipment against surge common-mode surges is not optimal for such a circuit. Protection can operate at common-mode voltages, the amplitude of which is acceptable and safe for equipment, i.e., in fact, such voltages are not overvoltages, which increases the total time of current flow through the limiters and their heating, and creates additional communication interference. If the permissible common-mode voltage amplitude for equipment is higher than differential, then this solution does not allow to implement a device with appropriate protection thresholds that could satisfy such requirements. With such a scheme, it is impossible to set the optimal threshold protection voltage.

В качестве ограничителей напряжения в таких устройствах преимущественно используют стабилитроны, которые имеют значительную паразитную емкость, что увеличивает затухание полезного сигнала на линии связи; это также является недостатком. Кроме того, при длительных воздействиях перенапряжений, например, при серии импульсов большой длительности и больших перенапряжениях, например, вследствие воздействия грозовых импульсов перенапряжения, ограничители напряжения из-за их высокого напряжения стабилизации могут выйти из строя вследствие перегрева.As voltage limiters in such devices, zener diodes are predominantly used, which have a significant parasitic capacitance, which increases the attenuation of the useful signal on the communication line; this is also a disadvantage. In addition, during prolonged exposure to overvoltages, for example, during a series of pulses of long duration and large overvoltages, for example, due to the effects of lightning overvoltage impulses, voltage limiters due to their high stabilization voltage can fail due to overheating.

Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в устранении указанных недостатков, в улучшении качества связи за счет исключения ложных срабатываний защиты и уменьшения вносимых устройством дополнительных помех, в повышении надежности устройства защиты за счет снижения перегрева деталей устройства протекающим при перенапряжениях током.The problem to which the claimed utility model is directed is to eliminate these drawbacks, to improve communication quality by eliminating false alarms of protection and to reduce additional noise introduced by the device, to increase the reliability of the protection device by reducing the overheating of device parts by current flowing during overvoltage.

Технический результат, достигаемый при этом, заключается в следующем: в повышении надежности устройства защиты за счет оптимизации его пороговых напряжений срабатывания защиты от перенапряжений на линии связи, в зависимости от допустимых величин синфазных и дифференциальных напряжений на подключаемых кThe technical result achieved in this case is as follows: to increase the reliability of the protection device by optimizing its threshold voltage of the overvoltage protection on the communication line, depending on the allowable values of common-mode and differential voltages connected to

линии связи выводах оборудования, благодаря этому исключаются ложные срабатыванияcommunication lines of equipment outputs, due to this false alarms are eliminated

защиты;protection;

в повышении надежности устройства защиты за счет уменьшения вероятности перегреваto increase the reliability of the protection device by reducing the likelihood of overheating

и выхода из строя полупроводниковых ограничителей напряжения при импульсныхand failure of semiconductor voltage limiters with pulse

перегрузках;overloads;

и, кроме того, в уменьшении вносимого устройством затухания сигнала в линии связи заand, in addition, in reducing the signal attenuation introduced by the device in the communication line beyond

счет уменьшения паразитной емкости деталей устройства.by reducing the parasitic capacitance of the device parts.

Для достижения указанного технического результата при данной решаемой задаче устройство защиты от перенапряжений оборудования связи, содержащее: трехэлектродный газонаполненный разрядник, два вывода которого соединены с входными выводами устройства, предназначенными для подключения к линии связи, а третий вывод соединен с выводом заземления; двусторонние полупроводниковые ограничители напряжения, соединенные с выходными выводами устройства, предназначенными для подключения защищаемого оборудования; два электрических сопротивления, у каждого из которых один вывод соединен с входным выводом, а второй вывод соединен с соответствующим выходным выводом устройства; - выполнено следующим образом:To achieve the specified technical result in this problem, a surge protection device for communication equipment, comprising: a three-electrode gas-filled spark gap, the two terminals of which are connected to the input terminals of the device for connecting to the communication line, and the third terminal is connected to the ground terminal; two-sided semiconductor voltage limiters connected to the output terminals of the device designed to connect protected equipment; two electrical resistances, in each of which one terminal is connected to the input terminal, and the second terminal is connected to the corresponding output terminal of the device; - performed as follows:

количество упомянутых двусторонних полупроводниковых ограничителей напряжения по меньшей мере равно трем, они соединены между собой в виде треугольника, две вершины которого подключены к двум выходным выводам устройства, а третья - к выводу заземления; ограничители напряжения выполнены на полупроводниковых приборах с характеристиками симметричных диодных тиристоров, и с временем задержки их включения меньшим, чем время задержки срабатывания упомянутого трехэлектродного газонаполненного разрядника; причем полупроводниковые приборы, принадлежащие тем двум сторонам треугольника, которые соединены с выводом заземления и с двумя выходными выводами устройства, имеют одинаковые параметры; а в качестве электрических сопротивлений применены элементы с положительным температурным коэффициентом сопротивления.the number of said two-way semiconductor voltage limiters is at least three, they are interconnected in the form of a triangle, two vertices of which are connected to two output terminals of the device, and the third to the ground terminal; voltage limiters are made on semiconductor devices with the characteristics of symmetric diode thyristors, and with a delay time of their inclusion less than the delay time of operation of the aforementioned three-electrode gas-filled spark gap; moreover, semiconductor devices belonging to those two sides of the triangle, which are connected to the ground terminal and two output terminals of the device, have the same parameters; and as elements of electrical resistance, elements with a positive temperature coefficient of resistance are used.

На чертеже изображена схема электрическая устройства, где обозначены: 1,2- входные выводы, предназначенные для подключения к линии связи;The drawing shows a diagram of an electrical device, where are indicated: 1,2- input pins intended for connection to a communication line;

3- трехэлектродный газонаполненный разрядник;3- three-electrode gas-filled spark gap;

4- вывод заземления;4- grounding terminal;

5, 6 - элементы с положительным температурным коэффициентом сопротивления;5, 6 - elements with a positive temperature coefficient of resistance;

7, 8 - выходные выводы устройства, предназначенные для подключения защищаемого7, 8 - output terminals of the device designed to connect protected

оборудования;equipment;

9, 10, 11 - симметричные диодные тиристоры или аналогичные полупроводниковые9, 10, 11 - symmetric diode thyristors or similar semiconductor

приборы с характеристиками симметричных диодных тиристоров.devices with the characteristics of symmetric diode thyristors.

Выводы 1, 2, предназначенные для подключения к линии связи, являются входными для перенапряжений, поступающих из линии связи на устройство защиты. Выводы 7, 8 - выходные выводы устройства защиты, однако они могут быть подключены как на вход защищаемого оборудования, так и на его выход.Conclusions 1, 2, intended for connection to the communication line, are input for overvoltage coming from the communication line to the protection device. Conclusions 7, 8 are the output conclusions of the protection device, however, they can be connected both to the input of the protected equipment and to its output.

Входные выводы 1, 2 устройства защиты соединены с двумя выводами трехэлектродного газонаполненного разрядника 3, третий вывод которого соединен с выводом заземления 4. Выводы 1, 2 также соединены с первыми выводами двух электрических сопротивлений 5, 6, вторые выводы которых соединены с соответствующими выходными выводами 7, 8 устройства, предназначенными для подключения защищаемого оборудования. В качестве электрических сопротивлений 5, 6 применены элементы с положительным температурным коэффициентом сопротивления.Input terminals 1, 2 of the protection device are connected to two terminals of a three-electrode gas-filled spark gap 3, the third terminal of which is connected to the ground terminal 4. Terminals 1, 2 are also connected to the first terminals of two electrical resistances 5, 6, the second terminals of which are connected to the corresponding output terminals 7 , 8 devices designed to connect protected equipment. As electrical resistances 5, 6, elements with a positive temperature coefficient of resistance were used.

Симметричные диодные тиристоры 9, 10, 11 или аналогичные полупроводниковые приборы с характеристиками симметричных диодных тиристоров, соединены между собой в виде треугольника, две вершины которого подключены к двум выходным выводам 7, 8 устройства, а третья - к выводу заземления 4. Напряжение включения симметричного диодного тиристора 9 выбирается с учетом допустимых для оборудования дифференциальных напряжений, а симметричных диодных тиристоров 10, 11 - с учетом допустимых для оборудования синфазныхSymmetric diode thyristors 9, 10, 11 or similar semiconductor devices with the characteristics of symmetrical diode thyristors are interconnected in the form of a triangle, two vertices of which are connected to two output terminals 7, 8 of the device, and the third to the ground terminal 4. The voltage of the symmetric diode the thyristor 9 is selected taking into account the differential voltages acceptable for the equipment, and the symmetric diode thyristors 10, 11 - taking into account the common-mode allowed for the equipment

напряжений.stresses.

Симметричные диодные тиристорыЮ и 11 имеют одинаковые параметры, вследствие чего обеспечиваются равные условия защиты для перенапряжений, возникающих либо между выводами 1 и 4, либо между выводами 2 и 4, либо одновременно между выводом 4 и выводами 1, 2.Symmetric diode thyristors U and 11 have the same parameters, as a result of which equal protection conditions are provided for overvoltages arising either between terminals 1 and 4, or between terminals 2 and 4, or simultaneously between terminal 4 and terminals 1, 2.

Между входными выводами 1, 2 и выходными выводами 7 S подсоединены элементы с положительным температурным коэффициентом сопротивления 5, 6, у которых при нагреве протекающим через них током увеличивается сопротивление и падение напряжения на них, вследствие чего снижается ток через последовательно соединенные с ними элементы схемы.Elements with a positive temperature coefficient of resistance 5, 6 are connected between the input terminals 1, 2 and the output terminals 7 S, in which, when heated by the current flowing through them, the resistance and voltage drop across them increase, as a result of which the current through the circuit elements connected in series with them decreases.

Падение напряжения на симметричных диодных тиристорах 9, 10, 11 во включенном состоянии значительно меньше, чем у стабилитронов, обычно используемых в качестве ограничителей напряжения; соответственно меньше разогрев симметричных диодных тиристоров протекающим током.The voltage drop on the symmetric diode thyristors 9, 10, 11 in the on state is much less than that of zener diodes, usually used as voltage limiters; accordingly, less heating of the symmetric diode thyristors by the flowing current.

Кроме того, электрическая емкость симметричных диодных тиристоров 9, 10, 11 значительно ниже емкости обычных двусторонних полупроводниковых ограничителей, выполненных на стабилитронах. Поэтому меньше вносимое ими затухание на верхних частотах полезного сигнала.In addition, the electric capacitance of symmetric diode thyristors 9, 10, 11 is much lower than the capacitance of conventional two-sided semiconductor limiters made on zener diodes. Therefore, the attenuation introduced by them at the higher frequencies of the useful signal is less.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При нормальных условиях работы и отсутствии перенапряжений на входе 1, 2, подключенном к линии связи, полезный сигнал проходит через элементы с положительным температурным коэффициентом сопротивления 5, 6 на выход 7, 8. Газонаполненный разрядник 3 и симметричные диодные тиристоры 9, 10, 11 не срабатывают, так как амплитуда напряжения полезного сигнала недостаточна для их срабатывания.Under normal operating conditions and there is no overvoltage at input 1, 2 connected to the communication line, the useful signal passes through elements with a positive temperature coefficient of resistance of 5, 6 to output 7, 8. Gas-filled spark gap 3 and symmetric diode thyristors 9, 10, 11 do not are triggered, since the amplitude of the voltage of the useful signal is insufficient to trigger them.

напряжение включения симметричного диодного тиристора 9 и напряжение срабатывания разрядника 3, сначала включается имеющий малое время задержки включения симметричный диодный тиристор 9. Ток через элементы с положительным температурным коэффициентом сопротивления 5,6 нагревает их и сопротивление увеличивается. Затем суммарное падение напряжения на этих элементах 5, 6 и на симметричном диодном тиристоре 9 постепенно превышает напряжение срабатывания разрядника 3, и разрящник срабатывает. Время задержки срабатывания разрядника 3 больше, чем у симметричных диодных тиристоров, поэтому всегда сначала срабатывает защита на симметричных диодных тиристорах, а затем - на разряднике. Импульсы перенапряжения не проходят на выходные выводы 7, 8 устройства и защищаемое оборудование. Если бы элементы с положительным температурным коэффициентом сопротивления 5, 6 отсутствовали, разрядник 3 мог бы сработать только после перегорания шунтирующих его симметричных диодных тиристоров. Допустимый ток через разрядник 3 значительно превышает допустимый ток через симметричных диодные тиристоры, и срабатывание разрядника защищает симметричные диодные тиристоры от перегрузок по току.the turn-on voltage of the symmetric diode thyristor 9 and the response voltage of the spark gap 3, first turns on the symmetric diode thyristor 9, which has a short turn-on delay time. The current through the elements with a positive temperature coefficient of resistance of 5.6 heats them and the resistance increases. Then the total voltage drop on these elements 5, 6 and on the symmetric diode thyristor 9 gradually exceeds the operating voltage of the spark gap 3, and the surge arrester is triggered. The delay time of the arrester 3 is longer than that of the symmetric diode thyristors, therefore, protection on the symmetric diode thyristors always works first, and then on the arrester. Overvoltage pulses do not pass to the output terminals 7, 8 of the device and the protected equipment. If there were no elements with a positive temperature coefficient of resistance 5, 6, the spark gap 3 could work only after burnout of the symmetrical diode thyristors bypassing it. The permissible current through the arrester 3 significantly exceeds the permissible current through the symmetric diode thyristors, and the operation of the arrester protects the symmetric diode thyristors from current overloads.

Напряжение на выходе устройства при этом имеет следующий вид. Сначала появляется кратковременный импульс, длительность которого определяется суммой времени нарастания входного напряжения до величины порогового напряжения включения симметричного диодного тиристора и времени задержки включения симметричного диодного тиристора 9; амплитуда импульса равна динамическому пороговому напряжению включения симметричного диодного тиристора. После включения симметричного диодного тиристора 9 напряжение на выходе спадает до величины падения напряжения на этом симметричном диодном тиристоре.The voltage at the output of the device in this case has the following form. First, a short-term pulse appears, the duration of which is determined by the sum of the rise time of the input voltage to the threshold voltage of the turn-on of the symmetric diode thyristor and the turn-on delay time of the symmetric diode thyristor 9; the pulse amplitude is equal to the dynamic threshold voltage of the inclusion of a symmetric diode thyristor. After the symmetric diode thyristor 9 is turned on, the output voltage drops to the voltage drop across this symmetric diode thyristor.

Через промежуток времени, равный сумме времени нарастания входного напряжения до величины порогового напряжения разрядника 3 и времени задержки его срабатывания, разрядник 3 переходит в проводящее состояние. В проводящем состоянии падение напряжения на разряднике 3 мало; при этом ток импульса перенапряжения протекает поAfter a period of time equal to the sum of the rise time of the input voltage to the threshold voltage of the arrester 3 and the delay time of its operation, the arrester 3 goes into a conducting state. In the conductive state, the voltage drop across the spark gap 3 is small; while the current of the overvoltage pulse flows along

двум параллельным цепям - через разрядник 3 а также через симметричный диодный тиристор 9 и элементы с положительным температурным коэффициентом сопротивления 5, 6, а напряжение на выводах 7, 8 определяется падением напряжения на симметричном диодном тиристоре 9.two parallel circuits - through an arrester 3 and also through a symmetric diode thyristor 9 and elements with a positive temperature coefficient of resistance of 5, 6, and the voltage at the terminals 7, 8 is determined by the voltage drop across the symmetric diode thyristor 9.

При снижении входного напряжения снижается ток через разрядник 3 И симметричный диодный тиристор 9. Далее ток уменьшается до уровня, при котором разрядник отключается, а ток продолжает некоторое время протекать через элементы с положительным температурным коэффициентом сопротивления 5, 6 и через симметричный диодный тиристор 9. Дальнейшее уменьшение тока через симметричный диодный тиристор 9 приводит к его отключению.When the input voltage decreases, the current through the arrester 3 AND the symmetric diode thyristor 9 decreases. Further, the current decreases to the level at which the arrester is turned off, and the current continues to flow through elements with a positive temperature coefficient of resistance 5, 6 and through the symmetric diode thyristor 9. Further a decrease in current through a symmetric diode thyristor 9 leads to its shutdown.

При появлении на входе между выводом 1, подключенном к линии связи, и выводом заземления 4 импульса перенапряжения, амплитуда которого превышает пороговое напряжение включения симметричного диодного тиристора 10 и напряжение срабатывания разрядника 3, сначала включается симметричный диодный тиристор 10, затем срабатывает разрядник 3, защищая от перенапряжения участок электрической цепи межу выводом заземления 4 и выходным выводом 7 устройства, и подключенное к устройству защищаемое оборудование. В остальном работа устройства сходна с описанной выше работой при дифференциальных перенапряжениях.When an overvoltage pulse, the amplitude of which exceeds the threshold voltage for switching on the symmetric diode thyristor 10 and the operating voltage of the arrester 3, appears at the input between terminal 1 connected to the communication line and ground terminal 4, the symmetric diode thyristor 10 is first turned on, then the arrester 3 is activated, protecting against overvoltage section of the electrical circuit between the ground terminal 4 and the output terminal 7 of the device, and protected equipment connected to the device. Otherwise, the operation of the device is similar to the operation described above with differential overvoltages.

При появлении импульса перенапряжения на входе между выводом 2, подключенном к линии связи, и выводом заземления 4, сначала включается имеющий высокое быстродействие симметричный диодный тиристор 11, а затем, вследствие падения напряжения на элементах с положительным температурным коэффициентом сопротивления 6 и на симметричном диодном тиристоре 11, срабатывает разрядник 3, защищая от перенапряжения участок электрической цепи межу выводом заземления 4 и выходным выводом 8 устройства, и подключенное к устройству защищаемое оборудование. В остальном работа устройства сходна с описанной выше работой при дифференциальных перенапряжениях.When an overvoltage pulse appears at the input between terminal 2 connected to the communication line and ground terminal 4, a high-speed symmetric diode thyristor 11 is turned on first, and then, due to a voltage drop on elements with a positive temperature coefficient of resistance 6 and a symmetric diode thyristor 11 , the arrester 3 is triggered, protecting the section of the electric circuit between the ground terminal 4 and the output terminal 8 of the device from overvoltage, and the protected equipment connected to the device. Otherwise, the operation of the device is similar to the operation described above with differential overvoltages.

При появлении импульса синфазного перенапряжения между выводом 2, подключенном к линии связи, и выводом заземления 4, и одновременно между выводом 1, подключенном к линии связи, и выводом заземления 4, сначала, из-за разброса параметров симметричных диодных тиристоров 10, 11, включается имеющий более высокое быстродействие симметричный диодный тиристор 10 или 11, а затем включается второй симметричный диодный тиристор и оба симметричных диодных тиристора 10 и 11 оказываются во включенном состоянии. Вследствие падения напряжения на элементах с положительным температурным коэффициентом сопротивления 5, 6 и на симметричных диодных тиристорах 10, 11, срабатывает разрядник 3, защищая от перенапряжения участок электрической цепи межу выводом заземления 4 и выходными выводами 7, 8 устройства, и подключенное к устройству защищаемое оборудование. В остальном работа устройства сходна с описанной выше работой при дифференциальных перенапряжениях.When a common-mode overvoltage pulse appears between terminal 2 connected to the communication line and ground terminal 4, and simultaneously between terminal 1 connected to the communication line and ground terminal 4, first, due to the spread of the parameters of symmetric diode thyristors 10, 11, it turns on having a higher speed symmetric diode thyristor 10 or 11, and then the second symmetric diode thyristor is turned on and both symmetric diode thyristors 10 and 11 are in the on state. Due to the voltage drop on the elements with a positive temperature coefficient of resistance of 5, 6 and on the symmetrical diode thyristors 10, 11, a spark gap 3 is triggered, protecting a section of the electrical circuit between the ground terminal 4 and the output terminals 7, 8 of the device from overvoltage, and the protected equipment connected to the device . Otherwise, the operation of the device is similar to the operation described above with differential overvoltages.

Близкое к оптимальному соотношение между порогами срабатывания защиты при различных синфазных и дифференциальных перенапряжениях задается соответствующим выбором напряжений срабатывания симметричного диодного тиристора 9 - для дифференциальных напряжений, а также 10 и 11 - для синфазных.A close to optimal ratio between the protection thresholds for various common-mode and differential overvoltages is set by the appropriate choice of the response voltages of the symmetric diode thyristor 9 for differential voltages, as well as 10 and 11 for common-mode voltages.

Вместо одного симметричного диодного тиристора 9, а также и вместо 10, 11 могут быть применены несколько соединенных последовательно симметричных диодных тиристоров.Instead of one symmetrical diode thyristor 9, as well as instead of 10, 11, several series-connected symmetric diode thyristors can be used.

Вместо симметричных диодных тиристоров могут быть применены модули или микросхемы с такими же характеристиками и сложными электрическими схемами, например, на тиристорах с цепями управления их работой.Instead of symmetric diode thyristors, modules or microcircuits with the same characteristics and complex electrical circuits can be used, for example, on thyristors with control circuits for their operation.

Вместо всех или части соединенных звездой полупроводниковых приборов могут быть применены содержащие их модули или микросхемы, в том числе и такие, в которых выполнены соответствующие соединения этих полупроводниковых приборов.Instead of all or part of the semiconductor devices connected by a star, modules or microcircuits containing them can be applied, including those in which the corresponding connections of these semiconductor devices are made.

полупроводниковых материалов; резисторы с положительным температурным коэффициентом из специальных полимерных материалов, другие элементы со сходными обратимыми характеристиками.semiconductor materials; positive temperature coefficient resistors made of special polymer materials, other elements with similar reversible characteristics.

Вместо двух отдельных элементов с положительным температурным коэффициентом сопротивления 5, 6 может быть применен модуль, содержащий их.Instead of two separate elements with a positive temperature coefficient of resistance of 5, 6, a module containing them can be used.

Газонаполненный разрядник может быть с термозащитой.The gas-filled spark gap can be thermally protected.

Устройство повышает надежность защиты от перенапряжений и может применяться для грозозащиты и иных перенапряжениях на линии связи, в том числе на необслуживаемых регенераторных пунктах с питанием по фантомным цепям. Устройство позволяет выполнять защиту оборудования от перенапряжений без ложных срабатываниях защиты при отсутствии на линии связи опасных для оборудования перенапряжений, с оптимальными порогами срабатывания защиты как для синфазных, так и для дифференциальных перенапряжений на линии связи.The device increases the reliability of surge protection and can be used for lightning protection and other overvoltages on the communication line, including maintenance-free regenerative points powered by phantom circuits. The device allows protection of equipment against overvoltages without false positives if there are no overvoltages hazardous to equipment on the communication line, with optimal protection thresholds for both common mode and differential overvoltages on the communication line.

Источники информацииSources of information

1.Ю. Н. Корнышев, А. Я. Маркович, М. Н. Пискер, В. М. Романцов Стационарное оборудование сельской телефонной связи, Москва, Радио и связь, 1990 г., стр.280, рис.15.1 в).1.Yu. N. Kornyshev, A. Ya. Markovich, M.N. Pisker, V.M. Romantsov Stationary equipment for rural telephone communications, Moscow, Radio and communications, 1990, p. 280, Fig. 15.1 c).

2.Заявка РФ №94000893 - Устройство для защиты двухпроводных линий от перенапряжений.2. RF Application No. 94000893 - Device for protecting two-wire lines from overvoltage.

3.Патент РФ №2050663 - Устройство защиты от грозовых импульсов перенапряжений двухпроводной линии связи Автор полезной модели( Е.А.Иванов3. RF patent No. 2050663 - Device for protection against lightning impulses of overvoltage of a two-wire communication line. Author of a utility model (E.A. Ivanov

Claims

Overvoltage protection device for communication equipment containing a three-electrode gas-filled spark gap, two terminals of which are connected to the input terminals of the device intended for connection to the communication line, and a third terminal is connected to the ground terminal, two-sided semiconductor voltage limiters connected to the output terminals of the device intended for connection the protected equipment has two electrical resistances, each of which has one output connected to the input output, and the second output with it is one with the corresponding output terminal of the device, characterized in that the number of the mentioned two-sided semiconductor voltage limiters is at least three, they are interconnected in the form of a triangle, two vertices of which are connected to two output terminals of the device, and the third to the ground terminal, voltage limiters made on semiconductor devices with the characteristics of symmetric diode thyristors and with a delay time of their inclusion less than the delay time of the aforementioned three lektrodnogo gas-filled spark gap, wherein the semiconductor devices belonging to the two sides of the triangle, which are connected to the grounding terminals and two output terminals of the device have the same parameters, as well as electrical resistance elements are applied with a positive temperature coefficient of resistance.