RU2304835C1 - Overvoltage protective gear - Google Patents
Overvoltage protective gear Download PDFInfo
- Publication number
- RU2304835C1 RU2304835C1 RU2006100933/09A RU2006100933A RU2304835C1 RU 2304835 C1 RU2304835 C1 RU 2304835C1 RU 2006100933/09 A RU2006100933/09 A RU 2006100933/09A RU 2006100933 A RU2006100933 A RU 2006100933A RU 2304835 C1 RU2304835 C1 RU 2304835C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- voltage
- per
- resistance
- max
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, а именно к силовой коммутационной аппаратуре, и предназначено для защиты электрооборудования от перенапряжений.The invention relates to the field of electrical engineering, namely to power switching equipment, and is intended to protect electrical equipment from overvoltage.
Для защиты электрооборудования от грозовых и коммутационных перенапряжений применяются устройства, ограничивающие уровень перенапряжения путем шунтирования ими защищаемого оборудования при опасном для последних уровне напряжений.To protect electrical equipment from lightning and switching overvoltages, devices are used that limit the level of overvoltage by shunting the protected equipment at dangerous voltage levels for the latter.
Известны вентильные разрядники, содержащие последовательно соединенные искровые промежутки и рабочее сопротивление с нелинейной вольтамперной характеристикой [1]. Защитные характеристики такого разрядника определяются пробивным напряжением искровых промежутков и коэффициентом нелинейности рабочего сопротивления.Known valve arresters containing series-connected spark gaps and operating resistance with a non-linear current-voltage characteristic [1]. The protective characteristics of such a spark gap are determined by the breakdown voltage of the spark gaps and the coefficient of nonlinearity of the working resistance.
Недостатком этого устройства являются нестабильность пробивного напряжения и его изменение вследствие нарушения герметичности искрового промежутка, сложность конструкции и ограниченный ресурс при длительном пропускании разрядного тока.The disadvantage of this device is the instability of the breakdown voltage and its change due to violation of the tightness of the spark gap, the complexity of the design and limited life with prolonged transmission of discharge current.
Известен ограничитель перенапряжения (ОПН), содержащий сопротивление с высокой степенью нелинейности на основе оксида цинка (ZnO) [2]. ОПН ограничивает амплитуду перенапряжений так же, как и вентильный разрядник, но вследствие более высокой степени нелинейности он может быть применен без искровых промежутков. ОПН обеспечивает ограничение коммутационных перенапряжений до уровня Uзащ=1,8 Um и грозовых перенапряжений до уровня Uзащ=2,4 Um, где Uзащ - остающееся напряжение ограничения ОПН, Um - амплитуда номинального напряжения сети.Known surge suppressor (arrester), containing resistance with a high degree of nonlinearity based on zinc oxide (ZnO) [2]. The arrester limits the amplitude of the overvoltage in the same way as a gate arrester, but due to a higher degree of nonlinearity it can be used without spark gaps. The surge arrester provides the limitation of switching overvoltages to the level of Upr = 1.8 U m and lightning overvoltages to the level of Upr = 2.4 U m , where U protr is the remaining limiting voltage of the arrester, U m is the amplitude of the rated mains voltage.
Недостатком этого устройства является то, что оно не способно ограничить перенапряжения существенно ниже двукратного.The disadvantage of this device is that it is not able to limit overvoltages significantly below twofold.
Ближайшим техническим решением к предлагаемому является устройство, содержащее воздушный разрядник с управляющим электродом, включенным последовательно с рабочим сопротивлением [3].The closest technical solution to the proposed one is a device containing an air gap with a control electrode connected in series with the working resistance [3].
Недостатками этого устройства являются узкий диапазон рабочих напряжений, значительное падение напряжения на разряднике в открытом состоянии, низкая отключающая способность и, как следствие, небольшой ресурс и низкая надежность.The disadvantages of this device are a narrow range of operating voltages, a significant voltage drop across the arrester in the open state, low breaking capacity and, as a result, a small resource and low reliability.
Техническим результатом предложенного решения является существенное расширение диапазона рабочих напряжений, увеличение допустимых импульсных токов и скорости восстановления электрической прочности после отключения сопровождающего тока, а так же увеличение надежности и срока службы.The technical result of the proposed solution is a significant expansion of the range of operating voltages, an increase in permissible pulse currents and the speed of restoration of electric strength after switching off the accompanying current, as well as an increase in reliability and service life.
Технический результат достигается тем, что в устройстве защиты от перенапряжений, содержащем управляемый разрядный промежуток, соединенный последовательно с рабочим сопротивлением, в качестве управляемого разрядного промежутка используется вакуумный управляемый разрядник, а рабочее сопротивление выполнено в виде параллельно соединенных нелинейного сопротивления R и линейного сопротивления Z, содержащего активную и реактивную составляющую, причем используется нелинейное сопротивление с Uзащ<KUm,The technical result is achieved by the fact that in a surge protection device containing a controlled discharge gap connected in series with a working resistance, a vacuum controlled spark gap is used as a controlled discharge gap, and the working resistance is made in the form of parallel connected non-linear resistance R and linear resistance Z containing active and reactive component, and nonlinear resistance is used with Uash <KU m ,
где 1<К<1,8, Uзащ - остающееся напряжение ограничения, Um, - амплитуда номинального напряжения сети, а величина линейного сопротивления должна удовлетворять неравенству:where 1 <K <1.8, Upr is the remaining limiting voltage, U m , is the amplitude of the nominal network voltage, and the value of the linear resistance must satisfy the inequality:
Uпер/Iпер>Z>Uзащ/Imax,U per / I per >Z> U prot / I max ,
где Imax - ток через R при U=Uзащ, Iпер - значение тока в R (reference current), при котором его вольтамперная характеристика переходит из области проводимости 2 (фиг.2) в область сопровождающего тока 1, Uпер - напряжение на R при токе I=Iпер.where I max is the current through R at U = Uash , I per is the current value in R (reference current) at which its current-voltage characteristic passes from the conductivity region 2 (Fig. 2) to the region of the accompanying
Изобретение иллюстрируется фиг.1, где показана принципиальная схема устройства для ограничения перенапряжений. На фиг.2 приведена типичная вольтамперная характеристика нелинейного элемента.The invention is illustrated in figure 1, which shows a schematic diagram of a device for limiting overvoltage. Figure 2 shows a typical current-voltage characteristic of a nonlinear element.
Устройство содержит вакуумный разрядник 1 с блоком запуска 2 и соединенное последовательно с разрядником рабочее сопротивление 3, которое состоит из параллельно соединенных нелинейного сопротивления R - 4 и линейного сопротивления Z - 5. Такое устройство подключается параллельно защищаемому объекту в каждой фазе напряжения сети.The device contains a
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Включение вакуумного разрядника 1 осуществляется с помощью блока запуска 2, который после подачи управляющего импульса выдает на управляющий электрод импульс поджига с заданными параметрами напряжения и тока.The
Вакуумный разрядник 1 способен надежно включаться в широком диапазоне рабочих напряжений (0,01-1)Uном и длительно пропускать разрядный ток. После включения разрядника через него начинает протекать импульсный ток, величина которого ограничивается рабочим сопротивлением 3. При подходе тока к нулю разрядник отключает ток, и на нем восстанавливается сетевое напряжение.
Нелинейное сопротивление 4 служит для ограничения уровня перенапряжений при включении разрядника. Защитный уровень в предложенной схеме можно выбрать близким к номинальному напряжению на защищаемом оборудовании, т.е. коэффициент кратности перенапряжений К<1,8. В результате рассеиваемая в сопротивлении 4 энергия при протекании разрядного тока будет существенно меньше, чем в схеме без вакуумного разрядника.Non-linear resistance 4 serves to limit the level of overvoltage when the arrester is switched on. The protective level in the proposed circuit can be selected close to the rated voltage on the protected equipment, i.e. overvoltage ratio K <1.8. As a result, the energy dissipated in resistance 4 during the flow of the discharge current will be significantly less than in the circuit without a vacuum spark gap.
Параллельное соединение с нелинейным сопротивлением 4 линейного сопротивления 5 также позволяет уменьшить выделяемую в нелинейном сопротивлении энергию. Величина линейного сопротивления Z выбирается на основе критерия оптимального распределения энергии, поглощаемой в сопротивлениях R и Z из соотношения:Parallel connection with non-linear resistance 4 of linear resistance 5 also allows to reduce the energy released in the non-linear resistance. The value of the linear resistance Z is selected based on the criterion of the optimal distribution of energy absorbed in the resistances R and Z from the ratio:
Uпер/Iпер>Z>Uзащ/Imax,U per / I per >Z> U prot / I max ,
где Imax - ток через R при U=Uзащ, Iпер - значение тока в R, при котором его вольтамперная характеристика переходит из области проводимости 2 (фиг.2) в область сопровождающего тока 1, Uпер - напряжение на R при токе I=Iпер=1-20 мА.where I max is the current through R at U = Uash , I per is the current value in R at which its current-voltage characteristic passes from the conductivity region 2 (Fig. 2) to the region of the accompanying
Если Z>Uпер/Iпер, в этом случае Z превышает R во всех реальных режимах и основная часть энергии рассеивается в R.If Z> U per / I per , in this case Z exceeds R in all real modes and the bulk of the energy is dissipated in R.
Если Z<Uзащ/Imax, то почти весь ток протекает через Z и R практически не работает.If Z <U prot / I max , then almost all the current flows through Z and R practically does not work.
Указанное соотношение определяет диапазон величины линейного сопротивления Z. Оптимальная величина R выбирается из этого диапазона на основе инженерного расчета. Задачей этого расчета является выбор линейного сопротивления такой величины, чтобы большая часть энергии поглощалась в нем, и в тоже время, чтобы это сопротивление имело приемлемые габаритные и стоимостные показатели.The indicated ratio determines the range of linear resistance Z. The optimal value of R is selected from this range based on an engineering calculation. The objective of this calculation is to choose a linear resistance of such a magnitude that most of the energy is absorbed in it, and at the same time, that this resistance has acceptable overall and cost indicators.
Источники информацииInformation sources
1. Чунихин А.А., Жаворонков М.А. Аппараты высокого напряжения. М.: Энергоатомиздат, 1985, С.395.1. Chunikhin A.A., Zhavoronkov M.A. High voltage apparatuses. M .: Energoatomizdat, 1985, p. 395.
2. Series capacitors for power system. Part 2: Protective equipment for series capacitor banks. IEC 143-2: 1994, P.75.2. Series capacitors for power system. Part 2: Protective equipment for series capacitor banks. IEC 143-2: 1994, P.75.
3. Курехин В.В. Защита сетей от опасных уровней коммутационных перенапряжений // Управление электромеханическими объектами в горной промышленности. Кемерово: Кн. Изд-во, 1982, С.27 (прототип).3. Kurekhin VV Network protection from dangerous levels of switching overvoltages // Management of electromechanical objects in the mining industry. Kemerovo: Book. Publishing House, 1982, p. 27 (prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006100933/09A RU2304835C1 (en) | 2006-01-10 | 2006-01-10 | Overvoltage protective gear |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006100933/09A RU2304835C1 (en) | 2006-01-10 | 2006-01-10 | Overvoltage protective gear |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2304835C1 true RU2304835C1 (en) | 2007-08-20 |
Family
ID=38512029
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006100933/09A RU2304835C1 (en) | 2006-01-10 | 2006-01-10 | Overvoltage protective gear |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2304835C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103166215A (en) * | 2011-12-16 | 2013-06-19 | 林峰伟 | Household appliance protector |
RU194140U1 (en) * | 2018-12-11 | 2019-11-29 | Федеральное казенное учреждение "Войсковая часть 25776" | Surge protection device |
-
2006
- 2006-01-10 RU RU2006100933/09A patent/RU2304835C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КУРЕХИН В.В. Защита сетей от опасных уровней коммутационных перенапряжений. Управление электромеханическими объектами в горной промышленности. - Кемерово: Книжное издательство, 1982, с.27. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103166215A (en) * | 2011-12-16 | 2013-06-19 | 林峰伟 | Household appliance protector |
RU194140U1 (en) * | 2018-12-11 | 2019-11-29 | Федеральное казенное учреждение "Войсковая часть 25776" | Surge protection device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7933108B2 (en) | Motor drive with low leakage surge protection | |
EP0462694A2 (en) | Protective device for temporary system overvoltages | |
KR101864184B1 (en) | Surge-limiting device for direct current networks | |
WO2022133235A1 (en) | Spark gap assembly for overvoltage protection and surge arrester | |
RU2304835C1 (en) | Overvoltage protective gear | |
RU2459333C1 (en) | Device to protect equipment against pulse overloads | |
US11201464B2 (en) | Arrangement for overload protection for overvoltage protection equipment | |
KR100878685B1 (en) | Data/signal surge protector | |
RU2337449C1 (en) | Device for equipment overvoltage protection | |
Martzloff et al. | Selecting varistor clamping voltage: Lower is not better! | |
KR100981787B1 (en) | One chip surge arrester with selector switch | |
WO2005039009A2 (en) | Close tolerance surge suppression circuit | |
EP0893863A1 (en) | Gas discharge tube with a metal oxide varistor housing | |
RU194140U1 (en) | Surge protection device | |
US11824350B1 (en) | Clamping circuit for protecting FACTs | |
RU105537U1 (en) | PULSE OVERVOLTAGE PROTECTION DEVICE | |
RU207848U1 (en) | Combined type surge protection device | |
GB1594313A (en) | Equipment for power line surge eliminator | |
CN214626357U (en) | Self-adaptive neutral point grounding device of 3kV-66kV power distribution system | |
RU43109U1 (en) | PULSE OVERVOLTAGE PROTECTION DEVICE | |
CN210404733U (en) | Alternating current power supply lightning protection device with overcurrent and overvoltage protection functions | |
CN210430915U (en) | DC power supply lightning protection device with overcurrent and overvoltage protection function | |
RU2292617C1 (en) | Device for protection from voltage surges | |
Karthik | A novel analysis of voltage distribution in zinc oxide arrester using finite element method | |
Das | Coordination of surge arresters with medium voltage current limiting fuses |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140111 |