RU2459333C1 - Device to protect equipment against pulse overloads - Google Patents
Device to protect equipment against pulse overloads Download PDFInfo
- Publication number
- RU2459333C1 RU2459333C1 RU2011117050/07A RU2011117050A RU2459333C1 RU 2459333 C1 RU2459333 C1 RU 2459333C1 RU 2011117050/07 A RU2011117050/07 A RU 2011117050/07A RU 2011117050 A RU2011117050 A RU 2011117050A RU 2459333 C1 RU2459333 C1 RU 2459333C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- varistor
- voltage
- gap
- spark gap
- 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 импульсных перенапряжений большой энергии, возникающих в сетях питания переменного тока с уровнем номинального напряжения 6-10 кВ из-за переходных процессов от грозовых и коммутационных воздействий, возникающих на линиях электропередач, а также электромагнитных импульсов техногенного и природного характера (ЭМИ ТИПХ) наносекундной длительности.The invention relates to the field of electrical engineering, namely to power switching equipment, and is intended to protect electrical equipment from high-voltage surge overvoltage occurring in AC power networks with a nominal voltage level of 6-10 kV due to transients from lightning and switching effects arising on power lines, as well as electromagnetic pulses of anthropogenic and natural nature (EMR TIPH) of nanosecond duration.
Для защиты оборудования (потребителей электроэнергии) от грозовых и коммутационных импульсных перенапряжений могут применяться устройства трех типов, во-первых, устройства коммутирующего типа, которые в отсутствии перенапряжений сохраняют высокое полное сопротивление, но могут быстро изменить его на низкое в ответ на скачок напряжения. Общим примером элементов, служащих коммутирующими устройствами, являются разрядники, газовые трубки, динисторы и управляемые тиристоры. Во-вторых, устройства ограничивающего типа, которые в отсутствие перенапряжений сохраняют высокое полное сопротивление, но постепенно снижают его с возрастанием волны тока и напряжения. Общим примером элементов, служащих нелинейными устройствами, являются варисторы и диодные разрядники. В-третьих, устройства комбинированного типа, в которых защита выполняется при действии (срабатывании) элементов, как коммутирующего типа, так и элементов ограничивающего типа, которые могут коммутировать и ограничивать напряжение, а также выполнять обе функции, при этом действие элементов защиты зависит от характеристик подаваемого напряжения.To protect equipment (power consumers) from lightning and switching surges, three types of devices can be used, firstly, switching devices, which in the absence of overvoltages retain a high impedance, but can quickly change it to low in response to a power surge. A common example of elements serving as switching devices are arresters, gas tubes, dinistors and controlled thyristors. Secondly, devices of the limiting type, which in the absence of overvoltages retain a high impedance, but gradually reduce it with increasing current wave and voltage. A common example of elements serving as non-linear devices are varistors and diode arresters. Thirdly, devices of the combined type, in which protection is performed upon the action (operation) of the elements, both the switching type and the limiting type elements, which can switch and limit the voltage, and also perform both functions, while the action of the protection elements depends on the characteristics applied voltage.
Основными требованиями к устройствам защиты потребителей электроэнергии от импульсных перенапряжений большой энергии и ЭМИ ТИПХ наносекундной длительности являются надежность работы, высокая энергоемкость используемой элементной базы, при приемлемых массогабаритных и стоимостных характеристиках, а также простота схемных решений.The main requirements for devices for protecting consumers of electricity from high-voltage surge surges and EMR TIPH of nanosecond duration are reliability, high energy consumption of the used elemental base, with acceptable weight and size and cost characteristics, as well as the simplicity of circuit solutions.
Известно устройство, содержащее управляемый разрядный промежуток, соединенный последовательно с рабочим сопротивлением, которое выполняется в виде параллельно соединенных нелинейного сопротивления (варистора) и линейного сопротивления, содержащего активную и реактивную составляющую, где в качестве управляемого разрядного промежутка используется вакуумный управляемый разрядник. Такое устройство подключается к параллельно защищаемому объекту в каждой фазе напряжения сети [патент РФ №2304835 С1, МПК Н02Н 9/06. Опубл. 20.08.2007 г.].A device is known that contains a controlled discharge gap connected in series with the working resistance, which is made in the form of a parallel-connected non-linear resistance (varistor) and a linear resistance containing an active and reactive component, where a vacuum controlled spark gap is used as a controlled discharge gap. Such a device is connected to a parallel-protected object in each phase of the mains voltage [RF patent No. 2304835 C1, IPC
Устройство работает следующим образом. При подаче импульса перенапряжений включение вакуумного разрядника осуществляется с помощью блока запуска. После включения разрядника через него начинает протекать импульсный ток. Нелинейное сопротивление (варистор) служит для ограничения уровня перенапряжений при включении разрядника. Параллельное соединение с нелинейным сопротивлением линейного сопротивления позволяет уменьшить выделяемую в нелинейном сопротивлении энергию. При подходе тока к нулю разрядник отключает ток, и на нем восстанавливается сетевое напряжение.The device operates as follows. When an overvoltage pulse is applied, the vacuum arrester is switched on using the trigger unit. After the arrester is switched on, a pulsed current flows through it. Non-linear resistance (varistor) is used to limit the level of overvoltage when the arrester is switched on. Parallel connection with non-linear resistance of linear resistance allows to reduce the energy released in non-linear resistance. When the current approaches zero, the arrester disables the current, and the mains voltage is restored on it.
Недостатком данного устройства является низкая надежность защиты оборудования из-за относительно большого времени срабатывания вакуумного разрядника, что не обеспечивает защиту оборудования от ЭМИ ТИПХ наносекундной длительности.The disadvantage of this device is the low reliability of equipment protection due to the relatively long response time of the vacuum arrestor, which does not protect the equipment from EMR TIPH of nanosecond duration.
Известно устройство защиты от импульсных перенапряжений, состоящее из параллельно включенных варистора и разрядника, а также дополнительно введенного второго варистора, включенного последовательно с разрядником [патент РФ на полезную модель, №43109 U1, МПК Н02Н 9/04. Опубл. 27.12.2004].A surge protection device is known, consisting of a varistor and a spark gap connected in parallel, as well as an additionally introduced second varistor connected in series with a spark gap [RF patent for utility model, No. 43109 U1, IPC Н02Н 9/04. Publ. 12/27/2004].
В данном устройстве первым импульс перенапряжений будет ограничивать варистор, не соединенный последовательно с разрядником. Затем под воздействием остаточного напряжения, по истечении статистического времени запаздывания, пробивается разрядник, и напряжение снижается приблизительно до уровня напряжения ограничения второго варистора, который и поглощает основную часть энергии импульса перенапряжений. После прекращения воздействия импульса перенапряжений ток, протекающий через разрядник и второй варистор, будет составлять несколько миллиампер. Этот ток разрядник способен погасить самостоятельно.In this device, the first surge pulse will limit the varistor, not connected in series with the arrester. Then, under the influence of the residual voltage, after the statistical delay time has elapsed, a spark gap breaks through, and the voltage decreases approximately to the level of the limiting voltage of the second varistor, which absorbs the bulk of the energy of the overvoltage pulse. After the termination of the overvoltage pulse, the current flowing through the spark gap and the second varistor will be several milliamps. The spark gap is able to repay this current on its own.
Недостатком известного устройства является низкая надежность защиты оборудования из-за относительно большого времени срабатывания первого варистора, что не обеспечивает защиту оборудования от ЭМИ ТИПХ наносекундной длительности, а также низкая эффективность и надежность работы варисторов, т.к. варисторы не защищаются от воздействия импульса перенапряжений, когда энергия, выделяемая в них, достигает некоторого определенного значения, превышающего порог для выбранного типа приборов.A disadvantage of the known device is the low reliability of equipment protection due to the relatively large response time of the first varistor, which does not provide protection of the equipment from EMR TIPH of nanosecond duration, as well as low efficiency and reliability of varistors, because varistors are not protected from the effects of an overvoltage pulse when the energy released in them reaches a certain certain value that exceeds the threshold for the selected type of devices.
Известно устройство защиты от импульсных перенапряжений [Шваб А. Электромагнитная совместимость. - М.: Энергоатомиздат, 1998 г. с.173, рис.4.26]. Для подавления синфазных помех при многоступенчатом способе защиты устройство содержит LC-фильтр, искровой разрядник, варистор и полупроводниковый ограничитель напряжения, которые развязаны при помощи резистора или катушки индуктивности.A device for surge protection [Schwab A. Electromagnetic compatibility. - M .: Energoatomizdat, 1998, p. 173, Fig. 4.26]. To suppress common-mode interference with a multi-stage protection method, the device contains an LC filter, a spark gap, a varistor and a semiconductor voltage limiter, which are isolated using a resistor or inductor.
Недостатком известного устройства является низкая надежность защиты оборудования, обусловленная низкой эффективностью и надежностью работы варисторов, а также низкой энергоемкостью используемой элементной базы при приемлемых массогабаритных и стоимостных характеристиках.A disadvantage of the known device is the low reliability of equipment protection, due to the low efficiency and reliability of the varistors, as well as the low energy consumption of the used elemental base with acceptable weight and size and cost characteristics.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство защиты оборудования от импульсных перенапряжений [патент Германии №19838776, МПК Н02Н 9/00, опубл. 09.03.2000 г.], содержащее параллельно соединенные варистор и управляемый искровой разрядник с параллельно включенным блоком управления. В цепи варистора установлен измерительный прибор (датчик тока), выход которого через блок управления связан с управляющим электродом разрядника.Closest to the proposed technical solution is a device for protecting equipment from surge surges [German patent No. 19838776, IPC
Данное устройство работает следующим образом. При появлении на входе устройства импульса перенапряжений первым начинает работать варистор. Блок управления управляемого искрового разрядника действует на включение разрядника только после того, как энергия, поглощенная варистором, достигает некоторого предельного значения.This device operates as follows. When an overvoltage pulse appears at the input of the device, the varistor starts working first. The control unit of the controlled spark arrester acts on the inclusion of the arrester only after the energy absorbed by the varistor reaches a certain limit value.
Недостатком известного устройства является низкая надежность защиты оборудования, так как действие элементов, ограничивающих импульс перенапряжений, не обеспечивает защиту оборудования от ЭМИ ТИПХ наносекундной длительности из-за относительно низкого быстродействия варисторов и, соответственно, разрядников.A disadvantage of the known device is the low reliability of equipment protection, since the action of elements limiting the surge voltage does not provide protection of the equipment from EMR TIPH of nanosecond duration due to the relatively low speed of varistors and, accordingly, arresters.
Задачей изобретения является повышение надежности защиты оборудования и обеспечение селективной работы релейной защиты защищаемого оборудования.The objective of the invention is to increase the reliability of equipment protection and ensure the selective operation of the relay protection of the protected equipment.
Техническим результатом изобретения является обеспечение защиты оборудования от ЭМИ ТИПХ наносекундной длительности, а также возможность восстановления сетевого напряжения на линиях электропередач.The technical result of the invention is the protection of equipment from EMR TIPH of nanosecond duration, as well as the ability to restore network voltage on power lines.
Технический результат достигается тем, что в устройстве защиты оборудования от импульсных перенапряжений, содержащем варистор, управляемый искровой разрядник с параллельно включенным блоком управления и датчик тока, причем первый вывод варистора и потенциальный вывод разрядника присоединены к входной клемме защищаемого оборудования, непотенциальный вывод разрядника присоединен к проводу рабочего заземления, второй вывод варистора через датчик тока присоединен к проводу рабочего заземления, выход датчика тока соединен через блок управления с управляющим электродом разрядника, потенциальный вывод управляемого искрового разрядника присоединен к клемме провода фазного напряжения через дополнительно введенный фильтр нижних частот, величина частоты среза которого не превышает величины, обратной от значения времени срабатывания варистора.The technical result is achieved by the fact that in the device for protecting the equipment from surge surges containing a varistor, a controlled spark gap with a parallel control unit and a current sensor, the first output of the varistor and the potential terminal of the arrester connected to the input terminal of the protected equipment, the non-potential terminal of the arrester connected to the wire working ground, the second output of the varistor through the current sensor is connected to the working ground wire, the output of the current sensor is connected through the unit systematic way to the control electrode of the arrester, the potential output managed spark gap is connected to terminal wires phase voltage inputted through an additional lowpass filter whose cutoff frequency does not exceed the reciprocal value of the time response of the varistor.
В качестве управляемого искрового разрядника использован управляемый вакуумный разрядник.As a controlled spark gap, a controlled vacuum gap was used.
Кроме того, блок управления содержит датчик напряжения, таймер, интегратор, устройство сравнения, источник опорного напряжения с падающей внешней характеристикой и блок поджига, причем первый, второй и третий входы интегратора соединены, соответственно, с выходом датчика тока, первым выходом датчика напряжения и выходом таймера, вход которого соединен со вторым выходом датчика напряжения, а выход интегратора соединен с первым входом устройства сравнения, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, имеющего падающую внешнюю характеристику, выход устройства сравнения соединен со входом блока поджига, выход которого соединен с управляющим электродом разрядника.In addition, the control unit contains a voltage sensor, a timer, an integrator, a comparison device, a reference voltage source with a falling external characteristic and an ignition unit, the first, second and third inputs of the integrator connected, respectively, to the output of the current sensor, the first output of the voltage sensor and the output a timer, the input of which is connected to the second output of the voltage sensor, and the output of the integrator is connected to the first input of the comparison device, the second input of which is connected to the output of the reference voltage source having giving an external characteristic, the output of the comparison device is connected to the input of the ignition unit, the output of which is connected to the control electrode of the spark gap.
В предлагаемом устройстве защиты оборудования от импульсных перенапряжений введение фильтра нижних частот, величина частоты среза которого не превышает величины, обратной от значения времени срабатывания варистора, обеспечивает на первом этапе работы устройства увеличение длительности фронта, воздействующего на защищаемое оборудование импульса перенапряжений, т.е. защиту оборудования от ЭМИ ТИПХ с короткой длительностью (от единиц до десятков и более наносекунд). На втором этапе срабатывает варистор, а затем управляемый разрядник. Блок управления, содержащий датчик напряжения, таймер, интегратор, устройство сравнения, источник опорного напряжения и блок поджига, соединенные предложенным способом, обеспечивает контроль энергии, выделяемой в варисторе. Это позволяет в нужный момент времени включить разрядник и защитить как оборудование, так и варистор от воздействия импульса перенапряжений, когда энергия, выделяемая в варисторе, достигнет порога для выбранного типа приборов. Кроме того, использование в устройстве управляемого вакуумного разрядника, который, при подходе тока импульса перенапряжений к нулю, способен отключать импульс тока, и на нем восстанавливается сетевое напряжение, обеспечивает возможность простыми методами осуществить селективную работу релейной защиты и дополнительно повысить надежность защиты оборудования.In the proposed device for protecting equipment from surge surges, the introduction of a low-pass filter, the cutoff frequency of which does not exceed the reciprocal of the response time of the varistor, provides at the first stage of operation of the device an increase in the duration of the front acting on the protected equipment of the surge pulse, i.e. equipment protection from EMR TIPH with a short duration (from units to tens or more nanoseconds). At the second stage, a varistor is triggered, and then a controlled arrester. A control unit containing a voltage sensor, a timer, an integrator, a comparison device, a reference voltage source and an ignition unit connected by the proposed method, provides control of the energy released in the varistor. This allows you to turn on the arrester at the right time and protect both the equipment and the varistor from the effects of an overvoltage pulse when the energy released in the varistor reaches a threshold for the selected type of devices. In addition, the use of a controlled vacuum arrester in the device, which, when the overvoltage pulse approaches zero, is able to turn off the current pulse and the mains voltage is restored on it, makes it possible to carry out selective relay protection operations with simple methods and further increase the reliability of equipment protection.
На фиг.1 приведена схема устройства защиты от импульсных перенапряжений; на фиг.2 представлена схема блока управления разрядником; на фиг.3, 4, 5, 6 представлены осциллограммы и диаграмма, поясняющие работу устройства для защиты оборудования от импульсных перенапряжений.Figure 1 shows a diagram of a surge protection device; figure 2 presents a diagram of the control unit of the spark gap; figure 3, 4, 5, 6 presents the waveforms and diagram explaining the operation of the device for protecting equipment from surge surges.
Устройство защиты от импульсных перенапряжений содержит клемму 1 провода фазного напряжения, входную клемму 2 защищаемого оборудования, провод 3 рабочего заземления, варистор 4 и управляемый от блока 5 управления искровой разрядник 6. Блок 5 управления включен параллельно разряднику 6. Первый вывод варистора 4 и потенциальный вывод разрядника 6 присоединены к входной клемме 2 защищаемого оборудования. Непотенциальный вывод управляемого искрового разрядника 6 присоединен к проводу 3 рабочего заземления непосредственно. Второй вывод варистора присоединен к проводу 3 рабочего заземления через датчик тока 7, выход которого связан через блок 5 управления с управляющим электродом разрядника 6. Потенциальный вывод управляемого искрового разрядника 6 присоединен к клемме 1 провода фазного напряжения через дополнительно введенный фильтр 8 нижних частот, величина частоты среза которого не превышает величины, обратной от значения времени срабатывания варистора.The surge protection device contains a phase
В качестве управляемого искрового разрядника 6 использован управляемый вакуумный разрядник.As a controlled
Блок управления 5 содержит датчик напряжения 9, таймер 10, интегратор 11, устройство сравнения 12, источник опорного напряжения 13 с падающей внешней характеристикой и блок поджига 14, причем первый вход 11.1, второй вход 11.2 и третий вход 11.3 интегратора 11 соединены, соответственно, с выходом датчика тока 7, первым выходом 9.1 датчика напряжения 9 и выходом таймера 10, вход которого соединен со вторым выходом 9.2 датчика напряжения 9, а выход интегратора 11 соединен с первым входом 12.1 устройства сравнения 12, второй вход 12.2 которого соединен с выходом источника опорного напряжения 13, имеющего падающую внешнюю характеристику, выход устройства сравнения 12 соединен с входом блока поджига 14, выход которого соединен с управляющим электродом разрядника 6.The
Работа устройства осуществляется следующим образом. На первом этапе входной импульс перенапряжения (фиг.3а) с определенной скоростью нарастания фронта волны поступает на фильтр 8 нижних частот, выполненный, например, в виде стандартного П-, Т- или Г-образного L, C фильтра нижних частот (ФНЧ). В ФНЧ импульс перенапряжения интегрируется, при этом все гармонические составляющие импульса перенапряжения с частотой ниже частоты среза пропускаются почти без ослабления, а гармонические составляющие с частотой выше частоты среза очень быстро ослабевают, как это показано на фиг.3,б. Эффективность ограничения импульсных перенапряжений в ФНЧ зависит как от скорости нарастания фронта воздействующего импульса перенапряжения, так и от значения частоты среза используемого фильтра. Оптимальная величина частоты среза выбирается на основе инженерного расчета, задачей которого является определение приемлемых габаритных и стоимостных характеристик ФНЧ с учетом неравенства fc≤1/tвар., где 
На втором этапе, как это показано на фиг.4, импульс перенапряжения ограничивают с помощью варистора 4 или ограничителя перенапряжений нелинейного (ОПН). Варистор 4 представляет собой сборку из последовательно или последовательно-параллельно соединенных варисторов, схема которых рассчитывается для конкретного устройства защиты. Время срабатывания варисторов около 25 нс с величиной разрядного тока 10÷100 кА. Нагрев варистора в целом определяет активная составляющая тока проводимости. Варистор сохраняет работоспособность до тех пор, пока в результате воздействия рабочего напряжения и импульсов перенапряжения активная составляющая тока проводимости ОПН не превысит критического значения, т.е. пока не нарушится тепловое равновесие, при котором количество тепла, выделяемое в варисторе, не превысит возможности конструкции варистора по его рассеянию в окружающую среду. Варисторы в течение срока службы выдерживают без повреждений воздействия, определяемые зависимостью максимальной энергии коммутационных перенапряжений от времени приложения этих перенапряжений, т.е. зависимостью Wмах(кДж)=f(t)(сек), которые приводятся в паспортных данных завода-изготовителя. Таким образом, с учетом характера разрядного тока варисторов, для адекватного определения состояния варисторов должен быть измерен энергетический фактор работы варисторов Q=∫uidt (кДж), определяемый параметрами воздействующего импульса перенапряжений, который не должен превышать порог для выбранного типа приборов, т.е. должно выполняться условия Q≤Wmax.In the second step, as shown in FIG. 4, the overvoltage pulse is limited by a
Следует заметить, что максимальная энергоемкость варисторов выбирается также на основе инженерного расчета, задачей которого является определение приемлемых габаритных и стоимостных характеристик ОПН и устройства в целом.It should be noted that the maximum energy consumption of varistors is also selected on the basis of an engineering calculation, the task of which is to determine acceptable overall and cost characteristics of the arrester and the device as a whole.
В предлагаемом устройстве, схема блока управления разрядником обеспечивает возможность измерения как амплитуды и формы тока протекающего импульса перенапряжений, так и возможность измерения (определения) начала протекания этого импульса, что, в свою очередь, и обеспечивает возможность измерения энергетического фактора Q работы варисторов с помощью интегратора, которая сравнивается затем в устройстве сравнения с напряжением источника опорного напряжения, падающая внешняя характеристика которого имитирует энергетические характеристики варистора, т.е. зависимость максимальной энергии коммутационных перенапряжений от времени их воздействия, как это показано на фиг.6(а, б, в).In the proposed device, the circuit of the arrester control unit provides the ability to measure both the amplitude and shape of the current of the flowing overvoltage pulse, and the ability to measure (determine) the onset of the flow of this pulse, which, in turn, makes it possible to measure the energy factor Q of the varistors using an integrator , which is then compared in the comparison device with the voltage of the reference voltage source, the incident external characteristic of which simulates the energy characteristics iki varistor, i.e. the dependence of the maximum energy of switching overvoltages on the time of their impact, as shown in Fig.6 (a, b, c).
На третьем этапе, когда энергия, выделяемая в варисторе 4, достигает порога для выбранного типа варисторов, происходит, как это показано на фиг.4(б) и фиг.5(а, б), включение управляемого искрового разрядника 6, управляющий электрод которого через блок управления 5 связан с выходом датчика тока 7. В случае, когда энергия, выделяемая в варисторе, не достигнет заданного максимума, то есть порога для выбранного типа варисторов, то управляемый искровой разрядник 6 не включится, как это поясняется на фиг.6(г).In the third stage, when the energy released in the
Блок 5 управления искрового разрядника 6 работает следующим образом.The
В установившемся номинальном режиме, при отсутствии импульсов перенапряжения, постоянных значениях фазного напряжения и тока нагрузки ток через варистор 4 не протекает, и сигнал на выходе датчика тока 7 и выходе датчика напряжения 9 отсутствует.При поступлении на клемму 1 провода фазного напряжения электромагнитных импульсов коммутационных, атмосферных или ЭМИ ТИПХ, действии ФНЧ и срабатывания варистора 4 на выходе датчика тока 7 и датчика напряжения 9 возникают сигналы. При этом сигнал с выхода 9.2 датчика напряжения 9 запускает таймер 10, выход которого поступает на вход 11.3 интегратора 11. На входы 11.2 и 11.1 интегратора 11 поступают сигналы с выхода 9.1 датчика напряжения 9 и выхода датчика тока 7. Выход интегратора 11 соединен с первым входом 12.1 устройства сравнения 12, на второй вход 12.2 которого поступает сигнал от источника 13 опорного напряжения с падающей внешней характеристикой. Выход устройства сравнения 12 связан со входом блока поджига 14 блока 5 управления.In the steady-state nominal mode, in the absence of overvoltage pulses, constant values of the phase voltage and load current, no current flows through the
Таким образом, согласно структурной схеме блока 5 управления момент срабатывания блока поджига 14 связан с импульсом перенапряжения, поступающим на клемму 1 фазного провода, и величиной разрядного тока, протекающего через варистор 4. Когда значение энергетического фактора Q становится равным величине максимальной Wmax энергоемкости варистора 4, происходит включение управляемого разрядника 6, как это показано на диаграмме фиг.6(а, б, в). Включение разрядника 6 осуществляется после подачи импульса управления с заданными параметрами напряжения и тока на его управляющий электрод. В устройстве в качестве управляемого искрового разрядника, возможно применение управляемого вакуумного разрядника, который способен надежно включаться в широком диапазоне рабочих напряжений (0,01-1)Uном со временем включения порядка 100 нс (10-7 сек) и длительно пропускать разрядный ток до 200 кА, при величине заряда до 250 Кл. При подходе тока к нулю управляемый вакуумный разрядник способен отключать импульс тока перенапряжения, и на нем восстанавливается сетевое напряжение за время менее чем 100 мкс (10-4 сек). Это позволяет простыми методами осуществить селективную работу релейной защиты.Thus, according to the block diagram of the
Практическая реализация работы устройства выполнена в соответствии с принципиальной электрической схемой, представленной на фиг.1, где в качестве варистора 4 использовались ограничители перенапряжений нелинейные типа ОПН-КС-6/6,6-УХЛ2 с номинальным разрядным током 10 кА, на класс напряжения сети 6 кВ, а в качестве управляемого искрового разрядника 6 использовался управляемый вакуумный разрядник типа РВУ-47-УХЛЗ с номинальным рабочим напряжением 1-30 кВ и рабочим током 10-200 кА. Такое устройство подключается параллельно защищаемому оборудованию в каждом проводе фазного напряжения.The practical implementation of the operation of the device is performed in accordance with the circuit diagram shown in Fig. 1, where non-linear surge arresters of the type OPN-KS-6 / 6.6-UHL2 with a rated discharge current of 10 kA were used as a variator of voltage to the voltage class of the
Исследования работы показали, что предлагаемое устройство позволяет надежно защитить оборудование от грозовых и коммутационных электромагнитных импульсов большой энергии длительностью в единицы миллисекунд, что, в частности, показано на фиг.5(б), а также от ЭМИ ТИПХ наносекундной длительности, что, в частности, показано на фиг.3(б).Studies of the work showed that the proposed device allows you to reliably protect equipment from lightning and switching electromagnetic pulses of high energy with a duration of a few milliseconds, which, in particular, is shown in Fig. 5 (b), as well as from the EMR TIPH of nanosecond duration, which, in particular shown in figure 3 (b).
Экономическая эффективность использования предлагаемого технического решения обусловлена высокой надежностью защиты и снижением аварийности защищаемого дорогостоящего высоковольтного оборудования (трансформаторов, тиристорных преобразователей постоянного и переменного тока, электродвигателей и т.д.).The economic efficiency of using the proposed technical solution is due to the high reliability of protection and the reduction in the accident rate of protected expensive high-voltage equipment (transformers, thyristor converters of direct and alternating current, electric motors, etc.).
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011117050/07A RU2459333C1 (en) | 2011-05-03 | 2011-05-03 | Device to protect equipment against pulse overloads |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011117050/07A RU2459333C1 (en) | 2011-05-03 | 2011-05-03 | Device to protect equipment against pulse overloads |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2459333C1 true RU2459333C1 (en) | 2012-08-20 |
Family
ID=46936834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011117050/07A RU2459333C1 (en) | 2011-05-03 | 2011-05-03 | Device to protect equipment against pulse overloads |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2459333C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU176469U1 (en) * | 2016-12-27 | 2018-01-22 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт технической физики и автоматизации (АО "НИИТФА") | PULSE OVERVOLTAGE PROTECTION DEVICE |
| RU194140U1 (en) * | 2018-12-11 | 2019-11-29 | Федеральное казенное учреждение "Войсковая часть 25776" | Surge protection device |
| RU207332U1 (en) * | 2020-10-20 | 2021-10-25 | ООО "Газпром трансгаз Саратов" | Protection device for power circuits against the effects of lightning discharges |
| RU207848U1 (en) * | 2021-02-19 | 2021-11-19 | Федеральное казенное учреждение Войсковая часть 25776 | Combined type surge protection device |
| RU2817404C1 (en) * | 2023-06-19 | 2024-04-16 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" | Device for protection of photovoltaic modules against atmospheric overvoltage |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU43108U1 (en) * | 2004-08-02 | 2004-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | DEVICE FOR PROTECTION AGAINST PULSE SWITCHING OVERVOLTAGE |
| RU43109U1 (en) * | 2004-08-02 | 2004-12-27 | Кужеков Станислав Лукьянович | PULSE OVERVOLTAGE PROTECTION DEVICE |
| UA8396U (en) * | 2004-08-30 | 2005-08-15 | Nat Tech Univ Kharkiv Polytech | Device for protection against pulse overvoltages |
| RU66123U1 (en) * | 2007-03-19 | 2007-08-27 | Владимир Дмитриевич Ефимов | DEVICE FOR PROTECTING THE CIRCULATOR FROM FALSE STARTING AT PULSE VOLTAGES |
| NL1033522C1 (en) * | 2007-03-08 | 2007-09-10 | Heiko Jan Van Der Linden | Electronic circuit for protecting LED lighting from power surges, comprises analogue digital converter for measuring voltage, microprocessor for calculating overvoltage and modulator for pulsing voltage in event of power surge |
| UA27287U (en) * | 2007-06-11 | 2007-10-25 | Sytenko Inst For Pathology Of | Method for manufacturing corset for treating and preventing spondilolysis and dysplastic spondylolisthesis in children and adolescents |
| CA2599079A1 (en) * | 2007-08-27 | 2009-02-27 | Hamilton Sundstrand Corporation | Solid state power controller with lightning protection |
-
2011
- 2011-05-03 RU RU2011117050/07A patent/RU2459333C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU43108U1 (en) * | 2004-08-02 | 2004-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | DEVICE FOR PROTECTION AGAINST PULSE SWITCHING OVERVOLTAGE |
| RU43109U1 (en) * | 2004-08-02 | 2004-12-27 | Кужеков Станислав Лукьянович | PULSE OVERVOLTAGE PROTECTION DEVICE |
| UA8396U (en) * | 2004-08-30 | 2005-08-15 | Nat Tech Univ Kharkiv Polytech | Device for protection against pulse overvoltages |
| NL1033522C1 (en) * | 2007-03-08 | 2007-09-10 | Heiko Jan Van Der Linden | Electronic circuit for protecting LED lighting from power surges, comprises analogue digital converter for measuring voltage, microprocessor for calculating overvoltage and modulator for pulsing voltage in event of power surge |
| RU66123U1 (en) * | 2007-03-19 | 2007-08-27 | Владимир Дмитриевич Ефимов | DEVICE FOR PROTECTING THE CIRCULATOR FROM FALSE STARTING AT PULSE VOLTAGES |
| UA27287U (en) * | 2007-06-11 | 2007-10-25 | Sytenko Inst For Pathology Of | Method for manufacturing corset for treating and preventing spondilolysis and dysplastic spondylolisthesis in children and adolescents |
| CA2599079A1 (en) * | 2007-08-27 | 2009-02-27 | Hamilton Sundstrand Corporation | Solid state power controller with lightning protection |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU176469U1 (en) * | 2016-12-27 | 2018-01-22 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт технической физики и автоматизации (АО "НИИТФА") | PULSE OVERVOLTAGE PROTECTION DEVICE |
| RU194140U1 (en) * | 2018-12-11 | 2019-11-29 | Федеральное казенное учреждение "Войсковая часть 25776" | Surge protection device |
| RU207332U1 (en) * | 2020-10-20 | 2021-10-25 | ООО "Газпром трансгаз Саратов" | Protection device for power circuits against the effects of lightning discharges |
| RU207848U1 (en) * | 2021-02-19 | 2021-11-19 | Федеральное казенное учреждение Войсковая часть 25776 | Combined type surge protection device |
| RU2817404C1 (en) * | 2023-06-19 | 2024-04-16 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" | Device for protection of photovoltaic modules against atmospheric overvoltage |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4571656A (en) | Electrical circuit for protection against surge overvoltage of transients | |
| US7933108B2 (en) | Motor drive with low leakage surge protection | |
| EP3128633B1 (en) | Transient over voltage and lightning protection of power connected equipment | |
| RU2009129211A (en) | OVERVOLTAGE PROTECTION DEVICE FOR USE IN DC SYSTEMS, IN PARTICULAR, FOR PHOTOELECTRIC INSTALLATIONS | |
| RU2459333C1 (en) | Device to protect equipment against pulse overloads | |
| JPH05316642A (en) | Protective circuit network of common-mode voltage surge | |
| CN101895108B (en) | Surge protection system | |
| CN203180510U (en) | Combined overvoltage protector of resistance capacitance lightening arrester | |
| CN201663544U (en) | Filter module with electromagnetic interference resistance and transient suppression functions | |
| CN210724199U (en) | Direct current dual input power surge suppression circuit | |
| EP2518850B1 (en) | Surge protection apparatus and method using the same | |
| CN109390925A (en) | Inverter lightning-protection method, circuit and device and grid-connected inverters system | |
| Kaiser et al. | Safety considerations for the operation of bipolar DC-grids | |
| CN101588063B (en) | High power low residual voltage lightning protection module | |
| KR100878685B1 (en) | Data/signal surge protector | |
| KR100981787B1 (en) | One chip surge arrester with selector switch | |
| RU194140U1 (en) | Surge protection device | |
| RU207848U1 (en) | Combined type surge protection device | |
| RU2304835C1 (en) | Overvoltage protective gear | |
| RU43109U1 (en) | PULSE OVERVOLTAGE PROTECTION DEVICE | |
| CN208690933U (en) | Protect circuit and pitch-controlled system | |
| CN201854033U (en) | Serial connection type surging suppression optimized structure | |
| KR101869954B1 (en) | Surge Protection Device with EMP Protection and EMP PCI moudule | |
| RU105537U1 (en) | PULSE OVERVOLTAGE PROTECTION DEVICE | |
| Milanov et al. | Fast-acting protection of a semiconductor converter by means of short-circuiting thyristor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130504 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20141110 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160504 |