UA76524C2 - Device for limiting short-time and long overvoltages - Google Patents

Description

Опис винаходу

Винахід стосується обмежувача напруги відповідно до обмежувальної частини пункту 1 формули винаходу. 2 Цей обмежувач напруги служить для обмеження коротких або тривалих у часі перенапруг. Він має варистор і розвантажувальний шлях, що підключається паралельно до варистора. При діючих тривалий час перенапругах приводиться в дію розподільний пристрій, що знаходиться у розвантажувальному шляху, і комутує струм, який проходить через варистор при обмеженні перенапруг у розвантажувальний шлях.

Винахід базується на обмежувачах напруги, вказаних в обмежувальній частині формули винаходу, таких, як 70 описані, Інаприклад, в 05 4 068 281А). Описаний пристрій обмеження має варистор 10, паралельно якому увімкнений розвантажувальний шлях з напівпровідниковим перемикачем. При виникненні тривало діючої перенапруги через варистор проходить струм, який після часу затримки, що задається, комутується у розвантажувальний шлях за рахунок короткого замикання напівпровідникового перемикача. Коротке замикання досягається за допомогою термістора 15, що вмикає напівпровідниковий перемикач залежно від температури 72 варистора по закінченні часу затримки.

Інший обмежувач напруги розкритий (у ЕК 2 716 307АЇ. На Фіг.2 цього документа показаний обмежувач напруги з іскровим проміжком 2, паралельно якому підключений розвантажувальний шлях з напівпровідниковим перемикачем 8. Залежна від режиму іскрового проміжку 2 величина, а саме напруга на іскровому проміжку 2, вимірюється керуючим пристроєм 9 і служить для короткого замикання напівпровідникового перемикача після заданого проміжку часу.

Обмежувач напруги з декількома обмежуючими напругу елементами розкритий |У ОЕ 41 24 321 АТ). Якщо під час роботи один з цих елементів перевантажується, то з цього елемента відбувається перемикання на наступний обмежуючий напругу елемент. Оскільки підключений обмежуючий напругу елемент при тривало діючих перенапругах також швидко перевантажується, то цей обмежувач не придатний для тривало діючих перенапруг. с

Винахід, як він сформульований у формулі винаходу, вирішує задачу створення обмежувача напруги Ге) зазначеного на початку типу, який відрізняється компактною конструкцією і високою надійністю навіть у складних умовах роботи.

Обмежувач напруги, згідно з винаходом, має вісесиметрично виконаний корпус, щонайменше, з двома відділеннями, що знаходяться на відстані одне від одного в осьовому напрямку, у першому з яких розташований М варистор, а у другому - розподільний пристрій. Крім того, він містить третє відділення, що знаходиться на с певному потенціалі, у якому розташовані засоби для приведення в дію розподільного пристрою. За рахунок розташування компонентів обмежувача напруги в окремих відділеннях забезпечується компактна модульна о конструкція. Одночасно за рахунок цього забезпечується те, що енергетично навантажуванні компоненти, асаме («о варистор і розподільний пристрій, відокремлені один від одного у відділеннях і тим самим їх можна

Зо охолоджувати незалежно один від одного. За рахунок того, що звичайно працюючі електронні виконавчі засоби - розміщені в електромагнітно екранованому відділенні, значно збільшується надійність роботи обмежувача напруги. При цьому це відділення захищене, перш за все, від небажаних високоенергетичних електромагнітних перешкод. «

Особливо компактна конструкція і одночасно особливо добра електромагнітна сумісність забезпечується З тоді, коли третє відділення розташоване між першим і другим відділеннями і як виконавчий засіб містить с керуючий пристрій з входами, щонайменше, для одного сигналу, залежного від робочих параметрів, а також для

Із» передбачених при необхідності інших залежних від робочих параметрів сигналів, з перевіряючим умови перемикання і створюючим сигнал перемикання запускним блоком, що впливає на розподільний пристрій вихідним сигналом, блоком обробки сигналів, який обробляє залежні від робочих параметрів сигнали, і/або підсилювачем, який підсилює сигнали перемикання. За допомогою такого керуючого пристрою можна дуже точно 7 керувати створенням сигналу перемикання незалежно від електромагнітних полів, що створюють перешкоди. За

Ге»! рахунок обробки сигналів, що подаються у блок обробки, і/або за рахунок підсилення сигналів перемикання у підсилювачі можна додатково поліпшити точність процесу. Додаткове поліпшення досягається за рахунок входів і-й для додаткових, переважно зовнішніх вхідних сигналів, а також за рахунок інтегрованої у запускному блоці ка 20 електронної схеми або обчислювального блоку для спряження залежних від робочих параметрів сигналів і додаткових вхідних сигналів відповідно до алгоритму керування, що залежить від умов перемикання. Такий

Т» обмежувач напруги можна з особливою перевагою використовувати у залізничному русі, оскільки там, незважаючи на виникнення сильних, створюючих перешкоди, полів, при вирішенні складних завдань обмеження необхідна надзвичайно точна і надійна робота обмежувача напруги. 25 Як робочі параметри можна використовувати, перш за все, струм, що проходить через варистор, магнітне

ГФ) поле цього струму, залишкову напругу на варисторі і/або температуру варистора. При виборі залишкової напруги юю як робочий параметр керуючий пристрій має запускний елемент, що активується вище граничної величини залишкової напруги і виконаний у вигляді подільника напруги або обмежувача напруги, при виборі струму варистора або його магнітного поля як робочий параметр керуючий пристрій має запускний елемент, що 60 активується вище граничної величини струму або магнітного поля і виконаний у вигляді залежного від сили струму чи магнітного поля перемикача, а при виборі температури варистора як робочий параметр керуючий пристрій має запускний елемент, що активується вище граничної величини температури і виконаний у вигляді залежного від температури перемикача.

Конструктивно простим способом перше і друге відділення розташовані між двома із чотирьох розташованих бо на відстані одна від одної в осьовому напрямку і встановлених перпендикулярно осі симетрії струмопровідних пластин. При цьому дві зовнішні пластини утворюють, відповідно, один з двох струмопідведень системи, а дві розташовані між ними внутрішні пластини електрично ізольовані одна від одної і сполучені електрично, відповідно, з одним із двох струмопідведень системи, а також з одним із двох струмопідведень варистора та розподільного пристрою. Якщо тепер першу із двох зовнішніх пластин і першу із двох внутрішніх пластин стягнути з електричним з'єднанням за допомогою перших гвинтів, а розташовану між першою зовнішньою і першою внутрішньою другу внутрішню пластину і другу зовнішню пластину стягнути з електричним з'єднанням за допомогою других гвинтів, то можна за допомогою вже наявних несучих елементів корпусу обмежувача і без додаткових утримувальних частин забезпечити ефективний захист від зовнішніх механічних впливів. 70 Доцільно пропускати перші гвинти через отвори у другій внутрішній пластині, а другі гвинти - через отвори у першій внутрішній пластині, при цьому отвори мають більший діаметр, ніж гвинти. Виконаний таким чином обмежувач напруги можна виготовляти особливо просто, оскільки його частини, що несуть різний електричний потенціал, можна легко електрично ізолювати одну від одної. Як ізолюючий засіб служить поверхнева ізоляція, яка передбачена між однією із двох зовнішніх і однією із двох внутрішніх пластин, та ізоляція, що містить в собі одну із двох внутрішніх пластин і проходить між обома зовнішніми пластинами, яка переважно утворена з отверділої заливальної маси.

Електрично і магнітно екрановане третє відділення переважно відокремлене від першої внутрішньої пластини, а також від проміжної пластини, що має електричний потенціал і електрично сполучена з струмопідведенням варистора. У цьому випадку третє відділення, що містить виконавчий засіб, за рахунок 2о утворення клітини Фарадея особливо ефективно захищене від електромагнітної дії.

Істотна допомога при монтажі обмежувача напруги забезпечується за рахунок того, що у першу внутрішню пластину вставлений центрувальний штифт, що проходить у друге відділення. Цей центрувальний штифт утримує у заданому місці розподільний пристрій, який має, щонайменше, один силовий напівпровідниковий прилад, при виготовленні обмежувача напруги та після його виготовлення. с

Нижче наводиться докладний опис винаходу на прикладах виконання з посиланнями на креслення, на яких зображено: і)

Фіг1 - принципова схема системи, згідно з винаходом, для обмеження короткочасних або тривалих перенапруг І, що містить варистор і підключений паралельно до варистора розвантажувальний шлях, який має розподільний пристрій, керований за допомогою робочого параметра варистора; «Е зо Фіг.2 - принципова схема варіанта виконання обмежувача напруги, згідно з винаходом, показаного на Фіг.1, у якому як робочий параметр для керування розподільним пристроєм використовується залежна від перенапруги с залишкова напруга Ор варистора; ю

Фіг.3 - принциповий хід зміни виникаючої в обмежувачі напруги, згідно з Фіг.2, залишкової напруги Ор, що викликана перенапругою І струму І, який проходить через варистор струму Іу та через розподільний пристрій ісе) зв струму Ів залежно від часу Є; ї-

Фіг.4 - схема варіанта виконання обмежувача напруги, згідно з Фіг.2, для застосування із змінним струмом, з розподільним пристроєм, що містить два увімкнених зустрічно-паралельно тиристора;

Фіг5 - схема варіанта виконання обмежувача напруги, згідно з Фіг.2, для застосування з постійним струмом, з тиристором як розподільним пристроєм; «

Фіг.6 - схема іншого варіанта виконання обмежувача напруги, згідно з Фіг.2, для застосування із змінним з с струмом, з розподільним пристроєм, що містить два увімкнених зустрічно-паралельно тиристора;

Фіг.7 - схема варіанта виконання обмежувача напруги, згідно з Фіг.1, для застосування з постійним ;» струмом, з тиристором як розподільним пристроєм, у якому як робочий параметр для керування розподільним пристроєм застосовується струм у, що проходить через варистор, і температура Т варистора;

Фіг.8 - схема варіанта виконання обмежувача напруги, згідно з Фіг.1, для застосування із змінним струмом, -І з двома зустрічно-паралельно увімкненими тиристорами як розподільним пристроєм, у якому як робочий параметр для керування розподільним пристроєм застосовується струм | у, що проходить через варистор, і

Ме. температура |у варистора; с Фіг9 - схема варіанта виконання обмежувача напруги, згідно з Фіг.1, для застосування з постійним струмом, з транзистором ІЗВТ як розподільним пристроєм, у якому як робочий параметр для керування о розподільним пристроєм застосовується струм Іу, що проходить через варистор, і температура Ту варистора; ї» Фіг10 - схема варіанта виконання обмежувача напруги, згідно з Фіг.1ї7, для застосування із змінним струмом, з системою із зустрічно-паралельно увімкнених ІСВТ як розподільним пристроєм, у якому як робочий параметр для керування розподільним пристроєм застосовується струм | у, що проходить через варистор, і ов температура Ту варистора;

Фіг.11 - реалізований у вигляді пристрою варіант виконання обмежувача напруги, згідно з Фіг.4, 6, 8 або

Ф) 10, у якому видалена інакше присутня ізоляція, в ізометричній проекції; ка Фіг.12 - обмежувач напруги, згідно з Фіг.11, який в ділянці двох силових напівпровідникових приладів, що вживаються як розподільний пристрій, показаний у частковому розрізі, на вигляді збоку; і во Фіг.13 - розріз обмежувача напруги по лінії ХПІ-ХІЇЇ на Фіг.11, у якому, однак, присутня ізоляція.

На Фігурах однакові частини позначені однаковими позиціями. Показаний на Фіг.1 обмежувач напруги має обмежуючий напругу елемент, який виконаний у вигляді варистора 1 і переважно містить оксид металу, зокрема, оксид цинку. Варистор 1 увімкнений паралельно ділянці, на якій можуть виникати перенапруги Ш і яка обмежена двома струмопідведеннями 2, 3, до яких можуть прикладатися різні потенціали. Обидва струмопідведення 65 Можуть бути частиною електричної установки, але можуть також належати двом різним електричним установкам, наприклад, шині електричної залізниці, що проводить зворотний струм, і розташованій поблизу шини установці низької напруги, наприклад, автомату для контролю квитків. Струмопідведення 2 електрично з'єднане з одним із двох струмопідведень варистора 1 та з одним із двох струмопідведень розподільного пристрою 4 розвантажувального шляху, увімкненого паралельно варистору 1. Струмопідведення З і друге із двох струмопідведень варистора 1 та розподільного пристрою 4 знаходяться на однаковому потенціалі. Між варистором і розподільним пристроєм знаходяться засоби, які приводять в дію розподільний пристрій, зокрема, вмикають його. Ці виконавчі засоби містять не позначені датчики для виміру робочих параметрів варистора і керуючий пристрій 5, в який можуть подаватися вихідні сигнали датчиків і який діє на розподільний пристрій 4.

Такі робочі параметри охоплюють всі величини виміру, які допомагають розпізнавати перевантаження 7/о варистора, такі як вимірюваний датчиком струму струм у, що проходить через варистор І, вимірюване датчиком магнітного поля магнітне поле Н цього струму, залишкова напруга Од варистора 1 і вимірювана датчиком температури температура Ту варистора 1. На розподільний пристрій 4 може впливати лише один з робочих параметрів. Однак для підвищення надлишковості може бути доцільним впливати на розподільний пристрій 4 двома або більше робочими параметрами. Залежно від варіанта виконання датчики можуть бути інтегровані в 7/5 Керуючий пристрій 5.

Керуючий пристрій 5 має входи 6 для сигналів ІМ, Ор, Ту і Н, що видаються датчиками та залежать від робочих параметрів, і при необхідності, - для інших передбачених залежних від робочих параметрів сигналів.

Такими додатковими сигналами є струм І, що виникає в результаті перенапруги І, і струм Ів, який проходить через розвантажувальний шлях, відповідно, через розподільний пристрій 5 і підсумовується із струмом | у 2о варистора у загальний струм І, що викликається перенапругою. Крім того, передбачені входи для додаткових сигналів із зовнішніх ліній керування. У блоці 7 обробки сигналів керуючого пристрою 5 може виконуватися обробка сигналів. З оброблених сигналів у запускному блоці 8 з перевіркою заданих умов спрацьовування безпосередньо або опосередковано за допомогою оцінюючого оброблені вхідні сигнали в обчислювальному блоці або в електронній схемі алгоритму створюється сигнал вмикання для розподільного пристрою. Сигнал с ов ВмМмикання може підсилюватися у підсилювачі 9 і може подаватися через вихід керуючого пристрою 5 на керуючий елемент розподільного пристрою 4. і)

Розподільний пристрій 4 може бути виконаний у вигляді електромеханічного перемикального пристрою, однак за звичай має напівпровідниковий перемикач, що містить силовий напівпровідниковий прилад. Підхожими силовими напівпровідниковими приладами є тиристор, триак, транзистор, ІСВТ, СТО, МО5-НЕеї і РЕТ. Окремі «г

Зр Типи силових напівпровідникових приладів відрізняються здатністю (поведінка при перевантаженнях, навантаження з напруги, допустима швидкість наростання струму) навантаження і способами запуску. Тим с самим для кожного типу напівпровідникового приладу створюються різні переваги для спеціальних застосувань, ю так що можна обирати оптимальний тип відповідно до застосування. Залежно від вживаного силового напівпровідникового приладу необхідно інтегрувати спеціальні для типу захисні схеми (наприклад, захисну схему ісе)

Т5Е/ефект накопичення носіїв заряду/для тиристора) і контури вимикання (наприклад, допоміжний контур ї- комутації для тиристора). Для застосувань із змінним струмом напівпровідниковий прилад звичайно виконується з можливістю випрямляння у двох напрямках і містить два увімкнених зустрічно-паралельно однотипних силових напівпровідникових прилади, тоді як для застосувань з постійним струмом можна використовувати лише один силовий напівпровідниковий прилад або два чи більше увімкнених з однаковою полярністю силових « напівпровідникових прилади. з с Діюча лише короткочасно перенапруга з невеликим вмістом енергії обмежується варистором 1. Тривало діюча перенапруга з високим вмістом енергії також спочатку обмежується варистором 1. Перш ніж навантаження ;» варистора стане дуже великим, у керуючому пристрої 5 при перевищенні граничної величини, щонайменше, одного із залежних від робочих параметрів у, Юв, Ту, Н варистора сигналів створюється сигнал перемикання, який викликає коротке замикання розподільного пристрою, що має більш високу навантажуваність тривалим -І струмом, ніж варистор, якщо залежний від робочих параметрів сигнал після заданого проміжку часу все ще знаходиться вище граничної величини.

Ме, Нижче наводиться опис принципу дії показаного на Фіг.2 і З обмежувача напруги, згідно з винаходом, у с якому як робочий параметр для керування розподільним пристроєм 4 використовується залишкова напруга І в, що Відповідає перенапрузі. Електрично сполучений з струмопідведенням варистора 1, що має залишкову о напругу Ор, з одного боку, і з керуючим елементом розподільного пристрою 4, з іншого боку, керуючий пристрій ї» 5 цього обмежувача напруги має увімкнені послідовно запускний елемент 10 і елемент 11 затримки у часі з тривалістю затримки у.

Якщо виникає короткочасна перенапруга (ліва частина Фіг.3), то варистор 1 при перенапрузі понад задану ов Величину Ос стає провідним і пропускає струм ІМ. При перевищенні перенапругою іншої заданої величини напруги От, запускний елемент 10 видає запускний сигнал і одночасно активується елемент 11 затримки у часі.

Ф) Якщо перенапруга О усередині проміжку часу (у знову спадає нижче за величину ОТ, то запускний сигнал ка зникає ще протягом цього проміжку часу. У цьому випадку перенапруга обмежується тільки варистором 1 без небезпеки його перевантаження. Якщо ж має місце тривало діюча або, можливо, повільно наростаюча бо перенапруга (права частина Фіг.3), то запускний сигнал, що видається запускним елементом 10, зберігається у всьому проміжку часу її. По закінченні проміжку часу запускний сигнал через елемент 11 затримки у часі потрапляє як сигнал перемикання у розподільний пристрій 4 і замикає його з утворенням розвантажувального шляху. Струм у, що проходить через варистор 1, перемикається тепер у розвантажувальний шлях, що містить розподільний пристрій 4. Оскільки розподільний пристрій 4 виконаний стійким до тривалого струму, то він 65 Здатний пропускати струм протягом тривалого проміжку часу без недопустимо високого нагріву. Однак виникаюче при деяких обставинах надлишкове тепло може відводитися через додатково передбачені охолоджувальні елементи.

У показаному на Фіг.4 варіанті виконання обмежувача напруги використовується залишкова напруга ШО в варистора 1 для керування розподільним пристроєм 4, виконаним у вигляді двонапрямленого перемикача з двома зустрічно-паралельно увімкненими тиристорами ТТ. і Т». Залишкова напруга Ор варистора 1 під час позитивної півхвилі залишкової напруги через діод О увімкненого паралельно до струмопідведень варистора 1 подільника напруги з опорами К. і Ко вимірюється електронною схемою Е). керуючого пристрою 5. Під час позитивної півхвилі залишкової напруги зменшена на коефіцієнт розподілу подільника напруги залишкова напруга подається через діак І і активний опір К»з на вхід затвора тиристора Т4. Увімкнений паралельно до 7/0 опору Ко зарядний конденсатор СТ електронної схеми Е заряджається. Якщо після проміжку часу Її 4 (див.

Фіг.3) все ще існує залишкова напруга, то конденсатор СТ заряджається до напруги, якає достатньою для активації діака і проходження струму від конденсатора СТ через опір Кз до затвора тиристора ТТ. Струм затвора обмежується опором К з і викликає запалювання тиристора Т 4 і тим самим розвантаження варистора 1, увімкненого паралельно тиристору ТТ.

Показана на Фіг.4 електронна схема Е» виконана відповідно до електронної схеми Е. і викликає під час негативної півхвилі залишкової напруги зарядження конденсатора, відповідного конденсатору СТ, і після проміжку часу ( при ще присутній залишковій напрузі викликає запалювання тиристора То. Звичайна для тиристорів не позначена схема КС захищає тиристори Т. і То від перевантаження.

У варіанті виконання обмежувача напруги, згідно з Фіг.5, для застосування з постійним струмом також 2о використовується залишкова напруга Ов варистора 1 для керування розподільним пристроєм. Розподільний пристрій виконаний у вигляді тиристора Т. Електрод затвора тиристора Т через напівпровідниковий стабілітрон 7О їі увімкнений послідовно з ним активний опір КТ та конденсатор СТ одержує залишкову напругу. Сигнал потрапляє в тиристор Т тільки тоді, коли напівпровідниковий стабілітрон 270 стає провідним при перевищенні величини напруги От (див. Фіг.3) і все ще залишається провідним після затримки у часі, що визначається сч ов панкою КС. За рахунок захисного дроселя ІК забезпечується контрольоване наростання струму | в через розподільний пристрій під час перемикання струму Іу варистора у розвантажувальний шлях. Таким чином, і) тиристор Т захищається від дуже великої крутизни струму.

У варіанті виконання для застосування із змінним струмом, показаному на Фіг.б, розподільний пристрій 4 знову виконаний у вигляді тиристорної системи з двома зустрічно-паралельно увімкненими тиристорами Т. і ТТ». «г зо Кожний з цих двох тиристорів увімкнений відповідно до тиристора Т у варіанті виконання, згідно з Фіг.4, з напівпровідниковим стабілітроном 20 і ланкою КС. Два зустрічно-паралельно увімкнених перед відповідними с напівпровідниковими стабілітронами діода Ю забезпечують проходження до відповідного напівпровідникового ю стабілітрона 720 тільки сигналу, що відповідає одній півхвилі залишкової напруги Ор.

У варіантах виконання, згідно з Фіг.7-10, на відміну від варіантів виконання, згідно з Фіг.2, 4, 5116, ре) з5 ЯК робочі параметри для приведення в дію розподільного пристрою 4 використовуються струм І у варистора і ча температура Ту, варистора. Замість напівпровідникового стабілітрона 20 як запускний елемент використовується у даному випадку активований при перевищенні граничної величини струму або магнітного поля, залежний від сили струму і сили магнітного поля перемикач 5 і і активований при перевищенні граничної величини температури Ту, залежний від температури перемикач т. У передбачених для застосування з постійним « струмом варіантах виконання, показаних на Фіг.7, відповідно, Фіг.9, як розподільний пристрій 4 передбачений з с тиристор Т, відповідно, ІСВТ. У передбачених для застосування із змінним струмом варіантах виконання, . показаних на Фіг.8 і 10, як розподільний пристрій 4 передбачена система з двома зустрічно-паралельно и?» увімкненими тиристорами Т|.; і То, відповідно, система з двома зустрічно-паралельно увімкненими біполярними площинними транзисторами з ізольованим затвором (СВТ). У варіантах виконання, згідно з Фіг.9 і 10, з розподільним пристроєм 4, що містить, щонайменше, один ІЗВТ, можна відмовитися від захисного дроселя | К. -І Якщо при перевищенні граничної величини струму ІМ варистора або температури Ту варистора замикається один із двох вимикачів 5; або 51, то запускний сигнал передається в розподільний пристрій 4. За рахунок того,

Ме. що використовуються два діючих незалежно один від одного робочих параметра для створення запускного с сигналу, підвищується надлишковість обмежувача напруги.

На Фіг.11-13 показаний реалізований у вигляді пристрою варіант виконання обмежувача напруги, згідно з де Фіг.4,6, 8 ії 10, який призначений для приймання великих потужностей. На Фіг.11 і 12 навмисно не показана ї» ізоляція. Як показано на фігурах, обмежувач напруги має виконаний уздовж осі 20 вісесиметричний корпус 22 з двома розташованими на відстані одне від одного в осьовому напрямку відділеннями 24 і 26 (див. Фіг.12 і 13), при цьому у першому відділенні 24 розташований виконаний у вигляді плоскої круглої шайби варистор 1, а у ов другому відділенні 24 - розподільний пристрій 4 з двома виконаними у вигляді двох суцільних циліндрів тиристорами ТТ; і То. В електромагнітно екранованому третьому відділенні 28, що знаходиться на заданому

Ф) потенціалі (див. Фіг.13), розташовані виконавчі засоби, що містять керуючий пристрій 5. Це третє відділення ка розташоване між відділенням 24 для варистора і відділенням 26 для розподільного пристрою.

Як показано на Фіг.12 і 13, відділення 24 і 26 розташовані кожне між двома з чотирьох розташованих на бо Відстані одна від одної в осьовому напрямку і встановлених перпендикулярно осі 20 симетрії струмопровідних пластин 30, 32, 34, 36 круглої форми. Ці пластини складаються з матеріалу, що добре проводить струм, такого як, наприклад, алюміній, латунь або мідь, який містить, щонайменше, один з цих елементів сплав або сталь. Дві зовнішні пластини цих пластин, а саме, пластини 30 і 36, мають більший діаметр, ніж обидві розміщені всередині пластини 32 і 34, і утворюють кожна одне з двох струмопідведень обмежувача напруги. Розташовані 65 між ними внутрішні пластини 32 і 34 електрично ізольовані одна від одної і електрично з'єднані з відповідним одним із двох струмопідведень системи, а також з одним із двох струмопідведень варистора 1 і розподільного пристрою 4. Пластини ЗО і 34 стягнуті одна з одною за допомогою трьох гвинтів 38, а розташовані між цими обома пластинами пластини 32 і 36 - за допомогою трьох гвинтів 39 із забезпеченням електричної провідності.

Гвинти 38 проходять через не позначені отвори у пластині 32, а гвинти 39 - через не позначені отвори у пластині 34, при цьому отвори мають діаметр, що перевищує діаметр гвинтів.

Відділення 28 обмежене пластиною 34, встановленим на пластину 34 металевим циліндром 42 і електрично провідною проміжною пластиною 44, що спирається на порожнистий циліндр 42 та утворює струмопідведення варистора 1. Оскільки пластина 34, циліндр 42 і проміжна пластина 44 електрично сполучені одне з одним, то відділення 28 знаходиться на певному потенціалі і практично повністю екрановане електромагнітно від 7/0 оточуючого середовища. Тільки у пластині 34 передбачений не позначений отвір, який з'єднує відділення 28 з відділенням 26 розподільного пристрою і через який проходять лінії 46 живлення та сигналів (див. Фіг.13), що забезпечують живлення струмом керуючого пристрою 5 і забезпечують проходження сигналів між керуючим пристроєм 5 і електродами затвора тиристорів Т. і То.

Між пластинами 30 і 32 передбачена виконана у вигляді плоского шару поверхнева ізоляція 40 (див. Фіг.13). /5 Тому пластини ЗО і 34, гвинти З8, порожнистий циліндр 42 і проміжна пластина 44 після прикладання змінного струму до реалізованих у вигляді струмопідведень обмежувача напруги пластин 30 і 36 знаходяться на однаковому потенціалі. На противагу цьому, пластини 32, Зб, гвинти 39 і проміжна пластина 48, що підпирає пластину 32 і служить як струмопідведення варистора 1, знаходяться на протилежному потенціалі. Як показано на Фіг.13, за рахунок замикання двох внутрішніх пластин 32 і 34, гвинтів 38 і 39, проміжних пластин 44 і 48, 20 порожнистого циліндра 42, варистора 1 і тиристорів Ті та То в електрично ізолюючу, розташовану між двома зовнішніми пластинами 30 і 36 ізоляцію 50, забезпечується надійна робота обмежувача напруги також при навантаженні великими потужностями. Ізоляцію 50 переважно виконують за рахунок заливання електроізоляційною смолою, зокрема на основі силікону, попередньо змонтованого корпусу 22, який вже містить варистор, тиристори і керуючий пристрій. Оскільки отвори 38 і 39, через які проходять гвинти, мають більший сч 25 Діаметр, ніж гвинти, рідка смола може входити в отвори і після твердіння утворювати ізоляцію між гвинтами і о пластинами, що мають отвори.

Як показано на Фіг.12, у пластини 34 і 36 вставлені центрувальні штифти 52, які проходять у відділення 26. Ці штифти утримують обидва тиристори Т. і То» у заданих місцях у відділенні 26 і значно полегшують монтаж обмежувача напруги. «Е зо Перелік позицій 1 Варистор с 2,3 Струмопідведення ю 4 Розподільний пристрій 5 Керуючий пристрій ісе) 35 6 Входи ї- 7 Блок обробки сигналів 8 Запускний пристрій 9 Підсилювач

Запускний елемент « 11 Елемент затримки у часі з с 20 Вісь 22 Корпус ;» 24,26,28 Відділення 30,32,34,36 Струмопровідні пластини 38,39 Гвинти -І 40 Поверхнева ізоляція 42 Порожнистий циліндр ме) 44,48 Проміжні пластини с 46 Живильні і сигнальні лінії 50 Ізоляція ю 52 Центрувальні штифти ї» Ї Загальний струм

Ім Струм варистора

Із Струм у розподільному пристрої

І Перенапруга

Ос Задана величина перенапруги

Ф) Ов Залишкова напруга ка От Гранична величина залишкової напруги

Ту Температура варистора во Н Магнітне поле струму варистора їз Проміжок часу

Т4,Т»,Тз Тиристори

О Діод

ОІ Діак 65 7О Напівпровідниковий стабілітрон

ІСВТ Біполярний площинний транзистор з ізольованим затвором

ЇК Обмежувальний дросель

СТ Конденсатор

Ко, о, Кз, КТ Активні опори

Е;, Ео Електронні схеми

Claims (15)

1. Формула винаходу 70 1. Пристрій для обмеження короткочасних або довготривалих перенапруг ()), який містить варистор (1), розвантажувальний ланцюг, що підключений до варистора (1) та містить розподільний пристрій (4), і керуючий пристрій (5) з першим входом (6) для реєстрації струму (у), що пропускається у варисторі (1), магнітного поля (Н) цього струму, залишкової напруги (Ор), що прикладається до варистора (1), або температури (Ту), що виникає на варисторі (1), як першого вхідного сигналу, спрямованим до розподільного пристрою (4) виходом, на /5 якому вище граничного значення (От) першого вхідного сигналу виникає сигнал перемикання для приведення в дію розподільного пристрою (4), який відрізняється тим, що містить виконаний симетричним вздовж осі (20) корпус (22) з трьома відділеннями (24, 26, 28), з яких перше відділення (24) і друге відділення (26) розташовані у напрямку осі (20) на відстані відносно одне одного, а третє відділення (28) виконане з електромагнітним екрануванням і розташоване між першим відділенням (24) і другим відділенням (26), при цьому У першому відділенні (24) розміщений варистор (1), у другому відділенні (26) - розподільний пристрій (4), а у третьому відділенні (28) - керуючий пристрій (5).
2. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що керуючий пристрій (5) містить запускний блок (8), що встановлений перед виходом.
3. З. Пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що керуючий пристрій (5) містить блок (7) обробки сигналів і сч підсилювач (9).
4. 4. Пристрій за одним з пп. 1-3, який відрізняється тим, що керуючий пристрій (5) містить другий вхід (6) (о) для другого вхідного сигналу (і,Ів).
5. 5. Пристрій за п. 4, який відрізняється тим, що містить третій вхід для третього вхідного сигналу.
6. 6. Пристрій за одним з пп. 1-5, який відрізняється тим, що керуючий пристрій (5) містить інтегровану у «т зо запускний блок (8) електронну схему або обчислювальний пристрій для формування сигналу перемикання з першого вхідного сигналу відповідно до визначуваних умов перемикання алгоритму керування. с
7. 7. Пристрій за одним з пп. 1-6, який відрізняється тим, що розподільний пристрій (4) містить силовий ю напівпровідниковий прилад, керований керуючим пристроєм (5).
8. 8. Пристрій за п. 7, який відрізняється тим, що керуючий пристрій (5) містить запускний елемент (10). |се)
9. 9. Пристрій за п. 8, який відрізняється тим, що запускний елемент (10) виконаний у вигляді подільника чн напруги або обмежувача напруги.
10. 10. Пристрій за одним з пп. 2-9, який відрізняється тим, що перше відділення (24) і друге відділення (26) розташовані кожне між двома з чотирьох аксіально розташованих на відстані одна від одної і орієнтованих перпендикулярно осі (20) пластин (30, 32, 34, 36), з яких дві зовнішні пластини (30, 36) утворюють відповідно « 70 ОДИН із двох струмопідводів пристрою, а дві розташовані між ними внутрішні пластини (32, 34) електрично 73 с ізольовані і електрично з'єднані відповідно з одним із двох струмопідводів пристрою, а також з одним із струмопідводів варистора (1) та розподільного пристрою (4). :з»
11. 11. Пристрій за п. 10, який відрізняється тим, що перша пластина (30) з двох зовнішніх пластин (30, З6) і перша пластина (34) з двох внутрішніх пластин (32, 34) стягнуті за допомогою перших гвинтів (38), а 75 розташована між першою зовнішньою пластиною (30) і першою внутрішньою пластиною (34) друга внутрішня -І пластина (32) і друга пластина (36) з двох зовнішніх пластин стягнуті за допомогою других гвинтів (39) із забезпеченням електричної провідності. (22)
12. 12. Пристрій за п. 11, який відрізняється тим, що перші гвинти (38) проходять через отвори у другій сл внутрішній пластині (32), а другі гвинти (39) - через отвори першої внутрішньої пластини (34), при цьому отвори мають більший діаметр, ніж гвинти. їмо)
13. 13. Пристрій за п. 12, який відрізняється тим, що третє відділення (28) обмежене першою внутрішньою Їх» пластиною (34) і проміжною пластиною (44), підтримуваною на її електричному потенціалі і електропровідним чином з'єднаною із струмопідводом варистора (1).
14. 14. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що у першу внутрішню пластину (34) вставлений центрувальний штифт (52), що проходить у друге відділення (26).
15. 15. Пристрій за одним з пп. 10-14, який відрізняється тим, що між однією пластиною (30) з двох зовнішніх (Ф) пластин і однією внутрішньою пластиною (32) з двох внутрішніх пластин передбачений ізольований шар (40), при ГІ цьому обидві внутрішні пластини (32, 34) закладені у масу (50) з отвердженої ізолювальної смоли, що проходить між обома зовнішніми пластинами (30, 36). 60 б5