Устройство для защиты от грозового разряда и импульсов напряжения

Предложенное техническое решение обеспечит полную защиту от грозового разряда, волн резкого повышения напряжения электропитания и коротких замыканий. Предложенное устройство включает две ступени элементов защиты. В первой ступени элементов защиты использовано параллельно-последовательное соединение упомянутых металл-оксидных варисторов и газонаполенных разрядников напряжения. Во второй ступени элементов защиты использовано параллельное соединение предохранителей указанного типа, каждый из которых состоит из упомянутого термистора и металл-оксидного варистора.

Предлагаемое техническое решение относится к области электротехники.

В качестве ближайшего аналога предлагаемого технического решения может быть выбрано устройство для защиты от грозового разряда, описанное в CN 203103947, опубликованным 31.07.2013. Известно из CN 203103947 устройство включает первую и вторую ступени (схемы) элементов защиты. Первая ступень элементов защиты содержит совокупность металл-оксидных варисторов и газона-поленных разрядников напряжения. Вторая ступень элементов защиты содержит предохранитель на базе термистора на основе проводящего полимера с положительным температурным коэффициентом. В свою очередь предлагаемое техническое решение представляет собой дальнейшее совершенствование устройств защиты от резких импульсов напряжения, возникающих в сети, которое, в итоге, позволит повысить качество защиты электрических схем.

Указанный технический результат достигается при использовании предложенного устройства для защиты от грозового разряда и импульсов напряжения, включающего: первую (I) ступень элементов защиты, содержащую совокупность металл-оксидных варисторов (MOV) и газонаполенных разрядников напряжения (GDT); вторую (II) ступень элементов защиты, содержащую предохранитель на базе термистора на основе проводящего полимера с положительным температурным коэффициентом (PPTC). В отличие от аналога: в I ступени элементов защиты использовано параллельно-последовательное соединение упомянутых MOV и GDT; во II ступени элементов защиты использовано параллельное соединение предохранителей указанного типа, каждый из которых состоит из упомянутого термистора - PPTC и MOV, то есть использована схема предохранителя - 2Pro AC. Использованное в I ступени элементов защиты параллельно-последовательное соединение MOV и GDT состоит из двух параллельных цепей: первая цепь из двух последовательно соединенных MOV, между которыми подключено соединение с GDT; вторая цепь из и последовательно соединенных MOV и GDT. Использованное во II ступени элементов защиты параллельное соединение включает четыре предохранителя указанного типа, в котором каждая пара предохранителей работает на одной из полуволн напряжения переменного тока и управляется диодным мостом.

Практические испытания показали, что I ступень элементов защиты, выполненная на основе структуры MOV+GDT, обеспечивает защиту от напряжений >1000 В. Также, обеспечивается защита от коротких замыканий 8/20 мкс до 5000 А и от напряжения в несколько кВ (пройдены испытания на 7 кВ). Таким образом, I ступень обеспечит соответствие классу 2 стандарта EN61643-11: 2002+A11: 2007. II ступень, основанная на использовании структуры PPTC+MOV, то есть на элементе защиты от TE Connectivity серии 2Pro AC обеспечивает защиту от короткого перенапряжения <1000 В, от 380-418VAC 3-х фазного напряжения, длительных перенапряжений <600 В. В итоге обеспечивается полная защита от любого вида грозового разряда и импульсов напряжения, защита от волн резкого повышения напряжения электропитания любой длительности (порядка несколько миллисекунд) из сети 220 В, защита от коротких замыканий неограниченного времени. Также, использование предложенного устройства позволит улучшить электромагнитные характеристики, в первую очередь снизить радиоизлучение, снизить пусковой ток, позволит использовать встроенную тепловую защиту, а также восстановление после выключения питания.

1. Устройство для защиты от грозового разряда и импульсов напряжения, включающее:

первую ступень элементов защиты, содержащую совокупность металл-оксидных варисторов и газонаполненных разрядников напряжения;

вторую ступень элементов защиты, содержащую предохранитель на базе термистора на основе проводящего полимера с положительным температурным коэффициентом, отличающееся тем, что

в первой ступени элементов защиты использовано параллельно-последовательное соединение упомянутых металл-оксидных варисторов и газонаполненных разрядников напряжения,

во второй ступени элементов защиты использовано параллельное соединение предохранителей указанного типа, каждый из которых состоит из упомянутого термистора и металл-оксидного варистора.

2. Устройство для защиты от грозового разряда и импульсов напряжения по п. 1, отличающееся тем, что использованное в первой ступени элементов защиты параллельно-последовательное соединение металл-оксидных варисторов и газонаполненных разрядников напряжения состоит из двух параллельных цепей:

первая цепь из двух последовательно соединенных металл-оксидных варисторов, между которыми подключено соединение с газонаполненным разрядником,

вторая цепь из последовательно соединенных металл-оксидного варистора и газонаполненного разрядника.

3. Устройство для защиты от грозового разряда и импульсов напряжения по п. 1, отличающееся тем, что использованное во второй ступени элементов защиты параллельное соединение включает четыре предохранителя указанного типа, причем каждая пара данных предохранителей управляется диодным мостом.