Разрядник: устройство, принцип работы и виды разрядников

Чем отличаются искровые разрядники от варисторов?

Обычно варисторы и газовые разрядники выполняют одну и ту же задачу по защите от всплесков высокого напряжения, вызванных переходными процессами при коммутации, атмосферными разрядами и другими причинами.

Пример реализации защиты импульсного блока питания от входных всплесков напряжения с помощью трех варисторов (leaded disk varistor) и двух разрядников (surge arresters):

Обозначение различных типов разрядников на электрических схемах:

1 — Разрядник без указания его типа (общее обозначение);

2 — Трубчатый разрядник;

3 — Вентильный/магнитовентильный разрядник;

4 — Варистор (подробнее в статье «О роли варисторов/терморезисторов в блоках питания»);

5 — Пробивной предохранитель;

6 — Газовый разрядник;

7 — Трехэлектродный (управляемый) газовый разрядник;

8 — Термозащищенный газовый разрядник.

Газовые разрядники отличаются от варисторов принципом действия, хотя и выполняют похожие задачи по защите радиоэлектронных цепей от разрушительных высоковольтных импульсов (перенапряжений).

Варисторы в большинстве случаев являются метал-оксидными электронными элементами (MOV, Metal Oxide Varistor) с нелинейно уменьшающимся сопротивлением при увеличении приложенного напряжения (кроме того, существуют кремний-оксидные варисторы — SOV, Silicon Oxide Varistor). Благодаря этому полезному свойству, при всплеске напряжения, его энергия гасится на варисторе, включенном параллельно устройству/нагрузке.

Внутренняя структура метал-оксидного варистора:

Вольт-амперная характеристика метал-оксидного варистора:

Время срабатывания MOV-варистора равно наносекундам. Инертность варистора может привести к прохождению на защищаемый участок цепи большого количества энергии, способной вывести его из строя. Кроме того, варисторы подвержены старению — деградации, из-за которой со временем они работают со значительно худшими характеристиками. Деградацию варисторов сложно выявить в обычных условиях эксплуатации, поэтому она зачастую проявляется в виде выхода из строя защищаемого участка цепи при прохождении большого импульса напряжения.

При подборе MOV-варистора для конкретной конструкции нужно учитывать максимальное пиковое действующее напряжение в электрической цепи (его амплитуду). Для защиты входа устройства, включающегося в сеть нужно учитывать не действующее (среднеквадратичное или эффективное) значение переменного напряжения, которое показывает обычный вольтметр, а его максимальную амплитуду (пиковое напряжение).

Например, в сети с действующим переменным фазным напряжением Ud = 230 вольт (измеряется между фазой и нейтралью), максимальная амплитуда Um достигает значения (с учетом возможного допуска +10%):

Um = (Ud+10%) х 1.41 = 253 х 1.41 = 357 вольт,

для сети с Ud = 240 вольт максимальная амплитуда напряжения будет равна 373 вольтам.

Поэтому на входе устройств, питающихся от сети переменного синусоидального тока напряжением 220-240 вольт, нужно ставить электронные элементы рассчитанные на работу с напряжением не менее 400 вольт.

При слишком большой энергии электрического импульса, который гасится на варисторе, он сгорает. Это может произойти при долговременной подаче высоковольтного импульса и/или его очень большой амплитуде.

Фотография сгоревшего варистора:

В качественных импульсных блоках питания, кроме варисторов используются газовые разрядники или Gas-Filled Surge Arresters (SVT – разрядники, наполненные инертным газом).

В нормальных условиях разрядник имеет бесконечное сопротивление, но если напряжение между его электродами достигает определенного значения, то между ними начинает протекать ионизированный поток (так работает неоновая лампа). При дальнейшем повышении напряжения возникает электрическая дуга с образованием участка с постоянной проводимостью (пробой) с дуговым падением напряжения (arc drop).

Вольт-амперная характеристика типового газового разрядника:

Обычно в схемах с использованием разрядников избыточная энергия высоковольтного импульса гасится через цепь, образованную электрической дугой между электродами разрядника и нагрузочным сопротивлением.

Вентильные разрядники

Вентильный разрядник состоит из набора многократно повторяющихся искровых промежутков и нелинейных сопротивлений.

Принцип работы вентильного разрядника немного другой, чем у трубчатых разрядников. Во время работы электроды искрового промежутка снимают перенапряжения, а нелинейные сопротивления(резисторы) гасят дугу фазного напряжения.

Резисторы состоят из набора вилитовых дисков. Вилит – это запеченная смесь карбида кальция с жидким стеклом. По сравнению с трубчатыми и газовыми разрядниками, вентильные разрядники имеют более высокое напряжение пробоя.

Рис 4. Вентильный разрядник

Принцип работы магнитовентильного разрядника немного другой. При пробое фазным напряжением образуются дуга. Под воздействием магнитного поля магнитов дуга начинает вращаться, тем самым дуга гасится.

Рис 5. Магнитовентильный разрядник (РВМГ)

Виды разрядников

Воздушные (трубчатые) разрядники изготовляются в виде трубок из полимера, который при нагреве может выделять большое количество газа. На концах трубки закреплены электроды, расстояние между которыми определяет величину напряжения срабатывания. Во время пробоя материал трубки начинает выделять газ, который выходя через отверстие в корпусе, создаёт дутьё, гасящее электрическую дугу. Напряжение срабатывания превышает 1 кВ.

Газовые разновидности конструктивно аналогичны предыдущим моделям. Пробой осуществляется в герметичной трубке из керамики, содержащей инертный газ. Ионизация газа обеспечивает более быстрое срабатывание, а его давление надёжное гашение дуги. Порог срабатывания может быть от 60 вольт до 5 кВ. Для индикации превышения напряжения часто используется неоновая лампочка.

Вентильные устройства состоят из нескольких искровых промежутков, соединяемых последовательно, и сопротивления, составленного из вилитовых дисков (рабочий резистор). Между собой они соединяются последовательно. Поскольку характеристики вилита зависят от влажности, его помещают в герметичную оболочку.

Во время пробоя задачей резистора является понижение тока короткого замыкания до величины, успешно гасимой искровыми промежутками. Так как величина сопротивления вилита нелинейная ― она тем меньше, чем больше ток, то это даёт возможность пропускать значительный ток при малом падении напряжения. К преимуществам данных приборов нужно отнести срабатывание без шумовых и световых эффектов. Эти разрядники википедия характеризует устаревшими и уже не производящимися.

Магнитовентильные модификации собираются из ряда блоков, снабжённых магнитными искровыми промежутками, и равным им количеством дисков из вилита. Единичный блок состоит из ряда последовательно соединённых искровых промежутков и постоянного магнита, помещённых в корпус из фарфора. В момент пробоя возникшая дуга под воздействием магнитного поля образуемого кольцевым магнитом приобретает вращение, поэтому гасится быстрее, чем в вентильных устройствах.

В длинно-искровых устройствах используется явление скользящего разряда, обеспечивающего значительную протяжённость пути импульса по наружной стороне разрядного элемента. По длине разрядный элемент значительно превышает изолятор электролинии, но электрическая прочность его меньше, поэтому возможность возникновение дуги равна нулю. Этот вид используется на 3-ёхфазных линиях электропередачи. Они могут работать при температуре от — 60° C до + 50° C 30 лет.

В ограничителях перенапряжения нелинейных искровые промежутки отсутствуют. Вместо них используются последовательно соединённые окисно-цинковые варисторы. Их сопротивление тем меньше, чем больше сила тока, поэтому отведение импульса перенапряжения происходит очень быстро с моментальным возвратом в исходное положение. Для пропуска больших токов допускается параллельная установка нескольких ограничителей одной марки. Ограничитель устанавливается на весь срок службы защищаемого объекта.

Вентильные разрядники.

Широкое распространение получили отечественные низковольтные вентильные разрядники РВН-0,5 (Р—разрядник, В — вентильный, Н — низковольтный, 0,5 — наибольшее допустимое напряжение в киловольтах) (рис. и в последнее время разрядники ГЗа-0,66/2,5 (рис. 9) производства ПНР (0,66 — наибольшее допустимое напряжение в киловольтах, 2,5 — номинальный разрядный ток в килоамперах). Указанные разрядники состоят из одного искрового промежутка и вентильного диска и являются приборами защиты многократного действия. Они предназначены для защиты устройств СЦБ и связи, включенных в силовые цепи напряжением 380/220 В переменного тока. Электрические характеристики этих разрядников согласованы с импульсной электрической прочностью изоляции существующих силовых трансформаторов, через которые осуществляется электроснабжение устройств СЦБ и связи. Эти разрядники надежно прерывают сопровождающий ток при максимальном рабочем напряжении силовой цепи 380/220 В. Их устанавливают и эксплуатируют по Инструкции . Рис. 8. Вентильный разрядник РВН-0,5: 1 — «фарфоровый корпус; 2 — линейный зажни; 3 — резиновая прокладка: 4 — спиральная пружина; 5 — электрод искрового промежутка; 6 — миканитовая прокладка; 7 — фарфоровый цилиндр; 8 — вентильный диск; 9— диафрагма; 10 — зажим для заземления Рис. 9. Вентильный разрядник ГЗа-0,66/2,5:
1— фарфоровый корпус; 2 — вентильный диск; 3 — искровой промежуток; 4 — линейный зажим; 5 — зажим для заземления

Силовые цепи напряжением до 250 В переменного тока защищают вентиль ными разрядниками РВНШ-250 (Р — разрядник, В—вентильный, Н—низко вольтный, Ш — штепсельный, 250 — наибольшее допустимое напряжение в вольтах) (рис. 10). Их используют также для защиты линейных цепей сигнализации и связи с более низким рабочим напряжением (40 В) или постоянно находящихся под напряжением из-за электромагнитного влияния линий электропередачи или контактных сетей электрифицированных железных дорог переменного тока. Кроме того, этими разрядниками защищают ЛСС на участках дорог, электрифицированных на постоянном токе с большим удельным сопротивлением грунта, особенно в горных районах, где наблюдается гальваническое влияние тяговых токов. Основные параметры этих разрядников приведены ниже. Рис. 10. Вентильный разрядник РВНШ-260:
1 — искровой промежуток; 2 — вентильный диск; 3 — крышка

	РВН-0,5	ГЗа-0,66/2,5.	РВНШ-250
Наибольшее действующее допустимое напряжение, В	500	600	250
Напряжение пробоя, В, на частоте 50 Гц: не менее	2500	1000	700
не более	3000	2200	900
Импульсное напряжение пробоя, кВ, при волне длительностью 8/20 мкс и амплитуде 1000 А не более	4500	2800	2000
Номинальный разрядный ток, А, при волне длительностью 8/20 мкс	1000	2500′	1000
Остающееся напряжение при номинальном токе, В	2500	2800	1400
Ток утечки, мкА, при выпрямленном напряжении 500 В	6	6
Масса разрядника, кг	2	0,22	0,13
Габаритные размеры, мм	126X172	55X103	—

Выбор разрядников и ОПН

В литературе, освещающей широкий спектр вопросов электроснабжения, приводятся основные критерии выбора разрядников и ОПН:

по допустимому рабочему напряжению: Uраб.апп. ≥ Uном.сети / √3;
по пробивному напряжению и допустимому сети: Uпроб.апп. ≤ Uдоп.расч.сети ;
по остающемуся напряжению: Uост.апп. ≤ Uдоп.расч.сети ;
по номинальному разрядному, предельному импульсному, сопровождающему токам и току КЗ: Iразр.ном.апп. ≥ Iсопр.сети ; Iимп.пред.апп. ≥ Iмакс. КЗ сети .

При этом в источниках с узкой тематикой в области применения аппаратов защиты от перенапряжений отражены указания по уточнённому учёту наибольшего рабочего напряжение сети, зафиксированных превышений напряжения при эксплуатации сети, режимов работы нейтрали трансформаторов, величин высших гармоник в сети, необходимой энергоёмкости аппарата, расстояния до объекта контроля.

Общее устройство и принцип работы

Высокочастотное оборудование защищается не только молниеотводами, но и с помощью высоковольтных разрядников. Каждый из них состоит из двух основных частей – электродов и устройства для гашения дуги.

Один из электродов устанавливается на защищаемую цепь, а к другому подводится заземление. Между ними образуется пространство, известное как искровой промежуток. Когда напряжение достигает определенного значения, наступает пробой искрового промежутка между двумя электродами. За счет этого с защищаемого участка цепи снимается перенапряжение. Основным техническим требованием, предъявляемым к разряднику, является определенный уровень гарантированной электрической прочности в условиях промышленной частоты. То есть, при нормальном режиме работы сети разрядник не должен пробиваться. После пробоя в действие вступает дугогасительное устройство. Под действием импульса повышается ионизация искрового промежутка, в результате чего пробивается фазное напряжение, действующее в нормальном режиме. Оно приводит к короткому замыканию и срабатыванию защитных устройств на этом участке. Основной задачей дугогасительного устройства как раз и является скорейшее устранение замыкания, до срабатывания средств защиты.

Широкое распространение получили конструкции газовых разрядников. В их состав входит коаксиальный элемент с незначительным разрядным промежутком, и патрон с выводом на землю. В промежутке между ними выполняется установка газоразрядного элемента в форме таблетки, заключенного в стеклянную или керамическую оболочку и оборудованного электродами с каждой стороны. Внутреннее пространство оболочки заполнено газом – аргоном или неоном.

В случае перенапряжения происходит срабатывание защиты: под действием высокой температуры в разряднике наступает резкое падение сопротивления. После этого образуется дуговой разряд с напряжением около 10 вольт. Каждый такой разрядник оборудуется собственным заземлением, в противном случае он будет бесполезен.

Во всех газовых разрядниках центральная жила коаксиального кабеля и первый электрод соединяются между собой. Второй электрод соединяется с заземленным корпусом разрядника. Когда через устройство проходит высокий импульс с большим напряжением, происходит пробой разрядника и центральная жила кабеля в течение короткого времени шунтируется на землю. Наблюдается существенное падение значения тока, до состояния гашения дуги, после чего наступает размыкание, то есть прибор находится в непроводящем режиме.

Газоразрядная трубка считается одноразовой деталью разрядника, требующая замены после каждого срабатывания.

Виды разрядников

Трубчатый разрядник

Изготовлен в виде полихлорвиниловой трубки, предназначенной для гашения дуги. На каждом конце разрядника имеется по одному электроду. К одному электроду подводится заземление, а другой устанавливается на незначительном расстоянии от защищаемого участка.

Регулировка этого расстояния осуществляется в зависимости от величины напряжения на участке. В случае возникновения перенапряжения, возникает пробой сразу в двух местах – между обоими электродами и между разрядником и защищаемым участком. Действие пробоя приводит к возникновению в трубке интенсивной газогенерации, а продольное дутье, образующееся в выхлопном отверстии, вполне способно погасить электрическую дугу.

Вентильный разрядник

Конструкция включает две основные части: многократный искровой промежуток, состоящий из нескольких однократных элементов и рабочий резистор, представляющий собой последовательно набранные вилитовые диски. Оба основных элемента последовательно соединены между собой. Рабочий резистор обеспечивается герметичной защитой от внешней среды, в связи со свойствами вилита изменять свои характеристики при повышенной влажности. При появлении перенапряжения возникает пробой многократного искрового промежутка.

Рабочий резистор выполняет задачу снижения тока до такой величины, чтобы ее могли свободно погасить искровые промежутки. Сопротивление вилита является нелинейным, оно снижается по мере увеличения силы тока. Данное свойство дает возможность пропускать больше тока при уменьшении падения напряжения. Основным достоинством разрядников этого типа считается бесшумное срабатывание при отсутствии выбросов газа или пламени.

Магнитовентильный разрядник

В его состав входят несколько блоков, соединенных последовательно, с магнитными искровыми промежутками и вилитовыми дисками. В каждом блоке имеются единичные искровые промежутки, соединенные последовательно, и постоянные магниты. Все элементы блока размещаются в фарфоровом цилиндре. Во время пробоя в единичных промежутках возникает дуга. На нее воздействует поле, создаваемое кольцевыми магнитами, заставляя вращаться с высокой скоростью. В результате, гашение дуги происходит гораздо быстрее, чем в других типах вентильных разрядников.

Ограничитель перенапряжения нелинейный

В этом разряднике отсутствуют искровые промежутки. Конструкция активной части ограничителя включает в себя последовательный набор варисторов. Именно на их свойствах основан принцип работы всего устройства, поскольку проводимость варисторов находится в зависимости от прилагаемого напряжения.

Виды заземления и их назначения

Трансформаторы тока назначение и принцип действия

Контактор КМИ: назначение и принцип работы

УЗО: Назначение, причины срабатывания, подключение УЗО

Трубчатый разрядник

Трубчатый разрядник представляет собой трубку из прочного материала. Сам материал – это различные полимеры. Самый распространённый из них – это полихлорвинил. Полихлорвинил способен вынести температуру, пригодную для данного типа разрядников.

В трубку помещены два электрода (рис 1.). Один присоединяется к защищаемому элементу, а другой заземляется. Принцип работы трубчатого разрядника довольно прост.

При напряжении пробоя образуется искра, которая ионизирует воздух. Воздух сильно нагревается, при этом идет массовое выделение газов.

Интенсивная газовая генерация гасит дугу фазного напряжения. Такое дугогасительное устройство называется продольным дутьём. Для выхода газов наружу, в разряднике имеется отверстие.

Газовый разрядник отличается от воздушного только тем, что его корпус наполняют инертным газом (аргоном или неоном). В отличие от воздушного разрядника, в газовом разряднике дугу, образованную фазным напряжением, гасят инертные газы.

В современной электронике трубчатые разрядники распространены повсеместно. Они просты по устройству и надежны. Пробивное напряжение воздушных разрядников невысокое, поэтому такие разрядники не применяются в более высоковольтной аппаратуре.

Более высокое пробивное напряжение у газовых разрядников. Они гораздо эффективнее, так как газы не вступают в реакции, тем самым продлевают жизнь электродам.

Рис 3. Трубчатый разрядник

Разрядник- принцип работы, устройство и его виды

Сейчас в наше время разрядники распространены повсеместно. Поэтому вопросы о разрядниках стали актуальными. Но на большинстве сайтов информация очень сложная и непонятная. Эта статья очень проста в понимании. Из неё вы узнаете: что такое разрядник, принцип работы, устройство и виды разрядников.

В современной электронике довольно часто возникают сильные всплески напряжения. Перенапряжения могут сильно повлиять на электрические устройства, работающие при нормальных условиях, даже если они кратковременны. Причиной этого может стать плохая коммутация электрических цепей, слабая изоляция, резонансные помехи. Причины бывают, как и внутренние, так и внешние. Атмосферные разряды гроз могут стать внешней причиной перенапряжения.

Для предохранения от перенапряжения раньше применялись только громоотводы. Сейчас с высоким развитием современной электроники стали применяться такие замечательные устройства, как разрядники.

Что такое разрядник?
Устройство разрядника
Принцип работы разрядника
Виды разрядников:
Трубчатый разрядник
Вентильные разрядники.
Магнитовентильный разрядник (РВМГ)
Ограничители перенапряжения нелинейные (ОПН).

Разрядник, его назначение, принцип действия

Разрядники представляют собой защитные аппараты. Они предназначены для защиты изоляции электрооборудования от перенапряжений. Разрядник состоит из двух электродов и дугогасительного устройства.

Один из электродов закрепляют на защищаемой цепи, второй электрод заземляют. Пространство между этими двумя электродами называется искровым промежутком. При определенном значении напряжения между электродами искровой промежуток пробивается и снимает перенапряжение с защищаемого участка цепи.

После пробоя импульсом искровой промежуток становится достаточно ионизированным, чтобы фазные напряжения нормального режима могли пробиться, в связи с этим возникает короткое замыкание. Задача дугогасительного устройства — в наиболее короткие сроки устранить это до того, как сработают устройства защиты.

Принцип действия разрядников. В конструкции разрядников предусмотрен воздушный зазор в перемычке, который соединяет фазы линии электропередач и заземляющий контур. При номинальной величине напряжения цепь в перемычке разорвана. В случае грозового разряда в результате перенапряжения в ЛЭП происходит пробой воздушного зазора, происходит замыкание цепи между фазой и землей и импульс высокого напряжения напрямую уходит в землю.

Разрядники

ЭнергоКомплект ООО осуществляет доставку любым видом транспорта, по всей территории Российской Федерации и стран СНГ. Оптимальная логистика. Короткие сроки. Свои складские терминалы, с возможностью отгрузки в течение 24 часов. Менеджеры помогут определиться.

Разрядник вентильный типа РВО (облегченной конструкции)

Условное обозначение РВО — XX Н У(Т) 1:
Р – разрядник,
В – вентильный,
О – облегченный,
ХХ — класс напряжения в кВ,
Н — повышенной надежности и долговечности,
У(Т) — климатическое исполнение,
1 — категория размещения.

Марка	Класс напряжения сети, кВ действ.	Номинальное напряжение, кВ	Импульсное пробивное напряжение при предразрядном времени от 2 до 20 мкс, кВ, не более	Масса, кг, не более
РВО-3Н	3	3,8	20	2,3
РВО-6Н	6	7,5	32	3,1
РВО-10Н	10	12,7	48	4,2
РВО-3У1	3	3,8	20	2,3
РВО-3Т1	3	3,8	20	2,3
РВО-6У1	6	7,5	32	3,1
РВО-6Т1	6	7,5	32	3,1
РВО-10У1	10	12,7	48	4,2
РВО-10Т1	10	12,7	48	4,2

Разрядник вентильный типа РВН

Условное обозначение разрядников РВН:
Р — разрядник
В — вентильный
Н — низковольтный
ХХ- номинальное напряжение
М- модернизированный
Н — повышенной надёжности
У; Т- климатическое исполнение
1 — категория размещения

Параметр разрядника	РВН-0,5 МН Т1	РВН-1 Т1
Класс напряжения сети, кВ	0,38	0,66
Номинальное напряжение, кВ	0,5	1
Пробивное напряжение при частоте 50 Гц в сухом состоянии и под дождём, кВ
не менее	2,3	2,1
не более	2,7	2,8
Импульсное пробивное напряжение при предразрядном времени от 2 до 20 мкс, не более, кВ	4,3	4,6
Остающееся напряжение при импульсном токе с длиной фронта волны 8 мкс амплитудой 1000 А, не более, кВ	2,5	4,3
Номинальный разрядный ток, кА	1	1
Ток утечки при выпрямленном напряжении равном номинальному напряжению, не более, мкА	6	6
Токовая пропускная способность
20 импульсов тока волной 16/40 мкс, кА	3	3
20 импульсов тока волной 3/8 мкс, А	35	35
Длина пути утечки внешней изоляции, не менее, см	2,6	2,6
Допустимое натяжение проводов, не менее, Н	50	100
Высота, не более, мм	120	170
Масса, не более, кг	0,305	1,8

Разрядник вентильный типа РВС

Условное обозначение РВС — XX M Т 1:
Р – разрядник,
В – вентильный,
С – станционный,
ХХ — класс напряжения в кВ,
М – модернизированный,
Т — климатическое исполнение,
1 — категория размещения.

Марка	Класс напряжения сети, кВ действ.	Номинальное напряжение, кВ	Импульсное пробивное напряжение при предразрядном времени от 2 до 20 мкс, кВ, не более	Масса, кг, не более
РВС-66	66	58	188	105
РВС-110М	110	102	285	175
РВС-150М	150	138	375	338
РВС-220М	220	198	530	497

Разрядник вентильный типа РНК

Структура условного обозначения, например РНК-0,5:
Р — разрядник;
Н — низковольтный
К — для устройств контроля изоляции
0,5 – номинальное напряжение, кВ
УХЛ — климатическое исполнение
1 — категория размещения

Наименование параметра РНК-0,5 У1; РНК-0,5 ХЛ1; РНК-0,5 Т1
Класс напряжения, кВ действ.	0,38
Номинальное напряжение, кВ действ.	0,5
Пробивное напряжение при частоте 50 Гц в сухом состоянии и под дождем, кВ действ:
не менее	1,3
не более	1,6
Импульсное пробивное напряжение при предразрядном времени от 2 до 10 мкс, кВ, не более	2,5
Номинальный разрядный ток, кА	1
Остающееся напряжение при импульсном токе с длиной фронта 8 мкс, амплитудой 1000 А, кВ, не более	2,5
Ток утечки при выпрямленном напряжении 0,5 кВ, мкА	6
Токовая пропускная способность: 20 импульсов тока волной 16/40 мкс, кА	3
Длина пути утечки внешней изоляции, см, не менее	5,6
Допустимое тяжение проводов, Н, не менее	200
Масса, кг, не более	1,8

Как включаются газовые разрядники в импульсных блоках питания?

Схема полноценной реализации двухступенчатой защиты от всплесков напряжения с помощью шести метал-оксидных варисторов и двух разрядников (первая ступень ограничивает напряжение в дифференциальном режиме (difference mode), а вторая — в синфазном (common mode)):

Схема, иллюстрирующая разницу между дифференциальным (differential) и синфазным (common) паразитными токами:

Упрощенная схема защиты от перенапряжений с двумя варисторами и двумя разрядниками:

Таблица значений пикового напряжения в схемах с полноценной (tradictional circuit) и упрощенной (simplified) реализацией защиты от перенапряжений (даны значения для разных развязывающих индуктивностей L1-L4):

Осцилограммы напряжений в схемах с катушками индуктивности 10 мкгн на полноценной и упрощенной схемах защиты:

а) дифференциальная часть схемы:

б) синфазная часть схемы:

Как видно из таблицы и осциллограмм, разница между пиковыми значениями напряжений в полноценной и упрощенной схемах защиты составляет единицы процентов, что не так уж много в сравнении с ценой использующихся компонентов. Поэтому на практике можно с успехом применять упрощенную схему защиты с двумя варисторами и двумя разрядниками.

Реализация защиты от перенапряжений высоковольтной части блока питания Be Quiet! Dark Power Pro 11 на 1200 ватт, где установлено четыре разрядника (на фотографии видно разрядники GT2, GT4, элементы GT1, GT3 находятся с другой стороны катушек индуктивности):

В блоке питания Be Quiet! Dark Power Pro 11 на 1200 ватт два разрядника включены параллельно входу высоковольтной части БП (GT1, GT3) и еще два — параллельно катушкам индуктивности (GT2, GT4).

Включение газового разрядника параллельно одной из катушек индуктивности используется для защиты от сатурации и всплесков напряжения, связанных с резонансным эффектом:

В дешевых БП роль разрядников, включенных параллельно катушкам индуктивности выполняют проводящие дорожки на печатной плате с зубчиками, между которыми есть небольшой зазор:

Зубчики, выполняющие роль разрядника на плате блока питания:

Теоретически, при появлении высоковольтного импульса должен происходить пробой между этими зубчиками, предохраняющий устройство от серьезных последствий.

При включении блоков питания Be Quiet! с несколькими газовыми разрядниками иногда слышен характерный треск и видны вспышки, вызванные их работой, которые иногда ошибочно воспринимаются как поломка.

Вариант схемы включения газового разрядника и трех варисторов для защиты блока питания, подключенного к однофазной сети переменного тока:

К недостаткам разрядников можно отнести очень малое гашение импульсов напряжения и долгое время, при котором сохраняется их проводящее состояние после воздействия высоковольтного импульса. В некоторых случаях оно сохраняется так долго, что они могут сгореть.

Для устранения недостатков в работе разрядника используют включение дополнительных фильтров с супрессорными диодами, быстродействующих реле и т. д.

Пример реализации схемы входной цепи БП средней/высокой мощности с защитой от высоковольтных импульсов (цепи фаза-фаза и фаза-земля) с помощью SVP-разрядника GT1, MOV-варисторов V1-V3 и TVS-диодов D1-D3 (супрессорных):

Графическое обозначение УЗИП

Общий вид УЗИП для схем, регламентируется в ГОСТ Р МЭК11 (Читать PDF) «Устройства защиты от импульсных перенапряжений в низковольтных силовых распределительных системах. Принципы выбора и применения», согласно которому, условное обозначение выглядит следующим образом (см. изображение ниже):

Современные модульные ограничители импульсных перенапряжений, устанавливаемые в электрических щитах (ВРУ, ЩС и т.д.), в зависимости от типа, включают и другие дополнительные средства защиты.

Например, в одном корпусе содержат как ограничивающие напряжение, так и ток компоненты. В таких случаях, допустимо к стандартному схематическому обозначению, добавлять и маркировку соответствующих контролируемых величин, например, так:

Также нередко на схемах, где применяется УЗИП, показывается графическое обозначение основного элемента, на котором он построен — Варистора, Разрядника или Газонаполненного разрядника:

Каждый из представленных видов защиты имеет свои плюсы и минусы, поэтому, информация из однолинейной схемы о том, какое оборудование установлено, бывает очень важна. Дополнительно, об этом сообщает и маркировка УЗИП на схемах буквенным кодом.

Разрядник — защита — приемник

Блок-схема приемника импульсных сигналов.

Разрядник защиты приемника ( РЗП) обычно конструктивно объединяется с резонатором, обеспечивающим избирательность по зеркальному каналу приема.

Разрядник защиты приемника ( РЗП) запирает вход приемника при излучении зондирующего импульса. Циркулятор разделяет входной и выходной сигналы в отражательных МШУ ( см. гл. Резонансный фильтр ( обычно многозвенный) совместно с МШУ обеспечивает избирательность по зеркальному каналу. Подобный фильтр целесообразно включать на выходе МШУ, так как в противном случае возрастают потери в антенно-волновом тракте и в конечном счете ухудшаются шумовые характеристики приемника.

Узкополосный антенный переключатель с разрядниками, включенными в волноводную линию.

Разрядник защиты приемника, кроме входного окна 5, имеет выходное окно 6, обращенное к приемнику. Для герметизации внутренней полости резонаторов все окна разрядников запаяны стеклом или керамикой. Обычно резонаторы наполняются аргоном.

Схема ответвительного антенного переключателя при последовательном включении разрядника блокировки передатчика и параллельном включении разрядника защиты приемника.| Схема ответвительного антенного переключателя с параллельно включенным разрядником блокировки передатчика и последовательно включенным разрядником защиты приемника.

Разрядник PI, называемый разрядником защиты приемника, включен параллельно в ветвь приемника на расстоянии — — от точек разветвления аб.

Одна из газоразрядных ламп — разрядник защиты приемника ( РЗП) — предохраняет входные цепи приемника от повреждения мощными импульсами передатчика. Другая лампа — разрядник блокировки передатчика ( РБП) — предотвращает потерю энергии принимаемого сигнала в цепях передатчика.

Емкостный штырь и его упрощенная эквивалентная схема.| Резонансный зазор и его эквивалентная схема.

Настроенные резонансные зазоры применяются в разрядниках защиты приемника. При попадании в тракт приемника волны высокого уровня мощности резонансный зазор пробивается, возникающий разряд закорачивает зазор, обеспечивая отражение падающей волны от чувствительных к перегрузкам детекторов. При низких уровнях мощности в отсутствие разряда зазор пропускает падающую волну с минимальным отражением.

ПЧ — промежуточная, частота, РЗП — разрядник защиты приемника, СВЧУ — СВЧ устройство, ТД — туннельный диод, ТКД — точечно-контактный диод, УЗП-устройство защнты приемника, УТД-усилитель на туннельном диоде, ФАП-ферриговый антенный переключатель.

Для этой цели применяются антенные переключатели в сочетании с разрядниками защиты приемника.

Зависимость параметров видсодетекто-ра от величины тока смещения.| Зависимость потерь преобразования и шумовой темп-ры от мощности гетеродина.

Смесит, диод подвергается воздействию импульсной мощности, просачивающейся через разрядник защиты приемника. Наблюдаются также нек-рые обратимые изменения параметров диода сразу после воздействия импульса; эти изменения исчезают в период от неск.

В радиоэлектронной аппаратуре, в которой прием и передача ведутся на общую антенну, защита усилителя производится с помощью включения в приемный тракт разрядника защиты приемника или устройства защиты, включающего разрядник и полупроводниковый ограничитель.