Вебинар "Защита от перенапряжений линий электропитания сети 230/400 В 50 Гц, часть 1", страница 3

— Здесь видим такой пример, где указан импульс нарастающий со скоростью 1 кВ /мкс, его динамическое напряжение зажигания – это около 750 В, если мы посмотрим на эту характеристику, указанную. А для этого элемента в статическое напряжение зажигания было 400 В, то есть на практике после срабатывания инвента в наше защищаемое устройство поступает энергия, которая несется под этой кривой. Справа видим из другого каталога характеристику для разрядника миниатюрного, указывающего время наносекундное. То есть намного быстрее воздействующий импульс и тоже видим, что всегда такая шпилька и проникает к нашим устройствам, несет определенную энергию достаточно большую, которая для разрядников имеет значение и может повредить сегодняшнюю электронику.

— Если рассмотрим на пальцах, как работает такая система, мы увидим, что если волна перенапряжения поступает на наш разрядник, она идет в этот момент с линии справа. Так на третьем слайде видим, что в определенный момент после превышения напряжения срабатывания разрядника, он включается и к нашей нагрузке, которая слева защищаемой поступает определенный фрагмент этой энергии перенапряжения. Основная часть его протекает, как это делитель тока, на землю, но часть определенной энергии попадает на наши устройства. Мы с этой энергией должны справиться таким образом, чтобы или она не больше, чем стойкость нашей защищаемой аппаратуры или она слишком высокая, мы должны ее ограничивать дополнительно.

— Но для наших знаний, о чем мы уже говорили, очень полезна информация о напряжении тления на каком уровне. Очевидно, что это напряжение порядка 20 – 30 В и это для нас всех сразу ограничивает зону применения по напряжению этих устройств. Напряжение дуги, как дополнительный параметр. Время до зажигания заряда, так называемое время срабатывания. Кстати с временем срабатывания есть определенные проблемы технические. Я не буду здесь поднимать эту тему, но если мы договоримся, что это просто временное зажигание, этого будет достаточно. В случае разрядников – это порядка под микросекунды до одной микросекунды. И сопротивление изоляции – это очень необходимый параметр для нас на практике, потому что, если мы будем измерять это сопротивление во время работы, когда мы подозреваем, что элемент испортился, мы просто можем определить его работоспособность обязательно очень высокое, когда элемент неиспорченный.

— Посмотрим на основные параметры, которые должны знать при газонаполненных разрядниках. Это преимущества, значительные улучшения этих параметров и повторяемости благодаря помещению электродов в герметичном корпусе, которое пространство заполнено смесью инертных газов с хорошо контролируемыми параметрами. Здесь очень важна простая, выполненная с большой точностью миниатюрная конструкция. Невысокая цена этих газонаполненных миниатюрных разрядников и способность отвода очень больших импульсных токов, например, 25 кА для неповторяемого импульса тока 8/20 мкс для миниатюрных разрядников. Относительная высокая надежность работы, так как такой стандартный элемент способен выдержать около 200 импульсов длительно импульса тока 10/1000 мкс. Он используется в Штатах.

— Недостатки достаточно серьезные в таком элементе. То есть, во-первых, такой элемент пропускает на защищаемую аппаратуру импульсы большой энергии, так как его время срабатывания порядка 0,5 мкс. Эти импульсы способны повредить значительное большинство современных электронных приборов. Зависимость времени срабатывания этого элемента зависит от значения напряжения заряда и от скорости нарастания воздействующего импульса. И такой элемент, как медленные деградированные параметры с каждым очередным мощным импульсом. Здесь просто имеем дело с отрыванием частиц от металла из электродов, которые начинают гулять в межэлектродном пространстве. Оседают на стенках, керамических стенках, изолирующих от атмосферного воздуха, но и просто они сокращают дорогу, уменьшая напряжение срабатывания.

— Здесь мы видим пример такого элемента, он такой более простой для объяснения, поэтому я его и указал. Потом еще при следующем вебинаре мы будем говорить насчет элементов, другой элемент намного лучшей характеристики. Но здесь просто хорошо говорить о физике такого явления, для чего такой элемент и изобретен. Но, как я сказал раньше, основной проблемой в случае разрядников при появлении перенапряжений в цепях является низкое напряжение тока дуги. И если элемент не способен погасить такую дугу, он может загореться. И из этого сегодня берется большая практическая проблема на рынке, потому что очень мало производителей умеют производить такие устройства, а те, кто не умеют, пытаются убедить всех, что варисторные элементы тоже хорошие в таких случаях. К сожалению, практика этого не подтверждает, потому что варисторные элементы, как правило, выдерживают импульсы 8/20 мкс, но не выдерживают импульсов частичного тока 10/350 мкс. И оттуда берется конкуренция не очень честная на этом рынке. Мы об этом еще будем немножко говорить. Я могу только сказать, что в наших схемах, которые мы проектируем уже более, чем 20 лет, используем только газоразрядные элементы сети электропитания, которые ставим на входе всех кабелей электропитания в объект на границе зоны 0А, 0Б и зоны 1 и только такие элементы способны долго и эффективно работать.

— Тогда, если будем суммировать знания об этом моменте, мы видим, что основные условия применения для целей защиты от перенапряжения – это, во-первых, что номинальное напряжение должно быть меньше статического напряжения зажигания разрядника. Рабочее напряжение защищаемой цепи постоянного тока не должно превышать напряжения тлеющего разряда из-за необходимости погашения деструктивного тока короткого замыкания. Или этот элемент должен самостоятельно гасить дугу последующего тока короткого замыкания, который всегда появится, когда наш элемент сработает в цепи электропитания. Это я думаю для всех очевидно, просто тогда на коротко замыкаем зажим трансформатора на время срабатывания момента, когда воздействует перенапряжение.

— В элементах, в технике высокой частоты и сверхвысокой частоты обязательно тоже работают такие разрядники. Они там очень полезны, потому что из-за малой емкости граничит частота рабочих элементов – это порядка 1 ГГц. Это очень важно и хорошо бы об этом знать сегодня об этом мы говорить не будем, если успеем на семинары об элементах защитных для сети данных, мы об этом будем разговаривать.