Таблица 4.11. Сравнительные данные основных видов

амплитудных ограничителей

Параметр

Вил прибора

Искро-!ЮЙ разрядник

Электромеха ни-ческнЛ прибор

Огра-ннчн-тель-ный диод

Варнс-гор

Стабилитрон

Отвод больших токов, >500 А Быстродействие прп резком нарастании напряжения

Мшшмальная емкость (минимум вносимых потерь)

Максимальное сопротнвленпе Эффективность зашиты при низлих па-пряжениях. <50 В

Эффективность зашиты при высоких напряжениях, >400 В

Эффсхтивность ограничения сигналов в системах постоянного тока Эффективность работы при обеих полярностях импульсов ЛннеГтость Отсутствие температурной зависимости

1 1 1

3 3 3

3; (1)*

3; (1)* 3 3

11 р и м е ч а н и а 1 - наиболее пригодный; 2 - пригодный; 3 - наи.меиее пригодный:

.Малоемкостной ограничитель. * Симметричный ограничитель.

Разрядники представляют собой приборы, работающие на основе искрового, дугового и реже тлеющего разряда в воздушной, газонаполненной п.ти вакуумной среде межэлсктродного пространства или по поверхности активного элемента по принципу; бесконечно высокое сонрот1шлен{ге - низкое сопротивление - бесконечно высокое сопротивление.

Защитные разрядники обычно подключают параллельно тем элементам или цепям, на которые могут воздействовать перенапряжения, приводящие к выводу их из строя. В гибридных схемах разрядники, как правило, выступают в качестве первичной ступени ограничения амплитуды перенапряжения до уровней десятков н сотен вольт.

Защитные разрядники представлены широким классом приборов, включаю-шн.х искровые, зтольные, газонаполненные и вентильные разряд1П1КИ.

Искровые разрядники являются наиболее простым защитным элементом устройств связи от ат.мосферных перенапряженнй. Они состоят из двух металлпче-ски.х электродов (винтов, винта и металлической пластины пли стержней) с воздушным зазором между ними. Одгш из электродов искрового paзpядншva прн-соед1нгяется к защищаемому элементу, другой - к заземлению. Пробивное на-пряжеьие искровых разрядников зависит от расстояния между его электродами (таб.1. 4.12).

Для обозначетгя нскросых разрядников применяют буквенно-цифровой код, где буквы ИР обозначают искровой разрядник , а цифры - расстояние между электродами в миллиметрах.

Та б л и ц а 4.12. Искровые разрядники

Искровые разрядники ИР-0,2 и ИР-0,3, как правило, изготовляют на держателях типа ДРНИ (держатель разрядника с ножевыми контактами и искровым разрядником (рис. 4.7,а)), типа ИР-7. ИР-10, ИР-15 и ИР-20 оборудуют непосредственно на крюковом или траверсном профилях (рис. 4,7,6 и в).

75 , 150

Тоштбод

Рис. 4.7 Устройство искровых рязрядиикоп типа ИР на держателе ДРНИ (а), при крюковом (о) и траверсном (б) профилях

Искровые разрядншчн широко применяют в устройствах связи, главным образом для защиты па подходах воздуишых проводных и кабельных линий связи и сигнализации в системах каскад1гой защиты (см. ГОСТ 5238-81 п ГОСТ 14857-76).

Угольные разрядники - используют свойства дугового нлп искрового разряда по поверхности изо-ляииоигюго материала (изолирующей прокладки, расположепион между угольными пластинами-электродами (рис. 4.8)). Изолирующая прокладка изготовляется из материала с высокой диэлектрической проницаемостью (анетилиеллюлозы или слюды) толщиной 0,06 ... 0,08 мм.

Так же как н у искровых разрядников, для обозначения \тольнг>гх разрядников используется буквенно-цифровой код. Ниже приведены основные характеристики угольного ризрял,иика УР-500:

Напряжение пробоя. В

при постоянном токе ........... 500rl00

импульсное............. 850... 1100

Пропускная способ1ЮСть

по TOKV, .\

при f--50 Гц, /=10 с..........1.0

при импульсе 20/40 мкс .........900

.Межэлектрод1юе сопротивление. МОм...... 100... 470

Рнс. 4.8. Элементы угольного разрядника

Tirna УР-50П: / - угольная пластика; 2 - изолирующая прокладка

Масса, г...............10

Угольные разрядники главныУ! образом применяют для зашиты устройств местной связи (см. гост 5238-81).

Газонаполненные разрядники. - это безнакальные двух- или трсхэлектрод-ные защитные приборы, способные под воздействием приложенн го напряжения резко увеличивать проводимость и пропускать большие токи. В зависимости от назначения, условий работы и конструктивных особенностей в газонаполненных разрядниках могут использоваться свойства импульсного искрового, д\тозсго и реже тлеющего разрядов.

Рис 4.9. Газоиаполнеипые разрядники: о -типа РБ-2яп; б-тила PD-90 п 4Ш-0: в - типа Р-350 п P-t60: г - типа Р-4: d -типа РБ-5: е -типа Р-27; ж -типа Р-Зэ; э -типа Р-7; ы - типа Р-13; к - типа Р-39 и PlJ

Система электродов газонаполненных разрядников помещается в защитную оболочку (баллон), объем которой может заполняться чистым инертным газом или их смесями, водородом, возд\хом. кислородом в смеси с водяными парами НЛП углекислы.м газом. Защитный баллон .может быть стеклянным, металлосте-клярпплм илп металлокерамичсским. Внешний вид некоторых газонаполненных защитные разрядников приведен на рис. 4.9.

Таблица 4 13 Низковольтные защитные разрядники

прибора

Напряжение пробоя. В стат.

И\11.

Д.мгтель-

НОСТЬ !1М-

пу.п1.са тока, мкс

.Амплитуда тока II импульсе, А

PD-5 РБ-90

РБ-280

Р 350

Р-460 4378-£)

Р-4 Р- 27

Р-35 Р-34

Энергия п импульсе. Дж

Емкость, иФ

Сопротивление. МОм

25... 30

210< 2-10

60 60

0.03 30

0,03

2103

2,5-105 103

5-10-*

Число

fllO-

боеп

Время ооссганов-леиня, мкс

Примечание. Диапазон рабочих те.миерат\р ртзрндникоп тежит в пре-Де.тах -60 .. 70С; длитсл1>ность импульса напряжения пробоя т. = 40 :ичс.

Таблица 4.14. Защитные разрядники с повышенным напряжением пробоя

Примечание. Диапазон рабочих температур разряди1п<ов лежит в пределах -60.,. Ч-ЮОТ.

Таблица 4.15. Управляемые защит ные разрядники с нов!.!шеыным

напряжением пробоя

Дву.хэлектродные газонаполненные разрядники называют неуправляемцми. трехэлектродные - управляемыми. Обычно для защиты используют неуправляемые газонаполненные разрядники.

У нас в стране выпускают серии низковольтных защитных разряд1н ков и защитных разрядников с повышенным напряжением пробоя (табл. 4.13-4.15).

Для защиты аппаратуры связи от дестабилизирующего влияния грозовых перенапряжении широкое применение находят низковольтные разрядники со статическим напряжением пробоя 100... 300 В.

Статическое напряжс1П1е пробоя устанавливается изготовителем для обозначения типа разрялнш.а и указания назначения и возможностей его приме-не1П!я (табл. 4.16). В процессе эксплуатации разрядников этот параметр теряет свое значение, так как напряжение пробоя разрядника зависит от скорости нарастания иапряженпя на его э.чеК1 родах. В этом случае наибольшую важность приобретает такой параметр, как динамическое напряжение пробоя {U ) - максимальное напряжение па электродах разряд!нп<а в период между наступлением импульса заданг.ой формы и началом протекания через разрядник тока. Сведения об этом параметре разряднш<оп весьма ограничены. Технические ус-

Таблица 4.16 Назначение газонаполненных зашигныч разрядников

ловня на разрядники в лучшем случае содержат одно значенпе Umh для диапазона крутизны фронта, воздействующих на разрядник и.мпульсов, от 1 до 4 KB/.mkc. Опыт эксплуатации защитных разрядников показывает, что особый практический интерес представляет диапазон 1000 кВ/мкс... 1 В/мс.

В диапазоне крутизны фронта 10 кВ/мкс... 50 В/мкс, соответствующему импульсам грозовых перенапряжений, средние значения (Удин превышают статические напряжения пробоя разрядников в 3... 5 раз. При этом предразрядное время (время запаздывания разряда), определяе.мое как интервал времени между моментом подачи напряжения на разрядник и моментом наст\ч1лення дугового разряда, составляет 0.1 ... 10 мкс (рнс. 4.10).

Для импульсов с крутизной фронта 1 кВ/мкс ... 0,5 В/мкс. характерных для воздействия грозовых импульсов перенапряжения и нндуцировашгых напряжений с частотой 50 Гц. наблюдается большой разброс пробивных напряжений, которые могут достигать 500... 1000 В. Для высокочувствительных полупровод-инковых элементов РЭС. защищаемых низковольтными разряднпка.ми, указанный диапазон напряжений представляет наибольшую опасность, так как высокие пи отношению к полупроводниковым элементам значения пробивного на-