Экспериментальные исследования устройств защиты от импульсных перенапряжений

Аннотация

Импульсные помехи в системах электропитания постоянного и переменного тока, в цепях управления и сигнализации приводят к повреждению оборудования, сбоям в работе устройств автоматизированных систем управления технологическим процессом и других систем, ответственных за надежную работу объектов, возникновению аварийных ситуаций. Для ограничения импульсных помех требются специальные устройства защиты (диоды, варисторы, фильтры), которые не всегда работают надежно. Приведены типичные случаи, когда устройства различных типов не обеспечивали защиту оборудования. Для выяснения причин ненадежной работы были проведены экспериментальные исследования при воздействии импульсных перенапряжений. Характеристики исследовали с помощью комбинированного генератора, формирующего импульсы напряжения 1,2/50 мкс; при срабатывании защитного устройства через него протекает импульс тока 8/20 мкс. Максимальная амплитуда тока может достигать 30 кА, переносимый заряд — 0,51 Кл, а удельная энергия — 25,5 кДж/Ом. В экспериментах применялся генератор затухающих колебательных импульсов с амплитудой от сотен вольт до 20 кВ и частотой генерируемого импульса в диапазоне от 10 кГц до 1 МГц. В результате экспериментальных исследований характеристик устройств защиты от импульсных перенапряжений для электроустановок напряжением до 1 кВ и (6—10) кВ было установлено, что для эффективной и надежной работы необходимо учитывать амплитудно-частотные характеристики импульсных перенапряжений и правильно выбирать место установки приборов. При невозможности реализации защиты с помощью одного типа устройств следует применять их комбинацию. Совместное применение ОПН и диодов требует координации их защитных характеристик. Для этого используется соединение диодов и ОПН через развязывающую катушку индуктивности. Подключение устройств должно осуществляться проводниками минимальной длины. Даже относительно небольшая (несколько мкГн) индуктивность может существенно снизить возможности по ограничению импульсных перенапряжений.