Гибридные разрядные цепи

Высокая работоспособность искровых разрядников, а также большое быстродействие и отсутствие сопровождающего тока у варисторов и диодов делают целесообразным создание гибрид­ных схем из их комбинаций. Возможной комбинаци­ей является последовательное включение обоих видов защитных устройств (рис. 4.23).

Рис. 4.23. Последовательное включение защитных элементов: а — последовательное включение разрядника и варистора (грозозащита); б — последовательное включение помехоподавляющего и малоемкостного диода; в — последовательное включение помехоподавляющего и малоемкостного диода в мостовой схеме.

На рис. 4.23,а показана схема вентильного разрядника, в которой последовательное включение нелинейного элемента спо­собствует гашению дуги сопровождающего тока. В грозозащит­ных вентильных разрядниках в качестве материала варистора на­ходит применение карбид кремния вследствие его долгосрочной стабильности. Присущий ему большой ток утечки здесь не играет роли, так как варистор при работе в нормальном режиме отделен от сети искровым разрядником.

Для устранения влияния емкости диодов Зенера и ограничи­вающих стабилитронов в высокочастотных цепях последователь­но с ними включают малоемкостные диоды (рис. 4.23, 6 и в ). Допустимый прямой ток малоемкостного диода должен быть ра­вен максимальному импульсному току, а напряжение запирания должно быть больше U_р. Наряду с последовательным включени­ем применяется также параллельное включение искровых раз­рядников и варисторов (рис. 4.24).

Рис. 4.24. Параллельное включение защитных элементов:

а — прямое параллельное включение; б — косвенное параллельное включение

В цепи на рис. 4.24,а перенапряжение ограничено напряже­нием излома характеристики варистора, которое должно быть выбрано исходя из напряжения срабатывания искрового разряд­ника. По истечении статистического времени запаздывания искровой разрядник срабатывает и напряжение падает до значения, меньшего 20 В. Ток через варистор уменьшается, таким образом до обычных малых значений I_у, а искровой разрядник весь им­пульсный ток принимает на себя. Если требуется более низкий уровень защиты, меньший 100 В (например, при измерениях, уп­равлении и регулировании технологических процессов), то оба элемента развязывают при помощи резистора или катушки ин­дуктивности (рис. 4.24,6). Этот принцип подразделения на гру­бую и тонкую защиту можно при высоких требованиях распрос­транить на трехступенчатую и многоступенчатую защиту (рис. 4.25).

Рис. 4.25. Трехступенчатая защита от перенапряжений (защитный каскад)

И наконец, в зависимости от окружающих помех и механизма связи для подавления синфазных помех можно еще дополнитель­но использовать LC -фильтр или оптрон (рис. 4.26).

Рис. 4.26. Совершенная ступенчатая защита

Разрядники и гибридные устройства всех видов в многочис­ленных вариантах — от защищенных розеток, защитных адапте­ров кабельных линий и линий передачи данных до защитных блоков, вставляемых в стандартную европейскую плату, — все это поставляется многими фирмами и имеется в продаже.