Разрядник это: Назначение разрядников

Разное

Содержание

это 📕 что такое РАЗРЯДНИК

РАЗРЯДНИК, устройство для замыкания электрич. цепей посредством электрич. разряда в газе, вакууме или (реже) твёрдом диэлектрике; содержит 2 (или более) электрода, разделенных (соответственно одним или более) разрядным промежутком, проводимость к-рого резко меняется, когда разность потенциалов между электродами становится равной нек-рой определённой при данных условиях величине — напряжению пробоя, или зажигания потенциалу. В зависимости от состояния разрядного промежутка и параметров электрич. цепи в Р. могут иметь место различные формы разряда: искровой разряд, тлеющий разряд (в т. ч. коронный разряд), дуговой разряд, высокочастотный разряд или смешанные формы. Р. применяются в электротехнике и различных областях радиоэлектроники, в автоматике и экспериментальной физике; они служат для защиты электрич. цепей и приборов от перенапряжений, для переключения высокочастотных и высоковольтных электрич. цепей (см., напр.,

Искровой разрядник), их используют также при измерении высоких напряжений, а иногда — в качестве индикаторов степени разрелсения в вакуумных системах (см. в ст. Вакуумметрия).

В соответствии с функциональным назначением выделяют два осн. типа Р.- защитные и управляющие. Защитные Р. позволяют предотвращать чрезмерное возрастание напряжения на линии или на той установке, к к-рой они подсоединены, вследствие пробоя Р. Простейшими разновидностями Р., используемых для защиты элсктрич. сетей, являются стержневые и роговые Р., состоящие из двух разделённых воздушным промежутком электродов (соответственно в виде стержней или изогнутых рогов). Один из электродов подсоединяют к защищаемому устройству, другой — заземляют. Т. к. при пробое проводимость газоразрядного промежутка резко возрастает, то разрядный ток не прекращается и после спадания напряжения до нормальной величины. Этот ток (т. н. сопровождающий ток), являющийся током замыкания системы (или установки) на землю, приводит к срабатыванию

релейной защиты, что влечёт за собой временное прекращение электроснабжения установки или участка сети. Срабатывание релейной защиты в случае переменного тока можно предотвратить применением трубчатых Р., обеспечивающих гашение дуги сопровождающего тока. В трубчатых Р. разрядный промежуток расположен в канале трубки, выполненной из изоляционного газогенерирующего материала. Под действием тепла, выделяющегося в дуге сопровождающего тока, материал трубки разлагается с выделением большого количества газа; при этом давление в канале трубки повышается, образуется поток газа, гасящий дугу при переходе сопровождающего тока через нулевое значение. Трубчатые Р. используются, как правило, для защиты линий электропередачи переменного тока от грозовых перенапряжений.

Для обеспечения эффективной работы защитных Р. пробивное напряжение последних должно быть высокостабильным (не зависящим от атмосферных условий и состояния электродов). Кроме того, вольт-секундная характеристика разрядного промежутка — кривая зависимости его пробивного напряжения от скорости нарастания напряжения на нём- должна быть относительно пологой и лежать ниже вольт-секундной характеристики изоляции защищаемого устройства. Этим требованиям удовлетворяют

разрядники вентильные, обеспечивающие защиту от грозовых и коммутационных перенапряжений изоляции трансформаторов и др. электрич. устройств.

Управляющие Р. применяются для соединения в определённой последовательности различных элементов генераторов импульсного напряжения, для подсоединения нагрузки к мощным импульсным источникам тока, а также для соединения элементов электрических схем испытат. аппаратуры высокого напряжения и др. Простейший управляющий Р.- шаровой Р., состоящий из двух сферич. электродов, разделённых слоем газа. В нек-рых типах управляющих Р. разряд между электродами инициируется в нужный момент путём ослабления электрич. прочности разрядного промежутка (напр., вспрыскиванием раскалённого газа) или с помощью поджигающего импульса (напр., в

тригатронах).

Лит.: Безруков Ф. В., Галкин Ю. П., Юриков П. А., Трубчатые разрядники, М.-Л., 1964; Кацнельсон Б. В., Калугин А. М., Ларионов А. С., Электровакуумные электронные и ионные приборы, кн. 1, М., 1970; Кушманов И. В., Васильев Н. Н., Леонтьев А. Г., Электронные приборы, М., 1973; Калашников А. М., Степук Я. В., Электровакуумные и полупроводниковые приборы, 4 изд., М., 1973. A.M. Бронштейн.

Разрядники в сравнении с ОПН (УЗПН). Основные различия

Удары молнии в элементы воздушных линий электропередачи (ВЛ) или рядом с ними могут приводить к перекрытиям линейной изоляции, и как следствие, повреждениям элементов ВЛ и отключениям линий. В настоящее время, для защиты ВЛ от негативных последствий грозовых воздействий применяют разрядники (длинно-искровые и мультикамерные) и нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН), в исполнении для установки на ВЛ -УЗПН. 

Принцип действия устройств

Разрядники формируют альтернативный путь для разряда (импульсного перекрытия) на удалении от изолятора и обеспечивают отключение сопровождающего тока, возникающего вслед за импульсным перекрытием. У длинно-искровых разрядников разряд развивается по внешней поверхности рабочего элемента – кабеля, у мультикамерных – в камерах между электродами внутри силиконовой оболочки. В обоих случаях основная энергия выделяется снаружи устройства. 

ОПН (УЗПН) представляет собой колонку из варисторов, заключенных в полимерную оболочку. Варистор обладает нелинейной вольтамперной характеристикой, это означает, что при повышении приложенного к нему напряжения, его сопротивление резко уменьшается. Таким образом при срабатывании, импульсный ток протекает внутри ОПН, а как только приложенное к нему напряжение снижается, он «закрывается».

Основные характеристики

Из описанных выше конструктивных отличий, вытекают и отличия в характеристиках и испытаниях. Для разрядников самое главное – это правильный путь разряда и обеспечение координированного срабатывания с защищаемой изоляции, при этом пропускная способность настолько велика, что ее проверка выходит на второй план, как и ограничение перенапряжения. А вот у ОПН, главное обеспечить тепловое равновесие варисторов, так как при протекании по ним тока выделяется большое количество энергии, а также исключить перекрытие вдоль колонки варисторов. Отсюда испытания прямоугольным импульсом, импульсами 8/20 мкс, а также появление такой характеристики, как рассеиваемая энергия. И конечно, ОПН обязан обеспечивать ограничение перенапряжения.

Разрядники и ОПН разрабатывались для разных целей, принципы действия данных устройств различны, а потому и сферы их успешного применения отличаются – там, где хорошо справляется с задачей разрядник, ОПН может “спасовать”, справедливо и обратное.

ОПН и УЗПН чувствительные к перегреву. Тогда как разрядники устойчивы к длительному воздействию повышенных температур и сохраняют свою работоспособность, даже если разогреваются до температуры выше рабочего диапазона. ОПН и УЗПН не устойчивы к прямому удару молнии. В свою очередь разрядники способны выдержать воздействии энергии импульса прямого удара молнии, сохранив работоспособность. Единственные устройства, которые обладают защитой от прямого удара молнии — это мультикамерные разрядники экранного типа РМКЭ-10-IV-УХЛ1. Они могут выдержать нагрузку и работать в штатном режиме, пропустив через себя ток молнии. 

В РДИ и РМК основная часть разряда проходит снаружи аппарата, и поэтому они могут пропустить без повреждений гораздо большие импульсные токи (токи молнии), чем УЗПН. При индуктированных перенапряжениях, это различие несущественно, но ВЛ 6-20 кВ, хоть и редко, могут подвергаться прямым ударам молнии, в этом случае УЗПН могут повреждаться.


Вентильный разрядник РВО-10 Н — ООО «Смартснаб»

Описание

Вентильный разрядник РВО-10 Н предназначение.

Вентильный разрядник РВО-10 Н предназначен для защиты ВЛ и аппаратуры трансформаторных подстанций от кратковременных перенапряжений.

РВО-10 Н рассчитаны на напряжение 10 кВ, а также соответствуют ГОСТ Р 53735.5 — 2009. 

Особенности конструкции вентильных разрядников РВО-10 Н

Основные элементы РВО-10 – это нелинейные резисторы, которые соединены с искровыми промежутками. Их надёжно защищает корпус, который сделан из фарфора. Сами резисторы произведены из материала «Вилит». 

1. Искровые промежутки

2. Нелинейные резисторы

3. Герметичный фарфоровый корпус

Условия эксплуатации РВО-10 Н

  • Рабочая температура от -450С до + 400С;
  • воздух не должен содержать взрывоопасных паров или газов;
  • в воздухе не должно быть токопроводящей пыли;
  • относительная влажность воздуха при +250С – 100%;
  • высота над уровнем моря не должна быть больше 1000 м.

Технические характеристики РВО-10 Н

Наименование параметра

РВО-10 Н

Класс напряжения сети, кВ действующее 10
Номинальное напряжение, кВ действующее 12,7
Пробивное напряжение при частоте 50 Гц в сухом состоянии и под дождем, кВ действующее:
  • не менее
  • не более
26
30,5
Импульсное пробивное напряжение при предразрядном времени от 2 до 20 мкс, кВ
— не более
48
Остающееся напряжение при волне импульсного тока 8/20 мкс, кВ, не более
  • с амплитудой тока 3000А
  • с амплитудой тока 5000А
43
45
Выпрямленное испытательное напряжение при измерении тока утечки, кВ 10
Ток утечки, мкА 6
Токовая пропускная способность:
— 20 импульсов тока волной 16/40 мкс, кА
— 20 импульсов тока прямоугольной волной длительностью 2000 мкс, А
5,0
75
Длина пути утечки внешней изоляции, см, — не менее 26
Допустимое тяжение проводов, Н, — не менее 300
Высота, (Н), мм, — не более 411
Масса, кг — не более 4,0

Преимущественные особенности разрядников РВО-10 Н

Данные изделия очень эффективны, надежны в использовании и Вам не придётся часто их обслуживать. Для того, чтобы устройства дольше прослужили, рекомендуется окрашивать головки болтов. Это делается для того, чтобы не появлялись железистые подтеки. При осмотрах продукции следует очищать поверхность крышек от пыли, поскольку её наличие может принести к искажению напряжения. Одним из важных преимуществ изделия является соотношение качества к стоимости, а также при правильном использовании РВО-10 Н прослужит вам более 20-ти лет.

Вопросы по РВО-10 Н вы можете задать по телефону +7(499) 394-00-15, прочитать на нашем сайте или по почте. 

Как работает разрядник?

В электрических сетях довольно часто наблюдается появление импульсных всплесков напряжения, вызванных различными причинами: коммутацией аппаратуры, атмосферными разрядами и прочими факторами.

Несмотря на то, что такие перенапряжения носят кратковременный характер, они способны вызвать пробой изоляции с последующим коротким замыканием и разрушительными последствиями.

Одним из вариантов предотвращения негативных последствий могло бы стать использование более надежной изоляции, однако этот способ значительно увеличивает стоимость всего оборудования. Поэтому наиболее оптимальным вариантом стали разрядники, назначение которых зависит от области их применения. Основной функцией этих устройств является ограничение перенапряжений в электрических сетях и установках.

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.

Как правило, газоразрядная трубка считается одноразовой деталью разрядника, требующая замены после каждого срабатывания.

Технические характеристики газовых разрядников

Каждый газовый разрядник обладает специфическими электрическими свойствами и техническими характеристиками.

  • Номинальный импульсный ток разряда. Технические требования, предъявляемые к разряднику, определяют его способность выдерживать определенное значение импульсного тока. Отклонение от нормы имеет допустимые пределы, определяемые требованиями. Номинальное значение тока всегда указано в технической спецификации конкретного устройства.
  • Емкость и сопротивление изоляции. Данные параметры достигают, соответственно, свыше 10 гОм и менее 1 пФ, что делает такие устройства буквально незаменимыми при использовании в той или иной сети.
  • Статическое напряжение срабатывания. Данным параметром определяется тип разрядника, установленного в защитном устройстве. Его значение равно напряжению, достаточному для зажигания разрядника, при условии медленного возрастания величины напряжения.
  • Динамическое напряжение срабатывания. Эта величина является своеобразным пределом, когда наступает быстрый рост напряжения, при котором происходит срабатывание газового разрядника.

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.

Разрядник 3-х полюсный с термозащитой ПВТ ( 120905-00125 )

Номенклатурный номер: 120905-00125 Скопировано в буфер обмена

Предназначен для защиты от перенапряжения для размыкаемых и замыкаемых плинтов.

Устанавливается в магазин защиты от перенапряжений.

Перейти к сопутствующим товарам

Сопутствующие товары

121204-00002 05/03/2022
  • Наличие

  • МО Домодедово:

    0

  • Москва:

    0

  • Новосибирск:

    0

  • Екатеринбург:

    0

  • Прогноз:

    1-2 недели *

120903-00045 05/03/2022
  • Наличие

  • МО Домодедово:

    190

  • Москва:

    0

  • Новосибирск:

    5

  • Екатеринбург:

    4

  • Прогноз:

    5-7 недель *

Россия напала на Украину!

Россия напала на Украину!

Мы, украинцы, надеемся, что вы уже знаете об этом. Ради ваших детей и какой-либо надежды на свет в конце этого ада –  пожалуйста, дочитайте наше письмо .

Всем нам, украинцам, россиянам и всему миру правительство России врало последние два месяца. Нам говорили, что войска на границе “проходят учения”, что “Россия никого не собирается захватывать”, “их уже отводят”, а мирное население Украины “просто смотрит пропаганду”. Мы очень хотели верить вам.

Но в ночь на 24-ое февраля Россия напала на Украину, и все самые худшие предсказания  стали нашей реальностью .

Киев, ул. Кошица 7а. 25.02.2022

 Это не 1941, это сегодня. Это сейчас. 
Больше 5 000 русских солдат убито в не своей и никому не нужной войне
Более 300 мирных украинских жителей погибли
Более 2 000 мирных людей ранено

Под Киевом горит нефтебаза – утро 27 февраля, 2022.

Нам искренне больно от ваших постов в соцсетях о том, что это “все сняли заранее” и “нарисовали”, но мы, к сожалению, вас понимаем.

Неделю назад никто из нас не поверил бы, что такое может произойти в 2022.

Метро Киева, Украина — с 25 февраля по сей день

Мы вряд ли найдем хоть одного человека на Земле, которому станет от нее лучше. Три тысячи ваших солдат, чьих-то детей, уже погибли за эти три дня. Мы не хотим этих смертей, но не можем не оборонять свою страну.

И мы все еще хотим верить, что вам так же жутко от этого безумия, которое остановило всю нашу жизнь.

Нам очень нужен ваш голос и смелость, потому что сейчас эту войну можете остановить только вы. Это страшно, но единственное, что будет иметь значение после – кто остался человеком.

ул. Лобановского 6а, Киев, Украина. 26.02.2022

Это дом в центре Киева, а не фото 11-го сентября. Еще неделю назад здесь была кофейня, отделение почты и курсы английского, и люди в этом доме жили свою обычную жизнь, как живете ее вы.

P.S. К сожалению, это не “фотошоп от Пентагона”, как вам говорят. И да, в этих квартирах находились люди.

«Это не война, а только спец. операция.»

Это война.

Война – это вооруженный конфликт, цель которого – навязать свою волю: свергнуть правительство, заставить никогда не вступить в НАТО, отобрать часть территории, и другие. Обо всем этом открыто заявляет Владимир Путин в каждом своем обращении.

«Россия хочет только защитить ЛНР и ДНР.»

Это не так.

Все это время идет обстрел городов во всех областях Украины, вторые сутки украинские военные борются за Киев.

На карте Украины вы легко увидите, что Львов, Ивано-Франковск или Луцк – это больше 1,000 км от ЛНР и ДНР. Это другой конец страны. 25 февраля, 2022 – места попадания ракет

25 февраля, 2022 – места попадания ракет «Мирных жителей это не коснется.»

Уже коснулось.

Касается каждого из нас, каждую секунду. С ночи четверга никто из украинцев не может спать, потому что вокруг сирены и взрывы. Тысячи семей должны были бросить свои родные города.
Снаряды попадают в наши жилые дома.

Больше 1,200 мирных людей ранены или погибли. Среди них много детей.
Под обстрелы уже попадали в детские садики и больницы.
Мы вынуждены ночевать на станциях метро, боясь обвалов наших домов.
Наши жены рожают здесь детей. Наши питомцы пугаются взрывов.

«У российских войск нет потерь.»

Ваши соотечественники гибнут тысячами.

Нет более мотивированной армии чем та, что сражается за свою землю.
Мы на своей земле, и мы даем жесткий отпор каждому, кто приходит к нам с оружием.

«В Украине – геноцид русскоязычного народа, а Россия его спасает.»

Большинство из тех, кто сейчас пишет вам это письмо, всю жизнь говорят на русском, живя в Украине.

Говорят в семье, с друзьями и на работе. Нас никогда и никак не притесняли.

Единственное, из-за чего мы хотим перестать говорить на русском сейчас – это то, что на русском лжецы в вашем правительстве приказали разрушить и захватить нашу любимую страну.

«Украина во власти нацистов и их нужно уничтожить.»

Сейчас у власти президент, за которого проголосовало три четверти населения Украины на свободных выборах в 2019 году. Как у любой власти, у нас есть оппозиция. Но мы не избавляемся от неугодных, убивая их или пришивая им уголовные дела.

У нас нет места диктатуре, и мы показали это всему миру в 2013 году. Мы не боимся говорить вслух, и нам точно не нужна ваша помощь в этом вопросе.

Украинские семьи потеряли больше 1,377,000 родных, борясь с нацизмом во время Второй мировой. Мы никогда не выберем нацизм, фашизм или национализм, как наш путь. И нам не верится, что вы сами можете всерьез так думать.

«Украинцы это заслужили.»

Мы у себя дома, на своей земле.

Украина никогда за всю историю не нападала на Россию и не хотела вам зла. Ваши войска напали на наши мирные города. Если вы действительно считаете, что для этого есть оправдание – нам жаль.

Мы не хотим ни минуты этой войны и ни одной бессмысленной смерти. Но мы не отдадим вам наш дом и не простим молчания, с которым вы смотрите на этот ночной кошмар.

Искренне ваш, Народ Украины

УЗИП первого класса производства ОБО Беттерманн в сетях питания 220 В 50 Гц

УЗИП первого класса производства ОБО Беттерманн в сетях питания 220 В 50 Гц

УЗИП на разрядниках и варисторах: отличия в работе

Сетевые (питающие) УЗИП первого класса производства компании ОБО Беттерманн, выполняются на основе двух технологий, это УЗИП на основе газонаполненных разрядников различных типов и УЗИП на основе варисторов.

Различия в логике работы данных устройств (разрядников и варисторов) отмечены и в нормативных отечественных документах, например, в ГОСТ 51992 2011. Данный нормативный документ, под названием «Устройства защиты от импульсных перенапряжений низковольтные». Часть 1. Устройства защиты от импульсных перенапряжений в низковольтных силовых распределительных системах. Технические требования и методы испытаний» посвящен, как следует из названия, испытаниям УЗИП, выполненных в том числе как на основе разрядников, так и на основе варисторов. Приведем выдержки из ГОСТа:

Пункт 3.4: УЗИП коммутирующего типа – УЗИП, которое в отсутствии перенапряжений сохраняет высокое полное сопротивление, но может мгновенно изменить его на низкое в ответ на скачок напряжения. Общим примером элементов, служащих коммутирующими устройствами, являются разрядники, газовые трубки, тиристоры (кремниевые выпрямители) и управляемые тиристоры. Такие УЗИП иногда называют «разрядниками».

Пункт 3.5: УЗИП ограничивающего типа – УЗИП, которое в отсутствии перенапряжения сохраняет высокое полное сопротивление, но постепенно снижает его с возрастанием волны тока и напряжения. Общим примером элементов, служащих нелинейными устройствами, являются варисторы и диодные разрядники. Такие УЗИП иногда называют «ограничителями».

Разберем более подробно, чем отличается работа УЗИП приведенных выше типов на примере оборудования ОБО Беттерманн.

Как пример «разрядника» возьмем УЗИП на основе многозазорного газонаполненного разрядника. В перечне нашего оборудования это, например, разрядники типа MCD.

Как пример «варистора» возьмем УЗИП на основе оксидноцинкового варистора. В перечне нашего оборудования это, например, варисторы типа V 50.

Принципиальное отличие в срабатывании УЗИП различных типов (разрядников и варисторов) объясняется тем, что у этих устройств различная вольтамперная характеристика.

Вольтамперная характеристика (ВАХ) газового разряда имеет характерную S-образную форму, где нижняя область графика ВАХ соответствует темному «тихому» разряду, средняя тлеющему, а верхняя дуговому (рис. 1).

Рис. 1

В результате воздействия на разрядник импульса перенапряжения в разряднике происходят следующие процессы. С ростом приложенного напряжения разрядник быстро проходит фазы, соответствующие темному и тлеющему разряду. При достижении определенного напряжения на разряднике, определяемого конструкцией и иными технологическими особенностями изделия, газ (воздух) в разрядном промежутке переходит в стадию дугового разряда.

В результате этого сопротивление промежутка резко падает, а ток через него соответственно возрастает. В дальнейшем при росте внешнего приложенного напряжения (импульс перенапряжения) напряжение горения дуги изменяется мало. Напряжение горения дуги определяется в основном конструктивными особенностями, а также средой промежутка, в которой происходит пробой. Таким образом, после «включения» пробоя разрядного промежутка, напряжение на нем остается, как правило, в пределах 20 – 50В. При уменьшении амплитуды воздействующего импульса (напряжения) ниже определенной величины происходит гашение дуги и разрядник переходит в исходное состояние (рис. 2).

Рис. 2

ВАХ варистора имеет другой вид (рис. 3). ВАХ варистора симметрична относительно вертикальной центра координат. Таким образом, можно рассмотреть одну половину характеристики, например, соответствующую положительным токам и напряжениям без потери качества описания процесса.

Рис. 3

Выбранная часть ВАХ представляет собой две области с разными углами наклона кривой. Их можно описать следующим образом:

Область 1 – это область линейной зависимости тока от напряжения и соответственно постоянного (условно большого) сопротивления варистора. Это область увеличения напряжения на варисторе.

Область 3 – это область условно малого сопротивления варистора, где малому приращению напряжения следует большое приращение тока. Это область стабилизации напряжения на варисторе.

Область 2 – это переходная область нелинейной зависимости тока от приложенного напряжения. Обычно эта область находится в окрестности точки с так называемым квалификационным напряжением.

В результате импульсного воздействия на варистор, напряжение сначала нарастает в соответствии с ростом напряжения на фронте импульса. После достижения напряжением фронта импульса области 2 начинается процесс стабилизации напряжения. В дальнейшем при увеличении напряжения на варисторе и приходе рабочей точки в область 3 напряжение стабилизируется и мало зависит от приложенного напряжения к промежутку (рис. 4).

Рис. 4

Рис. 5

Если мы теперь на одном графике построим импульс перенапряжения (рис. 5) и кривые «работы» разрядника и варистора (рис. 2 и рис. 4), то мы получим графики, изображенные на рис. 6 и 7. На этих графиках изображена величина отводимого тока на систему уравнивания потенциалов в зависимости от времени, для разрядника (рис. 6) и для варистора (рис. 7). Соответственно площадь фигуры, ограниченной двумя кривыми (зона 1) на этих графиках, пропорциональна энергии отводимой УЗИП на систему уравнивания потенциалов.

Рис. 6

Рис. 7

Исходя из полученных результатов можно сделать очевидный качественный вывод:

  1. Отводимая на систему уравнивания потенциалов энергия у УЗИП, выполненного на основе разрядника, всегда будет больше, чем у УЗИП, выполненного на основе варистора при прочих равных условиях. Равные условия – это одинаковое входящее воздействие (импульс перенапряжения) и одинаковые параметры защищаемой электроустановки (напряжение питания, сопротивление и т. п.).
  2. Пиковое напряжение, то есть максимальное напряжение, прикладываемое к защищаемому оборудованию, у УЗИП на основе разрядника больше, чем у УЗИП на основе варистора. Это объясняется следующим: время срабатывания разрядника заметно больше, чем у варистора, и за это время напряжение успевает увеличиться (большая крутизна фронта импульса перенапряжения). Таким образом, вследствие большой скорости нарастания напряжения на фронте импульса у разрядника существует два напряжения срабатывания. В нормативной литературе это явление отражено следующим образом: статическое напряжение срабатывания (при медленно меняющемся сигнале) и динамическое напряжение срабатывания (при быстро меняющемся сигнале).
  3. Энергия, приходящая на защищаемое оборудование, равна разности энергии пришедшего воздействия (импульса) и энергии отведенной УЗИП на систему уравнивания потенциалов. На графиках эта энергия пропорциональна площади под кривой на рис. 2 и на рис. 4. Таким образом, энергия, приходящая на защищаемое оборудование у УЗИП, выполненных на основе разрядника меньше чем у УЗИП выполненных на основе варистора (зона 2 на рис.6 и 7) при прочих равных условиях.

Лещинский В. Г., Руководитель направления технического обучения по системам молниезащиты и защиты от импульсных перенапряжений

Искровые разрядники

Газонаполненные искровые разрядники представляют собой высокоэнергетические переключающие устройства, управляемые напряжением, уникальные по своей способности многократно переключать токи в тысячи ампер. Они идеально подходят для отвода больших электрических скачков, вызванных молнией, ЭМИ и другими источниками высокого напряжения и сильноточных переходных процессов.

Стандартные искровые разрядники Teledyne Reynolds изготавливаются с использованием только высококачественной керамики с высоким содержанием оксида алюминия, которая была металлизирована и покрыта.Процесс пайки и заполнения газом контролируется компьютером, в результате чего паяное соединение между электродами и керамическим корпусом является прочным и надежным.

За исключением версий на 90 В, все стандартные искровые разрядники TRI содержат незначительные количества (максимум 10 мкКи) газа обратной засыпки трития. Каждая газовая трубка отмечена международным символом радиации H.

.

Для получения дополнительной информации об искровых разрядниках, пожалуйста, Скачать PDF

 

Серия микродуг

Серия искровых разрядников Micro-Arc (MC) предназначена для защиты от переходных процессов и высвобождения энергии в приложениях, где необходима миниатюрная упаковка и ожидаются малые переходные токи .Они также могут применяться там, где требуется большое единовременное выделение энергии, например, при инициировании взрывных детонаций. Особенности продукта:

  • Внешний диаметр 0,187 дюйма (4,75 мм)

  • Обеспечивают высокое сопротивление изоляции более 10 9 Ом и емкость менее 1 пФ.

  • Импульсный ток 1000 ампер (форма волны 8 x 20 мкс)

  • Доступен в диапазоне напряжения пробоя постоянным током от от 90 до 2000 вольт за исключением половинного (MCH) и четвертного (MCQ) размеров, верхний предел которых составляет 1000 и 500 вольт соответственно

    • Доступны напряжения от 1 650 В для MCQ и до 2 000 В для серии MCH, при условии, что заказчик использует достаточное избыточное герметизация.

Посмотреть продукты

 

Серия Milli-Arc

Удобный физический размер серии Milli-Arc (ML) и разрядная способность до 10 000 ампер (форма волны 8 x 20 мкс) делают эту серию наиболее подходящей для защита от переходных процессов общего назначения .Они также могут быть использованы для высвобождения энергии в E Exploding Bridgewire (EBW) применения и в различных цепях решетки на электронных лампах для дуговая защита трубки . Особенности продукта:

  • Внешний диаметр 0.312 дюймов (7,92 мм)

  • Предлагают высокое сопротивление изоляции более 10 9 Ом и емкость менее 2 пФ.

  • Импульсный ток 10 000 ампер (форма волны 8 x 20 мкс)

  • Доступен в диапазоне напряжения пробоя постоянным током от от 90 до 4500 вольт для серии MLH и 8500 вольт серии MLF.

Посмотреть продукты

 

Серия Милли-Триарк

Серия искровых разрядников Milli-Triarc (MLT) трехэлектродные версии серии Milli-Arc и предназначены для электрической защиты от переходных процессов симметричных парных линий связи.Их трехэлектродная конструкция обеспечивает путь разряда от каждой линии к земле в дополнение к пути между линиями для металлических выбросов. Их также можно использовать для приложений с запуском, где доступен адекватный импульс запуска.

При установке на симметричных парных линиях, где на каждой паре линий ожидаются симметричные перенапряжения, эта серия из трех электродов обеспечивает быстрый симпатический пробой противоположного линейного электрода на землю после пробоя исходной линии на землю. Особенности продукта:

  • О внутренний диаметр 0,312 дюйма (7,92 мм)

  • Предлагают высокое сопротивление изоляции более 10 9 Ом и емкость менее 2 пФ.

  • Импульсный ток 10 000 ампер (форма волны 8 x 20 мкс)

  • Значительно более короткая задержка пробоя, чем при использовании двух отдельных двухэлектродных разрядников.

  • Доступен в диапазоне напряжения пробоя постоянным током от от 90 до 2000 вольт

Посмотреть продукты

 

Серия Деци-Арк

Лампы Deci-Arc (DCF) предназначены для защиты цепей, в которых ожидаются высокоэнергетические переходные процессы и где используются провода сечением 18 AWG или больше.Особенности продукта:

  • Внешний диаметр 0,500 дюйма (12,7 мм)

  • Обеспечивают высокое сопротивление изоляции более 10 9 Ом и емкость менее 10 пФ.

  • Импульсный ток 20 000 ампер (форма волны 8 x 20 мкс)

  • Доступен в диапазоне напряжения пробоя постоянным током от от 230 до 10 000 вольт

Посмотреть продукты

 

Серия Дека-Арк

Серия искровых разрядников Deka-Arc (DKF) предназначена для защиты от переходных электрических разрядов в тяжелых условиях.Их мощность 40 000 ампер (форма волны 8 x 20 мкс) делает их подходящими для многих защита от прямого удара молнии приложений и для защита линии электропередач при использовании с соответствующими последовательными сопротивлениями. Их также можно использовать в схемах, где требуется длительный срок службы в условиях повторяющихся импульсов. Особенности продукта:

  • Внешний диаметр 0.750 дюймов (19,1 мм)

  • Обеспечивают высокое сопротивление изоляции более 10 9 Ом и емкость менее 10 пФ.

  • Импульсный ток 40 000 ампер (форма волны 8 x 20 мкс)

  • Доступен в диапазоне напряжения пробоя постоянного тока от от 230 до 10 000 вольт

Просмотр продуктов

Искровые разрядники — обзор

13.3.3 Другие источники звука высокой интенсивности

Другими источниками сигналов высокой интенсивности являются, например, пневматические пушки , в частности, для сейсмических исследований, электрические разряды через искровой разрядник и бумеры . Эти источники сигналов кратко описаны в этом разделе.

Пневматическая пушка представляет собой механическое устройство, которое выпускает пузырьки воздуха под высоким давлением под водой. Подобно газовому пузырю после детонации химического взрывчатого вещества, высвобождающийся пузырь воздуха циклически расширяется и сжимается.Во время циклов он испускает волны давления как источники сейсмических волн, используемых в сейсмологии отражения в слоях ниже морского дна.

Пневматическая пушка состоит из от одного до нескольких десятков пневматических камер, которые могут образовывать массив, находящийся под давлением сжатого воздуха при давлении обычно в диапазоне от 14 до 21 МПа. Пневматические пушки погружаются в морскую воду и обычно буксируются за судном на глубине около 6 м. Пневматическая пушка запускается электрическим сигналом, который приводит в действие электромагнитный клапан, который выпускает воздух в топку, заставляя поршень двигаться.Движение поршня позволяет воздуху выходить из основной камеры хранения в воду, создавая воздушный пузырь высокого давления. Выпуск больших пузырьков дает низкочастотные сигналы, в то время как маленькие пузырьки приводят к более высокочастотным сигналам. Изменение давления в воде из-за пульсации пузырьков воздуха называется сигнатурой пневматического пистолета . Выпущенный пузырь воздуха имеет почти сферическую форму, и его расширение из-за давления воздуха, превышающего гидростатическое давление, дает сигнал с ударным фронтом, но не ударным фронтом, как у взрывной детонации.Подобно газовому пузырю при детонации химического взрывчатого вещества, воздушный пузырек подвергается воздействию того же механизма и может проходить через множество циклов расширения/сжатия, когда он излучает волны давления в окружающую среду. Амплитуда колебаний пузырька затухает с увеличением числа циклов, а период колебаний не является постоянным от одного цикла к другому. Это негармоническое движение связано с передачей энергии воде при каждом цикле. Первый цикл дает самую высокую амплитуду давления в первичной волне, часто превышающую 250 дБ относительно 1 мкПа на расстоянии 1 м.

Даже самая большая одиночная воздушная пушка часто не будет производить достаточно энергии, чтобы позволить сейсмическому сигналу проникнуть и произвести обратные сигналы из более глубоких слоев примерно на 5 км ниже морского дна. Одиночные пневматические пистолеты производят импульсы давления, которые колеблются в течение нескольких циклов, и каждый цикл генерирует сигналы давления, отраженные сигналы которых колеблются в течение тех же циклов, что и исходный сигнал. Это затрудняет, если не делает невозможным, разделение первичных и вторичных пиков в обратном сигнале от слоев морского дна.Что необходимо, так это один четко определенный скачок давления от пневматического пистолета. Дефицит амплитуды и проблемы, вызванные колебаниями пузырьков, могут быть решены за счет использования групп воздушных пушек.

Массивы пневматических пистолетов могут содержать до нескольких десятков отдельных пневматических пистолетов с камерами сжатого воздуха разного размера. Цель состоит в том, чтобы создать оптимальное давление в начальной ударной волне давления с минимальной реверберацией пузырьков после начальной волны. Массив с несколькими пушками увеличивает амплитуду из-за увеличения количества пушек.Поскольку воздушные пушки разного объема производят пузырьки с разными периодами колебаний, можно построить массив воздушных пушек, в котором пики импульсов пузырьков после того, как первичный импульс компенсирует друг друга из-за того, что они не совпадают по фазе.

Поскольку группа пневматических пушек буксируется вблизи поверхности моря, отражение импульсов давления пузырьков на поверхности, так называемый эффект зеркала Ллойда, обсуждаемый в главе 2, приводит к возникновению импульсов с отрицательным пиком. Когда пушки и их пузыри имеют разный объем, пики пузырей возникают в разное время.Можно настроить массив, выбрав объемы пневматического пистолета таким образом, чтобы пузырьковый импульс гасился отрицательным импульсом от меньшего пневматического пистолета. Поскольку группа пневматических пушек буксируется на одной глубине, время прихода отрицательного импульса одинаково для всех сигнатур пневматических пушек.

Сигнатура группы пневматических пушек зависит от отдельных пневматических пушек и стабильности геометрии группы пневматических пушек. Также на сигнатуру массива будет влиять синхронизация воспроизводимости времени стрельбы для отдельных пневматических пушек.Синхронизация времени обычно управляется компьютером во временном окне 100 мкс. Стабильность геометрии решетки заключается в поддержании расстояния между отдельными пневматическими пушками и поддержании постоянной глубины их буксировки. Поворот буксира и состояние моря будут влиять на стабильность геометрии. Состояние моря, т. е. волны на поверхности, также будут влиять на величину пика отрицательного импульса, вызванного отражением от поверхности моря.

Когда стреляет одна воздушная пушка в группе, ее сигнатура может влиять на сигнатуру последующих выстреливающих пневматических пушек, если расстояние между двумя пневматическими пушками мало.Импульсы давления первого пневматического пистолета изменят гидростатическое давление вокруг следующего пневматического пистолета, который будет запущен. Если воздушные пушки находятся на расстоянии менее 1 м друг от друга, их пузырьки могут сливаться в один пузырь. Воздушные пушки, образующие кластер без слияния пузырьков, могут создавать гораздо более сильное пиковое давление во время их взаимодействия, чем настроенные группы воздушных пушек.

Амплитуды высокого давления и низкочастотные составляющие сигналов пневматических пушек настолько громкие, что могут беспокоить, ранить или убивать морских обитателей.Воздействие сигналов может включать временную или постоянную потерю слуха, отказ от среды обитания, нарушение спаривания и кормления и даже выбрасывание на берег и гибель морских млекопитающих. Выстрелы из пневматических пистолетов могут также убивать икру и личинок и отпугивать рыбу от важной среды обитания и, таким образом, наносить ущерб коммерческому рыболовству. Потенциальный ущерб жизни в море, вызванный взрывами сейсмических пневматических пушек, повторяющимися каждые 10 с, часто в течение 24 часов в день и в течение нескольких недель, обсуждается в главе 12, посвященной биоакустике и акустике рыболовства.

Электрические разряды через искровой разрядник создают электрический искровой канал в воде. Время формирования искрового канала зависит от градиента напряжения на искровом промежутке и может составлять от нескольких до примерно 100 мкс, см. Бьорно [65]. При установлении проводящего пути между электродами в искровом промежутке происходит значительное увеличение электрического тока через разрядник и происходит быстрая передача значительного количества энергии малому объему воды, что вызывает быстрое повышение температуры с последующим быстрым расширением искрового канала.Это расширение вызывает высокое переходное давление в воде вокруг искрового канала и образование ударной волны. Путем изменения емкости C {единица измерения: F} конденсаторной батареи, напряжения В o {единица измерения: В} на искровом промежутке, индукции электрической цепи л {единица измерения: H} или длина искрового промежутка {единица измерения: м}, можно контролировать энергию и продолжительность разряда. Эмпирически можно показать [65], что пиковое давление P м {единица измерения: Па}, импульс I {единица измерения: Нс/м 2 } и плотность потока энергии E { единица измерения: Дж/м 2 } определяются по формуле:

(13.19)Pm=6·105(лVo2)1/3RE=0,32(лVo2)2/3R2I=2,1(лVo2)1/3R

, где R {единица измерения: м} — расстояние от центра разрядника до полевая точка. Поскольку можно считать, что давление в искровом канале прямо пропорционально энергии, выделяемой в водяном разряднике, можно установить скейлинговый закон, аналогичный изменению давления при детонации химического взрывчатого вещества. ℓVo2 представляет собой энергию, содержащуюся в искровом промежутке, наравне с количеством химического взрывчатого вещества в кг в уравнении.(13.16). Зависимость 1/ R от амплитуды давления, приведенная в уравнении (13.19) объясняется более длительным временем установления искрового канала по сравнению со временем взаимодействия взрывной детонационной волны с окружающей водой. Сигналы высокой интенсивности от электрических разрядов демонстрируют очень высокую степень воспроизводимости.

Бумер может создавать амплитуды давления выше 7·10 7 Па. Волны давления высокой интенсивности могут создаваться за счет разряда батареи конденсатора через плоский змеевик с расположенной плоской медной мембраной, изолированной от змеевика , над плоским змеевиком и в контакте с водой.Разряд создаст вихревые токи в медной мембране, которые заставят мембрану отталкиваться от катушки из-за самоиндукции в мембране. Когда мембрана отталкивается от змеевика, в воде над мембраной возникает волна давления.

Искровые разрядники – обзор

Переключатели

Переключатели, используемые в различных местах в системе импульсного питания (генераторы Маркса, выходные переключатели и т. д.), являются одними из наиболее важных компонентов, особенно в повторяющихся системах.Выключатели можно разделить на несколько категорий, наиболее распространенными из которых являются размыкающие и замыкающие выключатели.

Размыкающие переключатели особенно сложно изготовить, но они необходимы, если на практике должна быть реализована высокая плотность накопления энергии, которую обещают индуктивные системы хранения. Для однократных применений хорошо работают электрические или взрывные предохранители. Повторяющиеся переключатели открывания довольно редки в действительности и концепции. Их можно классифицировать как «прямые» или «контримпульсные».«Прямые» типы, такие как предохранители, должны сами прерывать полный ток и выдерживать возникающее в результате наведенное напряжение без повторного пробоя. Непрямые или «противоимпульсные» переключатели используют вспомогательную цепь для мгновенного обнуления тока переключателя, когда переключатель разомкнут. Механизм размыкания переключателя может быть резистивным, индуктивным или емкостным. Переключатель является резистивным, если его импеданс увеличивается в основном за счет увеличения рассеяния. Предохранители являются примером размыкающего выключателя такого типа.Переключатель является индуктивным, если его импеданс увеличивается из-за увеличения собственной индуктивности ключа. Компрессоры Flux являются примером переключателя такого типа. В таких переключателях внешний магнитный поток нагнетается в переключатель для увеличения индуктивности. Основным примером переключателя, механизм размыкания которого основан на уменьшении емкости, является оболочка тлеющего разряда с преобладанием пространственного заряда, где эффективные расстояния между электродами очень малы, но могут быть быстро увеличены за счет соответствующей модификации разряда.Емкостное и индуктивное размыкание в принципе обратимы, но резистивное размыкание необратимо изменяет среду переключения в масштабе времени переключения. Концепции замыкающих выключателей более многочисленны и более успешны, чем концепции размыкающих выключателей. К замыкающим переключателям относятся разрядники, тиратроны, тиристоры, игнитроны, взрывающиеся фольгированные твердые диэлектрики и др., а также многочисленные модификации и модификации этих типов переключателей. «Рабочая лошадка» среди замыкающих выключателей — искровой разрядник.Хотя искровые разрядники разрабатывались и использовались для чрезвычайно широкого диапазона параметров, они на удивление плохо изучены в инженерном и физическом смысле. Интерактивная физика плазмы, химия, физика поверхности, прочность материалов, гидродинамика, теплопередача, конфигурация электромагнитного поля, излучение и т. д. делают работу этих переключателей чрезвычайно трудной для количественной оценки с инженерной точки зрения. Эмпирические данные скудны, потому что большинство проектов были специально ориентированы на задачу и, следовательно, сопровождались очень немногими тщательными параметрическими исследованиями.Одной из основных актуальных проблем является быстрое восстановление характеристик пробоя по напряжению и, следовательно, увеличение частоты повторения импульсов искровых разрядников при небольшом расходе газа. Уровень техники составляет несколько тысяч импульсов в секунду в короткой вспышке, в зависимости от длины импульса, энергии на выстрел, кулона на выстрел и так далее. Срок службы большинства зазоров ограничен эрозией электродов, которая выводит характеристики зазоров за пределы полезного диапазона не только из-за износа материала электродов (и, следовательно, повышения напряжения пробоя), но и из-за разрушения изолирующих поверхностей в зазорах.Кроме того, шероховатость поверхностей электродов эрозией увеличивает статистический разброс напряжения пробоя промежутка, что снижает надежность промежутка.

Другим основным типом переключателя является тиратрон, который был тщательно исследован и разработан в связи с системами радиолокационных модуляторов и коммерчески доступен с широким диапазоном параметров. По сути, это газонаполненный триод с горячим катодом, который можно включать, но не выключать с помощью управления сетью. Как правило, он несет меньше энергии на выстрел и работает при более низких напряжениях и токах, чем искровые разрядники.Основными его преимуществами являются высокая частота импульсов при работе и простота управления по сети. Основными ограничениями для многих интересных приложений являются относительно низкий пиковый ток и длительное время нарастания тока. Твердотельные переключатели представляют интерес из-за их потенциально высокой надежности и длительного срока службы. Наиболее распространенными полупроводниковыми переключателями в импульсных источниках питания являются тиристорные или кремниевые выпрямители. Другие используемые твердотельные переключатели включают BJT, FET, IGBT, IGCT, GTO и многочисленные типы диодов.Основная проблема с твердотельными переключателями заключается в том, что они в настоящее время ограничены относительно низкими токами и напряжениями (килоамперами и киловольтами) на единицу. Это ограничение предполагает обширные последовательно-параллельные соединения для многих представляющих интерес приложений и неизбежное снижение характеристик надежности и производительности, связанное с такой модульностью. Другой проблемой является ограниченный ток включения ( dI / dt ) этих устройств. Тиристоры обычно используются в различных промышленных приложениях, таких как инверторы с частотой 60 Гц, но мало усилий было затрачено на их разработку , особенно для работы в импульсном режиме, из-за относительно небольшого размера этого рынка.Однако существуют существующие программы исследований и разработок по увеличению номинального напряжения и тока тиристоров для коммунальных приложений. Эта работа может также иметь разветвления в технологии импульсной энергии. Большой интерес представляют и другие твердотельные устройства, такие как переключатели, активируемые светом или электронным лучом, как в виде объемных, так и в виде переходных устройств. В частности, изучаются газовые переключатели с лазерным пуском для использования в мощных сверхширокополосных радиолокационных системах с фазированной антенной решеткой из-за их низкого джиттера и высокой скорости переключения.Так называемые магнитные переключатели, которым уделяется значительное внимание, на самом деле являются не переключателями, а устройствами сжатия импульсов. Они используются в системах для сжатия и «обострения» относительно «небрежного» импульса за счет использования изменяющейся во времени нелинейной индуктивности, возникающей в результате насыщения магнитных материалов. Этот метод хорошо известен и обычно применялся при более низких уровнях мощности в радиолокационных модуляторах. Основной причиной возрождения интереса к этому методу при более высоких уровнях мощности является разработка аморфных стальных сплавов, таких как Metglas, продукт и товарный знак Allied Chemical Corporation.Эти материалы имеют высокие поля насыщения и высокое удельное сопротивление (по сравнению с ферритами), что снижает потери на вихревые токи и гистерезис, что позволяет работать на более высоких частотах. Эти «переключатели», как правило, относительно большие, тяжелые и дорогие, но могут надежно работать при высокой частоте повторения (по крайней мере, в импульсном режиме, когда рассеивание и отвод тепла не являются серьезными проблемами).

Существует множество других типов замыкающих и размыкающих выключателей различной степени важности и применения.Каждый из них имеет тенденцию быть несколько специализированным и имеет преимущества в определенных узких диапазонах параметров и областях применения. Среди них ртутные устройства (игнитроны и жидкометаллические плазменные клапаны), трубки скрещенного поля E¯×B¯, вакуумные прерыватели, сверхпроводящие переключатели и другие. В некоторых случаях целесообразно выполнять операцию переключения в средах, отличных от вакуума, газов, полупроводников. Иногда твердый диэлектрик прокалывается дугой, образуя путь переключения. В этом случае диэлектрик необходимо заменять после каждой операции переключения.Эти переключатели обычно характеризуются низкой индуктивностью и высокой dI / dt .

Во многих больших импульсных энергетических системах, где вода или масло используются в качестве диэлектрической среды в линии передачи или в конечной ступени накопления энергии, удобно выполнять переключение в жидкости. Обычно это делается в режиме самопробая, в котором ключ действует как искровой разрядник с перенапряжением. Были предприняты некоторые попытки активировать эти переключатели электрически или с помощью лазера.В режиме самопробая основной проблемой является получение многоканальности работы, то есть высокой синхронизации нескольких параллельных промежутков в жидкости для снижения индуктивности ключа и увеличения срока его службы.

Как работает датчик искрового разрядника: Эксплуатация » Примечания по электронике

Подробная информация об искровых датчиках с подробным описанием работы датчика с искровым разрядником и практическими примерами.


История преобразователя с искровым разрядником Включает:
История преобразователя с искровым разрядником Операция Датчик дуги Поульсена


Хотя принцип передатчика с искровым разрядником может показаться очень простым, в его конструкции было гораздо больше, чем может показаться на первый взгляд.

Глядя на то, как работает передатчик с искровым разрядником, можно обнаружить много интересных приемов проектирования. Работа передатчика с искровым разрядником была немного сложнее, чем сегодня многие могут поверить.

Работа искрового разрядника

Перед тем, как рассмотреть работу передатчика с искровым разрядником в целом и посмотреть, как работает передатчик с искровым разрядником, стоит взглянуть на основной элемент схемы, чтобы увидеть, как он работает.

Хотя искровой разрядник может показаться очень простым элементом в цепи передатчика искрового разрядника, понимание его работы является ключом к пониманию того, как работают цепи.Первопроходцам потребовалось некоторое время, чтобы понять, как работает искровой разрядник и, следовательно, как лучше всего использовать его в передатчике.

По сути, искровой разрядник действует в передатчике как электронный переключатель. Когда он не сработал, он образует разомкнутую цепь с очень высоким сопротивлением. По мере того, как напряжение на искровом промежутке возрастает, достигается точка, в которой воздух между контактами разрушается, искровой разрядник воспламеняется или образует дугу, и видна искра. Когда это происходит, воздух внутри «искрового промежутка» ионизируется и образуется проводящая плазма.

Хотя искровые разрядники требуют высокого напряжения для образования искры, для ее поддержания требуется ток, и фактически сопротивление искрового разрядника после ионизации и прохождения тока может составлять всего около двух Ом.


Искровой разрядник от мощного передатчика начала 1900-х годов.

Этот низкий уровень сопротивления означает, что любая схема передатчика с искровым разрядником должна обеспечивать требуемый уровень тока без перегорания. Многие ранние разработчики этого не понимали — они использовали индукционные катушки для создания высокого напряжения, вызывающего срабатывание искрового промежутка, но индукционные катушки не были предназначены для обеспечения необходимого тока, и в результате они часто выходили из строя или перегорали.

При более внимательном рассмотрении самой искры фактическая форма пробоя крайне непредсказуема, и после того, как искра зажглась и траектория установилась, даже она сильно варьируется. Уровень тока колеблется в широких пределах.

Общий результат заключается в том, что искра генерирует широкополосную радиочастотную энергию, которая может передаваться в передатчике с искровым разрядником на антенну и излучаться.

Глядя на то, как работает искровой разрядник, он довольно груб в своей работе, и поэтому неудивительно, что он не особенно эффективен и излучает слабый сигнал.

Как работает датчик с искровым разрядником?

При рассмотрении того, как работает передатчик с искровым разрядником, необходимо иметь в виду, что это была область технологии, которая очень быстро развивалась в конце 1800-х и начале 1900-х годов. В результате было разработано много идей, хороших и не очень, и существовало большое разнообразие способов работы различных искровых передатчиков.

По идее, очень простой передатчик с искровым разрядником состоит из источника напряжения, подаваемого через резистор на конденсатор, через который проходит искровой разрядник.Напряжение на промежутке возрастает до тех пор, пока не появится искра. Искра разряжает емкость до тех пор, пока она не станет ниже поддерживающего напряжения, и искра погаснет. Затем конденсатор снова заряжается, пока он снова не искрит, и цикл повторяется.

Искровой разрядник соединен с антенной, которая позволяет излучать сигнал. Обычно существуют настройки для ограничения полосы пропускания сигнала.

Результирующие высокоамплитудные импульсы от разрядника имеют очень острые края, т.е.е. ток возрастает от нуля до высокого значения за короткий промежуток времени. В результате они генерируют широкополосную радиочастотную энергию. Нечто подобное происходит с ударом молнии, производящим треск, часто слышимый в средних или коротких диапазонах волн.

Энергия, производимая передатчиками с искровым разрядником, была в определенной степени настроена настроенными цепями передатчика и антенны, но, тем не менее, они по-прежнему излучали энергию в широком диапазоне частот. В результате они были удалены из эксплуатации, так как создавали помехи другим пользователям, используя гораздо более узкополосные методы, такие как Морзе, амплитудная модуляция и т. д.

Гаситель передатчика искрового промежутка

При рассмотрении того, как работает передатчик с искровым разрядником, одной из концепций, которая была принята на ранней стадии разработки, была концепция искрогасителя.

Одна из обнаруженных проблем, особенно при работе мощных искровых передатчиков, заключалась в том, что часть энергии от цепи антенны передавалась обратно в цепь искры после первого всплеска колебаний. Это переводило искру в короткий период времени. дуги, что снижало общую эффективность и при некоторых обстоятельствах приводило к тому, что передача происходила на двух разных частотах.

Исследованы и внедрены методы «гашения» искры.

Один из методов гашения искровых передатчиков заключался в уменьшении связи между искровыми и антенными цепями.

Улучшенные методы «гашения» передатчика с искровым разрядником включали введение некоторых методов быстрой деионизации искрового разрядника. Их начали вводить еще в 1890-х годах, чтобы предотвратить возникновение дуги из искры.

Один из первых деионизационных методов тушения был разработан Элиу Томсоном и включал то, что он назвал схемой «магнитного выброса».При этом магнитное поле в подходящее время прикладывалось под прямым углом к ​​направлению искры. Другие идеи включали использование прямой струи воздуха, чтобы гарантировать, что любая дуга может быть погашена.

Идея, получившая наибольшую популярность для гашения передатчика искрового разрядника, заключалась в использовании вращающегося искрового разрядника. Он состоял из одного или нескольких неподвижных элементов и вращающегося элемента с выступающими спицами. Поскольку вращающиеся искровые наконечники могут поддерживать искру только в течение короткого времени, любая дуга гаснет до того, как она установится.

Усовершенствования преобразователя искрового разрядника

Одной из основных проблем первых передатчиков с искровым разрядником была очень низкая эффективность. Это произошло из-за того, что искровые разрядники срабатывали непрерывно, когда ключ был нажат. Проблема заключалась в том, что индукционная катушка, используемая для создания обратной ЭДС для создания искры в искровом промежутке, могла пропускать только около 100 мА или около того через зазор после того, как дуга загорелась. Это означало, что на антенну подавался очень низкий уровень мощности.

Некоторые ранние методы увеличения мощности включали увеличение зазора между двумя электродами искрового промежутка, что увеличивало напряжение. Это означало, что на антеннах появились смертельные напряжения.

Одно достижение в технологии искрового разрядника было относительно простым. Это повлекло за собой добавление конденсатора во вторичную обмотку индукционной катушки, используемой для генерации искры. Добавление этого единственного конденсатора к передатчику с искровым разрядником имело большое значение. Это устранило непрерывную дугу, которая снижала напряжение от индукционной катушки.Размещение конденсатора во вторичной обмотке индукционной катушки в передатчике позволило увеличить как ток промежутка, так и результирующий ток антенны, а также быстрый разряд конденсатора удалил сопротивление промежутка из цепи антенны. Оба эти атрибута являются результатом добавления одного конденсатора.

Больше истории:
Хронология истории радио История радио История любительского радио Когерер Хрустальное радио Магнитный детектор Датчик искры телеграф Морзе История клапана / трубки Изобретение диода с PN-переходом Транзистор Интегральная схема Кристаллы кварца Классические радиоприемники
    Вернуться в меню «История».. .

Искровые разрядники от e2v teledyne

Искровые разрядники представляют собой высокоэнергетические переключающие устройства, управляемые напряжением, уникальные по своей способности многократно переключать токи в тысячи ампер, что приводит к их наиболее распространенному использованию в качестве устройств защиты от переходных ожидаются всплески. Они идеально подходят для отвода больших электрических скачков, вызванных молнией, ЭМИ и другими источниками переходных процессов высокого напряжения.

Основная конструкция и принцип действия искровых разрядников просты. Если два металлических электрода разделены подходящим изолятором и газом, помещенным между электродами при определенном давлении, между электродами возникает электрический пробой после приложения к электродам достаточного напряжения. После образования эта электрическая «дуга» способна проводить токи в тысячи ампер, в то время как напряжение, возникающее между электродами во время состояния дуги, остается относительно независимым от этого тока.

Искровые разрядники Teledyne e2v

Наш ассортимент двухэлектродных и трехэлектродных разрядников Teledyne e2v используется для создания быстрых импульсов высокого напряжения в переключателях высокой энергии. Искровые разрядники состоят из герметичных газонаполненных выключателей с напряжением пробоя постоянного тока от 400 В до 50 кВ.

Особенности искрового разрядника

  • Нет энергопотребления в режиме ожидания
  • Постоянное напряжение пробоя
  • Способность к сильному току
  • Быстрое переключение
  • Прочный и надежный в диапазоне температур
  • Легкий

Выбор искрового промежутка

При выборе разрядников следует учитывать следующие факторы:

  • Приложение
  • Пиковый ток и форма волны
  • Кулон на выстрел
  • Максимальная частота повторения
  • Напряжение главного промежутка
  • Условия окружающей среды

Пожалуйста, загрузите форму запроса рабочих параметров искрового разрядника и заполните ее как можно точнее.Мы рекомендуем и предлагаем вам наиболее подходящий искровой разрядник для вашего применения.

Искровой разрядник | Инжиниринг | Fandom

Свеча зажигания. Искровой разрядник находится внизу.

Искровой разрядник состоит из двух проводящих электродов, разделенных зазором, обычно заполненным газом (обычно воздухом).

Как это работает[]

При подаче соответствующего напряжения образуется искра, которая ионизирует газ и резко снижает его электрическое сопротивление.Затем электрический ток течет до тех пор, пока путь ионизированного газа не прервется. Это происходит обычно при падении напряжения, но в некоторых случаях и при подъеме нагретого газа, вытягивая, а затем разрывая нить ионизированного газа. Обычно действие ионизации газа является сильным и разрушительным, часто приводя к звуку (от щелчка для свечи зажигания до грома для разряда молнии), света и тепла. Видимая искра — это свет, исходящий не от электронного потока, а от материальной среды, флуоресцирующей в ответ на столкновения электронов, возбуждающих ее электронные орбитали до высоких, возбужденных состояний и многократно сбрасывающих их.В вакууме может образоваться искра — на самом деле многие из них составляют солнечный ветер, — но без промежуточной материи, способной к электромагнитным переходам, искра будет невидимой (см. Вакуумная дуга).

Искровые разрядники необходимы для функционирования ряда электронных устройств, и они также встречаются в природе.

Искровые разрядники в качестве устройств зажигания[]

Свеча зажигания использует искровой разрядник для инициирования воспламенения. Тепло ионизационного следа воспламеняет топливно-воздушную смесь внутри двигателя внутреннего сгорания или зажигает горелку в печи, духовке или плите.

Искровые разрядники в качестве радиопередатчиков[]

Искра излучает энергию во всем электромагнитном спектре. В настоящее время это обычно рассматривается как радиочастотная помеха и подавляется, но на заре радиосвязи это было средство передачи радиосигналов в передатчике с искровым разрядником.

Искровые разрядники в качестве защитных устройств[]

Искровые разрядники часто используются для защиты оборудования от скачков напряжения.

В высоковольтных выключателях[]

Искровые разрядники применяются в высоковольтных выключателях, например, на электростанциях и электрических подстанциях.Такие переключатели состоят из большого дистанционно управляемого ножевого переключателя с шарниром в качестве одного контакта и двумя пластинчатыми пружинами, удерживающими другой конец в качестве второго контакта. Если лезвие открыто, искра может сохранить проводимость соединения между лезвием и пружиной. (Искра ионизирует воздух, который становится проводящим, позволяя образоваться дуге, которая поддерживает ионизацию и, следовательно, проводимость.) Здесь лестница Иакова (см. Ниже) наверху выключателя разорвет дугу и таким образом погасит ее. Вы также можете найти небольшие лестницы Иакова, установленные поверх керамических изоляторов высоковольтных опор.Если искре когда-нибудь удастся перепрыгнуть через изолятор и вызвать дугу, она будет погашена.

Искровые разрядники большего размера используются для защиты линий электропередач.

В электронном оборудовании[]

Чувствительные устройства[]

Искровые разрядники меньшего размера часто используются для защиты чувствительного электрического или электронного оборудования от скачков высокого напряжения. В сложных версиях этих устройств (называемых газоразрядными разрядниками) небольшой искровой разрядник выходит из строя во время аномального скачка напряжения, безопасно шунтируя скачок на землю и тем самым защищая оборудование.Эти устройства обычно используются для телефонных линий, когда они входят в здание; искровые разрядники помогают защитить здание и внутренние телефонные цепи от воздействия ударов молнии.

Небольшие искровые промежутки очень распространены в телефонных коммутаторах, так как длинные телефонные кабели очень чувствительны к индуцированным перенапряжениям от ударов молнии.

Менее чувствительные устройства[]

Менее сложные (и гораздо менее дорогие) искровые разрядники изготавливаются с использованием модифицированных керамических конденсаторов; в этих устройствах искровой разрядник представляет собой просто воздушный зазор, выпиленный между двумя подводящими проводами, которые соединяют конденсатор с цепью.Всплеск напряжения вызывает искру, которая перескакивает с подводящего провода на подводящий провод через зазор, оставшийся в процессе пиления. Эти недорогие устройства часто используются для предотвращения повреждающих дуг между элементами электронной пушки (пушек) внутри электронно-лучевой трубки (ЭЛТ).

Трансилы и трисилы — твердотельные альтернативы искровым разрядникам для маломощных приложений. Неоновые лампы также используются для этой цели.

Искровые разрядники в качестве силовых переключающих устройств[]

Высокоэнергетические инициируемые искровые разрядники специального назначения также используются для быстрого переключения высоких напряжений и очень высоких токов в некоторых приложениях с импульсной мощностью, таких как импульсные лазеры, рельсотроны, термоядерный синтез и исследования сверхсильных импульсных магнитных полей.Они часто имеют более высокую мощность, чем любой тиристор, тиратрон, критрон или спрайтрон. Один из таких переключателей известен как тригатрон.

Искровые разрядники как развлечение[]

Пример лестницы Иакова с электрической дугой.

A Лестница Иакова (более формально бегущая дуга высокого напряжения ) представляет собой устройство для создания непрерывной последовательности больших искр, которые поднимаются вверх. Искровой разрядник образован двумя проводами, приблизительно вертикальными, но постепенно расходящимися друг от друга кверху.Когда к зазору прикладывается высокое напряжение, в нижней части проводов, где они ближе всего друг к другу, образуется искра, быстро переходящая в электрическую дугу. Дуга ведет себя почти как короткое замыкание, потребляя столько тока, сколько может обеспечить источник питания, а большая нагрузка резко снижает напряжение на промежутке. Нагретый ионизированный воздух поднимается вверх, увлекая за собой путь тока. По мере того, как след ионизации становится длиннее, он становится более нестабильным и в конце концов обрывается. Затем напряжение повышается, и искра вновь образуется в нижней части устройства.Этот цикл приводит к экзотическому отображению электрических белых, желтых или синих дуг, которые часто можно увидеть в фильмах о сумасшедших ученых.

Устройство было основным продуктом на научных ярмарках 1950-х и 1960-х годов, как правило, состоящее из искровой катушки модели T и двух вешалок, встроенных в форму.

Искровые разрядники в природе[]

Молния — это большая искра, прыгающая между облаком и землей или между облаками.

См. также[]

Внешние ссылки[]

Искровой разрядник для токоотвода

EQUIPOT TIERRA 100 [кА] ≤ 5 [кВ] Нержавеющая сталь Пластик Эквипотенциальная защита См.
КОМПЛЕКТ ЧЕРЕЗ ЧИСПАС+МАЧТА-АНТЕНА 100 [кА] ≤ 5 [кВ] Нержавеющая сталь Пластик См.
ЧЕРЕЗ ЧИСПАС ПВХ 100 [кА] ≤ 5 [кВ] Сталь Пластик См.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.