Искрозащитный шунт

Союз Советски кСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 1 729367(51) М. Кл. Е 21 Г 9/00 Гесударстеенный комитет Опубликовано 25.04.80. Бюллетень15Дата опубликования описания 05.05.80по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В. В. Давыдов, А. Т. Ерыгин, Л. Ф. Подпалько и В. А. Чернов Государственный проектно-конструкторский и научноисследовательский институт по автоматизации угольной промышленности Гипроуглеавтоматизация(54) ИСКРОЗАЩИТНЫй ШУНТ Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в электрооборудовании на предприятиях угольной, нефтяной и химической промышленностях в помещениях со взрывоопасной атмосферой.Известен искрозащитный диодный шунт, обеспечивающий ограничение энергии, запасенной в индуктивных элементах цепи 1. При коммутации или во время переходного процесса диод, включенный параллельно индуктивности нагрузки, под действием ЭДС самоиндукции открывается, и в образовавшемся контуре локализуется часть энергии, накопленной в индуктивности нагрузки, что приводит к повышению искробезопасной мощности электрической цепи.Диодный ш унт не ограничивает энергию, поступающую в разряд до момента изменения знака напряжения на нагрузке и при его подключении значительно увеличивается длительность переходного процесса в нагрузке, Кроме того, при использовании такого шунта в разряде реализуется энергия накопленная в емкостных элементах нагрузки.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к пред 2лагаемому изобретению является шунт, состоящий из шунтирующего диода, включенного параллельно нагрузке и разделительного диода, включенного с ней последовательно в проводящем направлении 12 .Известное устройство ограничивает энергию, поступающую в разряд из емкостных элементов нагрузки, но также не уменьшает энергию, поступающую в разряд до момента изменения знака напряжения на нагрузке, кроме того, при его подключении значитель но увеличивается длительность переходныхпроцессов, что делает неработоспособными системы с преобразованием энергии переменного тока и устройства сигнализации и связи.Целью изобретения является повышениеискробезопас ной мощности и расширение области применения.Это достигается тем, что искрозащитныйшунт для реактивной нагрузки, содержащий шунтирующий диод, включенный параллель 2 о но нагрузке, и разделительный диод, подключенный к ним последовательно и в проводящем направлении, снабжен полупроводниковым ключом, включенным последовательно с нагрузкой между шунтирующим3диодом и нагрузкой, а вход полупроводникового ключа подключен параллельно шунтирующему диоду: С целью обеспечения работоспособности систем переменного тока искрозащитный шунт снабжен вторым шунтом, содержашим шунтируюший диод, включенный параллельно нагрузке, разделительный диод, подключенный к ним последовательно и в проводящем направлении, и полупроводниковый ключ, включенный последовательно с нагрузкой между шунтирующим диодом и нагрузкой, а вход полупроводникового ключа подключен параллельно шунтируюшему диоду, причем диоды и полупроводниковый ключ второго шунта включены по полярности встречно диодам и полупроводниковому ключу первого шунта и одноименные входы и выходы шунтов соединены параллельно.На фиг. 1 представлена принципиальная схема искрозашитного шунта при питании нагрузки постоянным током или однополярными импульсами; на фиг. 2 - при питании нагрузки переменным током.Искрозащитный шунт содержит шунтирующий диод 1, включенный параллельно нагрузке 2 и встречно полярности источника питания 3, разделительный диод 4, последовательно и в проводящем направлении под ключенный а нагрузке с шунтируюгцим диодом, и полупроводниковый ключ 5 с входной цепь 6 управления, причем полупроводниковый ключ включен последовательно с нагрузкой между шунтируюшим диодом и нагрузкой, а вход ключа подключен параллельно шунтирующему диоду. Полупроводниковый ключ выполнен на быстродействуюшем переключающем элементе, например транзисторе.Искробезопасный шунт переменного тока (см. фиг. 2) содержит на каждую фазу по два шунта противоположных полярностей для положительной и отрицательной полуволн напряжения питания, содержащих диоды 1, 4 соответственно, ключ 5 и диоды 7 и 8, ключ 9 с входной цепью управления 10, включенные параллельно друг другу.Искрозашитный шунт работает следуюгцим образом.При номинальной величине напряжения питания полупроводниковый ключ 5 открыт, и нагрузка 2 обтекается током. При возникновении аварийного разряда в линиях питания между источником 3 и шунтом на входе цепи 6 управления, напряжение уменьшается на величину напряжения зажигания дуги, это вызывает уменьшение тока управления полупроводникового ключа 5 и, следовательно, увеличение падения напряжения на нем. В результате сокращается время, за которое происходит изменение полярности на нагрузке 2. После изменения полярности шунтирующий диод 1 открывается, вход цепи 6 управления закорачивается,и происходит форсирование за 4пирание ключа 5 и отключение нагрузки 2 от линии питания и разрядного промежутка.Режим запирания ключа определяется режимами цепи управления, которая может содержать цепи положительной обратнойсвязи. Для обеспечения надежности работы ключа и защиты его от перенапряжений параллельно ключу 5 и нагрузке 2 могут быть установлены ограничители напряжения.При питании нагрузки переменным токомполупроводниковые ключи 5 и 9 открываюто ся поочередно по сигналам на входах цепейуправления 6 и 1 О соответственно, и по нагрузке протекает номинальный ток.В случае возникновения аварийного коммутационного разряда, сопровождаюшегося скачком напряжения на входе цепей управления 6 и 10 происходит процесс запирания полупроводниковых ключей соответственно 5 или 9.Защитный шунт ограничивает энергию,поступаюшую в разряд из реактивных элементов нагрузки, за счет чего повышается искробезопасная мощность электрической цепи, Шунт позволяет разделять линию связи на секции и исключить влияние отдельных секций друг на друга.В цепях переменного тока и при передаче импульсов шунт обеспечивает работоспособность систем и электрооборудования с преобразованием энергии переменного тока и сохранение параметров передаваемых сигналов в системах сигнализации и связи.Формула изобретения1. Искрозащитный шунт для реактивнойнагрузки, содержащий шунтирующий диод, И включенный параллельно нагрузке, и разделительный диод, подключенный к ним последовательно и в проводяшем направлении, отличающийся тем, что, с целью повышения искробезопасной мощности и расширения области применения, он снабжен полупроводниковым ключом, вклю 1 енным последовательно с нагрузкой между шунтирующим диодом и нагрузкой, а вход полупроводникового ключа подключен параллельно шунтируюгцему диоду.2. Шунт по п. 1, отличающийся,ем, что,с целью обеспечения работоспособности систем переменного тока, он снабжен вторым шунтом, содержащим шунтирующий диод, 0включенный параллельно нагрузке, разделительный диод, подключенный к ним последовательно и в проводящемнаправлении, и полупроводниковый ключ, включенный последовательно с нагрузкой между шунтирующим диодом и нагрузкой, а вход полую проводникового ключа подключен параллельно шунтирующему диоду, причем диоды и полупроводниковый ключ второго шунта включены по полярности встречно диодам и729367 иг.1 СоставитТекред К.Тираж 626 О, Наказфрич Редактор В.ф зьдманЗаказ 1232/31 Корректор ЮПодписное ЦНИИ ПИ Государственного комитетапо делам изобретений и откры113035, Москва, Ж - 35, Раушская на филиал ППП кпатентэ. г. Ужгород, ул. полупроводниковому ключу первого шунта, а одноименные входы и выходы шунтов соединены параллельно.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе ь1. Серов В. И. Воспламеняющая способность сложных индуктивных цепей. М., Наука, 1966, с. 84 - 88.2. Авторское свидетельство СССР280624, кл. Н 02 Н 3/16, 06.12,67. СССРийд. 4/5Проектная