} Рис. 5.14. Использование варисторов в качестве искрогасящих эле-

ментов

где L - индуктивность катушки; / - ток в катушке до размыкания; т =L/R - постоянная времени в цепи в момент размыкания; R - суммарное сопротивление цепи.

Когда обмотка коммутируется электронными схемами, имеющими большое внутреннее сопротивление, постоянная времени имеет малое значение и напряжение возрастает во много раз.

Напряжегаге при коммутации обмотки без защитного варистора

щ =IlR.

Поскольку общее сопротивление цепи в момент переключения определяется сопротивлением коммутирующего элемента.

При отключении индуктивности, защищенной варистором, имеем

Щ =4 (i?bk)/(b + i?k).

где i?b - сопротивление варистора; R - сопротивление коммутирующего элемента.

Параметры варистора выбирают так, чтобы ток через него в статическом режиме составлял небольшое значение от тока в обмотке, т.е. /д , причем к \.

Кратность перенапряжения 7 по отношению к номинальному напряжению катушки без варистора

Для снижения перенапряжения в N раз необходимо параллельно катушке присоединить варистор с коэффициентом нелинейности:

3 = 1 +1п

j N - \

доп/

/2 (v

здесь 7д,д - допустимая кратность перенапряжения. Классификационное напряжение варистора

1/13

Рис. 5.15. Схема включения (в) и внешний вид вентильного разрядника (б):

1 - искровой промежуток; 2 - варисторы (вилитовые диски); 3 - фарфоровый корпус

Допустимая мощность рассеяния варистора

в > kUoMh + S

где 6 - частота отключений индуктивности.

В цепях со сравнительно небольншм значением коммутирующего тока для искрогащения можно использовать обычный линейный резистор, который имеет преимущества перед контуром RC с точки зрения габаритных размеров и экономичности.

Варисторы используются в вентильных разрядниках - присоединяются к проводам линий электропередачи для защиты их от больших токов при ударе молнии. Схема включения варисторов в сочетании с разрядниками приведена на рис. 5.15. При номинальном напряжении ток с линии передачи на землю разрядник практически не пропускает вследствие высокого сопротивления. При ударе молнии провода находятся под высоким напряжением, сопротивление варистора при этом невелико и разрядник отводит ток с линии на землю. При этом напряжение на линии снизится до номинального значения. Большое

сопротивление разрядника снова восстановится, и ток им пропускаться практически не будет.

Полупроводниковые варисторы также эффективно используются для защиты силовых полупроводниковых приборов, используемых в электротехнических установках. Отметим, что надежность и срок службы силовых полупроводниковых приборов - тиристоров, диодов, стабилитронов и т.п. - гарантируются в диапазоне допустимых обратных напряжений и в определенном интервале рабочих токов. В схемах с индуктивными элементами, в которых возможно возникновение периодических или аварийных перенапряжений, необходимо принимать специальные меры защиты - ограничивать амплитуды возможных перенапряжений до значения допустимого обратного напряжения прибора. Для этого целесообразно параллельно прибору подключать варистор, который и будет ограничивать возникающие напряжения. Так, в блоках питания аппаратуры релейной защиты, сигнализации и управления типа БПВ-26 используются для этой цели мощные варисторы.

Блок питания состоит из трехстержневого магнитосуммирующего трансформатора и выпрямителя, собранного на кремниевых диодах типа Д215А, включенных по два последовательно в каждое плечо моста. Соединение обмоток вьшолнено так, что ЭДС на вьшодах вторичных обмоток первой и третьей пропорциональна геометрической сумме МДС среднего и крайних стержней, причем в крайних стержнях направления магнитных потоков обмоток первой и третьей относительно второй обмотки противоположны. При этом достигается постоянство напряжения на вьшрямителе. Амплитудное значение ЭДС ограничивается варистором. Включение варисторов обеспечивает безаварийную работу диодов.

Для расчета параметров варисторов, используемых для защиты приборов, можно воспользоваться следующей методикой. На вторичной обмотке амплитуда напряжения может быть определена из соотнощения

t/ = - / 1 + - 1

где ~ напряжение холостого хода на вторичной обмотке трансформатора, В,

Im - амплитуда тока в первичной обмотке трансформатора, А; / - частота переменного тока; /„ - ток намагничивания, при котором напряженность поля соответствует переходу кривой в область насыщения. А;

- индукция насыщения стали сердечника, Тл; 5 - площадь сечения сердечника, м*; Wi - число витков вторичной обмотки трансфор-