Что такое импульсное напряжение – Импульсные напряжения: причины, виды, последствия, примеры

Содержание

импульсное напряжение - это... Что такое импульсное напряжение?


импульсное напряжение

1.5.18 импульсное напряжение (impulse voltage): Импульсное напряжение - это апериодическое переходное напряжение определенной волны, охарактеризованной в МЭК 60060-1.

3.1.24 импульсное напряжение: Перенапряжение, представляющее собой одиночный импульс или колебательный процесс (обычно сильно демпфированный), длительностью до нескольких мс.

Импульсное напряжение

рым следует восстановление напряжения до обычного уровня за промежуток времени от нескольких микросекунд до десяти миллисекунд Максимальное мгновенное значение на-

Смотри также родственные термины:

26. Импульсное напряжение в обратном проводящем состоянии тиристора

E. Peak reverse conducting voltage

F. Tension de pointe à l’état conducteur dans le sens inverse

Uпс,и

Наибольшее мгновенное значение напряжения в обратном проводящем состоянии тиристора, обусловленное импульсным током в обратном проводящем состоянии заданного значения

16. Импульсное напряжение в открытом состоянии тиристора

E. Peak on-state voltage

F. Tension de pointe à l’état passant

Uос.и

Наибольшее мгновенное значение напряжения в открытом состоянии тиристора, обусловленное импульсным током в открытом состоянии заданного значения

30. Импульсное напряжение управления тиристора

E. Peak gate voltage

F. Tension de pointe de gâchette

Uу,и

Наибольшее мгновенное значение напряжения управления тиристора

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.

  • Импульсное намагничивание
  • Импульсное напряжение в обратном проводящем состоянии тиристора

Смотреть что такое "импульсное напряжение" в других словарях:

  • импульсное напряжение — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN impulse voltagesurge voltage …   Справочник технического переводчика

  • импульсное напряжение — impulsinė įtampa statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. impulse voltage; pulse voltage vok. Impulsspannung, f; Stoßspannung, f rus. импульсное напряжение, n pranc. tension de choc, f; tension impulsionnelle, f …   Automatikos terminų žodynas

  • импульсное напряжение пробоя — Наибольшее напряжение на электродах газоразрядной трубки в период между подачей импульса заданной формы волны и началом протекания тока (МСЭ Т K.12). [http://www.iks media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324] Тематики электросвязь, основные… …   Справочник технического переводчика

  • импульсное напряжение (тиристора) — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN peak voltage …   Справочник технического переводчика

  • импульсное напряжение в обратном проводящем состоянии тиристора

    — Наибольшее мгновенное значение напряжения в обратном проводящем состоянии тиристора, обусловленное импульсным током в обратном проводящем состоянии заданного значения. Обозначение Uпс,и URCM [ГОСТ 20332 84] Тематики полупроводниковые приборы EN… …   Справочник технического переводчика

  • импульсное напряжение в открытом состоянии тиристора — Наибольшее мгновенное значение напряжения в открытом состоянии тиристора, обусловленное импульсным током в открытом состоянии заданного значения. Обозначение Uос,и UTM [ГОСТ 20332 84] Тематики полупроводниковые приборы EN peak on state voltage FR …   Справочник технического переводчика

  • импульсное напряжение управления тиристора — Наибольшее мгновенное значение напряжения управления тиристора. Обозначение Uу,и UGM [ГОСТ 20332 84] Тематики полупроводниковые приборы EN peak gate voltage FR tension de pointe de gâchette …   Справочник технического переводчика

  • Импульсное напряжение в обратном проводящем состоянии тиристора — 26. Импульсное напряжение в обратном проводящем состоянии тиристора E. Peak reverse conducting voltage F. Tension de pointe à l’état conducteur dans le sens inverse Uпс,и Наибольшее мгновенное значение напряжения в обратном проводящем состоянии… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Импульсное напряжение в открытом состоянии тиристора — 16. Импульсное напряжение в открытом состоянии тиристора E. Peak on state voltage F. Tension de pointe à l’état passant Uос.и Наибольшее мгновенное значение напряжения в открытом состоянии тиристора, обусловленное импульсным током в открытом… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Импульсное напряжение управления тиристора — 30. Импульсное напряжение управления тиристора E. Peak gate voltage F. Tension de pointe de gâchette Uу,и Наибольшее мгновенное значение напряжения управления тиристора Источник: ГОСТ 20332 84: Тиристоры. Термины, определения и буквенные… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

normative_reference_dictionary.academic.ru

импульсное перенапряжение - это... Что такое импульсное перенапряжение?

 

импульсное перенапряжение
В настоящее время в различных литературных источниках для описания процесса резкого повышения напряжения используются следующие термины:

  • перенапряжение,
  • временное перенапряжение,
  • импульс напряжения,
  • импульсная электромагнитная помеха,
  • микросекундная импульсная помеха.

Мы в своей работе будем использовать термин «импульсное перенапряжение», понимая под ним резкое изменение напряжения с последующим восстановлением
амплитуды напряжения до первоначального или близкого к нему уровня за промежуток времени до нескольких миллисекунд вызываемое коммутационными процессами в электрической сети или молниевыми разрядами
.
В соответствии с классификацией электромагнитных помех [ГОСТ Р 51317.2.5-2000] указанные помехи относятся к кондуктивным высокочастотным переходным электромагнитным апериодическим помехам.
[Техническая коллекция Schneider Electric. Выпуск № 24. Рекомендации по защите низковольтного электрооборудования от импульсных перенапряжений]

EN

surge
spike

Sharp high voltage increase (lasting up to 1mSec).
[http://www.upsonnet.com/UPS-Glossary/]

Параллельные тексты EN-RU

The Line-R not only adjusts voltages to safe levels, but also provides surge protection against electrical surges and spikes - even lightning.
[APC]

Автоматический регулятор напряжения Line-R поддерживает напряжение в заданных пределах и защищает цепь от импульсных перенапряжений, в том числе вызванных грозовыми разрядами.
[Перевод Интент]


Surges are caused by nearby lightning activity and motor load switching
created by air conditioners, elevators, refrigerators, and so on.

[APC]


ВОПРОС: ЧТО ЯВЛЯЕТСЯ ИСТОЧНИКОМ ИМПУЛЬСНЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ И ПОМЕХ?

Основных источников импульсов перенапряжений - всего два.


1. Переходные процессы в электрической цепи, возникающие вследствии коммутации электроустановок и мощных нагрузок.
2. Атмосферный явления - разряды молнии во время грозы

ВОПРОС: КАК ОПАСНОЕ ИМПУЛЬСНОЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЕ МОЖЕТ ПОПАСТЬ В МОЮ СЕТЬ И НАРУШИТЬ РАБОТУ ОБОРУДОВАНИЯ?

Импульс перенапряжения может пройти непосредственно по электрическим проводам или шине заземления - это кондуктивный путь проникновения.
Электромагнитное поле, возникающее в результате импульса тока, индуцирует наведенное напряжение на всех металлических конструкциях, включая электрические линии - это индуктивный путь попадания опасных импульсов перенапряжения на защищаемый объект.

ВОПРОС: ПОЧЕМУ ПРОБЛЕМА ЗАЩИТЫ ОТ ИМПУЛЬСНЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ ОСТРО ВСТАЛА ИМЕННО В ПОСЛЕДНЕЕ ВРЕМЯ?

Эта проблема приобрела актуальность в связи с интенсивным внедрением чувствительной электроники во все сферы жизни. Учитывая возросшее количество информационных линий (связь, телевидение, интернет, ЛВС и т.д.) как в промышленности, так и в быту, становится понятно, почему защита от импульсных перенапряжений и приобрела сейчас такую актуальность.

[http://www.artterm-m.ru/index.php/zashitaseteji1/faquzip]


 

Защита от импульсного перенапряжения. Ограничитель перенапряжения - его виды и возможности

Перенапряжением называется любое превышение напряжения относительно максимально допустимого для данной сети. К этому виду сетевых помех относятся как перенапряжения связанные с перекосом фаз достаточно большой длительности, так и перенапряжения вызванные грозовыми разрядами с длительностью от десятков до сотен микросекунд. Методы и средства борьбы зависят от длительности и амплитуды перенапряжений. В этом отношении импульсные перенапряжения можно выделить в отдельную группу.

Под импульсным перенапряжением понимается кратковременное, чрезвычайно высокое напряжение между фазами или фазой и землей с длительностью, как правило, до 1 мс.

Грозовые разряды - мощные импульсные перенапряжения возникающие в результате прямого попадания молнии в сеть электропитания, громоотвод или импульс от разряда молнии на расстоянии до 1,5 км приводящий к выходу из строя электрооборудования или сбою в работе аппаратуры. Прямое попадание характеризуется мгновенными импульсными токами до 100 кА с длительностью разряда до 1 мС.

При наличии системы громоотвода импульс разряда распределяется между громоотводом, сетью питания, линиями связи и бытовыми коммуникациями. Характер распределения во многом зависит от конструкции здания, прокладки линий и коммуникаций.

Переключения в энергосети вызывают серию импульсных перенапряжений различной мощности, сопровождающуюся радиочастотными помехами широкого спектра. Природа возникновения помех приведена на примере ниже.

Например при отключении разделительного трансформатора мощностью 1кВА 220\220 В от сети вся запасенная трансформатором энергия "выбрасывается" в нагрузку в виде высоковольтного импульса напряжением до 2 кВ.

Мощности трансформаторов в энергосети значительно больше, мощнее и выбросы. Кроме того переключения сопровождаются возникновением дуги, являющейся источником радиочастотных помех.

Электростатический заряд, накапливающийся при работе технологического оборудования интересен тем, что хоть и имеет небольшую энергию, но разряжается в непредсказуемом месте.

Форма и амплитуда импульсного перенапряжения зависят не только от источника помехи, но и от параметров самой сети. Не существует два одинаковых случая импульсного перенапряжения, но для производства и испытания устройств защиты введена стандартизация ряда характеристик тока, напряжения и формы перенапряжения для различных случаев применения.

Так для имитации тока разряда молнии применяется импульс тока 10/350 мкс, а для имитации косвенного воздействия молнии и различных коммутационных перенапряжений импульс тока с временными характеристиками 8/20 мкс.

Таким образом, если сравнить два устройства с максимальным импульсным током разряда 20 кА при 10/ 350 мкс и 20 кА при импульсе 8/20 мкс у второго, то реальная "мощность" первого примерно в 20 раз больше.
 

Существует четыре основных типа устройств защиты от импульсного перенапряжения:

1. Разрядник
Представляет собой ограничитель перенапряжения из двух токопроводящих пластин с калиброванным зазором. При существенном повышении напряжения между пластинами возникает дуговой разряд, обеспечивающий сброс высоковольтного импульса на землю. По исполнению разрядники делятся на воздушные, воздушные многоэлектродные и газовые. В газовом разряднике дуговая камера заполнена инертным газом низкого давления. Благодаря этому их параметры мало зависят от внешних условий (влажность, температура, запыленность и т.д.) кроме этого газовые разрядники имеют экстремально высокое сопротивление (около 10 ГОм), что позволяет их применять для защиты от перенапряжения высокочастотных устройств до нескольких ГГц.

При установке воздушных разрядников следует учитывать выброс горячего ионизированного газа из дуговой камеры, что особенно важно при установке в пластиковые щитовые конструкции. В общем эти правила сводятся к схеме установки представленной ниже.

Типовое напряжение срабатывания в для разрядников составляет 1,5 - 4 кВ (для сети 220/380 В 50 Гц). Время срабатывания порядка 100 нс. Максимальный ток при разряде для различных исполнений от 45 до 60 кА при длительности импульса 10/350 мкс. Устройства выполняются как в виде отдельных элементов для установки в щиты, так и в виде модуля для установки на DIN - рейку. Отдельную группу составляют разрядники в виде элементов для установки на платы с токами разряда от 1 до 20 кА (8/20 мкс).

2. Варистор
Керамический элемент, у которого резко падает сопротивление при превышении определенного напряжения. Напряжение срабатывания 470 - 560 В (для сети 220/380 В 50 Гц).

Время срабатывания менее 25 нс. Максимальный импульсный ток от 2 до 40 кА при длительности импульса 8/20 мкс.

Устройства выполняются как в виде отдельных элементов для установки в радиоаппаратуру, так и в виде DIN - модуля для установки в силовые щиты.

3. Разделительный трансформатор
Эффективный ограничитель перенапряжения - силовой 50 герцовый трансформатор с раздельными обмотками и равными входным и выходным напряжениями. Трансформатор просто не способен передать столь короткий высоковольтный импульс во вторичную обмотку и благодаря этому свойству является в некоторой степени идеальной защитой от импульсного перенапряжения.

Однако при прямом попадании молнии в электросеть может нарушиться целостность изоляции первичной обмотки и трансформатор выходит из строя.

4. Защитный диод
Защита от перенапряжения для аппаратуры связи. Обладает высокой скоростью срабатывания (менее 1 нс) и разрядным током 1 кА при токовом импульсе 8/20 мкс.

Все четыре выше описанные ограничителя перенапряжения имеют свои достоинства и недостатки. Если сравнить разрядник и варистор с одинаковым максимальным импульсным током и обратить внимание на длительность тестового импульса, то становится ясно, что разрядник способен поглотить энергию на два порядка больше, чем варистор. Зато варистор срабатывает быстрее, напряжение срабатывания существенно ниже и гораздо меньше помех при работе.

Разделительный трансформатор, при определенных условиях, имеет безграничный ресурс по защите нагрузки от импульсного перенапряжения (у варисторов и разрядников при срабатывании происходит постепенное разрушение материала элемента), но для сети 100 кВА требуется трансформатор 100кВА (тяжелый, габаритный и довольно дорогой).

Следует помнить, что при отключении первичной сети трансформатор сам по себе генерирует высоковольтный выброс, что требует установки варисторов на выходе трансформатора.

Одной из серьезных проблем в процессе организации защиты оборудования от грозового и коммутационного перенапряжения является то, что нормативная база в этой области до настоящего времени разработана недостаточно. Существующие нормативные документы либо содержат в себе устаревшие, не соответствующие современным условиям требования, либо рассматривают их частично, в то время как решение данного вопроса требует комплексного подхода. Некоторые документы в данный момент находятся в стадии разработки и есть надежда, что они вскоре выйдут в свет. В их основу положены основные стандарты и рекомендации Международной Электротехнической Комиссии (МЭК).

[http://www.higercom.ru/products/support/upimpuls.htm]
 


 

Чем опасно импульсное перенапряжение для бытовых электроприборов?

Изоляция любого электроприбора рассчитана на определенный уровень напряжения. Как правило электроприборы напряжением 220 – 380 В рассчитаны на импульс перенапряжения около 1000 В. А если в сети возникают перенапряжения с импульсом 3000 В? В этом случае происходит пробои изоляции. Возникает искра – ионизированный промежуток воздуха, по которому протекает электрический ток. В следствии этого – электрическая дуга, короткое замыкание и пожар.

Заметьте, что прибой изоляции может возникнуть, даже если у вас все приборы отключены от розеток. Под напряжением в доме все равно останутся электропроводка, распределительные коробки, те же розетки. Эти элементы сети также не защищены от импульсного перенапряжения.

Причины возникновения импульсного перенапряжения.

Одна из причин возникновения импульсных перенапряжений это грозовые разряды (удары молнии). Коммутационные перенапряжения которые возникают в результате включения/отключения мощной нагрузки. При перекосе фаз в результате короткого замыкания в сети.

Защита дома от импульсных перенапряжений

Избавиться от импульсных перенапряжений - невозможно, но для того чтобы предотвратить пробой изоляции существуют устройства, которые снижают величину импульсного перенапряжения до безопасной величины.

Такими устройствами защиты являются УЗИП - устройство защиты от импульсных перенапряжений.

Существует частичная и полная защита устройствами УЗИП.

Частичная защита
подразумевает защиту непосредственно от пробоя изоляции (возникновения пожара), в этом случае достаточно установить один прибор УЗИП на вводе электрощитка (защита грубого уровня).

При полной защите
УЗИП устанавливается не только на вводе, но и возле каждого потребителя домашней электросети (телевизора, компьютера, холодильника и т.д.) Такой способ установки УЗИП дает более надежную защиту электрооборудованию.

[Источник]
 

technical_translator_dictionary.academic.ru

Импульсный стабилизатор напряжения — Википедия

И́мпульсный стабилиза́тор напряже́ния (ключево́й стабилизатор напряжения, используются также названия импульсный преобразователь, импульсный источник питания) — стабилизатор напряжения, в котором регулирующий элемент (ключ) работает в импульсном режиме[1], то есть регулирующий элемент периодически открывается и закрывается.

Энергия первичного источника питания передаётся через регулирующий элемент определёнными порциями, заданными контуром регулирования так, чтобы стабильным было среднее значение выходного напряжения. Сглаживание пульсаций выходного напряжения происходит благодаря наличию элемента (или сочетания элементов), способного накапливать электрическую энергию и отдавать её в нагрузку.

Импульсный стабилизатор напряжения по сравнению с линейным стабилизатором имеет меньшие потери энергии на нагрев регулирующего элемента, что повышает КПД стабилизатора и позволяет применять регулирующий элемент меньшей мощности, а радиатор меньших размеров и веса.

Сравнение с линейным стабилизатором[править | править код]

Преимущества:

  • высокий КПД, особенно при работе в большом диапазоне входных напряжений[2];
  • малые габариты и масса (высокая удельная мощность)[2];
  • принципиальная возможность гальванической развязки входных и выходных цепей, при работе от промышленной сети переменного тока не требуется использование имеющего большие габариты и вес трансформатора, рассчитанного на частоту 50/60 Гц[2].

Недостатки:

  • импульсные помехи во входных и выходных цепях[2] — как дифференциальные (противофазные), так и помехи общего вида (синфазные помехи)[3][4];
  • более высокая нестабильность выходного напряжения при изменении входного напряжения или тока нагрузки[2];
  • более длительные переходные процессы (большее время восстановления выходного напряжения после скачкообразного изменения входного напряжения или тока нагрузки)[2];
  • входное отрицательное дифференциальное сопротивление — входной ток увеличивается при уменьшении входного напряжения; если импеданс первичного источника напряжения (включая входные вспомогательные цепи самого импульсного преобразователя) выше отрицательного импеданса импульсного преобразователя, то возникают автоколебания с нарушением работоспособности и возможным повреждением стабилизатора[4][5][6].

Функциональные схемы по типу цепи управления[править | править код]

Импульсный стабилизатор напряжения представляет собой систему автоматического регулирования. Задающим параметром для контура регулирования служит опорное напряжение, которое сравнивается с выходным напряжением стабилизатора. В зависимости от сигнала рассогласования устройство управления изменяет соотношение длительностей открытого и закрытого состояния ключа.

В представленных ниже структурных схемах можно выделить три функциональных узла: ключ (1), накопитель энергии (2) (который иногда называют фильтром[7]) и цепь управления. При этом ключ (1) и накопитель энергии (2) вместе образуют силовую часть[8] стабилизатора напряжения[⇨], которая вместе с цепью управления образуют контур регулирования. По типу цепи управления различают три схемы.

С триггером Шмитта[править | править код]

Стабилизатор напряжения с триггером Шмитта называется также релейным или стабилизатором с двухпозиционным регулированием[9]. В нём выходное напряжение сравнивается с нижним и верхним порогами срабатывания триггера Шмитта (4 и 3) посредством компаратора (4), который обычно является входной частью триггера Шмитта. При замкнутом ключе (1) входное напряжение поступает на накопитель энергии (2), выходное напряжение нарастает, и после достижения верхнего порога срабатывания Umax триггер Шмитта переключается в состояние, размыкающее ключ (1). Накопленная энергия расходуется в нагрузке, при этом напряжение на выходе стабилизатора спадает, и после достижения нижнего порога срабатывания Umin триггер Шмитта переключается в состояние, замыкающее ключ. Далее описанный процесс периодически повторяется. В результате на выходе образуется пульсирующее напряжение, размах пульсаций которого зависит от разности порогов срабатывания триггера Шмитта.

Такой стабилизатор характеризуются сравнительно большой, принципиально неустранимой пульсацией напряжения на нагрузке и переменной частотой преобразования, зависящей как от входного напряжения, так и от тока нагрузки[10].

С широтно-импульсной модуляцией[править | править код]

Структурная схема стабилизатора напряжения с ШИМ

Как и в предыдущей схеме, в процессе работы накопитель энергии (2) или подключён к входному напряжению, или передаёт накопленную энергию в нагрузку. В результате на выходе имеется некоторое среднее значение напряжения, которое зависит от входного напряжения и скважности[11] импульсов управления ключом (1). Вычитатель-усилитель на операционном усилителе (4) сравнивает выходное напряжение с опорным напряжением (6) и усиливает разность, которая поступает на модулятор (3). Если выходное напряжение меньше опорного, то модулятор увеличивает отношение времени открытого состояния ключа к периоду тактового генератора (5). При изменении входного напряжения или тока нагрузки скважность импульсов управления ключом изменяется таким образом, чтобы обеспечить минимальную разность между выходным и опорным напряжением.

В таком стабилизаторе частота преобразования не зависит от входного напряжения и тока нагрузки и определяется частотой тактового генератора[10].

С частотно-импульсной модуляцией[править | править код]

При этом способе управления импульс, открывающий ключ, имеет постоянную длительность, а частота следования импульсов зависит от сигнала рассогласования между опорным и выходным напряжениями. При увеличении тока нагрузки или снижении входного напряжения частота увеличивается. Управление ключом может осуществляться, например, с помощью моностабильного мультивибратора (одновибратора) с управляемой частотой запуска.

Этот раздел имеет чрезмерный объём или содержит маловажные подробности.

Если вы не согласны с этим, пожалуйста, покажите в тексте существенность излагаемого материала. В противном случае раздел может быть удалён. Подробности могут быть на странице обсуждения.

По схеме силовой части импульсные стабилизаторы делят обычно на три основных типа: понижающие, повышающие и инвертирующие[8]. Такое разделение сложилось, в частности, в отечественной технической литературе[12].

Некоторые авторы, рассматривая схемы импульсных преобразователей постоянного напряжения во всём их многообразии, показывают, что число элементарных базовых схем преобразователя можно свести к двум[13] — понижающего типа и повышающего типа. Также отмечается, что другие схемы импульсного преобразователя напряжения (в том числе инвертирующего преобразователя[14]) могут быть получены каскадным соединением этих двух базовых схем[15][неавторитетный источник?][16].

В нижеприведённых схемах в качестве ключа S могут использоваться полевой транзистор, биполярный транзистор или тиристор, цепь управления ключом для простоты не показана. Отношение времени замкнутого состояния ключа к сумме длительностей замкнутого и разомкнутого состояний называют коэффициентом заполнения (или рабочим циклом — англ. duty cycle)[2].

Преобразователь с понижением напряжения[править | править код]

Преобразователь с понижением напряжения

Названия в англоязычной литературе — buck converter (step-down converter). Если ключ S замкнут, то диод D закрыт, и через дроссель L течёт нарастающий ток от источника. Когда ключ размыкается, ток дросселя, который не может измениться мгновенно, начинает протекать через диод D, при этом величина тока уменьшается. При достаточной индуктивности ток дросселя не успевает уменьшиться до нуля к началу следующего цикла (режим неразрывных токов) и имеет пульсирующий характер. Поэтому даже при отсутствии конденсатора C напряжение на нагрузке R будет иметь такой же характер с пульсациями, размах которых тем меньше, чем больше индуктивность дросселя. Однако, на практике увеличение индуктивности связано с увеличением габаритов, массы и стоимости дросселя и потерь мощности в нём, поэтому использование конденсатора для уменьшения пульсаций более эффективно. Сочетание элементов L и C в этой схеме часто называют фильтром[10][17].

Преобразователь с повышением напряжения[править | править код]

Преобразователь с повышением напряжения

Названия в англоязычной литературе — boost converter (step-up converter). Если ключ S замкнут, то диод D закрыт, и через дроссель L течёт линейно нарастающий ток от источника. Когда ключ размыкается, ток дросселя, который не может измениться мгновенно, начинает протекать через диод D и конденсатор C (заряжая его). К началу следующего цикла практически линейно спадающий ток через конденсатор может уменьшиться до нуля, однако приложенное к нагрузке R напряжение конденсатора почти постоянно — амплитуда пульсаций тем меньше, чем больше ёмкость конденсатора. В отличие от предыдущей схемы, здесь дроссель не является элементом фильтра. Напряжение на нагрузке всегда больше напряжения источника[10][18].

Инвертирующий преобразователь[править | править код]

Инвертирующий преобразователь

Название в англоязычной литературе — buck-boost converter (то есть «понижающе-повышающий преобразователь»). Основное отличие от предыдущей схемы состоит в том, что цепь D, R, C подключена параллельно дросселю, а не параллельно ключу. Принцип работы схемы похожий. Если ключ S замкнут, то диод D закрыт, и через дроссель L течёт линейно нарастающий ток от источника. Когда ключ размыкается, ток дросселя, который не может измениться мгновенно, начинает протекать через конденсатор C (заряжая его) и диод D. К началу следующего цикла практически линейно спадающий ток через конденсатор может уменьшиться до нуля, однако приложенное к нагрузке R напряжение конденсатора почти постоянно — амплитуда пульсаций тем меньше, чем больше ёмкость конденсатора (дроссель не является элементом фильтра). Напряжение на нагрузке может быть как больше, так и меньше напряжения источника[10][19].

Влияние диода на КПД[править | править код]

Прямое падение напряжения для обычных кремниевых диодов составляет около 0,7 В, для диодов Шоттки — около 0,4 В. Мощность, рассеиваемая в диоде при больших токах, существенно снижает КПД, особенно в стабилизаторах с низким выходным напряжением. Поэтому в таких стабилизаторах диод часто заменяют дополнительным полупроводниковым ключом с низким падением напряжения в открытом состоянии, например, силовым полевым транзистором.

Во всех трёх описанных схемах диод D может быть заменён на дополнительный ключ[20], замыкаемый и размыкаемый в противофазе к основному ключу.

Если требуется гальваническая развязка входных и выходных цепей импульсного стабилизатора — например, по требованиям электробезопасности при использовании промышленной сети переменного тока в качестве первичного источника питания — можно применить разделительный трансформатор в рассмотренных выше основных схемах. Использование высокочастотного трансформатора в схеме преобразователя с понижением напряжения приводит к схеме однотактного или двухтактного прямоходового преобразователя (англ. forward converter). Замена дросселя в схеме инвертирующего преобразователя на дроссель с двумя или более обмотками приводит[21] к схеме обратноходового преобразователя (англ. flyback converter).

Некоторые особенности импульсных преобразователей с гальванической развязкой входа от выхода:

  • Благодаря высокой рабочей частоте преобразования (от 20 кГц до 1 МГц[2]) габаритные размеры развязывающего трансформатора или многообмоточного дросселя значительно меньше, чем трансформатора для частоты 50 Гц.
  • В цепи управления применяется либо оптрон, либо отдельная обмотка в трансформаторе (или дросселе), либо специальный трансформатор.
Импульсный блок питания компьютера (ATX) со снятой крышкой
A — входной выпрямительный мост и фильтр помех.
B — конденсаторы входного фильтра, правее — радиатор высоковольтных транзисторов.
C — трансформатор, правее — радиатор низковольтных диодов.
D — выходной дроссель.
E — конденсаторы выходного фильтра.
Ниже E — дроссель и конденсатор входного фильтра на сетевом разъёме.

Фильтрация импульсных помех[править | править код]

Импульсный стабилизатор напряжения является источником высокочастотных помех в связи с тем, что содержит ключи, коммутирующие ток[22]. Поэтому в моменты коммутации возникают довольно значительные броски напряжения и тока, порождающие помехи как на входе, так и на выходе стабилизатора, причём помехи и противофазные, и синфазные[3]. Фильтры для подавления помех устанавливаются как на входе, так и на выходе стабилизатора.

Для снижения помех можно производить коммутацию ключа в моменты, когда через ключ нет тока при размыкании, или на ключе нулевое напряжение при замыкании. Этот приём используют в так называемых резонансных преобразователях, которые также имеют свои недостатки[23][24].

Входное сопротивление[править | править код]

Импульсный стабилизатор напряжения под нагрузкой имеет входное отрицательное дифференциальное сопротивление — при повышении входного напряжения входной ток уменьшается, и наоборот. Это следует учитывать для сохранения устойчивости работы импульсного стабилизатора напряжения от источника с повышенным внутренним сопротивлением[4][6].

Использование в сетях переменного тока[править | править код]

Рассмотренные выше импульсные стабилизаторы (преобразователи) напряжения преобразуют постоянный ток на входе в постоянный ток на выходе. Для питания устройств от электрической сети переменного тока на входе устанавливается выпрямитель и сглаживающий фильтр.

Это предполагает наличие некоторого количества элементов, установленных до развязывающего трансформатора, а значит, гальванически связанных с входными цепями. Такие элементы обычно выделяются на платах либо штриховкой, либо чертой на слое сеткографической маркировки, или даже особой окраской, которая предупреждает человека о потенциальной опасности прикосновения к ним. Импульсные блоки питания в составе других приборов (телевизоров, компьютеров) закрываются защитными крышками, снабжёнными предупреждающими надписями. Если при ремонте импульсного блока питания необходимо включить его со снятой крышкой, рекомендуется включать его через развязывающий трансформатор или УЗО.

Часто помехоподавляющие фильтры на входе импульсных блоков питания соединяются с корпусом прибора. Это делается в том случае, если предполагается подключение защитного заземления корпуса. Если защитным заземлением пренебрегли, то на корпусе прибора образуется потенциал относительно земли, равный половине сетевого напряжения. Конденсаторы фильтров, как правило, имеют небольшую ёмкость, поэтому прикосновение к корпусу такого прибора неопасно для человека, но одновременное прикосновение чувствительными частями тела к заземленным приборам и к незаземленному корпусу ощутимо (говорят, что прибор «кусается»). Кроме того потенциал на корпусе может быть опасен для самого прибора.

  1. ↑ ГОСТ Р 52907-2008 (неопр.). docs.cntd.ru. Дата обращения 2 февраля 2018.
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 Интегральные микросхемы: Микросхемы для импульсных источников питания и их применение. — М. : Додэка, 1997. — С. 15—16. — 224 с. — ISBN 587835-0010-6
  3. 1 2 Электромагнитная совместимость в электроэнергетике (рус.) (недоступная ссылка). lib.rosenergoservis.ru. Дата обращения 19 августа 2017. Архивировано 19 августа 2017 года.
  4. 1 2 3 Жданкин В. Подавление электромагнитных помех во входных цепях преобразователей постоянного напряжения
  5. ↑ Севернс и Блум, 1988, с. 218.
  6. 1 2 Sokal, Nathan O. System oscillations from negative input resistance at power input port of switching-mode regulator, amplifier, DC/DC converter, or DC/DC inverter (англ.) : journal. — 1973. — P. 138—140. — DOI:10.1109/PESC.1973.7065180. (англ.)
  7. Титце У. Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. Мир, 1982. — С. 271.
  8. 1 2 Импульсные стабилизаторы (неопр.). Studopedia.org. Дата обращения 6 января 2018.
  9. Китаев В. В. Электропитание устройств связи. — : Связь, 1975. — С. 196—207. — 328 с. — 24 000 экз.
  10. 1 2 3 4 5 8.4. Импульсные стабилизаторы (неопр.). riostat.ru. Дата обращения 16 августа 2017.
  11. ↑ В расчётах стабилизатора обычно используется величина, обратная скважности — коэффициент заполнения.
  12. ↑ Семенов, 2006.
  13. ↑ Севернс и Блум, 1988, с. 9—14.
  14. ↑ Хотя тут же (С. 139) Севернс и Блум отмечают, что многими специалистами схема инвертирующего преобразователя рассматривается как третья элементарная преобразовательная ячейка.
  15. ↑ Севернс и Блум, 1988, с. 138—139.
  16. Поликарпов А. Г., Сергиенко Е. Ф. Однотактные преобразователи напряжения в устройствах электропитания РЭА. — М.: Радио и связь, 1989. — С. 6—7. — 160 с. — ISBN 5-256-00213-9
  17. ↑ issh.ru — Источники питания — Раздел 16 Импульсные источники питания — Основные импульсные схемы — Понижающий преобразователь — Стр. 128
  18. ↑ issh.ru — Источники питания — Раздел 16 Импульсные источники питания — Основные импульсные схемы — Повышающий преобразователь — Стр. 129
  19. ↑ issh.ru — Источники питания — Раздел 16 Импульсные источники питания — Основные импульсные схемы — Инвертирующий повышающий преобразователь — Стр. 130
  20. ↑ Как, например, в микросхеме TPS54616
  21. ↑ The Flyback Converter — Lecture notes — ECEN4517 — Department of Electrical and Computer Engineering — University of Colorado, Boulder.
  22. ↑ issh.ru — Источники питания — Раздел 16 Импульсные источники питания — Первичный источник питания — Подавление радиопомех — Стр. 147
  23. ↑ Источники питания — Раздел 16. Импульсные источники питания — Схемы управления — Резонансные контроллеры, стр. 145 //issh.ru
  24. ↑ Авторская страница Б. Ю. Семенова

ru.wikipedia.org

Импульсное напряжение | Основы электроакустики

Импульсное напряжение Uимп в вольтах, киловольтах, измеряют как максимальное значение напряжения при резком его изменении (длительность фронта импульса не более 5 мс).   Длительность импульса напряжения по уровню 0,5 его амплитуды tимп 0,5 в микросекундах, миллисекундах  измеряют следующим образом.   Выделяют из общей кривой напряжения импульс напряжения и определяют амплитуду этого импульса Uимп а в вольтах, киловольтах как максимальное значение импульса напряжения  Определяют моменты времени tн 0,5, tк 0,5 в микросекундах, миллисекундах , соответствующие пересечению кривой импульса напряжения горизонтальной линией, проведенной на половине амплитуды импульса, в микросекундах, миллисекундах.По формуле  tимп 0,5 = tк 0,5 - tн 0,5  Кратковременное отклонение напряжение от некоторого постоянного значения называется импульсным. Оно имеет различную форму и полярность и сходно с синусоидальным напряжением. Длительность импульса (tи) - это промежуток времени, взятый на уровне 0,5 амплитуды - наибольшего значения напряжения импульса (Um) данной формы. За период повторения импульсов принимают время (Т) между началом двух соседних однополярных импульсов. Частота повторения импульсов связана с периодом соотношением: f=1/Т. Оно измеряется в таких же единицах, что и синусоидальный ток. Путем сложения некоторого количества синусоидальных колебаний определенной частоты (амплитуды и фазы) можно получить импульсное напряжение любой формы, в том числе и прямоугольной. 

Измерение импульсных напряжений с помощью шаровых разрядников имеет ряд особенностей, связанных с явлением запаздывания разряда при кратковременных импульсных воздействиях. Для уменьшения времени запаздывания разряда и получения стабильных результатов необходимо облучение разрядных промежутков при измерении напряжений до 50 кв, и в особенности при измерении коротких импульсов. Облучение ультрафиолетовым излучением ртутно-кварцевой лампы или излучением радиоактивных веществ увеличивает число свободных электронов в промежутке и тем самым уменьшает статистическое время запаздывания разряда.

Измерение импульсных напряжений является распространенным видом радиотехнических измерений. Очень часто при настройке и регулировке импульсной аппаратуры используются осциллографические методы измерений, которые позволяют не только измерять параметры импульсов, но и наблюдать одновременно их форму. Наличие в осциллографе калибратора с плавной регулировкой выходного напряжения позволяет использовать следующие методы измерений амплитудных параметров импульсных сигналов: калиброванной шкалы, сравнения и компенсационный.

Измерение импульсного напряжения с применением делителя напряжения осуществляется с помощью катодного осциллографа, позволяющего фиксировать величину и форму измеряемого напряжения. Наличие кабеля может внести дополнительные искажения, связанные с отражением импульсных волн от конца кабеля.

Измерение импульсных напряжений в отличие от измерения статических напряжений имеет ряд особенностей, вызванных тем, что воздействие импульсного напряжения на разрядный промежуток длится ограниченное время: от нескольких микросекунд до десятков микросекунд. Установлено, что при приложении к разрядному промежутку импульсного напряжения достаточно малой длительности пробой не наступает тогда, когда напряжение достигает значения, рав ого статическому пробивному или даже превышает его.

Измерение импульсного напряжения производят обычно шаровым разрядником, который градуируется для импульсов данной формы и полярности.

Измерение импульсного напряжения большей величины производится импульсными вольтметрами или путем подключения осциллографа к исследуемой схеме через делители напряжения. Форму импульсов тока исследуют путем наблюдения кривой напряжения, снимаемого с активного сопротивления.

Для измерения импульсных напряжений применяются как активные, так и емкостные делители.

Для измерения импульсных напряжений также применяют пиковые вольтметры электронной системы.

Для измерения высоких постоянных, переменных и импульсных напряжений применяются делители напряжения. Разработаны импульсные делители с временем ответа в сотые доли мксек. При применении импульсных делителей напряжения измерение производится при помощи электронного осциллографа, к-рый должен обладать весьма высокой разрешающей способностью по скорости записи.

При измерении импульсных напряжений интересует обычно пиковое значение, поэтому для этой цели могут применяться пиковые вольтметры, построенные на основе пикового детектора. Импульсные вольтметры имеют структурную схему, показанную на рис 5.1 а. Однако при измерении импульсов большой скважности напряжение на конденсаторе пикового детектора не устанавливается равным пиковому значению, поскольку за время паузы конденсатор успевает разрядиться. При малой скважности импульсов и применении детектора с закрытым входом возникает другая погрешность, связанная с неучетом постоянной составляющей.

При измерении импульсных напряжений защитные сопротивления должны быть значительно ниже, чтобы зарядка емкости шара через сопротивление не вызвала заметного удлинения фронта и снижения амплитуды импульсной волны. Защитное сопротивление не должно превышать 500 ом, а для шаров 150 - 200 см - 150 ом.

При измерении импульсных напряжений защитные сопротивления не применяются, так как они искажают результаты.

При измерении импульсных напряжений также приходится включать защитное сопротивление Ra. Это сопротивление включается, во-первых, для понижения крутизны среза напряжения при пробое разрядника, что имеет значение при испытании объектов, не допускающих воздействий импульсов с крутым срезом, а во-вторых, для предотвращения колебаний в цепи шарового разрядника ( особенно при большом диаметре шаров), создающих разность напряжений на испытуемом объекте и на измерительном разряднике.

При измерении импульсных напряжений с малым коэффициентом заполнения, показания рассматриваемых вольтметров будут значительно меньше пикового значения импульсов.

audioakustika.ru

Импульс напряжения - это... Что такое Импульс напряжения?


Импульс напряжения

5.8 Импульс напряжения

Импульс напряжения характеризуется показателем импульсного напряжения.

Значения импульсных напряжений для грозовых и коммутационных импульсов, возникающих в электрических сетях энергоснабжающей организации, приведены в приложении Д.

Импульс напряжения

Резкое изменение напряжения, за кото-

16. Импульс напряжения

Изменение напряжения относительно установившегося значения или его переходного отклонения, возникающее в цепях приемников при отключениях приемников с индуктивным характером нагрузки.

Примечание. Импульс напряжения, генерируемый отключаемым приемником, может иметь колебательный характер с очень высокой частотой и состоять из ряда импульсов в разомкнутой цепи нагрузки

17. Уход частоты

Медленное случайное изменение регулируемого уровня частоты в пределах допусков для установившегося режима работы системы электроснабжения, возникающее под влиянием окружающей среды на аппаратуру системы и износа приводов генераторов

Импульс напряжения

ни, короткий по сравнению с полной рассматриваемой шкалой времени Переходный процесс напряжения, характеризующийся быстрым нарастанием, за которым следует более медленный спад.

Смотри также родственные термины:

3.7 Импульс напряжения (импульс) - кратковременное напряжение, характеризуемое быстрым подъемом значения напряжения до максимального и последующим более медленным снижением значения напряжения.

3.22 импульс напряжения 1,2/50 (1,2/50 voltage impulse): Импульс напряжения с фактическим временем фронта 1,2 мкс и полупериодом 50 мкс.

Примечания

1 Время фронта определяется в соответствии с МЭК 60060-1 [1] как 1,67(t90 - t30), где t90 и t30 - точки, соответствующие 90 % и 30 % амплитуды на кривой нарастания импульса.

2 Время полупериода определяется как отрезок времени между виртуальным началом и точкой на уровне 50 % амплитуды на кривой затухания.

Виртуальное начало - точка, в которой прямая линия, проходящая через точки 30 % и 90 % на кривой нарастания, пересекает линию времени на оси координат.

22. Импульс напряжения в системе электроснабжения

D. Stoßspannung

E. Voltage impulse

F. Tension de choc

Резкое изменение напряжения в системе электроснабжения, длящееся малый интервал времени относительно определенного интервала времени.

Примечание. Импульс напряжения возникает при коммутационных операциях, грозовых явлениях

89 импульс напряжения в системе электроснабжения: Резкое изменение напряжения в системе электроснабжения, длящееся малый интервал времени относительно определенного интервала времени.

Примечание - Импульс напряжения возникает при коммутационных операциях, грозовых явлениях

de. Stoßspannung

en. Voltage impulse

fr. Impulsion de tension

3.28 импульс напряжения при распространении волны, скачок напряжения [surge (voltage)]: Волна напряжения переходного процесса, распространяющаяся вдоль линии или цепи и характеризующаяся быстрым нарастанием и медленным снижением напряжения.

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.

  • Импульс зажигания газоразрядной лампы непрерывного действия
  • Импульс напряжения (импульс)

Смотреть что такое "Импульс напряжения" в других словарях:

  • импульс напряжения — Резкое изменение напряжения в точке электрической сети, за которым следует восстановление напряжения до первоначального или близкого к нему уровня за промежуток времени до нескольких миллисекунд. [ГОСТ 13109 97] импульс напряжения импульс… …   Справочник технического переводчика

  • импульс напряжения 1,2/50 — Импульс напряжения с фактическим временем фронта 1,2 мкс и полупериодом 50 мкс. Примечания 1. Время фронта определяется в соответствии с МЭК 60060 1 [1] как 1,67 (t90 t30), где t90 и t30 точки, соответствующие 90 % и 30 % амплитуды на кривой… …   Справочник технического переводчика

  • импульс напряжения 1,2/50 — 3.22 импульс напряжения 1,2/50 (1,2/50 voltage impulse): Импульс напряжения с фактическим временем фронта 1,2 мкс и полупериодом 50 мкс. Примечания 1 Время фронта определяется в соответствии с МЭК 60060 1 [1] как 1,67(t90 t30), где t90 и t30… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • импульс напряжения — įtampos impulsas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. voltage pulse vok. Spannungsimpuls, m rus. импульс напряжения, m pranc. impulsion de tension, f …   Automatikos terminų žodynas

  • импульс напряжения в системе электроснабжения — Резкое изменение напряжения в системе электроснабжения, длящееся малый интервал времени относительно определенного интервала времени. Примечание. Импульс напряжения возникает при коммутационных операциях, грозовых явлениях. [ГОСТ 23875 88] EN… …   Справочник технического переводчика

  • Импульс напряжения в системе электроснабжения — 22. Импульс напряжения в системе электроснабжения D. Stoßspannung E. Voltage impulse F. Tension de choc Резкое изменение напряжения в системе электроснабжения, длящееся малый интервал времени относительно определенного интервала времени.… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Импульс напряжения (импульс) — 3.7 Импульс напряжения (импульс) кратковременное напряжение, характеризуемое быстрым подъемом значения напряжения до максимального и последующим более медленным снижением значения напряжения. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • импульс напряжения при распространении волны, скачок напряжения — 3.28 импульс напряжения при распространении волны, скачок напряжения [surge (voltage)]: Волна напряжения переходного процесса, распространяющаяся вдоль линии или цепи и характеризующаяся быстрым нарастанием и медленным снижением напряжения.… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Импульс напряжения в системе электроснабжения — English: Voltage impulse Резкое изменение напряжения в системе электроснабжения, длящееся малый интервал времени относительно определенного интервала времени (по ГОСТ 23875 88) Источник: Термины и определения в электроэнергетике. Справочник …   Строительный словарь

  • Импульс напряжения в системе электроснабжения — – резкое изменение напряжения в системе электроснабжения, длящееся малый интервал времени относительно определенного интервала времени. ГОСТ 23875 88 …   Коммерческая электроэнергетика. Словарь-справочник

normative_reference_dictionary.academic.ru

импульсное перенапряжение - это... Что такое импульсное перенапряжение?

 

импульсное перенапряжение
В настоящее время в различных литературных источниках для описания процесса резкого повышения напряжения используются следующие термины:

  • перенапряжение,
  • временное перенапряжение,
  • импульс напряжения,
  • импульсная электромагнитная помеха,
  • микросекундная импульсная помеха.

Мы в своей работе будем использовать термин «импульсное перенапряжение», понимая под ним резкое изменение напряжения с последующим восстановлением
амплитуды напряжения до первоначального или близкого к нему уровня за промежуток времени до нескольких миллисекунд вызываемое коммутационными процессами в электрической сети или молниевыми разрядами
.
В соответствии с классификацией электромагнитных помех [ГОСТ Р 51317.2.5-2000] указанные помехи относятся к кондуктивным высокочастотным переходным электромагнитным апериодическим помехам.
[Техническая коллекция Schneider Electric. Выпуск № 24. Рекомендации по защите низковольтного электрооборудования от импульсных перенапряжений]

EN

surge
spike

Sharp high voltage increase (lasting up to 1mSec).
[http://www.upsonnet.com/UPS-Glossary/]

Параллельные тексты EN-RU

The Line-R not only adjusts voltages to safe levels, but also provides surge protection against electrical surges and spikes - even lightning.
[APC]

Автоматический регулятор напряжения Line-R поддерживает напряжение в заданных пределах и защищает цепь от импульсных перенапряжений, в том числе вызванных грозовыми разрядами.
[Перевод Интент]


Surges are caused by nearby lightning activity and motor load switching
created by air conditioners, elevators, refrigerators, and so on.

[APC]


ВОПРОС: ЧТО ЯВЛЯЕТСЯ ИСТОЧНИКОМ ИМПУЛЬСНЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ И ПОМЕХ?

Основных источников импульсов перенапряжений - всего два.
1. Переходные процессы в электрической цепи, возникающие вследствии коммутации электроустановок и мощных нагрузок.
2. Атмосферный явления - разряды молнии во время грозы

ВОПРОС: КАК ОПАСНОЕ ИМПУЛЬСНОЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЕ МОЖЕТ ПОПАСТЬ В МОЮ СЕТЬ И НАРУШИТЬ РАБОТУ ОБОРУДОВАНИЯ?

Импульс перенапряжения может пройти непосредственно по электрическим проводам или шине заземления - это кондуктивный путь проникновения.
Электромагнитное поле, возникающее в результате импульса тока, индуцирует наведенное напряжение на всех металлических конструкциях, включая электрические линии - это индуктивный путь попадания опасных импульсов перенапряжения на защищаемый объект.

ВОПРОС: ПОЧЕМУ ПРОБЛЕМА ЗАЩИТЫ ОТ ИМПУЛЬСНЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ ОСТРО ВСТАЛА ИМЕННО В ПОСЛЕДНЕЕ ВРЕМЯ?

Эта проблема приобрела актуальность в связи с интенсивным внедрением чувствительной электроники во все сферы жизни. Учитывая возросшее количество информационных линий (связь, телевидение, интернет, ЛВС и т.д.) как в промышленности, так и в быту, становится понятно, почему защита от импульсных перенапряжений и приобрела сейчас такую актуальность.

[http://www.artterm-m.ru/index.php/zashitaseteji1/faquzip]


 

Защита от импульсного перенапряжения. Ограничитель перенапряжения - его виды и возможности

Перенапряжением называется любое превышение напряжения относительно максимально допустимого для данной сети. К этому виду сетевых помех относятся как перенапряжения связанные с перекосом фаз достаточно большой длительности, так и перенапряжения вызванные грозовыми разрядами с длительностью от десятков до сотен микросекунд. Методы и средства борьбы зависят от длительности и амплитуды перенапряжений. В этом отношении импульсные перенапряжения можно выделить в отдельную группу.

Под импульсным перенапряжением понимается кратковременное, чрезвычайно высокое напряжение между фазами или фазой и землей с длительностью, как правило, до 1 мс.

Грозовые разряды - мощные импульсные перенапряжения возникающие в результате прямого попадания молнии в сеть электропитания, громоотвод или импульс от разряда молнии на расстоянии до 1,5 км приводящий к выходу из строя электрооборудования или сбою в работе аппаратуры. Прямое попадание характеризуется мгновенными импульсными токами до 100 кА с длительностью разряда до 1 мС.

При наличии системы громоотвода импульс разряда распределяется между громоотводом, сетью питания, линиями связи и бытовыми коммуникациями. Характер распределения во многом зависит от конструкции здания, прокладки линий и коммуникаций.

Переключения в энергосети вызывают серию импульсных перенапряжений различной мощности, сопровождающуюся радиочастотными помехами широкого спектра. Природа возникновения помех приведена на примере ниже.

Например при отключении разделительного трансформатора мощностью 1кВА 220\220 В от сети вся запасенная трансформатором энергия "выбрасывается" в нагрузку в виде высоковольтного импульса напряжением до 2 кВ.

Мощности трансформаторов в энергосети значительно больше, мощнее и выбросы. Кроме того переключения сопровождаются возникновением дуги, являющейся источником радиочастотных помех.

Электростатический заряд, накапливающийся при работе технологического оборудования интересен тем, что хоть и имеет небольшую энергию, но разряжается в непредсказуемом месте.

Форма и амплитуда импульсного перенапряжения зависят не только от источника помехи, но и от параметров самой сети. Не существует два одинаковых случая импульсного перенапряжения, но для производства и испытания устройств защиты введена стандартизация ряда характеристик тока, напряжения и формы перенапряжения для различных случаев применения.

Так для имитации тока разряда молнии применяется импульс тока 10/350 мкс, а для имитации косвенного воздействия молнии и различных коммутационных перенапряжений импульс тока с временными характеристиками 8/20 мкс.

Таким образом, если сравнить два устройства с максимальным импульсным током разряда 20 кА при 10/ 350 мкс и 20 кА при импульсе 8/20 мкс у второго, то реальная "мощность" первого примерно в 20 раз больше.
 

Существует четыре основных типа устройств защиты от импульсного перенапряжения:

1. Разрядник
Представляет собой ограничитель перенапряжения из двух токопроводящих пластин с калиброванным зазором. При существенном повышении напряжения между пластинами возникает дуговой разряд, обеспечивающий сброс высоковольтного импульса на землю. По исполнению разрядники делятся на воздушные, воздушные многоэлектродные и газовые. В газовом разряднике дуговая камера заполнена инертным газом низкого давления. Благодаря этому их параметры мало зависят от внешних условий (влажность, температура, запыленность и т.д.) кроме этого газовые разрядники имеют экстремально высокое сопротивление (около 10 ГОм), что позволяет их применять для защиты от перенапряжения высокочастотных устройств до нескольких ГГц.

При установке воздушных разрядников следует учитывать выброс горячего ионизированного газа из дуговой камеры, что особенно важно при установке в пластиковые щитовые конструкции. В общем эти правила сводятся к схеме установки представленной ниже.

Типовое напряжение срабатывания в для разрядников составляет 1,5 - 4 кВ (для сети 220/380 В 50 Гц). Время срабатывания порядка 100 нс. Максимальный ток при разряде для различных исполнений от 45 до 60 кА при длительности импульса 10/350 мкс. Устройства выполняются как в виде отдельных элементов для установки в щиты, так и в виде модуля для установки на DIN - рейку. Отдельную группу составляют разрядники в виде элементов для установки на платы с токами разряда от 1 до 20 кА (8/20 мкс).

2. Варистор
Керамический элемент, у которого резко падает сопротивление при превышении определенного напряжения. Напряжение срабатывания 470 - 560 В (для сети 220/380 В 50 Гц).

Время срабатывания менее 25 нс. Максимальный импульсный ток от 2 до 40 кА при длительности импульса 8/20 мкс.

Устройства выполняются как в виде отдельных элементов для установки в радиоаппаратуру, так и в виде DIN - модуля для установки в силовые щиты.

3. Разделительный трансформатор
Эффективный ограничитель перенапряжения - силовой 50 герцовый трансформатор с раздельными обмотками и равными входным и выходным напряжениями. Трансформатор просто не способен передать столь короткий высоковольтный импульс во вторичную обмотку и благодаря этому свойству является в некоторой степени идеальной защитой от импульсного перенапряжения.

Однако при прямом попадании молнии в электросеть может нарушиться целостность изоляции первичной обмотки и трансформатор выходит из строя.

4. Защитный диод
Защита от перенапряжения для аппаратуры связи. Обладает высокой скоростью срабатывания (менее 1 нс) и разрядным током 1 кА при токовом импульсе 8/20 мкс.

Все четыре выше описанные ограничителя перенапряжения имеют свои достоинства и недостатки. Если сравнить разрядник и варистор с одинаковым максимальным импульсным током и обратить внимание на длительность тестового импульса, то становится ясно, что разрядник способен поглотить энергию на два порядка больше, чем варистор. Зато варистор срабатывает быстрее, напряжение срабатывания существенно ниже и гораздо меньше помех при работе.

Разделительный трансформатор, при определенных условиях, имеет безграничный ресурс по защите нагрузки от импульсного перенапряжения (у варисторов и разрядников при срабатывании происходит постепенное разрушение материала элемента), но для сети 100 кВА требуется трансформатор 100кВА (тяжелый, габаритный и довольно дорогой).

Следует помнить, что при отключении первичной сети трансформатор сам по себе генерирует высоковольтный выброс, что требует установки варисторов на выходе трансформатора.

Одной из серьезных проблем в процессе организации защиты оборудования от грозового и коммутационного перенапряжения является то, что нормативная база в этой области до настоящего времени разработана недостаточно. Существующие нормативные документы либо содержат в себе устаревшие, не соответствующие современным условиям требования, либо рассматривают их частично, в то время как решение данного вопроса требует комплексного подхода. Некоторые документы в данный момент находятся в стадии разработки и есть надежда, что они вскоре выйдут в свет. В их основу положены основные стандарты и рекомендации Международной Электротехнической Комиссии (МЭК).

[http://www.higercom.ru/products/support/upimpuls.htm]
 


 

Чем опасно импульсное перенапряжение для бытовых электроприборов?

Изоляция любого электроприбора рассчитана на определенный уровень напряжения. Как правило электроприборы напряжением 220 – 380 В рассчитаны на импульс перенапряжения около 1000 В. А если в сети возникают перенапряжения с импульсом 3000 В? В этом случае происходит пробои изоляции. Возникает искра – ионизированный промежуток воздуха, по которому протекает электрический ток. В следствии этого – электрическая дуга, короткое замыкание и пожар.

Заметьте, что прибой изоляции может возникнуть, даже если у вас все приборы отключены от розеток. Под напряжением в доме все равно останутся электропроводка, распределительные коробки, те же розетки. Эти элементы сети также не защищены от импульсного перенапряжения.

Причины возникновения импульсного перенапряжения.

Одна из причин возникновения импульсных перенапряжений это грозовые разряды (удары молнии). Коммутационные перенапряжения которые возникают в результате включения/отключения мощной нагрузки. При перекосе фаз в результате короткого замыкания в сети.

Защита дома от импульсных перенапряжений

Избавиться от импульсных перенапряжений - невозможно, но для того чтобы предотвратить пробой изоляции существуют устройства, которые снижают величину импульсного перенапряжения до безопасной величины.

Такими устройствами защиты являются УЗИП - устройство защиты от импульсных перенапряжений.

Существует частичная и полная защита устройствами УЗИП.

Частичная защита
подразумевает защиту непосредственно от пробоя изоляции (возникновения пожара), в этом случае достаточно установить один прибор УЗИП на вводе электрощитка (защита грубого уровня).

При полной защите
УЗИП устанавливается не только на вводе, но и возле каждого потребителя домашней электросети (телевизора, компьютера, холодильника и т.д.) Такой способ установки УЗИП дает более надежную защиту электрооборудованию.

[Источник]
 

Тематики

  • УЗИП (устройства защиты от импульсных перенапряжений)

EN

  • damaging surge
  • damaging transient
  • electrical surge
  • high-voltage surge
  • peak overvoltage
  • power surge
  • pulse surge
  • spike
  • surge
  • surge overvoltage
  • surge voltage

normative_ru_en.academic.ru

импульс напряжения - это... Что такое импульс напряжения?


импульс напряжения

 

импульс напряжения
Резкое изменение напряжения в точке электрической сети, за которым следует восстановление напряжения до первоначального или близкого к нему уровня за промежуток времени до нескольких миллисекунд.
[ГОСТ 13109-97]

импульс напряжения
импульс

Кратковременное напряжение, характеризуемое быстрым подъемом значения напряжения до максимального и последующим более медленным снижением значения напряжения
[ГОСТ 1516.2-97]

 

Искажение формы кривой питающего напряжения может происходить за счет появления высокочастотных импульсов при коммутациях в сети, работе разрядников и т. д.


Параметры импульсного напряжения
  1. Импульсное напряжение Uимп в вольтах, киловольтах измеряют как максимальное значение напряжения при резком его изменении (длительность фронта импульса не более 5 мс).
  2. Длительность импульса напряжения по уровню 0,5 его амплитуды tимп0,5 в микросекундах, миллисекундах измеряют следующим образом.
    1. Выделяют из общей кривой напряжения импульс напряжения и определяют амплитуду этого импульса Uимп.а в вольтах, киловольтах как максимальное значение импульса напряжения.
    2. Определяют моменты времени tн0,5, tк0,5 в микросекундах, миллисекундах, соответствующие пересечению кривой импульса напряжения горизонтальной линией, проведенной на половине амплитуды импульса, в микросекундах, миллисекундах.
    3. Вычисляют Δtимп0,5 по формуле:
      Δtимп0,5 = tк0,5 - tн0,5

[ГОСТ 13109-97]


Тематики

  • высоковольтный аппарат, оборудование ...
  • качество электрической энергии
  • электромагнитная совместимость

Обобщающие термины

  • кратковременная помеха

EN

  • impulse of voltage
  • potential pulse
  • shock voltage
  • voltage impulse
  • voltage pulse

Справочник технического переводчика. – Интент. 2009-2013.

  • импульс накачки
  • импульс напряжения 1,2/50

Смотреть что такое "импульс напряжения" в других словарях:

  • импульс напряжения 1,2/50 — Импульс напряжения с фактическим временем фронта 1,2 мкс и полупериодом 50 мкс. Примечания 1. Время фронта определяется в соответствии с МЭК 60060 1 [1] как 1,67 (t90 t30), где t90 и t30 точки, соответствующие 90 % и 30 % амплитуды на кривой… …   Справочник технического переводчика

  • Импульс напряжения — 5.8 Импульс напряжения Импульс напряжения характеризуется показателем импульсного напряжения. Значения импульсных напряжений для грозовых и коммутационных импульсов, возникающих в электрических сетях энергоснабжающей организации, приведены в… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • импульс напряжения 1,2/50 — 3.22 импульс напряжения 1,2/50 (1,2/50 voltage impulse): Импульс напряжения с фактическим временем фронта 1,2 мкс и полупериодом 50 мкс. Примечания 1 Время фронта определяется в соответствии с МЭК 60060 1 [1] как 1,67(t90 t30), где t90 и t30… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • импульс напряжения — įtampos impulsas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. voltage pulse vok. Spannungsimpuls, m rus. импульс напряжения, m pranc. impulsion de tension, f …   Automatikos terminų žodynas

  • импульс напряжения в системе электроснабжения — Резкое изменение напряжения в системе электроснабжения, длящееся малый интервал времени относительно определенного интервала времени. Примечание. Импульс напряжения возникает при коммутационных операциях, грозовых явлениях. [ГОСТ 23875 88] EN… …   Справочник технического переводчика

  • Импульс напряжения в системе электроснабжения — 22. Импульс напряжения в системе электроснабжения D. Stoßspannung E. Voltage impulse F. Tension de choc Резкое изменение напряжения в системе электроснабжения, длящееся малый интервал времени относительно определенного интервала времени.… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Импульс напряжения (импульс) — 3.7 Импульс напряжения (импульс) кратковременное напряжение, характеризуемое быстрым подъемом значения напряжения до максимального и последующим более медленным снижением значения напряжения. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • импульс напряжения при распространении волны, скачок напряжения — 3.28 импульс напряжения при распространении волны, скачок напряжения [surge (voltage)]: Волна напряжения переходного процесса, распространяющаяся вдоль линии или цепи и характеризующаяся быстрым нарастанием и медленным снижением напряжения.… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Импульс напряжения в системе электроснабжения — English: Voltage impulse Резкое изменение напряжения в системе электроснабжения, длящееся малый интервал времени относительно определенного интервала времени (по ГОСТ 23875 88) Источник: Термины и определения в электроэнергетике. Справочник …   Строительный словарь

  • Импульс напряжения в системе электроснабжения — – резкое изменение напряжения в системе электроснабжения, длящееся малый интервал времени относительно определенного интервала времени. ГОСТ 23875 88 …   Коммерческая электроэнергетика. Словарь-справочник

technical_translator_dictionary.academic.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о