一种分配压敏电阻与放电管串联电路工作电压比例的方法技术

技术编号:22332642 阅读:30 留言:0更新日期:2019-10-19 12:45
本发明专利技术公开了电涌保护领域的一种分配压敏电阻与放电管串联电路工作电压比例的方法。本发明专利技术将压敏电阻与放电管串联接入工频电网后,在放电管处并联电阻,就可以方便地调整电网工作电压在各个元件上的负荷比例。采用本发明专利技术的方法可以选择直流击穿电压值较低的放电管,有效降低了电涌产生时在放电管导通前窜过的波头幅值,提高保护水平同时还具有更多的耐受电网电压异常波动的余量。

A method of distributing the ratio of working voltage between varistor and discharge tube series circuit

【技术实现步骤摘要】
一种分配压敏电阻与放电管串联电路工作电压比例的方法
本专利技术涉及电涌保护领域,特别涉及一种分配压敏电阻与放电管串联电路工作电压比例的方法。
技术介绍
压敏电阻与放电管串联后接入工频电网中是电涌保护技术中的常用手段。在没有电涌的状态下,由于放电管处于断开状态,该串联电路几乎没有阻性电流通过,只有两个元件的固有电容相串联导致有微弱的容性电流通过,该容性电流乘以各自的容抗,就可求出电网工作电压在每个元件上的分电压,两个元件的分电压之和等于串联电路两端的电压(用Uc来代表)。压敏电阻的固有电容值在几千PF左右,而放电管的固有电容值只有1~5PF,两者相差约3个数量级,根据串联电路的欧姆定律,在放电管两端的分电压Ugdt约等于Uc,而压敏电阻两端的分电压Urv约等于零,也就是说电路两端的电网工作电压几乎全部加在放电管两端。由于这种工作电压分配的极端不平衡带来了一些弊端,一是放电管的直流击穿电压值需选择较高,使放电管的厚度加大,价格增加;二是耐受电网电压异常波动的能力较弱,除非进一步大幅度提高放电管的直流击穿电压值;三是由于放电管的直流击穿电压值提高后,相应的冲击放电电压值也会提高,电涌波头窜入后级被保护电路的幅值也会较高,影响了保护效果。另外该串联电路作为一些更复杂的组合电路中的一部分时也会因工作电压分配不理想而起不到最佳的效果。中国专利技术专利号201811040267.8公开了一个电涌保护电路,如图2所示,该电路在实际应用中,由于放电管GDT1和GDT2的固有电容非常小,在没有电涌冲击的常态下,电路两端的电网工作电压几乎全部加在两只放电管上,而GDT2的直流击穿电压值又不能选择太高,造成电路耐受电网电压异常波动的能力不高。例如在通常的220伏工频电网中,一种较常见的电网故障是零线接触不良或者断路,造成线路电压短时上升到接近380伏,这时GDT2就会导通,提前启动热保护功能动作,使电路在未损坏的情况下退出电网,造成浪费。在更特殊的情况下,当Rv2已经劣化到一定程度后,再遇到这种电网故障,Rv2也可能会被击穿,这时高达380伏的电网异常过电压会直接加在GDT1的两端,如果它的直流击穿电压值低于550伏,它也会导通,导致Rv1击穿短路,从而使电路的开路退出并安全失效的功能丧失,造成电网线路短路故障。又由于气体放电管的直流击穿电压值这一参数的离散性比较大,误差一般只能控制在标称值的±20﹪以内,所以,为了确保GDT1在此时不导通,其标称直流击穿电压值至少要选择大于700伏。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足,提供一种分配压敏电阻与放电管串联电路工作电压比例的方法。为了实现上述专利技术目的,本专利技术提供了以下技术方案:一种分配压敏电阻与放电管串联电路工作电压比例的方法,将压敏电阻与放电管串联接入工频电网后,在放电管处并联电阻器,通过设定电阻器的阻值,调节工频电网分配在压敏电阻上的分电压与放电管上的分电压之间的比例,在无浪涌的情况下,压敏电阻上的分电压与放电管上的分电压之和等于预设的工作电压,放电管两端的分电压大于等于工作电压的1%,并且小于等于工作电压的70%。预设的电网工频工作电压为600V以下时,放电管的直流击穿电压值的取值范围为100V≤VB<600V,其中,VB为放电管的直流击穿电压值。优选的,压敏电阻与放电管之间的电压比例系数K的取值范围为0.43≤K≤99。优选的,压敏电阻与放电管之间的电压比例系数K的取值范围为1≤K≤99。优选的,压敏电阻与放电管之间的电压比例系数K的取值范围为4≤K≤99。优选的,压敏电阻与放电管之间的电压比例系数K的取值范围为9≤K≤99。一种分配压敏电阻与放电管串联电路工作电压比例的电路,放电管与电阻器并联后再与压敏电阻串联,形成一个单端口的串并联电路,单端口的串并联电路接入工频电网,单端口的串并联电路采用上述方案中的任一项方法,在工频电网无浪涌的情况下,调节压敏电阻与放电管之间的电压比例。一种分配压敏电阻与放电管串联电路工作电压比例的组合电路,包括第一压敏电阻器、第二压敏电阻器、第一放电管、第二放电管、正温度系数热敏电阻、电阻器和引出端子,第一放电管和电阻器并联后再与第一压敏电阻串联,组成第一支路;正温度系数热敏电阻与第二放电管串联,组成第二支路;将第一支路和第二支路并联后再与第二压敏电阻器串联,形成一个单端口的组合电路,单端口的组合电路采用,在工频电网无浪涌的情况下,调节压敏电阻与放电管之间的电压比例。电源模块、电源系统、低压输电线路中包含有采用上述方案中的任一项方法的一种分配压敏电阻与放电管串联电路工作电压比例方法的电路。电源模块、电源系统、低压输电线路中包含有上述任一的一种分配压敏电阻与放电管串联电路工作电压比例的电路。与现有技术相比,本专利技术的有益效果:1、在压敏电阻与放电管串联后接入工频电网中的电涌保护中,在放电管两端并联电阻器,就可以方便地调整电网工作电压在各个元件上的负荷比例。就可以选择直流击穿电压值较低的放电管,可以降低电涌产生时在放电管导通前窜过的波头幅值,提高保护水平同时还具有更多的耐受电网电压异常波动的余量。2、放电管与电阻器并联后再串联压敏电阻的电涌保护电路中,采用小功率、低精度的普通电阻器并联到放电管两端,就能有效降低放电管未击穿时两端的电压,从而可以采用更低直流击穿电压值的放电管,减小了放电管的厚度,且不影响压敏电阻串联放电管的电涌吸收特性,降低了放电管的采购成本。附图说明图1为实施例1中放电管两端并联一只电阻元件来调整阻抗的电路图;图2为专利技术专利号201811040267.8公开的一个电涌保护电路;图3为实施例2中一种分配压敏电阻与放电管串联电路工作电压比例的串并联组合式电路。具体实施方式下面结合试验例及具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本
技术实现思路
所实现的技术均属于本专利技术的范围。实施例1本专利技术提出了一种技术方案,即在电压600伏以下的50赫兹低压交流输电线路中,采用压敏电阻和放电管串联的电涌保护器作为二级或三级电涌保护,在压敏电阻和放电管串联后,在放电管两端并联一只电阻元件来调整阻抗,以达到重新分配工作电压负荷比例的目的,具体电路如图1所示,通过设计电阻器的电阻值,可以将放电管两端的工作电压负荷从接近串联电路两端的电压(用Uc来代表)到接近零之间任意选择。当电阻器的阻值远小于压敏电阻的固有容抗时,工作电压Uc可近似看成全部加在压敏电阻两端;当电阻器的阻值与压敏电阻的固有容抗相当时,工作电压Uc由放电管和压敏电阻按比例负荷,分担比例可由交流电路中的串联电路的欧姆定律计算;当电阻器的阻值趋于无穷大时,工作电压Uc可近似看成全部加在放电管两端。设定压敏电阻两端电压为U1,放电管和电阻器并联两端的电压为U2,压敏电阻的容抗为XC1,放电管的容抗为XC2,电阻器的阻值为R,则通过欧姆定律,可以得出公式(1),其中,U1+U2=UC,K是压敏电阻两端电压U1,放电管和电阻器并联两端的电压U2之间的比例系数。当放电管的容抗远大于电阻器阻值R时,公式(1)可近似为公式(2):即,当放电管的容抗远大于电阻器阻值R时,压敏电阻两端电压U1与放电管和电阻器并联两端的电压U2成正比本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种分配压敏电阻与放电管串联电路工作电压比例的方法,其特征在于,将压敏电阻与放电管串联接入工频电网后,在所述放电管处并联电阻器,通过设定所述电阻器的阻值,调节工频电网分配在所述压敏电阻上的分电压与放电管上的分电压之间的比例,在无浪涌的情况下,所述压敏电阻上的分电压与所述放电管上的分电压之和等于预设的工作电压,所述放电管两端的分电压大于等于工作电压的1%,并且小于等于工作电压的70%。

【技术特征摘要】
1.一种分配压敏电阻与放电管串联电路工作电压比例的方法,其特征在于,将压敏电阻与放电管串联接入工频电网后,在所述放电管处并联电阻器,通过设定所述电阻器的阻值,调节工频电网分配在所述压敏电阻上的分电压与放电管上的分电压之间的比例,在无浪涌的情况下,所述压敏电阻上的分电压与所述放电管上的分电压之和等于预设的工作电压,所述放电管两端的分电压大于等于工作电压的1%,并且小于等于工作电压的70%。2.如权利要求1所述的一种分配压敏电阻与放电管串联电路工作电压比例的方法,其特征在于,所述预设的电网工频工作电压为600V以下时,放电管的直流击穿电压值的取值范围为100V≤VB<600V,其中,VB为放电管的直流击穿电压值。3.如权利要求2所述的一种分配压敏电阻与放电管串联电路工作电压比例的方法,其特征在于,所述压敏电阻与放电管之间的电压比例系数K的取值范围为0.43≤K≤99。4.如权利要求2所述的一种分配压敏电阻与放电管串联电路工作电压比例的方法,其特征在于,所述压敏电阻与放电管之间的电压比例系数K的取值范围为1≤K≤99。5.如权利要求2所述的一种分配压敏电阻与放电管串联电路工作电压比例的方法,其特征在于,所述压敏电阻与放电管之间的电压比例系数K的取值范围为4≤K≤99。6.如权利要求2所述的一种分配压敏电阻与放电管串...

【专利技术属性】
技术研发人员:石小龙张治成叶磊詹俊鹄章俊
申请(专利权)人:成都铁达电子股份有限公司
类型:发明
国别省市:四川,51

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