Газовый разрядник
Газовые разрядники перенапряжения (газоразрядники) состоят из 2 или 3 электродов в керамическом корпусе, заполненном специальным инертным газом под контролируемым давлением. В разрядниках производства CITEL радиоактивные материалы не используются. Корпус разрядника представляет собой керамическую трубку, концы которой закрыты металлическими пластинами, выступающими в роли электродов. Маломощные разрядники применяются в основном для защиты телекоммуникационных сетей. Мощные газовые разрядники (газоразрядники) используются в устройствах защиты по питанию с установкой между нейтралью и землёй.
Рис. 4. Принцип работы газовых разрядников перенапряжения (газоразрядников)
Газовый разрядник может рассматриваться как быстродействующий выключатель, характеристики которого позволяют резко изменять своё сопротивление при достижении напряжения пробоя. Существует четыре рабочих состояния газового разрядника:
Состояние покоя: в этом состоянии внутреннее сопротивление разрядника превышает 1 ГОм, а емкость не превышает нескольких пФ.
Тлеющий разряд: при достижении напряжения срабатывания (от 70 В до многих киловольт, в зависимости от типа устройства) происходит ионизация инертного газа внутри разрядника и через него начинает идти небольшой ток. Напряжение при этом падает примерно до 80 вольт. Увеличение тока через разрядник до уровня 0,8-1А приводит к незначительному увеличению напряжения.
Область электрической дуги: При дальнейшем увеличении тока в разряднике в течение нескольких наносекунд вспыхивает электрическая дуга. Напряжение падает до 20-25 вольт и с ростом тока практически не меняется. Разряд тока при этом может составлять до 150 кА. Конкретные цифры зависят от типа разрядника.
Гашение: при снижении прикладываемого к разряднику напряжения до значения, которое ниже напряжения горения электрической дуги или уменьшения тока ниже определённого уровня (примерно 0,5А), дуга гаснет и разрядник возвращается в исходное состояние покоя.
Рис. 5. Электрические свойства газовых разрядников (Газоразрядников)
К основным характеристикам газовых разрядников относятся:
* Статическое напряжение срабатывания.
* Динамическое напряжение срабатывания.
* Ток импульсного разряда (кА).
* Сопротивление изоляции (ГОм).
* Емкость (пФ).
Статическое напряжение срабатывания
Данный параметр служит для определения типа газового разрядника и равен напряжению, при котором в результате медленного повышения напряжения происходит зажигание разрядника.
Номинальный импульсный ток
Значение номинального импульсного тока базируется на пиковом значении импульса, воздействие которого разрядник способен, в соответствии с требованиями, многократно выдерживать. При этом допустимое изменение технических характеристик разрядника должно оставаться в пределах требований соответствующих норм. В технических спецификациях значение номинального импульсного тока указывается при тестовых воздействиях 8/20 мкс, 10/350 мкс и 10/1000 мкс.
Динамическое напряжение срабатывания
Уровень, при котором газовый разрядник срабатывает в результате быстрого увеличения напряжения. В соответствии с требованиями национальных и международных стандартов ITU-T K.12 и IEC 6164-1 используются уровни возрастания напряжения 100 В/мкс и 1 кВ/мкс. Напряжение срабатывания увеличивается с увеличением крутизны фронта импульса.
Сопротивление изоляции и емкость
Уникальные значения (> 10 ГОм и < 1 пФ) данных параметров делают газовый разрядник практически незаметным в плане влияния на характеристики сети.
Трехполюсный газовый разрядник
Конструктивно трехполюсный газовый разрядник соответствует двум отдельным разрядникам с общим электродом. Устройства такого рода используются для защиты симметричных пар проводников. К преимуществам трехполюсных газоразрядников, наряду с их компактными размерами, следует отнести также одновременное зажигание обеих секций разрядника.
Эксплуатационный ресурс
Особенности конструкции газоразрядников обеспечивают возможность многократного отвода импульсов тока (например: 10 импульсов мощностью 5 кА с изменяющейся полярностью) без механических повреждений или ухудшения защитных свойств и отводящей способности. В то же время достаточно маломощный импульс тока, но значительной продолжительности (10 А на протяжении 15 с) способен вывести из строя практически любой разрядник.