Проблема разработки защитных устройств (ЗУ) для релейной защиты и автоматики (РЗА) и радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) распределительных подстанций становится все более актуальной в связи с миниатюризацией и повышением чувствительности приборной базы, а также ростом числа и уровня воздействий, которые регламентируются МЭК 61000 [9–12]. В [13] авторы отразили вопросы разработки ЗУ распределительных подстанций с применением варисторов и ОПН.
Целью статьи является анализ возможности применения TVS-диодов и MOV-варисторов, а также их сочетания для защиты от перенапряжений РЗА и РЭА на распределительных подстанциях.
Любое высоконадежное электронное оборудование промышленного назначения, разработанное с применением полупроводниковых приборов (микропроцессоров, цифровых и аналоговых ИС), требует наличия схем защиты от электрических перегрузок. Перегрузки имеют различную природу и отличаются по уровню мощности, наиболее опасными среди них являются перепады напряжения, представляющие собой случайные пульсации с амплитудами большими, чем рабочие напряжения в цепи. Они возникают в результате воздействия кратковременных электромагнитных импульсов естественного (мощные грозовые разряды) или искусственного (излучение радиопередающих устройств, высоковольтных линий передач) происхождения, а также за счет внутренних переходных процессов, вызванных коммутацией емкостных или индуктивных нагрузок (электродвигатели, генераторы) и электростатическими разрядами (ESD). Влияние электромагнитных импульсов любого происхождения приводит к изменению параметров электронных компонентов как за счет непосредственного поглощения энергии, так и вследствие воздействия на них индуцированных в электрических цепях оборудования импульсов напряжения и тока.
Самые распространенные причины перенапряжений — грозовые и статические разряды. Для испытания электротехнической аппаратуры на устойчивость к воздействию данных факторов применяют IEC 61000 — наиболее признаваемый в настоящее время международный стандарт, определяющий уточненные параметры тестовых сигналов. Их характеристики были получены в результате многочисленных измерений с использованием общепринятых методов мониторинга. На рисунке 1 приведены типовые формы импульсов, соответствующие грозовым (стандарт IEC 61000-4-5) и электростатическим (IEC 61000-4-2) разрядам.