4.3.3. Визначення напруги на вентильному розряднику при впливі хвилі грозової перенапруги

 

Еквівалентна схема заміщення наведена на рис. 4.13.

Напруга на вентильному розряднику визначається виходячи з рівняння , де  – напруга хвилі, що поширюється по лінії; Z₁ – хвильовий опір лінії; i₁ – струм у лінії; – напруга на вентильному розряднику.

Рис. 4.14. Визначення залишкової напруги UPB(t) при спрацьовуванні вентильного розрядника: ВСХ - вольт-секундна характеристика іскрового проміжку вентильного розрядника; ВАХ - вольт-амперна характеристика нелінійного елемента

 

Розрахунок виконується графоаналітичним методом: задається U(t), вольт-секундна характеристика іскрового проміжку вентильного розрядника (ВСХ), вольт-амперна характеристика нелінійного елемента (ВАХ), хвильовий опір лінії Z₁ (рис. 4.14). Момент приходу хвилі перенапруги U(t) у точку установки вентильного розрядника (точка А, кінець лінії) приймемо за нуль. Напруга на іскровому проміжку вентильного розрядника буде змінюватися по кривій 2U(t) (подвоєння напруги відбулося через те, що кінець лінії розімкнутий, Z₂ = ¥). У момент часу t₁, коли напруга 2U(t) досягне значення пробивної напруги іскрового проміжку вентильного розрядника (точка 1 на рис. 4.14 – перетинання 2U(t) з вольт-секундною характеристикою), відбувається спрацьовування вентильного розрядника і підключення нелінійного резистора до точки А. При цьому напруга 2U(t) (точка 1а) миттєво перерозподіляється між нелінійним опором вентильного розрядника і хвильовим опором лінії (точки 1б і 1в), а напруга в точці А миттєво змінюється від значення точки 1 до значення в точці 1г. Далі, внаслідок нелінійної вольт-амперної характеристики вентильного розрядника напруга в точці А в широкому діапазоні струмів через вентильного розрядника протягом часу проходження хвилі перенапруги мало змінюється. Максимум напруги, що залишається, на вентильному розряднику (точка 2в) буде спостерігатися в момент t₂, коли імпульс перенапруги 2U(t) досягає амплітудного значення.