BE897439A - PROTECTION AGAINST OVERVOLTAGES - Google Patents

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BE897439A
BE897439A BE0/211282A BE211282A BE897439A BE 897439 A BE897439 A BE 897439A BE 0/211282 A BE0/211282 A BE 0/211282A BE 211282 A BE211282 A BE 211282A BE 897439 A BE897439 A BE 897439A
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
varistor
protection against
control
parallel
overvoltage
Prior art date
Application number
BE0/211282A
Other languages
French (fr)
Inventor
P Hasse
R Konig
J Wiesinger
Original Assignee
Dehn & Sohne G M B H & Co K G
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dehn & Sohne G M B H & Co K G filed Critical Dehn & Sohne G M B H & Co K G
Publication of BE897439A publication Critical patent/BE897439A/en

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
    • H02H9/06Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage using spark-gap arresters
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T4/00Overvoltage arresters using spark gaps
    • H01T4/08Overvoltage arresters using spark gaps structurally associated with protected apparatus
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T4/00Overvoltage arresters using spark gaps
    • H01T4/10Overvoltage arresters using spark gaps having a single gap or a plurality of gaps in parallel

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)

Description

       

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   BREVET D'INVENTION. 



   Société dite : Dehn + Söhne GmbH + Co KG Dispositif de protection contre les surtensions. 



  Inventeurs : Peter Hasse, Raimund König et Johannes
Wiesinger Convention Internationale-Priorité d'une demande de brevet déposée en République Fédérale d'Allemagne le 30 juillet 1982 sous le No. P 32 28 471.3-32 

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 Dispositif de protection contre les surtensions L'invention se rapporte à un dispositif de protection contre les 
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 surtensions conforme à 1. Un tel dispositif de protection contre les surtensions est déjà décrit avec son mode d'exécution préféré dans le brevet allemand 27 18 188. L'avantage ainsi obtenu réside en ce que seulement le varistor entre en jeu comme première étape de protection en cas d'apparition de faibles surtensions et, par conséquent, de courants à dériver de faible intensité.

   Dans des cas de ce genre, la surtension apparaissant sur celui-ci n'est pas suffisamment importante pour provoquer le fonctionnement de l'éclateur et, en particulier, de l'éclateur à intervalle d'air et à glissement prévu dans l'exemple d'exécution. Ce n'est qu'en cas de sollicitations plus importantes que l'éclateur entre en jeu comme étape de protection supplémentaire et donc comme protection contre les surcharges sur le varistor. Une telle disposition permet à l'éclateur de limiter toujours la tension au point d'utilisation et au varistor à une valeur pratiquement constante. On peut toutefois prévoir des éclateurs d'autres types que l'éclateur à intervalle d'air et à glissière, par exemple des dispositifs de dérivation de courant à décharge gazeuse, pour autant que ceux-ci résistent au passage d'un courant ayant l'intensité requise.

   Un tel dispositif de protection contre les surtensions peut être utilisé d'une manière générale, mais son domaine d'application préféré est toutefois celui des zones où des coups de foudre directs sont à prévoir. De tels dispositifs de protection contre les surtensions peuvent être installés, par exemple dans les bâtiments où des coups de foudre directs sur les installations électriques sont à craindre.

   

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 On ne peut toutefois pas écarter le cas où le varistor, par exemple à la suite de sollicitations trop fréquentes, subirait une modification de sa caractéristique intensité-tension par suite de courants résiduels prolongés provoqués par les coups de foudre (ce que l'on appelle les queues   d'éclair),     c'est-à-dire   que sa résistance diminuerait et qu'il permettrait le passage d'un courant de fuite inadmissible sous la tension normale de service. Un courant de ce genre ne coûte pas seulement de l'argent, mais peut provoquer également une élévation inadmissible du potentiel de terre et, dans certains cas, un échauffement excessif du varistor et, par conséquent, du dispositif. Dans certains cas, le varistor peut subir ainsi une destruction complète.

   En particulier, une telle modification de la caractéristique du varistor implique également le risque qu'une chute de tension suffisamment élevée ne prenne pas naissance au varistor quand une impulsion de courant doit y être dérivée et, par conséquent, que la tension d'amorçage requise ne soit pas obtenue dans l'éclateur qui devient alors incapable de remplir sa fonction de dérivation. 



  Les deux modèles d'utilité allemands 75 01 349 et 81 05 608 comportent des dispositifs d'arrêt et de dérivation avec la connexion en série d'un éclateur, d'une résistance variable (varistor) et d'un fusible. En cas d'échauffement excessif, le fusible de sécurité (point soudé à l'étain) est fondu. De cette façon, l'ensemble du dispositif d'arrêt et de dérivation est séparé du réseau,   c'est-à-dire   qu'il devient inactif dans sa totalité. 



  Par comparaison avec l'état antérieur de la technique, exposé ci-dessus, l'objectif de l'invention consiste à améliorer un dispositif de protection contre les surtensions, conformément à la partie introductive de la revendication 1, de façon à ce qu'un endommagement du varistor (modification de la caractéristique intensité-tension du varistor) provoqué par une sollicitation trop fréquente par des impulsions de courant et, en particulier, par des courants dus à la foudre ou analogues, ainsi que le courant de fuite important qui en résulte, ne puissent pas nuire au fonctionnement de l'éclateur et que le fonctionnement du dispositif de protection contre les surtensions reste assuré dans son ensemble. 

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  Pour atteindre cet objectif, on fait appel en premier lieu aux caractéristiques de la revendication 1 combinée à la partie introductive. de la revendication 1. De cette façon, sont éliminés le passage d'un courant de fuite d'une intensité inacceptable et surtout le risque que l'éclateur ne soit plus soumis à une tension d'amorçage suffisante. Par comparaison avec les dispositions déjà décrites et conformes aux modèles d'utilité allemands 75 01 349 et 81 05 608, il existe l'avantage que ce n'est pas l'ensemble du dispositif de protection contre les surtensions, mais bien uniquement le branchement contenant le varistor du circuit en parallèle qui est interrompu et rendu donc inefficace. 



  L'éclateur peut donc assurer, tout comme précédemment, la protection des installations connectées en aval. L'éclateur lui-même réagit si lentement au courant, qu'il peut dériver et interrompre également les courants à la fréquence du réseau (courants résiduels),   c'est-à-dire   que le dispositif est indépendant, pendant chaque phase de son fonctionnement, d'une protection du conducteur existant éventuellement.

   Ce résultat est obtenu, par exemple, en utilisant un éclateur constitué de deux électrodes avec une couche intermédiaire isolante, cette couche isolante étant réalisée au moyen d'un matériau qui, en cas d'échauffement par les arcs de passage, dégage un gaz exerçant une pression vers l'extérieur,   c'est-à-dire   ayant un effet de soufflage et de refroidissement et donc d'extinction, si bien que le courant résiduel à la fréquence du réseau peut être interrompu (DE-PS 29 34 238). L'emploi de l'éclateur qui vient d'être décrit est tout particulièrement à recommander avec les installations à basse tension.

   A la place des matériaux isolants précités et, en particulier, des matériaux dégageant de l'hydrogène gazeux (POM, téflon = marque déposée, etc. ), on peut également utiliser comme matériau isolant du mica dont l'efficacité est toutefois moindre. 



  Un mode d'exécution préféré et facile à réaliser de l'invention est décrit à la revendication 2, qui est complétée par les caractéristiques de la revendication 3. De tels points de soudure fusible sont connus en soi (voir les deux modèles d'utilité précités), mais toutefois pas avec une disposition comportant à cet endroit un circuit en parallèle avec varistor et éclateur. 

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 Conformément à la revendication 4, on peut prévoir également un dispositif de contrôle et de déclenchement du circuit électrique pour la branche du circuit contenant le varistor. 



  Les caractéristiques mentionnées à la revendication 5 permettent d'assurer que le déclenchement du varistor est signalé à l'opérateur responsable de l'installation. Les caractéristiques de la revendication 6 ont pour but de permettre le contrôle de l'efficacité de fonctionnement d'un dispositif de signalisation conforme à la revendication 5. 



  La revendication 7 décrit une réalisation particulièrement avantageuse d'un dispositif de protection contre les surtensions, conforme à l'invention. 



  D'autres avantages et caractéristiques de l'invention sont décrits dans les revendications subsidiaires suivantes, ainsi que dans la description annexée et dans les dessins correspondants d'exemples de réalisations conformes à l'invention. Ces dessins représentent respectivement : 
Figure   1 :   une connexion unipolaire de l'invention 
Figure 2 : une connexion tripolaire conforme à l'invention 
Figure 3 : un diagramme de la caractéristique intensité- tension d'un varistor 
Figure 4 : une vue par le dessus d'une exécution tripolaire d'un dispositif de protection contre les surtensions, conforme à l'invention 
Figure 5 : une coupe suivant la ligne V-V de la figure 4 
Figure 6 : une coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 5 
Figure 7 :

   un détail de la figure 5 à une échelle agrandie 

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 La connexion de principe suivant la figure 1 comporte, entre la phase L ou 1 conduisant la tension du réseau et de la terre ou de la barre 2 de compensation du potentiel, la connexion en parallèle d'un éclateur et, en particulier, d'un éclateur à intervalle d'air et à glissement (voir ci-dessus) 3, d'une part, et d'un circuit en série comportant un varistor 4 avec un dispositif de déclenchement et de contrôle constitué d'un point de soudure 5, d'autre part. En outre, et en parallèle avec cet ensemble est prévu un dispositif de signalisation 6 avec des touches de contrôle ou de vérification 7. 



  La figure 2 représente une exécution correspondante tripolaire avec les phases conductrices   LI,   L2 et L3 ou 1 du réseau, du conducteur de terre 2 ou de la barre d'égalisation du potentiel PAS et le conducteur neutre N ou 8. Le boîtier du dispositif de protection contre les surtensions est représenté par la ligne pointillée 9. Le conducteur 10 entre la barre d'égalisation des potentiels PAS ainsi que le conducteur de terre 2, d'une part, et le conducteur neutre 8, d'autre part, est pourvu uniquement d'un éclateur 3, mais pas de la branche en parallèle constituée du varistor 4 et du dispositif de déclenchement et de contrôle 5. On peut prévoir des fusibles préalables   11,   qui ne sont toutefois pas indispensables en cas d'utilisation d'éclateurs conformes au brevet 29 34 238 (voir ci-dessus). 



  Comme exemple de l'invention, mais sans limitation de celle-ci, on peut mentionner les caractéristiques électriques suivantes, en cas d'utilisation d'éclateurs suivants le brevet 29 34   238 :   
Tension du réseau : 220-380 V
Fusible préalable Il : par exemple 50 A
Circuit en parallèle avec varistor et dispositif de contrôle : conçu pour des impulsions de courant 8/20 de 5 kA et, par conséquent, 0,1 As et 500 J/n. 



   Eclateur à glissière et intervalle d'air : conçu pour des impulsions de courant de 100 kA avec environ 10
As et 500 kJ/n. 

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  La figure 3 représente le diagramme de la caractéristique intensité (I)-tension (U) d'un varistor. La caractéristique normale et souhaitable est désignée par 12, tandis que les lignes 13 et 14 représentent les caractéristiques d'un varistor endommagé qui permet le passage de courants d'une intensité trop élevée, même sous des tensions assez faibles. Dans un tel cas, le dispositif de contrôle 5 met le varistor 4 endommagé hors circuit. Ce résultat peut être obtenu thermiquement au moyen d'un fusible qui fond pour un échauffement donné du varistor (voir par exemple la figure 4 et les figures suivantes). Il peut s'agir également d'un fusible à fonctionnement électrique ou d'un fusible automatique (non représenté), disposé de façon à ce que le courant de fuite du varistor soit interrompu dans la zone du milliampère. 



  Grâce       la mise hors circuit du varistor uniquement, la fonction de protection du dispositif reste assurée au moyen de l'éclateur. 



  Pour s'assurer de la mise hors circuit du varistor, on peut prévoir un dispositif de signalisation (optique ou acoustique) qui est représenté schématiquement par 6 dans l'exemple de la figure 1 et qui indique, en cas d'ouverture, la mise hors circuit du varistor 4 par le dispositif de déclenchement 5 dans le circuit en parallèle comportant les éléments 4 et 5. L'aptitude au fonctionnement de ce dispositif de signalisation peut être vérifiée au moyen d'une touche de contrôle 7. Des dispositifs de contrôle et de surveillance de ce genre peuvent évidemment être inclus également dans la connexion tripolaire suivant la figure 2, mais ils n'ont pas été représentés sur le dessin de la figure 2 dans un but de simplification. A ce sujet, il faut se référer à la figure 4 et aux figures suivantes.

   L'exemple d'exécution des figures 4-7 représente une réalisation constructive conforme à l'invention avec un boîtier ou un châssis support 15 en matériau isolant, 3 barres conductrices l'qui connectent les bornes de raccordement en forme d'étrier 16'pour les conducteurs   LI,   L2, L3 ou 1 aux vis de fixation de 16 pour la liaison avec les éclateurs 17-19. En outre, il est prévu une quatrième barre conductrice 8'entre une borne de raccordement en forme d'étrier 16'pour le conducteur neutre 8 et une vis de fixation 16, ainsi qu'un raccordement 20 pour le conducteur de terre 2 avec PAS. La barre conductrice 8' 

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 n'est donc normalement pas sous tension.

   Les barres conductrices l'et 8'sont conçues chacune pour être sollicitées linéairement par les courants qui apparaissent et sont constituées, dans le mode de réalisation préféré de l'invention, de conducteurs susceptibles de transporter les courants de foudre et ayant donc une section appropriée, ainsi que de vis de fixation et de raccords 16, 16'présentant la robustesse requise. Les barres conductrices, les bornes de raccordement et les vis de fixation sont réalisées de façon à pouvoir résister aux sollicitations électrodynamiques résultant du passage d'un courant, et en particulier d'un courant de foudre de par exemple 500   KJIJ.   



  Sous les vis de fixation 16 se trouvent les éclateurs du type préféré capables de transporter le courant de foudre avec une électrode 17, une pièce isolante 18 et une plaque de mise à la terre commune 19. La pièce isolante 18 est pourvue alors d'une fixation annulaire 18', qui isole chaque électrode 17 de la plaque de mise à la terre 19. Les arcs résultant de la décharge sont caractérisés par le chiffre 18" (voir figure 7). La vis de fixation 16 traverse la pièce isolante 18 et est vissée dans le châssis support 15 en matériau isolant, de façon à ce qu'aucun arc ne puisse jaillir entre la vis de fixation 16 vers la plaque de mise à la terre 19. 



  La barre d'égalisation de potentiel ou le conducteur de terre 2 est raccordé a la   borne 20   qui est également en forme   d'étrier.   



  Entre les barres conductrices 1'et la plaque de mise à la terre 19, il existe chaque fois un circuit en parallèle constitué d'un varistor 4 et d'un dispositif de déclenchement et de contrôle 5,6 et 7 où les éléments 4,5 sont situés à proximité des barres 
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 conductrices 1'. Les varistors 4 se trouvent l'un à côté de l'autre afin de gagner de la place. Le point soudé (indiqué par 5) connecte électriquement le contact du varistor 25 et l'élément conducteur 21 au moyen d'un ressort 22. Le ressort 22 est raccordé en 23 à la barre conductrice correspondante l', tandis que 24 représente une fixation mécanique isolante supplémentaire des conducteurs 1'.

   Si un courant de fuite d'une intensité excessive apparaît sur les trajets 23,22, 5,21, 25 et 4 vers 19, le point 

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 de soudure 5 fond et le ressort 22 se déplace grâce à sa propre tension dans la direction de la flèche 22', jusqu'à ce qu'il appuie sur le contact 26. La température de fusion de la soudure en question peut être par exemple de   150oC.   L'élément de contact 26 est disposé également conformément à la connexion de principe de la figure 1. La coupure de ce varistor 4 vers 5 par 6 y est représentée. Le dispositif de vérification 7 est visible aux figures 5,6.

   Sa broche 7'permet de vérifier la tension de réseau, amenée par le ressort 22 et le raccord 23 à l'élément 21, qui existe au contact de varistor 25 en position non déclenchée, suivant la figure 5, alors que, quand la connexion soudée 5 est rompue, cette tension est coupée par le ressort 22. 



  Le dispositif suivant les figures 4 à 7 peut être conçu d'une manière très compacte en disposant les varistors 4 en forme de plaque parallèlement aux barres conductrices 1'. De cette façon, 
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 les deux varistors supérieurs 4 correspondant aux conducteurs LI, L2 peuvent être situés immédiatement l'un à côté l'autre et être connectés avec les barres de mise à la terre 19 par l'intermédiaire d'un contact de terre commun 4'.



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   PATENT.



   Said company: Dehn + Söhne GmbH + Co KG Surge protection device.



  Inventors: Peter Hasse, Raimund König and Johannes
Wiesinger International Convention-Priority of a patent application filed in the Federal Republic of Germany on July 30, 1982 under No. P 32 28 471.3-32

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 The invention relates to a device for protection against overvoltages.
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 overvoltage conforming to 1. Such a surge protection device is already described with its preferred embodiment in German patent 27 18 188. The advantage thus obtained lies in that only the varistor comes into play as a first step in protection in the event of the appearance of low overvoltages and, consequently, of low-intensity drift currents.

   In such cases, the overvoltage appearing thereon is not large enough to cause the spark gap and, in particular, the spark gap air gap provided in the example to operate. of execution. It is only in the event of greater stresses that the spark gap comes into play as an additional protection step and therefore as protection against overloads on the varistor. Such an arrangement allows the spark gap to always limit the voltage at the point of use and at the varistor to a practically constant value. However, spark gaps other than the air gap and slide spark gap can be provided, for example gas discharge current bypass devices, provided that these resist the passage of a current having l intensity required.

   Such a surge protection device can be used in general, but its preferred field of application is however that of areas where direct lightning strikes are to be expected. Such overvoltage protection devices can be installed, for example in buildings where direct lightning strikes on electrical installations are to be feared.

   

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 We cannot however rule out the case where the varistor, for example following too frequent stresses, would undergo a modification of its intensity-voltage characteristic as a result of prolonged residual currents caused by lightning strikes (what is called flash tails), that is to say that its resistance would decrease and that it would allow the passage of an unacceptable leakage current under normal operating voltage. Such a current not only costs money, but can also cause an inadmissible rise in ground potential and, in some cases, excessive heating of the varistor and, therefore, of the device. In some cases, the varistor can thus be completely destroyed.

   In particular, such a change in the characteristic of the varistor also involves the risk that a sufficiently high voltage drop does not arise at the varistor when a current pulse is to be derived therefrom, and therefore that the required starting voltage is not obtained in the spark gap which then becomes incapable of fulfilling its bypass function.



  The two German utility models 75 01 349 and 81 05 608 include stop and bypass devices with the series connection of a spark gap, a variable resistor (varistor) and a fuse. In the event of excessive heating, the safety fuse (point soldered to the tin) is blown. In this way, the entire stop and bypass device is separated from the network, that is to say it becomes inactive in its entirety.



  By comparison with the prior art, set out above, the object of the invention is to improve a surge protection device, in accordance with the introductory part of claim 1, so that damage to the varistor (modification of the intensity-voltage characteristic of the varistor) caused by too frequent stress by current pulses and, in particular, by currents due to lightning or the like, as well as the large leakage current which result, cannot harm the operation of the spark gap and that the operation of the overvoltage protection device remains ensured as a whole.

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  To achieve this objective, use is made first of all of the features of claim 1 combined with the introductory part. of claim 1. In this way, the passage of a leakage current of an unacceptable intensity is eliminated and above all the risk that the spark gap is no longer subjected to a sufficient ignition voltage. Compared with the arrangements already described and in accordance with the German utility models 75 01 349 and 81 05 608, there is the advantage that it is not the entire overvoltage protection device, but only the connection containing the varistor of the parallel circuit which is interrupted and therefore rendered ineffective.



  The spark gap can therefore, as before, protect the installations connected downstream. The spark gap itself reacts so slowly to current, that it can also divert and interrupt currents at the network frequency (residual currents), that is to say that the device is independent, during each phase of its operation, protection of the existing conductor possibly.

   This result is obtained, for example, by using a spark gap made up of two electrodes with an insulating intermediate layer, this insulating layer being produced by means of a material which, in the event of heating by the arcs of passage, gives off an exerting gas. pressure towards the outside, that is to say having a blowing and cooling effect and therefore extinction, so that the residual current at the frequency of the network can be interrupted (DE-PS 29 34 238) . The use of the spark gap which has just been described is particularly recommended with low voltage installations.

   Instead of the abovementioned insulating materials and, in particular, materials releasing hydrogen gas (POM, Teflon = registered trademark, etc.), it is also possible to use mica insulating material, the effectiveness of which is however less.



  A preferred and easy to carry out embodiment of the invention is described in claim 2, which is supplemented by the features of claim 3. Such fusible solder points are known per se (see the two utility models mentioned above), but not however with an arrangement comprising a parallel circuit there with varistor and spark gap.

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 In accordance with claim 4, it is also possible to provide a device for controlling and triggering the electrical circuit for the branch of the circuit containing the varistor.



  The features mentioned in claim 5 ensure that the triggering of the varistor is signaled to the operator responsible for the installation. The features of claim 6 are intended to allow the control of the operating efficiency of a signaling device according to claim 5.



  Claim 7 describes a particularly advantageous embodiment of a device for protection against overvoltages, according to the invention.



  Other advantages and characteristics of the invention are described in the following subsidiary claims, as well as in the appended description and in the corresponding drawings of exemplary embodiments in accordance with the invention. These drawings represent respectively:
Figure 1: a unipolar connection of the invention
Figure 2: a three-pole connection according to the invention
Figure 3: a diagram of the intensity-voltage characteristic of a varistor
Figure 4: a top view of a three-pole version of a surge protection device according to the invention
Figure 5: a section along line V-V in Figure 4
Figure 6: a section along line VI-VI of Figure 5
Figure 7:

   a detail of figure 5 on an enlarged scale

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 The principle connection according to FIG. 1 comprises, between phase L or 1 conducting the voltage of the network and of the earth or of the bar 2 of potential compensation, the parallel connection of a spark gap and, in particular, of an air gap and slip spark gap (see above) 3, on the one hand, and a series circuit comprising a varistor 4 with a triggering and control device consisting of a welding point 5 , on the other hand. In addition, and in parallel with this assembly, a signaling device 6 is provided with control or verification keys 7.



  FIG. 2 represents a corresponding three-pole execution with the conductive phases LI, L2 and L3 or 1 of the network, of the earth conductor 2 or of the equalization bar of the PAS potential and the neutral conductor N or 8. The housing of the protection against overvoltage is represented by the dotted line 9. The conductor 10 between the equalization bar of the PAS potentials as well as the earth conductor 2, on the one hand, and the neutral conductor 8, on the other hand, is provided only of a spark gap 3, but not of the parallel branch made up of the varistor 4 and of the tripping and control device 5. It is possible to provide prior fuses 11, which are however not essential when using spark gaps in accordance with patent 29 34 238 (see above).



  As an example of the invention, but without limitation thereof, the following electrical characteristics may be mentioned, in the case of use of the following spark gaps, patent 29 34 238:
Network voltage: 220-380 V
Prior fuse II: for example 50 A
Parallel circuit with varistor and control device: designed for 8/20 current pulses of 5 kA and therefore 0.1 As and 500 J / n.



   Slide gap and air gap: designed for 100 kA current pulses with approximately 10
As and 500 kJ / n.

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  FIG. 3 represents the diagram of the intensity (I) -tension (U) characteristic of a varistor. The normal and desirable characteristic is designated by 12, while lines 13 and 14 represent the characteristics of a damaged varistor which allows the passage of currents of too high intensity, even under fairly low voltages. In such a case, the control device 5 puts the damaged varistor 4 off. This result can be obtained thermally by means of a fuse which melts for a given heating of the varistor (see for example Figure 4 and the following figures). It can also be an electrically operated fuse or an automatic fuse (not shown), arranged so that the varistor leakage current is interrupted in the milliamp area.



  By switching off the varistor only, the protection function of the device remains ensured by means of the spark gap.



  To ensure that the varistor is switched off, it is possible to provide a signaling device (optical or acoustic) which is represented diagrammatically by 6 in the example of FIG. 1 and which indicates, in the event of opening, the setting off the varistor 4 by the triggering device 5 in the parallel circuit comprising the elements 4 and 5. The suitability for operation of this signaling device can be checked by means of a control key 7. Control devices and monitoring of this kind can obviously also be included in the three-pole connection according to Figure 2, but they have not been shown in the drawing of Figure 2 for the sake of simplification. In this regard, reference should be made to Figure 4 and the following figures.

   The exemplary embodiment of FIGS. 4-7 represents a constructive embodiment in accordance with the invention with a housing or a support frame 15 made of insulating material, 3 conductive bars the which connect the connection terminals in the form of a stirrup 16 ′ for conductors LI, L2, L3 or 1 to the fixing screws of 16 for connection with spark gaps 17-19. In addition, a fourth conductor bar 8 ′ is provided between a stirrup-shaped connection terminal 16 ′ for the neutral conductor 8 and a fixing screw 16, as well as a connection 20 for the earth conductor 2 with PAS . The 8 'busbar

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 is therefore not normally energized.

   The busbars 1 and 8 'are each designed to be stressed linearly by the currents which appear and are constituted, in the preferred embodiment of the invention, of conductors capable of transporting the lightning currents and therefore having an appropriate section , as well as fixing screws and fittings 16, 16 ′ having the required robustness. The busbars, the connection terminals and the fixing screws are made so as to be able to withstand the electrodynamic stresses resulting from the passage of a current, and in particular of a lightning current of for example 500 KJIJ.



  Under the fixing screws 16 are the spark gaps of the preferred type capable of transporting the lightning current with an electrode 17, an insulating piece 18 and a common grounding plate 19. The insulating piece 18 is then provided with a annular fixing 18 ′, which isolates each electrode 17 from the earthing plate 19. The arcs resulting from the discharge are characterized by the number 18 "(see FIG. 7). The fixing screw 16 passes through the insulating piece 18 and is screwed into the support frame 15 of insulating material, so that no arc can spring between the fixing screw 16 towards the earthing plate 19.



  The potential equalization bar or the earth conductor 2 is connected to terminal 20 which is also in the form of a stirrup.



  Between the busbars 1 and the grounding plate 19, there is each time a parallel circuit consisting of a varistor 4 and a tripping and control device 5, 6 and 7 where the elements 4, 5 are located near the bars
 EMI8.1
 conductive 1 '. Varistors 4 are located next to each other to save space. The welded point (indicated by 5) electrically connects the varistor contact 25 and the conductive element 21 by means of a spring 22. The spring 22 is connected at 23 to the corresponding conductive bar l ', while 24 represents a fixing additional insulating mechanics of the conductors 1 '.

   If an excessively strong leakage current appears on paths 23,22, 5,21, 25 and 4 to 19, the point

 <Desc / Clms Page number 9>

 solder 5 bottom and the spring 22 moves with its own tension in the direction of arrow 22 ', until it presses the contact 26. The melting temperature of the solder in question can be for example 150oC. The contact element 26 is also arranged in accordance with the principle connection of FIG. 1. The cut-off of this varistor 4 to 5 by 6 is shown there. The verification device 7 is visible in Figures 5,6.

   Its pin 7 'allows to check the network voltage, brought by the spring 22 and the connection 23 to the element 21, which exists in contact with the varistor 25 in the non-triggered position, according to FIG. 5, while, when the connection soldered 5 is broken, this tension is cut by spring 22.



  The device according to FIGS. 4 to 7 can be designed in a very compact manner by placing the varistors 4 in the form of a plate parallel to the conductive bars 1 ′. In this way,
 EMI9.1
 the two upper varistors 4 corresponding to the conductors LI, L2 can be located immediately one next to the other and be connected with the grounding bars 19 via a common earth contact 4 '.


    

Claims (12)

Revendications : 1. Dispositif de protection contre les surtensions, constitué d'au moins un varistor et d'un éclateur connecté électrique- ment en parallèle à celui-ci et, de préférence, capable de supporter les courants de foudre, qui peut être conçu sous forme d'éclateur à intervalle d'air et à glissement et dont l'intervalle d'éclatement se trouve à l'extérieur de ces électrodes, caractérisé en ce que le circuit contenant le varistor 4 de la connexion en parallèle contient un dispositif de contrôle 5 conçu pour maintenir la caractéristique inten- sité-tension 12 du varistor et pour mettre hors circuit le varistor en cas de défaut de celui-ci. Claims: 1. Device for protection against overvoltages, consisting of at least one varistor and a spark gap electrically connected in parallel to it and, preferably, capable of withstanding lightning currents, which can be designed in the form of an air gap and slip spark gap, the burst gap of which is outside these electrodes, characterized in that the circuit containing the varistor 4 of the parallel connection contains a device for control 5 designed to maintain the intensity-voltage characteristic 12 of the varistor and to switch off the varistor in the event of a fault therein. 2. Dispositif de protection contre les surtensions, suivant'a revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de contrôle et de déclenchement (5) est constitué d'un dispositif commandé thermiquement et provoquant la mise hors circuit du varistor (4) en cas d'un échauffement donné par le courant de fuite passant par le varistor. 2. Device for protection against overvoltage, according to claim 1, characterized in that the control and tripping device (5) consists of a thermally controlled device and causing the varistor (4) to be switched off in the event of a heating given by the leakage current passing through the varistor. 3. Dispositif de protection contre les surtensions, suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de contrôle et de déclenchement (5) est constitué d'une connexion soudée qui est rompue en cas de sollicitations thermiques d'un niveau donné. 3. Overvoltage protection device according to claim 2, characterized in that the control and tripping device (5) consists of a welded connection which is broken in the event of thermal stresses of a given level. 4. Dispositif de protection contre les surtensions, suivant la revendication 1, caractérisé en ce, qu'un fusible électrique, réglable pour un courant de fuite déterminé du varistor, est mis en action par celui-ci, ou bien qu'un fusible automatique y est incorporé. <Desc/Clms Page number 11> 4. Device for protection against overvoltages, according to claim 1, characterized in that an electric fuse, adjustable for a determined leakage current of the varistor, is actuated by the latter, or else an automatic fuse is incorporated into it.  <Desc / Clms Page number 11>   5. Dispositif de protection contre les surtensions, suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par un dispositif de signalisation (6), qui est enclenché par le dispositif de contrôle et de déclenchement (5) quand celui-ci provoque la mise hors circuit du circuit en parallèle contenant le varistor (4). 5. Device for protection against overvoltage, according to one of claims 1 to 4, characterized by a signaling device (6), which is engaged by the control and trip device (5) when the latter causes the setting off the parallel circuit containing the varistor (4). 6. Dispositif de protection contre les surtensions, suivant revendication 5, caractérisé par un dispositif de contrôle manuel, par exemple un touche de vérification (7) du dispositif de signalisation (6). 6. Device for protection against overvoltages, according to claim 5, characterized by a manual control device, for example a check button (7) of the signaling device (6). 7. Dispositif de protection contre les surtensions, suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il existe des barres conductrices (1', 8') pouvant résister thermiquement et dynamiquement aux courants et, de préférence, aux courants de foudre, disposées essentiellement en ligne droite pour chaque phase et contenues dans un boîtier ou un châssis support (15), cette barre conductrice étant le circuit en parallèle contenant l'éclateur (3), ou bien une partie de ce circuit, et caractérisé aussi en ce que, sur le parcours ou à l'extrémité de cette barre conductrice, se trouvent les éclateurs (3 ou 17,18, 19) et en ce que le varistor correspondant (4) se trouve à proximité de la barre conductrice correspondante. 7. Device for protection against overvoltages, according to one of claims 1 to 6, characterized in that there are conductive bars (1 ′, 8 ′) capable of thermally and dynamically withstanding currents and, preferably, currents of lightning, arranged essentially in a straight line for each phase and contained in a housing or a support frame (15), this conductive bar being the parallel circuit containing the spark gap (3), or else a part of this circuit, and characterized also in that, on the route or at the end of this busbar, are the spark gaps (3 or 17, 18, 19) and in that the corresponding varistor (4) is located near the corresponding busbar. 8. Dispositif de protection contre les surtensions, suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, dans le cas d'un dispositif à plusieurs phases, les conducteurs de phase et un conducteur de terre et de neutre se trouvent parallèle- ment l'un à côté de l'autre, un varistor avec dispositif de contrôle et de déclenchement étant connecté en parallèle, uniquement pour les conducteurs de phase. 8. Device for protection against overvoltages, according to one of claims 1 to 7, characterized in that, in the case of a device with several phases, the phase conductors and an earth and neutral conductor are parallel - side by side, a varistor with control and tripping device being connected in parallel, only for phase conductors. 9. Dispositif de protection contre les surtensions, suivant revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les plans des varistors (4) en forme de plaque sont disposés parallèlement aux barres conductrices (1'). <Desc/Clms Page number 12>9. Device for protection against overvoltage, according to claim 7 or 8, characterized in that the planes of the varistors (4) in the form of a plate are arranged parallel to the busbars (1 ').  <Desc / Clms Page number 12> 10. Dispositif de protection contre les surtensions, suivant revendications 8 et 9, caractérisé en ce que les varistors (4) de deux barres conductrices avoisinantes (1') sont situés immédiatement l'un près de l'autre. 10. Device for protection against overvoltages, according to claims 8 and 9, characterized in that the varistors (4) of two neighboring conductive bars (1 ') are located immediately close to each other. Il.He. Dispositif de protection contre les surtensions, suivant l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le circuit contenant le varistor (4) de la connexion en parallèle, contient un ressort (22), disposé sur le varistor (4) au moyen d'un point soudé (5) et connecté électriquement en série avec celui-ci et en ce que le ressort (22) possède une tension mécanique propre qui lui permet de se déplacer en position d'indication après rupture du point soudé (5). Overvoltage protection device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the circuit containing the varistor (4) of the parallel connection contains a spring (22), arranged on the varistor (4) at by means of a welded point (5) and electrically connected in series therewith and in that the spring (22) has its own mechanical tension which enables it to move to the indication position after breaking the welded point (5 ). 12. Dispositif de protection contre les surtensions, suivant l'une des revendications 7 à II, caractérisé en ce que, dans le boîtier ou le châssis support (15) est disposé un contact (26) pour le dispositif de signalisation (6), sur lequel vient appuyer le ressort (22) après le déclenchement et caractérisé aussi en ce que le dispositif de contrôle, par exemple un bouton de commande (7) avec une broche de commande (7') est prévu également dans ce boîtier, de façon à court-circuiter en position de commande le ressort et le contact précité (26) quand le ressort n'a pas encore fonctionné. 12. Device for protection against overvoltage, according to one of claims 7 to II, characterized in that, in the housing or the support frame (15) is arranged a contact (26) for the signaling device (6), on which the spring (22) comes to bear after tripping and also characterized in that the control device, for example a control button (7) with a control pin (7 ') is also provided in this housing, so short-circuiting the spring and the aforementioned contact (26) in the control position when the spring has not yet operated.
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