Claims (1)
**WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **.
** WARNING ** Beginning of CLMS field could overlap end of DESC **.
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Uberspannungsschutz einer Leitung mit mehreren Überspannungsableitern.
The invention relates to a circuit arrangement for overvoltage protection of a line with a plurality of surge arresters.
Die in dieser Schaltung verwendeten Uberspannungs- ableiter können von beliebiger Konstruktion sein, beispielsweise bekannte gasgefüllte Überspannungsableiter in Glas- oder Keramikausführung.
The surge arresters used in this circuit can be of any design, for example known gas-filled surge arresters in glass or ceramic design.
Es ist bereits bekannt, mehrere Überspannungsableiter in Serie zu schalten. Dabei wird die Zündspannung der ganzen Schaltung gegenüber einem einzelnen Uberspannungsableiter erhöht.
It is already known to connect several surge arresters in series. The ignition voltage of the entire circuit is increased compared to a single surge arrester.
Es sind auch Schaltungen vorbekannt, bei welchen zwei verschiedenartige Überspannungsableiter parallel geschaltet werden. Durch eine solche Schaltung wird die Strombelastbarkeit der gesamten Schutzanordnung jedoch nur unwesentlich gesteigert und der durch die Parallelanordnung ableitbare Strom ist nur unerheblich grösser als bei einem einzelnen Über- spannungsableiter.
Circuits are also previously known in which two different types of surge arrester are connected in parallel. Such a circuit, however, only insignificantly increases the current-carrying capacity of the entire protective arrangement and the current that can be diverted by the parallel arrangement is only insignificantly greater than with a single surge arrester.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Strombelastbarkeit der Schaltung auf ein Mehrfaches derBelastbarkeit einzelner Überspannungsableiter zu vergrössern. Dabei soll die gesamte Schaltung bei einer niedrigen abzuleitenden Energie ähnliche vorteilhafte Eigenschaften aufweisen wie ein einzelner Überspannungsableiter, bei einer vorgegebenen Erhöhung der Energiebelastung sollen jedoch automatisch zusätzliche Ableiter eingeschaltet werden, um eine Überlastung einzelner Ableiter zu verhindern.
The object of the invention is to increase the current carrying capacity of the circuit to a multiple of the carrying capacity of individual surge arresters. The entire circuit should have advantageous properties similar to those of a single surge arrester at a low level of energy to be diverted, but additional arresters should be switched on automatically in the event of a predetermined increase in the energy load in order to prevent individual arresters from being overloaded.
Die Erfindung ist durch die Merkmale des Patentanspruches gekennzeichnet und wird anhand von zwei in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Bei der in Figur 1 dargestellten Schaltungsanordnung liegen mehrere, z. B.
The invention is characterized by the features of patent claim and is described using two exemplary embodiments shown in FIGS. 1 and 2. In the circuit arrangement shown in Figure 1 are several, z. B.
drei Überspannungsableiter U 1, U 2 und U 3, jeweils in Serie mit einem Widerstand R 1, R 2 bzw. R 3 zwischen zwei Leitern L 1 und L 2 einer Leitung, welche gegen das Auftreten von Überspannungen geschützt werden sollen, und zwar so, dass die einzelnen Serieschaltungen von Überspannungsableiter und Widerstand parallel zueinander liegen. Die Widerstände R 1, R 2 oder R 3 können entweder als ohmsche Widerstände ausgeführt sein oder als geeignete nichtlineare Widerstände.
three surge arresters U 1, U 2 and U 3, each in series with a resistor R 1, R 2 or R 3 between two conductors L 1 and L 2 of a line, which are to be protected against the occurrence of overvoltages, as follows that the individual series circuits of surge arrester and resistor are parallel to each other. The resistors R 1, R 2 or R 3 can either be implemented as ohmic resistors or as suitable non-linear resistors.
Gegebenenfalls können auch die Anschlussdrähte der Überspannungsableiter selbst als Widerstand dienen, sofern sie aus einem Material mit genügend hohem spezifischem Widerstand bestehen.
If necessary, the connection wires of the surge arresters themselves can also serve as a resistor, provided they are made of a material with a sufficiently high specific resistance.
Die einzelnen Überspannungsableiter können von vornherein so gewählt werden, dass sie eine etwas voneinander verschiedene Zündspannung aufweisen. Im allgemeinen variieren jedoch die Zündspannungen von serienmässig hergestellten Überspannungsableitern um etwa + 10%, so dass es im allgemeinen nicht notwendig ist, bestimmte Exemplare auszusuchen, sondem gleichartige Überspannungsableiter aus einer bestimmten Fabrikationsserie verwendet werden können, ohne dass ihre Funktion beeinträchtigt wird. Das gleiche gilt für die Widerstände.
The individual surge arresters can be selected from the outset so that they have a slightly different ignition voltage. In general, however, the ignition voltages of mass-produced surge arresters vary by about + 10%, so that it is generally not necessary to choose specific types, but rather similar surge arresters from a certain production series can be used without their function being impaired. The same goes for the resistors.
Die Wirkung ist nun die folgende: Entsteht zwischen den Leitern L 1 und L 2 eine Spannung, die höher ist als die niedrigste Zündspannung eines der Überspannungsableiter, so zündet dieser Ableiter. Im Fall, dass alle im lOberspannungs- stoss enthaltene Energie von diesem Überspannungsableiter aufgenommen und abgeführt werden kann, so treten die übrigen Oberspannungsableiter nicht in Funktion. Fliesst jedoch durch den Überspannungsableiter ein genügend grosser Strom, so entsteht über dem dazu in Serie liegenden Widerstand ein relativ grosser Spannungsabfall. Sobald der Strom so gross wird, dass die Zündspannung des zweitniedrigsten Überspannungsableiters überschritten wird, zündet dieser und nimmt den überschüssigen Teil der Energie auf.
The effect is now as follows: If a voltage develops between the conductors L 1 and L 2 that is higher than the lowest ignition voltage of one of the surge arresters, this arrester ignites. In the event that all of the energy contained in the surge voltage surge can be absorbed and dissipated by this surge arrester, the remaining surge arresters do not function. However, if a sufficiently large current flows through the surge arrester, a relatively large voltage drop occurs across the resistor connected in series. As soon as the current becomes so high that the ignition voltage of the second lowest surge arrester is exceeded, it ignites and absorbs the excess energy.
Falls auch dieser Ableiter nicht ausreicht, zündet der dritte usw. Ableiter bis die gesamte Energie verbraucht ist.
If this arrester is not sufficient either, the third arrester etc. ignites until all the energy is consumed.
Die gleiche Wirkung kann erzielt werden, wenn die einzelnen Überspannungsableiter aus mehreren hintereinandergeschalteten Zündstrecken bestehen oder mehrere Überspannungsableiter in Serie in jedem Parallelzweig liegen, wie dies beispielsweise in Figur 2 dargestellt ist. Hierbei liegt beispielsweise im ersten Parallelzweig ein Überspannungsableiter U 1 in Serie mit einem zweiten Ableiter U 1' und einem Widerstand R 1. Die anderen Parallelzweige sind analog aufgebaut. Es können dabei auch mehr als zwei Schutzstrecken oder Überspannungsableiter in Serie geschaltet sein, und es können auch mehrere Widerstände vorgesehen sein.
The same effect can be achieved if the individual surge arresters consist of several series-connected ignition sections or several surge arresters are in series in each parallel branch, as is shown in FIG. 2, for example. In this case, for example, a surge arrester U 1 is connected in series with a second arrester U 1 'and a resistor R 1 in the first parallel branch. The other parallel branches are constructed analogously. More than two protective lines or surge arresters can also be connected in series, and several resistors can also be provided.
Die beschriebene Schaltung hat zunächst den Vorteil, dass im Prinzip beliebig hohe Überspannungsenergien mit relativ schwachen Überspannungsableitern bewältigt werden können.
The circuit described initially has the advantage that, in principle, any high overvoltage energies can be managed with relatively weak surge arresters.
Die Maximalleistung ist daher in Prinzip nicht nach oben begrenzt. Weiterhin ist von Vorteil, dass bei Defekt eines Überspannungsableiters oder eines Widerstandes die gesamte Schaltungsanordnung weiterhin betriebsbereit ist. Die beschriebene Überspannungsschutzanordnung ist daher erheblich betriebssicherer als vorbekannte Anlagen.
The maximum output is therefore not limited upwards in principle. A further advantage is that if a surge arrester or a resistor is defective, the entire circuit arrangement continues to be operational. The overvoltage protection arrangement described is therefore considerably more reliable than previously known systems.
Wie erwähnt, können zwar die Überspannungsableiter und Widerstände jeweils ähnlich aufgebaut sein, wobei die Reihenfolge des Ansprechens dann rein zufällig wird. Es kann jedoch auch zweckmässig sein, an einem bestimmten Platz einen Überspannungsableiter mit der niedrigsten Zündspannung anzubringen, welcher dann zuerst zündet, am meisten belastet wird und voraussichtlich auch zuerst defekt werden wird.
As mentioned, the surge arresters and resistors can each have a similar structure, the order of response then being purely random. However, it can also be expedient to install a surge arrester with the lowest ignition voltage at a certain location, which then ignites first, is subject to the greatest load and is likely to be defective first.
Dieser Ableiter kann dann leicht auswechselbar angebracht sein, und bei Auftreten einer Störung genügt es in den meisten Fällen, nur diesen einen Ableiter mit niedrigster Zündspannung auszuwechseln, um die Anlage wieder betriebsbereit zu machen. Die Behebung solcher Störungen wird bei dieser Anordnung daher besonders einfach, zeitsparend und entsprechend kostengünstig.
This arrester can then be easily exchangeable, and in the event of a fault it is sufficient in most cases to replace only this one arrester with the lowest ignition voltage in order to make the system operational again. With this arrangement, the elimination of such faults is therefore particularly simple, time-saving and correspondingly inexpensive.
PATENTANSPRUCH
PATENT CLAIM
Schaltungsanordnung zum Überspannungsschutz einer
Leitung, mit mehreren Überspannungsableitern, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Überspannungsableiter in
Serie mit einem Widerstand geschaltet ist und dass die einzelnen Serieschaltungen von Überspannungsableitern und
Widerständen parallel zueinander zwischen den zu schützenden
Leitern geschaltet sind.
Circuit arrangement for overvoltage protection a
Line, with several surge arresters, characterized in that one surge arrester in each case
Series is connected with a resistor and that the individual series circuits of surge arresters and
Resistors parallel to each other between those to be protected
Ladders are switched.
UNTERANSPRÜCHE
1. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstände als Festwiderstände ausgeführt sind.
SUBCLAIMS
1. Circuit arrangement according to claim, characterized in that the resistors are designed as fixed resistors.
2. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstände als spannungsabhängige
Widerstände ausgeführt sind.
2. Circuit arrangement according to claim, characterized in that the resistors as voltage-dependent
Resistors are executed.
3. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstände vom Material der Anschlussdrähte der Überspannungsableiter gebildet werden.
3. Circuit arrangement according to dependent claim 1 or 2, characterized in that the resistors are formed from the material of the connecting wires of the surge arrester.
4. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein zusätzlicher Widerstand in Serie zu einem Überspannungsableiter und einem Widerstand geschaltet ist.
4. Circuit arrangement according to claim, characterized in that at least one additional resistor is connected in series with a surge arrester and a resistor.
5. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Überspannungsableiter eine niedrigere Zündspannung als die übrigen Ableiter besitzt.
5. Circuit arrangement according to claim, characterized in that at least one of the surge arresters has a lower ignition voltage than the other arresters.
6. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Überspannungsableiter mit niedrigster Zündspannung an einem vorbestimmten Platz der Leitung angeordnet ist.
6. Circuit arrangement according to dependent claim 5, characterized in that the surge arrester with the lowest ignition voltage is arranged at a predetermined location on the line.
7. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Überspannungsableiter von gleicher Konstruktion sind und deren Zündspannungen lediglich infolge der Fabrikationsstreuungen unterschiedlich sind.
7. Circuit arrangement according to claim, characterized in that the surge arresters are of the same design and their ignition voltages are different only as a result of the manufacturing variations.
8. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein weiterer Überspannungsableiter in Serie zu einem Überspannungsableiter und Wider- stand geschaltet ist.
8. Circuit arrangement according to claim, characterized in that at least one further surge arrester is connected in series with a surge arrester and resistor.