DE102017218585A1 - Triggerschaltung für einen gasgefüllten Überspannungsableiter als Schutzeinrichtung für einen Varistor - Google Patents

Triggerschaltung für einen gasgefüllten Überspannungsableiter als Schutzeinrichtung für einen Varistor Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Triggerschaltung für einen gasgefüllten Überspannungsableiter (GDT) als Schutzeinrichtung für einen Varistor (VAR1), wobei der gasgefüllte Überspannungsableiter (GDT) im Wesentlichen parallel zum Varistor (VAR1) geschaltet ist und wobei der gasgefüllte Überspannungsableiter (GDT) zumindest vier Elektroden (E1, E2, E3, E4) aufweist, wobei eine erste Elektrode (E1) und eine zweite Elektrode (E2) im Wesentlichen an das Potential des zu schützenden Varistors (VAR1) angeschlossen sind, und wobei eine dritte Elektrode (E3) und eine vierte Elektrode (E4) als Zündhilfselektroden angeordnet sind, wobei die Triggerschaltung eingangsseitig im Wesentlichen parallel zum Varistor (VAR1) geschaltet ist und ausgangsseitig mit der dritten Elektrode (E3) und der vierten Elektrode (E4) verbunden ist, wobei die Triggerschaltung (TR) Mittel zur Ermittlung einer im Varistor umgesetzten Leistung aufweist.

Description

  • Hintergrund
  • Es ist bekannt, dass Überspannungen an Geräten eine Vielzahl von Ursachen haben können.
  • Der mit dem jeweiligen Überspannungsereignis einhergehende Energieinhalt ist sehr unterschiedlich. Allerdings ist in aller Regel davon auszugehen, dass Überspannungsereignisse mit hohen Energieinhalten seltener sind als Überspannungsereignisse mit niedrigen Energieinhalten.
  • Beispielsweise treten Überspannungsereignisse mit niedrigen Energieinhalten, wie z.B. Überspannungen in Folge von Schalthandlungen deutlich häufiger auf als Überspannungsereignisse mit hohen Energieinhalten, wie z.B. direkte oder indirekte Blitzeinwirkungen.
  • Um diese Überspannungsereignisse gefahrloser zu machen, wurden Überspannungsschutzgeräte entwickelt, die die jeweiligen Überspannungen ableiten sollen.
  • Typischerweise wird dazu ein Varistor eingesetzt. Allerdings können Varistoren durch übermäßige Belastung als auch durch Alterungseffekt beschädigt werden. In der Folge solcher Beschädigungen können Varistoren ihre Schutzfunktion verlieren und auf Grund thermischer Überlastung explosionsartig durchlegieren. Neben der akuten Brandgefahr ist auch eine Beschädigung durch eine Druckwelle möglich. Um diese Effekte zu unterdrücken wurde in der Vergangenheit durch Abtrenneinrichtungen versucht, den Varistor vor dem Eintreten eines solchen Schadereignisses abzutrennen. Allerdings führte dies in aller Regel dazu, dass die Abtrennung bereits vor Erreichen des maximalen Ableitvermögens des Varistors durchgeführt wurde.
  • Aufgabe
  • Ausgehend von dieser Situation ist es Aufgabe der Erfindung eine sichere Überspannungseinrichtung zur Verfügung zu stellen, die eine mögliche Überlastung zuverlässiger erkennt.
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Triggerschaltung gemäß Anspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind insbesondere Gegenstand der abhängigen Ansprüche, Figuren und der detaillierten Beschreibung.
  • Figurenliste
  • Nachfolgend wird die Erfindung näher unter Bezug auf die Figuren erläutert. In diesen zeigt:
    • 1 eine erste allgemeine Form von Ausführungsformen der Erfindung,
    • 2 einen ersten Aspekt von Ausführungsformen der Erfindung,
    • 3 einen zweiten Aspekt von Ausführungsformen der Erfindung,
    • 4 einen dritten Aspekt von Ausführungsformen der Erfindung,
    • 5 beispielhafte Kennlinien von Varistoren, die mit der Erfindung zum Einsatz kommen können, und
    • 6 einen vierten Aspekt von Ausführungsformen der Erfindung.
  • Ausführliche Darstellung der Erfindung
  • Nachfolgend wird die Erfindung eingehender unter Bezugnahme auf die Figuren dargestellt werden. Dabei ist anzumerken, dass unterschiedliche Aspekte beschrieben werden, die jeweils einzeln oder in Kombination zum Einsatz kommen können.
    D.h. jeglicher Aspekt kann mit unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden, soweit nicht explizit als reine Alternative dargestellt.
  • Weiterhin wird nachfolgend der Einfachheit halber in aller Regel immer nur auf eine Entität Bezug genommen werden. Soweit nicht explizit vermerkt, kann die Erfindung aber auch jeweils mehrere der betroffenen Entitäten aufweisen. Insofern ist die Verwendung der Wörter „ein“, „eine“ und „eines“ nur als Hinweis darauf zu verstehen, dass in einer einfachen Ausführungsform zumindest eine Entität verwendet wird ohne die Verwendung mehrerer Entitäten auszuschließen.
  • Gemäß den Ausführungsformen der Erfindung wird eine Triggerschaltung TR für einen gasgefüllten Überspannungsableiter GDT als Schutzeinrichtung für einen Varistor VAR1 zur Verfügung gestellt.
  • Der gasgefüllte Überspannungsableiter GDT ist im Wesentlichen parallel zum Varistor VAR1 geschaltet. Der gasgefüllte Überspannungsableiter GDT weist zumindest vier Elektroden E1, E2, E3, E4 auf, wobei eine erste Elektrode E1 und eine zweite Elektrode E2 im Wesentlichen an das Potential des zu schützenden Varistors VAR1 angeschlossen sind. Diese Elektroden E1 und E2 stellen die Hauptstrecke des Ableiters dar. Eine dritte Elektrode E3 und eine vierte Elektrode E4 sind als Zündhilfselektroden angeordnet. Die Triggerschaltung TR ist eingangsseitig im Wesentlichen parallel zum zu schützenden Varistor VAR1 geschaltet. Ausgangsseitig ist die Triggerschaltung TR mit der dritten Elektrode E3 und der vierten Elektrode E4 verbunden, wobei die Triggerschaltung TR Mittel zur Ermittlung einer im Varistor umgesetzten Leistung aufweist.
  • Mit der vorgestellten Anordnung ist der Varistor VAR1 gegen jedwede Art der Überlastung, bei gleichzeitigem Erhalt der vollen Leistungsfähigkeit des Varistorableitvermögens schützbar. Hierzu ist dem Varistor VAR1 ein triggerbarer Überspannungsableiter GDT parallel geschaltet, der den Varistor VAR1 im Überlastfall kurzschließt. Dieser Kurzschluss kann z.B. eine eventuell vorhandene Vorsicherung Si auslösen.
  • Die Detektion einer Überlastung kann auf verschiedensten Wegen folgen, welche einzeln oder in jeglicher Kombination zur Anwendung kommen können. Beispielsweise kann der Leistungsumsatz über dem Varistor VAR1 abgeschätzt / bestimmt werden. Andererseits wäre es auch möglich bei Erreichen einer maximal zulässigen Spannung am Varistor VAR1 zur Triggerung verwendet werden. Ohne Weiteres kann zudem eine unzulässige Erwärmung des Varistors VAR1 zur Triggerung verwendet werden.
  • Im Allgemeinen ist die Triggerschaltung TR im Betrieb mit einem Varistor VAR1 in einem Überspanungsschutzgerät SPD eingebaut bzw. integriert. Im Betrieb ist das Überspanungsschutzgerät SPD, und damit der zu schützende Varistor VAR1 und die Triggerschaltung eingangsseitig, mit den Potentialen L und N verbunden. D.h. die erste Elektrode E1 ist an einem ersten Potential L und die zweite Elektrode E2 an einem zweiten Potential N angeordnet, wobei das erste Potential L nicht identisch ist mit dem zweiten Potential N ist.
  • Eine beispielhafte Triggerschaltung TR kann z.B. zur Bestimmung/Abschätzung des Leistungsumsatzes über dem Varistor VAR1 eine integrierende Schaltung, z.B. in Form eines Verzögerungsgliedes, gebildet aus einem Widerstand R1 einem Kondensator C und gegebenenfalls eine nichtlineare Komponente VAR2, aufweisen.
  • Dabei kann man sich die Kenntnis einer maximalen Temperatur, die ein Varistorkörper VAR1 annehmen darf, bevor es zu seiner Zerstörung kommt, zu Nutze machen. Wann ein Varistor diese Temperatur erreicht, ist u.a. abhängig von der thermischen Masse des Varistors und der im Varistor umgesetzten Leistung.
  • Für die Temperatur TAbs im Ableitfall (auch als quasi-adiabatischer Fehlerfall oder End-of-Life bezeichnet) gilt:
  • TAbs = TU + ΔT, mit TU als Umgebungstemperatur und Δ T = Q c ⋅ m
    Figure DE102017218585A1_0001
    als zugeführter (umgesetzter Energie) Temperatur, wobei Q = ∫ 0 t P ( t ) d t
    Figure DE102017218585A1_0002
    die deponierte Energie im Varistor VAR1, c die Wärmekapazität der Varistorkeramik und m die Masse des Varistors ist.
  • Zur Bestimmung der Leistung P(t) kann die Kennlinie des Varistors, siehe z.B. 5, herangezogen werden. Bei Varistoren besteht eine eindeutige und stetig steigende Verknüpfung der Spannung mit dem fließenden Strom (teils stark nichtlinear). Daher kann aus der Kenntnis der Spannung u(t) im Ableitfall ein Maß entwickelt werden, wann der Varistor überlastet, z.B. durch Bildung eines Integrales.
  • D.h. T A b s ∼ T U + 1 c ⋅ m ∫ 0 t ( u ( t ) ) 2 d t
    Figure DE102017218585A1_0003
  • 1 zeigt die prinzipielle Triggerschaltung TR, die die Spannung u(t) über dem Varistor VAR1 aufintegriert, und ab einem geeigneten Schwellwert zur Triggerung eines Vier-Elektroden- Überspannungsableiters GDT führt. Der gezündete Überspannungsableiter GDT übernimmt den Strom, entlastet damit den überlasteten Varistor VAR1 und führt zum Auslösen der eventuell vorhandenen Sicherung Si, die im Überspannungsschutzgerät SPD integrieret oder vor diesem angeordnet sein kann. Ist die Sicherung Si Teil des Überspannungsschutzgerätes SPD, führt ihr Auslösen zu einer irreversiblen Abtrennung des überlasteten Überspannungsschutzgerätes SPD.
  • Das Auslösen der Sicherung SPD und der damit verbundene Ausfall des Überspannungsschutzgerätes SPD bzw. des Varistors VAR1 kann entsprechend signalisiert und/oder ferngemeldet werden. Hierzu kann eine geeignete lokale Meldung als auch eine Fernmeldung vorgesehen sein.
  • 2 zeigt eine erste unipolare Ausführungsform des Überlastungsschutzes. Dabei wird die Spannung u(t), die während eines Ableitfalls über dem zu schützenden Varistor VAR1 abfällt, über eine Reihenschaltung aus Diode Dio, Widerstand R1 und gegebenenfalls eines weiteren Varistor VAR2 und dem Kondensator C aufintegriert. Je höher und/oder länger ein Impuls über den Varistor VAR1 fließt, umso höher wird die Spannung über dem Kondensator C. Bei geeigneter Abstimmung erreicht die Spannung am Kondensator C - weitgehend unabhängig von der Impulsform - die Zündspannung des (gasgefüllten) Überspannungsableiters GDT. Der durchbrechende Überspannungsableiter GDT entlastet den Varistor VAR1 und löst die Vorsicherung Si aus.
  • Die eventuell vorhandene Diode Dio, die als einfache Diode oder auch als Brückengleichrichter ausgeführt sein kann, kann eine Entladung des Systems verhindern, beispielsweise bei einem Unterschwinger des Impulses.
  • Der Widerstand R2 kann relativ hochohmig gewählt sein und sorgt nach einem normalen Ableitfall, der keine Überlastung dargestellt hat (Regelfall), für einen Entladung des Kondensators C und somit zur Herstellung gleicher Startbedingungen.
  • Bevorzugt ist die Entladung über den Widerstand R so eingestellt, dass die Abkühlung des Varistors VAR1 wiederum abgebildet wird, sodass bei einem kurz zuvor eingetretenen Überspannungsereignis, das zu einer Erwärmung geführt hat, das nachfolgende Überspannungsereignis nicht bei einem entladenen Kondensator startet, sondern eine eventuell gespeicherte Restwärme zu einem Offset für den neuen Integrationsprozess führt.
  • Der Varistor VAR2 in der Triggerschaltung TR kann so dimensioniert sein, dass bei anliegender Betriebsspannung über den Varistor VAR 2 keine relevante Ladung auf den Kondensator C fließt, bzw. der Widerstand von VAR 2 wesentlich größer als der Entladewiderstand R 2 ist.
  • Der parallele Überspannungsableiter GDT ist bevorzugt so dimensioniert, dass seine Ansprechspannung zwischen den Elektroden E1 und E2 oberhalb der Begrenzungsspannung des zu schützenden Varistors VAR1 liegt. Für alle normalen Ableitfälle, die keine Überlastung des zu schützenden Varistors VAR1 darstellen, bleibt der Überspannungsableiter GDT somit isolierend. Die Zündung des Überspannungsableiters GDT erfolgt (ausschließlich) über die beiden isolierten Zündhilfselektroden E3 und E4. Die Ansprechspannung zwischen den beiden Zündhilfselektroden E3 und E4 liegt typischer Weise wesentlich unterhalb der Ansprechspannung der Hauptstrecke zwischen den Elektroden E1 und E2. So wird die Ladespannung am Kondensator C während der Integration gering gehalten, um auch dann noch eine Integration zu erzielen wenn der Strom im Rücken eines Impulses bereits stark abgesunken ist. Zu diesem Zeitpunkt wäre auch die Spannung entsprechend der Kennlinie über dem Varistor VAR1 niedriger, insbesondere kleiner als im Strommaximum. Sinkt die Varistorspannung u(t) unter die Kondensatorspannung des Varistors ist keine weitere Ladung mehr möglich, so dass sehr späte Überlastungen des Varistors im Rücken des Impulses nicht mehr erkannt würden. Daher werden möglichst geringe Kondensatorendspannungen angestrebt, die dennoch ausreichend hoch sind um den Überspannungsableiter GDT zu zünden.
  • Wie in 3 gezeigt, kann die Triggerschaltung TR alternativ oder zusätzlich auch einen thermisch aktivierbaren Schalter S aufweisen, der thermisch an den zu schützenden Varistor VAR1 angekoppelt ist. Der Schalter S führt im Falle einer Aktivierung im Wesentlichen das Potential der ersten Elektrode E1 an die dritte Elektrode E3. Somit kann auf Grund der kürzeren Strecke zwischen Zündhilfselektrode E3 und dem Potential an der Zündhilfselektrode E4 bzw. der Elektrode E2 eine beschleunigte Zündung erreicht werden.
  • D.h. mit der Bereitstellung eines thermisch aktivierbaren Schalters S kann ein weiterer Fehlerfall eines Varistors VAR1 abgedeckt werden. Der Begriff Schalter S ist dabei weit zu verstehen und umfasst auch thermosensitive Schaltungen als auch thermosensitive Elemente. Im Zuge der bereits beschriebenen Alterung von Varistors sind Fälle bekannt, in denen der Varistors hinsichtlich seiner Isolation so weit geschädigt / gealtert ist, dass Leckströme fließen, die zu einer dauerhaften Erwärmung des Varistors führen. Der dabei fließende Strom liegt typischerweise im Bereich weniger bis einiger 10 Milliampere und wird daher durch die in 2 beschriebe Anordnung im Allgemeinen nicht detektiert werden. Für diese Fälle können Varistoren mit Abtrennvorrichtung ausgestattet werden, die einen elektrischen Kontakt zum Varistor über eine federvorgespannte Lötstelle herstellen. Bei Überlastung oder unzulässiger dauerhafter Erwärmung steigt die Temperatur des Varistors so weit, dass die Lötstelle erweicht und die Federvorspannung den elektrischen Kontakt unterbricht. Diese Systeme sind hinsichtlich der sicheren Funktion über einen breiteren Strombereich stark eingeschränkt. Zum einen muss die Kontaktstelle nämlich so robust ausgeführt sein, dass sie den magnetischen Kräften und der Erwärmung bei bestimmungsgemäßer Ableittätigkeit standhält, zum anderen muss das System thermisch so sensitiv sein, dass die thermische Abtrennung rechtzeitig erfolgt, bevor ein Varistor durchlegiert und hohe Kurschlussströme fließen. Dieser Zielkonflikt ist in der Regel nur in eingeschränkten Grenzen zu beherrschen. Weitere Einschränkungen ergeben sich für diese Systeme aus der einfachen mechanischen Ausführung zweier sich trennender Kontakte. Diese Systeme haben üblicher Weise ein stark eingeschränktes Schaltvermögen, so dass größere Ströme nicht mehr abgeschaltet werden können sondern ein stehender Lichtbogen entsteht, der zur Zerstörung des Varistors führen kann. Besonders kritisch ist dieser Fall zu bewerten, wenn es sich bei der Betriebsspannung um Gleichspannung DC handelt. Daher wird entsprechend 3 ergänzend ein thermosensitiver Schalter S (z.B. Bimetallschalter, Schließer, Halbleiterschalter, thermische Überwachungsschaltung, z.B. mit einem Operationsverstärker) vorgeschlagen, das bei Erreichen einer maximal zulässigen Temperatur zu einer sofortigen Triggerung des Überspannungsableiters GDT führt. Die elektrische Anbindung des thermosensitiven Schalters S kann funktional an verschiedenen Stellen erfolgen
  • Wie in 4 gezeigt, kann die Triggerschaltung TR alternativ oder zusätzlich auch ein spannungsschaltendes Element ZDio1, wie z.B. eine Zenerdiode aufweisen, wobei bei Erreichen einer bestimmten Spannung im Wesentlichen das Potential der ersten Elektrode E1 an die dritte Elektrode E3 geführt wird. Somit kann auf Grund der kürzeren Strecke zwischen Zündhilfselektrode E3 und dem Potential an der Zündhilfselektrode E4 bzw. der Elektrode E2 eine beschleunigte Zündung erreicht werden.
  • 4 zeigt eine weitere Ergänzung des Schutzes, die einen weiteren Grenzfall eines Varistors VAR1 abdecken kann. Die Kennlinie von Varistoren verläuft im normalen Arbeitsbereich degressiv ansteigend. Während die Spannung über einen rein ohmschen Widerstand linear mit dem Strom ansteigt, bleibt die Kennlinie des Varistors VAR1 mit zunehmendem Strom weit unterhalb eines linearen Anstiegs (spannungsabhängiger Widerstand). Jedoch zeigt das Kennlinienfeld von Varistoren zum Ende der Kennlinien, also bei besonders hohen Strömen, einen erneuten exponentiellen Anstieg der Spannung. Dieser Bereich ist in 5 an der äußerst rechten Seite dargestellt. In diesem Bereich kommt der Bahnwiderstand zwischen den Korngrenzen der Varistorkeramik zum Tragen. Während der spannungsabhängig sinkende Widerstand ein Effekt der Korngrenzschichten ist, stellen die Körper der ZnO-Körner des Varistors / der Varistorkeramik einen linearen ohmschen Widerstand dar, der zum Ende der Kennlinie überwiegt. Wird die Varistorkeramik in diesem Bereich betrieben, so steigt der Energieumsatz drastisch und es ist mit einer schnellen Zerstörung zu rechnen. Um in diesem Bereich eine sofortige Entlastung des (völlig) überlasteten Varistors VAR1 zu erzielen wird ein weiteres spannungsschaltendes „Bypass-Element“ vorgeschlagen, das z.B. die Zeitverzögerung der Integration weitgehend aufheben kann. Erreicht ein Varistor VAR1 im Ableitfall den kritischen Bereich, so schaltete das spannungsschaltende Element ZDio1 durch, der Kondensator C wird quasi schlagartig geladen und der Überspannungsableiter GDT zündet durch und entlastet den Varistor VAR1.
  • In einer weiteren Ausführungsform, die in 6 gezeigt ist, wird alternativ oder zusätzlich ein weiteres spannungsschaltendes Element ZDio2 eingesetzt. D.h. die Triggerschaltung TR weist nachfolgend zu den Mittel zur Ermittlung einer im Varistor umgesetzten Leistung und vorfolgend zur dritten Elektrode E3 ein weiteres spannungsschaltendes Element ZDio2 auf. Mit Hilfe des weiteren spannungsschaltenden Elements ZDio2 kann ein „Schaltpunkt“ für den Überspannungsableiter GDT festgelegt werden, der größer und/oder genauer als der eigentliche Schaltpunkt der Zündhilfselektroden E3 / E4 des Überspannungsableiters GDT ist. Beispielsweise zündet die Zündhilfsstrecke E3 / E4 des Überspannungsableiters GDT bei eine statischen Spannung von 100 V. Über das weitere spannungsschaltende Element ZDio2 kann nun festgelegt werden, dass eine Triggerung erst bei einer Spannung von 180 V am Kondensator C erfolgen soll. Somit kann der Schaltpunkt sehr einfach durch die Wahl von Zehnerdioden ZDio2, die in vielen Spannungswerten verfügbar sind, an den zu überwachenden Varistor VAR 1 für unterschiedliche Betriebsspannungen angepasst werden. Der Widerstand R3 hat dabei die Aufgabe Leckströme über die Zehnerdiode ZDio2 am hoch isolierenden Überspannungsableiter GDT vorbei abzuleiten. Der Widerstand R3 ist typischer Weise größer/gleich 1 MOhm. D.h. über eine Suppressordiode ZDio2. kann ein genauer Schaltpunkt für den Überspannungsableiter GDT festgelegt werden, solang die Schwellspannung der Suppressordiode ZDio2 oberhalb der maximalen Gleichansprechspannung des Überspannungsableiters GDT liegt. Wegen der typisch sehr geringen Eigenkapazität eines Überspannungsableiters GDT, die im Verhältnis zur Eigenkapazität der Suppressordiode ZDio klein ist, liegt parallel zu den Zündelektroden E3 / E4 der Widerstand R3. Der Widerstand R4 kann den Strom durch den Rückzweig beschränken, wenn der Überspannungsableiter GDT brennt, so dass diese Verbindung vor elektrischer Überlastung geschützt ist.
  • Abschließend sein erwähnt, dass alle Schaltungsvarianten mit ihren speziellen funktionalen Merkmalen untereinander kombiniert werden können.
  • Wird ein Brückengleichrichter als Diode Dio verwendet, kann die Triggerschaltung auch die bidirektionale Funktion in einem Wechselspannungssystem bereitstellen.
  • Für die Varianten, die Bypasselemente bei (langsamer) thermischer Überlastung (Schalter S) und/oder der Grenzstromüberlastung (ZDio2) zeigen, sei bemerkt, dass diese elektrisch hinter dem Gleichrichter oder bei Bedarf innerhalb der Reihenschaltung aus Dio, R1, VAR2 kontaktiert werden können, so dass die Gesamtkennlinie des Schutznetzwerkes in allen Fällen sowohl eine optimale Auslastung des Varistors VAR1 sicherstellt, als auch den vollumfänglichen Schutz vor zerstörender Überlast für alle Formen der energetischen Überlastung bereitstellt
  • Werden die verschiedenen Teilaspekte miteinander kombiniert, so wird ein effektiver Schutz eines Varistor VAR1 gegen jedwede Art der Überlastung bereitgestellt, wobei gleichzeitig die volle Leistungsfähigkeit des Varistors zur Verfügung steht. Hierzu ist dem Varistor VAR1 ein triggerbarer (gasgefüllter) Überspannungsableiter GDT parallel geschaltet, der den zu schützenden Varistor VAR1 im Überlastfall kurzschließt und die Vorsicherung Si auslöst. Die Detektion einer Überlastung erfolgt auf drei Wegen:
    1. a) Integration der im Ableitfall über die am Varistor anliegende (Begrenzungs-) Spannung mittels Zeitverzögerung VAR2-R-C-Kombination, sowie spannungsschaltendem Element ZDio2 zur Schaltpunktdefinition,
    2. b) Detektion einer maximal zulässigen Spannung über dem Varistor VAR1 mittels spannungsschaltendem Element ZDio1
    3. c) Detektion einer unzulässigen Erwärmung des Varistors mittel thermisch aktivierbaren Schalters S.
  • Bezugszeichenliste
    • SPD
    Überspannungsschutzgerät
    GDT
    (Gasgefüllter) Überspannungsableiter
    E1, E2, E3, E4
    Elektroden
    VAR1, VAR2
    Varistor
    C
    Kondensator
    R
    Widerstand
    F
    Sicherung
    L, N
    Potentiale
    Si
    Sicherung
    Tr
    Triggerschaltung
    ZDio1, ZDio2
    Zenerdiode, Suppressordiode
    Dio
    (Gleichrichter-) Diode, Brückengleichrichter
    R1, R2, R3, R4
    Widerstand

Claims (8)

  1. Triggerschaltung für einen gasgefüllten Überspannungsableiter (GDT) als Schutzeinrichtung für einen Varistor (VAR1), wobei der gasgefüllte Überspannungsableiter (GDT) im Wesentlichen parallel zum Varistor (VAR1) geschaltet ist und wobei der gasgefüllte Überspannungsableiter (GDT) zumindest vier Elektroden (E1, E2, E3, E4) aufweist, wobei eine erste Elektrode (E1) und eine zweite Elektrode (E2) im Wesentlichen an das Potential des zu schützenden Varistors (VAR1) angeschlossen sind, und wobei eine dritte Elektrode (E3) und eine vierte Elektrode (E4) als Zündhilfselektroden angeordnet sind, wobei die Triggerschaltung eingangsseitig im Wesentlichen parallel zum Varistor (VAR1) geschaltet ist und ausgangsseitig mit der dritten Elektrode (E3) und der vierten Elektrode (E4) verbunden ist, wobei die Triggerschaltung (TR) Mittel zur Ermittlung einer im Varistor umgesetzten Leistung aufweist.
  2. Triggerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode (E1) an einem ersten Potential (L) und die zweite Elektrode (E2) an einem zweiten Potential (N) angeordnet sind, wobei das erste Potential (L) nicht identisch ist mit dem zweiten Potential (N).
  3. Triggerschaltung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Triggerschaltung ein Verzögerungsglied (R1, C, VAR 2) aufweist.
  4. Triggerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Triggerschaltung zumindest einen Gleichrichter (D) aufweist.
  5. Triggerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Triggerschaltung weiterhin einen thermisch aktivierbaren Schalter (S) aufweist, der thermisch an den zu schützenden Varistor (VAR1) angekoppelt ist, wobei der Schalter (S) im Falle einer Aktivierung im Wesentlichen das Potential der ersten Elektrode (E1) an die dritte Elektrode (E3) führt.
  6. Triggerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der thermisch aktivierbaren Schalter (S) ein thermosensitives Element und/oder eine thermosensitive Schaltung aufweist.
  7. Triggerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Triggerschaltung weiterhin ein spannungsschaltendes Element (ZDio1) aufweist, wobei bei Erreichen einer bestimmten Spannung im Wesentlichen das Potential der ersten Elektrode (E1) an die dritte Elektrode (E3) geführt wird.
  8. Triggerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Triggerschaltung zwischen dem Mittel zur Ermittlung einer im Varistor umgesetzten Leistung und der dritten Elektrode (E3) ein weiteres spannungsschaltendes Element (ZDio2) aufweist.
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