DE1462168A1 - Schutzschaltung gegen UEberspannungen in Fernmelde- und Signalanlagen - Google Patents
Schutzschaltung gegen UEberspannungen in Fernmelde- und SignalanlagenInfo
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- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
- H02H9/06—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage using spark-gap arresters
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Description
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Schutzschaltvng gegen Übersparmungen in Fernmelde- und SignaUnlagen, Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzschaltung gegen Überspannen in den einzelnen Adern einer Lei- tung einer Fernmeide- und Signalanlage mit Überspan- nungnableitern' zum Ableiten des` Überspannung von den einzelnen Adern nach Erde und/oder zum Aasgleich der Spannungen zwischen den Adern: Hach dem stand der Technik wird im allgemeinen zwischen eine Leitung., auf der Überspannungen zu erwarten sind. , ünd Erde ein, Überspannungsableiter geschaltet. Die Und- - epannungen der Ableiter in den verschiedenen Adern stim- men jedoch nicht ®der nur innerhalb vorgegebener Töleranm zen Ubereinti Dadurch entstehen ztiachen zwei Adern, wenn in der einen Ader dusch eine Überspannung der Ableiter gezidndet hat und nunmehr die Brennspannung zwischen die- ser Ader und Erde anliegt" und der anderen Adere in der in der Regel die gleiche Überspannung herrscht, wenn der Ableiter dort noch nicht gezUndet hat, eine Querspan- nung von der Größenordnung der Zündspannunge, Es sind verschiedene Schutzschaltungen bekannt, nun diese Querspannungen zu vermeiden. Die bekannten Schutzschal- tungen bedingen jedoch meist einen erheblichen zusätz- lichen Aufwand. Auch sind sie nicht bei allen Arten von Überspannungen in gleicher Weise wirksam, da sowohl Über- spannungen aus Starkstromanlagen mit kleineren Polgeströ- men ih der Größenordnung von l bis 50' A` als auch Überspan- nungen mit atmosphärischen Entladungeh bei steilen Span- nung'Uahgtiegen in der Größenoräntng von zoBo 1® kv/IM sec mit $ehr hohen Stoßströmungen in der Größenordnung von zoBö 10 IDA zu erwarten sind. Bei einer dieser bekannten Schutzschaltungen werden zoBo die endungsseitigen Elektroden zweieeAbleiter mit einer Koppluggsspule verbunden, deren Mittelabgrist an Erde liegt. Dadurch wird erreicht" daß das Zünden eines Ableiters tiber die epplungsspuls praiktisch das sofortige Zünden auch des zweiten Ablei- ters bewirkt, Diese Spulen sind jedoch nicht in glei- cher Weise für alle Überspannen und Ströme dimensios nierbar" Die Kosten dieser Kopplungsspulen sind ein Mehrfaches des Preises des Ableiters. Auch ist der Baumbedarf erheblich" was besonders bei vielen zu schUtz$näen Adern stört und weitere Kosten verursacht. Bei einer anderen bekannten Schutzschaltung wird mit dem gleichen Ziel 'ein Mehrelektrodenableiter benutzt., wobei sowohl Drei- als auch: Ftinf-Elektrodenableiter be- kantet sind Bei den Mehre:lektrndenableitern .sind Se- genUber einer Erdungselektrode zurUtdung von zwei bzw. viee.Entladungsstrecken zwei bzw. vier Elektroden an- geordnet" die mit den zu sichernden Adern verbindbar sind, Alle diese drei bzw. tünf Elektroden sind in einem Gefäß angeordnet, damit nach dem.ZUrden einer Entladnngs- ateieke die .Zündung der restlichen gleichzeitig erfolgt. Die Kir das gleichzeitige Ztinden eetorderliehe Kopplung eoll : bei diesen Ableitern durch die :Anordnung der Ent-. aadungaträger ladurgergume oder.durch . wandernde / (* , oder durch Vor-, ßnisi«rung: 4urgh das bei der ersten Entladung entstehen- de Licht erzielt werden. Zur Erzielung der für die Kopp- lung notwendigen..Durchdringung der einzelnen Entladungs- strecken wird zxeokmäßigerweiee ein sehr kleiner Aufbau - Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde., eine Schutzschaltung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ein praktisch gleichzeitiges Ansprechen der den veracMiedenen Adern zugeordneten Ableiter bewirkte Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daB für mindestens zwei einzelne Adern ein 'gemeinsamer, mit ei® nerv Elektrode an einem Bezugspotential, z .B. an Erde, liegender Uberspannungeableiter vorgesehen ist, dessen nicht mit dem Bezugspotential verbundene Elektrode mit der Elektrode mindestens eines weiteren überspannungsableiters verbunden ist, dessen dem gemeinsamen Überspannungsableiter abgekehrte Elektrode mit einer Ader verbunden ist. Wird die Schaltung nun so vorgenommen, das beim Erreichen einer bestimmten Spannung in einer beliebigen abzusichernden Ader eine Größe er-.reicht wird, bei der an einem der Ableiter die Zündspanneng anliegt, dann zündet der entsprechende Ableiter, so äaß durch die gemäß der Erfindung bewirkte Reihen
Spannung Schaltung auch an den Ubrigen Ableitern. eine so hohe f Bei einer vorteilhaften AnsfUhrungsform der Erfindung ist jeder mit dem gemeinsamen Überspannungsableiter abzuschir- menden Ader je ein weiterer Uberspannungsableiter zugeord= .net, so daß jede Ader über die Reihe des ihr zugeordneten ,. ,. weiteren überspannungeableiters und des gemeinsamen Über apanaungaableiters mit dem Bezugspotential verbunden ist, Diese Schutzschaltung hat den Vorteil der Übersichtlichkeit. Auch können hierbei ohne weiteres Überspannungsableiter mit gleicher Ztindspannung verwendet werden" Wobei es,jedoch vor- teilhaft ist» als gemeinsamen Ableiter einen Ableiter mit höherem Ableitvermägen vorzusehen. Vorteilhaft ist es" vorzusehen, daä die nach dem Zünden des. ersten Ableiters an den verbleibenden Ableitern anliegende Überspannung über der oberen Toleranzgrelte der Zündspan =gen dieser ,liegt. Hierdurch wird erreicht" äaß nach dem Zünden des ersten Ableitern sofort im nächsten Gang alle anderen Ableiter gleichzeitig zünden. Dies kann beispiels- weise dadurch erreicht werden» daß das Verhältnis der am g»einsamen Ableiter anliegenden Teilspannbbg zu der an je- dem weiteren Ableiter anliegenden TeilepsbriUng in nicht ge- zUndetem Zustärd größer ist als das Verhältnis der Zünd apannung des gemeinsamen Ableiters au der Zündspannung ei- nes jeden der weiteren Ableiter. Dadurch wird mit Sicher- heit erreicht, daß zuerst der gemeinsame Ableiter zündet. und daß dann anschließend alle weiteren Ableiter gleich- zeitig zünden. Dies ist jedoch keine notwendige Bedingung, da es such möglich äst, eine Schutzschaltung vorzusehen, bei der die Ableiter in mehreren Schritten nachein- ander zUnden, da dies NScheinanderzünden in der Regel. so schnell erfolgt, daß praktisch alle Ableiter gleichzeitig zünden. die Teilspannungen bei gegebenen Ableitern beliebig verteilen zu können, ist bei einer vorteilhaften Aus- führungsform der Erfindung vorgesehen, daß zur Steue-" ruhg der an den einzelnen Ableitern auftretenden Überspsnnungsteilspsrnnungen mindestens einen der Ableiter ®der mehreren ®der einer Ableiterreihe min- destens ein Kondensator und/®der Widerstand parallel- geschaltet sind. - DieTiga 1 bis 8 zeigen ficht verschiedene Ausführungsbeispiele der Schutzschaltung gemäß der Erfindung.
- In Figo 1 ist die Anwendung eines AUsführungsbeispieles der 'erfindungsgemäßen Schutzschaltung zum Absichern von zwei Adern 1 und 2 dargestellt. Für diese. beiden Adern ist ein gemeinsamer, mit einer Elektrode 3 an Erde 4 liegender Überspannungsableiter 5 vorgesehen, desten nicht mit Erde 4 verbundene Elektrode 6 mit den Elektroden ? und $ von zwei weiteren Überspannungsableitern 9 bzwo 11 verbunden ist, deren dem gemeinsamen Überspannungsableiter 5 abgekehrten Elektroden 12 bzwa 13 mit je einer der Adern 1 bzwo 2 verbunden sind,
Tritt an den Adern 1 und 2 eine Überspannung gegen Erde 4 - auf" so liegt eine Teilspannung dieser auch an den Ab- leitern 5, 9 und 11 an. Hie Spannungsverteilung auf die einzelnen Ableiter hängt von den lsolatorriderständen und der Verteilung der Kapazitäten in der Anordnung ab. Hei gleichen Werten von Isolation und Kapazität für jeden der drei Ableiter einschließlich seiner Halterung sind die Ableiter 9 und 11 mit einem Drittel und der Ableiter 5 mit zwei Drittel der Überspannung beansprucht" wenn an den beiden Adern l und 2 die gleiche Überspannung liegt, Haben In einem solchen Fall alle Ableiter die gleiche, Zih@dspshnung, so ist zu erwarten daß bei allmählichem An- steigen der Spemung in den Adern 1 und 2 bei einer Span- nnng TÄ3 etwa der 4 5fachen Zfindspannung den einzeln Ableitern der ginssme Ableiter 5 zuerst Dadurch liegt daM plSlich an den Ableitern 9 und 11 die gesamte weit der en Toleranzgrenze der Ziindspannung lie- ge äpannung an und bringt die beiden Ableiter sofort und pasch gleichzeitig zu® Zndeno Der Fnil, daß tut" beiden Adern 1 und 2 eine gleicbgroße g auftritt, ist der ßltall. Sollte jedoch in einem extremen kusuaha@efali die Übarspung nur an einer Ader, saBo an der Ader 1, suftretän, dann worden die Ab- leiter 5 und 11 mit einMDrittel und der Ableiter 9 mit nen Ableitern 5, 9 und 11 liegenden Teilspannung beeinflußt werden tdünen.So könä dadurch z .B. die Teilspannünrauf des Ableiters 11 Auslöst, wie oben beschrieben ist. Anstelle des oder auch zusammen-mit dem Kondensator 14 kam auch ein Widerstand 15 parallel zum gemeinsamen Ableiter 5 geschaltet sein: wie das-gestrichelt in Figo 2 dargestellt Ist. . Die Beinflussung der Teilspannung mittels eines paral- lel geschalteten Kondensators 14 oder eines Widerstan- des 15 kamn auch durch Parallelschaltung von Kondensatoren oder widerständen mit einem oder mehreren beliebige anderen Ableitern erfolgen. , In Figa 3 -Ist ein weiteres, dem AusfUhrungsbeispiel nach Fig. 1 .entsprechendes. AusfUhrungsbeispiel einer Schützechaltung dargestellt, bei. der mit einem gemeinsa= n, dem Ableiter 5 nach Figti 1 entsprechenden Ableiter g den Adern l und 2 der Eipo i entsprechende n Adern a1, a2, a, a#, a ae..n..an , abgesichert sind, wobei jede die- . ser Adern ;Mit dem gemeinsamen Ableiter g Uber Weitere Ableiter wl:-b$wa w2, x3, w, rr5.:..a:.wn verbunden sind. Da bei einer gröen Anzahl von mittels eines gemeinsam men Ableiters g ,abzusichernden Adern a1 bis an die am gemeinsam«.Ableiter g und an deü weiteren Ableitern w anliegenden Teilspannungen sehr verschieden sind, ehlt 'es sich hier, fair die Ableiter w einerseits des ersteh. Ableiters, also im zuletzt beschriebenen Fall des gemeinsamen Ableiters gm an den verbleibenden weiteren Ableitern wl bis wn anliegende Teilspannung über der oberen Toleranzgrenze der Zflndspannungen dieser liegt. - Idas Ausführungsbeispiel nach Fig4 4 zeigt, daß die er Be Schutzschaltung auch unter Verwendung von Mehrelektrodenableätern benutzt werden kann. Hier sind zum Absichern, von vier Adern 2'1, 229 23 und 24 zwei Dreielektrodenableiter 25 und 26 vorgesehen» von deren -je eine Elektrode mit den Adern 21 und 22 bzw o 23 und 24 verbunden ist. Die gemeinsamen Elektroden die- ser . Dreielehtrvdenableiter sind mit der einen E.tektrode eines gemein. 2weUektradenableiters 5 in der gleichen Weise wie in FigQ 1 verbunden. Auch diese ,Schaltung ist für die Anwendung bei einer beliebigen Anzahl. von Adern erweiterbar. Auen können hier die zu- sätzlichen Nsäxahmeh g«gO dem Ausftihrungsbeispiel nach Figö 2 angewendet werden. Das Ausführungsbeispiel nach Fige 5.unterscheidet sich von den Ausfüäreubeispiel nach F:rgö 4 -1-ediglich daäurcht daß hier als gemeinsamer Ableiter 27 anstelle des Zwei® elektrodenableitern 5 ein Dreielektrödenableiter 27 vorgesehen ist. Das Ausführungsbeispiel einer Schutzschaltung nach Fig. 6 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel . nach Figo 1 dadurch, äaä hier der gemeinsame Ableiter 33. mit seiner der Erde 4 abgekehrten Elektrode 32 unmittelbar mit einer abzusichernden Ader 33 verbunden istg die mit einer zweiten abzusichernden Ader 34 über einen weiteren Ableiter 35 verbunden ist, Wird hierbei fir den Ableiter 35 eine wesentlich niedrigere Zündspannung gew ähltsals für den Ableiter 31s dann wird hiereebenso wie bei dem AusfÜhrungabeispiel nach Figs 1, eine Kopplung des Zündvorganges in den Ableitern 31 und 35 erreicht. Tritt nämlich auf den Aden 33 und 34 eine Überspannung auf" dann zündet der gemeinsame äbleiter 34 wodurch sofort am Ableiter 35 die ganze Überspannung anliegt, so daü dieser unmittelbar an- schließend zündet. Die Vig. 7 und 8 zeigen zwei verschiedene Abwandlungen des AUsfUhrungsbeispieles nach Fig" 6 für n Adern. Hierbei ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 die mit dem gemeinsamen überapannungsableiter g9 verbundene Ader a ° 1 mittels der weiteren Ableiter wl ° d w2 w3 ° a . . . . . tn®nacheinander mit den anderen abzusichernden Adern a29 bzwa a390 a 426n0000 an 2 verbunden. ' Bei dem `Ausungsbeispiel nach 'pig o 8 ist die Mit dem Sesaeinsarea Überspsnnungsebleite g" verbundene ; Aden a". mit jeder anderen abzusichernden Ader a"2, ass o ä;p@p aä'@ mittels der weiteren Ableiter w"1 bzwo m"2 a o 0 0 0 ö e-xuyemrdena . Die oben'beseebenen esfindu"gemgßen Schutzschaltun- gen haben außer den oben besehriObeßen Vorteilen n den Vorteil", daß ihre Wirksamkeit keinen Einsohr ' en in Biozug auf die Art der Überspannung unterliegt" 81e wirkt, gleicherraaßen ;gegenüber Überspannungen aus Starkin strhlasen wie gegenüber Überspannen atmosphsehen urep Im Gegensatz zu Nehrelektrembleitern" bei Renen die Zerstörung einer Entladungsstrecke durch Kurz@echluß zum Betriebsausfall führt oder durch Lteinbmch in cis t= äasgsgetä,B Alen Verlust dies Schutzes tUr alle Adern zur FolgO' hat treten bei den erfindungsgemäßen Schaltungen diese Pölnicht zwangsläutU ein: Es bleibt viel Betriebebitwhaft und Schatz euch beim Kurzschluß eine« Ablei,ters erhalten. Wenn einer der an den Adern . anliegt 'Ableiter ausfelt, bleibt trotzdem durch die . latente Rktl®nswirkung der anderen Ader oder Adern ein Schutz eelten . (latenter Reduktionsfaktor so Riedel Will E(19M)/8.. 633 und Tischair Yrz 17 (1964) H.9" .s.478)4 Ein besonderer Vorteil ergibt sich dadurch" da ß die
Claims (1)
- P a t e n t a n a p r ff ehe
Saimtzsabaltcmg gegen überspann ungen in den einzelnen Adern einer Leitung einer Fermmelde- und Signalanlage mit üb«spannungasbleitern aus Ableiten der überspan# ntmg von den einzelnen Adern nach Erdeind/cder zum Ausgleich 'dex @peurm@ngen zwischen den Adern, dadurch gek«naeiahnet# daß für mindestens zwei einzelne Adern (1, 21 a1 - ad 21 4 2*, 33" 34) ein gemeinsamer, mit einer Elektrode (3) an einem zugagotential (Erde liübarmpaegbleiter (5f 83 27. 31) vorge- sehen iät, dessen nicht mit dem Bezugspotential (4) verbe Elektrode (6) mit dar Elektrode (7, 8) min- deatemd eines ei teren Überspanmmgaablei ters (9, 113 w1 - uni 25. 26,8 35) verbunden ist, dessen des gemein. saerean paübug eLbleiter, (5, g, 27, 31) abgekehrte 8lektr12, 1.3) mit einer Ader veröden ist. 2) Sahutsiobaltung nach Anspruch 1, dadurch gakennzeiah»t, daß dem. aeinrawe überspannturgsabieiter 131 j gut 8") .. mit zelb@V des Bestgspatential (e) abgekehrten Elektrode (32) uibtb'tsbar mit einer Ader (33 j e-4; si ) verbunden ist, die' bi.t den amderen ahsusiabsrnulen Adern (35j a12- a°ns a"2 - an ) Uber die weiteren ,Ableiter (5; w°2 - wan-1i w"2 - wo n.1) vebist (Pigö 6 - 8). 3) gcüutzschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich- net, daß die mit dem gemeinsamen überspannungsableiter - (g*) verbundene Ader (al*) mit jeder anderen abzusichern- den Ader (a"2 - an n) unmittelbar Mittels je eines wei- teren Ableiters (ui" m u"nol) verbunden. ist (Figo8)o 4) Schutzschaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge- kennzeichnet" daß die mit dem gemeinsamen überapannungs- ableiter (g9) verbundene Ader (ai) mittels der weiteren Ableiter (u1° _ uVn.l) nacheinander mit den anderen abzusichernden Adern (a2° - ayn) verbunden ist (Fige 7)s 5) Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder mit dem gemeinsamen Überspannungsableiter (5, g, 27) abzusicherndelAder (1, 2, a1 - an, 21 m 24) je ein weiterer überspannungsableiteir (9, 11, u1 ° un , 25, 26) zugeordnet ist (Fige 1 ® 5). 6) Schutzschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da- durch gekennzeichnet, daß mindestens ein Mehrelektro- dehsbleiter (25, 26, 27) vorgesehen ist (Fis. 4 und 5) 7) Schutzschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da- durch gekennzeichnet" da3 Ableiter mit verschiedener Ztindspannung vorgesehen sind. 8) 8t:sobaitung nach Anspruch 7j dadurch gekennzeiolmet, daß die ZUndspannung das gemeinsamen Ableiters (5E g; 27.; 31a g$ X s") 8rad ist als die der weiteren Ablei- ter 113 ml # wnB 259 26E 35; w'1 - von-l; w"1 - w n-1)- _ 9) Sahutzaohaitumg nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da- durch geke=eiobnetp daß als gemeinsamer Ableiter ein Ableiter mit höherem Abieitvermägen vorgesehen ist. 10) Sabutzsohaitung nach.einem der AnsprUahe 1 bis 9, da- durch gekenmseiahnet, daß z#r Steuerung der an den ein- zelnen Ableitern auftretenden Überspsnnungsteilspsnnungen mindestens einem der Ablaitexw'oder mehreren oder einer Ableiterreihe mindestens ein XQndensator (14) und/oder Widerstand (15) parallelgeschaltet sind (Figo 2)0 11) Schutzschaltung %¢h eines der Ansprtiohe 8 bis 10, da- durch gekennseiobnet, daß aas Verhältnis der am gemeines- mm Ableiter anliegenden zu der an jedem Weiteren Ableiter anliegenden Teilspannung in nicht ge- zUndetem Zustand größer ist als das Verhältnis der Zünd- sparmtng den gemeinsamen Ableiters zu der Zündspannung eines jeden der weiteren Ableiter.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEL0051082 | 1965-07-08 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1462168A1 true DE1462168A1 (de) | 1969-03-20 |
Family
ID=7273833
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19651462168 Pending DE1462168A1 (de) | 1965-07-08 | 1965-07-08 | Schutzschaltung gegen UEberspannungen in Fernmelde- und Signalanlagen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1462168A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2911109A1 (de) * | 1979-03-21 | 1980-09-25 | Siemens Ag | Ueberspannungsableiter fuer mehrere gemeinsam abzusichernde leitungen |
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-
1965
- 1965-07-08 DE DE19651462168 patent/DE1462168A1/de active Pending
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