DE2217176A1

DE2217176A1 - Praezisions-ueberspannungsableiter

Info

Publication number: DE2217176A1
Application number: DE19722217176
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr Ing Goettlicher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-04-10
Filing date: 1972-04-10
Publication date: 1973-10-18

Description

Präzisions-@berspannungsableiter Zum Schutz von Hochspannungsgeräten vor Überspannungen werden die bekannten Jberspannungsableiter eingesetzt. Bei den heutigen Überspannungsableitern ist ein ziemiich breiter Streubereich der Ansprechung vorhanden. Die untere Ansprechgrenze des dberspannungsableiters muß ausreichend über der höchsten betriebsmäßig auftretenden Spannung gewählt werden um unnötiges Ansprechen und Ausblasen des Ableiters zu vermeiden. Die Spannung, die maximal an den Geraten auftreten kann, ist durch die obere Ansprechgrenze des Überspannungsableiters gegeben. Die Stehspannung, für die die Geräte gebaut und geprüft werden müssen, muß noch um einen Sicherheitsabstand über der oberen Ansprechgrenze liegen. jenen des breiten Streubereiches der Ansprechspannung müssen die Hochspannungsgeräte für verhaltnismäßig hohe Spannungen ausgelegt werden.
Die Erfindung betrifft einen Präzisions-Überspannungsableiter, bei dem der Streubereich wesentlich schmaler als bei den bisherigen Ableitern ist, so daß erhebliche Kosteneinsparungen an den Geräten und Anlagen möglich sind. Der Präzisionsableiter ist folgendermaßen aufgebaut siehe Bild 1): Ein 1berspannungsableiter bisheriger art 1 ist mit einer Zündfunkenstrecke 2 in eihe geschaltet. rarallel zu dieser Anordnung liegt eine kette von paarweise gegeneinandergeschalteten controlled avalanche Dioden (CAD) 4 und am wunde der Kette der hochohmige Widerstand 3.
Für eine gleichmäßige Verteilung der Spannung sorgt bei allen Spannungsverläufen der ohmsch-kapazitive Spannungsteiler 5.
Jie Arbeitsweise ist folgende: Liegt an der Anordnung eine Spannung U, die Kleiner als die Summe der Knickspannungerl der SAD-Elemente UCAD ist, so fließt nur ein sehr kleiner Strom, der zu einem sehr kleinen Spannungsabfall am widerstand 3 führt, berschreitet die anliegende Spannung U dagegen die Summe der Knickspannungen der CAb-Elemente, so setzt ein hoher Strom ein. Am Widerstand 3 liegt etwa der Betrag der Spannung, um den die außen anliegende Spannung U die Summe der Knickspannungen der SAD-Elemente UcAg überschreitet; also UR = U - UCAD.
Dieser Spannungsanstieg führt zur Zündung der Zündfunkenstrecke 2. Nach Zusammenbruch der Spannung an der Zündfunkenstrecke zündet der J;berspannunsableiter 1. Zündfunkenstrecke und Ableiter sind so aufeinander abzustimmen, daß bei U # UctD die Anordnung mit Sicherheit nicht zündet und bei U> UCAD nach Zünden der Zündfunkenstrecke der Ableiter mit Sicherheit anspricht.
Sollte in manchen Fällen der Zündfunken nicht kräftig genug, oder eine feinstufige Verstellung der Ansprechspannung nötig sein, so kann nach Bild 2 verfahren werden: Die Spannung am Widerstand 3 wird einer Grenzwertstufe 6 zugeführt, aeren Ansprechspannung einstelloar sein kann. er Ausgang der Grenzwertstufe ist mit dem Impulsgenerator 7 verbunden, der dann einen genügend kräftigen Ziindimpuls zur Zündung der Zündfunkenstrecke 2 (bzw. der Funkenstrecken) abgibt. Bei diesem Verfahren kann auch ein Netzwerk 8 (3ild 3) zwischen den Widerstand 3 und die Grenzwertstufe 6 geschaltet werden, um das Freauenzverhalten in gewünschter Weise zu beeinflussen. Bei dem Vorgehen nach Bild 2 und 3 ist natürlich Hilfsenergie für die Versorgung der Elektronik nötig.
Schließlich ist es auch möglich, auf die teuren vAD-Elemente zu verzichten (Bild 4). Die an der iuberspannungsschutzeinrichtung liegende Hochspannung wird durch einen Spannungsteiler oder Spannungswandler heruntergeteilt und der Grenzwert stufe 6 zugeleitet (evtl. über ein Netzwerk 8). Wenn die einstellbare Ansprechspannung der Grenzwert stufe 6 überschritten wird, wird der Impulsgenerator 7 angeregt, der die Zündfunkenstrecke 2 zündet.
Wenn eine Zündfunkenstrecse für die Spannung nicht ausreicht, können auch mehrere Zündfunkenstrecken in Reihe geschaltet werden, wobei dann die Zündimpulse in bekannter Weise über induktive übertrager an die einzelnen Zündelektroden übertragen werden müssen. Statt der Zündfunkenstrecken können auch andere zündbare xntladungsstrecken verwendet werden, wie z. Be Niederdruckgasentladungsstrecken oder Halbleiter (z.B.
Thyristoren oder Triacs.) Durch die Erfassung der Spannung an der Überspannungsschutzeinrichtung und durch die gezielte Zündung der Entladungsstrecke ist es möglich, den Streubereich der Ansprechspannungen wesentlich zu verkleinern. Dadurch können die Hochspannungegeräte bei gleicher Betriebs spannung für eine geringere Prüfspannung bemessen werden.

Claims

Patentansprüche

1. Anordnung zum Überspannungsschutz, dadurch gekennzeichnet, daß ein @berspannungsableiter bisheriger Bauart in Reihe geschaltet ist Elit einer oder mehreren Entladungsstrecken, die bei Auftreten von Überspannungen gezündet werden.

2. anordnung nach 1 dadurch gekemlzeichnet, daß die Spannung am zu schützenden Gerät durch eine geeignete Meßeinrichtung erfaßt wird und beim euerschreiten eines einstellbaren @ertes die Überspannungsschutzeinrichtung ausgelöst wird.

3. Anordnung nach 1 iadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Schutzeinrichtung nichtlineare Schaltelemente (z. P. CAD) geschaltet sind, so daß bei berschreiten einer bestimmten Spannung ein starker Stromanstieg einsetzt, der zur Zündung der Entladungsstrecken führt.

4. Anordnung nach 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, daß in dem @eg des Auslösesignals ein Netzwerk geschaltet ist, mit dem das Frequenzverhalten der Überspannungsschutzeinrichtung eingestellt werden kann.

L e e r s e i t e