DE2914267C2 - - Google Patents

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DE2914267C2
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Description

Die Erfindung geht aus von einer Schutzschaltung für Zinkoxidvaristoren gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.
Zinkoxidvaristoren haben bekanntlich eine nicht­ lineare Kennlinie, was dazu führt, daß bei einer Erhöhung der Spannung an dem Varistor sein Widerstand abnimmt, wodurch eine überproportionale Stromerhöhung zustandekommt. Zinkoxidvaristoren können deswegen für eine Reihe von elektrischen Schutzschaltungen verwen­ det werden, um Bauelemente, zu denen sie parallel ge­ schaltet sind, gegen unzulässige Überspannungen zu schützen. Die im Verlauf einer solchen Überspannung auftretende zusätzliche Energie wird im Varistor in Wärme umgesetzt, die vom Varistor an die Umgebung abgegeben wird. Wenn jedoch im Überlastfall die am Varistor auftretende Verlustleistung zu einer zu großen Temperaturerhöhung führt, kann es zu irre­ versiblen Schäden am Varistor kommen, und er ver­ ändert seine elektrischen Kennwerte, wodurch die vom Varistor ausgehende Schutzwirkung unvorhersag­ bar wird.
Es ist deswegen aus der DE-OS 26 34 479 bekannt, dem Varistor einen thermisch gesteuerten Schalter zuzuordnen, der mit dem Varistor thermisch gekoppelt ist, um bei einer übermäßigen Temperaturerhöhung des Varistors anzusprechen. Tritt wegen zu hoher Verlust­ leistung eine unzulässige Übertemperatur des Varistors auf, so wird der zugeordnete und dem Varistor elektrisch parallelliegende mechanische Schalter ausgelöst und der Varistor kurzgeschlossen. Der Strom fließt dann über den geschlossenen mechanischen Schalter.
Die bekannte Anordnung wird durch einen solchen extremen Überlastfall unbrauchbar und muß ausgewechselt werden, damit das durch sie geschützte Gerät wieder in Betrieb genommen werden kann. Ein selbsttätiges Rückstellen des mechanischen Schalters ist nicht vorgesehen.
Aus der US-PS 23 63 898 ist es bekannt, triggerbare Funkenstrecken zu verwenden, um Kondensatoren gegen Überspannungen zu schützen. Die Funkenstrecke liegt hierzu mit ihren Hauptelektroden zu dem zu schützen­ den Kondensator parallel. Zu dem Kondensator liegt ferner ein Serienschwingkreis parallel, der auf die Netzfrequenz abgestimmt ist und dessen Mittelpunkt mit der Steuerelektrode der Funkenstrecke verbunden ist. Im Falle einer Überspannung an dem zu schützenden Kondensator ruft die Spannungsüberhöhung an den Blind­ widerständen des Serienresonanzkreises eine Spannung hervor, die zum Zünden der Funkenstrecke führt. Der daraufhin über die Funkenstrecke fließende Strom be­ tätigt ein Relais, durch dessen Schaltkontakt der Kondensator kurzgeschlossen wird. Beim Verschwinden der Überspannung geht die bekannte Schaltung in ihren Normalzustand zurück, da der Funke in der Funkenstrecke erlischt und das Relais abfällt.
Eine Schaltungsanordnung, bei der ein Serienkon­ densator mit Hilfe eines steuerbaren Vakuum­ schalters gegen Überspannungen geschützt wird, ist aus der US-PS 33 19 121 bekannt. Bei dieser Schaltung wird die an dem zu schützenden Kondensator anstehende Spannung über einen kapazitiven Spannungsteiler heruntergeteilt, gleichgerichtet und einem Schalt­ verstärker zugeführt, der beim Überschreiten seiner Schaltschwelle einen Thyristor zündet. Durch den ge­ zündeten Thyristor wird eine Hochspannung an die Primärseite eines Zündtransformators angeschaltet, dessen Sekundärseite mit einer Zündelektrode des Vakuum­ schalters verbunden ist. Die Schaltstrecke selbst liegt mit ihren Hauptelektroden parallel zu dem zu schützenden Kondensator, so daß wegen der bei größeren Strömen auftretenden Kontaktschließung die Spannung an dem Kondensator zu Null wird.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, eine Schutzschaltung für einen Zinkoxidvaristor zu schaffen, mit der es möglich ist, den Varistor ge­ gen thermische Überlastung infolge einer zu großen umzusetzenden Energie zu schützen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Schutz­ schaltung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegen­ standes der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 eine Schutzschaltung für einen Zinkoxidvaristor, der in Verbindung mit einem Reihenkondensator einer Hochspannungsleitung verwendet wird, in einem Blockdiagramm,
Fig. 2 die Schaltung gemäß Fig. 1 in einer Einzeldarstel­ lung,
Fig. 3 das Schaltbild der Schaltung zur Simulation des thermischen Verhaltens des Varistors und des Niederspannungs-Impulsgenerators als Teil der Schutzschaltung gemäß der Erfindung und
Fig. 4 eine bei der Schaltung gemäß Fig. 3 zu verwendende Schaltung eines Spannungskomparators.
Fig. 1 zeigt eine Schutzschaltung für einen Reihenkon­ densator, der z. B. in einer Hochspannungsleitung enthal­ ten sein kann. Parallel zu dem Reihenkondensator 11 ist ein Metalloxidvaristor 10 geschaltet, um Strom an dem Kondensator 11 vorbeizuleiten, wenn die Span­ nung an dem Kondensator übermäßig groß wird. Übermäßig große Spannungen entstehen z. B., wenn sich an der Stark­ stromleitung eine Erdschlußstörung ereignet. Parallel zu dem Metalloxidvaristor 10 und dem Reihenkondensator 11 ist eine getriggerte Funkenstrecke 14 geschal­ tet, um sowohl den Varistor als auch den Reihenkondensator zu überbrücken, wenn die Verlustleistung in dem Varistor übermäßig groß wird. In Reihe mit der Funkenstrecke 14 ist eine Induktivität 17 geschaltet, um den Strom über die Funkenstrecke 14 zu begrenzen, wenn die Funkenstrecke 14 leitend wird. Ein Meß­ fühler 12 dient dazu, um den Strom in dem Varistor zu überwachen und eine Schaltung 13, die einen Niederspannungs-Impulsgenerator sowie eine das thermische Verhalten des Varistors 10 simulierende Schaltung enthält, eine Eingangs­ spannung zuzuführen. Diese Schaltung 13 ist mit einem Hochspannungs-Impulsgenerator 15 ver­ bunden, der seinerseits der getriggerten Funkenstrecke 14 Hochspannungsimpulse zuführt. Die Schutzschaltung für den Reihenkondensator ist mit der Starkstormleitung an der Anschlußstelle L und auch an der gemeinsamen Anschluß­ stelle G verbunden.
In Fig. 2 ist die Schutzschaltung im einzelnen dargestellt. In dieser enthält die Meßfühler­ schaltung 12 einen ersten Stromwandler CT₁ und einen zweiten Stromwandler CT₂ zur Überwachung des Stromes in dem Varistor 10 und zur Übermittlung einer Eingangs­ spannung an die Schaltung 13. Ein zweites Paar von Stromwand­ lern CT₃ und CT₄ dient zum redundanten Betrieb des Meßfühlerstromkreises und ist mit einer zwei­ ten Schaltung 13′ verbunden. Das erste Paar von Stromwandlern CT₁ und CT₂ erzeugt im Zusammen­ wirken mit der Schaltung 13 Nie­ derspannungsimpulse auf dem positiven Teil der Varistor- Stromwelle, und das zweite Paar von Stromwandlern CT₃ und CT₄ erzeugt im Zusammenwirken mit dem zweiten Nie­ derspannungs-Impulsgenerator 13′ Niederspannungsimpulse auf dem negativen Teil der Varistorstromwelle. Die Aus­ gänge der Schaltungen 13 und 13′ sind mit dem Eingang des Hochspannungs-Impulsgenerators 15 verbunden. Dieser kann z. B. aus zwei Impulse erzeugen­ den Schaltungen bestehen, welche die Impulse über zwei getrennte Schalteinrichtungen an einen gemeinsamen Impuls­ transformator 19 abgeben. Der Ausgang des Hochspannungs- Impulsgenerators ist mit dem Eingang des Impulstransfor­ mators 19 verbunden, und der Ausgang des Hochspannungs- Impulstransformators ist mit der Triggerelektrode 9 der getriggerten Funkenstrecke 14 verbunden, um die Funkenstrecke zu zünden. An dem Ausgang des Impulstrans­ formators 19 entsteht eine Folge von Hochspannungsimpul­ sen, die den Niederspannungsimpulsen entsprechen. Ein weiterer Stromwandler CT₅ ist ebenfalls mit der Stark­ stromleitung gekoppelt und gibt eine Eingangsspannung an das Batterieladegerät 17 ab, das die Rampenbatterie 16 speist. Diese dient dazu, um die Schaltungen 13 und 13′ und den Hochspannungs-Impulsgene­ rator 15 mit Strom zu versorgen. Die Schaltvorrichtungen der Reihenkondensator-Brückenschaltung, die in Fig. 2 dargestellt sind, befinden sich in besonderen und voll­ ständigen Umhüllungen, die ihrerseits auf einer erhöh­ ten Rampe 20 angeordnet sind. Diese ist gegenüber Erde mit Hilfe von mehreren Isolatorsäulen 21 isoliert.
In Fig. 3 ist das Schaltbild der Schaltungen 13 und 13′ der Fig. 1 und 2 in Einzelheiten dargestellt. Der Meßfühler CT₁ ist über die Leitung 22 mit der Anode einer ersten Diode D₁ verbunden, um die eine Hälfte der Ausgangsspannung des Stromwandlers CT₁ gleichzurichten. Die Leitung 24 stellt die Verbindung zwischen einer zweiten Diode D₂ und dem Stromwandler CT₁ her, um die andere Hälfte der Stromwelle dieses Stromwandlers gleichzurichten. Die Leitung 23 verbindet den Mittelpunkt des Stromwandlers CT₁ mit einer gemein­ samen Anschlußstelle G. Die Kathoden der Dioden D₁ und D₂ sind miteinander verbunden und stehen mit dem Konden­ sator C₁, dem Widerstand R₁ und dem Eingang des Spannungs­ komparators 16 in Verbindung. Die andere von dem Kon­ densator C₁ wegführende Leitung stellt eine Verbindung mit der gemeinsamen Anschlußstelle G her. Der Strom fließt durch die Dioden D₁ und D₂ und lädt den Kondensator C₁ auf. Die Spannung an dem Kondensator C₁ ist proportional zu der in dem Varistor 10 umgesetzten Energie, weil die Varistorspannung nahezu konstant ist und das Stromstärke- Zeit-Intregal des Varistorstromes proportional zu der an dem Kondensator herrschenden Spannung ist. Diese pro­ portionale Konstanz ist von den Werten abhängig, die für den Stromwandler CT₁, den Kondensator C₁ und dem Varistor 10 gewählt werden.
Die thermische Erholzeit des Varistors 10 nach Durchlau­ fen eines Störungszustandes wird durch die Wahl der Entladungszeitkonstanten (RC₁) angenähert. Die Rest­ spannung, die an dem Kondensator C₁ kurze Zeit nach einem Störungszustand herrscht, berücksichtigt die Tatsache, daß die thermische Belastbarkeit des Varistors verringert ist, wenn die Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Störungen zu kurz ist. Die Widerstände R₁ und R₃ stellen eine elektri­ sche Verbindung zwischen den Anoden der Dioden D₁ und D₂ her, und die Leitungen 22, 23 und 24 bilden den elektrischen Weg für den Ausgangsstrom des Stromwandlers CT₁ unter normalen Betriebsbedingungen, wenn der Varistorstrom eine Größe von wenigen Milliampères aufweist. Auf diese Weise wird verhindert, daß der Kondensator C₁ unter normalen Betriebsbedingungen aufgeladen wird.
Die Funktion des Spannungskomparators 16 besteht darin, die an dem Kondensator C₁ herrschende Spannung mit einer vorbestimmten Spannung zu vergleichen, welche die maxi­ male thermische Belastbarkeit des Varistors 10 dar­ stellt. Die Eingangsimpedanz des Spannungskomparators 16 ist groß genug gewählt, um zu verhindern, daß der Kon­ densator C₁ über den Spannungskomparator-Stromweg ent­ laden wird. Wenn die an dem Kondensator C₁ herrschende Spannung eine bestimmte Vergleichsspannung überschreitet, steigt die Ausgangsspannung des Komparators 16 von einem kleineren Wert auf einen größeren Wert.
Der Ausgang des Spannungskomparators 16 ist mit der Basis eines Transistors Q₁ verbunden. Der Transistor ist in einen Zustand mit geringem Strom vorgespannt, wenn die Aus­ gangsspannung des Komparators klein ist, und kommt zur Sättigung, wenn die Ausgangsspannung des Komparators groß ist. Der Emitter des Transistors Q₁ ist mit dem einen Ende eines Widerstandes R₄ verbunden, während das andere Ende des Widerstandes R₄ mit der gemeinsamen Anschlußstelle G verbunden ist.
Das Gate eines Thyristors ist mit dem Emitter des Transistors Q₁ und mit dem Widerstand R₄ ver­ bunden. Wenn der Transistor Q₁ stromlos ist, ist die Spannung an dem Widerstand R₄ klein, so daß das Gate des Thyristors wirkungslos ist. Wenn der Transistor Q₁ gesättigt ist, steigt die Spannung an dem Widerstand R₄ auf einen Wert an, der groß genug ist, um das Gate des Thyristors zu aktivieren.
Der Transistor Q₁ kann weggelassen werden, wenn die Ausgangsleistung des Spannungskomparators 16 groß genug ist, um das Gate des Thyristors unmit­ telbar anzusteuern. Der Stromwandler CT₂ ist über eine Leitung 25 mit der gemeinsamen Anschlußstelle G und über eine Leitung 26 mit dem einen Ende eines Belastungswider­ standes R₅, dem einen Ende eines nichtlinearen Widerstands­ elementes Z₁ und dem einen Ende des Widerstandes R₆ ver­ bunden. Die anderen Enden des Widerstandselementes Z₁ und des Widerstandes R₅ stehen mit der gemeinsamen An­ schlußstelle G in Verbindung. Das andere Ende des Wider­ standes R₆ ist mit einem zweiten nichtlinearen Widerstands­ element Z₂ verbunden, weiterhin mit dem Widerstand R₇ und dem einen Ende der Niederspannungswicklung eines Trans­ formators T. Die anderen Enden des nichtlinearen Wider­ standselementes Z₂, des Widerstandes R₇ und der Nieder­ spannungswicklung des Transformators T sind miteinander, mit der Anode des Thyristors und mit dem einen Ende des nichtlinearen Widerstandselemen­ tes Z₃ verbunden. Die Kathode des Thyristors und die andere Seite des nichtlinearen Widerstands­ elementes Z₃ sind mit der gemeinsamen Anschlußstelle G verbunden.
Der Mechanismus, durch den die oben beschriebene Schaltung eine große Menge der durch den Varistor 10 umzusetzenden Leistung feststellt und die Niederspannungsimpulse erzeugt, wird im folgenden erläutert. Da die Leistung, die von dem Varistor 10 aufgenommen wird, proportional zu dem Strom durch den Varistor ist, kann die aufgenommene Leistung durch die Spitzengröße des Varistorstromes bestimmt werden. Der Varistorstrom wird durch eine Spannung dar­ gestellt, die an dem Widerstand R₅ herrscht. Demgemäß wird die Leistung, die in dem Varistor umgesetzt wird, durch die Spitzengröße der Spannung dargestellt, die an dem Widerstand R₅ zustandekommt. Die Größe dieser Spannung wird durch die Widerstandskombination R₆, R₇ und durch das nichtlineare Widerstandselement Z₃ abge­ fühlt. Dieses schützt den Stromwandler CT₁ gegen über­ mäßig große Spannungen. Wenn die Spannung an dem Wider­ stand R₅ kleiner ist als die Einschaltspannung des nicht­ linearen Widerstandselementes Z₃, fließt ein sehr kleiner Strom durch die Widerstände R₆ und R₇ und das nichtlineare Widerstandselement Z₃, so daß fast die gesamte Spannung am Widerstand R₅ am Widerstandselement Z₃ erscheint. Wenn die Spannung am Widerstand R₅ größer ist als die Einschaltspannung des nichtlinearen Widerstandselementes Z₃, fließt Strom durch die Widerstände R₆ und R₇ und das Widerstandselement Z₃. Die Spannung, die größer ist als die Einschaltspannung des Widerstandselementes Z₃, erscheint an den Widerständen R₆ und R₇, und die relativen Größen der Widerstände R₆ und R₇ sind so gewählt, daß der größte Teil der überschüssigen Spannung am Widerstand R₇ erscheint. Die Spannung am Widerstand R₇ ist jedoch klein im Verhältnis zu der Gesamtspannung am Wi­ derstand R₅, so daß kleine Spannungswerte über die er­ forderliche Einschaltspannung des nichtlinearen Wider­ standselementes Z₃ hinaus ausreichen, um die erforder­ lichen Spannungsimpulse für den Transformator T zu erzeu­ gen. Das erhöht die Empfindlichkeit der Schaltung gegenüber Störungen, bei denen die Stromstärke um ein geringes Maß über einen vorbestimmten Wert hinausgeht. Die Spannung am Widerstand R₇ wird mit Hilfe des Transformators T auf einen Wert erhöht, der groß genug ist, um den Hochspanungs­ Impulsgenerator 15 zu betreiben. Da sich die Spannung an dem Widerstand R₅ über einen weiten Bereich ändert, ist ein nichtlineares Widerstandselement Z₂ vorgesehen, um die Maximalspannung zu begrenzen, die an dem Wider­ stand R₇ auftreten kann. Hierdurch wird auch verhindert, daß die Impulse übermäßige Spannungsgrößen annehmen und den Hochspannungs-Impulsgenerator beschädigen. Wenn das nichtlineare Widerstandselement Z₃ leitend wird, erscheint die gesamte verbleibende überschüssige Span­ nung an dem Widerstand R₆.
Die Spannungsimpulse, die an der Hochspannungsseite des Transformators T erscheinen, befinden sich nahezu genau in der elektrischen Phase wie die Spannung, die an dem Varistor 10 anliegt. Das bedeutet, daß die Hochspannungs­ impulse, die von dem Hochspannungs-Impulsgenerator 15 er­ zeugt werden, sich in derselben Phase befinden wie die Spannungsmaxima an der getriggerten Funkenstrecke 14.
Das eine Ende der Hochspannungswicklung des Transformators T ist mit der gemeinsamen Anschlußstelle G und mit dem einen Ende eines Widerstandes R₈ verbunden. Das andere Ende des Widerstandes R₈ steht mit der einen Seite eines Kondensators C₂ in Verbindung. Die andere Seite des Kondensators C₂ ist mit dem anderen Ende der Hochspannungs­ wicklung des Transformators T verbunden. Der Kondensator C₂ und der Widerstand R₈ bilden ein Hochpaßfilter, das die Spannungswelle formt, die an der Hochspannungswick­ lung des Transformators T erscheint. Die Spannung, die an dem Widerstand R₈ erscheint, bildet das Signal, das den Betrieb des Hochspannungs-Impulsgenerators 15 bewirkt. Wenn der Thyristor mit Hilfe einer Ausgangsspannung aus dem Spannungskomparator 16 leitend wird, sinkt die Spannung an dem nichtlinearen Widerstands­ element Z₃ nahezu auf null. Infolgedessen fließt Strom durch die Widerstände R₆ und R₇, wenn an dem Widerstand R₅ irgendeine Spannung erscheint. An der Hochspannungs- seite des Transformators T erscheinen demgemäß Spannungs­ impulse, solbald der Thyristor lei­ tend wird.
In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung für den Spannungskomparator 16 dargestellt, die in der Schaltung gemäß Fig. 3 verwendbar ist. Der Spannungs­ komparator 16 der Fig. 4 enthält mehrere Transistoren Q₂, Q₃ und Q₄. Diese sind über mehrere Widerstände R₉, R₁₀, R₁₁, R₁₂ und R₁₃ und zumindest über ein nicht­ lineares Widerstandselement Z₄ (z. B. eine Zener-Diode) miteinander verbunden, damit in der Leitung 27 eine Aus­ gangsspannung erzeugt wird, wenn die vorbestimmte Grenz­ spannung überschritten wird. Der Ausgang des Spannungs­ komparators 16 ist mit der Basis des Transistors Q₁ (Fig. 3) über eine Leitung 27 verbunden und macht den Transistor Q₁ wirksam, wie dies oben beschrieben worden ist.
Obgleich die neuerungsgemäße Schutzschaltung für den Zinkoxidvaristor an einem Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, bei dem ein Varistor in Verbindung mit einem Reihenkondensator in einer Hochspannungsleitung verwendet wird, ist der Anwendungsbereich der Schutzschaltung we­ sentlich größer. Die Schutzschaltung für den Zinkoxid­ varistor kann überall dort angewen­ det werden, wo Zinkoxidvaristoren zu schützen sind.

Claims (20)

1. Schutzschaltung für einen in einem Stromkreis lie­ genden Zinkoxidvaristor, mit einer getriggerten Schalteinrichtung, die als Shunt dem Varistor pa­ rallelgeschaltet ist und im Falle der Überlastung des Varistors diesen überbrückt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in den Stromkreis zumindest ein Strommeßfühler (12) geschaltet ist, der den Strom durch den Varistor (10) mißt und in Abhängigkeit von der Stromleitung in dem Varistor (10) ein elektri­ sches Signal abgibt, daß der Strommeßfühler (12) unmittelbar an einen Eingang (22, 23, 24) einer Gleichrichterschaltung (D₁, D₂) angeschlossen ist, von der ein Ausgang unmittelbar mit einem ersten Kondensator (C₁) und einem als Entladewiderstand für den ersten Kondensator (C₁) wirkenden ersten Widerstand (R₁) verbunden ist, derart, daß die an dem Kondensator (C₁) anstehende Spannung der während der Stromleitung in dem Varistor (10) umgesetzten Energie direkt proportional ist und mit einer Vergleichs­ spannung vergleichbar ist, die der maximalen thermischen Aufnahmekapazität des Varistors entspricht, daß die Entladezeitkonstante an die thermische Erholzeit des Varistors angenähert ist, und daß eine Impulsgenerator­ schaltung (15) enthalten ist, durch die beim Auftreten eines Überlastzustandes zum Überführen der getriggerten Schalteinrichtung (14) in den leitenden Zustand Hoch­ spannungsimpulse an die getriggerte Schalteinrichtung (14) abgebbar sind.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichterschaltung eine erste Diode (D₁) sowie eine zweite Diode (D₂) aufweist.
3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strommeßfühler (12) zumindest einen Strom­ wandler (CT₁) aufweist, der zur Erzeugung eines Ladestromes für den ersten Kondensator (C₁) mit der ersten und der zweiten Diode (D₁, D₂) sowie einem gemeinsamen Anschluß (G) des Stromkreises verbunden ist.
4. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Spannungskomparator (16) enthält, der die an dem ersten Kondensator (C₁) entstehende Spannung mit einer Bezugsspannung vergleicht und ein Ausgangssignal abgibt, wenn die Spannung an dem ersten Kondensator (C₁) größer wird als die Bezugsspannung.
5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen durch das Ausgangssignal des Spannungs­ komparators (16) gesteuerten elektronischen Schalter aufweist, der leitend wird, wenn das Ausgangssignal des Spannungskomparators (16) einen vorbestimmten Wert erreicht.
6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Verstärker zur Verstärkung der Leistung des Ausgangssignals aufweist, die ausreicht, um den Schalter zu betätigen.
7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter ein Thyristor ist.
8. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen ersten Transistor (Q₁) enthält, der mit dem Ausgangsspannungskomparator (16) sowie mit dem Gate des Thyristors verbunden ist und an den Thyristor eine Steuerspannung abgibt, wenn das Ausgangssignal des Spannungskomparators (16) den ersten Transistor (Q₁) in den leitenden Zustand steuert.
9. Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen zweiten Widerstand (R₄) enthält, der zwischen dem Gate und der Kathode des Tyristors liegt und an die gemeinsame Anschlußstelle (G) des Stromkreises angeschlossen ist, um eine Spannung zu erzeugen, die ausreicht, um das Gate anzusteuern.
10. Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen dritten Widerstand (R₃), der zwischen der Anode der ersten Diode (D₁) und der gemeinsamen Anschlußstelle (G) liegt, sowie einen vierten Wider­ stand (R₂) enthält, der zwischen der Anode der zweiten Diode (D₂) und der gemeinsamen Anschlußsstelle (G) liegt, und daß der dritte sowie der vierte Wider­ stand (R₁, R₂) für den Stromwandler (CT₁) einen Strom­ weg bei normalem Varistorbetrieb bilden.
11. Schaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Transformator (T) mit einer Primär- und einer Sekundärwicklung aufweist und daß die Anode des Thyristors zum Erzeugen eines Spannungs­ abfalls an der Primärwicklung bei leitendem Thyristor mit dem einen Ende der Primärwicklung verbunden ist.
12. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu einem zweiten, mit einem Anschluß an die gemeinsame Anschlußstelle (G) angeschlossenen Stromwandler (CT₂) ein fünfter Widerstand (R₅) parallelge­ schaltet ist, an dem eine zu dem Strom durch den zweiten Stromwandler (CT₂) proportionalen Spannung abfällt.
13. Schaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem fünften Widerstand (R₅) eine Serien­ schaltung parallel liegt, die aus einem, sechsten Widerstand (R₆), einem siebten Widerstand (R₇) und einem nichtlinearen ersten Widerstand (Z₃) besteht, derart, daß an dem siebten Widerstand (R₇) eine Spannung abfällt, wenn die Spannung an dem fünften Widerstand (R₅) größer ist als die vorgegebene Ein- schaltspannung des ersten nichtlinearen Widerstandes (Z₁).
14. Schaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der Größe des Spannungsabfalles an den siebten Widerstand (R₇) auf einen vorgegebenen Wert zu dem siebten Widerstand (R₇) ein zweiter nicht­ linearer Widerstand (Z₂) elektrisch parallelgeschaltet ist.
15. Schaltung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der siebte Widerstand (R₇) zu der Primärwicklung eines Transformators (T) parallelgeschaltet ist.
16. Schaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand des sechsten Widerstands (R₆) einen Wert aufweist, derart, daß der Gesamtstrom durch die Serienparallelschaltung aus dem zweiten nicht­ linearen Widerstand (Z₂), dem siebten Widerstand (R₇) und dem Thyristor sowie dem ersten nichtlinearen Wider­ stand (Z₃) auf einen bestimmten Wert begrenzt ist.
17. Schaltung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem fünften Widerstand (R₅) ein dritter nichtlinearer Widerstand (Z₁) parallelgeschaltet ist, durch den die Gesamtspannung, die an dem fünften Widerstand (R₅) abfällt, auf einen bestimmten Wert begrenzbar ist.
18. Schaltung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung des Transformators (T) an den Eingang der Impulsgeneratorschaltung (15) ange­ schlossen ist, um diesen beim Entstehen einer Span­ nung an dem siebten Widerstand (R₇) in einen Hoch­ spannungsimpuls an eine Triggerelektrode abgeben- den Zustand zu überführen.
19. Schaltung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die getriggerte Schalteinrichtung (14) eine Funkenstrecke mit zwei Hauptelektroden sowie einer Triggerelektrode ist und daß die Hochspannungsimpulse an der Trigger­ elektrode mit der an den Hauptelektroden anstehen­ den Durchbruchsspannung elektrisch in Phase sind.
20. Schaltung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Sekundärwicklung des Transformators (T) die Serienschaltung aus einem zweiten Kondensator (C₂) sowie einem achten Widerstand (R₈) parallel­ geschaltet sind, um die Impulsweite des dem Eingang des Impulsgenerators zugeführten Signals zu ver­ mindern.
DE19792914267 1978-04-10 1979-04-09 Schutzschaltung fuer zinkoxidvaristoren Granted DE2914267A1 (de)

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