DE2920979A1 - Ueberspannungsschutzeinrichtung zum schutz von niederspannungsanlagen - Google Patents

Ueberspannungsschutzeinrichtung zum schutz von niederspannungsanlagen

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DE2920979A1
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metal oxide
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Gerhard Dr Peche
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Siemens AG
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
    • H02H9/06Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage using spark-gap arresters

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  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

  • Überspannungsschutzeinrichtung zum Schutz von Nieder-
  • spannungsanlagen Die Erfindung betrifft eine Uberspannungsschutzeiarichtung mit mindestens einem Uberspannungsableiter und einem parallel geschalteten Metalloxidvaristor zum Schutz von Niederspannungsanlagen.
  • Aus der DE-OS 1 803 770 ist eine Überspannungsschutzeinrichtung bekannt, die aus einer Reihenschaltung einer Vielzahl von Einzelfunkenstrecken und von spannungsabhängigen Widerständen besteht und bei der die Funkenstrecken anteilweise mit verschiedenen Zündspannungen ausgebildet sowie mit die unterschiedlichen Zundspannungen kompensierenden Einzelsteuerungen versehen sind, wobei die unterschiedlichen Kenndaten der Einzelfunkenstrecken durch Füllung mit verschiedenen Gasen bewirkt sind. Diese Schutzeinrichtung dient als Hochspannungsableiter.
  • Uberspannungsableiter mit Funkenstrecken und in Reihe mit den Funkenstrecken geschalteten spannungsabhängigen Widerständen, bei denen parallel zu den Funkenstrekken spannungsabhängige Steuerwiderstände geschaltet sind, gehen beispielsweise auch aus der DE-PS 1 192 733 als bekannt hervor. Bei Uberspannungsableitern ist man bestrebt, die Ansprechspannung unter Beibehaltung der Löschsicherheit möglichst niedrig zu halten. Die gleichmäßige Spannungsverteilung über die Funkenstrecken eines Hochspannungsableiters wird allgemein durch ohmsche oder spannungsabhängige Widerstände erzwungen, die entweder parallel zu Jeder Funkenstrecke oder parallel zu Gruppen von Funkenstrecken geschaltet sind.
  • Spannungsabhängige Widerstände gehen beispielsweise aus der DE-OS 1 765 097 als bekannt hervor. Derartige nichtlineare Widerstände bestehen z.B. aus einer gesinterten Zinkoxidscheibe, die an ihren gegenüberliegenden Oberflächen mit Elektroden versehen ist, wobei z.B.
  • die eine Elektrode in ohmschem Kontakt und die andere Elektrode in nichtohmschem Kontakt mit der Scheibe steht. Andere nichtlineare Widerstände sind z.B. Siliziumcarbid-Varistoren, Selengleichrichter und Germanium-oder Silizium-pn-Flächengleichrichter.
  • Fernmeldegeräte und Kabel werden durch Uberspannungen aus atmosphärischen Entladungen oder Kurzschlüssen in Starkstromnetzen beeinflußt. Die Zerstörung der Geräte und Kabel durch Uberspannungen wird bekanntlich durch die Beschaltung mit gasgefüllten Uberspannungsableitern oder Metalloxidvaristoren (MOV) verhindert. Beispielsweise ist aus der DE-AS 23 55 421 eine Parallelschaltung von einem gasgefüllten Uberspannungsableiter und einem Metalloxidvaristor bekannt. Schließlich ist aus der DE-OS 27 14 411 eine Parallelschaltung von gasgefüllten Uberspannungsableitern mit Metnlloxidvaristoren und zusätzlichen Reihenwiderständen bekannt.
  • Derartige Uberspannungsschutzeinrichtungen sind allerdings relativ aufwendig und teuer.
  • Der Uberspannungsschutz für Fernmeldegeräte und Kabel wurde bisher durch gasgefüllte Uberspannungsableiter oder Netalloxidvaristoren allein übernommen. Die Einzelbeschaltung hat jedoch gewisse Nachteile. So können gasgefüllte Uberspannungsableiter einen nicht ausreichenden Schutzpegel bei großer Stoßspannungssteilheit haben. Metalloxidvaristoren werden bei großen Stoßstrombelastungen überlastet und schlagen durch.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und eine einfache Überspannungsschutzeinrichtung zu schaffen, mit der ein wirksamer Schutz sowohl des Metalloxidvaristors als auch der zu schützenden Anlage gewährleistet ist. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Uberspannungsschutzeinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Uberspannungsableiter eine Luftfunkenstrecke ist, deren Ansprechspannung unterhalb der Ansprechspannung des Metalloxidvaristors liegt.
  • Die erfindungsgemäße Uberspannungsschutzeinrichtung weist den Vorteil auf, daß der Metalloxidvaristor unabhängig von der Anstiegsgeschwindigkeit der Stoßspannung einen niedrigen Ansprechpegel garantiert, der auch im Bereich der Wechselspannung nicht streut. Bei hohen Stoßströmen wird die Luftfunkenstrecke mit der ihr eigenen ZUndverzdgerung gezündet, da ihre Ansprechspannung unterhalb der Begrenzungsspannung des Metalloxidvaristors liegt. Durch die Parallelschaltung wird also der Metalloxidvaristor vor Uberlastungen durch Stoßstrom geschützt. Der Stoßstrom fließt also über den Metalloxidvaristor nur bis zur Zündung der LuStSunkenstrecke, die den Strom übernimmt und zur Erde ableitet.
  • Vorzugsweise ist bei einer Uberspannungsschutzeinrichtung gemäß der Erfindung der Widerstand einer Ubertragungsleitung durch einen in der Schutzeinrichtung befindlichen ohmschen Widerstand erhöht und die Luftfunkenstrecke auf der Seite des Widerstandes angeordnet, auf der die Uberspannung auftritt, wobei auf der anderen Seite des Widerstandes der Metalloxidvaristor die Spannung an der zu schützenden Niederspannungsanlage begrenzt.
  • Es kann auch vorteilhaft sein,statt den ohmschen Widerstand der Übertragungsleitung zu erhöhen, die Induktivität einer Ubertragungsleitung durch eine in der Schutzeinrichtung befindlichen Spule zu erhöhen, wobei die Luftfunkenstrecke auf der Seite der Spule angeordnet ist, auf der die Uberspannung auftritt und auf der anderen Seite der Spule der Metalloxidvaristor die Spannung an der zu schützenden Niederspannungsanlage begrenzt. Es kann zweckmäßig sein, in der Spule einen Ferritkern vorzusehen.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind die Luftfunkenstrecken und die Spulen in einem Isolierkörper angebracht, wobei in einem Loch des Isolierkörpers die beiden Luftfunkenstrecken der doppelpoligen Schutzeinrichtung mit einer gemeinsamen Erdelektrode und außerhalb oder innerhalb des Isolierkörpers die Metalloxid- varistoren auf der Seite der zu schützenden Niederspannungsanlage angeordnet sind.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Luftfunkenstrecken und die Widerstände in Kunststoff eingebettet und die Metalloxidvaristoren außerhalb der Kunststoffeinbettung auf der Seite der zu schützenden Niederspannungsanlage zwischen zwei Leitungsschienen und einer gemeinsamen Erdungsschiene angeordnet.
  • Da die Ansprechzeit der Metalloxidvaristoren kürzer ist als die der Luftfunkenstrecken, arbeitet die Parallelschaltung auch noch, wenn die Ansprechgleichspannung beider Elemente gleich ist. Auf den zusätzlichen Schutzwiderstand kann verzichtet werden, wenn der ohmsche Widerstand der Metalloxidvaristoren mit der Erhöhung des Stoßstroms zunimmt, so daß die Ansprechstoßspannung der Luftfunkenstrecke erreicht wird.
  • Die vorgeschlagene Parallelschaltung von Luftfunkenstrecke und Metalloxidvaristor - gegebenenfalls mit erhöhtem Schutzwiderstand - ist eine zuverlässige Schutzschaltung der Teilnehmerstation, wenn die Stoßströme 100 A überschreiten. Durch die Zündung der Luftfunkenstrecken kommutiert der Ableitstrom auf die Luftfunkenstrecken, so daß die Metalloxidvaristoren vor Uberlastung geschützt sind. Bei kleinen Uberspannungen und niedrigen Stoßströmen werden nur die Metalloxidvaristoren für die Spannungsbegrenzung der Uberspannung sorgen. Mit der Parallelschaltung von Luftfunkenstrecke und Metalloxidvaristor, gegebenenfalls mit erhöhtem Schutzwiderstand, können alle Stoßströme sicher beherrscht werden.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen an Hand von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispelen näher erläutert werden. In den Figuren sind einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Dabei zeigen: Fig. 1 bis 3 Blockschaltbilder verschiedener Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Oberspannungsschutzeinrichtungen und die Fig. 4 bis 6 schematische Darstellungen weiterer Ausführungsbei spiele von erfindungsgemäßen tfberspannungsschutzeinrichtungen.
  • Die Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Uberspannungsschutzeinrichtung, bei der Je eine Luftfunkenstrecke 1 mit Je einem Metalloxidvaristor 2 parallel geschaltet ist. Die aus Luftfunkenstrecke 1, Metalloxidvaristor 2 und Schutzwiderstand 3 bestehande Oberspannungsschutzeinrichtung ist zwischen die überspannungsbeeinflußbare Leitung 4 und die zu schützende Niederspannungsanlage 5, wie Telefon, Verstärker oder Amt, geschaltet. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Leitungswiderstand der ttbertragungsleitung 4 durch Je einen Schutzwiderstand 3 erhöht. Die Luftfunkenstrecken 1 sind auf der Seite der Widerstände 3 angeordnet, auf der die Uberspannung auftritt. Auf der anderen Seite der Widerstände 3 begrenzen die Metalloxidvaristoren 2 die Spannung am Koppelpunkt. Durch geeignete Wahl der Widerstände 3 können Luftfunkenstrecken 1 mit einer Ansprechspannung unter der Ansprechspannung der Metalloxidvaristoren 2 verwendet werden, die den Stoßstrom nach Zündung übernehmen und den Metalloxidvaristor entlasten.
  • Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die ohmschen Widerstaiide durch Spulen 6 ersetzt, die Ferritkerne aufweisen können. Bei Verwendung kleiner Induktivitäten, die die Ubertragungsfrequenz ungehindert durchlassen, der Uberspannung aber einen großen Widerstand entgegensetzen, so daß sie einem Tiefpaß gleichkommen, kann die Überspannung vorteilhafterweise die Luftfunkenstrecke 1 schnell zünden und somit eine Uberlastung der Metalloxidvaristoren 2 vermieden werden.
  • Schließlich ist bei der Verwendung von sehr schnell sprechenden Luftfunkenstrecken 1 die direkte Parallelschaltung von Metalloxidvaristoren 2 und Luftfunkenstrecken 1 möglich. Durch Einsparung der Reihenwiderstände oder induktivitäten ist dies die kostengünstigste Lösung, die Jedoch sehr schnell ansprechende Luftfunkenstrecken, wie sie z.B. bei iCohleüberspannungsableitern zur Verfügung stehen, erfordert (Fig. 3).
  • Der Uberspannungsschutz gegenüber Wechselspannungen wird in den drei Ausführungsbeispielen direkt vom Metalloxidvaristor übernommen, da diese Spannungen im allgemeinen niedriger sind.
  • In Fig. 4 ist die einfachste konstruktive Lösung der Parallelschaltung einer Luftfunkenstrecke 1 mit einem Metalloxidvaristor 2 für eine einpolige Schutzschaltung dargestellt. Die Fixierung des Elektrodenabstandes der Luftfunkenstrecke 1 erfolgt dadurch, daß die beiden Zuleitungsdrähte 4 des Metalloxidvaristors 2 in einen Ring 1' aus Isolierstoff eingepreßt sind, so daß sie im Innern einen definierten Elektrodenabstand bilden.
  • Auf der Funkenstreckenseite wird die Leitung angeschlossen, auf der Uberspannungen auftreten können und auf der Metalloxidvaristorseite die zu schützende Niederspannungsanlage .
  • Bei dem in Fig. 5 dargestellteL Ausführungsbeispiel sind die Spulen 6 und die Luftfunkenstrecken 1 in einem Isolierkörper 7, vorzugsweise Plastikkörper, gemeinsam angebracht, wobei in einem Loch 8 des Isolierkörpers 7 die beiden Luftfunkenstrecken 1 der doppelpoligen Schutzeinrichtung mit einer gemeinsamen Erdelektrode 9 angeordnet sind. Außerhalb oder innerhalb des Isolierkörpers 7 werden auf der zu schützenden Anlagenseite die Metalloxidvaristoren 2 angebracht. Die von Uberspannungen beeinflußbaren Leitungen 4 oder Kabel sind auf der Seite der Luftfunkenstrecken 1 angeordnet.
  • In Fig. 6 ist eine doppeipolige Uberspannungsschutzeinrichtung in Schienenausfhrung dargestellt, wobei die überspannungsbeeinflußbare Leitung auf der Seite der Luftfunkenstrecken 1 und die zu schützende Anlage auf der Seite der Metalloxidvaristoren 2 angeschlossen werden. Die Schienenausführung ist für den Einbau in entsprechende Fassungen von Fernmeldegeräten vorgesehen.
  • Zweckmäßigerweise werden die Widerstände 3 und die Luftfunkenstrecken 1 in einer Kunststoffeinbettung 10 angeordnet. Die Metalloxidvaristoren 2 können wegen der thermischen Verlustenergie außerhalb der Kunststoffeinbettung 10 zwischen den zwei Leitungsschienen 11 und einer gemeinsamen Erdungsschiene 12 eingebaut sein. Die Ausführungsform der Fig. 6 kann auch einpolig ohne Widerstand als direkte Parallelschaltung von Luftfunkenstrecke und Metalloxidvaristor entsprechend Fig. 3 und Fig. 4 aufgebaut sein.
  • 6 Patentansprüche, 6 Figuren.

Claims (6)

  1. Patentansprüche 1. Überspannungsschutzeinrichtung mit mindestens einem Überspannungsableiter und enem parallel geschalteten Metalloxidvaristor zum Schutz von Niederspannungsanlagen, d a d u r c h g e k e n n z e i e h n e t , daß der Überspannungsableiter eine Luftfunkenstrecke (1) ist, deren Ansprechspannung unterhalb der Ansprechspannung des Metalloxidvaristors (2) liegt.
  2. 2. Überspannungsschutzeinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c; h g e e k e n n 2 e i c h n n e e t daß der Widerstand einer Übertragungsleitung (4) durch einen in der Schutzeinrichtung befindlichen ohmschen Widerstand (3) erhöht ist, daß die Luftfunkenstrecke (1) auf der Seite des Widerstandes (3) angeordnet ist9 auf der die Überspannung auftritt und daß auf der anderen Seite des Widerstandes (3) der Metalloxidvaristor (2) die Spannung an der zu schützenden Niederspannungsanlage (5) begrenzt.
  3. 3. Überspannungsschutzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t 9 daß die Induktivität einer Übertragungsleitung (4) durch eine in der Schutzeinrichtung befindliche Spule g6) erhöht ist, daß die Luftfunkenstrecke (1) auf der Seite der Spule (6) angeordnet ist9 auf der die überspannung auf tritt und daß auf der anderen Seite der Spule (6) der Metalloxidvaristor (2) die Sp ung an der zu schützenden Niederspannungsanlage 65) begrenzt.
  4. 4. Uberspa=ungsschutzeinrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in der Spule (6) ein Ferritkern vorgesehen ist.
  5. 5. Überspannungsschutzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Luftfunkenstrecken (1) und die Spulen (6) in einem Isolierkörper (7) angebracht sind, wobei in einem Loch (8) des Isolierkörpers (7) die beiden Luftfunkenstrecken (1) der doppelpoligen Schutzeinrichtung mit einer gemeinsamen Erdelektrode (9) angeordnet sind, und daß außerhalb oder innerhalb des Isolierkörpers (7) die Metalloxidvaristoren (2) auf der Seite der zu schützenden Niederspannungsanlage (5) angeordnet sind.
  6. 6. Überspannungsschutzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Luftfunkenstrecken (1) und die Widerstände (3) in Kunststoff eingebettet sind, und daß die Metalloxidvaristoren (2) a erhalb der Kunststoffeinbettung (10) auf der Seite der zu schützenden Niederspannungsanlage (5) zwischen zwei Leitungsschienen (11) und einer gegemeinsamen Erdungsschiene (12) angeordnet sind.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1986006558A1 (fr) * 1985-04-30 1986-11-06 Schaff Jean Paul Disposition de protection des installations electriques fragiles contre les effets de la foudre et dispositifs preconises pour une telle disposition
EP0258776A2 (de) * 1986-09-02 1988-03-09 Keller, Gotthold Starthilfekabel
DE3722286A1 (de) * 1986-09-02 1988-03-10 Keller Gotthold Syst Elekttech Starthilfekabel
US4881147A (en) * 1987-03-02 1989-11-14 Schaff Jean Paul Protection of sensitive electrical installations against the effects of lightning, and devices proposed for such arrangement
WO1991016752A1 (en) * 1990-04-26 1991-10-31 Australian Telecommunications Corporation A circuit protection device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1986006558A1 (fr) * 1985-04-30 1986-11-06 Schaff Jean Paul Disposition de protection des installations electriques fragiles contre les effets de la foudre et dispositifs preconises pour une telle disposition
EP0258776A2 (de) * 1986-09-02 1988-03-09 Keller, Gotthold Starthilfekabel
DE3722286A1 (de) * 1986-09-02 1988-03-10 Keller Gotthold Syst Elekttech Starthilfekabel
US4869688A (en) * 1986-09-02 1989-09-26 System Elektrotechnik G. Keller Gmbh Battery jumper cable
EP0258776A3 (en) * 1986-09-02 1989-10-25 System Elektrotechnik G. Keller Gmbh Starting aid cable
US4881147A (en) * 1987-03-02 1989-11-14 Schaff Jean Paul Protection of sensitive electrical installations against the effects of lightning, and devices proposed for such arrangement
WO1991016752A1 (en) * 1990-04-26 1991-10-31 Australian Telecommunications Corporation A circuit protection device

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