RU2664390C2 - Protection against overvoltage with spark gap - Google Patents

Protection against overvoltage with spark gap Download PDF

Info

Publication number
RU2664390C2
RU2664390C2 RU2016130970A RU2016130970A RU2664390C2 RU 2664390 C2 RU2664390 C2 RU 2664390C2 RU 2016130970 A RU2016130970 A RU 2016130970A RU 2016130970 A RU2016130970 A RU 2016130970A RU 2664390 C2 RU2664390 C2 RU 2664390C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
laser
spark gap
compression element
laser pulses
fiber
Prior art date
Application number
RU2016130970A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016130970A3 (en
RU2016130970A (en
Inventor
Михаэль ХОФШТЕТТЕР
Дэнни ЛАНГЕ
Original Assignee
Сименс Акциенгезелльшафт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сименс Акциенгезелльшафт filed Critical Сименс Акциенгезелльшафт
Publication of RU2016130970A3 publication Critical patent/RU2016130970A3/ru
Publication of RU2016130970A publication Critical patent/RU2016130970A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2664390C2 publication Critical patent/RU2664390C2/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T1/00—Details of spark gaps
    • H01T1/20—Means for starting arc or facilitating ignition of spark gap
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T2/00—Spark gaps comprising auxiliary triggering means

Landscapes

  • Lasers (AREA)
  • Laser Surgery Devices (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.SUBSTANCE: invention relates to overvoltage protection with spark gap (9) and laser (210) for igniting a spark gap. Laser (210) is connected to input (226) of stretching optical element (218), which serves to temporarily stretch laser pulses (310) generated by the laser. Output (230) of stretch element (218) is connected to one end of optical transmission fiber (15'), in particular with one end of light guide (15'). Second end of transmission fiber (15') is connected to input (234) of optical compression element (238), which serves to temporarily compress laser pulses (410), and output (242) of compression element (238) is connected to spark gap (9).EFFECT: higher reliability.12 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к защите от перенапряжения с искровым промежутком и с лазером для поджига искрового промежутка.The invention relates to overvoltage protection with a spark gap and with a laser for igniting a spark gap.

Подобная защита от перенапряжения известна из выложенной заявки DE 10 2004 002 582 A1. При этой известной защите от перенапряжения, искровой промежуток размещен на установленной электрически изолированно платформе, причем эта платформа находится на высоковольтном потенциале. Для поджига искрового промежутка, лазерный импульс посредством световода направляется к искровому промежутку. При этом, однако, возникает проблема, состоящая в том, что высокоэнергетические лазерные импульсы (которые необходимы для поджига искрового промежутка) из-за высокой локальной интенсивности могут повредить световод. Чтобы избежать подобного повреждения световода, при известной защите от перенапряжения должен использоваться допускающий высокую энергетическую нагрузку и, следовательно, более дорогостоящий световод.Such surge protection is known from DE 10 2004 002 582 A1. With this known surge protection, the spark gap is located on an electrically insulated platform, the platform being at a high voltage potential. To ignite the spark gap, the laser pulse is directed through the light guide to the spark gap. In this case, however, a problem arises in that high-energy laser pulses (which are necessary to ignite the spark gap) can damage the fiber due to the high local intensity. In order to avoid such damage to the fiber, with a known overvoltage protection, a high energy load and therefore more expensive fiber must be used.

В основе изобретения лежит задача предоставить защиту от перенапряжения вышеуказанного вида и способ поджига искрового промежутка, которые могут быть реализованы экономичным образом.The basis of the invention is the task of providing overvoltage protection of the above type and a method for igniting the spark gap, which can be implemented in an economical manner.

Эта задача в соответствии с изобретением решается посредством защиты от перенапряжения согласно пункту 1 формулы изобретения и посредством способа согласно пункту 10 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления защиты от перенапряжения и способа приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.This task in accordance with the invention is achieved by overvoltage protection according to claim 1 and by the method according to claim 10. Preferred embodiments of the surge protection and method are given in the dependent claims.

Раскрыта защита от перенапряжения с искровым промежутком (который содержит противоположные друг другу электроды) и с лазером для поджига искрового промежутка, причем лазер соединен с входом оптического элемента растяжения, который служит для временного растяжения лазерных импульсов, генерируемых лазером, выход элемента растяжения соединен с одним концом оптического передающего волокна, в частности, с одним концом световода, второй конец передающего волокна соединен с входом оптического элемента сжатия, который служит для временного сжатия лазерных импульсов, и выход элемента сжатия (оптически) соединен с искровым промежутком. При этом особенно предпочтительно, что оптическое передающее волокно должно передавать только растянутые во времени лазерные импульсы. Таким образом, максимально возникающая локальная плотность энергии в оптическом передающем волокне заметно снижается (по сравнению с передачей нерастянутых во времени лазерных импульсов). Тем самым можно избежать повреждения оптического передающего волокна или увеличить срок службы передающего волокна. Кроме того, предпочтительно, что на втором конце передающего волокна размещен оптический элемент сжатия, который сжимает во времени лазерные импульсы. Тем самым на выходе элемента сжатия имеются лазерные импульсы, которые снова имеют увеличенную максимальную плотность энергии. Таким образом, с помощью этих лазерных импульсов можно надежно поджигать искровой промежуток.Disclosed is an overvoltage protection with a spark gap (which contains electrodes opposite to each other) and with a laser for igniting the spark gap, the laser being connected to the input of the optical stretching element, which serves to temporarily stretch the laser pulses generated by the laser, the output of the stretching element is connected to one end optical transmitting fiber, in particular with one end of the optical fiber, the second end of the transmitting fiber is connected to the input of the optical compression element, which serves for temporary zhatiya laser pulses, and an output of compression (optically) connected to the spark gap. It is particularly preferred that the optical transmitting fiber should transmit only time-stretched laser pulses. Thus, the maximally occurring local energy density in the optical transmitting fiber is noticeably reduced (compared with the transmission of laser pulses unstretched in time). In this way, damage to the optical transmission fiber can be avoided or the life of the transmission fiber can be increased. In addition, it is preferable that an optical compression element is placed at the second end of the transmitting fiber, which compresses the laser pulses in time. Thus, there are laser pulses at the output of the compression element, which again have an increased maximum energy density. Thus, using these laser pulses, it is possible to reliably ignite the spark gap.

Защита от перенапряжения может быть выполнена таким образом, что (оптический) выход элемента сжатия ориентирован в направлении по меньшей мере одного электрода искрового промежутка или в направлении промежуточного пространства между двумя электродами искрового промежутка. При такой ориентации элемента сжатия предпочтительно может быть обеспечено, что с помощью сжатых лазерных импульсов искровой промежуток может безопасно и надежно поджигаться.Overvoltage protection can be performed in such a way that the (optical) output of the compression element is oriented in the direction of at least one electrode of the spark gap or in the direction of the intermediate space between two electrodes of the spark gap. With this orientation of the compression element, it can preferably be ensured that the spark gap can be ignited safely and reliably using compressed laser pulses.

Защита от перенапряжения может быть реализована таким образом, что лазер представляет собой импульсный лазер, в частности, фемтосекундный лазер. С помощью импульсного лазера, в частности, с помощью фемтосекундного лазера могут генерироваться очень короткие лазерные импульсы, так что временное растяжение лазерных импульсов и последующее временное сжатие лазерных импульсов могут быть применены эффективным образом.Overvoltage protection can be realized in such a way that the laser is a pulsed laser, in particular a femtosecond laser. Using a pulsed laser, in particular a femtosecond laser, very short laser pulses can be generated, so that the temporary stretching of the laser pulses and the subsequent temporary compression of the laser pulses can be applied in an efficient manner.

Защита от перенапряжения также может быть реализована таким образом, что передающее волокно свободно от лазерно-активных сред. Таким образом, может применяться простое и экономичное передающее волокно, в частности, простой и экономичный световод.Surge protection can also be implemented in such a way that the transmitting fiber is free from laser-active media. Thus, a simple and economical transmission fiber can be used, in particular a simple and economical fiber.

Защита от перенапряжения также может быть реализована таким образом, что искровой промежуток и элемент сжатия размещены на электрически изолированно установленной платформе, которая находится на (электрическом) высоковольтном потенциале (и которая предусмотрена для размещения по меньшей мере одного электрического компонента, который должен быть защищен от перенапряжения), а лазер соединен с потенциалом заземления. При этом особенно предпочтительно, что находящийся на потенциале заземления лазер может простым и экономичным способом снабжаться электрической энергией. Например, этот лазер может быть подключен к обычной сети энергоснабжения переменного тока и таким образом может снабжаться электрической энергией. Лазерные импульсы затем передаются по передающему волокну, в частности, световоду, на платформу. На основе реализованной с помощью передающего волокна/световода гальванической развязки, при этом не происходит никакого нежелательного влияния между лазером, соединенным с потенциалом заземления, и платформой, соединенной с высоковольтным потенциалом.Surge protection can also be implemented in such a way that the spark gap and the compression element are placed on an electrically insulated platform, which is located on the (electrical) high voltage potential (and which is designed to accommodate at least one electrical component that must be protected against overvoltage ), and the laser is connected to ground potential. It is particularly preferred that the laser located at the grounding potential can be supplied with electrical energy in a simple and economical way. For example, this laser can be connected to a conventional AC power supply network and thus can be supplied with electrical energy. The laser pulses are then transmitted through a transmitting fiber, in particular a fiber, to the platform. Based on galvanic isolation implemented by means of a transmitting fiber / fiber, there is no undesirable effect between the laser connected to the ground potential and the platform connected to the high voltage potential.

Защита от перенапряжения также может быть выполнена таким образом, что элемент растяжения размещен вне платформы, и передающее волокно соединяет элемент растяжения с платформой, в частности, с элементом сжатия. Здесь посредством передающего волокна реализуется гальваническая развязка между элементом растяжения, расположенным вне платформы, и платформой.Overvoltage protection can also be performed in such a way that the tensile element is placed outside the platform, and the transmitting fiber connects the tensile element with the platform, in particular, with the compression element. Here, by means of a transmitting fiber, galvanic isolation between a tensile element located outside the platform and the platform is realized.

Защита от перенапряжения также может быть реализована таким образом, что между элементом сжатия и искровым промежутком размещена оптика для фокусировки сжатых лазерных импульсов. С помощью этой оптики, лазерные импульсы/лазерное излучение могут/может фокусироваться на искровой промежуток, так что искровой промежуток может поджигаться еще более безопасным и надежным образом.Overvoltage protection can also be implemented in such a way that optics are placed between the compression element and the spark gap to focus the compressed laser pulses. Using these optics, the laser pulses / laser radiation can / can focus on the spark gap, so that the spark gap can be ignited in an even safer and more reliable way.

Защита от перенапряжения также может быть реализована таким образом, что элемент сжатия жестко (т.е. в частности, неподвижно) связан с искровым промежутком. Эта жесткая связь между элементом сжатия и искровым промежутком имеет то преимущество, что даже в суровом режиме повседневной эксплуатации (при котором, например, могут происходить вибрации или сотрясения) лазерное излучение/лазерные импульсы всегда надежно вводится/вводятся в искровой промежуток. Посредством жесткой связи между элементом сжатия и искровым промежутком дополнительно гарантируется, что лазерное излучение всегда под тем же углом входит в пространство между электродами искрового промежутка или попадает на электроды. Такая жесткая или неподвижная связь между элементом сжатия и искровым промежутком может также упоминаться как “квази-монолитная” связь.Overvoltage protection can also be implemented in such a way that the compression element is rigidly (i.e., in particular, motionless) connected to the spark gap. This rigid connection between the compression element and the spark gap has the advantage that, even in the harsh mode of daily operation (in which, for example, vibrations or shocks can occur), laser radiation / laser pulses are always reliably inserted / introduced into the spark gap. By means of a rigid connection between the compression element and the spark gap, it is additionally guaranteed that the laser radiation always at the same angle enters the space between the electrodes of the spark gap or enters the electrodes. Such a rigid or fixed connection between the compression element and the spark gap may also be referred to as a “quasi-monolithic” connection.

Защита от перенапряжения также может быть реализована таким образом, что искровой промежуток является частью цепи поджига для поджига основного искрового промежутка. Таким образом, предпочтительно с помощью лазера может сначала поджигаться искровой промежуток меньшей мощности, после чего этот искровой промежуток затем используется для поджига основного искрового промежутка большей мощности.Overvoltage protection can also be implemented in such a way that the spark gap is part of the ignition circuit for igniting the main spark gap. Thus, preferably with a laser, the spark gap of lower power can be first ignited, after which this spark gap is then used to ignite the main spark gap of higher power.

Кроме того, раскрыт способ поджига искрового промежутка (который содержит противолежащие электроды) с помощью лазера, причем в способе лазерные импульсы, генерируемые лазером, растягиваются во времени, растянутые во времени лазерные импульсы передаются посредством оптического передающего волокна, в частности, посредством оптического световода, после передачи растянутые во времени лазерные импульсы сжимаются во времени, и сжатые во времени лазерные импульсы вводятся в искровой промежуток.In addition, a method for igniting a spark gap (which contains opposite electrodes) using a laser is disclosed, wherein in the method the laser pulses generated by the laser are stretched in time, the stretched in time laser pulses are transmitted by an optical transmitting fiber, in particular by means of an optical fiber, after transmissions, time-stretched laser pulses are compressed in time, and time-compressed laser pulses are introduced into the spark gap.

Этот способ может быть выполнен таким образом, что растянутые во времени лазерные импульсы передаются посредством оптического передающего волокна к электрически изолированно установленной платформе, которая находится на высоковольтном потенциале (и которая предусмотрена для размещения по меньшей мере одного электрического компонента, который должен защищаться от перенапряжения).This method can be performed in such a way that the laser pulses stretched in time are transmitted via an optical transmitting fiber to an electrically insulated platform that is at a high voltage potential (and which is designed to accommodate at least one electrical component that must be protected against overvoltage).

Способ также может быть выполнен таким образом, что искровой промежуток и элемент сжатия размещены на платформе, а лазер соединен с потенциалом заземления.The method can also be performed in such a way that the spark gap and the compression element are placed on the platform, and the laser is connected to the ground potential.

Эти варианты способа имеют такие же преимущества, что и приведенные выше при описании защиты от перенапряжения.These process options have the same advantages as those described above when describing surge protection.

В дальнейшем изобретение поясняется более подробно на примерных вариантах осуществления. С этой целью на чертежах представлено следующее:The invention is further explained in more detail with exemplary embodiments. To this end, the drawings show the following:

Фиг. 1 - защита от перенапряжения в соответствии с предшествующим уровнем техники,FIG. 1 - surge protection in accordance with the prior art,

Фиг. 2 – пример выполнения соответствующей изобретению защиты от перенапряжения и способа,FIG. 2 shows an example of a surge protection and method according to the invention,

Фиг. 3 – приведенный для примера лазерный импульс,FIG. 3 is an example of a laser pulse,

Фиг. 4 - приведенный для примера расширенный лазерный импульс иFIG. 4 is an exemplary extended laser pulse and

Фиг. 5 – приведенный для примера расширенный и снова сжатый лазерный импульс.FIG. 5 is an example of an expanded and again compressed laser pulse.

На фиг. 1 представлена известная из выложенной заявки DE 10 2004 002 582 A1 защита 1 от перенапряжения. Эта защита 1 от перенапряжения имеет основной искровой промежуток 2 с двумя основными электродами 3. Защита 1 от перенапряжения выполнена на электрически изолированно установленной платформе 4, которая через изоляторы в форме колонны (не показаны на чертеже) опирается на окружение, находящееся на потенциале заземления. Нижний основной электрод 3 электрически соединен с потенциалом платформы 4, например, с высоковольтным потенциалом платформы 4. Верхний основной электрод 3 находится на другом электрическом потенциале, например, на высоковольтном потенциале высоковольтной трехфазной сети. Между основными электродами 3 может быть приложено напряжение величиной порядка, например, нескольких сотен кВ, например 160 кВ.In FIG. 1 shows the overvoltage protection 1 known from DE 10 2004 002 582 A1. This overvoltage protection 1 has a main spark gap 2 with two main electrodes 3. The overvoltage protection 1 is made on an electrically insulated platform 4, which, through insulators in the form of a column (not shown in the drawing), relies on an environment located on the ground potential. The lower main electrode 3 is electrically connected to the potential of the platform 4, for example, with the high voltage potential of the platform 4. The upper main electrode 3 is located on another electric potential, for example, on the high voltage potential of the high voltage three-phase network. A voltage of the order of, for example, several hundred kV, for example 160 kV, can be applied between the main electrodes 3.

Параллельно с основным искровым промежутком 2 включены те электрические или электронные компоненты, которые должны быть защищены с помощью основного искрового промежутка 2 от перенапряжения. Эти компоненты могут быть, например, конденсаторами. (Эти защищаемые компоненты не показаны на чертежах)In parallel with the main spark gap 2, those electrical or electronic components are included that must be protected with the main spark gap 2 from overvoltage. These components may be, for example, capacitors. (These protected components are not shown in the drawings)

Для поджига основного искрового промежутка 2 предусмотрена цепь 5 поджига с поджигающим электродом 6, причем цепь 5 поджига имеет емкостный делитель напряжения, содержащий первый конденсатор 7 и второй конденсатор 8 (конденсатор 8 поджига). Второй конденсатор 8 может шунтироваться с помощью параллельной ветви. В параллельной ветви расположен искровой промежуток 9 (инициирующий искровой промежуток 9) и включенное последовательно с ним омическое сопротивление 10. Для поджига инициирующего искрового промежутка 9, предусмотрен волоконный лазер 17, лазерные импульсы которого с помощью световода 15 передаются к инициирующему искровому промежутку 9.To ignite the main spark gap 2, an ignition circuit 5 with an ignition electrode 6 is provided, wherein the ignition circuit 5 has a capacitive voltage divider comprising a first capacitor 7 and a second capacitor 8 (ignition capacitor 8). The second capacitor 8 can be shunted using a parallel branch. In a parallel branch there is a spark gap 9 (initiating spark gap 9) and ohmic resistance 10 connected in series with it. To ignite the initiating spark gap 9, a fiber laser 17 is provided, the laser pulses of which are transmitted via the light guide 15 to the initiating spark gap 9.

На потенциале заземления находятся устройство 13 защиты и лазер 14 накачки. Лазер 14 накачки используется для накачки волоконного лазера 17. Защитный прибор 13 (прибор техники защиты) соединен с не показанными на чертеже измерительными датчиками/сенсорами, такими как, например, измерители напряжения, так что измеренные значения напряжения, падающего на контролируемом компоненте, могут подаваться на защитный прибор 13, и перенапряжения могут обнаруживаться защитным прибором 13.At the ground potential are the protection device 13 and the pump laser 14. The pump laser 14 is used to pump the fiber laser 17. The protective device 13 (a safety device) is connected to measuring sensors / sensors not shown, such as, for example, voltage meters, so that the measured values of the voltage incident on the monitored component can be applied to the protective device 13, and overvoltages can be detected by the protective device 13.

Лазерные импульсы волоконного лазера 17 называются поджигающим светом. Лазерные импульсы подаются по световоду 15 к инициирующему искровому промежутку 9. Эти лазерные импульсы настолько интенсивным, что генерируется оптический пробой в инициирующем искровом промежутке 9, и, таким образом, инициирующий искровой промежуток 9 поджигается. Чтобы избежать повреждений световода из-за этих интенсивных и высокоэнергетических лазерных импульсов, световод 15 должен быть выполнен соответственно прочным и рассчитанным на высокую энергию, ввиду чего световод 15 является дорогостоящим.The laser pulses of the fiber laser 17 are called firing light. The laser pulses are fed through the optical fiber 15 to the initiating spark gap 9. These laser pulses are so intense that an optical breakdown is generated in the initiating spark gap 9, and thus, the initiating spark gap 9 is ignited. In order to avoid damage to the fiber due to these intense and high-energy laser pulses, the fiber 15 must be suitably strong and designed for high energy, which is why the fiber 15 is expensive.

На фиг. 2 показан пример выполнения защиты 200 от перенапряжения согласно изобретению. Эта защита 200 от перенапряжения имеет, в соответствии с фиг. 1, основной искровой промежуток 2, верхний и нижний основной электрод 3, платформу 4 (высоковольтную платформу 4), цепь 5 поджига, поджигающий электрод 6, первый конденсатор 7, второй конденсатор 8, искровой промежуток 9 (инициирующий искровой промежуток 9), омическое сопротивление 10 и защитный прибор 13. Кроме того, защита 200 от перенапряжения включает в себя лазер 210, который, включая (не показанный) источник накачки, находится на потенциале 260 заземления. Лазер 210 в данном примере выполнения является импульсным лазером, в частности, фемтосекундным лазером (который является лазером, излучающим лазерные импульсы, длительность которых находится в фемтосекундном диапазоне). Лазер 210 соединен с потенциалом 260 заземления и расположен вне платформы 4. Источник накачки лазера 210 может быть выполнен в виде обычного источника накачки, который генерирует свет накачки, например, посредством лазерных диодов.In FIG. 2 shows an example of a surge protection 200 according to the invention. This surge protection 200 has, in accordance with FIG. 1, main spark gap 2, upper and lower main electrode 3, platform 4 (high voltage platform 4), ignition circuit 5, ignition electrode 6, first capacitor 7, second capacitor 8, spark gap 9 (initiating spark gap 9), ohmic resistance 10 and protective device 13. In addition, the overvoltage protection 200 includes a laser 210, which, including (not shown) a pump source, is at ground potential 260. The laser 210 in this embodiment is a pulsed laser, in particular a femtosecond laser (which is a laser that emits laser pulses whose duration is in the femtosecond range). The laser 210 is connected to the ground potential 260 and is located outside the platform 4. The pump source of the laser 210 can be made in the form of a conventional pump source that generates pump light, for example, by means of laser diodes.

В отличие от защиты от перенапряжения согласно фиг. 1, лазерные импульсы, генерируемые лазером 210, растягиваются во времени с помощью оптического элемента 218 растяжения. С этой целью выход 222 лазера 210 оптически соединен с входом 226 элемента 218 растяжения. Выход 230 элемента 218 растяжения соединен с одним концом оптического передающего волокна 15’. Второй конец оптического передающего волокна 15’ соединен с входом 234 оптического элемента 238 сжатия. С помощью этого элемента 238 сжатия растянутые во времени лазерные импульсы сжимаются во времени, так что лазерные импульсы (в идеальном случае) приобретают свою первоначальную форму. Выход 242 элемента 238 сжатия соединен с искровым промежутком 9, в частности, выход 242 элемента 238 сжатия оптически связан с искровым промежутком 9. Элемент 238 сжатия размещен непосредственно у искрового промежутка 9, так что выходящие из элемента 238 сжатия сжатые лазерные импульсы непосредственно достигают искрового промежутка 9.In contrast to the surge protection of FIG. 1, the laser pulses generated by the laser 210 are stretched in time by the optical tensile element 218. To this end, the output 222 of the laser 210 is optically connected to the input 226 of the stretching element 218. The output 230 of the stretching member 218 is connected to one end of the optical transmitting fiber 15 ’. The second end of the optical transmitting fiber 15 ’is connected to the input 234 of the optical compression element 238. With this compression element 238, time-stretched laser pulses are compressed in time, so that the laser pulses (in the ideal case) acquire their original shape. The output 242 of the compression element 238 is connected to the spark gap 9, in particular, the output 242 of the compression element 238 is optically connected to the spark gap 9. The compression element 238 is located directly at the spark gap 9, so that the compressed laser pulses emerging from the compression element 238 directly reach the spark gap 9.

Элемент 238 сжатия связан с искровым промежутком 9. Предпочтительно, элемент 238 сжатия жестко (т.е. неподвижно) связан с искровым промежутком 9, так что лазерное излучение всегда при одинаковых условиях (под тем же углом падения и т.п.) падает в искровой промежуток. Элемент 238 сжатия может даже рассматриваться как часть искрового промежутка 9. Жесткое (квазимонолитное) закрепление элемента 238 сжатия у искрового промежутка 9 обеспечивает максимально широкую свободу от воздействия внешних возмущений (например, вибраций) на местоположение лазерного фокуса в искровом промежутке.The compression element 238 is connected to the spark gap 9. Preferably, the compression element 238 is rigidly (i.e., stationary) connected to the spark gap 9, so that the laser radiation always under the same conditions (at the same angle of incidence, etc.) falls into spark gap. The compression element 238 can even be considered as part of the spark gap 9. The rigid (quasi-monolithic) fastening of the compression element 238 at the spark gap 9 provides the widest possible freedom from the influence of external disturbances (for example, vibrations) on the location of the laser focus in the spark gap.

Искровой промежуток 9 является закрытым искровым промежутком, который находится в корпусе. Искровой промежуток 9 имеет первый электрод 246 и второй электрод 248; электроды 246 и 248 противоположны друг другу. Между первым электродом 246 и вторым электродом 248 может зажигаться электрическая дуга. Элемент 238 сжатия жестко соединен с корпусом искрового промежутка 9. При этом оптический выход 242 элемента 238 сжатия ориентирован в направлении первого электрода 246 и/или в направлении второго электрода 248; оптический выход 242 элемента 238 сжатия может также быть ориентирован в направлении промежуточного пространства между электродами 246 и 248 искрового промежутка 9. Таким образом, лазерное излучение, испускаемое из элемента 238 сжатия (сжатые лазерные импульсы), достигает электродов 246 и/или 248 или поступает в промежуточное пространство между электродами 246 и 248.The spark gap 9 is a closed spark gap, which is located in the housing. Spark gap 9 has a first electrode 246 and a second electrode 248; electrodes 246 and 248 are opposite to each other. An electric arc can be ignited between the first electrode 246 and the second electrode 248. The compression element 238 is rigidly connected to the housing of the spark gap 9. In this case, the optical output 242 of the compression element 238 is oriented in the direction of the first electrode 246 and / or in the direction of the second electrode 248; the optical output 242 of the compression element 238 can also be oriented in the direction of the intermediate space between the electrodes 246 and 248 of the spark gap 9. Thus, the laser radiation emitted from the compression element 238 (compressed laser pulses) reaches the electrodes 246 and / or 248 or enters the intermediate space between the electrodes 246 and 248.

Лазер 210 и элемент 218 растяжения размещены пространственно удаленно от платформы 4, элемента 238 сжатия и искрового зазора 9. Пространственное удаление перекрывается посредством передающего волокна 15’. Передающее волокно 15’ в данном примере выполнения представляет собой световод 15’. При этом особенно предпочтительно, что световод 15’ не должен передавать сверхкороткие лазерные импульсы лазера 210, которые имеют большую плотность энергии. Вместо этого, предпочтительным образом по световоду 15’ к платформе передаются только растянутые по времени лазерные импульсы, которые имеют относительно меньшую плотность энергии. Таким образом, оптический волновод 15’ энергетически нагружается относительно меньше, так что здесь может использоваться более экономичный световод. Световод 15’ как таковой не содержит лазерно-активной среды, он свободен от лазерно-активных сред. Также по этому здесь может использоваться более экономичный световод.The laser 210 and the stretching member 218 are spatially remote from the platform 4, the compression member 238 and the spark gap 9. The spatial removal is blocked by the transmission fiber 15 ’. The transmission fiber 15 ’in this embodiment is an optical fiber 15’. It is particularly preferable that the fiber 15 ’should not transmit ultrashort laser pulses of the laser 210, which have a high energy density. Instead, in a preferred manner, only time-stretched laser pulses that have a relatively lower energy density are transmitted to the platform through fiber 15 ’. Thus, the optical waveguide 15 ’is relatively less energetically loaded, so that a more economical fiber can be used here. The optical fiber 15 ’as such does not contain a laser-active medium, it is free from laser-active media. Also for this, a more economical fiber can be used here.

При передаче растянутых лазерных импульсов к платформе 4 согласно фиг. 2, следовательно, локальная интенсивность лазерных импульсов в световоде 15’ значительно уменьшается по сравнению с локальной интенсивностью в световоде 15 при передаче лазерного излучения согласно фиг. 1. За счет этого может применяться более экономичный световод, и/или на основе сниженного износа может увеличиваться срок службы волокон световода. Независимый от световода 15’ лазер 210 и выполнение элемента 238 сжатия в качестве отдельного компонента на конце световода 15’ также обеспечивает возможность лучшей юстировки и технического обслуживания и облегчает замену или ремонт элемента сжатия или лазера.When transmitting the stretched laser pulses to the platform 4 according to FIG. 2, therefore, the local intensity of the laser pulses in the optical fiber 15 ’is significantly reduced compared to the local intensity in the optical fiber 15 when transmitting laser radiation according to FIG. 1. Due to this, a more economical fiber can be used, and / or on the basis of reduced wear, the service life of the fiber can be increased. Independent of the 15 ’fiber laser 210 and the implementation of the compression element 238 as a separate component at the end of the optical fiber 15’ also provides better alignment and maintenance and facilitates the replacement or repair of the compression element or laser.

Выполнение с частичной избыточностью компонентов защиты от перенапряжения может быть легко реализовано. Например, по соображениям безопасности два избыточных световода 15’ могли бы быть проложены от элемента 218 растяжения к платформе 4, причем на платформе 4 имеется только один элемента 238 сжатия. Опционально, световод 15’ может контролироваться на наличие прерываний (например, с помощью дополнительного лазера другой длины волны). Этот контроль осуществляется особенно просто, так как световод 15’ свободен от лазерно-активных сред.Partial redundancy of surge protection components can be easily implemented. For example, for safety reasons, two redundant optical fibers 15 ’could be laid from the stretching member 218 to the platform 4, and on the platform 4 there is only one compression member 238. Optionally, the fiber 15 ’can be monitored for interruptions (for example, using an additional laser of a different wavelength). This control is especially simple, since the 15 ’fiber is free from laser active media.

Опционально, у элемента 238 сжатия может быть предусмотрена оптика 252 (которая содержит, например, одну или более фокусирующих линз) для фокусировки лазерного импульса/лазерного излучения, так что это лазерное излучение может еще более точно вводиться в искровой промежуток 9. Но также можно отказаться от оптики. Также опционально может использоваться известная как таковая так называемая самофокусировка лазера.Optionally, a compression element 238 may be provided with optics 252 (which contains, for example, one or more focusing lenses) for focusing the laser pulse / laser radiation, so that this laser radiation can even more accurately be introduced into the spark gap 9. But you can also refuse from optics. The optionally known so-called self-focusing laser can also be optionally used.

Установленная электрически изолированно платформа 4, которая находится на электрическом высоковольтном потенциале 256, служит для размещения искрового промежутка 9, а также элемента 238 сжатия. Кроме того, на этой платформе 4 размещены электрический или электронный компонент или компоненты, которые должны быть защищены от перенапряжения с помощью вышеупомянутой защиты от перенапряжения. За счет того, что лазер 210 находится на потенциале 260 заземления, не требуется реализовывать (сложное и дорогостоящее) электрическое энергоснабжение лазера 210 на высоковольтном потенциале 256 платформы 4. Это также приводит к значительным преимуществам по стоимости.Installed electrically isolated platform 4, which is located at an electric high-voltage potential 256, serves to accommodate the spark gap 9, as well as the compression element 238. In addition, an electric or electronic component or components are placed on this platform 4, which must be protected against overvoltage with the aforementioned overvoltage protection. Due to the fact that the laser 210 is located at grounding potential 260, it is not necessary to realize (complex and expensive) electric power supply to laser 210 at high voltage potential 256 of platform 4. This also leads to significant cost advantages.

Защита 200 от перенапряжения или способ поджига искрового промежутка 9 функционирует следующим образом: После того, как защитный прибор 13 обнаруживает перенапряжение на защищаемом компоненте, он выдает сигнал на лазер 210, после чего лазер 210 генерирует короткие лазерные импульсы с высокой плотностью энергии. Такой короткий лазерный импульс схематично представлен на фиг. 3. Эти лазерные импульсы передаются на элемент 218 растяжения и растягиваются в нем во времени. На выходе 230 элемента 218 растяжения растянутые во времени лазерные импульсы имеют тогда форму, которая схематично представлена на фиг. 4. Эти растянутые лазерные импульсы затем вводятся в световод 15’ и передаются к платформе 4. Растянутые лазерные импульсы затем поступают на элемент 238 сжатия. Элемент 238 сжатия сжимает лазерные импульсы во времени, так что лазерные импульсы на выходе 242 элемента сжатия имеют форму, которая схематично представлена на фиг. 5. В идеальном случае, лазерные импульсы на выходе 242 элемента 238 сжатия снова имеют ту же форму, что и на входе 226 элемента 218 растяжения. Затем лазерные импульсы опционально могут быть сфокусированы с помощью оптики 252. Затем лазерные импульсы подаются в искровой промежуток 9. На основе этих лазерных импульсов/лазерного излучения 255 поджигается искровой промежуток 9, то есть между первым электродом 246 и вторым электродом 248 искрового промежутка начинает гореть электрическая дуга.An overvoltage protection 200 or a method for igniting a spark gap 9 operates as follows: After the protective device 13 detects an overvoltage on the component to be protected, it provides a signal to the laser 210, after which the laser 210 generates short laser pulses with a high energy density. Such a short laser pulse is shown schematically in FIG. 3. These laser pulses are transmitted to the stretching element 218 and are stretched therein in time. At the output 230 of the extension member 218, the time-stretched laser pulses then have a shape that is schematically represented in FIG. 4. These stretched laser pulses are then introduced into the optical fiber 15 ’and transmitted to the platform 4. The stretched laser pulses are then fed to the compression element 238. The compression element 238 compresses the laser pulses over time, so that the laser pulses at the output 242 of the compression element have a shape that is schematically shown in FIG. 5. Ideally, the laser pulses at the output 242 of the compression element 238 again have the same shape as the input 226 of the stretching element 218. Then the laser pulses can optionally be focused using optics 252. Then the laser pulses are fed into the spark gap 9. Based on these laser pulses / laser radiation 255, the spark gap 9 is ignited, that is, between the first electrode 246 and the second electrode 248 of the spark gap, the electric burns arc.

Посредством этого поджига искрового промежутка 9 (т.е. посредством горящей электрической дуги), второй конденсатор 8 цепи 5 поджига шунтируется. Тем самым поджигающий электрод 6 приводится почти на электрический потенциал платформы 4. Так как расстояние между поджигающим электродом 6 и верхним основным электродом 3 меньше, чем расстояние между обоими основными электродами 3, электрическая дуга начинает гореть между верхним основным электродом 3 и поджигающим электродом 6. На основе этой электрической дуги, первый конденсатор 7 шунтируется, в результате чего второй конденсатор 8 может заряжать снова. После того, как второй конденсатор 8 приобретает достаточно высокое напряжение на конденсаторе, начинает гореть электрическая дуга между поджигающим электродом 6 и нижним основным электродом 3, так что теперь искровой промежуток 2 полностью поджигается. За счет этого защищаемый элемент, включенный параллельно основному искровому промежутку 2 (не показанный на фиг. 2), защищается от перенапряжения.By means of this ignition of the spark gap 9 (i.e. by means of a burning electric arc), the second capacitor 8 of the ignition circuit 5 is shunted. Thus, the ignition electrode 6 is brought almost to the electric potential of the platform 4. Since the distance between the ignition electrode 6 and the upper main electrode 3 is less than the distance between the two main electrodes 3, the electric arc begins to burn between the upper main electrode 3 and the ignition electrode 6. On based on this electric arc, the first capacitor 7 is bridged, as a result of which the second capacitor 8 can charge again. After the second capacitor 8 acquires a sufficiently high voltage across the capacitor, an electric arc starts to burn between the ignition electrode 6 and the lower main electrode 3, so that now the spark gap 2 is completely ignited. Due to this, the protected element connected in parallel with the main spark gap 2 (not shown in Fig. 2) is protected against overvoltage.

Лазерный импульс, генерируемый с помощью лазера 210, таким образом, растягивается во времени перед вводом в передающее волокно 15’. Тем самым максимально возникающая локальная плотность энергии лазерного импульса уменьшается в передающем волокне 15’, так что повреждения передающего волокна можно избежать.The laser pulse generated by the laser 210, thus, stretches in time before entering into the transmitting fiber 15 ’. Thus, the maximum occurring local energy density of the laser pulse is reduced in the transmitting fiber 15 ’, so that damage to the transmitting fiber can be avoided.

Одним известным как таковой способом временного растяжения лазерного импульса является так называемое “чирпирование” (линейная частотная модуляция): короткий лазерный импульс состоит из широкого спектра цветов. При “чирпировании” используется различное время распространения для отдельных цветов при прохождении через различные среды. При прохождении короткого лазерного импульса через определенные сетчатые структуры или призменные конструкции или с помощью специального многослойного зеркала (“чирп-зеркала”) возникает так называемый “негативно-чирпированный” импульс, в котором длинноволновые (красные) частотные компоненты следуют за коротковолновыми (синими) частотными компонентами. Такой “негативно-чирпированный” импульс растянут во времени, см. фиг. 4. Такие сетчатые структуры или призменные конструкции или многослойные зеркала являются также примерами для элемента 218 растяжения. На фиг. 2 элемент 218 растяжения показан в виде призменного устройства.One known method of temporarily stretching a laser pulse as such is the so-called “chirping” (linear frequency modulation): a short laser pulse consists of a wide range of colors. Chirping uses different propagation times for individual colors when passing through different media. When a short laser pulse passes through certain mesh structures or prism structures or using a special multilayer mirror (“chirp mirror”), a so-called “negative chirped” pulse arises in which the long-wave (red) frequency components follow the short-wave (blue) frequency components. Such a “negatively chirped” impulse is stretched in time, see FIG. 4. Such mesh structures or prism structures or multilayer mirrors are also examples of the tension member 218. In FIG. 2, an extension member 218 is shown as a prism device.

При прохождении лазерного импульса через дисперсионную среду (например, через кварц) возникает так называемый “позитивно-чирпированный” импульс, в котором коротковолновые (синие) частотные компоненты следуют за длинноволновыми (красными) частотными компонентами. Такой “позитивно-чирпированный” импульс сжат во времени, см. фиг. 5. Тонкий кварцевый блок является примером для элемента 238 сжатия.When a laser pulse passes through a dispersion medium (for example, through quartz), a so-called “positively chirped” pulse arises in which the short-wave (blue) frequency components follow the long-wave (red) frequency components. Such a “positively chirped” pulse is compressed in time, see FIG. 5. A thin quartz block is an example for compression element 238.

Если короткий лазерный импульс 310 лазера 210 последовательно сначала “негативно чирпируют”, а затем “позитивно чирпируют”, то в идеальном случае в результате возникает снова первоначальный лазерный импульс 210, т.е. импульс без линейной частотной модуляции. Очередность элемента растяжения (расширителя) и элемента сжатия (компрессора) можно поменять местами.If the short laser pulse 310 of the laser 210 is sequentially first “negatively chirped” and then “positively chirped”, then, in the ideal case, the initial laser pulse 210 again appears, i.e. pulse without linear frequency modulation. The sequence of the tensile element (expander) and the compression element (compressor) can be interchanged.

В качестве элемента 238 сжатия, таким образом, простой оптический компонент, который, например, содержит тонкий кварцевый блок, может располагаться на конце оптического передающего волокна. Опционально, на кварцевом блоке может размещаться фокусирующая линза. Для больших длительностей импульсов могут, например, применяться акустооптические дисперсионные фильтры в качестве элемента сжатия и/или элемента растяжения.As the compression element 238, thus, a simple optical component, which, for example, contains a thin quartz block, can be located at the end of the optical transmitting fiber. Optionally, a focusing lens can be placed on the quartz block. For longer pulse durations, for example, acousto-optic dispersion filters can be used as a compression element and / or a tensile element.

На фиг. 3 представлено схематичное изображение примерного лазерного импульса 310 на выходе 222 лазера 210. При этом показана интенсивность I (то есть энергия на единицу времени и площади) в зависимости от времени t.In FIG. 3 is a schematic representation of an exemplary laser pulse 310 at the output 222 of the laser 210. The intensity I (i.e., energy per unit time and area) is shown as a function of time t.

На фиг. 4 показано примерное представление растянутого во времени лазерного импульса 410, как он возникает на выходе 230 элемента 218 растяжения. Ясно видно временное растяжение лазерного импульса 410. Это временное растяжение лазерного импульса 410 приводит тому, что максимальная интенсивность I заметно уменьшена по сравнению с нерастянутым лазерным импульсом 310 на фиг. 3.In FIG. 4 shows an exemplary representation of the time-stretched laser pulse 410 as it arises at the output 230 of the tension element 218. The temporary stretching of the laser pulse 410 is clearly visible. This temporary stretching of the laser pulse 410 leads to the fact that the maximum intensity I is markedly reduced compared to the unstretched laser pulse 310 in FIG. 3.

На фиг. 5 показано представление примерного сжатого во времени лазерного импульса 255, как он возникает на выходе 242 элемента 238 сжатия. Можно явно видеть временное сжатие лазерного импульса 255 по сравнению с лазерным импульсом 410, показанным на фиг. 4. Это временное сжатие лазерного импульса 255 приводит к тому, что максимальная интенсивность I снова увеличивается по сравнению с растянутым лазерным импульсом 410 согласно фиг. 4. Этот сжатый во времени лазерный импульс 255 соответствует в данном примере выполнения вновь первоначальному лазерному импульсу 310.In FIG. 5 shows a representation of an exemplary time-compressed laser pulse 255 as it arises at the output 242 of the compression element 238. One can clearly see the temporary compression of the laser pulse 255 compared to the laser pulse 410 shown in FIG. 4. This temporary compression of the laser pulse 255 leads to the fact that the maximum intensity I again increases compared with the stretched laser pulse 410 according to FIG. 4. This time-compressed laser pulse 255 corresponds in this example to the execution of the original laser pulse 310 again.

В другом (не показанном на чертежах) примере выполнения с помощью лазера 210 можно также непосредственно поджигать основной искровой промежуток 2. Так как в основном искровом промежутке 2 возникают более высокие значения энергии, чем в искровом промежутке 9 (в частности, протекают большие токи, и возникают более высокие температуры), в этом случае элемент 238 сжатия необходимо соответствующим образом защищать от воздействия высоких температур.In another (not shown in the drawings) exemplary embodiment, using the laser 210, it is also possible to directly ignite the main spark gap 2. Since higher energy values appear in the main spark gap 2 than in the spark gap 9 (in particular, large currents flow, and higher temperatures occur), in which case the compression element 238 must be adequately protected from high temperatures.

В частности, с помощью описанной защиты от перенапряжения могут защищаться устройства/компоненты (такие как конденсаторы или разрядники), которые расположены параллельно основному искровому промежутку 2. Например, в системах последовательной компенсации для высоковольтных сетей переменного тока, подобная защита от перенапряжения с искровыми промежутками может использоваться для защиты конденсаторных батарей и/или батарей разрядников. Система последовательной компенсации и искровые промежутки находятся при этом на высоковольтной платформе 4, изолированной от потенциала заземления. Диспетчерская с электронной системой контроля (например, с защитными приборами) находится при этом не на платформе 4, а на земле 258, то есть на потенциале 260 заземления. Лазер 210 также расположен на земле 258, то есть на потенциале 260 заземления.In particular, with the described surge protection, devices / components (such as capacitors or surge arresters) that are parallel to the main spark gap 2 can be protected. For example, in series compensation systems for high voltage AC networks, such surge protection with spark gaps can used to protect capacitor banks and / or arrester batteries. The sequential compensation system and the spark gaps are located on the high-voltage platform 4, isolated from the ground potential. A control room with an electronic control system (for example, with protective devices) is not located on platform 4, but on ground 258, that is, on ground potential 260. Laser 210 is also located on ground 258, i.e., ground potential 260.

При описываемой защите от перенапряжения, лазерный импульс перед вводом в передающее волокно 15’ контролируемым образом растягивается во времени с помощью элемента 218 растяжения. Таким образом, максимальная локальная плотность энергии, возникающая из-за лазерного импульса, уменьшается в световоде 15’, вследствие чего предотвращается необратимое повреждение световода, или срок службы световода 15’ увеличивается. После прохождения растянутого лазерного импульса через передающее волокно 15’ (здесь через световод), лазерный импульс в элементе 238 сжатия снова сжимается во времени. Тем самым локальная плотность энергии, возникающая за счет этого сжатого во времени лазерного импульса, снова достаточна, чтобы поджечь искровой промежуток 9. Элемент 238 сжатия и опциональная расположенная на нем оптика 252 могут быть реализованы на конце передающего волокна в форме концевого элемента, который жестко (то есть, в частности, неподвижно) расположен у искрового промежутка 9.With the described surge protection, the laser pulse before being introduced into the transmission fiber 15 ’is controllably stretched in time using the stretching element 218. Thus, the maximum local energy density resulting from the laser pulse is reduced in the optical fiber 15 ’, thereby preventing irreversible damage to the optical fiber, or the service life of the optical fiber 15’ is increased. After the stretched laser pulse passes through the 15 ’transmission fiber (here, through the light guide), the laser pulse in the compression element 238 is again compressed in time. Thus, the local energy density arising from this time-compressed laser pulse is again sufficient to ignite the spark gap 9. The compression element 238 and the optional optics 252 located on it can be realized at the end of the transmitting fiber in the form of an end element that is rigidly ( that is, in particular, motionless) is located at the spark gap 9.

Локальная интенсивность или локальная плотность энергии лазерного импульса в световоде/передающем волокне 15’ существенно уменьшается при передаче растянутых лазерных импульсов 410 по сравнению с передачей нерастянутых лазерных импульсов 310, то есть по сравнению с передачей исходных лазерных импульсов 310 лазера 210.The local intensity or local energy density of the laser pulse in the optical fiber / transmitting fiber 15 ’is significantly reduced when transmitting stretched laser pulses 410 compared to the transmission of unstretched laser pulses 310, that is, compared to the transmission of the original laser pulses 310 of the laser 210.

Выше были описаны защита от перенапряжения с искровым промежутком и способ поджига искрового промежутка, с помощью которых экономичным образом может поджигаться искровой промежуток и, тем самым, реализовываться защита от перенапряжения компонента.Above, overvoltage protection with a spark gap and a method for igniting a spark gap have been described, which can be used to economically ignite a spark gap and thereby realize component overvoltage protection.

Claims (33)

1. Защита от перенапряжения, содержащая искровой промежуток (9), лазер (210) для поджига искрового промежутка и оптическое передающее волокно, отличающаяся тем, что1. Overvoltage protection comprising a spark gap (9), a laser (210) for igniting the spark gap and an optical transmitting fiber, characterized in that - лазер (210) соединен с входом (226) оптического элемента (218) растяжения, который служит для временного растяжения лазерных импульсов (310), генерируемых лазером,- the laser (210) is connected to the input (226) of the optical extension element (218), which serves to temporarily stretch the laser pulses (310) generated by the laser, - выход (230) элемента (218) растяжения соединен с одним концом оптического передающего волокна (15’), в частности с одним концом световода (15’),- the output (230) of the tensile element (218) is connected to one end of the optical transmitting fiber (15 ’), in particular to one end of the optical fiber (15’), - второй конец передающего волокна (15’) соединен с входом (234) оптического элемента (238) сжатия, который служит для временного сжатия лазерных импульсов (410), и- the second end of the transmitting fiber (15 ’) is connected to the input (234) of the optical compression element (238), which serves to temporarily compress the laser pulses (410), and - выход (242) элемента (238) сжатия соединен с искровым промежутком (9).- the output (242) of the compression element (238) is connected to the spark gap (9). 2. Защита от перенапряжения по п. 1, отличающаяся тем, что2. Overvoltage protection according to claim 1, characterized in that - выход (242) элемента (238) сжатия ориентирован в направлении по меньшей мере одного электрода (246, 248) искрового промежутка (9) или в направлении промежуточного пространства между двумя электродами (246, 248) искрового промежутка (9).- the output (242) of the compression element (238) is oriented in the direction of at least one electrode (246, 248) of the spark gap (9) or in the direction of the intermediate space between the two electrodes (246, 248) of the spark gap (9). 3. Защита от перенапряжения по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что3. Overvoltage protection according to claim 1 or 2, characterized in that - лазер (210) представляет собой импульсный лазер, в частности фемтосекундный лазер.- the laser (210) is a pulsed laser, in particular a femtosecond laser. 4. Защита от перенапряжения по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что4. Overvoltage protection according to claim 1 or 2, characterized in that - передающее волокно (15’) свободно от лазерно-активных сред.- transmitting fiber (15 ’) is free from laser-active media. 5. Защита от перенапряжения по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что5. Surge protection according to claim 1 or 2, characterized in that - искровой промежуток (9) и элемент (238) сжатия размещены на электрически изолированно установленной платформе (4), которая находится на высоковольтном потенциале (256), и- the spark gap (9) and the compression element (238) are placed on an electrically isolated platform (4) that is located at the high voltage potential (256), and - лазер (210) соединен с потенциалом (260) заземления.- the laser (210) is connected to the ground potential (260). 6. Защита от перенапряжения по п. 5, отличающаяся тем, что6. Surge protection according to claim 5, characterized in that - элемент (218) растяжения размещен вне платформы (4) и- element (218) stretching is placed outside the platform (4) and - передающее волокно (15’) соединяет элемент (218) растяжения с платформой (4), в частности с элементом (238) сжатия.- the transmitting fiber (15 ’) connects the tensile element (218) with the platform (4), in particular with the compression element (238). 7. Защита от перенапряжения по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что7. Surge protection according to claim 1 or 2, characterized in that - между элементом (238) сжатия и искровым промежутком (9) размещена оптика (252) для фокусировки сжатых лазерных импульсов (255).- between the compression element (238) and the spark gap (9), optics (252) are placed to focus the compressed laser pulses (255). 8. Защита от перенапряжения по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что8. Surge protection according to claim 1 or 2, characterized in that - элемент (238) сжатия жестко связан с искровым промежутком (9).- the compression element (238) is rigidly connected to the spark gap (9). 9. Защита от перенапряжения по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что9. Surge protection according to claim 1 or 2, characterized in that - искровой промежуток (9) является частью цепи (5) поджига для поджига основного искрового промежутка (2).- the spark gap (9) is part of the ignition circuit (5) for igniting the main spark gap (2). 10. Способ поджига искрового промежутка (9) защиты от перенапряжения с помощью лазера (210), причем в способе10. The method of ignition of the spark gap (9) overvoltage protection using a laser (210), and in the method - лазерные импульсы (310), генерируемые лазером (210), растягивают во времени,- laser pulses (310) generated by the laser (210), stretch in time, - растянутые во времени лазерные импульсы (410) передают с помощью оптического передающего волокна (15’), в частности с помощью световода (15'),- time-stretched laser pulses (410) are transmitted using an optical transmitting fiber (15 ’), in particular using a light guide (15 '), - после передачи растянутые во времени лазерные импульсы (410) сжимают во времени и- after transmission, the time-stretched laser pulses (410) are compressed in time and - сжатые во времени лазерные импульсы (255) вводят в искровой промежуток (9).- time-compressed laser pulses (255) are introduced into the spark gap (9). 11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что11. The method according to p. 10, characterized in that - растянутые во времени лазерные импульсы (410) с помощью оптического передающего волокна (15’) передают к электрически изолированно установленной платформе (4), которая находится на высоковольтном потенциале (256).- time-stretched laser pulses (410) are transmitted using an optical transmitting fiber (15 ’) to an electrically isolated platform (4), which is located at a high voltage potential (256). 12. Способ по п. 10 или 11, отличающийся тем, что12. The method according to p. 10 or 11, characterized in that - искровой промежуток (9) и элемент (238) сжатия размещены на платформе (4) и- the spark gap (9) and the compression element (238) are placed on the platform (4) and - лазер (210) соединен с потенциалом (260) заземления.- the laser (210) is connected to the ground potential (260).
RU2016130970A 2014-01-31 2015-01-09 Protection against overvoltage with spark gap RU2664390C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014201752.1 2014-01-31
DE102014201752.1A DE102014201752A1 (en) 2014-01-31 2014-01-31 Overvoltage protection with a spark gap
PCT/EP2015/050307 WO2015113796A1 (en) 2014-01-31 2015-01-09 Overvoltage protection comprising a spark gap

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2016130970A3 RU2016130970A3 (en) 2018-03-05
RU2016130970A RU2016130970A (en) 2018-03-05
RU2664390C2 true RU2664390C2 (en) 2018-08-17

Family

ID=52395046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016130970A RU2664390C2 (en) 2014-01-31 2015-01-09 Protection against overvoltage with spark gap

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP3075041B1 (en)
CN (1) CN105900299B (en)
BR (1) BR112016017494B8 (en)
DE (1) DE102014201752A1 (en)
RU (1) RU2664390C2 (en)
WO (1) WO2015113796A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2735091C1 (en) * 2020-02-07 2020-10-28 Акционерное общество "НПО "Стример" Arrester with protective spark gap

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004002582A1 (en) * 2004-01-13 2005-08-04 Siemens Ag Optically ignited spark gap
US20050190802A1 (en) * 2002-02-18 2005-09-01 Richardson David J. Pulsed light sources
US20100111120A1 (en) * 2004-12-20 2010-05-06 Imra America, Inc. Pulsed laser source with adjustable grating compressor
US20110306954A1 (en) * 2008-12-17 2011-12-15 Centre National De La Recherche Scientifique Pulsed laser with an optical fibre for high-energy sub-picosecond pulses in the l band, and laser tool for eye surgery
US8532150B1 (en) * 2011-04-01 2013-09-10 Calmar Optcom, Inc. Generating laser light of high beam quality and high pulse quality in large mode area fiber amplifiers based on suppression of high optical modes by fiber coiling

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5175664A (en) * 1991-12-05 1992-12-29 Diels Jean Claude Discharge of lightning with ultrashort laser pulses
JP3829175B2 (en) * 2000-04-20 2006-10-04 独立行政法人産業技術総合研究所 Switching device using laser induced discharge
US9219344B2 (en) * 2012-01-06 2015-12-22 Calmar Optcom, Inc. Generating ultrashort laser pulses based on two-stage pulse processing
CN102946055B (en) * 2012-11-05 2013-12-11 清华大学 Laser-triggered gas switch

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050190802A1 (en) * 2002-02-18 2005-09-01 Richardson David J. Pulsed light sources
DE102004002582A1 (en) * 2004-01-13 2005-08-04 Siemens Ag Optically ignited spark gap
US20100111120A1 (en) * 2004-12-20 2010-05-06 Imra America, Inc. Pulsed laser source with adjustable grating compressor
US20110306954A1 (en) * 2008-12-17 2011-12-15 Centre National De La Recherche Scientifique Pulsed laser with an optical fibre for high-energy sub-picosecond pulses in the l band, and laser tool for eye surgery
US8532150B1 (en) * 2011-04-01 2013-09-10 Calmar Optcom, Inc. Generating laser light of high beam quality and high pulse quality in large mode area fiber amplifiers based on suppression of high optical modes by fiber coiling

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
APPLIED PHYSICS LETTERS, AMERICAN INSTITUDE OF PHYSICS, v.79, no 20. c.3248-3250, фиг.1. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2735091C1 (en) * 2020-02-07 2020-10-28 Акционерное общество "НПО "Стример" Arrester with protective spark gap
WO2021158145A1 (en) * 2020-02-07 2021-08-12 Акционерное общество "НПО "Стример" Surge arrester with a protective spark gap

Also Published As

Publication number Publication date
BR112016017494A2 (en) 2017-08-08
DE102014201752A1 (en) 2015-08-06
RU2016130970A3 (en) 2018-03-05
BR112016017494B1 (en) 2022-02-15
RU2016130970A (en) 2018-03-05
BR112016017494B8 (en) 2023-04-25
EP3075041A1 (en) 2016-10-05
CN105900299A (en) 2016-08-24
CN105900299B (en) 2018-08-31
EP3075041B1 (en) 2018-06-27
WO2015113796A1 (en) 2015-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tcherbakoff et al. Time-gated high-order harmonic generation
Rambo et al. Z-Beamlet: a multikilojoule, terawatt-class laser system
Bunkenberg et al. The omega high-power phosphate-glass system: design and performance
US20040000942A1 (en) Downchirped pulse amplification
US8154843B2 (en) Dual power source pulse generator for a triggering system
US9651016B2 (en) Ignition system for an internal combustion engine
RU2667895C2 (en) Circuit design of spark gap triggering circuit in overvoltage protection device terminal with asymmetric element
CN1910797B (en) Optically ignited spark gap
RU2664390C2 (en) Protection against overvoltage with spark gap
RU2710432C1 (en) Method of high-voltage pulse system operation
US8858222B1 (en) Low energy laser-induced ignition of an air-fuel mixture
CN110943725A (en) Transformer-based integrated weak light triggering gas switch circuit and working method thereof
KR101203952B1 (en) Monitoring device of the EMP shelter
FI80812B (en) SYSTEM FOER TVAONGSDIGGERING AV GNISTGAP.
RU2684259C1 (en) Charge initiators method and system
RU2568901C2 (en) Electric arc quenching device
EP3075042B1 (en) Surge protector comprising a spark gap
CN210899116U (en) Integrated weak light trigger gas switch circuit based on transformer
US8829412B1 (en) Remote monitoring of glow tube light output including a logic unit maintaining an indication of a monitored glow tube discharge while no discharge is detected
Röser et al. Chirped-pulse-amplification system using a polarization-maintaining fiber stretcher matched to a Volume Bragg Grating
MXPA06007704A (en) Optically ignited spark gap
SU1045356A1 (en) Device for triggering controlled high-voltage switching device
KR20160008313A (en) Protection Apparatus for Peripheral Equipment in High Energy Laser System
DE102010004459A1 (en) Overvoltage protection device for use in arrangement for protecting system against overvoltage, has optoelectric transmitting- or receiving unit, where electrical operating parameter of overvoltage protection device is optically emitted
RU2454045C1 (en) Starting device for high pressure gas discharge lamps

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20220114