CH436445A - Surge arresters - Google Patents

Surge arresters

Info

Publication number
CH436445A
CH436445A CH50762A CH50762A CH436445A CH 436445 A CH436445 A CH 436445A CH 50762 A CH50762 A CH 50762A CH 50762 A CH50762 A CH 50762A CH 436445 A CH436445 A CH 436445A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
series
resistor
spark gap
rectifier
elements
Prior art date
Application number
CH50762A
Other languages
German (de)
Inventor
Karl Dr Zueckler
Original Assignee
Siemens Ag
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 Siemens Ag filed Critical Siemens Ag
Publication of CH436445A publication Critical patent/CH436445A/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T1/00Details of spark gaps
    • H01T1/16Series resistor structurally associated with spark gap
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C7/00Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/10Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
    • H01C7/12Overvoltage protection resistors
    • 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
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

  

   <Desc/Clms Page number 1> 
    Überspannungsableiter   Gegenstand des Hauptpatentes ist ein    überspan-      nungsableiter,   mit Funkenstrecke und Widerstand, bei dem eine Reihenschaltung aus mindestens einem Halb-.    leite>      Gleichrichterelement   und einer Funkenstrecke zu einer Reihenschaltung mit    entgegengesetzter      Durchlass-      richtung   der    Gleichrichterelemente   parallel geschaltet ist und wobei in jedem Zweig der Parallelschaltung oder in Reihe mit dieser    ein   Widerstand liegt.

   Bei diesem    Überspannungsableiter   spricht beim    Auftreten   einer Überspannung jeweils diejenige Funkenstrecke an, in deren Zweig die Halbleiterventile in    Flussrichtung   belastet sind. Nach dem Nulldurchgang des Nachstromes sind die Ventile des gleichen Zweiges in    Sperrichtung   gepolt, so dass sie den Nachstrom auf einen sehr kleinen Wert    begrenzen.   Die    Funkenstrecke   erlischt daher    .auch   dann, wenn der weiterhin    mit   ihr in Reihe liegende    Ableitwiderstand   in seinem Widerstandsbetrag durch    Erwärmung   herabgesetzt ist.

   Die Löschung der Funkenstrecke ist also im wesentlichen den Ventilen übertragen; der mit den Funkenstrecken ausserdem in Reihe liegende Widerstand hat vor    allem   die Aufgabe, nach Ansprechen einer Funkenstrecke einen plötzlichen Zusammenbruch der    Spannung   zu verhüten. Ein solcher Spannungszusammenbruch kann zu Schäden führen, falls in der    Nähe   des Ableiters    Wicklungsanordnungen,   z. B. Transformatoren, an das zu schützende Netz angeschlossen sind. 



  Im Rahmen des Hauptpatentes ist die Verwendung von    einkristallinen      Halbleiter-Gleichrichterelementen   auf der Basis von Silizium oder Germanium in Betracht gezogen. 



  Demgegenüber besteht die vorliegende Erfindung darin, dass als    Halbleiter-Gleichrichterelemente      pn-Ele--      mente   mit    einkristallinen      Silizium-Karbid-Halbleiterkör-      pern   verwendet sind. Derartige    Silizium-Karbid-Gleich-      richter   haben gegenüber    Germanium-   und    Silizium-      Gleichrichtern   den gerade für den vorliegenden Zweck entscheidenden Vorteil, dass sie wesentlich höher überlastbar sind    als   diese.

   Während sich die Eigenleitung bei Germanium etwa bei 70  C, bei    Silizium   etwa bei 200  C störend    bemerkbar   macht, sind    Sü      'um-Karbnd-      Gleichrichter   bis zu Temperaturen von etwa 700  C betriebsfähig. Bei dem    überspannungsableiter   nach dem Hauptpatent ist diese Eigenschaft von grossem Wert, da    beim   Ansprechen der Funkenstrecke vorübergehend grosse    Stromdichten,   in dem    Halbleiterkristall   entstehen können, die insbesondere im Bereich der    Sperrschicht   eine entsprechende lokale    Erwärmung   verursachen.

   Durch die hohe    Temperaterfestigkeit,      des      Silizium-Kar-      bid-Gleichrichters   ist die Gewähr dafür gegeben, dass den Gleichrichter auch bei sehr hoher Stossbelastung die    Sperrfähigkeit   behält,    die   zum Löschen der Funkenstrecken nach dem Nulldurchgang des Nachstromes    erforderlich   ist. 



  Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. 



  Mit 1 ist ein Leiter des Netzes    bezeichnet.   Der zwischen dem Leiter 1 und Erde liegende    überspan-      nungsableiter   2    umfasst      eine      Parallelschaltung,   deren Zweige jeweils aus einer Löschfunkenstrecke 3 bzw. 4 in Reihe mit einem einkristallinen    Silizium-Karbid-      Gleichrichter   5    bzw.   6 bestehen. Die Gleichrichter 5 und 6    sind   mit entgegengesetzter    Durchlassnichtuag,      also   antiparallel, geschaltet.

   In Reihe mit der Parallelschaltung liegt ein üblicher    spannungsabhängiger      Ableit-      widerstand   7 aus körnigem    .Silizium-Karbid      mit   Bindemittel. Der    Ableitwiderstand   7 kann auch durch gestrichelt    angedeutete      Ableitwiderstände   7a bzw. 7b in den einzelnen Zweigen der Parallelschaltung ersetzt werden.



   <Desc / Clms Page number 1>
    Surge arrester The subject of the main patent is a surge arrester with a spark gap and resistor in which a series connection of at least one semi-conductor. conduct> rectifier element and a spark gap to a series circuit with opposite forward direction of the rectifier elements is connected in parallel and with a resistor in each branch of the parallel circuit or in series with it.

   In this surge arrester, when an overvoltage occurs, that spark gap responds in whose branch the semiconductor valves are loaded in the flow direction. After the wake flow has passed zero, the valves in the same branch are polarized in the reverse direction so that they limit the wake flow to a very small value. The spark gap is therefore also extinguished when the resistance value of the bleeder resistor, which is still in series with it, is reduced by heating.

   The extinction of the spark gap is essentially transferred to the valves; The main task of the resistor, which is also in series with the spark gaps, is to prevent a sudden collapse of the voltage after a spark gap has responded. Such a voltage collapse can lead to damage if winding arrangements, e.g. B. transformers are connected to the network to be protected.



  In the context of the main patent, the use of single-crystal semiconductor rectifier elements based on silicon or germanium is considered.



  In contrast, the present invention consists in using pn elements with monocrystalline silicon carbide semiconductor bodies as semiconductor rectifier elements. Such silicon carbide rectifiers have the advantage over germanium and silicon rectifiers, which is decisive for the present purpose, that they can be overloaded significantly higher than these.

   While the intrinsic conduction becomes noticeable in the case of germanium at around 70 C, for silicon around 200 C, south-carbide rectifiers can be operated up to temperatures of around 700 C. In the case of the surge arrester according to the main patent, this property is of great value, since when the spark gap is triggered, high current densities can temporarily arise in the semiconductor crystal, which cause corresponding local heating, especially in the area of the barrier layer.

   The high temperature resistance of the silicon-carbide rectifier guarantees that the rectifier retains the blocking capability required to extinguish the spark gaps after the wake current has passed zero, even in the event of very high impact loads.



  The drawing shows an embodiment of the invention.



  1 with a conductor of the network is designated. The surge arrester 2 located between conductor 1 and earth comprises a parallel circuit, the branches of which each consist of a quenching spark gap 3 or 4 in series with a monocrystalline silicon carbide rectifier 5 or 6. The rectifiers 5 and 6 are connected with opposite pass-through, that is, anti-parallel.

   In series with the parallel connection there is a conventional voltage-dependent discharge resistor 7 made of granular silicon carbide with a binder. The bleeder resistor 7 can also be replaced by bleeder resistors 7a or 7b indicated by dashed lines in the individual branches of the parallel connection.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Überspannungsableiter, mit Funkenstrecke und Widerstand, bei dem eine Reihenschaltung aus mindestens einem Halbleiter-Gleichrichterelement und einer Fun- <Desc/Clms Page number 2> kenstrecke zu einer Reihenschaltung mit entgegengesetzter Durchlassrichtung der Gleichrichterelemente parallel geschaltet ist und wobei in jedem Zweig der Parallelschaltung oder in Reihe mit dieser ein Widerstand liegt, dadurch gekennzeichnet, dass als Halbleiter-Gleich- richterelemente pn-Elemente mit einkristallinem Sili- zium-Karbid-Halbleiterkörper verwendet sind. PATENT CLAIM Surge arrester, with spark gap and resistor, in which a series connection of at least one semiconductor rectifier element and a fun- <Desc / Clms Page number 2> The rectifier elements are connected in parallel to a series circuit with the opposite forward direction and a resistor is located in each branch of the parallel circuit or in series with it, characterized in that pn elements with monocrystalline silicon carbide semiconductor bodies are used as semiconductor rectifier elements are used.
CH50762A 1960-02-12 1962-01-16 Surge arresters CH436445A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DES0067059 1960-02-12
DES33311U DE1969657U (en) 1960-02-12 1960-02-12 SURGE ARRESTERS.
DES0072757 1961-02-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH436445A true CH436445A (en) 1967-05-31

Family

ID=67482892

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH97961A CH389760A (en) 1960-02-12 1961-01-27 Surge arresters
CH50762A CH436445A (en) 1960-02-12 1962-01-16 Surge arresters

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH97961A CH389760A (en) 1960-02-12 1961-01-27 Surge arresters

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JPS3810287B1 (en)
BE (1) BE599782A (en)
CH (2) CH389760A (en)
DE (1) DE1969657U (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE445002B (en) * 1979-12-28 1986-05-20 Asea Ab POWER TRANSMISSION FOR HIGH-VOLTED DC WITH VOLTAGE LIMIT ORGAN TO LIMIT LINE VOLTAGE

Also Published As

Publication number Publication date
DE1969657U (en) 1967-10-05
JPS3810287B1 (en) 1963-06-25
CH389760A (en) 1965-03-31
BE599782A (en) 1961-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3146303A1 (en) ARRANGEMENT TO PROTECT AGAINST OVERHEATING BY OVERVOLTAGE OF A VOLTAGE-LIMITING CIRCUIT ARRANGEMENT
DE2019937B2 (en) DEVICE TO PROTECT CONSUMERS AND / OR TRANSDUCERS IN EXPLOSION HAZARD AREAS
CH436445A (en) Surge arresters
DE2064948A1 (en) Power switching arrangement eliminated from 2063436
DE1193594B (en) Overvoltage protection
DE1095384B (en) Series and parallel connection of semiconductor valves
CH592973A5 (en) Staged voltage overload protection - has parallel suppression stages which consist of resistor and suppressor in series to provide staged triggering levels
DE10058908C1 (en) Arrangement for reducing overvoltages with several varistors
DE1061431B (en) Arrangement for temperature monitoring of motors, transformers or the like.
AT303169B (en) Backup protection circuit
DE911756C (en) Voltage regulator
DE1289171B (en) Circuit arrangement equipped with semiconductor elements for limiting a DC or AC voltage
DE962728C (en) Current Dependent Resistance
CH389039A (en) Voltage-stabilized DC power supply
DE627076C (en) Overload protection for compensation devices
DE1764223C3 (en) Selenium rectifier plate for use as a surge suppressor and method of manufacture
DE672841C (en) Differential protection device
DE2807999A1 (en) Short circuit protection for transistor inverter - uses current rise limiting choke shunted by diode for separate suppression control
DE1160092B (en) Electrical overcurrent protection device
AT93530B (en) Surge protection for high voltage systems.
AT209405B (en) Circuit arrangement with surface rectifiers based on a semiconductor made of germanium or silicon
AT113924B (en) Protection system for electrical systems against surges.
DE1119985B (en) Overcurrent protection for rectifier systems
AT200640B (en) Valve arrester
AT324476B (en) ARRANGEMENT FOR THE PROTECTION OF SMALL CONSUMERS CONNECTED TO A LOCAL ELECTRIC POWER SUPPLY