DE1969657U - Ueberspannungsableiter. - Google Patents

Description

16946-U.67

SIEMENS

SIEMENS-SCHUCKERTWERKE AKTIENGESELLSCHAFT

Berlin und Erlangen
Patent- und Lizenzabteilung

© BERLIN-SIEMENSSTADr

Überspannungsableiter

Übliche Überspannungsableiter bestehen aus einer Beihen- I
schaltung einer Funkenstrecke und eines spannungsabhän^igen ill Widerstandes, insbesondere aus Silizium-Karbid. Bar iilisiMMli Karbid-Widerstand hat die Aufgabe, nach dem Abklingen des ₍ -'Jj Spannungsstoßes den über den Ableiter fließenden lachstroii il so weit zu begrenzen, daß die funkenstrecke nach dem Strom- H

- 1 - Wss/MW '

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nulldurchgang nicht wieder gekündet wird. In kritischen Fällen kann es jedoch bei länger andauernden öder schnell ^ aufeinanderfolgenden Überspannungen (insbesondere Sehaltüberspannungen) vorkommen, daß der Sillzium-KarMd-Widerstand durch den Ableitstrom erheblich aufgeheist wird. Dadurch kann sein lfiderstandsbetrag soweit herabgesetzt werden, daß die Funkenstrecke den Hachstrom nach seinem luildurchgang nicht mehr löschen kann.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Überspannungsableiter mit Funkenstrecke und Widerstand und besteht darin, daß eine Reihenschaltung aus mindestens einem Halbleiter-Gleichrichterelement und einer funkenstrecke zu einer gleichartigen Reihenschaltung mit entgegengesetzter, Flußrichtung der Gleichrichterelemente parallel geschaltet ist und daß in jedem Zweig der Parallelschaltung oder in Reihe mit dieser ein Widerstand liegt. Bei dem Überspannungsableiter nach der Erfindung 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 wei- ^- terhin mit ihr in Reihe liegende Ableitwiderstand in seinem Widerstandsbetrag durch Erwärmung herabgesetzt ist.. Die

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Löschung der Funkenstrecke ist also im wesentlichen den Ventilen übertragen; der mit den Funkenstrecke außerdem ί in Reihe liegende ?/iderstand 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 Hetz angeschlossen ülnd. la der Υ/iderstand nicht mehr wie bei den Msher üblichen Ableitern hei kleinen Spannungen einen besonders hohen fiderstandsbetreg zu haben braucht, können im Rahmen der Erfindung ohmsche, also spannungsunabhängige Widerstände, verwendet werden,· vorzugsweise ?;ird jedoch ein an sich bekann-

ter spannungsabhängiger Ableitv/iderstand, insbesondere aus % Silizium-Karbid, verwendet. Der Widerstand kann in üblicher Weise so bemessen sein, daß bei dem höchsten zu erwartenden Ableitstrom die an ihm auftretende Spannung (Restspannung) etwa gleich der Stoßansprechspannung der Punkenstrecken ist. Die geometrischen Dimensionen des Widerstandskörpers können knapp bemessen sein, da der ITachstrom durch die Sperrung der Gleichrichterelemente unterbrochen wird, eine Aufheizung des Widerstandskörpers durch einen Ab'leitstrom hoher Stromdichte also nicht mehr schaden kann. Die Punkenstrepken ν sind vorzugsweise als Löschfunkenstrecken ausgebildet. Die Stoßansprechspannung der JFunkenstrecken kann in üblicher Weise gleich dem Zwei- bis Zweieinhalbfachen der Nennspannung des Netzes (Scheitelwert) bemessen werden.

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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Mit 1 ist ein Leiter des Netzes bezeichnet. Der zidschen β

dem leiter 1 und Erde liegende Überspannungsableiter 2 umfaßt eine Parallelschaltung, deren Zweige jeweils mis einer löschfunkenstreeke 3 bzw. 4 in !Reihe 'mit einem HaIbleiterventil 5 bzw. 6 bestehen. Die Ventile 5 und 6 aind mit entgegengesetzter Durchlaßrichtung, also antiparallel, geschaltet. In Reihe mit der Parallelschaltung litgt ein Ableitv/iderstand 7 aus Silizium-Karbid. Der Abl^itwiderstand 7 kann auch durch gestrichelt angedeutete Ableitwiderstände 7a bzw. 7b in den einzelnen Zweigen der Parallelschaltung ersetzt werden.

_s Als Halbleiterventile 5 und 6 werden vorzugsweise einkristalline Halbleiter-CKLeichrichtarelemente, z. B. auf der Basis von Silizium oder Germanium, verwendet. Die Sperrspannung der Ventile 5 bzw. 6 soll mindestens no groß sein wie die Ansprechspannung des Ableiters, also wie das Zwei- bis Zweieinhalbfache der Heizspannung. Bin einzelnes Silizium-Gleichrichterelement kann eine Spannung von etwa 500 bis 1500 V sperren (Scheitelwert), Wenn das nicht ausreicht, sind die Elemente 5 bzy/.' 6 durch Reihenschaltungen einer entsprechenden Mehrzahl von Elementen zu ersetzen.

1 Figur

2 Ansprüche

Claims (2)

1. !AHlOI 69Α6-ΊΒ.67

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   ^: Schutzansprüche

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   ^ 1. Überspannungsableiter mit einer funkenstrecke und eine». Wideretand, dadurch gekennzeichnet, daß eine Eeihenischaltung aus mindestens einem Halbleiter-Gleichrichtereleiiient und einer Funkenstrecke zu einer gleichartigen Beihensciialtung mit entgegengesetzter PIuBr icMung el ex #leielirichterelemente parallel geschaltet ist und dal in jedem Zweig der Parallelschaltung oder in Reihe mit dieser ein Widerstand liegt.
2. 2. Überspannungsableiter nach Anspruch 1_? dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand ein an sich bekannter span-

   nungsabhängiger Ableitwiderstand ist.