DE1969657U - SURGE ARRESTERS. - Google Patents

Description

16946-U.6716946-U.67

SIEMENSSIEMENS

SIEMENS-SCHUCKERTWERKE AKTIENGESELLSCHAFTSIEMENS-SCHUCKERTWERKE AKTIENGESELLSCHAFT

Berlin und Erlangen
Patent- und LizenzabteilungBerlin and Erlangen
Patent and Licensing Department

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ÜberspannungsableiterSurge arresters

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- HUsual surge arresters consist of a row I
circuit of a spark gap and a voltage-dependent ill resistor, in particular made of silicon carbide. Bar iilisiMMli carbide resistor has the task, after the ₍ -'Jj voltage surge has subsided, to limit the lachstroii il flowing over the arrester to such an extent that the spark gap after the current- H

- 1 - Wss/MW '- 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.zero crossing is not canceled again. In critical However, in cases of prolonged duration it can get boring quickly ^ successive overvoltages (in particular sustained overvoltages) happen that the Sillzium-KarMd resistance is increased considerably by the leakage current. Through this his resistance amount can be reduced to the extent that that the spark gap the Hachstrom after its passage through the luild can no longer delete.

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.. DieThe present invention relates to a surge arrester with spark gap and resistor and consists in that a series circuit of at least one semiconductor rectifier element and a spark gap to a similar series connection with opposite, Direction of flow of the rectifier elements connected in parallel is and that in each branch of the parallel circuit or in series with this there is a resistor. With the surge arrester According to the invention, when an overvoltage occurs, that spark gap responds in whose branch the semiconductor valves are loaded in the direction of flow. After the zero-crossing of the wake. are the valves of the same branch are polarized in the reverse direction, so that they limit the wake current to a very small value. ^ The spark gap is therefore also extinguished when the leakage resistance, which is still in series with it, is in its Resistance amount is decreased by heating .. The

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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-Extinguishing the spark gap is essentially transferred to the valves; of the spark gap also ί connected in series? / esistance, has a spark gap to prevent sudden setting at! breakdown voltage primary task. Such a voltage collapse can lead to damage if winding arrangements, e.g. B. ! Transformers connected to the agitation to be protected. la the Υ / esistance not as hot low voltages need to have a particularly high fiderstandsbetreg in Msher usual arresters can ohmic in the invention, ie voltage-independent resistors are used · preferably,? but ill be a well-known per se

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.The voltage-dependent discharge resistance, in particular made of% silicon carbide, is used. The resistance can be dimensioned in the usual way so that with the highest leakage current to be expected, the voltage (residual voltage) occurring across it is approximately equal to the surge response voltage of the point gaps. The geometric dimensions of the resistor body can be tight, since the tail current is interrupted by the blocking of the rectifier elements, so heating of the resistor body by a discharge current of high current density can no longer be harmful. The point stretches ν are preferably designed as quenching spark gaps. The surge response voltage of the spark gaps can usually be measured to be two to two and a half times the nominal voltage of the network (peak value).

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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.The drawing shows an embodiment of the invention.

Mit 1 ist ein Leiter des Netzes bezeichnet. Der zidschen β 1 with a conductor of the network is referred to. The Zidi 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.the conductor 1 and lying earth arrester 2 includes a parallel circuit, whose branches' are each a mis delete radio streeke 3 or 4 in! series with a HaIbleiterventil 5 and 6 respectively. The valves 5 and 6 are connected with opposite flow direction, that is, anti-parallel. In series with the parallel connection there is a discharge resistor 7 made of silicon carbide. The bleeding resistor 7 can also be replaced by bleeding resistors 7a or 7b, indicated by dashed lines, in the individual branches of the parallel connection.

_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. _s As the semiconductor valves 5 and 6 is preferably monocrystalline semiconductor CKLeichrichtarelemente, z. B. on the basis of silicon or germanium used. The blocking voltage of the valves 5 or 6 should be at least no greater than the response voltage of the arrester, i.e. two to two and a half times the heating voltage. A single silicon rectifier element can block a voltage of around 500 to 1500 V (peak value). If that is not enough, the elements are 5 bzy /. ' 6 to be replaced by series connections of a corresponding plurality of elements.

1 Figur1 figure

2 Ansprüche2 claims

Claims (2)

!AHlOI 69Α6-ΊΒ.67! AHlOI 69Α6-ΊΒ.67 PA £/830/3561PA £ / 830/3561 ^: Schutzansprüche ^: Protection claims "ρ "~~ ■ "ρ " ~~ ■ ^ 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.^ 1. Surge arrester with a spark gap and a ». Resistance, characterized in that a series connection of at least one semiconductor rectifier element and a spark gap is connected in parallel to form a similar connection with opposite directional elements and that there is a resistor in each branch of the parallel connection or in series with it. 2. Überspannungsableiter nach Anspruch 1_? dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand ein an sich bekannter span-2. Surge arrester according to claim 1 _? characterized in that the resistance is a known tension nungsabhängiger Ableitwiderstand ist.voltage-dependent leakage resistance.