CH389760A - Uberspannungsableiter - Google Patents

Description

      Überspannungsableiter       Übliche     überspannungsableiter        bestehen    aus  einer Reihenschaltung     :einer        Funkenstrecke    und     eines     spannungsabhängigen Widerstandes,     insbesondere     aus     Silizium-Karbid.    Der     Silizium-Karbid-Wider-          stand    hat die Aufgabe, nach dem     Abklingen    des  Spannungsstosses dem über den     Ableiter        fliessenden     Nachstrom so weit zu begrenzen,

   dass die     Funken-          strecke    nach dem     StromnuIldurchgang    nicht wieder  gezündet wird. In     kritischen    Fällen kann es jedoch  bei länger andauernden oder     schnell        aufeinander-fol-          genden    Überspannungen (insbesondere Schaltüber  spannungen) vorkommen, dass der     Silizium-Karbid-          Widerstand    durch den     Ableitstrom        erheblich    aufge  heizt wird.

   Dadurch kann sein     Widerstandsbetrag    so  weit herabgesetzt werden, das die     Funkenstrecke    den  Nachstrom nach seinem     Nulldurchgang    nicht mehr       löschen        kann.     



  Die vorliegende     Erfindung    bezieht sich auf einen       Überspannungsableiter        mit    Funkenstrecke und Wi  derstand und besteht darin,     dass    eine Reihenschal  tung aus     mindestens    einem     Halbleiter-Gleichrichter-          element    und einer     Funkenstrecke    zu einer Reihen  schaltung mit     entgegengesetzter        Durchlassrrichtung     der     Gleichrichterelemente        parallel        geschaltet        ist    und  dass in jedem Zweig der  <RTI  

   ID="0001.0044">   Parallelschaltung        oder    in  Reihe mit dieser ein Widerstand     liegt.    Bei dem über  spannungsableiter nach der Erfindung spricht beim  Auftreten einer     Überspannung        jeweils    diejenige       Funkenstrecke    an, in     deren    Zweig die Halbleiterven  tile in     Durchlassrichtung    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    begren  zen. Die Funkenstrecke erlischt daher auch dann,  wenn der weiterhin mit ihr in Reihe liegende     Ab-          leitwiderstand    in seinem     Widerstandsbetrag    durch  Erwärmung herabgesetzt ist.

   Die     Löschung    der Fun-         kenstrecke    ist also im     wesentlichen    den Ventilen  übertragen ; der     mit    den     Funkenstrecken        .ausserdem     in Reihe liegende     Widerstand    hat vor     allem    die Auf  gabe, nach     Ansprechen    einer     Funkenstrecke    einen  plötzlichen     Zusammenbruch        der    Spannung zu ver  hüten.

   Ein solcher     Spannungszusammenbruch    kann  zu Schäden     führen,    falls     in    der Nähe des Ableiters       Wicklungsanordnungen,    z. B.     Transformatoren,        an     das zu     schützende    Netz angeschlossen sind.

   Da der  Widerstand nicht mehr wie bei     den        bisher    üblichen  Ableitern bei     kleinem        Spannungen        einen        besonders     hohen     Widerstandsbetrag    zu haben braucht, können  im Rahmen der     Erfindung        ohmsche,        also    spannungs  unabhängige     Widerstände,    verwendet werden;

   vor  zugsweise     wird    jedoch ein     spannungsabhängiger        Ab-          leitwiderstand,        insbesondere    aus     Silizium-Karbid,     verwendet.

       Der    Widerstand kann in üblicher Weise  so bemessen sein,     dass    bei     dem        höchsten    zu     erwar-          tenden        Ableitstrom        die    an ihm     auftretende    Spannung       (Restspannung)    etwa gleich     der        Stossunsprechspan-          nung    der Funkenstrecken ist.

   Die     geometrischen    Di  mensionen des     Widerstandkörpers    können knapp     be-          messen    sein, da der     Nachstrom    durch die     Sperrung     der     Gleichrichterelemenroe        unterbrochen    wird,

       eine          Aufheizung    des     Widerstandskörpers        durcheinen        Ab-          leitstrom    hoher Stromdichte     also        -nicht    mehr schaden       kann.    Die     Funkenstrecken    sind vorzugsweisse     als          Löschfunkenstrecken    ausgebildet.

   Die     Stossansprech-          spannung        der        Funkenstrecken    kann in     üblicher    Weise  gleich dem Zwei- bis Zweieinhalbfachen der Nenn  spannung des     Netzes        (Scheitelwert)    bemessen wer  den.  



  Die     Zeichnung    zeigt ein     Ausführungsbeispiel    der  Erfindung.  



  Mit 1 ist     ein        Leiter    des     Netzes        bezeichnet.    Der  zwischen dem Leiter 1     und        Erde    liegende     über-          spannungsableiter    2     umfasst        eine        Parallelschaltung,         deren Zweige jeweils .aus     einer        Löschfunkenstrecke     3 bzw. 4 in Reihe mit einem     Halbleiterventil    5 bzw.  6 bestehen.

   Die     Ventile    5 und 6 sind mit entgegen  gesetzter     Durchlassrichtung,    also     antiparallel,    ge  schaltet. In Reihe     mit    der     Parallelschaltung        liegt    ein       Ableitwiderstand    7 aus     Silizium-Karbid.    Der     Ableit-          widerstand    7     kann        .auch    durch     gestrichelt        angedeutete          Ableitwiderstä.nde   <I>7a</I> bzw.<I>7b</I> in     den    einzelnen Zwei  gen 

      der        Parallelschaltung        ersetzt        werden.     



  Als     Halbleiterventile    5 und 6     werden        vorzugs-          weise        einkristalline        Halbleiter-Gleichrichterelemente,     z. B. auf der     Basis    von     Silizium    oder     Germanium,     verwendet.

   Die     Sperrspannung    der Ventile 5     bzw.    6       soll    mindestens so     gross    sein wie die     Ansprechspan-          nung    des Ableiters, also wie das Zwei- bis Zwei  einhalbfache der     Netzspannung.    Ein     einzelnes        Sili-          zium-Gleichrichterelement    kann eine     Spannung    von  etwa 500 bis<B>1500</B> V     sperren        (Scheitelwert).    Wenn    das nicht ausreicht, sind die     Elemente    5 bzw.

   6       durch        Reihenschaltungen    einer entsprechenden Mehr  zahl von     Elementen    zu     ersetzen.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH überspannungsleiter mit Funkenstrecke und Wider stand, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reihen- schaltung aus mindestens :

   einem Halbleiter-Gleich- richterelement und einer Funkenstrecke zu einer Reihenschaltung mit entgegengesetzter Durchlass richtung dar Gleichrichterelemente parallel geschaltet ist und dass in jedem Zweig der Parallelschaltung oder in Reihe mit dieser :ein Widerstand liegt.

   UNTERANSPRUCH Überspannungsableiter nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Widerstand ein span nungsabhängiger Ableitwiderstand ist.