Datasheet

10 Siemens Aktiengesellschaft
Ansprechverhalten
Wirkt auf den Ableiter eine Spannung mit langsamer
Anstiegsgeschwindigkeit (etwa 100 V/s), so wird die Zünd-
spannung
U
z
im wesentlichen vom Abstand der Elektrode,
der Gasart, dem Druck und vom Grad der Vorionisation des
abgeschlossenen Edelgasvolumens bestimmt. Dieser
Zündwert ist als Ansprechgleichspannung
U
ag
definiert
(statischer Bereich). Bei Beeinflussung durch Spannungs-
wellen größerer Steilheit liegt die Zündspannung
U
z
des
Ableiters oberhalb der Ansprechgleichspannung. Dieser
Effekt wird durch die endliche Zeit verursacht, die das Gas
zur Ionisierung benötigt. Die Vorgänge unterliegen einer
großen statistischen Streuung.
Mit der von Siemens patentierten Zündhilfe im Innenraum
des Ableiters läßt sich der Mittelwert der Verteilung dieser
Zündspannung deutlich senken. Der obere Grenzwert des
Streubandes wird dabei erheblich reduziert und die Streu-
breite der Zündspannung verringert. Die Zündspannung
bei diesen Vorgängen ist als Ansprechstoßspannung
u
as
definiert (dynamischer Bereich). Damit sind Siemens gas-
gefüllte Überspannungsableiter in diesem für die Praxis zur
Beurteilung des Schutzvermögens maßgebenden Kennwert
(
u
as
) unabhängig von einer permanenten Vorionisation.
Den Zusammenhang und kontinuierlichen Übergang der
beiden Bereiche – statisch und dynamisch – zeigt das
Bild 3.
Löschverhalten
Der Ableiter liegt an einer Betriebswechselspannung:
Der Ableiter löscht nach Abklingen der Beeinflussung im
folgenden Nulldurchgang der Wechselspannung durch
Unterschreiten seiner minimalen Bogenbrennspannung.
Dies gilt nicht bei Betrieb an niederohmigen Versorgungs-
netzen. Der sehr geringe Innenwiderstand des Netzes und
des gezündeten Ableiters (einige Ohm) sind hier unbedingt
zu berücksichtigen. Sie verursachen im Zeitvergleich nach
Abklingen der Beeinflussung und dem folgenden Nulldurch-
gang der Betriebswechselspannung einen für den Ableiter
unzulässig hohen Strom (bis zu einigen 1000 A) aus dem
Versorgungsnetz, den Folgestrom (siehe Seite 13).
Funktion
Function
Response behavior
lf a voltage with a low rate of rise (e. g. 100 V/s) is applied
to the arrester, the spark-over voltage
V
s
will mainly be
determined by the electrode spacing, by the gas type and
pressure, and by the degree of pre-ionization of the
enclosed rare gas. This ignition value is defined as the dc
spark-over voltage
V
sdc
(static range). However, when
subject to voltage waves with a faster rise rate, the spark-
over voltage
V
s
of the arrester is higher than the V
sdc
. This
effect is caused by the finite time necessary for ionization of
the gas. All these dynamic spark-over voltages are subject
to considerable statistical variation.
The average value of the spark-over voltage distribution
can be lowered substantially by means of the ignition aid
previously mentioned attached to the inside surface of the
arrester. This reduces the upper limit of the tolerance field
considerably and also limits the spread of the spark-over
voltage. The ignition voltage in this dynamic range is
defined as the impulse spark-over voltage
v
si
(dynamic
range). Siemens gas-filled surge arresters are thus
independent of a permanent pre-ionization for obtaining
this characteristic value (
v
si
), crucial in assessing the quality
of protection in practical applications.
Figure 3 shows the continuous transition of the static range
to the dynamic range.
Extinction features
AC operation:
After the influence has subsided, the surge arrester nor-
mally extinguishes since its arc voltage drops below the
minimum value in the subsequent zero passage of the ac
voltage. This behavior, however, does not apply to opera-
tion with a low-impedance power supply. In this case, it is
essential to consider the very low internal resistance of the
line and of the ignited surge arrester (some Ohm). Between
the subsiding of the influence and the subsequent zero-
passage, the maximum permissible so-called follow-on
current of the arrester may be exceeded. This follow-on
current can reach values up to several 1000 A and can thus
damage the arrester (refer to page 13).