Datasheet
Siemens Aktiengesellschaft 35
Schaltfunkenstrecken
Switching Spark Gaps
Characteristics in brief
Typical data
Breakdown voltage 200 V … 5 kV
Switching time < 50 ns
Switching current, peak value < 1 kA
Energy per discharge < 200 mJ
Switching frequency < 500 Hz
Service life (switchings) 10
5
… 10
6
Arc voltage 10 … 200 V
Insulation resistance 10
7
… 10
10
Ω
Capacitance < 2 pF
Operating temperature – 40 … 125 °C
Allgemeines
Gasgefüllte Schaltfunkenstrecken (SFS) arbeiten nach dem
physikalischen Prinzip der Lichtbogenentladung. Kurze
Schaltzeiten (Übergang vom nichtleitenden in den leiten-
den Zustand) und die außerordentlich hohe Stromtragfähig-
keit des Lichtbogens ermöglichen die Erzeugung von Kurz-
zeitimpulsen (einige 10 µs) mit jeweils sehr steilem Strom-
bzw. Spannungsanstieg. Der Aufbau einer Funkenstrecke
ähnelt dem in Bild 1 auf Seite 5 dieser Produktschrift darge-
stellten Aufbau eines Ableiters mit 2 Elektroden. Durch
Optimierung des Elektrodenabstands und der -form, der
Elektrodenaktivierungsmasse sowie des Füllgases werden
die für Schaltanwendungen erforderlichen hohen Schalt-
zahlen erreicht.
Schaltfunkenstrecken werden bevorzugt zur schnellen,
verlustarmen und spannungsgesteuerten Entladung von
kapazitiv gespeicherter Energie eingesetzt. Ein typischer
Zündkreis mit Ladewiderstand, Zündkondensator, Schalt-
funkenstrecke und Zündtransformator ist in Bild 14 dar-
gestellt.
General
Gas-filled switching spark gaps operate according to the
physical phenomenon of arc discharge. Short pulses (of a
few 10 µs) of very steep rates of current or voltage rises
can be generated thanks to the short switching times
(transition between nonconductive and conductive state)
and the arc´s exceptionally high current carrying capability.
The construction of a spark gap is similar to that of a surge
arrester with 2 electrodes as shown in figure 1 on page 5 of
this catalog. The high switching rates required for switching
applications are achieved by optimizing the gap, shape
and activation material of the electrode as well as the filling
gas.
Switching spark gaps are preferred for a fast, low-loss and
voltage-controlled discharge of capacitively stored energy.
A typical ignition circuit with charging resistor, ignition
capacitor, switching spark gap and ignition transformer is
shown below in figure 14.
Last
Load
R
Switching
Schaltfunkenstrecke
RAB0086–U
spark gap
Kurzcharakteristik
Typische Daten
Durchbruchspannung 200 V … 5 kV
Schaltzeit < 50 ns
Schaltstromscheitelwert < 1 kA
Energie pro Entladung < 200 mJ
Schaltfrequenz < 500 Hz
Lebensdauer (Schaltungen) 10
5
… 10
6
Bogenbrennspannung 10 … 200 V
Isolationswiderstand 10
7
… 10
10
Ω
Kapazität < 2 pF
Betriebstemperatur – 40 … 125 °C
Bild 14
Typischer Zündkreis
Figure 14
Typical ignition circuit