Datasheet

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Pleas e read Important notes on page 4 and Cautions and warnings on page 69.
B i tte beachten Sie d i e S e i te 4 Wichtige Hinweise s owi e d i e
Warn- und Sicherheitshinweise auf S e i te 69.
© EPCOS AG 2008
Function
Funktion
Function
Operating mode
A simpli f i ed s urge arre s ter can be compared w i th a s ym-
metri cal low-capaci tance s w i tch whos e resistance may
j ump from s everal G Ω duri ng normal operati on to values
<1 Ω after i gni t i on caus ed by a s urge voltage. The arre s ter
automati cally return s to i t s ori g i nal h i gh-i mpedance s tate
after the s urge hassubsided.
Fig. 16a s hows the voltage curve at the arre s ter and
Fig. 16b the current a s a functi on of t i me when l
i m i t i ng a
sinus o i dal voltage s urge.
V i rtually no current flows duri ng the t i me that the voltage
r ise s to the s park -over voltage V
s
of the arre s ter. After
i gni t i on, the voltage drops to the glow voltage level V
gl
(70 to 200 V dependi ng on the type, w i th a current of
s everal 10 mA up to about 1 . 5 A) i n the glow-mode range
G . A s the current i ncreas e s further, transit i on to arc mode
A occurs. The extremely low arc voltage V
a
of 10 to 35 V
typi cal for this mode is v i rtually i ndependent of the current
over a w i de range. W i th decreasing over-voltage ( i.e .in
the s econd half of the wave), the current through the
arre s ter decreas e s accord i ngly unti l i t drops below the
m i n i mum value necessary to mai ntai n the arc mode. Con-
s equently, the arc d ischarge s topssuddenly and, after
passing through the glow mode, the arre s ter exti nguish-
e s at a voltage V
e
.
The V/I characterist i c of the s urge arre s ter s hown i n
Fig. 16c was obtai ned by combi n i ng the graphs of volt-
age and current a s a functi on of t i me.
Response behavior
Static response behavior
If a voltage w i th a low rate of r ise (typi cal 100 V/s ) is ap-
pli ed to the arre s ter, the s park -over voltage V
s
w i ll be de-
termi ned mai nly by the electrode s paci ng, the gas type
and pre ssure, and by the degree of pre-i onizati on of the
enclos ed noble gas. This i gni t i on value is defi ned a s the
DC s park -over voltage V
s dc
.
Dynamic response behavior
At fas t rate of r ise, the s park -over voltage V
s
of the ar-
res ter exceeds V
s dc
. This effect is caus ed by the f i n i te t i me
necessary for the gas to i onize . All thes e dynami c s park -
over voltages are s ubj ect to considerable s tatist i cal vari -
ati on. However, the average value of the s park -over volt-
age d istri buti on can be signi f i cantly reduced by attachi ng
Arbeitsweise
Verei nfacht aus gedrück t, k ann der Übers pannungs ablei -
ter m i t e i nem s ymmetrischen, k apazitäts armen S chalter
vergli chen werden, dessen W i ders tand von e i n i gen G Ω
( i m unges törten Betri ebszu s tand) auf Werte <1 Ω i m
S törungs fall s pri ngen k ann. Nach Abk l i ngen der Beei n-
flussung n i mmt der Ablei ter w i eder den urs prüngli chen
Zus tand an.
Bild 16a z e i gt den Verlauf der S pannung am Ablei ter und
Bild 16b den S trom j ewei l s als Funk t i on der Zei t bei m
Begrenz en e
i ner sinus förmi gen Übers pannung.
Während des Ans t i egs der S pannung b is z ur Zünds pan-
nung U
z
des Ablei ters fli eßt prak t isch k e i n S trom. Nach-
dem der Ablei ter gez ündet ist, bri cht d i e S pannung auf
d i e Gli mmbrenns pannung U
gI
(typabhängi g 70 b is 200 V
bei e i nem S trom von e i n i gen 10 mA b is etwa 1,5 A) i m
Gli mmbere i ch G z u s ammen. Der Übergang i n d i e Bo-
genentladung B folgt bei wei ter ans tei gendem S trom i m
Ablei ter. D i e für d i e s en Bere i ch typische, äußers t n i edri ge
Bogenbrenns pannung U
bo
z w ischen 10 und 35 V ist i n
wei ten Grenz en vom S trom unabhängi g . Bei abnehmen-
der Übers pannung (d. h .in der 2 . Hälfte der S pannungs -
welle) verarmt der S trom i m L i chtbogen, b is der z ur
Aufrechterhaltung der Bogenentladung erforderli che
S tromwert unters chri tten w i rd. D i e Bogenentladung rei ßt
ab und der Ablei ter lös cht bei der S pannung U
L
nach
Durchlaufen der Gli mmphas e .
Aus den Dars tellungen von S pannung und S trom am
Ablei ter als Funk t i on der Zei t ents teht d i e U/I-K ennli n i e
des Ablei ters ( siehe Bild 16c) .
Ansprechverhalten
Statisches Ansprechverhalten
Bei langs amen S pannungs ans t i egen (typ. 100 V/s ) w i rd
d i e Zünds pannung U
z
i m Wes entli chen vom Abs tand der
Elek trode, der Gas art, dem Druck und vom Grad der Vor-
i onisati on des abges chlossenen Edelgas volumens be-
s t i mmt. D i e s er Zündwert ist als Ans prechglei chs pannung
U
ag
defi n i ert.
Dynamisches Ansprechverhalten
Beischnellen S pannungs ans t i egen l i egt d i e Zünds pan-
nung U
z
des Ablei ters oberhalb der Ans prechglei chs pan-
nung U
ag
. D i e s er Effek t w i rd durch d i e endli che Zei t ver-
urs acht, d i e das Gaszur Ionisierung benöti gt. D i e Vor-
gänge unterli egen e i ner großen s tatist ischen S treuung.
M i t der Zündhi lfe i m Innenraum des Ablei ters lässt sich
Ueberspannungsableiter_de-en_2009.qxd 03.11.2008 16:19 Uhr Seite 19