承载雷电流的火花间隙装置
专利汇可以提供承载雷电流的火花间隙装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且为了构造具有多个 串联 分 火花间隙 装置的承载雷 电流 的火花间隙装置，其中火花间隙装置包括n个分火花间隙装置(FS)，其 电弧 点火 电压 由于分火花间隙装置(FS)的串联而达到分火花间隙装置的电弧点火电压的n倍值，并且除了在发生雷电流的情况下动作的第一分火花间隙装置(FS1)外，通过电容连接分火花间隙装置(FS)，从而逐渐地接通分火花间隙装置(FS)，其中第二和全部另外的分火花间隙装置(FS2-FSN)通过电容直接连接到公共的参考电位，即仅在闪电过电压的情况下引弧该火花间隙装置，建议，按照下面的公式进行均压电容器的参数选择：(n-1)×CE＝k×CL×/Us。，下面是承载雷电流的火花间隙装置专利的具体信息内容。
1.具有多个串联分火花间隙装置的承载雷电流的火花间隙装 置，该火花间隙装置包括n个分火花间隙装置(FS)，且n≥2，其电 弧点火电压由于分火花间隙装置(FS)的串联而达到分火花间隙装置 的电弧点火电压的n倍值，并且除了在发生雷电流的情况下动作的第 一分火花间隙装置(FS1)外，通过电容构成的阻抗连接分火花间隙 装置(FS)，从而逐渐地接通分火花间隙装置(FS)，其中第二和全 部另外的分火花间隙装置(FS2-FSN)通过所述阻抗直接连接到公共 的参考电位即地电位，并且分别使用相同的阻抗，其特征在于按照下 面的公式进行均压电容器的参数选择：
其中CE是每个均压电容器的电容，k是≥1的安全系数，CL是从 火花间隙装置到过电压源的线路的线路电容， 是过电压的峰值，Us 是火花间隙装置的安全电平。
2.按照权利要求1的火花间隙装置，其特征在于，除了第一分火 花间隙装置(FS1)外，以压敏电阻连接分火花间隙装置，压敏电阻 分别并联于分火花间隙装置(FS2-FSN)，其中按照下面的关系式进 行压敏电阻的参数选择：
(n-1)Ur+UAK＜US
其中Ur是压敏电阻的剩余电压，UAK是在第一分火花间隙装置 (FS1)上的电压，通过阳极和阴极电压降给出该电压。
技术领域
本发明涉及承载雷电流的火花间隙装置，其具有多个串联的分火 花间隙装置，该火花间隙装置包括n个分火花间隙装置，且n≥2， 其电弧点火电压由于分火花间隙装置的串联而达到分火花间隙装置 的电弧点火电压的n倍值，并且除了在发生雷电流的情况下动作的第 一分火花间隙装置外，通过阻抗、特别是电容布置分火花间隙装置， 如此逐渐地接通分火花间隙装置，其中第二和全部另外的分火花间隙 装置通过阻抗直接连接到公共的参考电位、特别是地电位，并且分别 使用相同的阻抗。
背景技术
已知，一个火花间隙装置或者多级火花间隙装置可以用于瞬态的 电位平衡，其中也消除了后面的网络续流。如此火花间隙装置的功能 可以划分为四种基本功能：
1.在闪电过电压的情况下引弧火花间隙装置。
2.旁路或者引导在地和导体之间的雷电流，并保证沿着电弧的低 电压降。
3.引导并消除网络续流。
4.火花间隙装置的再巩固并承受在火花间隙装置的位置上的回程 电压。
在下面描述的改善仅仅涉及在瞬态过电压的情况下和在主雷电的 闪电过电压的情况下引弧火花间隙装置，以及涉及特别是在如此闪电 过电压的情况下火花间隙装置的引弧，这个闪电过电压在连续闪电的 情况下出现并具有与如此主闪电相比增高的陡度。
就第一个子问题说明，在所有以前的技术解决方案中，如果过电 压的高度超过放电器的火花间隙装置的引孤电压，则由于每个瞬态的 过电压、比如在最广泛的意义上由于在断开电感负载时的突发脉冲、 由于安全装置的分离和由于开关浪涌电压、实现避雷器的火花间隙装 置的引弧。这意味着，在如此过电压的情况下每次一个避雷器动作。 因此，在引孤时刻可能会出现网络续流，按避雷器的结构由该避雷器 或由在前面连接的安全装置来中断该网络续流。可是根据任务提出其 实仅仅在闪电过电压的情况下引弧避雷器。这是有益的，如果可以避 免由于另外的过电压的引弧，由此保护避雷器并清除网络的不必要的 电压波动或者避免熔断器断开。
发明内容
就第二子问题说明，已知，90％较大部分的闪电是不利的云-地雷 电放电。在不利的云-地雷电放电的情况下还有大约50％的部分出现 不利的连续放电，其陡度显著大于第一主雷电。可是关于其动作以第 一主雷电的闪电过电压检验火花间隙装置。在不利的连续闪电情况下 按照目前的标准不检查动作特性。因为虽然终止这个负载的火花间隙 装置，可是关于这个负载必须优化火花间隙装置的动作特性。
因此目标是，按要求由于不利的连续闪电扩大火花间隙装置的安 全电平、迄今仅仅对于1.2/50μs的雷电冲击电压给出安全电平、并且 对此达到同样的安全电平。
根据本发明由此达到这个目标，按照下面公式实现均压电容器的 参数选择：
其中n是分火花间隙装置的数目，并且n≥2，CE是每个均压电 容器的电容，k是≥1的安全系数，CL是从火花间隙装置到过电压源 的线路的线路电容， 是过电压的峰值，Us是火花间隙装置的安全电 平。
因此如此调整多级火花间隙装置的动作特性，如果过电压的信号 能量是足够高的，由于换向操作的瞬态过电压不触发多级火花间隙装 置，可是总是闪电过电压触发多级火花间隙装置，以便引弧分火花间 隙装置。如果例如由于非常远的雷击引起的闪电过电压的信号能量不 足以引弧整个多级火花间隙装置，则电压还是限制在处于安全电平之 下的值。
在消除网络续流之后加重了避雷器的逆弧，因为均压电容器耗尽 瞬态的回程电压。
本发明的另外的目的是，按照要求由于不利的连续雷击扩大火花 间隙装置的安全电平、迄今仅仅对于1.2/50μs的雷电冲击电压给出的 该安全电平、并且对此达到同样的安全电平。
所有火花间隙装置基于气体放电过程指出了或多或少清楚表明的 惰性特性，该惰性特性由于放电延迟基于起始电子的统计是由气体引 起的。因此放电延迟对于所有具有仅仅一个火花间隙装置的避雷器是 不利的。在多级火花间隙装置中也出现这个效果。多级火花间隙装置 的最后引弧的分火花间隙装置因此确定动作电压。每个火花间隙装置 在脉冲特性曲线中指出了这个特性，该脉冲特性曲线给出在击穿电压 和击穿时间之间的联系。随着冲击电压的陡度的增加因此火花间隙装 置的动作电压也增加。这在极陡的过电压的情况下可能导致，超过在 1.2/50.μs的雷电冲击电压下从动作特性中得出的安全电平。一个如此 的超过在如此的、从不利的连续雷击中产生的过电压的情况下是可能 的。
为了修改火花间隙装置适合于如此的条件，建议，以压敏电阻布 置除了第一分火花间隙装置外的分火花间隙装置，这些压敏电阻分别 并联于分火花间隙装置，其中按照下面的关系式进行压敏电阻的参数 选择：
(n-1)Ur+UAK＜US
其中n是分火花间隙装置的数目，Ur是压敏电阻的剩余电压，UAK 是在第一分火花间隙装置FS1上的电压、通过阳极和阴极电压降给出 该电压，US是火花间隙装置的安全电平。
通过具有压敏电阻的线路布置有益地实现在冲击电压的非常大的 陡度的情况下仍然保证安全电平。
附图描述
在图中图解描述了本发明的实施例并且下面详细说明该实施例。
图1指出了包括等效电路图在内的根据本发明的第一电路布置；
图2指出了包括等效电路图在内的火花间隙装置的修改的构成。
优选实施形式
图1指出了一个多级火花间隙装置的布置。过电压U(t)处于整 个多级火花间隙装置上并首先仅引弧具有固有电容C12的第一分火花 间隙装置FS1。在引孤第一分火花间隙装置之后在分火花间隙装置 FS2上存在电压
因此也引弧分火花间隙装置FS2。相应地逐渐引弧所有另外的分 火花间隙装置。
可是随着每个分火花间隙装置的引弧从脉冲电压U(t)的信号能 量中推断出均压电容器C1E……CNE的充电的能量份额。如果信号能 量、比如所有由于换向操作引起的瞬态过电压是有限的，则在相应数 值的参数的均压电容器C1E……C(N-1)E的情况下，可完全耗尽该 信号能量。
可以按照下面的准则进行均压电容器的参数选择。
·线性控制。所有CE是相同数值的。可以按照下面的考虑如下确 定均压电容器的数值：
在火花间隙装置的一侧上存在线路电容CL，其由于瞬态的过电压充 电到U。然后对于这个导体上的电荷，当存在多级火花间隙装置时，由 于多级火花间隙装置的引弧均压电容器，会耗完这些电荷，因此电荷仅 分布在n-1个分火花间隙装置上。在电荷分配后在多级火花间隙装置上 还存在安全电平高度的电压。在均压电容器上存在电荷Q＝(n-1) *CE *US。通过电荷相等Q＝QL和考虑安全系数能够确定均压电容的数 值。
US＝火花间隙装置的安全电平
k＝安全系数≥1
其中CL是从火花间隙装置到过电压源的线路的线路电容。
在雷击的情况下产生实际无限大的信号能量，该信号能量在所有 情况下使所有分火花间隙装置动作。
因此有益地如此调整多级火花间隙装置动作特性，即
·由于换向操作的瞬态过电压不触发多级火花间隙装置。
·如果过电压的信号能量是足够大的，则总是闪电过电压触发， 以便引弧所有分火花间隙装置。如果闪电过电压(例如由于非常远的 远距雷击引起的)的信号能量不足以引弧整个多级火花间隙装置，则 电压仍然限制在处于安全电压之下的值。
·在消除网络续流之后加重避雷器的逆弧，因为均压电容器耗尽 瞬态的回程电压。
图2指出了具有压敏电阻的补充电路。
通过具有压敏电阻的线路布置避免由于分火花间隙装置的放电延 迟的电压的上升。压敏电阻并联于分火花间隙装置FS2…FSN，并且 对于直到延迟引弧分火花间隙装置的时域在这个分火花间隙装置上 的电压几乎恒定地维持在通过压敏电阻的特性曲线预定的电平。因为 对空气火花间隙装置压敏电阻几乎不引起延迟，得出几乎不依赖于电 压的陡度的脉冲特性曲线。通过自然气体放电仅仅引弧第一分火花间 隙装置FS1。在多级火花间隙装置中可以把第一分火花间隙装置FS1 的引弧电压调至远低于安全电平的值。
按照下面的关系式进行压敏电阻的参数选择：
(n-1)Ur+UAK＜US
n：火花间隙装置的数目
Ur：压敏电阻上的剩余电压
UAK：通过阳极和阴极电压降得出的、在最上面的分火花间隙装置 FS1上的电压。
US：多级火花间隙装置的安全电平
通过具有压敏电阻的线路布置有益地实现，在冲击电压非常大的 陡度的情况下仍然保证安全电平。
本发明不局限于实施例，而且在公开的范围内多种多样地变化。
所有新的、在描述和/或图中公开的单个和组合特征看作根据本发 明的特征。
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