(57)【要約】本発明は、雷電流を搬送し、通電電流を制限する能力があり、少なくとも２つの主電極と、過渡サージの場合にトリガーする始動装置に接続された１つの補助電極とをそれぞれに有する少なくとも１つのスパークギャップを備える封入型サージ保護装置に関する。発明は、第１の始動装置とは独立し、スパークギャップの主電極の間の最小電圧の存在に基づいてサージまたはパルス電流の存在の必要なしにスパークギャップを作動させることができる第２の始動装置を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
雷電流を搬送し通電電流を制限する能力があり、少なくとも２つの主電極と過渡過電圧の事象にトリガーするための点火装置に接続された１つの補助電極とをそれぞれ有する少なくとも１つのスパークギャップを備える封止型過電圧保護装置であって、
前記第１の点火装置から独立し、過電圧またはパルス電流の存在の必要性なしに、前記スパークギャップの前記主電極の間の最小電圧の存在下で前記スパークギャップを作動させる能力がある少なくとも１つの第２の点火装置が設けられていることを特徴とする封止型過電圧保護装置。
【請求項２】
前記最小電圧またはアーク電圧の瞬時値が約１ｍｓの期間に幹線電圧の２乗平均平方根値以下であることを特徴とする、請求項１に記載の過電圧保護装置。
【請求項３】
前記第２の点火装置は、作動信号（８）に加えて、前記電圧の前記瞬時値も評価し、論理ＡＮＤ演算に基づいて作動され得ることを特徴とする、請求項１または２に記載の過電圧保護装置。
【請求項４】
前記第１の点火装置は、専ら過渡過電圧の事象に自動的に作動され得ることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の過電圧保護装置。
【請求項５】
前記第２の点火装置は、外部からまたは内部から提供または供給された信号（８）によって専らトリガーされ得る電圧スイッチング装置を含むことを特徴とする、請求項３に記載の過電圧保護装置。
【請求項６】
点火電圧にシグナリングすることによる作動のとき、前記スパークギャップの残留電圧および前記アーク電圧が前記幹線電圧未満であることを特徴とする、請求項５に記載の過電圧保護装置。
【請求項７】
前記第２の点火装置の前記電圧スイッチング装置は、半導体部品を含むことを特徴とする、請求項５または６に記載の過電圧保護装置。
【請求項８】
前記第１の点火装置は、前記第２の点火装置の過渡過電圧保護を引き継ぐことを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の過電圧保護装置。
【請求項９】
前記第２の点火装置は、電流制限手段を含むことを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の過電圧保護装置。
【請求項１０】
異なった外部信号（８）によって前記第２の点火装置を作動させるためのアダプタ用の端子を含むことを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の過電圧保護装置。
【請求項１１】
前記第２の点火装置は、過渡過電圧増加なしに点火変圧器およびエネルギー蓄積装置なしで、公称電圧未満で前記スパークギャップの点火を可能にすることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の過電圧保護装置。
【請求項１２】
両方の点火装置が１つの共通の筐体の内側に位置し、前記筐体は、前記作動信号（８）のための付加的な端子を有することを特徴とする、請求項５から１１のいずれか一項に記載の過電圧保護装置。
【請求項１３】
前記第１の点火装置のみが前記スパークギャップと共に１つの共通の筐体の内側に位置し、前記第２の点火装置は、インターフェースを有する別個の筐体に配置されていることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の過電圧保護装置。
【請求項１４】
前記スパークギャップは、過渡電圧増加が起こる前に前記第２の点火装置によって時間的にトリガーされ得ることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載の過電圧保護蔵置。
【請求項１５】
前記スパークギャップは、過渡妨害とは独立に外部監視ユニットを介して前記第２の点火装置によってトリガーされ得ることを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載の過電圧保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のプリアンブルによれば、雷電流を搬送し通電電流を制限する能力があり、少なくとも２つの主電極と過渡過電圧の事象にトリガーするための点火装置に接続された１つの補助電極とをそれぞれ有する少なくとも１つのスパークギャップを備える封入型過電圧保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電源システムのための過渡過電圧保護に関する要件は、規格（ＤＩＮ  ＥＮ  ６１６４３−１１）および終端装置の接続までの絶縁協調（ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ  ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ）（ＤＩＮ  ＥＮ  ６０６６４−１）に規定されている。分散型エネルギー供給、それぞれ、局所エネルギー蓄積装置の付加的な使用は、正常動作条件下においてもエネルギー供給のより大きな変動を益々もたらす。過電圧保護装置のＴＯＶ抵抗に関する要件は、電気幹線条件の変化に起因して継続的に増加する。したがって、特にスパークギャップに関連した過渡過電圧保護は、一般には、電気幹線のメッシュ電圧超の電圧だけで作動され、それによって、エネルギー分散システムにおいて過渡過電圧からの十分な保護と共に安定した電気幹線動作を得る。
【０００３】
必要に応じて、故障によって引き起こされる幹線電源における一時的な過電圧は、一般的に、電気幹線の保護装置を作動させることによって、およそ１０ｍｓ後に、またはさらには、明らかにより長い期間の後にのみ除去される、これは、一般には、幹線電源のシステムの保護に十分となる。これらの解決手法を用いる感度の良い終端装置の保護は、満足できるように保証できない。終端装置は、益々頻繁に、感度の良い電子部品を備え、これらの電子部品は、上記保護対策によって、それぞれ限られた程度のみで、不十分に保護される。終端装置は、多くの場合、動作挙動を制御し安定した電源電圧を確保するための能動半導体コントローラを備える。この目的に使用される部品は、部分的に、限られた電力能力のみ有する製造業者特有の集積型保護回路に基づく。外乱の事象に、たとえば、過渡過電圧の結果として、電気幹線条件は、特に、自動的に実行される異なった制御プロセスの理由から、終端装置のための最適な電圧保護に関して問題になる。絶縁保護された装置、または、ガルバニック分離、または、異なった動作電圧、それぞれ、より高い動作周波数を有する局部電源システム、または、ＤＣシステムが使用される場合、最適過電圧保護は、さらに一層困難になる。印加電圧、電流または周波数の評価は、多くの場合、このようなシステムにおける差が小さいことに起因して、正常動作条件と過渡過電圧とを区別するのに適当ではない。過渡過電圧検出に利用可能な通常の可能性は、これらの複雑な要件を考えると、終端装置の保護が関係している限り、不十分であることがさらに判明する。したがって、幹線電源に使用される従来型の過電圧保護を用いる過渡的なできごとの正確な検出は、多くの場合に、終端装置が過負荷になった後にのみ行われる。
【０００４】
特に、複雑な、それぞれ、高品質終端装置の場合、上記状況は、あまり満足できない。保護ニーズに関する要件は、部分的に、非常に個別である。幹線電源の過電圧保護の観点から、終端装置ごとの個別の解決手法は、どう考えても賢明ではない。
【０００５】
過電圧からの感度の良い装置の保護に関わる問題は、長い間知られている。低電圧電源システムにおける過電圧保護は、多くの場合、たとえばＶＤＥ  ０１８５、第１０３巻および第１０６巻に記載された、いわゆる時差点灯保護ゾーンの概念の形式で、古典的な方法で実施される。終端装置に向かうフィードインから、過電圧保護装置の保護レベルおよび性能が段階的に低減される。粗保護および精密保護と呼ばれることがよくある過電圧保護装置は、インダクタによって互いに分離されている。動作モードは、応答電圧に達すると、精密保護素子が最初に応答し、次いで、放電電流が負荷されるようになされている。残留電圧の合計が降下し、分離用インダクタの両端の電圧降下が粗保護素子のより高い応答値に達した場合、粗保護素子も応答し、できる限り高い部分電流が粗保護素子を介して放電される。
【０００６】
分離用インダクタを含む粗保護素子および精密保護素子の組合せは、独国特許第１９４７３９４号明細書および仏国特許第２５４４９２３号明細書から公知であり、この組合せにおいて、付加的に、精密保護素子を通る電流が超過になったとき、過電圧パルスが点火変圧器によって生成されて粗保護素子を点火する。
【０００７】
粗保護素子と精密保護素子との間のインダクタが省かれた配置構成は、独国特許第１９８３８７７６号明細書により公知である。高エネルギー過電圧事象が起こると、やはり最初に応答する精密保護素子は、部品上のエネルギー負荷の評価によって、たとえば、電圧および／または電流を測定することによって解放される。閾値で、点火装置は、パルス変圧器を用いて上流側の粗保護素子を作動させる。
【０００８】
粗保護段の点火のための過電圧パルスの生成は、この場合、いつでも、電気幹線に存在する過電圧と、精密保護素子の既知の過負荷挙動、とりわけ、電流搬送容量とに基づく。信号捕捉の動作原理、それぞれ、点火パルス生成の種類のため、粗素子の点火は、いつでも、周波数、それぞれ、妨害の上昇率に結合されているので、妨害の純粋なエネルギー評価が成功しないことになる。
【０００９】
上記解決手法には、いくつかの欠点がある。精密保護素子の応答電圧のレベルは、規格の仕様、製造業者勧告および経験に基づいて固定される。粗保護素子の作動は、定義された精密保護素子のある一定の負荷を必要とし、それ故に、幹線電源における従来型の過電圧保護素子の良好な協調を可能にする。
【００１０】
しかし、未知の精密保護素子が終端装置において使用される場合、ピークおよび連続耐電圧と動作依存性電流レベルとに関して終端装置のエネルギー搬送容量を評価することが不可能であるため、このような解決手法は、問題を含む。低圧幹線電源から終端装置までの移行中に、直列アーム内の異常な電流フローの正確な評価が益々不可能になる。分流アーム内の電流の検出および評価もまた、問題を含む。これは、電流のレベルおよび電流の周波数の両方に関係する。電圧保護レベルの全般的なさらなる低減は、過電圧保護システムの頻繁な応答が電気幹線（ｍａｉｎｓ）安定性および経年劣化のため回避されるべきであるので、ＴＯＶ電圧も含む規格に起因して、おそらく多大な労力を伴ってのみ、限られたのみである。
【００１１】
点灯保護ゾーン概念において定義された精密保護段の保護レベルが終端装置内に一体化された、半導体のピーク耐電圧超またはキャパシタの連続耐電圧超である場合、これらは、検出可能な電流フローなしに破壊される。終端装置内の未知過電圧保護素子が電流搬送容量のレベルに応答し、付加的な分離用インダクタンスが未知である場合。分散型フィードインなしで、かつ、明瞭な電気幹線条件をもつ幹線電源において、電流の上昇率と、限られた程度で、また電流のレベルとは、少なくともＧＤＴおよびバリスタのような共通の過電圧保護素子が使用される場合、評価として信頼できる。また、規準の選択における不確かさとは別に、小型システム内で終端装置保護を実現することも意図された、過電圧保護装置の粗保護を作動させる現在知られている解決手法が、終端装置の応答に過電圧を必要とするということは不利である。耐電圧（ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ）が非常に低い場合、または、低応答電圧が低電流搬送容量と、たとえば、半導体装置の内部保護ダイオードと対にされた場合、これに由来する電流、電圧、周波数または量が不十分である。既知の規準は、終端装置が既に過負荷になった後に、駆動信号を供給することしかできないことがある。
【００１２】
それ故に、共通の規準、たとえば、電圧レベル、レベル、それぞれ、電流の波形、または同様に、下流側の精密保護素子のエネルギー負荷は、システムに関して、それぞれ、終端装置内の部品の危険性に関して不十分な情報しか提供しないことがある。
【００１３】
したがって、さらなる再分配、周波数、電圧レベルもしくは分散型フィードインの変化の場合、これらの共通の規準は、ほとんど自動的に不十分である。
【００１４】
粗保護素子の点火装置を作動させるための能動的に制御可能なスイッチング素子の使用もまた、既知である。この場合、半導体も電圧スイッチング部品として既に使用されている。しかし、従来型のトリガー装置におけるこれらの部品の使用は、いくつかの理由により重大である。部品の耐電圧は問題を含み、作動は、非常に急激なプロセスを考えると、付加的なかつほとんどの場合に複雑な保護対策が設けられない限り破壊をもたらす不感時間に関連付けられている。
【００１５】
点火電圧を生成するためのパルス変圧器の使用は、部品のスイッチング挙動に起因して十分な電流上昇率を可能にしないので、十分な点火電圧を提供することは、多大な労力と付加的なエネルギー蓄積装置とを伴ってのみ可能である。電圧スイッチング装置に加えて、トリガー装置は、小さいエネルギー妨害を逸らすために、かつ、規準に従う要件を満たすために下流側の部品との協調に役立つ他の部品、たとえば、バリスタ、キャパシタなどをさらに含む。これらの部品は、過渡過電圧の事象に機能を確保し、電圧スイッチング素子が動作電圧で誤ってトリガーされた場合でもスパークギャップの点火を一般に防止する。これ故に、従来型の過電圧保護装置の点火装置の電圧スイッチング素子の選択または修正だけでは、一方で、費用が増加し、他方で、独立したかつそれ故に最適な構成が可能ではないので、好都合でない。
【００１６】
保護効果の改良は、保護対象である装置の搬送容量の限界値が既知である場合にのみ、大抵可能である。過電圧保護装置のそれぞれの適応は用途特有の解決手法をもたらすが、これらの解決手法は、幅広いより一般的な保護目標に適していない。保護レベルを低減することは、ＴＯＶ抵抗を減少させるが、望ましくない電源システム故障の確率が増加する。公称電圧での、または、公称電圧未満での作動を必要とする保護目標は、公知の解決手法アプローチを使って実現できない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
したがって、本発明の目的は、通常の過渡保護から独立した付加的なトリガー装置を含む過電圧保護装置を提案することである。このトリガー装置は、それぞれの設置現場での電気幹線条件（公称電圧、一時的な過電圧、過渡過電圧）とは独立に過電圧保護装置の作動を許すことになる。付加的なトリガー装置と過電圧保護装置の通常の基本機能とは、互いに完全に独立に作用することになる。
【００１８】
標準化された保護装置がその共通の点火装置を用いて実現するその基本機能、すなわち、過渡過電圧保護に加えて、付加的な独立した作動装置は、用途特有の保護要件への簡単な適応を許すことになる。これは、結果として、ガルバニック分離された電気幹線、または、異なった公称電圧および周波数をもつ電気幹線にもおける、過電圧事象が起こって直ぐのまたはさらにはこれが起こる前の、終端装置の保護のための過渡的かつ個別の一時的な過電圧保護の明瞭な改良をもたらす。提供される過電圧保護装置は、付加的な保護目標を実現するようにさらに意図されている。付加的な作動可能性は、たとえば、内部または外部アークフォルト検出装置と共に過電圧保護装置の動作を可能にする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
目的に対する解決手法は、特許請求項１に定義された特徴の組合せによって達成される。従属請求項は、有用な改良を定義する。
【００２０】
本発明によれば、スパークギャップに基づく過電圧装置には、スパークギャップを直接的に作動させる付加的な可能性をもつ、過渡過電圧時のトリガーのための共通の点火装置が補足されている。スパークギャップを点火するこの付加的な可能性は、補助電圧または付加的なエネルギー蓄積装置なしで機能し、過電圧またはパルス電流の存在なしにスパークギャップの点火を可能にする。
【００２１】
スパークギャップの付加的な作動は、好ましくは、シグナリング（外部信号、内部監視）と、スパークギャップの確実な高速の点火に必要である最小電圧の存在とのときにのみ実現される。スパークギャップは、公称電圧またはさらには不足電圧で点火され得る。スパークギャップ自体は、電圧が遥かに動作電圧未満である場合であっても高速の確実な点火を可能にする。
【００２２】
付加的な点火装置およびスパークギャップの不感時間は、無視することができる。好ましくは、半導体は、付加的なトリガー装置のためのスイッチング素子として使用される。この付加的なトリガー装置は、過電圧装置の共通の点火装置によって過渡過電圧事象から保護される。
【００２３】
点火装置には、スパークギャップの内側のさらなる補助電極が設けられ得、または、適当な構成において点火装置は、過渡過電圧の事象に共通の点火装置の補助電極を利用することもできる。
【００２４】
付加的なトリガー装置の非常に短い不感時間に起因して、使用の可能性は、シグナリングまでの期間と、基本特性、たとえば、スパークギャップの点火のための最小電圧のレベルとにほぼ専ら依存する。機能は、保護装置の設置現場での電流負荷とは無関係に、付加的な作動を許す。
【００２５】
付加的な点火装置の作動は、ＥＭＣ保護ゾーンの入力領域、下流側のＥＭＣ保護ゾーン、別個の分散型電圧フィードインをもつ別のＥＭＣ保護ゾーンに位置している、または同様に、過電圧保護装置の設置現場に直接的に位置している評価ユニットによって達成されてもよい。装置は、保護対象である終端装置、いくつかの終端装置のための電圧電源システム、または、別個の電気幹線、たとえば、ＤＣシステムからの定められたシグナリングを介して、さらにトリガーされてもよい。
【００２６】
付加的な点火装置の短い不感時間に起因して、当然ながら、感度の良い設備が関係している場合、過渡事象での装置の保護効果を既に改良することも同様に可能である。
【００２７】
過電圧保護装置の基本機能から機能的に独立した、付加的なトリガー装置の構成に起因して、過電圧保護装置にトリガーユニットを後付けすることも許すモジュラーアーキテクチャを実現することが有利に可能である。これは、起動後により長い時間、過電圧保護装置の費用対効果に優れた製造とシステムの機能範囲の柔軟性のある拡張とを可能にする。
【００２８】
本発明の概念は、過電圧避雷器と付加的なトリガー装置とを実現するために、スパークギャップのトリガーを含む、スパークギャップの選択と対応するさらなる開発とを備える。これらの基本部品の選択および協調は、過電圧避雷器の用途の基本分野と、また機能拡張の結果として起こる可能な用途とを決定する。
【００２９】
解決手法によれば、保護対象である装置／システムのシステム電圧未満で主電極間の放電の点火を可能にするスパークギャップが使用される。点火後に、主電極間のアーク電圧は、少なくとも一時的にシステム電圧より低い必要がある。これは、装置の作動により装置の設置現場で顕著な電圧超過なしに、切望される保護機能の実現のための基本要件である。したがって、残留電圧、それぞれ、動作電圧超のアーク電圧を有する過電圧避雷器は、本事例において関連する用途に適していない。より長い電極距離をもつスパークギャップは、特に封止されたとき、アーク電圧増加にさらされ、かなりのイオン化の労力を必要とする。したがって、これらの配置構成は、限られた程度のみで、多大な労力を伴って使用可能である。
【００３０】
スパークギャップが点火され得る最小電源電圧は、いくつかの要因の影響を受ける。スパークギャップの高速の確実な点火を許すこの最小電圧は、付加的なトリガー装置の用途の分野を決定する。たとえば、低電圧システムにおけるアークフォルトの消滅が望ましい場合、この電圧は、平均アーク電圧より低くあるべきである。上記電圧は、およそ７０Ｖの範囲にある。人の保護のため、恒久的に許容可能な電圧は、電圧の種類および周波数に依存して同じ範囲にある。
【００３１】
低印加電圧でスパークギャップを点火するために、主電極間での十分なイオン化が実現される必要がある。幾何学的性質に加えて、強度および時間の長さの両方はスパークギャップの点火成功のために決定的に重要である。低アーク電圧および低イオン化要件を有するスパークギャップは、たとえば、トリガー可能な真空スパークギャップ、それぞれ、ガス放電避雷器である。しかし、これらのスパークギャップは、通電電流を制限し通電電流を消滅させる能力が小さいことに起因して、全般的な用途に適していない。さらに、従来技術によれば、使用されるスパークギャップは、小型となり、封止されていることになる。スパークギャップは、高い雷電流搬送容量と、通電電流を消滅させ通電電流を制限する高い能力と有することが望ましい。
【００３２】
それ故に、主電極および点火電極の好適な幾何学的配置構成をもつスパークギャップが選択される。主電極距離が大きいほど、配置構成の確実な点火のための所要最小電圧と、またアーク燃焼電圧のレベルとが大きい。前述のとおり、これらの値は、達成可能な保護目標に影響を与える。同じ環境条件で、たとえば、ガス、ガス圧、およびスパークギャップの材料、また電極の幾何学的配置構成で、電流搬送容量と放電空間の設計とは、十分なプレイオン化を達成するために荷電粒子導入の効率に影響を与える。プレイオン化の荷電粒子が主電極間で直接的に補助電極を介して高密度かつ短い不感時間で移動する配置構成をもつスパークギャップを選択することが好適である。幹線通電電流を制限し消滅させるために、適当なスパークギャップは、一般に、付加的な対策、たとえば、通電電流アークの移動および延長を必要とする。
【００３３】
保護装置の点火成功に必要とされる最小電圧ができる限り低いべきである場合、たとえば、アークフォルトの消滅を可能にするために、それぞれ、人の保護対策をサポートするために、分岐電極（ｄｉｖｅｒｇｉｎｇ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）をもち電極距離が１ｍｍ未満である封止型スパークギャップが使用されてもよい。過電圧保護配置構成には、幹線通電電流を消滅させるためのアーク消滅室が補足されてもよい。この種類のスパークギャップは、ＡＣシステム用途およびＤＣシステム用途に適当であり、高い点灯パルス電流搬送容量を有し、高い固有通電電流をもつ電気幹線において適用され得る。たとえば２３０Ｖ  ＡＣの動作電圧、および、２５ｋＡの固有通電電流で、このようなスパークギャップは、高い通電電流制限を有する。
【００３４】
このようなスパークギャップのイオン化は、たとえば、プレイオン化による点火に必要とされる労力が最小限であり、特に、低い駆動電圧でもあるように、幾何学的配置構成に応じて最適化され得る。加えて、点火領域の幾何学的配置構成は、比較的低い期限付きのトリガー電流を使って、スパークギャップの十分なイオン化、それ故に、スパークギャップの点火を遂げるのに適している。できる限り低い駆動電圧での付加的な点火装置によるこの好ましいスパークギャップのトリガーを成功させるために、スパークギャップ内のアークから生じるイオン化が付加的な電圧スイッチング素子の作動後に可能であることが確保されなければならない。
【００３５】
上記要件は、シグナリング後に、作動装置による点火試行が配置構成の可能性に応じて指定された瞬時電圧値の時点のみでなされる場合、満たされる。この対策により、高い点火信頼性、短い点火期間、および幹線電源へのごく短い影響が僅かな労力を伴って達成される。
【００３６】
シグナリングで始まりスパークギャップの点火までの全体の不感時間は、連続的または繰り返される点火と比べると、ほとんど変化しない。これは、より高いエネルギー的かつ回路的な労力にもかかわらず、点火成功は、所要最小電圧に達する前に遂げることができないからである。より高い電圧または一時的な電圧超過が起こる場合、このＡＮＤ演算は、付加的な時間遅延を生じさせることがない。この最小電圧未満の点火試行は、エネルギーを消費し、それぞれ、点火までの時間をかなり延長する。たとえば、作動装置が交流回路における零交差でアクティブ状態になる場合、作動試行後から数μｓ内での点火成功は、不可能である。同じように点火を得るために、点火プロセスの時間の長さ、ならびに／または、エネルギー入力のレベルおよび持続期間は、多大な労力を伴って増加させられる必要がある。また、短い間隔での一連の点火試行が試みられることがある。この労力とは別に、これらの対策は、保護装置の挙動を従来型の作動と異ならせることにもなる。より長い作動または複数の作動、それぞれ、非常に高いエネルギー入力は、たとえば、確実な幹線電源を危険性にさらすことがある通電電流負荷のとき、避雷器の挙動を変化させることになる。
【００３７】
分岐電極を有するスパークアップの主電極の小さい距離、たとえば、０．５から０．８ｍｍと、電極の僅かな分岐とは、定められた時間、たとえば１ミリ秒に亘って５０Ｖ未満のアーク電圧を保証することができる。この保護装置のための最小電圧は、この電圧の範囲内で選択され得る。したがって、たとえば公称電圧２３０Ｖ  ＡＣで、このような配置構成は、内部または外部信号の後に続く点火が印加電圧とのＡＮＤ演算によって遅延されることになる自然な零電流（ｎａｔｕｒａｌ  ｚｅｒｏ  ｃｕｒｒｅｎｔ）の周りでほぼ無視できる時間ギャップを有する。
【００３８】
幹線電源のスイッチを切ることが望ましい場合、たとえば、保護装置が過負荷になる危険性にさらされる場合、より長く続く故障状態の事象に、または、切望された保護目標、たとえば、人の保護の利益のために、連続的にまたは繰り返して作動装置を作動させることにより電気幹線の過電流保護装置を作動させることが可能である。このために、電気幹線のスイッチング装置の同時作動は、保護装置を一時的に解放するために賢明である。
【００３９】
知られているように、保護装置のスパークギャップの点火は、少なくとも２つの独立した点火装置、それぞれ、作動装置に接続された少なくとも１つの補助電極を使って実現される。スパークギャップの第１のトリガーは、スパークギャップのための共通の点火補助部に対応し、過渡過電圧の事象に、過電圧保護装置のための規準に従う要件を考慮して、スパークギャップを自動的に点火する必要がある。第２の機能的に独立した点火装置は、別個の能動スイッチング素子と、動作電圧未満の電圧でスパークギャップの接続された電位の間で電流フローを可能にするインピーダンスとを含む。主スパークギャップの点火は、共用または同様に別個の補助電極によるスイッチング素子へのシグナリングの後に、エネルギー蓄積装置なしに、ほぼ遅延なしで達成される。
【００４０】
付加的な作動装置のスイッチング素子は、好ましくは、能動半導体部品として構成されており、スパークギャップの点火のために、短い期間に１回、短い期間に繰り返して、またはより長い期間に作動され得る。概して、能動スイッチング素子を通る電流は、主スパークギャップの点火のときに自動的に消滅させられる。しかし、電流フローはまた、レベルおよび時間の長さに関して受動的または能動的に制限されてもよい。代替的に、スパークギャップの点火は、検出されて、能動スイッチング素子がロックされてもよい。
【００４１】
非反復的な作動のとき、保護装置の設置現場での電圧は、スパークギャップのアーク電圧まで低減される。それ故に、電圧は、短時間に、幹線電圧未満の値まで低減される。この低減は、妨害を逸らすこと、終端装置の負荷を減少もしくは回避すること、または、他の保護装置を作動させることを可能にする。同様に起こる通電電流は、次いで、高速に電流制限方式でスパークギャップによって消滅させられる。作動経路、すなわち、従来型の過度過電圧保護のためのトリガー装置による点火と付加的な電圧スイッチング素子をもつ付加的な点火装置による点火とは無関係に、スパークギャップの機能は、電気幹線に接続されたとき、その挙動に関して異ならない。
【００４２】
繰り返し点火、それぞれ、より長い期間に亘る作動の可能性は、別個の保護装置を特にトリガーするのに役立ってもよい。たとえば、作動されたスイッチング装置は、短絡回路装置としてそのまま役立ってもよく、または、過電圧保護装置の受動短絡回路装置は、エネルギー入力増加によって励起され得る。いずれの場合も、上流側のヒューズ、過電流保護装置、または電気幹線の漏電保護装置は、いずれにせよ、システムが開放電圧になるために切り替えられるように応答するために直接的に誘起される。
【００４３】
別個のトリガー装置の作動スイッチング素子は、作動電圧、それぞれ、過電圧保護装置の保護レベル超であり、特に、並列した従来型の点火装置も上回る抑制電圧を有する。理想的には、従来型の点火装置はまた、付加的な点火回路のための過電圧保護を担う。それ故に、能動スイッチング素子は、不良挙動または過負荷から保護される。従来型の点火装置は、さらに、信号検出時間および処理時間と別個のトリガー装置のスイッチングに関わる不感時間との結果として起こる大きい上昇率を含むプロセスにおける電圧増加も制限する。
【００４４】
各々が別個の電圧スイッチング素子をもつ、スパークギャップのための両方の点火装置は、それらの構造に起因して機能的に完全に互いに独立し、互いに影響を与えない。また、点火装置の基本的な適合性と１つの共通の補助電極を使用する可能性とを考えると、スパークギャップに対する付加的な要求が存在しない。それ故に、従来型の過電圧保護に適した保護装置に、顕著な付加的な費用なしに、かつ、故障、それぞれ、制限された機能の危険性なしに、様々な方式で有用である付加的な機能拡張を任意選択で設けることが可能である。
【００４５】
別個の電圧スイッチング素子をもつ付加的な点火装置によって過電圧保護装置を作動させるために、過電圧保護装置上の定められたインターフェースが外側に通される。このインターフェースは、たとえば、光学的に構成されている。付加的な上記外部トリガーの可能性のために、付加的なアダプタが内部にまたは外部に設けられてもよい。作動のためのトリガー信号は、別個の監視ユニットまたは終端装置自体によって供給され得る。
【００４６】
代替的に、特に、共通のトリガー電極を含む好ましい実施形態では、付加的な別個の収容された部分として第２の点火装置を構成すること、および第２の点火装置を補足するための従来型の点火装置を備える過電圧保護装置に第２の点火装置を連結することが可能である。
【００４７】
これは、過渡過電圧保護の保護レベルを考慮して、たとえば、非常に感度の良い器具のための連続的に調整可能な電圧保護特性曲線を可能にする。また、システムのオペレータが動作電流負荷を設定し、結果的に保護装置のトリガーをもたらす動作電流負荷から逸れる過負荷危険性のための規準を考慮することが可能である。これらの規準は、設備機器が交換される場合に、または、システムが拡張される場合に、いつでも新しい要件に調整され得る。監視ユニットの適用は、ここでは、保護対象である装置上に、または、この装置の特定の電源ネットワーク内に直接的に実現されてもよい。
【００４８】
過電圧保護目標を実現するための作動に加えて、同じ電気幹線において、または、電気幹線を越えて、過電圧保護装置の別個の作動がまた他の保護目的に使用されてもよい。前述のとおり、装置は、過電流または漏電保護装置の間接的な、それぞれ、同時に直接的な作動によって、幹線電源のスイッチを選択的に切るのに利用され得る。作動は、たとえば、アークフォルトの消滅に使用され得る。点火時の短い不感時間と、明らかに低電圧システムにおけるアークフォルトの通常のアーク電圧未満であるスパークギャップの非常に低いアーク電圧とに起因して、電流が数μｓ内で故障場所からスパークギャップまで転流し、アークフォルトが完全に消滅させられる。低電圧システムでは、設備は、ほとんどの場合、短期間アークフォルトの後に損傷されることがないので、いわゆる過渡波の後にシステムの継続動作は、多くの場合に問題なしに可能である。したがって、選択されたスパークギャップの機能は、低電圧範囲における電圧供給の損失なしに複数のアークフォルトを除去するのに適し、システムの制御は、予定された保守での故障表示の後に実施され得る。好ましいスパークギャップはアークフォルトの始めに、７０Ｖ超、一般にさらには１５０Ｖ超の電圧をもつフォルトを消滅させるのに適したおよそ１０Ｖの電圧を約１ｍｓの期間に有する。期間は、スパークギャップへの漏電電流の完全な転流にさらに十分である。通電電流を消滅させるために、スパークギャップは、続いて、「滑らかに」のみ、幹線電圧を最小限に超えて電圧を増加させる。したがって、低電圧システムでは、以前のスパークオーバギャップの再凝固に十分な時間がある。短期転流によって除去することができないより大きい損傷の場合、スイッチング素子は、複数回、それぞれ、より長い時間にトリガーされ得る。これが成功しない場合、トリガー期間は、過電流保護装置が作動されるまで延長され得る。アークフォルトの検出は、外部器具、別個の監視ユニットによって、または同様に、過電圧保護装置自体において直接的に実現され得る。
【００４９】
非常に強力なスパークギャップの別個のトリガー機能はまた、当然ながら、直列アームまたは分流アーム内の低性能および低保護レベルを有する下流側の過電圧保護装置によって能動的に使用され得る。作動はまた、下流側の電源ネットワーク内に設けられた装置によって実現されてもよく、この装置は、異なった周波数、電圧レベルまたは電圧種類を有してもよく、保護装置が設置された電気幹線から給電される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、保護装置の基本配置構成を描く概略ブロック図を示す。
【図２】図２は、過電圧保護装置の封止型スパークギャップ１内の電極の基本配置構成を示す。
【図３】図３は、電圧スイッチング装置１２によって付加的にトリガーされることなしに過渡過電圧での過電圧保護装置の基本挙動を示す。
【図４】、図４は、幹線電圧での別個の付加的な点火装置６の付加的な電圧スイッチング装置１２によっての、たとえば図２による過電圧避雷器の作動を示す。
【図５】図５は、本発明による別の実施形態を示す。
【図６】図６は、配置構成を示す。
【図７】図７は、１相配置構成において、スパークギャップ１と、点火装置４および６と、信号入力８とからなる保護装置Ａを示す。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
本発明は、実例的な実施形態および図を用いてより詳細に以下で説明される。図１は、保護装置の基本配置構成を描く概略ブロック図を示す。少なくとも２つの主電極２および３を含む封止型スパークギャップ１は、過渡過電圧保護のための従来型の点火装置４を備える。スパークギャップの点火は、点火装置４が接続された補助電極５によって実現される。配置構成は、低圧幹線で使用される従来型の雷電流避雷器の要件すべてを満たす。
【００５２】
スパークギャップ１はまた、付加的な点火装置６によって、完全にかつ点火装置４とは独立に作動され得る。点火装置６によるスパークギャップ１の作動はまた、補助電極５を用いて、または代替的に、別個の補助電極７によっても実現されてもよい。点火装置６の作動は、入力８に信号を必然的に必要とする。信号が入力８で利用可能である場合、スパークギャップの作動は、好ましい実施形態では、スパークギャップに存在する主電極２と３との間の最小電圧と組み合わせてのみ装置６によってトリガーされる。「シグナリング」および「最小電圧」という両方の条件の評価は、アナログまたはデジタル方式でＡＮＤ演算９によって実現される。
【００５３】
図２は、過電圧保護装置の封止型スパークギャップ１内の電極の基本配置構成を示す。スパークギャップ１は、点火変圧器１０に基づく頻繁に使用されるトリガー補助部を備える。
【００５４】
スパークギャップ１は、１つ、または、必要に応じて、両方が２つの主電極２、３から絶縁された２つの補助電極５を有する。
【００５５】
この種類のトリガー装置を有するスパークギャップは、一般に、１つ以上のパルス変圧器からの高振幅電圧パルスで点火される。電圧パルスの結果として、補助電極の間に、それぞれ、補助電極と主電極との間にスパークをもつ補助スパークギャップのスパークオーバの後に、低電圧エアスパークギャップは、高電圧用途または真空スパークギャップに対し、概して、主スパークギャップの点火に利用可能である十分なイオン化エネルギーおよびイオン化時間を有するように、変圧器の高電圧側巻線を介する電気幹線からの電流フローを必要とする
【００５６】
知られているように、所要のエネルギーおよび時間は、主電極の間に存在する電圧が減少するのにつれて増加する。基本特性と、また過渡過電圧保護の主機能におけるスパークギャップの挙動とは、トリガー配置構成によって大部分決定されるので、付加的なトリガー可能性を使用するとき、これらのスパークギャップの種類、それぞれ、幾何学的性質を変えることは、賢明ではない。本発明による別個の作動を含むこれらの証明された「従来型の」スパークギャップの利用は、僅かな労力を伴ってこの配置構成を拡張することが可能である。この最適化されていない実施形態において付加的な保護目標を実現する可能性は、当然ながら、スパークギャップの基本機能性によって制限される。しかし、前述のとおり、アーク電圧が少なくとも一時的に幹線電圧未満に降下することは必項である。このより低い値の他に、利用可能性は、点火不感時間と、残留電圧のレベルおよび持続期間と、スパークキャップおよびトリガー装置のアーク電圧要求とによって決定される。
【００５７】
円筒対称性電極を有するスパークギャップは、図２によれば、たとえば、主電極２と３との間に非対称的に好ましくは挿入された１つのトリガー電極５のみを備える。補助スパークギャップ５と主電極２との間の補助ギャップの点火のときに、主電極２と３との間のギャップが点火される。イオン化エネルギーは、すべての側面上の空間制限と、電極間の円筒アーク空間の小さい容積とに起因してかなり低い。
【００５８】
幹線電圧未満のアーク電圧による主電極間のアークの点火後に、アーク電圧は、通電電流消滅および制限のために、特に、中空電極３の内側でアークを延長することにより増加され得る。より高い電圧もまた、点火が外部点火装置によって達成される必要がある用途に十分である場合、点火電極５と主電極３との間の距離はまた、たとえば、ガス放電によって、たとえば、通電電流の消滅をサポートする導電性ポリマーを使って延長され得る。しかし、付加的な材料の導電性およびスパークオーバ挙動は、公称電圧未満の電圧が主スパークギャップの点火プロセスに十分なままであるように調整される必要がある。いくつかの用途のために、主ギャップの点火が、たとえば、電気幹線の公称電圧の２乗平均平方根値に対応する電圧の瞬時値の時点にのみ十分である配置構成が選択されてもよい。
【００５９】
しかし、公称電圧２３０Ｖ  ＡＣの２乗平均平方根値とピーク値との間の電圧での点火は、安全な高速のアークフォルト消滅に不十分である。
【００６０】
図２によるスパークギャップは、点火変圧器１０をもつ従来型の点火補助部４によってトリガーされる。点火変圧器の電圧パルスの極性は、好ましくは、変圧器の高電圧側を介する電気幹線からのその後の電流が零交差を含まないように選択される。特に、主電極２と３との間に印加された低電圧で、この対策は、確実な点火をサポートする。それは、変圧器自体が、特に低電圧で、低インダクタンスおよび低インピーダンスを有する場合に好適である。
【００６１】
付加的なインピーダンス１１はまた、たとえば、電流を制限するために高い残留電圧およびアーク電圧を有するいくつかのスパークギャップにおいて必要とされるように、低アーク電圧に起因して、例示されたスパークギャップにおいて省かれてもよい。他のスパークギャップでは、このことは、点火が行われる電極間に印加された電圧の所望の範囲に電力遮断を引き起こすべきではない。スパークギャップおよび過渡点火補助部４の基本機能に影響を与えず後の補足の可能性も提供する、付加的なトリガー可能性をもつこのような従来型の配置構成の実現を可能にするために、図２に示された配置構成が提案される。
【００６２】
パルス変圧器１０の１次側は、この点に関して、装置内に、または、スパークギャップの筐体に別個の接続が設けられた場合に別個の筐体内に実現される付加的なトリガー回路に接続される。別個の筐体は、スパークギャップの筐体に後付けされてもよい。トリガー回路は、能動電圧スイッチング部品１２と、内部からまたは外部からこの能動電圧スイッチング部品をトリガーする可能性８とを含む。トリガー装置を作動させるとき、電気幹線からの電流は、放電抵抗器１４をもつ小さな容量１３を充電するのに使用される。容量の充電電圧が、スパークギャップを点火する試行が成功する電圧に達する場合、スパークギャップのための点火パルスが受動電圧スイッチング素子１５と点火変圧器１０の１次巻線とによって生成される。
【００６３】
受動電圧スイッチング素子１５の選択により、電圧測定なしでも、主電極間の印加電圧が少なくとも、それぞれのスパークギャップのための定められた不感時間を使って確実な点火を可能にする電圧のレベルであることが保証される。スパークギャップと付加的なトリガー装置との間のこの調整は、所望の保護目標の実現および限界に必要である。電圧スイッチング部品１２によって電流のレベル、それぞれ、また持続期間を制限するために、線形または非線形低インピーダンス１６が直列接続されてもよい。
【００６４】
電圧スイッチング素子１５は、十分な点火電圧がトリガー回路によって過渡プロセスにおいて生成されるように選択されることになる。したがって、従来技術による過渡点火補助部４における電流フローと、この過渡電荷補助部に関連した変圧器１０の１次巻線の両端での電圧降下との事象に、素子１５は、応答すべきでない。これに関連した電圧低減は、結果として変圧器におけるエネルギー損失と、高電圧側で利用可能な点火電圧の制限とを生じさせることになる。ガス放電避雷器への調整は、異なった直接応答電圧での動的応答特性曲線の選択によって、共通の変圧器を使って可能である。スパークギャップに依存して、幹線電圧２３０Ｖ  ＡＣで、約６０から３５０Ｖのガス放電避雷器を選択することが可能である。
【００６５】
上記説明は、外部評価、それぞれ、シグナリングに基づいている。しかし、保護装置の内側での過渡電圧超過と独立に、それ故に、設備および負荷のほぼ同じ現場で、トリガーを誘起することも、いくつかの用途とって賢明である場合がある。電圧、電流またはエネルギーの評価に加えて、たとえば、他の電気幹線干渉も検出し解析することが可能である。
【００６６】
図３は、電圧スイッチング装置１２によって付加的にトリガーされることなしに過渡過電圧での過電圧保護装置の基本挙動を示す。この基本パターンは、点火補助部を有する他の従来型のスパークギャップにも典型的である。図３は、２２０Ｖ、５０Ｈｚの電気幹線における高分解能電流および電圧測定での挙動と、約９０°の位相位置でのパルス事象とを例示する。パルス電流は、振幅５ｋＡをもつ波形８／２０μｓを有する。制限された通電電流のピーク値は、約２５ｋＡの予測値、約３ｋＡで達する。スパークギャップでの電圧超過のレベルは、この場合、ガス放電避雷器の動的特性曲線に対応する約１ｋＶに達する。スパークギャップの点火後に、電圧は、約１ｍｓの期間に、わずかおよそ１０Ｖに達する。幹線電圧に対する電圧超過のレベルおよび持続期間は、スパークギャップと点火の種類とに従って異なる。１．５ｋＶ未満の保護レベルを有する既知の過電圧避雷器では、それは、数μｓからパルスの全体的な放電持続期間まで異なる。
【００６７】
これに対し、図４は、幹線電圧での別個の付加的な点火装置６の付加的な電圧スイッチング装置１２によっての、たとえば図２による過電圧避雷器の作動を示す。スパークギャップは、幹線電圧の瞬時値に対するいかなる電圧超過なしに点火され得る。通電電流制限および通電電流消滅での挙動は、図３のパターンに対応する。
【００６８】
図５は、本発明による別の実施形態を示す。封止型過電圧避雷器１は、点灯サージ電流を逸らすために、エアギャップのアーク電圧を５０Ｖ未満の値に制限するように点火領域内に、２ｍｍ未満、たとえば、０．８ｍｍの距離を有する２つの分岐主電極２、３をもつスパークギャップを備える。幹線通電電流を制限するために、スパークギャップには、アーク室、たとえば、イオン除去室（図示せず）が補足されてもよい。アーク電圧は、点火領域および分岐電極のトラベル領域（ｔｒａｖｅｌ  ａｒｅａ）内では低電圧値に制限されたままである。アークは、約１ｍｓ後にのみ入るので、アーク電圧が通電電流を制限し消滅させるために幹線電圧によって「滑らかに」増加させられるのは、この時間の後にのみである。
【００６９】
スパークギャップは、ガス放電避雷器１７およびバリスタ１８の直列接続で好ましくは形成された点火補助部をさらに含む。補助電極５と主電極３との間の補助スパークギャップの点火スパークのアーク電圧もまた、５０Ｖ未満であることが好ましい。この第１の点火補助部と並列に、別の電圧スイッチング装置１２が設けられる。点火補助部は両方とも、補助電極５に接続される。装置１２は、電圧スイッチング素子と、能動的にトリガーされ得る駆動回路とを含む。トリガーは、たとえば、外部からアクセス可能な接続８によって、光学的に達成され得る。線形または非線形低インピーダンス１６は、特に低電力スイッチング素子１２が接続された場合、電流を制限するのに役立つ装置１２と直列に配置されてもよい。
【００７０】
高インピーダンス抵抗器１９は、装置１２を他の電位に接続できる。抵抗器は、たとえば、半導体部品が使用された場合、保持電流を実現するのに使用されてもよい。補助電極５は、２つの点火補助部のうちの１つが応答した後に、主電極３への電流フローを許す。電極２と３との間の主スパークギャップは、イオン化に起因して非常に高速に点火される。低アーク電圧のため、それぞれの点火補助部が解放され、電流が主スパークギャップに転流する。装置１２のピーク耐電圧は、過渡過電圧の事象に、ガス放電避雷器１７とバリスタ１８との直列接続が装置１２の過電圧保護として十分であるように選択される。急峻な、それぞれ、頻繁な妨害が予想される必要がある環境では、付加的な対策が講じられてもよい。
【００７１】
費用対効果に優れ省スペース型低電力の部品の使用を可能にするために、電流の持続期間およびレベルは、付加的な点火配置構成１２／１６によって制限され得る。スイッチ１２の作動は、点火回路のエネルギー負荷が小さい状態で、非反復的なプロセスによる主スパークギャップの点火成功を可能にするように、電圧の瞬時値と入力８での信号とのＡＮＤ演算によってさらに制御されてもよい。電圧レベルの評価は、ここでは、限界値に制限される。この電圧レベルは、容易に検出され得、それぞれ、測定によって、または同様に、他の電圧スイッチング部品（図２、部品１５を参照のこと）によって固定され得る。
【００７２】
スイッチング素子１２によって主スパークギャップを点火するための配置構成の全体的な不感時間は、点火信号８が印加され電圧が所要最小レベルにある場合、数μｓのみである。シグナリング８および電圧レベル評価は、短い不感時間内で同様に実現されてもよい。過渡プロセスの期間内であっても、これは、付加的なトリガー装置１２にもよるスパークギャップの点火を可能にする。このことは、保護対象である終端装置が既に損傷している可能性がある場合、過渡過電圧の事象には、たとえば、小さな上昇率、それぞれ、低振幅の状態で高エネルギー妨害によって従来型の過電圧避雷器の保護レベル未満である、可能性がある場合、特に興味深い。
【００７３】
付加的なトリガー装置がその後に補足される過電圧保護装置の一実施形態では、トリガー部品１２、８、１６および１９は、別個の筐体に収容されてもよい。共通の「従来型の」過電圧保護機能を使って用途のために好ましくは構成された過電圧保護装置は、既存の補助電極５への付加的に実現可能な接続点のみを後の補足に必要とする。当然ながら、異なった信号の利用を許すインターフェース８にアダプタ（図示せず）を接続することが可能である。
【００７４】
前述のとおり、提案された保護装置のための様々な特定の可能な用途が存在する。したがって、いくつかの限定的ではない例のみが説明され得る。
【００７５】
たとえば、アークフォルトための外部検出装置は、信号入力を介して接続されてもよい。保護装置の非反復的な作動により、いわゆる過渡波が前述のとおり非常に素早く除去され得、簡単な「短絡装置」に対し、システムの動作は、継続され得る。新たな検出のとき、保護装置は、次いで、数回、それぞれ、恒久的に作動され得るので、電気幹線の過電流保護装置がトリガーされる。当然ながら、直列アークおよび分流アークを検出するために、検出装置は、別個のトリガー装置を含む導入された保護装置に一体化されてもよい。
【００７６】
本発明による装置の別の有利な用途は、図６による実例的な配置構成に例示されている。外部点灯保護装置には、検出装置２０が設けられてもよい。たとえば高エネルギー放電事象の検出のとき、設備の過電圧保護装置すべてがインターフェース８を介して作動され得る。それ故に、過電圧保護装置すべては、概して、設備内の電圧超過が起こる前に、同時に作動されるので、とりわけ、終端装置は、過渡過電圧の影響から最適に保護される。過電圧事象と作動とが同時に起こる場合でも、個別のライン、それぞれ、相間での電位シフトは、同時作動によって回避される。
【００７７】
提案された保護装置はまた、非常に小さい動的、それぞれ、静的な耐電圧のみを有する終端装置の保護を可能にする。たとえば、ＩＴＩＣ曲線（ＥＰＲＩ）だけによって専ら方向付けされた大きさの耐電圧をもつ終端装置は、通常の標準化された過電圧保護装置によって提供された保護レベルと比べると、かなり逸脱することがある。従来型のＴＯＶ監視および保護装置は、長く続く過電圧（１０ｍｓ超）の事象に、このギャップを埋める能力がある。しかし、これら装置の過渡時間範囲内での保護は設けられない。
【００７８】
上記ギャップは、本明細書おいて導入された解決手法によって埋められ得る。この点に関して、作動装置６の作動のとき、同時シグナリングをＴＯＶ保護のための保護装置に、それぞれ、電気幹線の通常のスイッチング装置に提供することが有利である。このような信号は、別の時間シフトされた評価のとき、作動装置６をトリガーする装置によって、または同様に、適用可能であれば導入された保護装置自体によって提供され得る。この対策は、続くエラーの事象に保護装置を解放する。保護装置は、リモートシグナリングと、点火装置４および６の異なった作動に特に反応する表示装置とを備える。非常に感度の良い終端装置が関係している場合、過渡保護と長く続く電圧増加時の保護との間のギャップは、付加的な個別の、それぞれ、特定の保護対策なしに、１つの装置で埋めることができる。
【００７９】
図７は、以下に説明される用途のための１相配置構成において、スパークギャップ１と、点火装置４および６と、信号入力８とからなる保護装置Ａを示す。
【００８０】
前述のとおり、過電圧保護装置Ａのスパークギャップ１は、過渡電圧超過の事象に、従来型の点火装置４によって直接点火される。
【００８１】
付加的な点火装置６は、信号を使用してスパークギャップを点火するのに役立つ。したがって、過電圧保護装置Ａは、内部および／または外部信号入力８を備える。
【００８２】
シグナリングは、内部、それぞれ、外部評価装置２４、または、一般に、外部装置２１、２２、２３によって達成され得る。
【００８３】
別個の過電圧保護装置、監視装置、または同様に、負荷、消費者もしくは終端装置は、外部装置であると考えらえる。装置は、分流アームまたは直列アームに配置されてもよい。
【００８４】
終端装置２１、それぞれ、また別個の過電圧保護装置２３は、直接的に隣接して配置されてもよく、または同様に、過電圧保護装置Ａからガルバニック分離されてもよい。
【００８５】
図７における実例的な配置構成は、過電圧保護装置に加えて端末装置２１を示す。入力８への適したシグナリングによって、この終端装置は、スパークギャップ１の点火を直接的に遂げることができる。
【００８６】
直列アームでは、信号入力８へのシグナリングによってスパークギャップ１の直接作動を遂げることができる装置２２、たとえば、電流制限装置、ＰＴＣ素子、それぞれ、受動または能動直列デカップラが配置されてもよい。
【００８７】
しかし、スパークギャップ１はまた、外部下流側過電圧保護装置２３によるシグナリングによって作動されてもよい。過電圧装置２３は、すぐ隣に位置してもよく、非常に離れて位置してもよい。過電圧保護装置２３はさらにまた、ガルバニック分離された電気幹線またはＡＣ／ＤＣコンバータの下流側に配置されてもよい。
【００８８】
スパークギャップは、たとえば、終端装置２１、それぞれ、過電圧保護装置２３の電力限界に達したとき、信号入力８を介して作動されてもよい。
【００８９】
評価装置２４は、たとえば、終端装置２１、または、別個の、たとえば、下流側の低電力過電圧保護装置（ＳＰＤ２、それぞれ、３）上の負荷を評価するために設けられてもよい。この装置は、たとえば、直列アーム内の、異なった節点での、または分流アーム内の電流および電圧を検出し評価し得る。測定されたデータに基づいて、電力、負荷、負荷変化などを評価することが可能である。値が許容可能でない場合、評価装置２４は、入力８を介してスパークギャップ１を作動させることができる。
【００９０】
評価装置２４は、外部装置として、クリップ・オン・モジュールとして設計されてもよく、または、評価装置は過電圧保護装置Ａに一体化されてもよい。
【００９１】
特に、小型低電圧システムにおいて益々適用されている、一体化された粗保護段および精密保護段を有するいわゆる組み合わされた避雷器の場合、図７に外部部品として例示された部品のうちのいくつかを過電圧保護装置Ａ内に直接的に一体化することもさらには賢明である。
【００９２】
過電圧保護装置２３、すなわち、精密保護段に加えて、評価装置２４と、また必要に応じて、たとえば、直列分離、電流制限などのための装置２２とが一体化されてもよい。一体化は、評価装置２４に必要なセンサ、たとえば、電流および電圧を測定するためのセンサを同様に備えてもよい。
【００９３】
前述のとおり、過電圧保護装置Ａはまた、アークフォルト保護に利用されてもよい。過電圧保護装置には、アークフォルトを検出する可能性が設けられて、縦フォルトおよび横フォルトの解析を可能にしてもよい。アークフォルト検出はまた、当然ながら、別個の器具において実現され得、過電圧保護装置は、外部からインターフェース８を介して作動され得る。過電圧保護装置の単一または同様に複数の作動および通電電流の消滅のときに、アークフォルトが除去されなければ、過電圧保護装置は、電気幹線の過電流保護部材をトリガーするために恒久的トリガーによって使用されてもよい。過電流保護部材は、ヒューズまたはスイッチとして設計されてもよい。
【００９４】
特に、外部信号入力８を介して過電圧保護装置Ａをトリガーするために、異なった信号入力可能性（異なった信号入力）をもつ信号アダプタ（図示せず）が設けられてもよい。
【００９５】
シグナリングは、たとえば、有線、光導波路、無線（ワイヤレス）または電力線によって実現され得る。
【符号の説明】
【００９６】
Ａ  ・・・  保護装置
１  ・・・  過電圧保護素子、スパークギャップ
２  ・・・  主電極
３  ・・・  主電極
４  ・・・  従来型の点火装置
５  ・・・  補助電極
６  ・・・  付加的な点火装置
７  ・・・  別個の補助電極
８  ・・・  信号入力
９  ・・・  評価装置（ＡＮＤ演算）
１０  ・・  点火変圧器
１１  ・・  インピーダンス
１２  ・・  トリガー機能をもつ電圧スイッチング部品（半導体）
１３  ・・  容量
１４  ・・  抵抗器
１５  ・・  電圧スイッチング素子（受動、ガス放電避雷器）
１６  ・・  インピーダンス
１７  ・・  ガス放電避雷器
１８  ・・  バリスタ
１９  ・・  抵抗器
２０  ・・  検出装置
２１  ・・  終端装置
２２  ・・  たとえば、電流制限、ＰＴＣ、受動または能動直列分離のための装置
２３  ・・  過電圧保護装置、たとえば、種類ＳＰＤ２または３
２４  ・・  評価装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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