Ich habe in den Hinweisen zur "neuen" IEC 62368-1 schon mehrfach gesehen, dass es notwendig sein wird, MOVs und Gasableiter in Serie zu schalten. Aber warum in Serie? Eine Sicherung in Serie zum MOV oder einen MOV mit eingebauter Sicherung finde ich ja vernünftig, aber wozu den Gasableiter?
Ich habe in den Hinweisen zur "neuen" IEC 62368-1 schon mehrfach gesehen, dass es notwendig sein wird, MOVs und Gasableiter in Serie zu schalten. Aber warum in Serie? Eine Sicherung in Serie zum MOV oder einen MOV mit eingebauter Sicherung finde ich ja vernünftig, aber wozu den Gasableiter?
Gasableiter haben die Macke, wenn sie einmal gezündet haben, leiten sie bis der Strom auf Null geht. Also schlimmstenfalls eine Halbwelle lang, auch wenn die Spannungsspitze nur ein paar us dauert. MOV habe die Eigenart, ständig Strom zu leiten, nur eben wenig. Aber sie sperren schon, wenn die angelegte Spannung unter ihre Grenze fällt, machen also keinen Kurzschluss bis zum nächsten Nulldurchgang. Allerdings verursacht dieser kleine Strom in Normalbetrieb Verlustleistung und lässt den MOV altern. Dadurch verändern sich seine Kennwerte.
Die Reihenschaltung löst beide Probleme: Im Normalbetrieb liegt die Spannung an dem perfekt sperrenden Gasableiter - kein Stromverbrauch, keine Alterung des MOV. Im Überspannungsfall wird nur so viel Strom abgeleitet wie nötig ist, damit die Spannung unter der kritischen Grenze liegt und nicht Kurzschluss bis zum nächsten Nulldurchgang oder bis die Sicherung kommt.
Ach ja, MOV mit eingebauter Sicherung ist glaube ich eine ganz schlechte Idee. Wenn die Sicherung gekommen ist, ist der MOV anschließend wirkungslos. Wenn, dann Sicherung am Eingang in Serie zum Verbraucher und MOV paralles zum Verbraucher hinter der Sicherung. Aber das bräuchte ein Bauteil mit drei Anschlüssen.
weil der Gasableiter sicher trennen wird, nachdem die Überspannung wieder weg ist. Ein Varistor erzeugt an Ende seiner Lebensdauer in der Regel einen Kurzschluss.
Danke Roland! Das klingt plausibel. MOV mit Sicherungen scheinen aber gar nicht mal ein so unübliches Bauteil zu sein, wahrscheinlich ist es besser keinen Überspannungsschutz zu haben als einen brennenden MOV. Wie schaut eine "ideale" Schutzschaltung bei einem Dreileiternetz (L1, L2, L3 sowie PE) aus, wenn es keinen Neutralleiter gibt? Jede Phase gegen die jeweils 2 anderen oder alle gegenüber PE?
Jede Phase gegen die jeweils 2 anderen oder alle gegenüber PE?
Jede Phase per VDR gegen einen Sternpunkt und den über Gasableiter an PE.
Die Reihenschaltung löst beide Probleme: Im Normalbetrieb liegt die Spannung an dem perfekt sperrenden Gasableiter - kein Stromverbrauch, keine Alterung des MOV.
Dafür verliert man allerdings so ungefähr Faktor 50 in Sachen Ansprechgeschwindigkeit.
Die Transienten gehen über den VDR voll drüber, da er die deutlich höhere Kapazität gegenüber dem Gasableiter hat. Das verkürzt die Ionisationszeit.
Und er kann auch einiges niedriger in der Spannung ausgelegt werden. Da er Ptot begrenzt ist, gewinnt man daher deutlich an Stromtragfähigkeit gegenüber einer Schaltung ohne Gasableiter.
Und er kann auch einiges niedriger in der Spannung ausgelegt werden. Da er Ptot begrenzt ist, gewinnt man daher deutlich an Stromtragfähigkeit gegenüber einer Schaltung ohne Gasableiter.
Das wage ich zu bezweiflen. Eine REIHENSchaltung aus Varistor und Gasableiter klingt irgendwie sinnlos. Ich kenne das eigentlich klassisch kaskadiert. Am Eingang der Gasableiter, der ist zwar langsamer, aber deutlich stromstärker (Grobschutz). Dann ein Längselement, meistens eine Drossel. Dahinter der schnelle Varistor, der die erste Mikrosekunde schützt, bevor der Gasableiter zündet (Feinschutz).
Dann schau dir mal die Schaltungen bei dehnle an.
Dann schau dir mal die Schaltungen bei dehnle an.
Welch soll das sein? Oher meinst du dehn? Schon mal was von Internet-Links gehört?
dehn.
Die Seite hängt auf meinem Handy.
Poste ich später wenn ich Zuhause bin.
Das ist auch interessant, Mini-Gasableiter, mit Messungen drin: https://www.mikrocontroller.net/attachment/524780/DDS.pdf
(Kein Varistor in Serie)
Dehn bietet Produkte mit Parallelschaltung von Varistor und GDT an. Die optimale Schaltung hängt von der Sicherheitszone ab. Die haben auch so spezielle Ausblaskammern und solch Zeugs...
Anyway. Da schauen wir doch lieber mal nach wissenschaftlichen Papers. Hier zwei die ich interessant fand. Bin aber noch nicht fertig mit Suchen.
https://core.ac.uk/download/pdf/39670148.pdf https://www.itu.int/rec/dologin_pub.asp?lang=f&id=T-REC-K.99-201408-S!!PDF-E&type=items
mo-varistor , damit ist ja wohl ein zinkoxydvaristor gemeint, diese gehen kaputt wenn sie gebraucht werden, wear off. ein silicium-carbid-varistor hingegen sollte nicht altern.
Das wage ich zu bezweiflen. Eine REIHENSchaltung aus Varistor und Gasableiter klingt irgendwie sinnlos.
Ist aber so in der PC-Master-Slave-Steckdose verbaut.
ciao gustav
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Also sagen wir mal für die Schaltung mit einem Varistor alleine verwende ich bisher einen für Vrms 275V.
Wie legt man jetzt bei einer Reihenschaltung von Varistor und Gasableiter die Spannungen aus? Was für eine Ansprechspannung für den Gasableiter nehme ich?
Hier übrigens noch das Prinzipschaltbild vom Dehn DPRO 230-Protector. Das ist ein Überspannungsschutz zum Einstecken in Schuko vor dem zu schützenden Gerät.
Ist recht ähnlich zu dem was Karl gepostet hat, nur hat hier der Gasableiter nach PE auch noch einen Varistor in Reihe. Die Widerstände scheinen mir rein für die LED-Anzeigen zu sein.
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dehnprotector230.png
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Hier übrigens noch das Prinzipschaltbild vom Dehn DPRO 230-Protector. Das ist ein Überspannungsschutz zum Einstecken in Schuko vor dem zu schützenden Gerät.
Merkwürdig. Warum hängt der Ausgang direkt am Eingang und nicht hinter der Sicherung? Denn wenn die wegen einem Überstrom auslöst, ist der Schutz hinüber, trotzdem kommt noch Spannung am Ausgang an. Jaja, da gibt es zwei LEDs, aber die sind geduldig.
Merkwürdig. Warum hängt der Ausgang direkt am Eingang und nicht hinter der Sicherung? Denn wenn die wegen einem Überstrom auslöst, ist der Schutz hinüber, trotzdem kommt noch Spannung am Ausgang an. Jaja, da gibt es zwei LEDs, aber die sind geduldig.
Das verstehe ich bei diesem Gerät auch nicht. Eigentlich gehört das Gerät wirklich getrennt wenn der Schutz nicht mehr aktiv ist. Scheint sich aber schlechter zu verkaufen, zu viel Support zu machen oder so?
Ich hab noch ältere Überspannungsschutzadapter von Apsa, bei denen ist das genau so gelöst. Gerät wird getrennt und eine rote LED leuchtet auf. Leider gibt es Apsa nicht mehr.
Wenn ich mir https://www.electronicproducts.com/understanding-the-iec-62368-1-standard-for-electronic-equipment/ oder https://incompliancemag.com/article/new-requirements-for-movs-used-for-surge-suppression-on-ac-mains-ports/ anschaue, sind da mindestens zwischen L/N und PE ein Varistor und ein Gasableiter in Serie
Wie legt man jetzt bei einer Reihenschaltung von Varistor und Gasableiter die Spannungen aus? Was für eine Ansprechspannung für den Gasableiter nehme ich?
Im Zweifel sind VDR und GDT die schwächsten Glieder bis zur Trafostation. Die Frage ist also, wie niedrig müssen Spannung und sichere Unterschreitung des Haltestromes des GDT sein, damit der sicher schnell genug wieder gelöscht wird!
Hm, also Spitzennennspannung des Netzes plus viell icht 50V Brennspannung in etwa sollten eine Angabe für den VDR sein, mindestens.
Habe das jetzt nicht groß vertieft, aber ein Hinweis wäre:
For the universal power adapter example, a 300-V thermally-protected varistor can protect the line-to-line and line-to-neutral connections from voltage transients and lightning while meeting minimum surge requirements. Consider using a 3000-V GDT combined in series with a 300-V varistor in both line-to-ground and neutral-to-ground connections.
@Falk: Bist du nicht mit Hochspannung in der Firma involviert?
@Falk: Bist du nicht mit Hochspannung in der Firma involviert?
Bin ich, aber ich bin kein studierter Hochspannungsingenieur ;-) Und mit solchen Sachen wie Bltzschutz am Netz habe ich mich nicht wirklich befaßt. In den meisten Geräten sind bei uns nur Varistoren + Sicherung am Netzeingang drin. Gasableiter sind an verschiedenen anderen Stellen verbaut.
Das ist nicht so ein tolles Projekt für zuhause auf dem Schreibtisch. Und für SPICE gibt es keine guten Modelle für GDT, da das Plasmaphysik ist.
Da brauchts einen großvolumigen Aufbau und Meßgerätepark...
Sind die Varistoren irgendwo vorgeschrieben? Mich dünkt das die Dinger eher nur Probleme machen als zu lösen, jedenfalls wenn sie wie meist ohne Thermo und/oder GDT verbaut sind. Oftmals ja sogar ohne Sicherung davor.
Die Evolution ist jedenfalls:
- Sicherung
- Varistor manchmal mit Sicherung
- Thermosicherung-Varistor
- Varistor mit GDT in Serie
die reihenschaltung von varistor(vdr) und funkenstrecke (gasableiter, gas-discharging-tube) macht ja eigentlich sinn , wenn man bedenkt daß der (zink-)varistor kaputt gehen wird und dann leitend wird. die funkenstrecke hält dann nach ablauf der varistor-gewährleistung die funktion des gerätes aufrecht, mit etwas schlechterem überspannungsschutz. die funkenstrecke sollte eher auslösen als der varistor, sonst kann ja der varistor auch nicht gut funktionieren. tut er sowieso nicht, weil die funkenstrecke langsam reagiert. die 3000v gdt in reihe zu 300v mov empfehlung verstehe ich nicht.
ein varistor mit sicherung parallel zur funkenstrecke klingt vernünftiger ?
gehen denn die transienten auch gut durch die funkenstrecke(gdt) ? funktioniert die gdt in etwa wie ein kondensator ? wechselstromdurchlässig ?
es sieht so aus als wenn die siliziumcarbid-varistoren von der reihenschaltungspflicht mit gdt nicht betroffen wären. es ist mir jedenfalls nicht ins auge gesprungen beim überfliegen.
zum überspannungsschutz Dehn DPRO 230-Protector : wenn da ein blitz abgeleitet wurde sind sicher alle sicherungen und varistoren(leitend) im protector sowie im hausanschluß (bzw der fi) durch und beim wiedereinschalten ist zumindest die rote led auch an.
edit: warum bleibt eine neonlampe an ?
meine paar (möglicherweise falschen) gedanken.
Damit ein Strom (/Blitz) durch den GDT fließen kann, muß vorher ein Kanal ionisierter Teilchen aufgebaut sein. Dafür wird einiges an Energie benötigt und vor allem Zeit. Ist ein schwacher Kanal aufgebaut, kann in relativ kurzer Zeit ein sehr viel größerer Strom fließen. Der GDT leitet nun. Fließt nicht mehr genug Strom durch, kühlt der Kanal aus, entionisiert und bricht zusammen. Dauert auch.
Steigt der Strom im leitenden Kanal weiter an, wird der Widerstand noch geringer, weil mehr Ionen entstehen.
Über ionisierste Gase aka Plasma gibt es dicke unverständliche Bücher.
@Lucky: danke für die beiden Links, die erklären ja schon mal so einiges.
For the universal power adapter example, a 300-V thermally-protected varistor can protect the line-to-line and line-to-neutral connections from voltage transients and lightning while meeting minimum surge requirements. Consider using a 3000-V GDT combined in series with a 300-V varistor in both line-to-ground and neutral-to-ground connections.
Hmm, ich verstehe noch nicht so ganz wie das mit dem 3000V-GDT funktionieren soll. Denn bis die 3000V lange genug erreicht sind daß die GDT endlich zündet ist der Transistor meines Netzteils evtl. schon geplatzt (z.B. 700V DC max. sind gängig für integrierte Netzteilcontroller).
Die angehängte Schaltung kommt aus dem 2. Link von Lucky. Dort werden GDTs mit 1770V rms(!) in Reihe mit thermogesicherten MOVs verwendet für die Ableitung nach PE. Zwischen L und N dagegen nur ein thermogesicherter MOV mit 300V. Im Artikel schreibt der Autor daß ein 300V rms MOV je nach Größe und Stromtragfähigkeit die Spannung auf etwa 900 bis 1200V begrenzen kann. Auch hier verstehe ich jetzt nicht wie die MOV-GDT-Kombination überhaupt anfangen kann zu leiten da der MOV zwischen L und N ja schnell reagiert und dann auf 900 bis 1200V begrenzt - da kann die 1770V-GDT ja niemals ihre Breakdown-Spannung erreichen und bleibt daher aus.
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1810_F1_fig4-1-d.png
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Die Spannungsangabe für GDT ist die Zündspannung, nicht die Brennspannung!
Die Spannungsangabe für GDT ist die Zündspannung, nicht die Brennspannung!
Ja, ich weiß.
Aber damit die GDT zünden kann, muss die Zündspannung ja für einige Zeit erreicht oder überschritten werden. Die GDT zündet dabei langsamer als der MOV anfängt zu leiten. Daher denke ich der MOV schluckt alles weg und die MOV+GDT-Strecke bleibt inaktiv.
wie ich dem paper https://core.ac.uk/download/pdf/39670148.pdf entnehme, ist es der permanent vorhandene minimale leckstrom eines MOV , der zur alterung und versagen des mov führt. die gasableitungsröhre GDT hingegen unterbindet diesen leckstrom in der reihenschaltung, der MOV bleibt intakt. die GDT hingegen führt nach zünden zum fast vollständigen spannungsabbau (kurzschluß) und überlast, dadurch. hier wirkt der MOV wiederum als lichtbogen-unterbrecher und schützt also die gdt und den mov vorm versagen. aber schneller wird die gdt-mov-reihenschaltung eben nicht als wie ein reiner gdt.
wikipedia zeigt schön, daß der zinkoxidvaristor einen sehr viel schnelleren leitfähigkeitswechsel zeigt als der siliciumcarbid-varistor. allerdings wird auch widersprüchlich zum oben genannten paper gesagt, daß der zinkoxid-varistor(mov) eben erst nach überlastung das leckstromverhalten (und widerstands-erwärmung) zeigt(, daß ihn als heißleiter weiter zerstört). der sic-varistor hätte dies nicht.
der mov kann also schneller durchschalten als ein sicv und deshalb auch den gdt schneller zum zünden bringen.
weiterhin wird die eine schaltung von mov zur auslösung einer triggerbaren (3-pol) gdt angedacht.
nach https://www.electronicproducts.com/understanding-the-iec-62368-1-standard-for-electronic-equipment/ :
also die IEC 62368-1 will also überspannungssicherheit für geräte bis 600V AC je nach overvoltage category (zb für 120V~ bis 1500V und für 240V~ bis 2500V),((irgendwo stand etwas bis 10kV zwischen L und N)). dh diese überspannungen aus der versorgungsleitung sollen sicher wieder dorthin abgeführt werden können, sollen also nicht zum benutzer gelangen und kein feuer auslösen dürfen. es geht dabei nicht um den schutz der geräte. im überspannungsfall sollte dann entweder eine sicherung die bedrohung abschalten oder aber die überspannungsableitung von gdt-mov-reihe den fehlerstrom überstehen, damit die schutzwirkung bestehen bleibt. (so denke ich daß es sein sollte)
das gerät wird dann mit der doppelten normalspannung und einem kleiner werdendem widerstand getestet, dabei wird entweder eine sicherung trennen oder aber der varistor thermogesichert versagen. wenn der varistor aber offline geht, versagt , dann kann ja die sicherung nach ground nicht mehr funktionieren. ist am varistor eine rückstellende thermosicherung ?
ist am varistor eine rückstellende thermosicherung ?
Nö, siehe Bild. Eine Feder drückt die schmelzende Lötstelle weg. Und finito. Unten im Bild eine andere Thermosicherung, die aber im ETFV nicht verbaut ist.
ciao gustav
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ETFV20K350_.jpg
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Eine rückstellende Sicherung wäre sinnleer, denn der Varistor wird nicht mehr heiler, der wird immer schlechter!
jeoh, das habe ich wohl falsch interpretiert (gelesen). es steht da, das gerät soll bei 240V eine überspannung von 2500V aushalten können. zum einen kann das die isolierung betreffen. zum anderen will man durch die gerätetests verhindern, daß ein varistor feuer verursacht. durch überlast soll entweder der varistor oder eine sicherung kaputt gehen (der varistor ist aber keine sicherung, sondern eine kurzschluß-element, das gegenteil von einer sicherung, eher dazu geeignet eine crowbar-sicherung auszulösen).
der entwickler geht doch dann eigentlich den falschen weg, wenn er um den 2500V-survival-test (oder 2x normalspannung) zu bestehen eine gasableiterröhre gdt von 3000v einzubauen. klar schützt die gdt den varistor (vice versa), aber warum sollte man denn einen varistor überhaupt einbauen ? das macht man doch um das gerät und evtl den nutzer vor überspannungen zu schützen, aber doch schon bei kleineren spannungsleveln. außerdem kann doch auch eine kaputte sicherung oder ein geplatzter varistor im weg zur ground-level im echten blitzschlagfall ( wie in den überspannungsschutzgeräten oben) dann keinen blitzschutz mehr bereit stellen.
wenn ich das jetzt so verstehe (mit 3000V gdt und 300V mov) dann geht zwar beim test 2500V nichts kaputt und verursacht keinen schaden, aber erst oberhalb von 3000V funktioniert einmalig die schutzschaltung und ist dann kaputt. die gerätebauteile die man schützen möchte darf man dann noch selbst schützen, natürlich ungefährlich.
ich glaube man möchte bis 2500V ein ungefährliches versagen sehen (sicherung, abschaltung und kein brand) oder eben sichere beständigkeit.
die 3000V gdt + 300V mov kombination funktioniert also erst außerhalb/oberhalb der testbedingung, ist eigentlich witzlos, außer hochspannungsschutz oberhalb 3000V. der 300V mov verhindert daß die netzspannung auf null fällt.
interessant wäre eigentlich wie man bis 2500V spannungen auf normalspannung begrenzt und entweder in betrieb bleibt ohne zuz schaden oder aber sicher trennt.
ich hoffe es jetzt endlich auch verstanden zu haben, was schon alle wissen.
https://www.pk-components.de/ressourcen/ueberspannungsschutz-bauelemente-das-design.html und https://www.pk-components.de/ressourcen/themen/ueberspannungen-aus-netz-und-versorgungsleitungen-schuetzen-mit-gasableitern-und-varistoren.html
Fand ich recht interessant, weiter unten im Text geht es darum, in welcher Schutzzone welche Topologie verbaut werden soll. In Gebäuden gilt Blitzschutzzone LPZ1 und da wird ein MOV (Dimensionierung der Varistoren gemäß der Netzspannung) zwischen L und N und je ein MOV von L und N und dann ein GDT (VBR = ca. 3.600V, Stoßentladestrom: ≥3kA) auf PE vorgeschlagen und als Erklärung: Mit dem sehr hochohmigen Gasableiter wird der Berührschutz mit PE sichergestellt.
In der nächsthöheren Kategorie ist auch zwischen L und N ein MOV und eine GDT (VBR = ca. 600V, Stoßentladestrom: ≥5kA). Erklärung: Die Varistoren verhindern einen Netzfolgestrom bei einem Überspannungsereignis. Der Gasableiter verhindert Leckströme durch den Varistor und verlängert dadurch die Lebensdauer des Varistors.
Jetzt frage ich mich noch ob im Dreileiternetz (L1, L2, L3 und PE) jede Phase gegen die anderen Beiden mit MOV + GDT geschützt werden soll und dann nochmals jede mit einem MOV auf einen Sternpunkt und der gegenüber PE
Bevor's vergessen geht. Die Spezifikationen eines MOV ... die angegebene Spannung, ist fuer 1mA, nicht fuer Strom = Null. Wenn ich also nun einen 400V MOV nehme, welcher bei diesen 400V 1mA runter laesst, verbraet der 0.4 Watt.
Man sollte sich die MOV Spezifikatioen genau anschauen. Diese RMS Angaben sind eher Quatsch. Man sollte sich bewusst sein, die Spannungsbegrenzung wird ein Stueck oberhalb der Arbeitsspannung sein.
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