Gasentladungslampen

Gasentladungslampen zählen zu den ältesten Hochleistungsschaltern. Sie wurden in frühen Radargeräten als Mikrowellen-Leistungsschalter verwendet und kommen nach wie vor in Energieanlagen und Kommunikationssystemen als Schutz vor Überspannungen zum Einsatz. Ihre Funktionsweise ist in etwa mit der des Sicherheitsventils eines Schnellkochtopfs vergleichbar. Wenn der Dampfdruck im Kochtopf einen bestimmten Wert überschreitet, öffnet sich das Sicherheitsventil, und der Dampf entweicht, bis der Druck im Inneren fällt. Die Gasentladungslampen funktionieren auf ähnliche Weise, mit dem Unterschied, dass hier Elektrizität „entweicht“. Gase sind Isolatoren. Durch ausreichend hohe Spannungen zwischen zwei benachbarten Punkten werden Gasmoleküle in positive und negative Ionen aufgespalten. Dieses ionisierte Gas leitet Elektrizität. Auf diese Weise entstehen auch Blitzentladungen. Sobald die hohe Spannung nicht mehr anliegt, rekombinieren die Ionen wieder zu Molekülen. Das Gas wird erneut zum Isolator. Dieses Prinzip findet in Strom- und Fernmeldeleitungen Anwendung, um wertvolle Geräte vor hohen transienten Spannungen zu schützen. Gasentladungslampen bestehen aus zwei Elektroden in einer versiegelten Röhre, die mit einem Edelgas gefüllt ist.  Der Abstand zwischen den Elektroden, das verwendete Gas und der Druck im Inneren der Röhre werden bei der Herstellung genau kontrolliert, damit über einer gewünschten Spannung eine Entladung stattfindet. Diese Röhre wird in die Leitung oder den Schaltkreis des zu schützenden Geräts integriert. Sobald die Spannung über das vorgegebene Sicherheitsniveau ansteigt, wird die Röhre leitend und leitet die hohe Spannung nach Erde hin ab. Die Geräte bleiben geschützt.