AT512235A1

AT512235A1 - Überspannungsableiter

Info

Publication number: AT512235A1
Application number: ATA1807/2011A
Authority: AT
Inventors: Thomas Goeschl
Original assignee: Eaton Ind Austria Gmbh
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2011-12-09
Publication date: 2013-06-15
Also published as: WO2013083829A1; EP2789062A1; EP2789062B1; RU2014127894A

Abstract

Bei einem Überspannungsableiter (1) umfassend einen Gerätesockel (2) mit einer u-förmigen Einsatzteilaufnahme (11), wobei der Gerätesockel (2) zur Befestigung an einer Montageschiene vorgesehen ist, wird vorgeschlagen, dass in der Einsatzteilaufnahme (11) wenigstens zwei Einsatzteile (3) angeordnet sind, wobei jeder der Einsatzteile (3) wenigstens ein Überspannungsschutzelement aufweist.

Description

1 33314/lh

Die Erfindung betrifft einen Überspannungsableiter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es ist bekannt, Überspannungsableiter als steckbare Gerätekombination aus einem Unterteil bzw. Gehäusesockel und einem Steckmodul bzw. Einsatzteil zu bilden.

Der Gehäusesockel weist Anschlussklemmen zur Kontaktierung der elektrischen Leiter sowie eine Aufnahme für den einzusetzenden Einsatzteil auf, wohingegen im Einsatzteil wenigstens ein Überspannungsschutzelement angeordnet ist. Die elektrische Verbindung zwischen dem Einsatzteil und dem Gehäusesockel erfolgt in der Regel über Steckkontakte. In dem Einsatzteil ist ein Überspannungsschutzelement angeordnet. Derartige Überspannungsableiter sind jeweils für bestimmte maximal ableitbare Ströme zugelassen. Nachteilig an derartigen bekannten Überspannungsableitern ist, dass der technische Aufwand für deren Umsetzung sowie die entsprechenden Kosten mit zunehmender maximal ableitbarer Stromstärke unproportional ansteigen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher einen Überspannungsableiter der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem die genannten Nachteile vermieden werden können, und mit welchem einfach und mit geringem finanziellen und technischen Aufwand sicher hohe Ströme abgeleitet werden können.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht.

Dadurch kann einfach und mit geringem finanziellen und technischen, insbesondere fertigungstechnischen, Aufwand ein Überspannungsableiter gebildet werden, welcher eine hohe Strombelastbarkeit aufweist.

Die Unteransprüche betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Ausdrücklich wird hiermit auf den Wortlaut der Patentansprüche Bezug genommen, wodurch die Ansprüche an dieser Stelle durch Bezugnahme in die Beschreibung eingefügt sind und als wörtlich wiedergegeben gelten.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen, in welchen eine lediglich bevorzugte Ausführungsform beispielhaft dargestellt ist, näher beschrieben. Dabei zeigt: 2 33314/lh

Fig. 1 einen Überspannungsableiter in axonometrischer Darstellung;

Fig. 2 ein Paket aus zwei Einsatzteilen in axonometrischer Darstellung; und

Fig. 3 ein einzelner Einsatzteil in axonometrischer Darstellung.

Fig. 1 zeigt einen Überspannungsableiter 1 umfassend einen Gerätesockel (2) mit einer u-förmigen Einsatzteilaufnahme 5, wobei der Gerätesockel 2 zur Befestigung an einer Montageschiene vorgesehen ist, wobei in der Einsatzteilaufnahme 5 wenigstens zwei Einsatzteile 3 angeordnet sind, wobei jeder der Einsatzteile 3 wenigstens ein Überspannungsschutzelement aufweist.

Dadurch kann einfach und mit geringem finanziellen und technischen, insbesondere fertigungstechnischen, Aufwand ein Überspannungsableiter 1 gebildet werden, welcher eine hohe Strombelastbarkeit aufweist.

Erfindungsgemäße Überspannungsableiter 1 dienen zum Schutz elektrischer Anlagen und/oder Menschen vor elektrischen Überspannungen, welche sich auf einer elektrischen Leitung ausbreiten. Vor allem die Anfälligkeit aber auch die Wichtigkeit von Computern hat zu einer großen Verbreitung von Überspannungsableitern 1 geführt. Überspannungsableiter 1 sind in der Regel als Bauelemente ausgebildet, welche eine - bei Netzspannung - sehr hochohmige bzw. isolierende Verbindung zwischen wenigstens einer Phase bzw. einem Außenleiter eines elektrischen Netzes, insbesondere einem elektrischen Versorgungsnetz, und einem Neutralleiter bzw. einerweiteren Phase des Netzes herstellen. Sofern keine Überspannung auftritt, fließt praktisch kein Strom über den Überspannungsableiter 1, und die Funktion des nachfolgenden Netzes ist durch das Vorhandensein des Überspannungsableiters 1 nicht beeinflusst. Bei einer auftretenden Überspannung bildet der Überspannungsableiter 1 innerhalb sehr kurzer Zeit einen sehr niederohmigen Übergang zwischen der Phase und dem Neutralleiter bzw. einer weiteren Phase, und überbrückt derart das nachfolgende Netz. Der Überspannungsableiter 1 weist hiezu wenigstens ein Überspannungsschutzelement auf, welches bevorzugt als Varistor ausgebildet ist. Durch den geringen Widerstand bei Auftreten einer Überspannung, kann es zum Fließen entsprechend hoher Ströme über den Überspannungsableiter 1 kommen. 3 33314/lh Überspannungsableiter 1 weisen zusätzlich zu einer angeführten bzw. spezifischen Nennspannung auch weiters eine spezifizierte bzw. angeführte Strombelastbarkeit auf.

Erfindungsgemäße Überspannungsableiter 1 weisen einen modularen Aufbau auf, und umfassen einen Gerätesockel 2 und einen Einsatzteil 3.

Der Gerätesockel 2 ist zur Anordnung an einer Montageschiene, etwa einer Hutprofilschiene, vorgesehen, und weist hiezu eine entsprechende Montageschienenaufnahme 25 sowie die notwendigen Montagemittel 26 auf. Zur Verbindung mit dem zu schützenden elektrischen Netz weist der Gerätesockel 2 wenigstens eine erste und eine zweite Anschlussklemme 27 auf. Die Fig. 1 zeigt einen Überspannungsableiter 1 zum Schutz eines einphasigen elektrischen Netzes. Der betreffende Überspannungsableiter 1 weist jeweils Eingangsseitig wie auch Ausgangsseitig jeweils zwei Anschlussklemmen 27 auf. Dabei kann vorgesehen sein, die beiden Anschlussklemmen 27 einer Seite parallel anzuschließen, etwa an eine Verteilschiene. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die beiden Anschlussklemmen 27 einer Seite im Gerätesockel 2 kurzgeschlossen sind, sodass jeweils lediglich eine der Anschlussklemmen 27 einer Seite angeschlossen werden muss.

Der Gerätesockel 2 bevorzugt ein mehrteiliges Gerätesockelgehäuse 28 auf, welches aus einem Isolierstoff gebildet ist.

Der Gerätesockel 2 weist eine im Wesentlichen u-förmige Einsatzteilaufnahme 5 für den Einsatzteil 3 auf, wobei auch eine anders ausgestaltete Einsatzteilaufnahme 5 vorgesehen sein kann, etwa in Form einer umfangseitig geschlossenen Vertiefung. Die Einsatzteilaufnahme 5 weist gemäß der bevorzugten Ausführungsform einen ersten und einen zweiten Seitenteil 13,14, sowie einen diese verbindenden Basisteil 20 auf, und ist im Wesentlichen gegengleich zu einem Unterteil 30 des Einsatzteils 3 ausgebildet, welcher dazu vorgesehen ist, in die Einsatzteilaufnahme 5 eingeführt zu werden. In der Einsatzteilaufnahme 5, vorzugsweise im Bereich des Basisteils 20 sind - ebenfalls nicht dargestellte - innere Kontakte zur Kontaktierung des Einsatzteils 3 angeordnet. Um das Einführen des Einsatzteils 3 in die Einsatzteilaufnahme 5 zu vereinfachen, ist bevorzugt an dem ersten und/oder 4 33314/lh zweiten Seitenteil 13, 14 jeweils ein Einführbereich angeordnet.

Der Einsatzteil 3 weist gemäß der dargestellten bevorzugten Ausführungsform ein Einsatzteilgehäuse 4 aus einem Isolierstoff auf, welches bevorzugt mehrteilig ausgebildet ist. Das Einsatzteilgehäuse 4 umschließt den Einsatzteil 3 dabei im Wesentlichen vollständig und allseitig, wobei lediglich die Bereiche für die Kontaktierung mit dem Gerätesockel 2 sowie für Anzeigemittel einsatzteilgehäusefrei ausgebildet sind. Der Einsatzteil 3 ist als elektrotechnisch voll funktionsfähiger Bauteil ausgebildet, und kann als solcher elektrotechnisch geprüft bzw. abgenommen werden. Der Einsatzteil 3 weist weiters elektrische Kontaktstifte 32 auf, welche aus dem Einsatzteilgehäuse 4 vorstehen, zur Kontaktierung der inneren Kontakte des Gerätesockels 2.

Es ist vorgesehen, dass in der Einsatzteilaufnahme 5 wenigstens zwei Einsatzteile 3 angeordnet sind, wobei jeder der Einsatzteile 3 wenigstens ein Überspannungsschutzelement aufweist.

In weiterer Folge wird im Wesentlichen eine Anordnung aus einem Gerätesockel 2 und zwei Einsatzteilen 3 behandelt, wie diese auch in Fig. 1 dargestellt ist. Es können auch Überspannungsableiter 1 mit mehr als zwei Einsatzteilen 3 vorgesehen sein, insbesondere mit drei oder vier Einsatzteilen 3.

Die beiden Einsatzteile 3 sind jeweils als vollständige und funktionsfähige Einsatzteile 3 ausgebildet, und weisen insbesondere jeweils ein Einsatzteilgehäuse 4 auf, welches jeweils auch eine Seitenwand aufweist, an der die beiden Einsatzteilen 3 aneinander anliegen. Dadurch sind die beiden Einsatzteile 3 jeweils eigenständige elektrische Vorrichtungen die als solche auch abgenommen bzw. durch eine Prüfstelle geprüft werden können.

Durch eine Parallelschaltung der wenigstens zwei Einsatzteile 3 kann erreicht werden, dass der Überspannungsableiter 1 eine deutlich höhere Strombelastbarkeit aufweist, als ein herkömmlicher Überspannungsableiter 1 mit lediglich einem Einsatzteil 3. Dabei ist in diesem Zusammenhang bevorzugt vorgesehen, dass die Überspannungsschutzelemente in den einzelnen Einsatzteilen 3 jeweils eine höhere Strombelastbarkeit aufweisen, als die Strombelastbarkeit des gesamten 5 33314/lh Überspannungsableiters 1 geteilt durch die Anzahl der Einsatzteile 3. Die jeweilige Strombelastbarkeit ist dabei auf dem Überspannungsableiter angeführt. Durch die schaltungstechnische Parallelanordnung der Überspannungsschutzelemente wird deren jeweilige Strombelastung reduziert. Aufgrund von Bauteiltoleranzen wird es dabei selbst bei identischen angegebenen Bauteilparametern in der Regel nicht zu einer völlig gleichmäßigen Aufteilung der Ströme über die einzelnen Überspannungsschutzelemente kommen. Durch die Vergrößerung der jeweiligen Strombelastbarkeit kann dies vorteilhaft ausgeglichen werden.

In diesem Zusammenhang ist bevorzugt vorgesehen, dass die Überspannungsschutzelemente in den einzelnen verwendeten Einsatzteilen hinsichtlich deren Parametern, insbesondere hinsichtlich der Durchschaltspannung und des tatsächlichen Innenwiderstandes, gepaart sind. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, diejenigen Überspannungsschutzelemente aus einer Menge an Überspannungsschutzelementen auszuwählen und zu paaren, welche vorgebbar geringe Abweichungen besagter Parameter aufweisen.

Bevorzugt ist - wie auch dargestellt - vorgesehen, dass die wenigstens zwei Einsatzteile 3 parallel nebeneinander in der Einsatzteilaufnahme 5 angeordnet sind. Dadurch kann die Raumausnützung innerhalb eines Verteilerschrankes positiv ausgenutzt werden. Dies wirkt sich auch vorteilhaft auf die Beschaltung der beiden Einsatzteile 3 aus.

Es kann vorgesehen sein, dass die beiden Einsatzteile 3 in der Einsatzteilaufnahme 5 als jeweils körperliche getrennte Einsatzteile 3 angeordnet sind. Daher, dass die beiden Einsatzteile 3 nicht miteinander verbunden sind. Dies stellt einen besonders einfachen Aufbau dar, wobei die Verwendung von Standardbauteilen besonders unterstützt wird. Es kann in diesem, sowie im weiteren Zusammenhang bevorzugt vorgesehen sein, dass auf einer Frontseite 35 der wenigstens zwei Einsatzteile 3 eine gemeinsame Abdeckkappe 36 angeordnet ist. Dadurch können die beiden Einsatzteile zusammengehalten werden und es wird ein einheitliches bzw. ganzheitliches Erscheinungsbild unterstützt.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die wenigstens zwei Einsatzteile 3 miteinander verbunden, insbesondere vernietet, sind. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass 6

33314/lh die beiden Einsatzteile 3 nach deren separaten Fertigstellung verbunden werden. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die jeweiligen Einsatzteile 3 nicht in anderen Überspannungsableitern 1 zum Einsatz kommen.

Bevorzugt weist jeder der Einsatzteile 3 jeweils eine Funktionsanzeige 37 auf, welche die Funktionsbereitschaft des Überspannungsschutzelement anzeigt, und hiezu mit diesem gekoppelt ist. Besonders bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass die Funktionsanzeigen 37 der beiden separaten Einsatzteile 3 gekoppelt sind. Dadurch kann erreicht werden, dass lediglich eine Anzeig einen Benutzer über die Betriebsbereitschaft des Überspannungsableiters informiert. Die Funktionsanzeigen 37 sind dabei derart gekoppelt, dass der Ausfall eines der Überspannungsschutzelemente einen gesamten Ausfall des Überspannungsableiters 1 anzeigt, und ein Austausch der Einsatzteile 3 erforderlich ist. Dadurch kann die Sicherheit in elektrischen Anlagen verbessert werden.

Sofern eine Abdeckkappe 36 vorgesehen ist, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Abdeckkappe 36 ein Sichtfenster 38 aufweist, zur Ansicht einer Funktionsanzeige 37. Dabei ist vorgesehen, dass diejenige Funktionsanzeige 37 sichtbar ist, welche den Zustand beider Überspannungsschutzelement anzeigt.

Patentansprüche:

Claims

7 Dl DR. FERDINAND GIBLER Dl DR. WOLFGANG POTH Austrian and European Patent and Trademark Attorneys 33314/lh GIBLER&POTH PATENTANWÄLTE PATENTANSPRÜCHE 1. Überspannungsableiter (1) umfassend einen Gerätesockel (2) mit einer u-förmigen Einsatzteilaufnahme (5), wobei der Gerätesockel (2) zur Befestigung an einer Montageschiene vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Einsatzteilaufnahme (5) wenigstens zwei Einsatzteile (3) angeordnet sind, wobei jeder der Einsatzteile (3) wenigstens ein Überspannungsschutzelement aufweist. 2. Überspannungsableiter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Einsatzteile (3) parallel geschaltet sind. 3. Überspannungsableiter (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Einsatzteile (3) parallel nebeneinander in der Einsatzteilaufnahme (5) angeordnet sind. 4. Überspannungsableiter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Frontseite (35) der wenigstens zwei Einsatzteile (3) eine gemeinsame Abdeckkappe (36) angeordnet ist. 5. Überspannungsableiter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Überspannungsschutzelemente in den einzelnen Einsatzteilen (3) jeweils eine höhere Strombelastbarkeit aufweisen, als die Strombelastbarkeit des gesamten Überspannungsableiters (1) geteilt durch die Anzahl der Einsatzteile (3). 6. Überspannungsableiter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsatzteile (3) jeweils eine Funktionsanzeige (37) 8 33314/Ih aufweisen, und dass die Funktionsanzeigen (37) gekoppelt sind. 7. Überspannungsableiter (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckkappe (36) ein Sichtfenster (38) aufweist, zur Ansicht einer Funktionsanzeige (37). 8. Überspannungsableiter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Überspannungsschutzelement als Varistor ausgebildet ist. 9. Überspannungsableiter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Einsatzteile (3) miteinander verbunden, insbesondere vernietet, sind. Gibler & Poth Patentanwälte OG (Dr. F. Gibler oder Dr. W. Poth)