BRPI0611760A2 - overvoltage protection device designed for symmetrical rail mounting comprising encapsulated cylindrical spark arresters arranged in a housing - Google Patents
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- H01T4/00—Overvoltage arresters using spark gaps
- H01T4/06—Mounting arrangements for a plurality of overvoltage arresters
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Abstract
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVODE PROTEÇÃO DE SOBREVOLTAGEM DESENHADO PARA MONTA-GEM DE TRILHO SIMÉTRICO COMPREENDENDO CENTELHADORESCILÍNDRICOS ENCAPSULADOS DISPOSTOS EM UM ALOJAMENTO".Report of the Invention Patent for "DESIGN OVERVOLTAGE PROTECTION DEVICE FOR SYMMETRIC RAIL ASSEMBLY UNDERSTANDING ENCLOSED SCILIFIERS CARRIED IN A LODGE".
A presente invenção refere-se a um dispositivo de proteção desobrevoltagem desenhado para montagem de trilho simétrico, compreen-dendo centelhadores cilíndricos encapsulados dispostos em um alojamento,em que duas fileiras de terminal de conexão externo, montadas opostamen-te, são fornecidas no dispositivo de proteção de sobrevoltagem, em quemuma primeira fileira de terminal tem Li a Ln, e N tem uma segunda fileira determinal de terminais PE, ainda compreendendo superfícies internas de ter-minal e conector e paredes divisórias ou espaçamentos divisórios dispostosentre os centelhadores, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.The present invention relates to an overvoltage protection device designed for symmetrical rail mounting comprising encapsulated cylindrical sparks disposed in a housing, wherein two rows of oppositely mounted external connection terminals are provided on the device. overvoltage protection, in which a first row of terminals has Li to Ln, and N has a second terminal row of PE terminals, further comprising internal terminal and connector surfaces and partition walls or partition spacings disposed between the sparks, according to preamble of claim 1.
Dispositivos de proteção de sobrevoltagem do tipo compactotendo vários centelhadores incluindo dispositivos eletrônicos de gatilho peri-féricos dispostos em um alojamento, são parte da técnica anterior.Compact type overvoltage protection devices having multiple spark arrestors including electronic peripheral trigger devices disposed in a housing are part of the prior art.
Em tal implementação de dispositivo de proteção de sobrevolta-gem de DEHN + SOEHNE GmbH + Co., KG Company, Neumarkt, Alema-nha, vários centelhadores encapsulados estão localizados lado a lado emum recipiente de fundo do alojamento externo. Em uma assim chamadasinterconexão 3 + 1 ou 1+1, os terminais Li a Ln dos centelhadores de rede eo terminal N são situados em um lado de ligação do dispositivo, enquanto oterminal PE está localizado no lado de ligação oposto.In such an overvoltage protection implementation of DEHN + SOEHNE GmbH + Co., KG Company, Neumarkt, Germany, several encapsulated spark arrestors are located side by side in a bottom container of the outer housing. In a so-called 3 + 1 or 1 + 1 interconnect, the sparks terminals L1 through Ln and terminal N are situated on one connecting side of the device, while the terminal PE is located on the opposite connecting side.
Tal configuração doselementos de terminal é particularmente vantajosa para ligar externamenteum dispositivo de proteção de sobrevoltagem.Such a configuration of terminal elements is particularly advantageous for externally connecting an overvoltage protection device.
Para assegurar a função desejada do dispositivo de proteção desobrevoltagem enquanto se leva em conta a ligação necessária, é necessá-rio formar uma ponte de contato N/PE interna.To ensure the desired function of the overvoltage protection device while taking into account the required connection, it is necessary to form an internal N / PE contact bridge.
Em uma disposição esquemática, de acordo com a Figura 1, querepresenta a técnica anterior brevemente discutida acima, pode ser visto quetrajetória as correntes tomam em um evento de sobrevoltagem.In a schematic arrangement, according to Figure 1, which represents the prior art briefly discussed above, it can be seen that the currents take in an overvoltage event.
Considerando o fato que as forças de repulsão se desenvolvemdevido a campos eletromagnéticos que surgem em condutores paralelosatravés dos quais a corrente elétrica flui em direção inversa, é necessáriofixar firmemente a ponte N/PE, de acordo com a técnica anterior, dentro doalojamento de modo que as forças que surgem podem ser controladas. Deacordo com a representação da Figura 1, a área entre a ponte N/PE e o cen-telhador N/PE é particularmente crítica desde que correntes maiores se o-põem uma a outra aqui. Assumindo que i-ι = I2 = 13 = U, a força de repulsãoentre a ponte N/PE e o centelhador N/PE é cerca de 12 vezes maior que, porexemplo, a força de atração entre os dois centelhadores de rede das trajetó-rias L1 e L2, na medida em que somente os campos de correntes diretamen-te adjacentes são levados em conta.Considering the fact that repulsion forces develop due to electromagnetic fields arising in parallel conductors through which electric current flows in the reverse direction, it is necessary to firmly secure the N / PE bridge within the housing so that the emerging forces can be controlled. According to the representation of Figure 1, the area between the N / PE bridge and the N / PE coater is particularly critical since larger currents are opposite each other here. Assuming that i-ι = I2 = 13 = U, the repulsive force between the N / PE bridge and the N / PE spark is about 12 times greater than, for example, the force of attraction between the two lattice sparkers of the paths. L1 and L2, as only the directly adjacent current fields are taken into account.
Desde que a força entre a ponte N/PE e o centelhador N/PE i-gualmente se torna muito grande com correntes conseqüentemente grandesdevido ao produto se formando de acordo com a relação ilustrada na Figura1, um esforço de construção muito alto tem que ser fornecido para a resis-tência de alojamento em tal disposição horizontal.Since the force between the N / PE bridge and the N / PE spark gap also becomes very large with consequently large currents due to the product forming according to the relationship illustrated in Figure 1, a very high construction effort has to be provided. for housing resistance in such a horizontal arrangement.
A partir do acima mencionado, é portanto um objetivo da inven-ção propor um dispositivo de proteção de sobrevoltagem aperfeiçoado dese-nhado para montagem de trilho simétrico, compreendendo centelhadorescilíndricos dispostos em um alojamento, em que o dispositivo de proteção desobrevoltagem é baseado em uma interconexão de 3 + 1 ou 1 + 1. Com odispositivo de proteção de sobrevoltagem a ser realizado, forças indesejadascausadas pelo fluxo de corrente devem ser impedidas de modo que o esfor-ço para fixar os centelhadores e as superfícies necessárias de terminal econector dentro de um alojamento compacto pode ser minimizado.From the foregoing, it is therefore an object of the invention to propose an improved overvoltage protection device designed for symmetrical rail mounting, comprising cylindrical sparks arranged in a housing, wherein the overvoltage protection device is based on an interconnection. 3 + 1 or 1 + 1. With the overvoltage protection device to be realized, unwanted forces caused by the current flow must be prevented so that the effort to secure the sparks and the necessary terminal and economizer surfaces within a housing compact can be minimized.
A solução do objetivo da invenção é obtida por meio de um dis-positivo de proteção de sobrevoltagem, de acordo com a combinação deaspecto da reivindicação 1, as reivindicações dependentes representandoconfigurações pelo menos adequadas e desenvolvimentos adicionais.The solution of the object of the invention is obtained by means of an overvoltage protection device according to the combination of claim 1, the dependent claims representing at least suitable configurations and further developments.
De acordo com a invenção, os centelhadores individuais sãodispostos em uma maneira ereta de modo que não existe necessidade defornecer uma ponte N/PE. Graças a vantagem que a ponte é omitida, a forçaeletromagnética presente na técnica anterior não surgirá de modo que asexigências de construção e mecânicas quanto à estabilidade do alojamentosão menores com a conseqüência de um custo reduzido na fabricação dedispositivos de proteção de sobrevoltagem em um alojamento compacto.According to the invention, the individual sparks are arranged in an upright manner so that there is no need to provide an N / PE bridge. Thanks to the advantage that the bridge is omitted, the electromagnetic force present in the prior art will not arise such that the construction and mechanical requirements for housing stability are reduced with the consequence of reduced cost in manufacturing overvoltage protection devices in a compact housing.
Como mencionado acima, os centelhadores encapsulados sãofixados em uma primeira superfície interna de terminal e conector em umamaneira ereta. Esta primeira superfície s estende essencialmente em parale-lo para o fundo do dispositivo do dispositivo de proteção de sobrevoltagem, aprimeira superfície de terminal e conector sendo conectada ao terminal N daprimeira fileira de terminal do terminal elétrico externo.As mentioned above, the encapsulated sparks are fixed to a first inner terminal and connector surface in an upright way. This first surface s extends essentially parallel to it to the bottom of the overvoltage protection device, the first terminal surface and the connector being connected to terminal N of the first terminal row of the external electrical terminal.
As segunda a enésima superfícies internas de terminal e conec-tor de acordo com L1 a Ln, são conectadas ao lado superior do centelhadorrespectivo e aos terminais respectivos Li a Ln da primeira fileira de terminal.The second to nth terminal and connector inner surfaces according to L1 to Ln are connected to the upper side of the respective spark and the respective terminals L1 to Ln of the first terminal row.
Um centelhador adicional fornecido ereto na primeira superfíciede terminal e conector, isto é, o centelhador N/PE, é igualmente fornecidocom uma superfície de terminal e conector em seu lado superior, que leva aoterminal PE da segunda fileira de terminal oposta à primeira fileira de termi-nal no lado de alojamento longitudinal correspondente.An additional spark arrester provided upright on the first terminal surface and connector, i.e. the N / PE spark gap, is also provided with a terminal and connector surface on its upper side, which leads the PE terminal of the second terminal row opposite the first terminal row. -nal on the corresponding longitudinal housing side.
Os centelhadores L1 a Ln estão localizados perto da primeira fi-Ieira de terminal e o centelhador PE está localizado perto da segunda fileirade terminal.Sparks L1 to Ln are located near the first terminal row and PE sparger is located near the second terminal row.
Acima dos centelhadores eretos incluindo as superfícies de ter-minal e conector respectivas, é fornecida uma placa isolante na qual um pai-nel de circuito impresso está localizado, compreendendo os dispositivos ele-irônicos de gatilho de centelhador.Above the upright sparks including the respective terminal and connector surfaces, an insulating plate is provided on which a printed circuit board is located, comprising the electoral spark trigger devices.
Em uma modalidade preferida, o alojamento do dispositivo com-pacto tem um formato substancialmente quadrado ou retangular e compre-ende um recipiente de fundo, os centelhadores sendo dispostos no recipien-te de fundo em uma maneira ereta e sendo eletricamente ligados ou conta-tados no mesmo.In a preferred embodiment, the compact device housing is substantially square or rectangular in shape and comprises a bottom container, the sparks being arranged in the bottom container in an upright manner and being electrically bonded or contacted. the same.
Entre o painel de circuito impresso e o invólucro metálico respec-tivo do centelhador respectivo, está disposto um contato de mola de gatilho,se exigido, que está localizado em um recesso de guia da placa isolante.Between the circuit board and the respective metal housing of the respective spark gap, a trigger spring contact is arranged, if required, which is located in a guide recess of the insulation board.
As superfícies de terminal e conector são realizadas como umelemento estampado e curvado de metal e exibem uma capacidade de su-portar alta corrente.The terminal and connector surfaces are made of a stamped and curved metal element and exhibit a high current carrying capacity.
Devido à disposição de centelhadores em uma maneira eretacom elementos de terminal situados em cada caso, nos lados dianteiros dosinvólucros cilíndricos, um fluxo de corrente antiparalelo através dos conduto-res, necessário para a conexão e ligação de contato pode ser impedida nainterconexão 3 + 1 desejada.Due to the arrangement of sparks in an upright manner with terminal elements located in each case on the front sides of the cylindrical shells, an anti-parallel current flow through the conduits required for the connection and contact connection may be impeded at the desired 3 + 1 interconnection. .
A invenção será explicada em mais detalhe abaixo com referên-cia às figuras.The invention will be explained in more detail below with reference to the figures.
Estas mostram:These show:
a figura 1 é uma disposição de vários centelhadores em umainterconexão de 3 + 1 ou 1 + 1 de acordo com a técnica anterior;Fig. 1 is an arrangement of several sparks in a 3 + 1 or 1 + 1 interconnect according to the prior art;
a figura 2 é uma representação esquemática dos centelhadorescilíndricos de acordo com a invenção, dispostos em uma maneira ereta; eFigure 2 is a schematic representation of the cylindrical sparks according to the invention arranged in an upright manner; and
a figura 3 é uma vista explodida de uma disposição de dispositi-vo de proteção de sobrevoltagem realizada em uma interconexão de 3 + 1em um alojamento compacto, de acordo com a invenção.Figure 3 is an exploded view of an overvoltage protection device arrangement made in a 3 + 1 interconnect in a compact housing according to the invention.
A ilustração de acordo com a figura 1 é baseada em centelhado-res de rede dispostos horizontalmente lado a lado em um alojamento e emum centelhador N/PE igualmente disposto horizontalmente. Uma ponte N/PEé fornecida entre os centelhadores de rede e o centelhador N/PE. O fluxo decorrente que ocorre em um evento de sobrevoltagem é ilustrado por I1 a ίβ,com a disposição dos condutores paralelos na zona da ponte N/PE sendoparticularmente problemática, através da qual a corrente elétrica flui em umamaneira antiparalela, em que, devido ao surgimento de campos eletromag-néticos, se desenvolvem forças de repulsão muito grandes que têm que serrecebidas pelo alojamento da disposição de centelhador. As forças de repul-são são simbolizadas na figura 1 ela seta dupla.The illustration according to Figure 1 is based on horizontally arranged side-by-side grid centres in a housing and an equally horizontally disposed N / PE spark gap. An N / PE bridge is provided between the network spark arrestors and the N / PE spark arrester. The resulting flux that occurs in an overvoltage event is illustrated by I1 to ίβ, with the arrangement of parallel conductors in the particularly problematic N / PE bridge zone through which electrical current flows in an antiparallel manner, where, due to the emergence From electromagnetic fields very large repulsive forces develop which have to be received by the housing of the spark arrangement. The forces of repulsion are symbolized in figure 1 and the double arrow.
Na modalidade de acordo com a invenção de um dispositivo deproteção de sobrevoltagem compreendendo centelhadores cilíndricos en-capsulados dispostos em um alojamento, três centelhadores de rede NFS eum centelhador N/PE NPEFS são fornecidos em uma interconexão 3 + 1.In the embodiment according to the invention an overvoltage protection device comprising encapsulated cylindrical sparks arranged in a housing, three NFS network sparks and one N / PE NPEFS sparger are provided in a 3 + 1 interconnect.
Os centelhadores são formados como centelhadores à prova depressão encapsulados tendo um alojamento externo cilíndrico e contatoselétricos 1 localizados nos lados dianteiros.The sparks are formed as encapsulated depression-proof sparks having a cylindrical outer housing and electrical contacts 1 located on the front sides.
Os centelhadores encapsulados NFS e NPEFS são fixados emuma primeira superfície interna de terminal e conector 2 em uma maneiraereta.The NFS and NPEFS encapsulated sparks are fixed to a first inner terminal and connector surface 2 in an upright manner.
Como pode ser visto a partir da figura 3, a primeira superfícieinterna de terminal e conector 2 se estende essencialmente em paralelo aofundo de alojamento 3 do dispositivo de proteção de sobrevoltagem.As can be seen from Figure 3, the first terminal and connector inner surface 2 extends essentially parallel to the housing bottom 3 of the overvoltage protection device.
A primeira superfície interna de terminal e conector 2 é conecta-da com o terminal N da primeira fileira de terminal.The first inner terminal surface and connector 2 is connected to the N terminal of the first terminal row.
Superfícies de terminal e conector adicionais, isto é, superfíciesde conector de terminal 4, 5 e 6 são conectadas com o lado superior do cen-telhador respectivo NFS e levam ao terminal respectivo Li, L2 ou L3 da pri-meira fileira de terminal.Additional terminal and connector surfaces, i.e. terminal connector surfaces 4, 5 and 6, are connected to the upper side of the respective NFS center sheath and lead to the respective terminal Li, L2 or L3 of the first terminal row.
O centelhador adicional, isto é, centelhadores NPE NPEFS,igualmente tem uma superfície de terminal e conector 7 em seu lado superi-or levando ao terminal PE da segunda fileira de terminal oposta à primeirafileira de terminal.The additional spark arrester, ie NPE spark arrestors, also has a terminal surface and connector 7 on its upper side leading to the PE terminal of the second terminal row opposite the first terminal row.
A partir da representação de acordo com a figura 2, pode servisto claramente que os centelhadores NFS para L1, L2 e L3 estão localiza-dos perto da primeira fileira de terminal, e que o centelhador NPFES para PEestá localizado perto da segunda fileira de terminal.From the representation according to Fig. 2, it can be clearly seen that the NFS sparks for L1, L2 and L3 are located near the first terminal row, and that the NPFES sparger is located near the second terminal row.
De acordo com a figura 3, uma placa isolante 8 está dispostaacima dos centelhadores eretos NFS e NPEFS, respectivamente, com umpainel de circuito 9 incluindo dispositivos eletrônicos de gatilho de centelha-dor 10 na dita placa isolante 8.According to FIG. 3, an insulating plate 8 is disposed above the upright sparks NFS and NPEFS, respectively, with a circuit panel 9 including spark-trigger electronic devices 10 on said insulating plate 8.
O alojamento compacto, que tem um formato substancialmentequadrado, compreende um recipiente de fundo 11, com os centelhadoressendo montados neste recipiente de fundo 11 em uma maneira ereta.Além do mais, pelo menos uma parede divisória 12 está presen-te entre os centelhadores.The compact housing, which has a substantially square shape, comprises a bottom container 11, with the sparks being mounted on this bottom container 11 in an upright manner. Moreover, at least one partition wall 12 is present between the sparks.
Um contato de mola de gatilho 13 localizada em um recesso deguia 14 da placa isolante 8 está disposto entre o painel de circuito 9 e o invó-lucro metálico respectivo do centelhador respectivo NFS.A trigger spring contact 13 located in a guide recess 14 of the insulating plate 8 is disposed between the circuit board 9 and the respective metal housing of the respective NFS spark gap.
Para usar otimamente o espaço de construção dentro do recipi-ente de fundo 11, um painel de circuito adicional 15 é fornecido em orienta-ção vertical e igualmente aloja dispositivos eletrônicos de gatilho. Um conta-to de mola de gatilho adicional 16 conectado com o invólucro externo docentelhador NPEFS está disposto neste painel de circuito 15.To optimally use the construction space within the bottom container 11, an additional circuit board 15 is provided in vertical orientation and also houses electronic trigger devices. An additional trigger spring contact 16 connected to the outer NPEFS enclosure is provided in this circuit board 15.
A superfície de terminal e conector 7 do centelhador NPEFS éguiada ao longo da parede lateral do recipiente de fundo 11 em uma maneirainclinada e leva para dentro da segunda fileira de terminal 17.The terminal surface and connector 7 of the NPEFS spark gap is guided along the side wall of the bottom container 11 in an inclined manner and leads into the second terminal row 17.
O recipiente de fundo 11 é fechado por uma cobertura tipo coifa18 que é conectável ao recipiente de fundo 11 por meio de parafusos 19.Além disso, meios de engate de trava convencionais 20 são fornecidos nolado de baixo externo do recipiente de fundo 11 para a montagem de trilhosimétrico preferida do dispositivo de proteção de sobrevoltagem. Aqui, deveser notado que, é claro, uma fixação diferente do dispositivo de proteção desobrevoltagem é possível sem se afastar da idéia básica da invenção descrita.Bottom container 11 is closed by a hood 18 which is connectable to bottom container 11 by means of screws 19. In addition, conventional locking engagement means 20 are provided on the outer bottom of the bottom container 11 for mounting. preferred rail voltage of the overvoltage protection device. Here it should be noted that, of course, a different fixation of the overvoltage protection device is possible without departing from the basic idea of the described invention.
Claims (6)
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