CN112438002A - 用于保护电网免受过电压或过电流影响的装置组合 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于保护电网免受过电压或过电流影响的装置组合，该装置组合包括大致为U形的插座(1)和能被插入或滑入到该插座中的至少一个插头模块(2)，其中插座具有用于与相应的网络连接的连接端子(3)，以及用于与连接端子连接并与插头模块的配对的插头触头或接触舌片(5)互补的插头触头(500)，另外，插头模块具有容纳一个或多个雷击电流放电器和/或过电压放电器的壳体，并且配对的插头触头或接触舌片穿过壳体的基座侧。根据本发明，设置有用于改变插头触头与配对的插头触头或接触舌片之间的位置和距离的装置(21)，其中，从具有能够承受浪涌电流的闭合的电连接的工作位置开始，可以选择闲置位置，在该闲置位置，插头触头和配对的插头触头或接触舌片处于驱动隔离/释放位置。

Description

用于保护电网免受过电压或过电流影响的装置组合

技术领域

本发明涉及用于保护电网免受过电压或过电流影响的装置组合，根据权利要求1的前序部分，该装置组合包括基本为U形的基座和能被插入或推入到基座上的至少一个插入式模块，其中基座具有用于与相应的网络连接的连接端子，并且还具有与连接端子连接并与插入式模块的配合的插入式触头或接触舌片互补的插入式触头，并且插入式模块具有容纳一个或多个避雷器和/或过电压放电器的壳体，并且配合的插入式触头或接触舌片穿过壳体的底板侧。

背景技术

现在发现以包括基座和插入式部件的装置组合的形式设计的过电压放电器在现有技术中存在多年，该插入式部件由基座容纳，并且容纳实际的过电压放电器元件。

包括基座和插入式部件的已知装置组合的设计必须确保在所有操作条件下以及在长时间内的可靠的插入式电连接。另外，在维护或发生故障的情况下，必须在可能的情况下可以在不需要工具的情况下移除插入式部件，并用新部件替换。

此外，出于测量和测试的目的，通常需要将一个或多个插入式部件从基座移除，然后将其重新插入。

包括基座和插入式部件的先前已知的装置组合是基于这样的假定，即，将插入式部件从上方规则地推入到对应的U形基座的开口中，然后将其转换到锁止位置。

然而，在某些组装条件下，并不总是能确保插入式部件从上方的自由接近，因此，原则上需要也可以将插入式部件从侧面推入到基座中。

此外，通常需要可以将插入式部件转换到隔离位置，更确切地说无需将插入式部件从基座完全移除。

原则上，永久正确的电力供应对于电机、电动系统和电动装置的运行可靠性至关重要。为了防止系统停止运行，或者为了将对电网或与网络连接的负载的损坏风险保持在较低水平，必须永久地防止由于过电压或过电流造成的对网络和负载造成的损坏。

已知的过电压放电器在过电压或过载的情况下起作用，并且能够消除瞬态过电压或切换故障电路。

如引言中已经提到的，过电压放电器通常以插入式装置组合的形式实现，基座形成下部部件，并且插入式模块形成上部部件。

在出现故障或过载的情况下，浪涌电流或短路电流可能会短时流过，而该浪涌电流或短路电流超过网络的常规加权电流的多倍。高的短路电流会产生明显的磁力，在某些情况下，该磁力会导致实际的过电压元件被迫脱离基座部件。

为了解决这些问题，可以设计插入式触头和配合的插入式触头或接触舌片，使得在插入状态下，不仅可以在它们之间实现力配合，而且还可以实现形状配合。然而，在这种情况下，问题是将插入式模块从基座中拉出时的力大。

在这方面，DE102008017423A1提出了开发一种过电压放电器，使得在保持基座部件和插头部件的先前外部尺寸的情况下，一方面形成在基座部件与插头部件之间具有电连接所需的插入式连接的可释放的插头部件，另一方面可以防止在恶劣的工作条件下插头部件在基座部件中的释放，其中应该可以通过视觉或光学手段检查插头部件的配合情况。

在此提出了用于凹槽形式的对应的配合开口的转动锁形式的紧固装置，该紧固装置是可以借助于螺丝刀释放的易于操作的转动锁的形式，布置在基座部件中，并在基座部件与插头部件之间建立形状配合的连接和锁定。

基座部件与插头部件之间的转动锁形式的紧固装置防止了插头部件被意外地从基座部件中拉出的情况，并且同样确保了基座部件的插头插座与插头部件的对应的引脚之间的接触连接的牢固配合。由于在锁定位置，紧固装置同时接合在基座部件和插头部件中，因此确保了两个元件之间的形状配合，因此实现了接触连接的牢固配合。为了驱动转动锁，该锁的头部具有适合于容纳工具的轮廓。

实际上，根据DE102008017423A1的具有旋转锁的方案由于实现了止动功能而允许将插入式部件固定在基座部件中，但是只有在插入式部件处于相对于基座部件的限定的端部位置时才能确保该锁定位置。另外，拉出力仍然高。在现有技术的概述方案中，不能将插入式部件侧向推入到基座部件中。此外，在不完全移除插入式部件的情况下，无法进行隔离。

发明内容

从上面的情况出发，本发明的任务是，提供一种进一步改进的装置组合，其用于保护电网免受过电压或过电流影响，并且包括U形的基座和能被插入或推入到基座上的至少一个插入式模块，其中装置组合用于允许在插入式模块保持在基座中的情况下进行明确的隔离，并且原则上插入式模块可以相对于U形基座在完全插入的状态下，而且还可以在部分插入的状态下大体固定在任何所需的位置。

本发明的目的通过专利权利要求1中的特征的组合来实现，从属权利要求至少提出了有利的构造和改进。

因此，本发明从用于保护电网免受过电压或过电流影响的装置组合出发。过电压和过电流可能是瞬态的，也可能是暂时的过电压。

该装置组合包括本身已知的基本为U形的基座和能被插入或推入到基座上的至少一个插入式模块。基座具有与相应的网络连接的连接端子，并且还具有与连接端子连接的插入式触头。

这些插入式触头与插入式模块的配合的插入式触头或接触舌片互补。

该插入式模块具有容纳一个或多个避雷器和/或过电压放电器的壳体。配合的插入式触头或接触舌片穿过壳体的底板侧，使得可以建立与基座中的插入式触头的可靠连接。

插入式模块中包含的组件同样可以由开关/火花隙的组合构成，在这种情况下，该装置组合也可以在没有保险丝的情况下运行。

设置有根据本发明的用于改变插入式触头与配合的插入式触头或接触舌片之间的位置和距离的装置。

这些装置可以从具有闭合的、耐浪涌电流的电连接的工作位置开始选择闲置位置，在该闲置位置，插入式触头与配合的插入式触头或接触舌片处于隔离/脱离位置。在该隔离和脱离位置，确保了必要的电隔离距离。同时，这确保了保持必要的爬电距离和间隙。但是，当达到闲置位置时，插入式模块仍保留在基座上或固定在基座上。

如果需要，从闲置位置开始，可通过施加非常小的机械力来移除插入式模块，并进行更换、测量或检查。由于在闲置位置已经释放了电接触连接，因此仅需要上述很小的力就可以完全移除插入式模块。该移除操作可以无需工具地进行。

在本发明的一个实施方式中，插入式模块可以围绕其中心轴线旋转或枢转。

然后，可以借助于枢转或旋转运动在工作位置和闲置位置之间进行选择。如果选择工作位置，则插入式模块的配合的插入式触头或接触舌片接合到基座的对应构造的插入式触头中。在此，触头的构造(即，成形)可以使得在浪涌电流的情况下出现的电磁力被定向为增大各个触头元件之间的接触力。通过相对于工作位置相反的旋转或枢转运动而转换到闲置位置导致接触连接可释放，更确切地说，在此过程中保持上述分离距离和必要的爬电距离和间隙。

从闲置位置开始，相关的插入式模块仍以机械方式固定在基座中，但可以通过施加较小的力将其移除。根据插入式模块的壳体的构造，可以从基座中向上移除，也可以从基座中侧面推出。

本发明的另一种构造基于以下事实，即，在插入式模块或其壳体与基座之间布置有气动或液压驱动的压头、对应的气动或液压驱动的垫或相关的杠杆，以便改变触头之间的距离，即在工作位置和闲置位置之间进行选择。例如，如果在插入式模块与基座之间设置有能气动驱动的垫，则施加在垫上的压力会产生作用在插入式模块与基座之间的力，结果插入式模块远离基座运动，并且或多或少被抬起，直到达到设想的闲置位置。只要保持对垫、压头或对应的杠杆施加压力，插入式模块也就不会意外地移回到基座中，这增加了在带电设备上进行对应工作时的电安全性，因此提高了工作安全性。

根据本发明，在另外的实施方式中，在U形的基座与插入式模块之间布置有用于将旋转运动转换成纵向运动的主轴。

由于插入式模块可以朝U形的基座的方向运动，但也可以远离U形的基座运动，并被保持在相应的位置，因此实现了这种布置。

这使得既可以在插入式触头与配合的插入式触头之间建立可靠的插入式电连接，又可以借助于触头分离实现明确的隔离。

如果需要隔离，则使主轴旋转，以使插入式模块移出U形的基座。这种运动进行到在插入式触头与配合的插入式触头或接触舌片之间实现足够的分离距离。当达到相关的分离或隔离位置时，主轴保持与螺纹孔接合，该螺纹孔设置在基座底板中并且该螺纹孔的螺纹以与主轴的螺纹互补的方式实现。

只有当主轴进一步运动使得相关的主轴端部离开螺纹孔时，才可以无需施加任何力地轻松地从基座移除插入式模块。

根据本发明，主轴可旋转地安装在插入式模块中，并且能从插入式模块的上侧进入，其中与主轴互补的上述螺纹孔布置在基座中。

在替代方案的情况下，主轴可以可旋转地安装在基座中，其中与主轴互补的螺纹孔设置在插入式模块的底板中，即底侧中。

根据本发明，插入式模块的朝向U形基座定向的至少一个侧表面具有引导凹槽，该引导凹槽与U形的基座的至少一个侧壁上的引导突起或导轨互补。

此处考虑的侧壁是插入式模块在被推入时与插入式模块相对的侧壁。

根据本发明，引导突起或导轨被弹性地安装或弹性地插入在侧壁中，因此，当插入式模块朝基座底板的方向运动或从基座底板向上运动时，引导突起或者导轨朝侧壁的方向移位，并且当引导突起或者导轨相对于插入式模块中的引导凹槽到达一致的位置时，引导突起或导轨进入所述凹槽中。一致的位置优选与用于使插入式模块相对于基座隔离的必要的分离距离一致。

根据本发明，在基座的观察窗中能够看到引导突起或导轨的位置变化。

如果主轴的旋转运动、优选借助于工具的旋转运动导致插入式模块在释放方向上移位，则插入式模块相对于基座的对应的纵向运动导致弹性的预加压和弹性安装的导轨进入插入式模块的对应的凹槽中，从而产生明显的止动作用。由于导轨的运动，该进入时刻可以例如通过颜色改变的方式在观察窗中被看到。然后，技术人员或系统操作员可以轻松地确定插入式模块处于隔离状态。

如果旋转运动和随之而来的纵向运动继续直到主轴离开相关联的螺纹孔，则最终可以将插入式部件从基座移除。将插入式模块插入基座的步骤以相反的顺序进行。

因此，当插入式模块到达基座内的由进入引导凹槽的引导突起或导轨限定的位置时，实现了期望的触头分离。

根据本发明，也可以使用引导凹槽和引导突起或导轨将插入式模块从侧面推入到U形的基座中，然后借助于主轴使插入式模块朝基座底板的方向运动以便进行接触。

为此，侧向推入动作可以通过位于基座内或基座上的固定的或可释放的止动件来界定。止动件的这种作用确保了在插入式模块朝基座底板的方向运动以便进行接触之前实现插入式触头与配合的插入式触头之间所需的正确位置。

一个或多个止动件被设计为可以被推入到基座中的侧向界定壁的形式，其中在一种构造中，界定壁在上侧均具有中心斜面，以便更容易从上方朝基座的方向引入插入式模块。

在本发明的一种构造中，可以在插入式模块的插入方向上形成第一观察窗，并且可以在插入式模块的推入方向上形成第二观察窗，使得从端部侧也可以或多或少地看到插入式模块是否处于隔离状态。

还可以在插入式模块的底板侧上设置引导凹部，该引导凹部与从U形的基座的底板向上延伸，即朝插入式模块的方向的相应的引导突起或引导鼻部互补。这旨在用于在插入式模块被插入基座中时防止发生歪斜或倾斜。

附图说明

下面参照示例性实施方式并借助附图更详细地说明本发明，在附图中：

图1至图3示出了从右侧将插入式模块侧向推入到基座上的顺序；

图4示出了插入式模块的立体图示，具有底侧和在底侧明显的主轴的视图；

图5至图7示出了从左侧朝基座的方向推动插入式模块的图示；

图8至图10以隔离位置(图9)和连接位置(图10)示出了与从上方朝基座的方向插入的插入式模块有关的图示；

图11示出了带有螺纹孔60的基座的立体平面图；

图12示出了包括基座和插入式模块的装置组合的横截面图示，该插入式模块可以固定在基座中并且可以围绕其轴线旋转或枢转，图示的装置组合被示出处于具有闭合的接触连接的工作位置，其中箭头表示到达闲置位置(即，隔离/脱离位置)所需的旋转或枢转运动的方向；以及

图13示出了根据本发明的教导的另外的实施方式的图示，其具有可液压驱动的装置，以便引起基座中的相关元件和插入式模块中的相关元件之间的接触距离的变化，即以便实现从工作位置朝闲置位置的方向的改变。

具体实施方式

在图中示出的用于保护电网免受过电压或过电流影响的装置组合基于基座1和能被插入或推入到基座上的至少一个插入式模块2。

基座1具有用于与未在图中示出的相应的网络连接的连接端子3。

在基座中还存在插入式触头，该插入式触头与连接端子连接并且位于基座1的底板区域中的槽状开口4的后面和/或下面。

基座1中的插入式触头与插入式模块2的配合的插入式触头互补，所述配合的插入式触头被设计为接触舌片5的形式。

插入式模块2包括壳体，该壳体在其内部容纳一个或多个避雷器和/或过电压放电器。

从图中可以看出，接触舌片5穿过插入式模块2的侧面部分或侧面/底板部分。

主轴6(见图4)作用在基座1与插入式模块2之间，并且用于将旋转运动转换成纵向运动，使得插入式模块2根据主轴的旋转方向可以朝基座1的方向运动和远离基座1运动，并且被保持在相应的位置。

这样既在插入式触头与配合的插入式触头之间建立了可靠的插入式电连接，又通过将这些触头分开而实现了明确的隔离。

在这方面，主轴6可旋转地安装在插入式模块2中，并且能从插入式模块2的上侧20进入。主轴还可以在其上侧具有用于容纳工具的螺钉头部、多边形头部或类似的头部构造21。

根据图11，在基座的U形的支脚之间的区域中(即，在基座底板101中)布置有与主轴6互补的螺纹孔60。

要注意的是，根据示例性实施方式提出的变型是基于具有形成在插入式部件2中的头部21的主轴6和布置在基座1中的相关联的螺纹孔。原则上，在不脱离本发明的基本概念的情况下，其运动学逆转也是可行的。

插入式模块2的至少一个侧表面22具有引导凹槽7。

在所示的例子中，在侧壁上具有彼此相对的两个引导凹槽7。

这些引导凹槽7与导轨8互补，导轨8弹性地安装在基座的基座1的侧壁100的区域中。

由于被弹性地安装或弹性地插入在侧壁100中的引导突起或导轨8，当插入式模块2朝基座底板101的方向运动或向上远离基座底板101运动时，导轨8也可以朝侧壁100的方向移位并且至少部分地穿透到侧壁100中。当在插入式模块2中的引导凹槽7之间达到一致的位置时，相应的导轨8进入对应的凹槽7中。结果，插入式模块2相对于基座1被保持，其中导轨8的位置变化可以在基座1的观察位置9中被看到。

当插入式模块2到达基座1内的由进入相应的引导凹槽7的导轨8限定的位置时，触头5相对于位于基座中的触头位于隔离位置，即已经实现了触头分离。这如图2、图6和图9所示。

从该触头分离位置开始，具有头部21的主轴6可用于将旋转运动转换成纵向运动。在这方面，插入式模块2被拉入基座1中，大体被拧到该基座上。在插入式模块2相对于U形的基座1的端部位置，实现了期望的电接触安全性和可靠的机械固定。

在与根据图3的箭头所示的旋转方向相反的运动期间，插入式模块2可以在不施加任何力的情况下再次从U形基座1中移出。

当根据图3、图7和图10建立了完全接触连接时，观察窗9中的显示会发生变化，例如从原来的绿色(隔离)变为红色(插入式模块已进行接触)。

图1至图3示出了顺序，该顺序图示了更确切地说使用引导凹槽7结合弹性导轨8将插入式模块2从右侧推入到基座1上的可能性。

插入式模块2的侧向推入动作可以由固定的或可释放的止动件10界定，该止动件位于基座1中或被插入到基座1中。为了容易从上方插入插入式模块2(参见图8至图10)，在基座的两侧插入的止动件10可以具有倾斜表面11，使得可以从上方更轻松地插入插入式模块2。

可以以可以被插入到基座中的侧向界定壁的形式设计各个止动件10。

在图1所示的插入式模块2的侧向推入动作在根据图1的箭头方向上一直进行到止动件10。

之后，主轴6的旋转(参见图3)可以使插入式模块2在电气和机械方面完全固定在基座中。

如图5至图7所示，插入式模块2的可能的插入式运动从左侧开始充分形成。

替代地，相应的插入式模块2也可以传统地从上方插入到插入式部件1中。

在这种情况下，首先从上方开始插入式操作，直到基座1中的弹性导轨8接合在插入式模块2中的相关联的引导凹槽7中，如图9所示。这里，在观察窗9中可以看到隔离位置。

主轴的后续旋转导致插入式模块2朝基座1的方向进一步运动。这里，弹性导轨9被推入到对应的侧壁100中的相关联的缩进部分中，并且因此进行插入式模块2的拧入运动直到到达建立可靠的电连接的完全端部位置。在这方面，观察窗9中的显示然后改变。

观察窗9由基座1中的至少一个另外的端部侧的观察窗90补充，在这种情况下，可以在所有情况下都看到插入式模块是否被电隔离或者是否已经实现相对于基座的期望的触头连接。

图12示出了包括基座1和插入式模块2的装置组合的横截面图示，该插入式模块可以固定在基座1中并且可以围绕其轴线旋转或枢转，该装置组合在第一实例中被示出处于在被设计为弹簧触头形式的插入式触头500与接触舌片5之间具有闭合的接触作用的工作位置，其中箭头表示为了到达闲置位置(即，隔离/脱离位置)所需的旋转或枢转运动的方向。

当到达隔离/脱离位置时，进行锁止作用的固定。这是借助于锁止凹部100结合弹性安装的锁止鼻部101实现的，锁止凹部100设置在插入式部件2上，特别是在其壳体上，锁止鼻部101被实现为在基座上被引导。插入式触头和配合的插入式触头到达隔离/脱离位置或者离开该脱离/分离位置可以通过开关装置102来检测并且可能被馈送到电信装置。另外的位置开关102位于基座的下部区域中，并指示工作位置。

根据图13的图示基于根据本发明的教导的另外的实施方式，其具有可以例如液压地驱动的缸体200。

在缸体200的缩回状态下，插入式部件2位于基座中，更确切地说位于工作位置。

随着缸体200的伸出(根据图13的箭头和虚线所示)，插入式部件1被升高，因此插入式触头500和接触舌片5彼此脱离。

在该隔离/脱离位置，插入式部件2再次借助于在插入式部件上设置或制作的凹部100结合闩锁鼻部101而固定。也可以在该示例性实施方式中设置位置开关102，以便能够区分到达了工作位置和到达了隔离/脱离位置。

Claims (12)

1.一种用于保护电网免受过电压或过电流影响的装置组合，该装置组合包括基本为U形的基座(1)和能被插入或推入到所述基座(1)上的至少一个插入式模块(2)，其中所述基座(1)具有用于与相应的网络连接的连接端子(3)，并且还具有与所述连接端子(3)连接并与所述插入式模块(2)的配合的插入式触头或接触舌片(5)互补的插入式触头(500)，并且所述插入式模块(2)具有容纳一个或多个避雷器和/或过电压放电器的壳体，并且所述配合的插入式触头或接触舌片(5)穿过所述壳体的底板侧，

其特征在于：

设置有用于改变所述插入式触头(500)与所述配合的插入式触头或接触舌片(5)之间的位置和距离的装置，其中，从所述插入式模块(2)与所述基座(1)之间具有闭合的、耐浪涌电流的电连接的工作位置开始，能够选择闲置位置，在该闲置位置，所述插入式触头(500)与所述配合的插入式触头或接触舌片(5)处于隔离/脱离位置，它们之间的距离对应于必要的电隔离距离以及必要的爬电距离和间隙，但所述插入式模块(2)仍被保持或固定在所述基座(1)上。

2.根据权利要求1所述的装置组合，

其特征在于：

所述插入式模块(2)是可旋转或可枢转的设计，其中能够通过枢转或旋转运动在所述工作位置和所述闲置位置之间进行选择。

3.根据权利要求1所述的装置组合，

其特征在于：

在所述插入式模块(2)或其壳体与所述基座(1)之间布置有能气动或液压驱动的压头或垫或杠杆，以便改变触头之间的距离并实现从所述工作位置到所述闲置位置的位置改变。

4.根据权利要求1所述的装置组合，

其特征在于：

在所述基座(1)与所述插入式模块(2)之间布置有用于将旋转运动转换成纵向运动的主轴(6)，使得所述插入式模块(2)能够朝所述基座(1)的方向运动以及远离所述基座(1)运动，并被保持在相应的位置，以便既在所述插入式触头与所述配合的插入式触头之间建立可靠的插入式电连接，又通过触头分离的方式实现明确的隔离。

5.根据权利要求4所述的装置组合，

其特征在于：

所述主轴(6)可旋转地安装在所述插入式模块(2)中，并且能从所述插入式模块的上侧(20)进入，其中在所述基座(1)中布置有与所述主轴(6)互补的螺纹孔。

6.根据权利要求4或5所述的装置组合，

其特征在于：

所述插入式模块(2)的朝向所述U形的基座(1)定向的至少一个侧表面(20)具有引导凹槽(7)，该引导凹槽与所述U形的基座(1)的至少一个侧壁(100)上的引导突起或导轨(8)互补，其中所述引导突起或导轨(8)被弹性地安装或弹性地插入在侧壁(100)中，因此，当所述插入式模块(2)朝基座底板(101)的方向运动或向上远离所述基座底板(101)运动时，所述引导突起或导轨(8)朝所述侧壁(100)的方向移位，并且当所述引导突起或导轨(8)相对于所述插入式模块(2)中的引导凹槽(7)到达一致的位置时，所述引导突起或导轨(8)进入所述凹槽(7)中，其中在所述基座(1)的观察窗(9)中能够看到所述引导突起或导轨(8)的位置变化。

7.根据权利要求6所述的装置组合，

其特征在于：

当所述插入式模块(2)到达所述基部(1)内的由进入所述引导凹槽(7)的所述引导突起或导轨(8)限定的位置时，实现了触头分离。

8.根据权利要求6或7所述的装置组合，

其特征在于：

能够借助于所述引导凹槽(7)和所述引导突起或导轨(8)将所述插入式模块(2)侧向推入到所述U形的基座(1)中，然后借助于所述主轴(6)，所述插入式模块(2)能够朝所述基座底板(101)的方向运动以便进行接触。

9.根据权利要求8所述的装置组合，

其特征在于：

侧向推入动作由位于所述基座(1)中的固定的或可释放的止动件(10)界定。

10.根据权利要求9所述的装置组合，

其特征在于：

以能够被插入在所述基座(1)中的侧向界定壁的形式限定一个或多个止动件(10)。

11.根据权利要求10所述的装置组合，

其特征在于：

所述界定壁在其上侧具有定心斜面(11)，以便更容易从上方朝所述基座(1)的方向引入所述插入式模块(2)。

12.根据权利要求6和11所述的装置组合，

其特征在于：

在所述基座(1)中在所述插入式模块(2)的插入方向上形成有第一观察窗(9)，并且在所述基座(1)中在所述插入式模块(2)的推入方向上形成有第二观察窗(90)。

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