CN112805890A - 用于保护数据线路以防过压的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于保护数据线路以防过压的装置，其带有：用于容纳带有过压保护部件的上部件(2)的下部件(1)、用于与下部件(1)可插入连接的上部件(2)、电子监控单元(3)，电子监控单元检测是否插入有上部件(2)，其中，在插入有上部件(2)的情况中、在未插入上部件(2)的情况中和在被插入的上部件(2)的至少一个过压保护部件损坏的情况中由监控单元(3)发出相应的信号；带有被联接到电压源处且至少到监控单元(3)处的多个总线线路的总线系统，其中，此外联接有信号发出单元(13)，其显示监控单元的信号且/或将监控单元的信号引导至远程信号发出装置，其中，电子监控单元(3)布置在总线连接器(4)中，总线连接器与总线系统(5)和监控‑和评估单元(6)通讯，该监控‑和评估单元与上部件(2)相耦联。

Description

用于保护数据线路以防过压的装置

技术领域

本发明涉及一种用于保护数据线路以防过压的装置，带有：用于容纳带有过压保护部件的上部件的下部件、用于与下部件可插入地连接的上部件、电子监控单元(其检测是否插入有上部件，其中，在插入有上部件的情况中、在未插入上部件的情况中和在被插入的上部件的至少一个过压保护部件损坏的情况中由监控单元发出相应的信号)；带有被联接到电压源处且至少到监控单元处的多个总线线路的总线系统，其中，此外联接有信号发出单元，其显示监控单元的信号且/或将监控单元的信号引导至远程信号发出装置。

背景技术

这样的装置例如由EP 2745179 B1已知。在已知的装置中被视作不利的是，电子监控设备布置在下部件(在该处被称作基底元件)中且相应地互联。这导致，在实现已知的实施形式的情形中不可使用目前常见的下部件，而是须用新的带有监控设备的下部件更换。由此产生巨大的装配成本，因为在装入该装置的情形中须安装新的下部件，其须被相应地用线缆连接。此外由此产生更高的成本耗费，因为目前的下部件不可被使用，而是须提供新的下部件。

由EP 2922146 A1已知一种类似的装置。在此，虽然电子监控单元的组成部分构造在可插入的上部件中。然而必要的是，设置新的下部件，当这样的装置应被装入时，因为匹配于上部件的下部件具有不同于常见的下部件的配置，由于额外的插入接触元件须设置和布线在下部件中，所述下部件须与相关的上部件接触。

同样地由此引起如下，即，在装入这样的装置的情形中不可继续使用目前常见的下部件，而是须安装新的下部件，这又引起更高的成本耗费和装配耗费。

发明内容

从该现有技术出发，本发明的目的在于提供一种根据这种类型的装置，在其中可继续使用目前常见的装置的下部件，即使当这样的装置应装备有电子监控设备时。尤其地应实现如下，即，在改装成电子监控单元的情形中的接线耗费被保持较小、仓储被最小化，因为目前的下部件可被继续使用且即使在重新安装的情形中也可被使用且因此成本耗费被最小化。

同样地应实现对现有技术的丰富。

为了实现该目的，本发明提出，电子监控单元布置在总线连接器中，该总线连接器与总线系统和监控-和评估单元通讯，监控-和评估单元与上部件耦联。

通过该设计方案，目前常见的下部件被其它下部件替代在安装的情形中是不必要的，而是目前的下部件可在安装中保留。即使在重新安装的情形中，目前的不包括特别的电子监控单元的下部件可被安装，从而在补充安装的情形中安装成本被最小化，因为无须安装新的下部件且在重新安装的情形中实现成本优势，因为无论带有监控单元还是不带有监控单元的装置应被装入都不重要，这些装置可使用相同的下部件，这最小化仓储且因此最小化成本。

这由此实现，即，电子监控单元布置在额外的元件(即总线连接器)中，总线连接器与总线系统和监控-和评估单元通讯。该监控-和评估单元与上部件相耦联。在补充安装现有的应装备有相应监控单元的装置的情形中，仅如下是必要的，即，除了常规的下部件之外安装带有电子监控单元的总线连接器且使用相应的新的上部件，其与监控-和评估单元相耦联，其中，该上部件与这些组成部分于是与布置在总线连接器中的监控单元在插入位置中相连接且因此行使相应的功能。

特别优选地在此设置成，下部件具有用于数据线路的多个接线端子1至4、用于电气屏蔽的屏蔽接头S、地线接头PE，其中，相关的接线端子通过在下部件下方的电导体相连接且这些导体与用于上部件的第一联接插入接触部处在导电连接中，该上部件具有过压保护部件、至少一个气体放电保护装置(Gasableiter)和/或瞬态电压保护二极管，它们与匹配的第二联接插入接触部导电连接，其中，上部件与下部件可插入连接或被插入连接且在插入位置中第一和第二联接插入接触部提供接触地接合到彼此中，下部件与总线连接器组合，该总线连接器具有在下部件下方的平面中伸延的总线线路，其相应地终止在插头插座连接器中，该总线连接器具有从总线线路伸出的主体，在其中安装电子监控单元，该电子监控单元与至少一些总线线路接触，以及该总线连接器具有与总线线路接触的连接线路，其在插入接触部中在插入侧处接触，上部件与用于上部件的信号设备无线耦联，信号设备与评估单元组合，其中，信号设备连同评估单元经由联接插入接触部与总线连接器的插入接触部接触或可接触，且电源件作为电压源可被串接到包括至少一个下部件和上部件以及总线连接器的装置处，该电源件可被插套到总线连接器的总线线路处。

由此，带有常见下部件的现有系统的简单的安装以及还有简单的改装是可行的且是可实现的。

以已知的方式此外设置成，至少下部件可被锁定到支承轨道上，亦或额外地总线连接器和/或电压源(电源件)以及总线线路被导引在支承轨道的凹处中。

此外从中可以看出一种优选的改进方案，即，上部件至少在过压保护部件(优选气体放电保护装置)的布置的区域中是透光的，在该区域处或覆盖该区域地适配有电子监控-和评估单元，从而使得在气体放电保护装置中的过压事件可被光学检测且在评估单元中可被处理，其中，评估单元具有从外部可见的电气光学显示器，其显示气体放电保护装置的正确功能及其故障信号。

电子监控-和评估单元被适配到上部件处。这意味着，这两个部件可形成一个功能单元亦或主体单元，亦或以合适的方式被彼此固定。在经适配的监控-和评估单元中可例如存在光电二极管，其可光学地探测气体放电保护装置的相应的过压事件。这些过压事件可在电子评估单元中被检测且被评估以及被用于触发显示。例如，评估单元可具有从外部可见的电气光学显示器，其在正常情况中绿色地发光而在故障信号的情况中转换成红色，从而对于使用者而言可立即识别出此处存在故障。

优选地在此设置成，从外部可见的电气光学显示器具有背光箭头的形状且构造在评估单元的在装配位置中露出的端侧处，其中，箭头尖部朝被监控的上部件指向。

通过该布置和取向实现如下，即，由供电电压馈电的箭头或三角形形式的光学显示器朝向相应的上部件指示，监控-和评估单元适配于所述上部件，从而在大量串联布置的装置的情形中对于用户而言可容易地识别出哪个元件是损坏的。

此外优选设置成，电子评估-和监控单元鉴于强度和持续时间检测和评估过压事件，其中，当所有被探测出的过压事件的总和超出过压保护部件(尤其气体放电保护装置)的允许的极限值时，则将光学显示器切换到相应的故障模式中并且将总线连接器的过压单元的故障信号切换到故障模式上。

由气体放电保护装置所产生的闪光的强度和持续时间在电子评估单元中被检测、存储和评估。被探测到的过压事件的总和电子地与极限值相比较。如果总和超过协调于气体放电保护装置的允许的极限值，则将光学显示器切换到故障模式中，即例如被切换成红色且同样地总线连接器的故障信号被转换到故障模式上，从而关于这点可实现故障信号发出。

优选地此外设置成，总线系统例如具有六个总线线路，即用于供电电压正极的线路、用于供电电压负极的线路(接地)、用于故障信号(FS)的线路、用于数据(+)的线路(A)、用于数据(-)的线路(b)、用于信号接地的线路(GND)。

作为六个总线线路的替代，视需求而定也可安装更多或更少的总线线路。

此外优选设置成，作为电压源布置有电源件，其被设计成用于经由总线连接器向带有监控-和评估单元的多个上部件供电，其中，该电源件优选具有用于所有被联接的上部件的o.k.状态和用于上部件的损坏状态或错误状态的状态显示设备。

这样的电源件可例如确保经由总线连接器向多达30个过压保护装置供电，其中，同时通过状态显示设备可检测和显示所联接的上部件的状态。

特别优选地设置成，电源件具有接线端子用于联接带有优选10伏至30伏直流电压或在经由USB插入连接器的情况下5伏的电压源。

该电源件优选具有USB接口(例如以USB-Mini插座形式)，其以有利的方式被安放在上部壳体处。由此借助于主机软件(PC,SPS)可将过压事件的数量从所有电子过压计数设备传递至主机(PC,SPS)。有利地，该系统也可经由USB线缆被供以电压，只要USB主机系统可提供足够的能量用于所有可插入的带有光学信号发出装置的数据线路保护上部件。同样地，供电电压经由简单的USB线缆的联接相比从电源件到电源件的接线端子的常规布线更快速地进行。

也可设置成，电压源(尤其电源件)具有远程通信设备(继电器)用于发出远程信号至位于远处的接收-和监控中心。

此外优选设置成，电子监控单元具有晶体管开关，尤其FET和/或双极晶体管。

还可优选设置成，多个总线连接器可串联布置地被插入连接。

附图说明

本发明的实施例在附图中被示出且在下面更详细描述。

其中：

图1示出了用于保护数据线路以防过压的装置的一个视图；

图2示出了在视图中的下部件；

图3以从上方来看的俯视图示出了相同的下部件；

图4从其中一个端侧来看示出了相同的下部件；

图5从另一个端侧来看示出了相同的下部件；

图6在视图中示出了带有经适配的监控-和评估单元的上部件；

图7从一个端侧来看示出了相同的上部件；

图8以俯视图来看示出了相同的上部件；

图9在一个视图中示出了总线连接器；

图10从另一视图方向来看示出了总线连接器；

图11以正视图示出了总线连接器；

图12以俯视图来看示出了总线连接器；

图13在视图中示出了电源件；

图14从上方来看以俯视图示出了相同的电源件；

图15以正视图示出了电源件；

图16以另一正视图示出了电源件；

图17示出了下部件、带有光学信号发出装置和监控-和评估单元上部件以及与总线连接器的接线图；

图18示出了相关的电源件。

具体实施方式

在附图中示出了一种用于保护数据线路以防过压的装置，其带有用于可插入地容纳上部件2的下部件1，所述上部件包含过压保护元件。

在该装置中设置有电子监控单元，其检测是否上部件2被插入。在上部件2被插入的情况中产生正信号。在上部件2未被插入的情况中以及还有在被插入的上部件2的至少一个过压保护部件损坏的情况中，由监控单元发出相应的负信号。此外设置有带有被联接到电压源处且至少到监控单元处的多个总线线路的总线系统，其中，此外联接有信号发出单元，其显示监控单元的信号且/或将监控单元的信号引导至远程信号发出装置。

电子监控单元3被安装在总线连接器4中，总线连接器与总线系统5和监控-和评估单元6通讯。监控-和评估单元6与上部件2相耦联。该耦联可例如以如下方式实现，即，两者布置在共同的壳体中。该耦联然而也可以如下方式实现，即，电子监控-和评估单元6的壳体在侧面被联接到上部件2的壳体处且被固定在其处。

尤其地，下部件1具有用于数据线路的多个接线端子1至4、用于电气屏蔽的屏蔽接线端子S以及地线接头GND。相关的接线端子通过在下部件1中的电导体相连接且这些导体与用于上部件2的第一联接插入接触部7处在导电连接中。上部件2具有过压保护部件、至少一个气体放电保护装置和瞬态电压保护二极管，其中，它们与匹配的第二联接插入接触部8导电连接。上部件2与下部件1可以相应的方式被插入连接，其中，在插入位置中第一和第二联接插入接触部7,8提供接触地相连接。

下部件1与总线连接器4组合，该总线连接器具有在下部件1下方的平面中伸延的总线线路，其相应地终止在插头插座连接器9,10中。总线连接器4具有从预形成的总线线路伸出的主体11，在其中安装电子监控单元3，其与至少一些总线线路/连接器接触。此外，总线连接器4具有与总线线路接触的连接线路，其与插入接触部12在插入侧处接触。上部件2与用于上部件2的信号设备13无线耦联，该信号设备与监控-和评估单元6组合。信号设备13连同评估单元6经由连接接触部14与总线连接器4的插入接触部12在功能位置中接触。作为电压源，电源件15可被串接到包括至少一个下部件1和上部件2以及具有总线连接器4的装置处，其中，通过总线连接器4的相应的插头插座连接器9,10建立至其它总线连接器的连接或者建立至具有相应的插入连接器16的电源件15的连接。

如在该实施例中所示出的那样，下部件1可被锁定到支承轨道17上。总线连接器4和以电源件15形式的电压源也可被锁定到该支承轨道上，其中，形成总线线路的插头插座连接器被导引在支承轨道17的凹处中。

上部件2至少在过压保护部件(尤其气体放电保护装置)的布置的区域中是透光的，其中，在该区域处或覆盖该区域地适配有电子监控-和评估单元6，从而过压事件(气体放电保护装置使得所述过压事件可见)可光学地由监控-和评估单元6检测和处理。此外，评估单元具有从外部可见的电气光学显示器13，其显示过压元件、尤其气体放电保护装置的正确功能或其故障信号。

优选地，从外部可见(优选从上部可见)的电气光学显示器13具有背光箭头的形状，其中，箭头尖部朝向被监控的上部件2指向，从而对于用户而言清楚哪个上部件2关联于显示器。

电子监控-和评估单元6鉴于过压事件的强度和其持续时间评估过压事件，其方式为，当所有被探测出的过压事件的总和超出过压保护部件(尤其气体放电保护装置)的所存储的允许的极限值时，则将光学显示器13切换到相应的故障模式中且将总线连接器4(位于其中的电子监控单元3)的故障信号切换到故障模式上。

总线系统5具有例如6个总线线路，即用于供电电压“正极”的线路、用于供电电压“负极”的线路(接地)、用于故障信号(FS)的线路、用于数据(+)的线路A、用于数据(-)的线路B以及用于信号接地的线路(GND)。

作为电压源布置有电源件15，其被设计成用于经由总线连接器4向带有监控-和评估单元6的多个上部件2供电，其中，电源件15优选具有用于所有被联接的上部件2的O.k.状态和用于上部件2的损坏状态或错误状态的状态显示设备18。

此外，电源件15优选具有用于联接带有优选10至30伏直流电压的电压源的接线端子++和--亦或具有用于USB插入连接器的联接插座19，经由该USB插入连接器可馈入例如5伏的电压。

此外，电压源(尤其电源件15)具有远程通信设备(继电器)用于发出远程信号至位于远处的接收-和监控中心。电子监控单元3优选具有晶体管开关、尤其FET和/或双极晶体管。

如已在图1中所示出的那样设置有多个下部件1、上部件2以及总线连接器4在相应的支承轨道上的布置，其中，相应布置的总线连接器4在安装布置中互相插入连接。

在图17和18中说明了电路图，其阐明了电气构件和其布线。附图标记列表(说明书的组成部分)定义了各个位置。电路图不具有起限制作用的功能，而是仅用于解释本发明。

当然本发明不被限制于该实施例，而是在本公开的范畴内可多次变化。

所有在说明书和/或附图中所公开的单个特征和组合特征被认为是对于本发明而言重要的。

附图标记列表：

PDP-UP-OS　带有光学信号发出装置的可插入的数据线路保护上部件

PDP-BP　可插入的数据线路保护下部件

PDP-BC　可插入的数据线路保护总线连接器

PDP-PS　可插入的数据线路保护电源件

DEV　待保护的装置

CAB　带有屏蔽的2或4极线路

TS(PE)　接地的支承轨道

PE2　备选的经由接线端子的地线

TSK　支承轨道接触部

GDT　气体放电保护装置(3极)

GDT2　气体放电保护装置(2极)

TVS　瞬态电压保护二极管

R　解耦元件(电阻、电感、TBU)

T　晶体管开关(开关、FET、双极晶体管)

PD　用于在GDT中探测光脉冲的光电二极管

µC　微控制器

LED　发光二极管(红色+绿色或彩色的)

K　继电器

DC/DC DC/DC　转换器

USB USB　插座

1 用于第1数据信号的接线端子(未被保护)

2 用于第2数据信号的接线端子(未被保护)

3 用于第3数据信号的接线端子(未被保护)

4 用于第4数据信号的接线端子(未被保护)

1'´用于第1数据信号的接线端子(被保护)

2'´用于第2数据信号的接线端子(被保护)

3' 用于第3数据信号的接线端子(被保护)

4'´用于第4数据信号的接线端子(被保护)

S 用于屏蔽导体的接线端子(未被保护)

PE 用于保护地线的接线端子

+ 用于电压供电的接线端子+10-30V

- 用于电压供电的接线端子GND

11 用于远程信号发出的接线端子COM(电极)

12 用于远程信号发出的接线端子NC(常闭)

14 用于远程信号发出的接线端子NO(常开)

+5V 电压供电 +5V

GND 电压供电GND

FS 故障信号

DT 探测信号

A 数据接口 A+

B 数据接口 B-

_._._ 从GDT至PD的光脉冲。

Claims (12)

1.一种用于保护数据线路以防过压的装置，带有：用于容纳带有过压保护部件的上部件(2)的下部件(1)、用于与下部件(1)可插入地连接的上部件(2)、电子监控单元(3)，所述电子监控单元检测是否插入有上部件(2)，其中，在插入有上部件(2)的情况中、在未插入上部件(2)的情况中且在被插入的上部件(2)的至少一个过压保护部件损坏的情况中由所述监控单元(3)发出相应的信号；带有被联接到电压源处且至少到所述监控单元(3)处的多个总线线路的总线系统(5)，其中，此外联接有信号发出单元(13)，所述信号发出单元显示所述监控单元的信号且/或将所述监控单元的信号引导至远程信号发出装置，其特征在于，所述电子监控单元(3)布置在总线连接器(4)中，所述总线连接器与所述总线系统(5)和监控-和评估单元(6)通讯，所述监控-和评估单元与所述上部件(2)相耦联。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述下部件(1)具有用于数据线路的多个接线端子1至4、用于电气屏蔽的屏蔽接头S、地线接头PE，其中，相关的接线端子通过在所述下部件(1)下方的电导体相连接且这些导体与用于所述上部件(2)的第一联接插入接触部(7)处在导电连接中，所述上部件(2)具有所述过压保护部件、至少一个气体放电保护装置和/或瞬态电压保护二极管，所述过压保护部件、至少一个气体放电保护装置和/或瞬态电压保护二极管与匹配的第二联接插入接触部(8)导电连接，其中，所述上部件(2)与所述下部件(1)能够插入连接或被插入连接且在插入位置中所述第一联接插入接触部和所述第二联接插入接触部(7,8)提供接触地接合到彼此中，所述下部件(1)与所述总线连接器(4)组合，所述总线连接器具有在所述下部件(1)下方的平面中伸延的总线线路，其相应地终止在插头-插座连接器(9,10)中，所述总线连接器具有从所述总线线路伸出的主体(11)，在其中安装所述电子监控单元(3)，所述电子监控单元与至少一些总线线路接触，以及所述总线连接器具有与所述总线线路接触的连接线路，其在插入接触部(12)中在插入侧处接触，所述上部件(2)与用于所述上部件(2)的信号设备(13)无线耦联，所述信号设备与所述评估单元(6)被组合，其中，所述信号设备(13)连同评估单元(6)经由联接插入接触部(14)与所述总线连接器(4)的插入接触部(12)接触或能够接触，且作为电压源，电源件(15)能够被串接到包括至少一个下部件(1)和上部件(2)以及总线连接器(4)的装置处，所述电源件能够被插套到所述总线连接器(4)的总线线路处。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的装置，其特征在于，至少所述下部件(1)能够被锁定到支承轨道(17)上，亦或额外地所述总线连接器(4)和/或所述电压源(电源件(15))以及所述总线线路被导引在所述支承轨道(17)的凹处中。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述上部件(2)至少在所述过压保护部件、优选所述气体放电保护装置的布置的区域中是透光的，在该区域处或覆盖该区域地适配有所述电子监控-和评估单元(6)，从而使得在气体放电保护装置中的过压事件能够被光学检测且在所述评估单元(6)中能够被处理，其中，所述评估单元(6)具有从外部可见的电气光学显示器(13)，其显示所述气体放电保护装置的正确功能及其错误信号。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述从外部可见的电气光学显示器(13)，具有背光箭头的形状且构造在所述评估单元(6)的在装配位置中露出的端侧处，其中，箭头尖部朝被监控的所述上部件(2)指向。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述电子评估-和监控单元(6)鉴于强度和持续时间检测和评估所述过压事件，其中，当所有被探测的过压事件的总和超过所述过压保护部件、尤其气体放电保护装置的允许的极限值时，则将所述光学显示器(13)切换到相应的故障模式中且将所述总线连接器(4)的过压单元(3)的故障信号切换到故障模式上。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，所述总线系统具有例如六个总线线路，即用于供电电压正极的线路、用于供电电压负极的线路(接地)、用于故障信号(FS)的线路、用于数据(+)的线路(A)、用于数据(-)的线路(B)、用于信号接地的线路(GND)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征在于，作为电压源布置有电源件(15)，所述电源件被设计成用于经由所述总线连接器(4)向带有监控-和评估单元(6)的多个上部件(2)供电，其中，所述电源件(15)优选具有用于所有被联接的上部件(2)的O.k.状态和用于上部件(2)的损坏状态或错误状态的状态显示设备(18)。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述电源件(15)具有用于联接带有优选10伏至30伏直流电压或在经由USB插入连接器的情况下5伏的电压源的接线端子(++和--)。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述电压源、尤其所述电源件(15)具有远程通信设备(继电器)用于发出远程信号至位于远处的接收-和监控中心。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的装置，其特征在于，所述电子监控单元(3)具有晶体管开关、尤其FET和/或双极晶体管。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的装置，其特征在于，多个总线连接器(4)能够以串联布置被插入连接。

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