CZ29068U1

CZ29068U1 - Element přepěťové ochrany

Info

Publication number: CZ29068U1
Application number: CZ2015-31811U
Authority: CZ
Inventors: Jaromír Suchý
Original assignee: Saltek S.R.O.
Priority date: 2015-11-29
Filing date: 2015-11-29
Publication date: 2016-01-19
Also published as: WO2017088843A1

Description

Úřad průmyslového vlastnictví v zápisném řízení nezjišťuje, zda předmět užitného vzoru splňuje podmínky způsobilosti k ochraně podle § 1 zák. č. 478/1992 Sb.

CZ 29068 UI

Element přepěťové ochrany

Oblast techniky

Technické řešení se týká elementu přepěťové ochrany, spadající do oblasti elektrických ochranných zařízení s nejméně jedním ochranným prvkem a určených k ochraně osob, přístrojů, strojů a kovových konstrukcí proti nebezpečnému dotykovému napětí, proti přepětí a před účinky bludných elektrických proudů.

Dosavadní stav techniky

Dosavadní známá řešení přepěťové ochrany jsou založena na tom, že pro ochranu elektrických a elektronických zařízení jsou obvykle používány ochranné prvky, zpravidla realizované průmyslově vyráběnými varistory, které jsou zapouzdřené ochranným povlakem a opatřené drátovými přívody, přičemž tyto varistory jsou uzpůsobené k přímé instalaci do chráněných zařízení. Příkladem takového řešení je dokument CA 2821708 Metal Oxide Varistor Design And Assembly.

Takto uzpůsobené varistory jsou také využívány jako komponenty přepěťových ochran, zejména pro ochranu datových linek. V obou případech použití je zástavba či instalace z rozměrových důvodů obtížná, a proto jsou používány malé varistory s nízkou odolností proti výbojovým proudům.

Ochranný prvek, tvořený zapouzdřeným varistorem, opatřeným vývody, je podstatou např. užitných vzorů CZ 18902 Varistorová přepěťová ochrana, CZ 19812 Varistorová přepěťová ochrana s kompaktním tepelným odpojovačem, CZ 292211 Zařízení pro přepěťovou ochranu koncového zařízení elektrické sítě. Podobně dokument DE 20204673 Schutzkontaktsteckdose využívá ochranný prvek tvořený zapouzdřeným varistorem, opatřeným vývody.

Základní problém, tj. nízkou odolnost proti výbojovým proudům z důvodu limitovaných rozměrů ochranného prvku, známá řešení uspokojivým způsobem neřeší.

Podstata technického řešení

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje element přepěťové ochrany obsahující ochranný prvek, přičemž technické řešení je založeno na tom, že ochranný prvek v plochém provedení je svou spodní plochou elektricky vodivě spojen s plošným spojem, opatřeným nejméně jedním vývodem a situovaným na izolační desce, přitom je na opačné straně ochranného prvku na jeho horní ploše ve spojovacím místě elektricky vodivě připojena část propojky, jejíž nejméně jedna další část je elektricky vodivě spojena s nejméně jedním dalším plošným spojem, situovaným na izolační desce, přičemž spodní plocha, horní plocha, propojka, plošný spoj, další plošný spoj a spojovací místo jsou elektricky vodivé.

Jednou z možností využití technického řešení je element přepěťové ochrany jako samostatný výrobek nebo montážní díl určený k dodatečnému zabezpečení elektrických nebo elektronických zařízení, které nemají vyřešenou přepěťovou ochranu, ať už ve své síťové napájecí části, nebo na svých připojovacích bodech datových signálů.

Ochranný prvek je tvořen varistorem nebo bleskojistkou v plochém provedení a v půdorysu s výhodou ve tvaru kruhu či pravoúhelníku.

Půdorysný tvar ochranného prvku není kritický, odpovídá výrobním možnostem varistoru či bleskojistky a/nebo prostorovým možnostem v zařízení, ve kterém je ochranný prvek zabudován, přičemž nezbytnou podmínkou je možnost vytvoření spojovacího místa na horní ploše ochranného prvku.

Spojovací místo je uzpůsobeno pro elektricky vodivé připojení propojky pájením nebo dotykem.

Izolační deska je buď samostatná, je-li základem přepěťové ochrany, nebo je nedílnou součástí chráněného zařízení.

-1 CZ 29068 UI

Jinou možností využití technického řešení je element přepěťové ochrany jako součást zařízení přepěťové ochrany, nebo jako součást chráněného zařízení.

Celý ochranný prvek může být svrchu, ze strany horní plochy, vyjma spojovacího místa, opatřen izolační vrstvou, přesahující s výhodou až na izolační desku.

Použití izolační vrstvy je výhodné zejména u ochranného prvku tvořeného varistorem, v případě použití bleskojistky není nezbytné.

Objasnění výkresů

Technické řešení bude blíže osvětleno pomocí výkresů, na kterých znázorňuje obr. 1 v levé části ochranný prvek v plochém provedení z profilu, v pravé části pak axonometrický pohled na ochranný prvek ze strany jeho horní plochy.

Obr. 2 vlevo nahoře znázorňuje izolační desku obecných rozměrů s jedním plošným spojem a s jedním dalším plošným spojem, vpravo nahoře je pak vyobrazen navíc ochranný prvek s propojkou, vlevo dole je pak celý ochranný prvek svrchu, vyjma spojovacího místa, opatřen izolační vrstvou, přesahující až na izolační desku.

Obr. 3 znázorňuje ochranný prvek kruhového tvaru osazený na izolační desce, která je součástí zařízení přepěťové ochrany.

Obr. 4 znázorňuje ochranný prvek čtvercového tvaru se zaoblenými rohy, opatřený izolační vrstvou, přesahující až na izolační desku.

Příklady uskutečněni technického řešení

Element přepěťové ochrany v základním provedení podle obr. 2 sestává z ochranného prvku 1 v plochém provedení podle obr. 1, jenž je svou spodní plochou 2 elektricky vodivě spojen, výhodně pájením cínovou pájkou, s plošným spojem 7 situovaným na izolační desce 5 a opatřeným jedním nebo více vývody uzpůsobenými pro připojení vodičů nebo pro montáž do chráněného zařízení. Na opačné straně ochranného prvku 1 je na jeho horní ploše 3 ve spojovacím místě 9 elektricky vodivě připojena část propojky 6, jejíž další část je elektricky vodivě spojena s dalším plošným spojem 8, situovaným na téže izolační desce 5 a opatřeným taktéž jedním nebo více vývody uzpůsobenými pro přípojem vodičů nebo pro montáž do chráněného zařízení. Vývody plošného spoje 7 a dalšího plošného spoje 8 zároveň slouží jako přívody impulzních či výbojových proudů k ochrannému prvku 1. Spodní plocha 2 a horní plocha 3 ochranného prvku 1, propojka 6, plošný spoj 7 a další plošný spoj 8 včetně vývodů, a taktéž spojovací místo 9 jsou elektricky vodivé. Propojka 6 je v nejjednodušším provedení realizována z profilu tvarovaným kovovým páskem podle obr. 2 až 4, takže má dvě části či ramena, z nichž jedno zajišťuje elektricky vodivý kontakt propojky 6 s horní plochou 3 ochranného prvku 1, další část či rameno propojky 6 zajišťuje elektricky vodivý kontakt s dalším plošným spojem 8. Dalších částí či ramen může mít propojka 6 více, v závislosti na počtu dalších plošných spojů 8, pokud je to z konstrukčního hlediska potřebné, např. z důvodu většího počtu připojených vodičů.

Základní provedení elementu přepěťové ochrany může být realizováno jako samostatný výrobek, vřazený před elektrická zařízení, neobsahující přepěťovou ochranu, např. před síťové napáječe mobilních zařízení, počítačů, modemů, routerů apod. Taktéž může sloužit jako dodatečná ochrana vřazená před připojovací body datových signálů elektronických zařízení, jako jsou např. porty pro připojení telefonních, ethemetových, sériových či paralelních linek u počítačů, modemů, routerů a pod. Jako montážní díl je element přepěťové ochrany využitelný pro dodatečnou přepěťovou ochranu zařízení či komponent, které ji nemají a nemají ani vlastní izolační desku, např. plastové telefonní zásuvky RJ-11, plastové ethemetové zásuvky RJ-45. U elementu přepěťové ochrany jako montážního dílu je v těchto případech výhodné jeho ploché provedení.

Ochranný prvek 1 je tvořen varistorem nebo bleskojistkou v plochém provedení a ve výhodném provedení v půdorysu ve tvaru kruhu či pravoúhelníku, tj. čtverce nebo obdélníku. Přitom u varistoru spodní plocha 2 a horní plocha 3, realizované s výhodou metalizovaným stříbrem, nedo

-2 CZ 29068 UI sáhují až k okraji ochranného prvku 1, zatímco u bleskojistky spodní plocha 2 a horní plocha 3, ve výhodném provedení měděné, mohou dosahovat až k okraji ochranného prvku 1. Důvodem jsou rozdílné reakční doby, varistor je pomalejší, takže je zde větší riziko přeskoku výboje přes boční hranu ochranného prvku 1, zatímco u rychlejší bleskojistky je toto riziko minimální.

Spojovací místo 9 je uzpůsobeno pro elektricky vodivé připojení propojky 6 pájením nebo dotykem. Ve většině provedení je elektricky vodivé spojení propojky 6 a spojovacího místa 9 ochranného prvku 1 provedeno pájením cínovou pájkou. V dalším možném provedení je elektricky vodivé spojení propojky 6 a spojovacího místa 9 ochranného prvku 1 provedeno dotykem. V obr. 1 až 4 je spojovací místo 9 situováno v geometrickém středu homí plochy 3 ochranného prvku 1, ale toto situování je jen ilustrační, není z technického hlediska důležité.

Jiná provedení technického řešení jsou založena na tom, že v jednom provedení je element přepěťové ochrany základem přepěťové ochrany, pak je izolační deska 5 samostatná. Příklad takového uspořádání je na obr. 3. V dalším provedení je element přepěťové ochrany včetně izolační desky 5 nedílnou součástí chráněného zařízení.

V předešlých provedeních technického řešení může být celý ochranný prvek 1 na straně homí plochy 3, vyjma spojovacího místa 9, opatřen izolační vrstvou 4, přesahující s výhodou až na izolační desku 5. Použití izolační vrstvy 4 na vrchní části ochranného prvku 1 včetně jeho bočních hran má význam především u varistoru, kde zabraňuje přeskoku výboje přes jeho boční hranu.

Průmyslová využitelnost

Element přepěťové ochrany podle tohoto technického řešení je výrobkem využitelným všude tam, kde je třeba zajistit ochranu osob, přístrojů, strojů a kovových konstrukcí proti nebezpečnému dotykovému napětí, proti přepětí a ochranu před účinky bludných elektrických proudů.

Claims

1. Element přepěťové ochrany obsahující ochranný prvek (1), vyznačující se tím, že ochranný prvek (1) v plochém provedení je svou spodní plochou (2) elektricky vodivě spojen s plošným spojem (7), opatřeným nejméně jedním vývodem a situovaným na izolační desce (5), přitom je na opačné straně ochranného prvku (1) na jeho homí ploše (3) ve spojovacím místě (9) elektricky vodivě připojena část propojky (6), jejíž nejméně jedna další část je elektricky vodivě spojena s nejméně jedním dalším plošným spojem (8), situovaným na izolační desce (5), přičemž spodní plocha (2), homí plocha (3), propojka (6), plošný spoj (7), další plošný spoj (8) a spojovací místo (9) jsou elektricky vodivé.

2. Element přepěťové ochrany podle nároku 1, vyznačující se tím, že ochranný prvek (1) je tvořen varistorem nebo bleskojistkou v plochém provedení a v půdorysu s výhodou ve tvaru kruhu či pravoúhelníku.

3. Element přepěťové ochrany podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že spojovací místo (9) je uzpůsobeno pro elektricky vodivé připojení propojky (6) pájením nebo dotykem.

4. Element přepěťové ochrany podle nároku 1 nebo 2 nebo 3, vyznačující se tím, že izolační deska (5) je buď samostatná, je-li základem přepěťové ochrany, nebo je nedílnou součástí chráněného zařízení.

5. Element přepěťové ochrany podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že celý ochranný prvek (1) je svrchu, ze strany homí plochy (3), vyjma spojovacího místa (9), opatřen izolační vrstvou (4), přesahující s výhodou až na izolační desku (5).