CZ307373B6 - A voltage limiter with a short-circuit device - Google Patents
A voltage limiter with a short-circuit device Download PDFInfo
- Publication number
- CZ307373B6 CZ307373B6 CZ2017-248A CZ2017248A CZ307373B6 CZ 307373 B6 CZ307373 B6 CZ 307373B6 CZ 2017248 A CZ2017248 A CZ 2017248A CZ 307373 B6 CZ307373 B6 CZ 307373B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- contact
- short
- housing
- spring
- limiter according
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Technické řešení se týká zařízení, které zvyšuje provozní spolehlivosti omezovačů napětí obsahujících ochranný prvek. Omezovače napětí slouží k eliminaci nedovoleného vysokého dotykového napětí na neživých kovových částech železničních zařízení v AC i DC trakčních soustavách vytvořením přechodného, nebo trvalého spojení vodivých částí s kolejí po dobu, kdy je překročena přípustná hodnota dotykového napětí. Uplatnění nachází i v ochraně systémů fotovoltaických zdrojů.The technical solution relates to a device which increases the operational reliability of voltage limiters containing a protective element. Voltage limiters are used to eliminate illicit high contact voltage on non-live metal parts of railway equipment in both AC and DC traction systems by creating a temporary or permanent connection of the conductive parts to the track while the permissible contact voltage value is exceeded. It is also used in the protection of photovoltaic power systems.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
V dokumentu US 3755715 LINE PROTECTOR HAVING ARRESTER AND FAIL-SAFE CIRCUIT BYPASSING THE ARRESTER je popsáno řešení svodiče přepětí pro telekomunikace, který má jako primární ochranný prvek plynovou bleskojistku, a jako sekundární ochranný prvek vzduchové jiskřiště mající vyšší obloukové napětí než plynová bleskojistka. Sekundární ochranný prvek vytváří uzemnění v případě selhání primárního ochranného prvku. K oběma paralelně zapojeným ochranným prvkům jsou sériově přiřazeny kovové pouzdro, peleta z eutektické slitiny cínu, tvořící pojišťovací část, předepnutá pružina a posuvné zkratovací pouzdro, které je teleskopicky vložené do kovového pouzdra. Nadměrný proud přes sekundární jiskřiště roztaví peletu a silou pružiny se posune zkratovací pouzdro tak, že spojí protilehlé vodiče. Je-li svodič přepětí podle tohoto dokumentu zatížen impulzním proudem, tak se tento proud rozdělí do dvou cest v poměru jejich impedancí. Jedna část protéká přes kovové pouzdro, posuvný spoj a zkratovací pouzdro do uzemnění. Druhá část impulzního proudu prochází přes pružinu a zkratovací pouzdro taktéž do uzemnění. Indukčnost pružiny má negativní vliv na rozdělení impulzního proudu do obou proudových cest. Významná část impulzního proudu protéká i přes posuvný spoj obou pouzder a může způsobit svaření těchto částí k sobě a tím ztrátu ochranného účinku při přetížení nadměrným proudem. Tento stav nelze nijak rozumně zjistit či změřit. Další nevýhoda tohoto řešení spočívá ve vysoké výrobní náročnosti obou pouzder s nutnými úzkými tolerancemi.US 3755715 A PROTECTOR HAVING ARRESTER AND FAIL-SAFE CIRCUIT BYPASSING THE ARRESTER discloses a telecommunications surge arrester solution having a gas arrester as the primary protective element and an air gap having a higher arc voltage than the gas arrester as the secondary protective element. The secondary protective element creates grounding in the event of failure of the primary protective element. The two parallel connected security elements are serially associated with a metal casing, a eutectic tin alloy pellet forming the securing portion, a bias spring and a sliding shorting casing which is telescopically inserted into the metal casing. Excess current through the secondary spark gap melts the pellet and the spring force moves the shorting sleeve to connect the opposite conductors. If the overvoltage protector according to this document is loaded with a pulse current, the current is divided into two paths in proportion to their impedance. One part flows through the metal housing, the sliding joint and the shorting housing into the ground. The other part of the pulse current passes through the spring and the shorting sleeve also to ground. The inductance of the spring has a negative effect on the distribution of the impulse current in both current paths. A significant part of the pulse current flows through the sliding joint of the two sleeves and can cause the parts to be welded together and thus to lose the protective effect when overloaded. This state cannot be reasonably detected or measured. Another disadvantage of this solution lies in the high manufacturing demands of both bushings with the necessary narrow tolerances.
V jiném dokumentu US 4002952 ELECTRIC OVERVOLTAGE ARRESTER WITH CARBON AIR GAP AND GAS TUBE se popisuje zařízení, obsahující paralelní zapojení ochranných prvků, a to uhlíkového jiskřiště a koaxiální plynové bleskojistky, ke kterým jsou sériově přiřazen pojišťovací tavný prvek z eutektické slitiny cínu, předepnutá pružina působící na posuvný zkratovací prvek, který je teleskopicky vložený do kovového pouzdra, přičemž části zkratovacího prvku jsou pružné a doléhají jak na vnitřní plochu kovového pouzdra, tak i na vnější plášť koaxiální plynové bleskojistky. V případě přetížení ochranných prvků dojde k roztavení tavného prvku a vlivem působení pružiny se zkratovací zařízení posune tak, že dojde k vytvoření vodivé cesty mezi oběma póly zařízení. Toto řešení částečně odstraňuje nevýhody předchozího řešení, protože pružný zkratovací prvek zajišťuje lepší kontakt s kovovým pouzdrem a ochranným prvkem, ale skutečnost, že část impulzního proudu protéká i přes posuvný spoj obou pouzder a může způsobit svaření těchto částí k sobě a tím ztrátu ochranného účinku při přetížení nadměrným proudem, a tedy nízká odolnost teleskopického propojení obou pouzder proti impulzním a výbojovým proudům zůstává.In another document, US 4002952 ELECTRIC OVERVOLTAGE ARRESTER WITH CARBON AIR GAP AND GAS TUBE discloses a device comprising a parallel connection of protective elements, namely a carbon spark gap and a coaxial gas arrester, to which a fusible fusible element made of eutectic tin alloy, a sliding shorting element that is telescopically inserted into the metal housing, the parts of the shorting element being resilient and abutting both the inner surface of the metal housing and the outer casing of the coaxial gas arrester. If the protective elements are overloaded, the fusing element will melt and, due to the action of the spring, the short-circuiting device will move so as to create a conductive path between the two poles of the device. This solution partially overcomes the drawbacks of the prior art, since the flexible shorting element provides better contact with the metal housing and the security element, but the fact that a portion of the pulse current flows through the sliding joint of the two sleeves and may cause welding of the parts together. excessive current overload and hence low resistance to pulse and discharge currents of the telescopic connection of the two sleeves.
Existuje několik dalších dokumentů, např. dokument US 4 158 869 LINE PROTECTOR, US 4208694 LINE PROTECTOR, US 4132915 SPARK GAP PROTECTOR, US 4321649 SURGEVOLTAGE ARRESTER VENTSAFE FEATURE nebo US 4340923 ELECTRICAL CIRCUIT PROTECTOR a další, které jako první dva citované dokumenty používají stejné řešení teleskopicky uloženého pevného a posuvného zkratovacího pouzdra, teplotně závislého tavného elementu a stlačené pružiny jako zdroje energie pro posuv zkratovacího pouzdra proThere are several other documents, such as US 4,158,869 LINE PROTECTOR, US 4208694 LINE PROTECTOR, US 4132915 SPARK GAP PROTECTOR, US 4321649 SURGEVOLTAGE ARRESTER VENTSAFE FEATURE or US 4340923 ELECTRICAL CIRCUIT PROTECTOR and others that use the same solution as the first two cited documents telescopically mounted fixed and sliding short-sleeve, temperature-dependent fusing element and compressed spring as a source of energy for moving the short-sleeve for
- 1 CZ 307373 B6 vytvoření paralelní vodivé dráhy pro překlenutí ochranných prvků. Ve všech citovaných dokumentech přetrvává stejná nevýhoda řešení, tedy že impulzní proud částečně prochází přes teleskopické propojení obou pouzder a možnost ztráty ochranného účinku v důsledku svaření obou částí.Creating a parallel conductive path for bridging the protective elements. In all the cited documents the same disadvantage of the solution persists, namely that the pulse current partially passes through the telescopic connection of the two sleeves and the possibility of loss of the protective effect due to welding of the two parts.
Vynález podle dokumentů DE 102008027589 Al, resp. WO 2009/049940 A1 SPARK GAP ARRANGEMENT WITH A SHORT-C1RCUITING DEVICE se týká uspořádání jiskřiště se zkratovacím zařízením obsahující dvě protilehlé hlavní elektrody, které jsou uspořádány ve tlakové skříni, přičemž hlavní elektrody jsou elektricky spojeny s jednou vnější přípojkou. V jedné z hlavních elektrod je dutina, ve které se nachází pohyblivý vodivý zkratovací prvek, na který působí předepnutá pružina. Zkratování prvek je držen v dutině pomocí teplotně citlivé látky nebo podobného prvku. V případě tepelného nebo nadproudového přetížení se teplota v okolí zkratovacího prvku zvýší až k teplotě tání teplotně citlivé látky a působení pružiny se zkratovací prvek posune a spojí obě hlavní elektrody. Toto řešení je úzce vázané na použití jiskřiště jako ochranného prvku a nelze jej využít pro jiné typy ochranných prvků, jako jsou plynové bleskojistky, nebo metal oxidové varistory, nebo pro jejich kombinaci.The invention according to DE 102008027589 A1, respectively. WO 2009/049940 A1 relates to a short-circuit spark gap arrangement comprising two opposing main electrodes arranged in a pressure housing, the main electrodes being electrically connected to one external connection. In one of the main electrodes there is a cavity in which there is a movable conductive short-circuiting element on which a biasing spring acts. The short-circuiting element is held in the cavity by a temperature-sensitive substance or the like. In the case of thermal or overcurrent overload, the temperature around the shorting element is raised up to the melting point of the temperature sensitive substance and the action of the spring shifts the shorting element and connects the two main electrodes. This solution is closely related to the use of a spark gap as a protective element and cannot be used for other types of protective elements, such as gas arresters or metal oxide varistors, or for a combination thereof.
Další dokument WO 2016045982 Al OVERVOLTAGE PROTECTION ASSEMBLY HAVING A SHORT-CIRCUITING DEVICE se týká sestavy přepěťové ochrany obsahující dvoudílné kovové pouzdro, svodič přepětí a dále zkratovací zařízení sestávající se ze dvou protilehlých kontaktních elektrod, které jsou pod mechanickým předpětím a mohou vykonat relativní pohyb ve vztahu k sobě navzájem s pomocí síly pružiny v případě zkratu. Kontaktní elektrody jsou rozepřeny pomocí ztraceného prvku, který v případě zahřátí svodiče přepětí umožní relativní pohyb kontaktních elektrod. Svodič přepětí je tvořen varistorem, nebo v sérii zapojeným varistor a plynovou bleskojistkou. Nevýhodou tohoto řešení je, že přes pružinu protéká zkratový proud, čímž je jeho velikost limitována.Another document WO 2016045982 A1 OVERVOLTAGE PROTECTION ASSEMBLY HAVING AND SHORT-CIRCUITING DEVICE relates to a surge protector assembly comprising a two-piece metal housing, a surge arrester and a short-circuit device consisting of two opposing contact electrodes which are under mechanical bias and can perform relative movement in relation to each other with the help of spring force in the event of a short circuit. The contact electrodes are sputtered by a lost element which, when the surge arrester is heated, allows the relative movement of the contact electrodes. The surge arrester consists of a varistor, or in series a varistor and a gas surge arrester. The disadvantage of this solution is that a short-circuit current flows through the spring, which limits its size.
V dokumentu US 2295320 ELECTRIC DISCHARGE DEVICE je popsáno technické řešení bleskojistky obsahující izolační pouzdro, dvě elektrody a interní zkratovací prvek ve tvaru víčka, na který působí svojí silou s pružinový prvek, a které je upevněno najedná z elektrod pomocí tavného spoje. V případě přetížení nadproudem dojde vzniklým teplem k roztavení tavného spoje a posunutím víčka dojde ke spojení obou elektrod. Nevýhodou tohoto řešení je, že je náročnost na přesnost výroby, neboť velikost mezery mezi oběma elektrodami přímo ovlivňuje zapalovací napětí bleskojistky a dále obtížnou vyrobitelnost z materiálu odolného proti výbojům, tedy nízké parametry a životnost.US 2295320 ELECTRIC DISCHARGE DEVICE discloses a lightning arrester technical solution comprising an insulating sleeve, two electrodes and an internal short-circuiting element in the form of a cap on which it acts with a spring element and which is fixed to one of the electrodes by a fusion connection. In the event of an overload, the heat will melt the fusion joint and slide the lid to connect the two electrodes. The disadvantage of this solution is that it is difficult to manufacture because the gap between the two electrodes directly affects the ignition voltage of the surge arrester and the difficult to manufacture from a discharge-resistant material, ie low parameters and durability.
V nepatentové dokumentaci jsou uváděna technická řešení omezovačů napětí spočívající ve využití výkonné plynové bleskojistky umístěné v metalickém, nebo nekovovém pouzdře ve tvaru dutého válce, v jehož dně je umístěn přívod, na který přiléhá jedna elektroda plynové bleskojistky, na jejíž druhou elektrodu doléhá druhý přívod opatřený svorníkem. Pouzdro je uzavřeno nalisovanou zátkou, nebojsou pouzdro a zátka opatřeny závitem. Tato řešení vykazují zásadní vadu spočívající v tom, že po přetížení ochranného prvku není zaručeno, že dojde k vytvoření trvalého zkratu a omezovač ztratí ochrannou funkci.Non-patent documentation discloses technical solutions of voltage limiters consisting of the use of a powerful gas surge arrester placed in a metallic or non-metallic hollow-cylinder housing, in the bottom of which a lead is placed, adjacent to one gas surge arrester electrode. bolt. The housing is closed by a press-on plug, or the housing and plug are threaded. These solutions exhibit a fundamental defect in that, when the protective element is overloaded, there is no guarantee that a permanent short-circuit will occur and that the limiter will lose its protective function.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Výše uvedené nevýhody odstraňuje omezovač napětí se zkratovacím zařízením podle předkládaného řešení. Omezovač napětí je tvořen pouzdrem ve tvaru válce s vnitřní dutinou, opatřeného na protilehlých stranách přívody, které jsou vyvedeny vně pouzdra a jsou elektricky spojené s ochranným prvkem. Zkratovací zařízení sestává z pevné a pohyblivé části, které jsou spojeny přes tavný prvek. V omezovači je zařazena předepnutá pružina. Podstatou nového řešení je, že pevná část zkratovacího zařízení je tvořená elektricky vodivým kontaktem ve tvaru válce, uloženým v dutině pouzdra. Kontakt přiléhá jednou svojí plochou k jednomu přívodu a druhou svojí plochou na jednu plochu ochranného prvku. Druhá plocha ochranného prvku je v kontaktu sThe above disadvantages are overcome by a voltage limiter with a short-circuit device according to the present invention. The voltage limiter is formed by a sleeve in the form of a cylinder with an internal cavity, provided on opposite sides with leads which are led outside the housing and are electrically connected to the protective element. The short-circuiting device consists of a fixed and movable part which are connected via a fusible element. A preloaded spring is included in the limiter. The essence of the novel solution is that the fixed part of the short-circuiting device is formed by an electrically conductive cylinder-shaped contact housed in the cavity of the housing. The contact abuts one surface with one lead and the other with its surface on one face of the security element. The second surface of the security element is in contact with
-2CZ 307373 B6 druhým přívodem. Na kontakt je nasunuta pohyblivá část tvořená elektricky vodivým zkratovacím prvkem, který je v místě styku spojen tavným prvkem s kontaktem. Tento zkratovací prvek je u svého horního okraje opatřen zarážkou, o kterou se horním koncem opírá předepnutá pružina. Pružina je nasunutá na zkratovací prvek a spodním koncem se opírá o přívod. Zkratovací prvek je geometricky uzpůsoben pro přemostění vzdálenosti mezi zkratovacím prvkem a přívodem v případě tepelného nebo nadproudového přetížení.-2GB 307373 B6 second lead. A movable part consisting of an electrically conductive short-circuiting element is connected to the contact, which is connected at the point of contact by the fusing element to the contact. This shorting element is provided at its upper edge with a stop on which the preloaded spring is supported by its upper end. The spring is slid onto the shorting element and rests on the inlet with its lower end. The short-circuiting element is geometrically adapted to bridge the distance between the short-circuiting element and the lead in case of thermal or overcurrent overload.
V jednom možném provedení zkratovací prvek, tvořící elektricky vodivou pohyblivou část zkratovacího zařízení, částečně obepíná i ochranný prvek, a to v rozsahu 50 až 90 % jeho délky.In one possible embodiment, the shorting element forming the electrically conductive movable part of the shorting device partially encloses the security element, in the range of 50 to 90% of its length.
Pokud je pouzdro elektricky vodivé, pak je alespoň jeden přívod od pouzdra odizolován izolační vložkou. Je možné také provedení, kdy jeden z přívodů je od elektricky vodivého pouzdra odizolován izolační vložkou a druhý z přívodů je spojen s pouzdrem v jeden celek. V případě, že pouzdro je elektricky nevodivé, pak přívody jsou z něj vyvedeny neizolovaně.If the housing is electrically conductive, at least one lead from the housing is insulated with an insulating insert. It is also possible that one of the leads is insulated from the electrically conductive housing by an insulating insert and the other one is connected to the housing in one piece. If the housing is electrically non-conductive, then the leads are led out of it without insulation.
Ve výhodném provedení je tavný prvek tvořen slitinou cínu s teplotou tavení mezi 140 až 240 °C.In a preferred embodiment, the melt element is a tin alloy having a melting point of between 140 and 240 ° C.
Kontakt tvořící pevnou část zkratovacího zařízení může být tvořen plným válcem nebo dutým válcem.The contact forming the fixed part of the shorting device may be a solid cylinder or a hollow cylinder.
V případě, že se jedná o dutý válec, pak vnitřní průměr dutiny je v rozmezí od 50 do 75 % vnějšího průměru kontaktu a ochranný prvek dosedá na plochu mezikruží. Toto provedení lze modifikovat tak, že vnitřní plášť dutého válce je u horního okraje skokově rozšířen pro těsné zasunutí spodního konce ochranného prvku.In the case of a hollow cylinder, the inner diameter of the cavity is in the range of 50 to 75% of the outer diameter of the contact and the security element abuts the area of the annulus. This embodiment can be modified such that the inner shell of the hollow cylinder is abruptly widened at the upper edge to seal the lower end of the security element.
Ochranný prvek je tvořen některým prvkem ze skupiny alespoň jeden varistor, alespoň jeden varistor zapojený v sérii s plynovou bleskojistkou, alespoň jedna plynová bleskojistka.The protective element is constituted by an element of the group of at least one varistor, at least one varistor connected in series with a gas surge arrester, at least one gas surge arrester.
Pružina může být provedená jako předepnutá tlačná pružina, neboje vytvořena z drátu s tvarovou pamětí, neboje tvořena alespoň jednou plochou pružinou.The spring may be in the form of a pre-tensioned compression spring, or be formed from a shape memory wire, or be formed by at least one flat spring.
Je možné rovněž provedení, kdy přívod a kontakt jsou spojeny v jeden celek.It is also possible for the supply and contact to be connected in one piece.
Výhodou tohoto nového uspořádání omezovače napětí je, že je elektricky i mechanicky odolný proti působení impulzních přepětí a zkratových proudů, neboť průchodem proudů nevznikají žádné elektromechanické síly, které by zatěžovaly díly určené k vytvoření zkratu. Řešení nevytváří žádné obvodové smyčky, které by zhoršovaly mechanickou pevnost a zvyšovaly ochrannou úroveň. Volbou vhodné pružiny a teploty tavení tavného prvku lze optimalizovat chování omezovače napětí při průchodu běžného i poruchového proudu a zajistit spolehlivý trvalý zkrat po zatížení nadměrným poruchovým proudem.The advantage of this new voltage limiter arrangement is that it is both electrically and mechanically resistant to pulse overvoltages and short-circuit currents, since no electromechanical forces are applied to the currents through the currents that cause the short-circuiting components. The solution does not create any loop loops that would impair mechanical strength and increase the protection level. By selecting a suitable spring and melting point of the fusible element, the behavior of the voltage limiter during normal and fault current passage can be optimized and a reliable permanent short-circuit after overload fault current is ensured.
Objasnění výkresůClarification of drawings
Omezovač napětí se zkratovacím zařízením je dále schematicky vyobrazen na přiložených výkresech. Obr. 1 znázorňuje uspořádání omezovače napětí kdy jeho pevná část tvořená kontaktem je ve formě plného válce a se zkratovacím zařízením v rozepnutém stavu. Na obr. 2 je totéž uspořádání, avšak s kontaktem tvořeným dutým válcem a zároveň se zkratovacím zařízením v sepnutém stavu. Modifikace tohoto uspořádání se skokovým rozšířením dutiny je na obr. 3.The voltage limiter with a short-circuit device is further illustrated schematically in the attached drawings. Giant. 1 shows a voltage limiter arrangement wherein its fixed portion formed by the contact is in the form of a solid cylinder and with the shorting device in the open state. FIG. 2 shows the same arrangement, but with the hollow cylinder contact and the shorting device in the closed state. A modification of this configuration with stepped cavity expansion is shown in Figure 3.
Příklady uskutečnění vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Omezovač napětí se zkratovacím zařízením podle obr. 1, je tvořen pouzdrem 1 tvaru válce s vnitřní dutinou, opatřeného na protilehlých stranách přívody 2 vyvedenými vně pouzdra 1 aThe voltage limiter with the short-circuiting device according to FIG. 1 is formed by a sleeve 1 in the form of a cylinder with an internal cavity, provided on opposite sides with inlets 2 extending outside the housing 1 and
-3 CZ 307373 B6 elektricky spojenými s ochranným prvkem 3. Zkratovací zařízení sestává z pevné a pohyblivé části. Pevná část zkratovacího zařízení je tvořená elektricky vodivým kontaktem 4 ve tvaru válce, uloženým v dutině pouzdra 1. Tento kontakt 4 přiléhá jednou svojí plochou k jednomu přívodu 2 a druhou svojí plochou na jednu plochu ochranného prvku 3. Druhá plocha ochranného prvku 3 je v kontaktu s druhým přívodem 2. Ochranný prvek 3 může být realizován různým způsobem, například alespoň jedním varistorem nebo alespoň jedním varistorem zapojeným v sérii s plynovou bleskojistkou nebo alespoň jednou plynovou bleskojistkou. Na kontakt 4 je nasunuta pohyblivá část tvořená elektricky vodivým zkratovacím prvkem 5, který je v místě styku 9 spojen tavným prvkem 7, například pájkou tvořenou slitinou cínu s teplotou tavení mezi 140 až 240 °C, s kontaktem 4. Zkratovací prvek 5 může obepínat částečně i ochranný prvek 3, a to v rozsahu 50 až 90 % jeho délky. Zkratovací prvek 5 je u svého horního okraje opatřen zarážkou 5A, o kterou se horním koncem opírá předepnutá pružina 6. Tato pružina 6 je nasunutá na zkratovací prvek 5 a spodním koncem se opírá o přívod 2. Zkratovací prvek 5 je geometricky uzpůsoben tak, že v případě tepelného nebo nadproudového přetížení přemosťuje vzdálenost mezi zkratovacím prvkem 5 a přívodem 2.3. The short-circuiting device consists of a fixed and movable part. The fixed part of the short-circuiting device is formed by an electrically conductive cylinder-shaped contact 4 housed in the cavity of the housing 1. This contact 4 abuts one surface 2 of one inlet 2 and the other surface one surface of the protective element 3. The protective element 3 can be implemented in various ways, for example at least one varistor or at least one varistor connected in series with a gas surge arrester or at least one gas surge arrester. A movable part consisting of an electrically conductive short-circuiting element 5 is connected to the contact 4 and is connected at the contact point 9 by a fusible element 7, for example a tin alloy solder with a melting point between 140 to 240 ° C. and the security element 3, in the range of 50 to 90% of its length. The shorting element 5 is provided at its upper edge with a stop 5A on which the preloaded spring 6 is supported by its upper end. This spring 6 is slid on the shorting element 5 and its lower end is supported on the inlet 2. The shortening element 5 is geometrically in the case of thermal or overcurrent overload, bridges the distance between shorting element 5 and lead 2.
Pouzdro 1 může být elektricky vodivé nebo nevodivé. Je-li elektricky vodivé, pak alespoň jeden přívod 2 je od pouzdra 1 odizolován izolační vložkou 8. Druhý, neizolovaný přívod, pak může být spojen s pouzdrem 1 v jeden celek. Je-li pouzdro 1 elektricky nevodivé, potom jsou z něj přívody 2 vyvedeny neizolovaně.The housing 1 may be electrically conductive or non-conductive. If it is electrically conductive, at least one lead 2 is insulated from the housing 1 by an insulating insert 8. A second, non-insulated lead can then be connected to the housing 1 in one piece. If the casing 1 is electrically non-conductive, then the inlets 2 are led out of the casing uninsulated.
Kontakt 4 může být tvořen různým způsobem. Řešení na obr. 1 ukazuje řešení, kdy má kontakt 4 tvar plného válce. Obr. 2 ukazuje příklad, kdy je kontakt 4 tvořen dutým válcem a zároveň se zkratovacím zařízením v sepnutém stavu. Vnitřní průměr dutiny je v rozmezí od 50 do 75 % vnějšího průměru kontaktu 4 a ochranný prvek 3 zde dosedá na plochu mezikruží. Toto provedení může být modifikováno tak, že vnitřní plášť dutého válce je u horního okraje skokově rozšířen pro těsné zasunutí spodního konce ochranného prvku 3, což ukazuje obr. 3.The contact 4 may be formed in different ways. The solution in FIG. 1 shows a solution in which the contact 4 has the shape of a solid cylinder. Giant. 2 shows an example in which the contact 4 is formed by a hollow cylinder and at the same time with the short-circuiting device in the closed state. The inner diameter of the cavity is in the range of 50 to 75% of the outer diameter of the contact 4, and the protective element 3 here rests on the surface of the annulus. This embodiment may be modified such that the inner shell of the hollow cylinder is abruptly widened at the upper edge to seal the lower end of the protective element 3, as shown in Fig. 3.
Pokud jde o pružinu 6, může být tvořena předepnutou tlačnou pružinou, pružinou z drátu s tvarovou pamětí, nebo alespoň jednou plochou pružinou.With respect to the spring 6, it may consist of a prestressed compression spring, a shape memory wire spring, or at least one flat spring.
Ve výhodném provedení jsou přívod 2 a kontakt 4 spojeny v jeden celek.In a preferred embodiment, the lead 2 and the contact 4 are connected in one piece.
Objeví-li se na přívodech omezovače napětí nedovolené vysoké napětí, tak dojde k aktivaci ochranného prvku 3 a vytvoří se dočasná vodivá cesta s nízkou impedancí mezi chráněným objektem a zemí. Nebezpečné napětí je eliminováno a následně, po odeznění poruchového jevu, omezovač napětí obnoví stav vysoké impedance. V případě nebezpečných poruchových jevů, např. při styku trakčního vedení s chráněným objektem, může dlouhotrvající proud nebo proud o vysoké amplitudě přetížit a následně poškodit ochranný prvek 3, což by vedlo ke ztrátě ochranné funkce. V tomto případě, procházející proud zahřívá proudovou dráhu, zejména ochranný prvek 3 a místo styku 9, kontaktu 4 a zkratovacího prvku 5. Překročí-li teplota místa styku 9 zvolenou mez, tak dojde ke změknutí tavného prvku 7 v místě styku 9, a tím ke ztrátě pevnosti místa stykuIf an unauthorized high voltage occurs at the voltage limiter leads, the protection element 3 is activated and a temporary low impedance conductive path is created between the protected object and the ground. Dangerous voltage is eliminated and then, after the failure event, the voltage limiter restores the high impedance state. In the case of dangerous fault phenomena, eg contact of the contact line with the protected object, a long-lasting or high amplitude current can overload and consequently damage the protective element 3, which would lead to a loss of the protective function. In this case, the current flow heats the current path, in particular the protective element 3 and the contact point 9, the contact 4 and the shorting element 5. If the temperature of the contact point 9 exceeds the selected limit, the fusing element 7 at the contact point 9 softens. loss of contact point strength
9. Působením síly stlačené pružiny 6 se zkratovací prvek 5 posune tak, že vytvoří trvalé elektrické spojení s přívodem 2, čímž dojde k vytvoření paralelní proudové dráhy k ochrannému prvku 3. Zkratovací prvek 5 je geometricky uzpůsoben pro přemostění vzdálenosti mezi zkratovacím prvkem 5 a přívodem 2. Výhodou předkládaného řešení je, že místo styku 9 kontaktu 4 a zkratovacího prvku 5 není, ve funkčním stavu, namáhané procházejícím proudem.9. By applying the force of the compressed spring 6, the shorting element 5 is displaced so as to establish a permanent electrical connection to the inlet 2, thereby creating a parallel current path to the protective element 3. The shorting element 5 is geometrically adapted to bridge the distance between the shorting element 5 and the inlet 2. An advantage of the present solution is that the contact point 9 of the contact 4 and the shorting element 5 is not in the functional state stressed by the current passing through.
Omezovač napětí se zkratovacím zařízením se obvykle zapojuje mezi chráněné zařízení a zem prostřednictvím přívodů 2, přičemž lze vždy zvolit optimální možnost zapojení.The voltage limiter with a short-circuit device is usually connected between the protected device and the ground via leads 2, whereby the optimal connection option can always be selected.
Pouzdro 1 je ve výhodném provedení elektricky vodivé a může být s jedním přívodem 2 spojeno v jeden celek. Druhý přívod 2 je, v tomto uspořádání, odizolován od pouzdra 1 izolační vložkouThe housing 1 is preferably electrically conductive and can be connected in one piece to one lead 2. The second lead 2, in this arrangement, is insulated from the housing 1 by an insulating insert
8.8.
-4CZ 307373 B6-4GB 307373 B6
V jiném výhodném provedení je pouzdro 1 elektricky nevodivé, potom je elektricky vodivý přívod 2 vyveden neizolovaně, bez použití izolační vložky 8.In another preferred embodiment, the housing 1 is electrically non-conductive, then the electrically conductive lead 2 is led out uninsulated, without the use of an insulating insert 8.
V jiném výhodném provedení jsou zkratovací prvek 5 a zarážka 5A dobře elektricky a tepelně vodivé a jsou, z výrobních důvodů, zhotoveny jako jeden díl.In another preferred embodiment, the shorting element 5 and the stopper 5A are well electrically and thermally conductive and are made in one piece for manufacturing reasons.
Z výrobních důvodů mohou být přívod 2 a kontakt 4 spojeny v jeden celek.For production reasons, the inlet 2 and the contact 4 can be connected in one piece.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Zapojení omezovače napětí se zkratovacím zařízením podle tohoto řešení je využitelné všude tam, kde je třeba zajistit ochranu osob, přístrojů, strojů a kovových konstrukcí proti nebezpečnému dotykovému napětí, proti přepětí a ochranu před působením bludných elektrických proudů.The connection of the voltage limiter with the short-circuiting device according to this solution can be used wherever it is necessary to ensure the protection of persons, devices, machines and metal structures against dangerous contact voltage, against overvoltage and protection against stray electric currents.
Omezovač napětí se zkratovacím zařízením vytváří přechodné, nebo trvalé spojení neživých vodivých částí se zpětným obvodem, nebo se zemí po dobu, kdy je překročena přípustná hodnota dotykového napětí. Eliminuje také vysoké impulzní přepětí indukované do trakčního vedení nebo elektrických a elektronických zařízení údery blesků.The voltage limiter with the short-circuit device creates a temporary or permanent connection of the non-live conductive parts to the return circuit or to the ground for as long as the permissible contact voltage value is exceeded. It also eliminates the high impulse overvoltage induced in the overhead line or electrical and electronic equipment by lightning strikes.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2017-248A CZ2017248A3 (en) | 2017-05-04 | 2017-05-04 | A voltage limiter with a short-circuit device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2017-248A CZ2017248A3 (en) | 2017-05-04 | 2017-05-04 | A voltage limiter with a short-circuit device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ307373B6 true CZ307373B6 (en) | 2018-07-04 |
| CZ2017248A3 CZ2017248A3 (en) | 2018-07-04 |
Family
ID=62783864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2017-248A CZ2017248A3 (en) | 2017-05-04 | 2017-05-04 | A voltage limiter with a short-circuit device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2017248A3 (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3818271A (en) * | 1973-03-09 | 1974-06-18 | Reliable Electric Co | Line connector for a communications circuit |
| US4034326A (en) * | 1975-04-17 | 1977-07-05 | Comtelco (U.K.) Limited | Temperature sensitive trip device |
| JPH06290852A (en) * | 1993-03-31 | 1994-10-18 | Shinko Electric Ind Co Ltd | Aerrester with fail-safe mechanism |
| US20030026055A1 (en) * | 2001-07-17 | 2003-02-06 | Peter Bobert | Surge arrestor |
| WO2005117219A1 (en) * | 2004-05-27 | 2005-12-08 | Epcos Ag | Surge arrester |
| WO2007014816A1 (en) * | 2005-08-04 | 2007-02-08 | Dehn + Söhne Gmbh + Co. Kg | Short-circuiting device for use in low-voltage and medium-voltage systems for the protection of parts and personnel |
| WO2016045982A1 (en) * | 2014-09-25 | 2016-03-31 | Dehn + Söhne Gmbh + Co. Kg | Overvoltage protection assembly having a short-circuiting device |
-
2017
- 2017-05-04 CZ CZ2017-248A patent/CZ2017248A3/en unknown
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3818271A (en) * | 1973-03-09 | 1974-06-18 | Reliable Electric Co | Line connector for a communications circuit |
| US4034326A (en) * | 1975-04-17 | 1977-07-05 | Comtelco (U.K.) Limited | Temperature sensitive trip device |
| JPH06290852A (en) * | 1993-03-31 | 1994-10-18 | Shinko Electric Ind Co Ltd | Aerrester with fail-safe mechanism |
| US20030026055A1 (en) * | 2001-07-17 | 2003-02-06 | Peter Bobert | Surge arrestor |
| WO2005117219A1 (en) * | 2004-05-27 | 2005-12-08 | Epcos Ag | Surge arrester |
| WO2007014816A1 (en) * | 2005-08-04 | 2007-02-08 | Dehn + Söhne Gmbh + Co. Kg | Short-circuiting device for use in low-voltage and medium-voltage systems for the protection of parts and personnel |
| WO2016045982A1 (en) * | 2014-09-25 | 2016-03-31 | Dehn + Söhne Gmbh + Co. Kg | Overvoltage protection assembly having a short-circuiting device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2017248A3 (en) | 2018-07-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7483252B2 (en) | Circuit protection device | |
| RU2407127C2 (en) | Current fuse with additional mechanical circuit breaker, preferably in form of striker, for use in overvoltage protection devices | |
| US6040971A (en) | Circuit protection device | |
| DK2677524T3 (en) | Surge protection devices comprising a varistor part and an electrically conductive melting part | |
| US6430019B1 (en) | Circuit protection device | |
| US6710996B2 (en) | Surge arrestor | |
| US9570260B2 (en) | Thermal metal oxide varistor circuit protection device | |
| US9941691B2 (en) | Arrangement for overload protection for overvoltage protection equipment | |
| SI23749A (en) | Redundant overvoltage arrester with rotary disc and with addition of electronic assembly for providing extension of lifetime of overvoltage element | |
| US20170110279A1 (en) | Thermal metal oxide varistor circuit protection device | |
| CA2847354C (en) | Circuit protection device | |
| US8810988B2 (en) | Circuit protection device | |
| CZ307373B6 (en) | A voltage limiter with a short-circuit device | |
| CZ30759U1 (en) | A voltage limiter with a short-circuit device | |
| CA2851850C (en) | Circuit protection device | |
| KR100952072B1 (en) | A Disconnector For Arrester | |
| EP3640958B1 (en) | Overvoltage protection devices including wafer of varistor material | |
| WO2019220171A1 (en) | Voltage limiter with a short-circuiting device | |
| CN116114043A (en) | Explosive-free interrupter device for surge protector | |
| CN111316518A (en) | Trigger circuit for gas-filled surge arresters | |
| AU8082498A (en) | Improvements relating to high voltage electric installations | |
| CZ20004267A3 (en) | Device of lightning arrester type for protection of electrical circuit against transient excess voltages |