DE102005049873B4

DE102005049873B4 - Überspannungsableiter-Anordnung mit einer als Bestandteil eines Gehäuses ausführbaren Trägerplatte

Info

Publication number: DE102005049873B4
Application number: DE102005049873.6A
Authority: DE
Inventors: Dr.-Ing. Zahlmann Peter; Dipl.-Ing. Ehrler Jens; Dipl.-Ing. Uwe (FH) Strangfeld; Dr.-Ing. Brocke Ralph; Raimund König
Original assignee: Dehn and Soehne GmbH and Co KG
Current assignee: Dehn SE and Co KG
Priority date: 2004-07-30
Filing date: 2005-10-18
Publication date: 2017-05-04
Anticipated expiration: 2025-10-19
Also published as: DE102005049873A1

Abstract

Überspannungsableiter-Anordnung mit einer als Bestandteil eines Gehäuses ausführbaren Trägerplatte (1), wobei die Überspannungsableiter, welche insbesondere zum Schutz von Niederspannungs-Versorgungssystemen ausgelegt sind, elektrisch vorkonfektioniert auf der Trägerplatte oder im Gehäuse fixiert sowie mit externen Anschlussmitteln versehen sind, wobei zur unmittelbaren Montage auf einem Sammelschienensystem mit mehreren Stromschienen (PE; L1; L2; L3) an oder in der Unterseite der Trägerplatte (1) im Rasterabstand des Sammelschienensystems kupplungsartige Mittel zum elektrischen und mechanischen Verbinden vorgesehen sind, wobei die interne elektrische Verdrahtung induktivitätsarm und stoßstromfest ausgeführt ist und die Unterseite der Trägerplatte (1) im Abstand der Stromschienen des Sammelschienensystems verlaufende nutförmige Rücksprünge (5) oder Ausnehmungen aufweisen, wobei in diesen Federkontaktelemente (6; 9) befestigt und geführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (1) an einer Seite Elemente zum äußeren Anschluss von Speisekabeln (900) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Überspannungsableiter-Anordnung mit einer als Bestandteil eines Gehäuses ausführbaren Trägerplatte, wobei die Überspannungsableiter, welche insbesondere zum Schutz von Niederspannungs-Versorgungssystemen ausgelegt sind, elektrisch vorkonfektioniert auf der Trägerplatte oder im Gehäuse fixiert sowie mit externen Anschlußmitteln versehen sind, gemäß dem Patentanspruch 1 als Zusatz zum Patent 10 2004 037 083.
Überspannungsableiter, insbesondere so genannte Blitzstromableiter, werden vorzugsweise am Gebäudeeintritt im so genannten Hauptstrom-Versorgungssystem oder unmittelbar nach dem Zähler eingesetzt, um die nachgeordnete elektrische Installation vor den negativen Wirkungen des Blitzstoßstroms bzw. vor Überspannungen zu schützen. Da eine der Haupteinkopplungswege dieser leitungsgebundenen Störgrößen die in das System eingeführten Leitungen selbst bilden, ist eine Installation der Schutzgeräte unmittelbar am Gebäudeeintritt erforderlich. Bei der Installation der Schutzgeräte ist darauf zu achten, daß eine optimale Schutzwirkung erreicht werden kann, was im Übrigen in den entsprechenden Installationsvorschriften festgelegt ist.
Ganz wesentlich ist die Anschlußlänge vom zu schützenden System, z. B. der Niederspannungsversorgung über das jeweilige Schutzgerät zum Potentialausgleich. Werden hier zu lange Anschlußleitungen verwendet, entsteht ein sehr großer induktiver Spannungsabfall über diese Leitungen mit der Folge, daß die Schutzwirkung vermindert ist bzw. gänzlich verloren gehen kann.
Stromschienensysteme bzw. Sammelschienen zur Energieverteilung gehören seit längerer Zeit zum Stand der Technik und haben sich im Einsatz nicht nur aufgrund ihrer Zuverlässigkeit, sondern auch wegen der gegebenen Flexibilität im Vergleich zu anderen Installationstechniken durchgesetzt.
Derzeit ist es übliche Installationspraxis, daß Überspannungsschutzgeräte durch eine entsprechend Gehäusegestaltung auf Montageschienen bevorzugt in Hutform mechanisch adaptiert werden, wobei die elektrische Kontaktierung mittels geeigneter Zu- und Abführungsleitungen erfolgt. Dabei ist es nicht auszuschließen, daß bei ungünstigen geometrischen Bedingungen die Anschlußleitungen die aus Schutzgründen technisch sinnvolle Länge bei weitem überschreiten. Da bei modernen Überspannungsschutzgeräten aktuell der Trend zu immer niedrigeren Schutzpegeln und damit verbessertem Ansprechverhalten geht, kann diese an sich positive und verbesserte Geräteleistung letztendlich nicht immer in der jeweiligen Anlage umgesetzt bzw. realisiert werden. Insbesondere der bei großen Stoßstromwerten auftretende hohe induktive Spannungsabfall über den Anschlußleitungen addiert sich zum Schutzpegel der Geräte und verschlechtert daher die Schutzwirkung in der gesamten Installation.
Die oben genannte Problemstellung soll mit einer so genannten V-Verdrahtung gelöst werden. Eine derartige V-Verdrahtung zieht jedoch sehr hohe Anforderungen an die mechanische Ausführung der Leiterklemmen sowie die Betriebsstrom-Tragfähigkeit aller elektrischen Verbindungen nach sich, da bei einer derartigen Installation die Anschlußklemmen vom Betriebsstrom durchflossen werden und unter Umständen eine unzulässige Erwärmung des Überspannungsschutzgeräts im normalen Betriebsfall auftreten kann.
Das vorstehend kurz erläuterte Sammelschienensystem bietet auch für die Installation von Überspannungsschutzgeräten Vorteile. Eine denkbare direkte Montage des Überspannungsschutzgeräts auf das Schienensystem ohne externe Anschlußkabel und die sich daraus ergebende geringe Anschlußinduktivität stellt sicher, daß während des Ableitvorgangs auch bei größten Stoßstromwerten nur geringe induktive Spannungsabfälle auftreten.
Hierbei ist jedoch sicherzustellen, daß das Anschlußsystem des Überspannungsschutzgeräts auf das Schienensystem eine entsprechende Stoßstrom-Tragfähigkeit besitzt, die auf das Ableitvermögen der aktiven Schutzkomponenten abgestimmt werden muß.
Unter Beachtung dieses Sachverhalts sind technische Lösungen bekannt geworden, bei denen Überspannungsschutzgeräte, die für die Hutschienenmontage ausgelegt sind, mittels der Montage auf speziellen Adapteranordnungen für den Einsatz auf Sammelschienen ergänzt werden können.
Beispielsweise sei hierzu auf die DE 200 04 593 U1 verwiesen. Dort wird von einem Sammelschienensystem mit einer oder mehreren Stromschienen ausgegangen, die mittels eines Überspannungsableiters mit einem Bezugspotential verbindbar sind. Das dortige System ist gekennzeichnet durch eine quer auf die Stromschiene aufsetzbare Adapterbrücke, die für die Kontaktierung der Stromschiene einen stoßstromfesten Kontakt hat und welche mindestens einen Steckplatz aufweist, der zumindest einen elektrisch mit dem Kontakt der Stromschiene verbundenen Steckkontakt hat. Der Überspannungsableiter ist als Steckmodul zur entsprechenden Aufnahme in dem Steckplatz der Adapterbrücke ausgebildet und weist wenigstens einen mit dem Steckkontakt in Eingriff bringbaren Gegenkontakt sowie ferner einen Bezugspotential-Anschluß auf, der mit dem Bezugspotential der Anlage verbindbar ist.
Der Nachteil dieser Lösung besteht u. a. darin, daß derartige Adapteranordnungen sehr kostenintensiv sind und allein durch den Einsatz eines Adapters der Vorteil extrem kurzer Anschlußlängen nicht erreicht oder zum Teil wieder zunichte gemacht wird.
Bezüglich des Standes der Technik sei noch auf die aus der DE 196 26 390 C2 vorbekannte elektrische Klemme mit Sammelschienenanschluß verwiesen. Diese Klemme, die insbesondere als Reihenklemme ausgeführt ist, umfaßt ein Isoliergehäuse mit mindestens einer Zugfeder, wobei das Isoliergehäuse mindestens eine Leitereinführungsöffnung zum Einführen eines anzuschließenden elektrischen Leiters und mindestens eine Betätigungsöffnung zum Einführen eines Betätigungswerkzeugs zum Öffnen der Zugfeder aufweist. Die Zugfeder wiederum besitzt einen Klemmschenkel mit einer Ausnehmung zum Einführen des anzuschließenden elektrischen Leiters, einen etwa rechtwinklig zum Klemmschenkel verlaufenden Anlageschenkel und einen den Klemmschenkel und den Anlageschenkel verbindenden Rücken. Das Isoliergehäuse wiederum weist mindestens eine Sammelschienenaufnahme auf. Die Sammelschienenaufnahme ist in einer Ebene mit dem Anlageschenkel der Zugfeder ausgeführt, so daß die Sammelschiene im eingeführten Zustand direkt am Anlageschenkel der Zugfeder unter Federkraft derselben anliegt, wobei durch die Zugfeder bei eingeführtem elektrischen Leiter eine direkte oder indirekte Kontaktierung mit der Sammelschiene möglich wird.
Bei dieser Klemme mit Sammelschienenanschluß ist es allerdings notwendig, für die Montage auf ein Betätigungswerkzeug zurückzugreifen, was insbesondere beim Arbeiten unter Spannung zu Problemen führen kann.
Zum weiteren Stand der Technik sei noch auf die DE 199 37 017 C1 verwiesen, die eine mehrpolige Schaltersicherungsanordnung für Sammelschienensysteme zeigt.
Bezüglich des Grundgedankens, eine Geräteeinheit mit einem Kontakt zum steckbaren Verbinden mit einer ortsfesten Stromschiene auszubilden, wobei der Kontakt außerhalb eines Gehäuses angeordnet ist, das wiederum eine Schalteinheit aufnimmt, ist die EP 1 387 454 A1 relevant. Ein Adapter für Stromschienensysteme zeigt die DE 296 15 341 U1 . Eine Sammelschienenkontaktierung und -befestigung von NH-Sicherungslasttrenngeräten ist in der DE 94 16 753 U1 offenbart.
Aus der DE 39 22 732 C1 ist eine Befestigung eines elektrischen Gerätes auf einem Sammelschienensystem mittels Adapter vorbekannt. Das Gerät ist am Adapter dadurch festgelegt, dass im Boden eine Führungsaufnahme einer Führungsschiene eine Reihe von sacklochartigen Bohrungen enthält und ein sogenannter Abstandsblock eine federbelastete Sperrklinke trägt, die in die Aufnahme der Führungsschiene einrastet.
Die DE 38 04 294 C1 zeigt einen Anschlussadapter für ein Sammelschienensystem zum elektrisch leitenden Verbinden von Anschlussleitungen mit dem Sammelschienensystem. Dabei soll ein auf die Sammelschiene aufsetzbarer Kunststoffadapter realisiert werden, der jeweils ein Kontaktstück umfasst. Jedes Kontaktstück ist mittels einer U-förmigen Klammer elektrisch leitend mit der zugeordneten Sammelschiene verbindbar. Die Klammer hintergreift mit an freien Enden ihrer Seitenschenkel angeformten Klemmenden die Sammelschiene und es wird über eine in eine Gewindebohrung des Steges der Klammer verstellbare Klemmschraube die Sammelschiene mit dem Kontaktstück verspannt.
In der DE 44 22 123 A1 ist ein Adapter für Stromsammelschienen beschrieben, der zur Befestigung von Schalt- oder Installationsgeräten dient und welcher mit geringem Kraftaufwand schnell und sicher montiert und wieder demontiert werden kann. Um unterschiedliche Schienendicken nutzen zu können, weist der vorbekannte Adapter an den Schmalseiten der Stromsammelschienen aufliegende Kontaktflächen auf, wobei diese senkrecht zum Grundkörper angeordnet sind. Weiterhin ist dort ein hebbares, unter Federdruck stehendes Rastelement vorhanden, wobei die Federkraft in Richtung der Kontaktflächen wirkt.
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Überspannungsableiter-Anordnung mit einer als Bestandteil eines Gehäuses ausführbaren Trägerplatte anzugeben, wobei die Überspannungsableiter, welche insbesondere zum Schutz von Niederspannungs-Versorgungssystemen ausgelegt sind, in an sich bekannter Weise elektrisch vorkonfektioniert auf der Trägerplatte oder im Gehäuse fixiert sowie mit externen Anschlußmitteln versehen sind. Die zu schaffende Überspannungsableiter-Anordnung soll für eine direkte Montage auf einem Sammelschienensystem mit mehreren Stromschienen geeignet sein, wobei die Montage leicht und ohne separates Werkzeug, d. h. sehr anwenderfreundlich, vonstatten gehen kann. Bei der anzugebenden Anordnung soll die Montage unter Spannung möglich sein, wobei die Anschlußinduktivität insgesamt reduziert und das Kontaktsystem stoßstromfest auszubilden ist und die Möglichkeit einer einfachen und sicheren äußeren Energiezuführung bestehen.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch die Merkmalskombination nach der Lehre des Patentanspruchs 1, wobei die Unteransprüche zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.
Demnach sind zur unmittelbaren Montage auf einem Sammelschienensystem mit mehreren Stromschienen an oder in der Unterseite der Trägerplatte der Überspannungsableiter-Anordnung im Rasterabstand des Sammelschienensystems kupplungsartige Mittel zum elektrischen und mechanischen Verbinden vorgesehen, wobei die interne elektrische Verdrahtung induktivitätsarm ausgeführt ist. Den kupplungsartigen Mitteln sind jeweils Stromzuführungs-Abgangsklemmen zum Anschluß äußerer Leiter zugeordnet, die bevorzugt mit der Trägerplatte verbunden oder auf dieser befindlich sind.
Die Unterseite der Trägerplatte der Überspannungsableiter-Anordnung weist im Abstand der Stromschienen des Sammelschienensystems verlaufende, nutförmige Rücksprünge oder derartige Ausnehmungen auf, wobei in diesen spezielle Federkontaktelemente befestigt sind.
Zur Realisierung der äußeren Anschlüsse bzw. Anschlußvorrichtungen sind den Federkontaktelementen jeweils Anschlußelemente zur Kontaktierung der Leiter der Energieversorgung zugeordnet. Diese Anschlußelemente können in Form von Schraubklemmen direkt in einer dafür vorgesehenen Anschlußebene der Trägerplatte oder als zusätzliches Steckteil, welches die Anschlußklemmen trägt und an der Trägerplatte angesteckt wird, ausgebildet sein, wobei bei letzterer Lösung die Trägerplatte entsprechende Schraub- oder Steckerelemente aufweist.
Die Überspannungsableiter-Anordnung kann bereits beim Hersteller auf das anzuwendende Niederspannungssystem (TT-, TN-, IT-System) mechanisch und elektrisch vorkonfektioniert werden, wodurch Fehler bei der Installation nahezu ausgeschlossen sind.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Kontaktierung der Überspannungsableiter-Anordnung und der in dieser befindlichen Überspannungsschutzgeräte auf der Sammelschienenanordnung sowohl elektrisch als auch mechanisch über das Kupplungssystem fixierbar ist. Bei der anspruchsseitig beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden für dieses Kupplungssystem keine Hilfswerkzeuge benötigt.
Die mechanische Fixierung und die elektrische Kontaktierung der Schutzgeräte erfolgt durch Verrasten der Kontaktelemente mit dem Stromschienensystem. Hierdurch sind sowohl kurze Montagezeiten als auch eine weitgehend unabhängig von dem Profil und der Positionierung der zu kontaktierenden Stromschiene mögliche Montagevorgänge erreichbar. Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Energieversorgung des Schienensystems und aller angeschlossenen Abgänge zentral über die Trägerplatte zu realisieren.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfassen die kupplungsartigen Mittel Federelemente und mindestens eine Verrastung.
An der Trägerplattenunterseite im Bereich zwischen den Stromschienen des Sammelschienensystems sind zungenartige Vorsprünge als Störlichtbogenschutz vorgesehen, so daß auch im Falle des Auftretens und Ableitens von Stoßströmen eine Beschädigung des eigentlichen Sammelschienensystems durch Lichtbogeneinwirkung wirksam verhindert werden kann.
In einem ersten, außenseitigen Rücksprung ist ein Federkontaktelement fixiert, welches eine erste Stromschiene klemmend an die horizontale Rücksprungfläche presst, wobei das Federkontaktelement eine offene Bogenform zum Einschieben und Aufnehmen der entsprechenden Stromschiene aufweist.
An einem zweiten, außenseitigen Rücksprung, welcher dem ersten Rücksprung gegenüberliegt, ist eine Rastnase befindlich. Diese Rastnase umgreift eine weitere Stromschiene im montierten Zustand mindestens teilweise unterseitig und hält so die gesamte Überspannungsableiter-Anordnung am Sammelschienensystem.
Zwischen dem ersten und dem zweiten außenseitigen Rücksprung sind weitere nutförmige, parallel verlaufende Rücksprünge in der Trägerplatte vorhanden. Diese nehmen die weiteren Stromschienen des Sammelschienensystems auf.
Im oder am zweiten außenseitigen Rücksprung und/oder den weiteren parallel verlaufenden Rücksprüngen sind jeweils spezielle, z. B. V-förmige Federkontaktelemente vorgesehen, welche die jeweilige Stromschiene sowohl seitlich, vertikal als auch oberflächenseitig, horizontal kontaktieren und so einen multiplen Stromübergang ermöglichen.
Die Federkontaktkraft der V-förmigen Federkontaktelemente wirkt zwischen der Trägerplatte oder Rücksprungfläche und der jeweiligen Fläche der Stromschiene, was den Kontaktübergangs-Widerstand verringert und eine sichere Kontaktierung und Befestigung auch bei Toleranzen des Gesamtsystems ermöglicht.
Die V-förmigen Federkontaktelemente weisen eine sich von einem Schenkel seitlich erstreckende, bogenförmig verlaufende federelastische Kontaktfläche auf. Der weitere Schenkel der V-förmigen Federkontaktelemente wird mit seinem freien Ende in einer Federbefestigungsnut geführt und dort fixiert.
An der Rastnasenseite der Trägerplatte gegenüberliegend ist ein Anschlag vorgesehen. Für die Montage wird die Überspannungsableiter-Anordnung mit diesem Anschlag in gekippter bzw. Winkelstellung, bevorzugt in Kontakt mit der PE-Stromschiene gebracht, wobei diese dann bereits klemmend mit dem im dortigen Rücksprung befindlichen Federkontaktelement in Verbindung kommt. Im Anschluß wird die Gesamtanordnung weiter in Richtung des Sammelschienensystems bewegt, mit der Folge, daß nun die weiteren Federkontaktelemente mit den jeweiligen Stromschienen in Kontakt kommen. Am Ende dieses Bewegungsvorgangs erreicht die erwähnte Rastnase, die bevorzugt eine keilförmige oder schräge Gleitfläche aufweist, eine Position an der äußeren Stromschiene und gleitet an dieser entlang, bis die Rastposition erreicht wird.
Gegebenenfalls kann die Rastnase auch einen gelagerten Schenkel aufweisen, der so unter Federspannung steht, daß er die Rastposition einnimmt. In diesem Fall kann die Demontage des Geräts unter manueller Betätigung des Entriegelungshebels erfolgen, der dabei die Verrastung aufhebt.
Für den Fall einer Demontage der Überspannungsableiter-Anordnung wird ein leichtes seitliches Verschieben so lange vorgenommen, bis die Rastnase außer Kontakt mit der zugeordneten Stromschiene tritt. Durch die Kraft der Federkontaktelemente hebt sich nunmehr die Anordnung bereits leicht ab und kann dann auf umgekehrten Weg durch Kippen und Zurückschieben vom Sammelschienensystem entfernt werden. Der Einsatz irgendwelcher Werkzeuge ist hierbei nicht notwendig.
Zwischen der Anschlaginnenseite und dem Federkontaktelement ist im ersten außenseitigen Rücksprung ein elastisches Teil zum Zweck einer horizontalen Verschiebbarkeit oder zum Toleranzausgleich des Sammelschienensystems vorgesehen. Dieses elastische Teil kann als diskretes Teil angeordnet, aber auch integral mit dem dort befindlichen Federkontaktelement, d. h. als Bestandteil dieses, ausgeführt werden.
Die Federelemente weisen eine Form auf, welche beim Stromfluß im Überspannungsfall Kontaktkraft-unterstützend ein Magnetfeld aufbauen. Die Profilierung der Federelemente oder der Federkontaktelemente ermöglicht, wie bereits erwähnt, einen multiplen Stromübergang zu dem Sammelschienensystem und sichert damit die erforderliche Stoßstromfestigkeit.
Wie erläutert, weist die Trägerplatte weitere Anschlußvorrichtungen zur Installation der einzelnen Adern der Energieversorgungsleitungen auf. Durch diese Maßnahme kann die Energieversorgung des Schienensystems und aller daran angeschlossenen Abgänge zentral über die Trägerplatte realisiert werden. Durch die konstruktive Umsetzung dieser Zusatzfunktion der Trägerplatte wird eine optimale Einbauposition der Ableiter automatisch sichergestellt und Fehlinstallationen bzw. Fehlanschlüsse vermieden.
Auf der Trägerplatte befinden sich gemäß den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung die eigentlichen Überspannungsschutzelemente. Die Trägerplatte kann in der beschriebenen Form auch für weitere Zwecke, z. B. für Meß- und Prüfaufgaben ausgelegt werden.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
Hierbei zeigen:
1 eine prinzipielle Anordnung des Kupplungs- und Kontaktfedersystems mit Darstellung der Wirkung des Rastmechanismus;
2 eine installierte Überspannungsableiter-Anordnung in einem TT-System in 3 + 1-Schaltung;
3 eine Darstellung des funktionellen Zusammenhangs der Trägerplatte gemäß Ausführungsbeispiel, wonach die Energiezuführung bevorzugt über die äußeren Anschlüsse zu den Kontaktmitteln mit den Kennzeichnungen L1, L2, L3, N, PE erfolgt, und
4 ein Ausführungsbeispiel der Überspannungsableiter-Anordnung mit Trägerplatte in 3 + 1-Schaltung.
Bei der Darstellung nach 1, die einen Schnitt durch die Trägerplatte 1 zeigt, welche Bestandteil einer andeutungsweise dargestellten Überspannungsableiter-Anordnung ist, wird der Rastmechanismus und der Aufbau des Kontaktfedersystems ersichtlich. Bei der Montage wird die zu installierende Überspannungsableiter-Anordnung in der gestrichelt angedeuteten Schräglage an der PE-Schiene 2 fixiert und so weit nach unten gedrückt, bis auf der Gegenseite die Verrastung 3 wirksam wird. Hierbei erfolgt eine allpolige, stoßstromfeste Kontaktierung über die Federelemente.
Um auch eine abweichende Profilierung oder abweichende Positionen der einzelnen Stromschienen PE, L1, L2 und L3 zu kontaktieren, wirkt der Kontaktdruck der Federelemente in horizontaler und in vertikaler Richtung. Ein Störlichtbogenschutz 4, realisiert durch eine Abschottung zwischen den Kontakten, verhindert, daß durch Sprüheffekte einzelne Störlichtbögen zwischen den Kontakten entstehen können.
Die Kontaktkraft ist bei der gezeigten Ausführungsform nicht nur von der mechanischen Kraftwirkung abhängig, sondern wird zusätzlich durch die Kraftwirkung des Magnetfelds, das von dem Blitzstrom durchflossenen Leiter ausgeht, in positiver Weise beeinflußt. Die Profilierung der Kontaktfedern kann auf vielfältige Weise realisiert werden. So bieten speziell geformte Kontaktfedern einen multiplen Stromübergang, was als Vorteil gegenüber Anordnungen mit Einzelkontakten anzusehen ist.
Als Kontaktmaterial wird ein Material mit Federeigenschaften verwendet, das gleichzeitig einen sehr guten elektrischen Leitwert aufweist, um einen geringen Kontaktübergangs-Widerstand zu erzielen. Beispielsweise sei hier auf Kupfer-Beryllium verwiesen. Um eine Austauschbarkeit oder Positionsänderung des Überspannungsschutzgeräts zu gewährleisten, wird möglichst abbrandfreies Kontaktmaterial gewählt.
Wie aus der 1 ersichtlich, besitzt die Unterseite der Trägerplatte 1 im Abstand der Stromschienen PE (2), L1, L2 und L3 verlaufende nutförmige Rücksprünge 5 oder entsprechende Ausnehmungen, wobei in diesen die Federkontaktelemente befestigt sind.
In einem ersten außenseitigen Rücksprung 5 (im Bild linksseitig dargestellt) ist ein Federkontaktelement 6 befestigt, welches eine erste Stromschiene 2, d. h. die PE-Stromschiene klemmend, an die horizontale Rücksprungfläche preßt. Das Federkontaktelement 6 weist eine offene Bogenform 7 zum leichten Einschieben der Stromschiene 2 (PE) auf.
An einem zweiten außenseitigen Rücksprung, in der 1 rechtsseitig dargestellt, ist die Verrastung 3 in Form einer Rastnase befindlich, welche eine weitere Stromschiene L3 im montierten Zustand mindestens teilweise unterseitig umgreift. Die Verrastung 3 kann eine Keilfläche 8 und/oder schenkelseitig ein unter Federkraft stehendes Gelenk zum leichteren Aufschieben der Anordnung auf die Stromschiene L3 aufweisen.
Zwischen dem ersten und dem zweiten außenseitigen Rücksprung sind weitere nutförmige, parallel verlaufende Rücksprünge in der Trägerplatte 1 vorhanden.
Im oder am zweiten außenseitigen Rücksprung und/oder den weiteren parallel verlaufenden Rücksprüngen sind jeweils V-förmige Federkontaktelemente 9 vorgesehen, welche die jeweiligen Stromschienen L1, L2 und L3 sowohl seitlich, vertikal als auch oberflächenseitig, horizontal kontaktieren.
Wie aus der Figur ersichtlich, wirkt die Federkontaktkraft der V-förmigen Federkontaktelemente 9 zwischen der Trägerplatte 1 oder der Rücksprungfläche und der jeweiligen Fläche der Stromschiene L1, L2 bzw. L3.
Die V-förmigen Federkontaktelemente 9 weisen eine sich von einem Schenkel seitlich erstreckende, bogenförmig verlaufende federelastische Kontaktfläche 10 auf.
Der weitere Schenkel der V-förmigen Federkontaktelemente 9 ist mit seinem freien Ende in einer Federbefestigungsnut 11 geführt und fixiert.
An der der Rastnasenseite 3 der Trägerplatte 1 gegenüberliegenden Seite ist ein Anschlag im Sinne einer Fixierung 12 vorgesehen.
Zwischen der Anschlaginnenseite und dem Federkontaktelement 6 im ersten außenseitigen Rücksprung kann ein elastisches Teil 13 zum Zweck der horizontalen Verschiebbarkeit oder zum Toleranzausgleich des Sammelschienensystems vorgesehen sein.
Die elektrische Verbindung der einzelnen Überspannungsableiter A1, A2 und A3 ist gemäß 1 durch eine symbolische Verdrahtung schaltbildartig dargestellt.
2 zeigt eine Darstellung eines denkbaren Anwendungsfalls. Die Überspannungsableiter-Anordnung 100 ist zusammen mit einem schienenmontierbaren Installationsgerät 200, z. B. einem LS-Automat, auf einem standardisierten Schienensystem 800 montiert, das über Kabel 900 gespeist wird. Die einzelnen Schienen des Schienensystems sind beidseitig mit einem Schienenträger 950 abgeschlossen, der sowohl als Träger als auch zur mechanischen Befestigung des Schienensystems auf einer nicht dargestellten Montageplatte dient.
Bedingt durch die als separates Funktionsmodul ausgeführten aktiven Funkenstrecken 300, 400, 500 und 600 erfüllt das Gehäuse lediglich eine einfache Aufnahmefunktion.
Gleichzeitig dient die Trägerplatte als Unterteil eines zweiteiligen Gehäuses, das zur Herstellung des erforderlichen Berührungsschutzes mit einem Oberteil (Deckel) verrastbar ist.
Eine interne Verdrahtung 700 kontaktiert die einzelnen Funkenstreckenmodule und stellt die Verbindung zu den entsprechenden Steckkontaktierungen an den Sammelschienen 800 sicher.
Das Ausführungsbeispiel nach 2 zeigt eine so genannte 3 + 1-Schaltung, bei dem das Funkenstreckenmodul 300 zwischen dem N- und dem PE-Leiter angeordnet ist. Die Module 400, 500 und 600 werden zwischen den Leitern L1, L2, L3 und dem N-Leiter angeschlossen. Dieses Prinzip erlaubt eine flexible Modifikation auch anderer Schaltungsvarianten, z. B. 4 + 0, 3 + 0 oder ähnliche durch eine variable Bestückung.
Insgesamt ermöglicht demnach die vorgestellte Erfindung eine Montage einer Überspannungsableiter-Anordnung mit mehreren Überspannungsableitern ohne Werkzeug durch einfaches Aufrasten, Aufschnappen und Verriegeln. Die Montage kann unter Spannung, d. h. ohne Abschalten der Anlage erfolgen, da der komplette Berührungsschutz jederzeit gegeben ist.
Zum Zwecke der Prüfung ist die Überspannungsableiter-Anordnung leicht entfernbar. Die Anschlußinduktivitäten sind außerordentlich gering, so daß die gewünschten niedrigen Ansprechspannungen erreichbar sind. Das Kontaktsystem ist stoßstromfest ausgeführt. Die vorgestellte Anordnung kann als modulares Konzept verstanden werden, wobei die Überspannungsschutzgeräte innerhalb der Gesamtanordnung wiederum ebenso leicht ausgetauscht werden können. Der Aufbau des Gehäuses mit Trägerplatte kann standardisiert, entsprechend den jeweiligen Sammelschienensystemen erfolgen.
Neben den Überspannungselementen (z. B. Funkenstrecken oder Varistormodule) können auch weitere Elemente auf der Trägerplatte angeordnet werden. Diese Elemente können Ergänzungen zum Überspannungsschutzgerät sein (z. B. Vorsicherungen, Leistungsschalter, Überwachungs- und Funktionsanzeigen), aber auch Ergänzungsfunktionen, Trigger- und Koordinationseinrichtungen (Fernmeldung, Eigendiagnostik usw.) enthalten.
Mit der Darstellung nach 3 wird deutlich, welcher funktionale Zusammenhang durch eine Trägerplatte gegeben ist, die nicht nur verrastbare Federkontakte, sondern auch Anschlußelemente für die äußere Energiezuführung besitzt. Die Energiezuführung erfolgt hier über die äußeren Anschlüsse zu den Kontaktmitteln mit den Kennzeichnungen L1, L2, L3, N, PE.
Diese Kontaktmittel werden über Stromschienen auf der Trägerplatte direkt mit den korrespondierenden Kontaktfedern L1', L2', L3', N', PE' verbunden. Die Trägerplatte bildet also hier gleichzeitig den Speisepunkt für das elektrische System, in dem möglichst vorgeordnet die Auskopplung von außen eindringender Blitzströme erfolgt.
Gemäß der Darstellung nach 4 wird von einer 3 + 1-Schaltung ausgegangen, bei der das Funkenstreckenmodul 300 zwischen N und PE angeordnet ist und die Module 400, 500 und 600 zwischen den aktiven Leitern angeschlossen werden.
Die auf ein standardisiertes Schienensystem 800 montierte Anordnung wird über die Speisekabel 900 mit Energie versorgt, wobei die dafür benötigten Anschlußklemmen Bestandteil der Trägerplatte oder ein ansteckbarer Teil dieser sind.
Bezugszeichenliste

1: Trägerplatte
2: PE-Leiter bzw. PE-Stromschiene
3: Rastnase
4: Störlichtbogenschutz
5: nutförmiger Rücksprung
6: Federkontaktelement im ersten, außenseitigen Rücksprung
7: offene Bogenform des ersten Federkontaktelements
8: Keilfläche der Rastnase
9: V-förmige Federkontaktelemente
10: bogenförmig verlaufende federelastische Kontaktfläche
11: Federbefestigungsnut
12: Anschlag bzw. Fixierung
13: elastisches Teil
100: Überspannungsableiter-Anordnung
200: Installationsgerät
300, 400, 500, 600: Funkenstreckenkomponenten bzw. Überspannungsableiter
700: interne Kontaktierung
800: Sammelschienensystem
900: Speisekabel
950: Schienenträger

Claims

Überspannungsableiter-Anordnung mit einer als Bestandteil eines Gehäuses ausführbaren Trägerplatte (1), wobei die Überspannungsableiter, welche insbesondere zum Schutz von Niederspannungs-Versorgungssystemen ausgelegt sind, elektrisch vorkonfektioniert auf der Trägerplatte oder im Gehäuse fixiert sowie mit externen Anschlussmitteln versehen sind, wobei zur unmittelbaren Montage auf einem Sammelschienensystem mit mehreren Stromschienen (PE; L1; L2; L3) an oder in der Unterseite der Trägerplatte (1) im Rasterabstand des Sammelschienensystems kupplungsartige Mittel zum elektrischen und mechanischen Verbinden vorgesehen sind, wobei die interne elektrische Verdrahtung induktivitätsarm und stoßstromfest ausgeführt ist und die Unterseite der Trägerplatte (1) im Abstand der Stromschienen des Sammelschienensystems verlaufende nutförmige Rücksprünge (5) oder Ausnehmungen aufweisen, wobei in diesen Federkontaktelemente (6; 9) befestigt und geführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (1) an einer Seite Elemente zum äußeren Anschluss von Speisekabeln (900) aufweist.
Überspannungsableiter-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente zum äußeren Anschluss an der Stirnseite der Trägerplatte befindlich sind.
Überspannungsableiter-Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusselemente zur Kontaktierung der Speisekabel (900) auf einer Steckeinheit befindlich sind, welche mit der Trägerplatte verbindbar ist.