DE102009061756A1

DE102009061756A1 - Surge arrester with at least one diverting element

Info

Publication number: DE102009061756A1
Application number: DE102009061756.6A
Authority: DE
Inventors: Dr.-Ing. Ehrhardt Arnd; Dipl.-Ing. Schreiter Stefanie
Original assignee: Dehn and Soehne GmbH and Co KG
Current assignee: Dehn SE and Co KG
Priority date: 2008-05-30
Filing date: 2009-01-15
Publication date: 2015-08-20
Also published as: DE102009004758A1; DE102009004758B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Überspannungsableiter mit mindestens einem Ableitelement sowie mit einer thermischen Abtrennvorrichtung, welche mindestens eine temperatursensible Lotstelle und eine Vorspannkraft-belastete Schaltzunge umfasst, wobei die Schaltzunge in den elektrischen Anschlusspfad des Ableiters eingebunden ist. Erfindungsgemäß weist die Engstelle der Abtrennvorrichtung eine Zeit-Strom-Kennlinie auf, welche mindestens die Zeit-Strom-Kennlinie einer für den Einsatzfall des Ableiters maximal zugelassenen Überstromschutzeinrichtung schneidet.The invention relates to a surge arrester having at least one diverting element and with a thermal separating device, which comprises at least one temperature-sensitive solder point and a biasing force-loaded switching tongue, wherein the switching tongue is integrated into the electrical connection path of the arrester. According to the invention, the bottleneck of the separating device has a time-current characteristic which intersects at least the time-current characteristic of a maximum permitted overcurrent protective device for the application of the arrester.

Description

Die Erfindung betrifft einen Überspannungsableiter mit mindestens einem Ableitelement sowie mit einer thermischen Abtrennvorrichtung, welche mindestens eine temperatursensible Lötstelle und eine Vorspannkraft-belastete Schaltzunge umfasst, wobei die Schaltzunge in den elektrischen Anschlusspfad des Ableiters eingebunden ist, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a surge arrester having at least one dissipation element as well as a thermal separation device, which comprises at least one temperature-sensitive solder joint and a biasing force-loaded switching tongue, wherein the switching tongue is integrated into the electrical connection path of the arrester, according to the preamble of patent claim 1.

Überspannungsableiter z. B. auf der Basis von Varistoren besitzen im Niederspannungsbereich üblicherweise eine interne Abtrennvorrichtung. Diese besteht häufig aus einer Kombination einer thermischen Abtrennvorrichtung und einer Sollbruchstelle für hohe Impulsströme.Surge arrester z. B. based on varistors usually have an internal disconnecting device in the low voltage range. This often consists of a combination of a thermal separation device and a predetermined breaking point for high pulse currents.

Verwiesen sei hier beispielsweise auf die DE 42 41 311 A1 oder die DE 38 05 889 A1 .Reference is made, for example, to the DE 42 41 311 A1 or the DE 38 05 889 A1 ,

Die thermische Abtrennfunktion des erwähnten Standes der Technik wird von einer Lotverbindung zwischen dem Varistor und einem beweglichen, unter Federvorspannung stehenden Anschlussstück realisiert. Bei Alterung des Varistors oder bei langandauernden geringen Überspannungen führen die verhältnismäßig kleinen Leckströme zu einer unzulässigen Erwärmung des Varistors, wodurch die Lötstelle aufschmilzt. Der Varistor wird durch die Bewegung der Schaltzunge der Abtrennvorrichtung dann vom Netz getrennt.The thermal separation function of the cited prior art is realized by a solder connection between the varistor and a movable, spring-loaded connection piece. With aging of the varistor or long-lasting low overvoltages, the relatively small leakage currents lead to an inadmissible heating of the varistor, whereby the solder joint melts. The varistor is then disconnected from the network by the movement of the cutting tab of the severing device.

Die Schaltzunge kann auch eine sogenannte Sollbruchstelle besitzen, deren Schmelzintegralwert (I²t-Wert) mit dem zulässigen Impulsstrom für den Varistor abgestimmt ist. Die Sollbruchstelle wird beispielhaft durch eine Verjüngung im Querschnitt der beweglichen Schaltzunge, analog zu Sicherungsschmelzleitern realisiert.The switching tongue can also have a so-called predetermined breaking point, whose melting integral value (I ² t value) is matched with the permissible pulse current for the varistor. The predetermined breaking point is exemplified by a taper in the cross section of the movable switching tongue, realized analogously to fuse fuses.

Bei hohen abzuleitenden Impulsströmen oder auch bei sehr hohen Kurzschlussströmen schmilzt diese Engstelle. Die Schaltzunge wird dann an der Engstelle durchtrennt. Infolge der Federvorspannung bewegt sich ein Teil der Schaltzunge, wodurch eine Trennstrecke geschaffen und der Varistor auf diese Weise sicher vom Netz getrennt wird.At high currents to be dissipated or even at very high short-circuit currents, this bottleneck melts. The tongue is then severed at the bottleneck. As a result of the spring preload moves a part of the switching tongue, creating a separation distance created and the varistor is safely separated from the network in this way.

Die DE 40 00 717 A1 zeigt eine Abtrennvorrichtung, welche anstelle eines starren beweglichen Anschlusstücks ein flexibles Sicherungsband mit Sollbruchstelle besitzt.The DE 40 00 717 A1 shows a separating device, which has a flexible security tape with predetermined breaking point instead of a rigid movable connection piece.

Entsprechend der verschiedenen Fehler, welche bei Überspannungsableitern mit Varistoren auftreten können, ergibt sich das nachstehend geschilderte typische Verhalten.Corresponding to the various errors that may occur with surge arresters with varistors, the typical behavior described below results.

Bei einer allmählichen Erwärmung des Varistors, z. B. durch Alterung, spricht die thermische Abtrennvorrichtung nach einem Zeitablauf von mehreren Sekunden an. Das vorgesehene Lot schmilzt und es öffnet sich die unter Federkraft stehende Abtrennvorrichtung. Der Varistor besitzt bei diesem Fehlerfall noch einen hohen Widerstand, wodurch der Strom durch den Varistor stark begrenzt wird. Die Abtrennvorrichtung kann diese Ströme im Allgemeinen problemlos unterbrechen und somit den überlasteten Ableiter sicher vom Netz trennen, ohne dass eine weitere Überstromschutzeinrichtung anspricht oder erforderlich ist. Die Netzversorgung des Verbrauchers wird hierbei nicht unterbrochen oder gestört. Es muss lediglich der defekte Überspannungsableiter bei einer Wartung ausgetauscht werden.With a gradual heating of the varistor, z. B. by aging, the thermal release device responds after a lapse of several seconds. The intended solder melts and it opens the spring force separation device. The varistor has a high resistance in this case of error, whereby the current through the varistor is severely limited. The severing device is generally capable of easily interrupting these currents and thus safely disconnecting the overloaded arrester from the mains without the need for or requiring further overcurrent protection. The power supply to the consumer is not interrupted or disturbed. All that needs to be done is to replace the defective surge arrester during maintenance.

Wird der Varistor durch eine hohe Impulsspannung überlastet, jedoch noch nicht zerstört oder überschlagen, kann die thermische Abtrennvorrichtung zu einer verzögerten Abtrennung führen oder aber der Schmelzintegralwert der Engstelle wird erreicht, wodurch diese schmilzt und den Ableiter vom Netz trennt.If the varistor is overloaded by a high pulse voltage, but not yet destroyed or overturned, the thermal separation device can lead to a delayed separation or the melting integral value of the bottleneck is reached, whereby it melts and separates the arrester from the network.

Wird hingegen der Varistor durch eine erhöhte netzfrequente Spannung oder einen Stoßstrom innerhalb kürzester Zeit zerstört oder überschlagen, können Fehlerströme auftreten, die nicht zwangsweise zum Ansprechen der Abtrennvorrichtung führen müssen. Aufgrund der undefinierten Impedanz, welche ein defekter oder überschlagener Varistor besitzt, kann der resultierende Fehlerstrom selbst bei definierten Netzverhältnissen stark schwanken. Da die Abtrennvorrichtung, wie dargestellt, bei diesen Belastungen passiv bleibt, sollen zusätzliche Überstromschutzeinrichtungen ansprechen. Insbesondere bei externen oder internen Ableitervorsicherungen, vorzugsweise im Querzweig, welche aufgrund der notwendigen hohen Impulsfestigkeit hohe Schmelzintegralwerte und auch hohe Nennstromstärken besitzen, kann die Abschaltung bei kleinen Fehlerströmen und der konventionellen Sicherungskennlinien sehr lange dauern oder erst bei einer erheblichen Erhöhung des Fehlerstroms und somit nach der Schädigung des Ableiters möglich sein. Die Netzversorgung der Verbraucher wird in diesem Fall über einen längeren Zeitraum beeinträchtigt oder unterbrochen.If, on the other hand, the varistor is destroyed or overturned within a very short time by an increased line-frequency voltage or a surge current, fault currents can occur which need not necessarily lead to the response of the separating device. Due to the undefined impedance, which has a defective or overturned varistor, the resulting fault current can fluctuate greatly even with defined network conditions. Since the separator remains passive at these loads, as shown, additional overcurrent protection devices should respond. Especially with external or internal Ableitervoricherungen, preferably in the shunt arm, which have high melt integral values and high rated currents due to the necessary high pulse strength, the shutdown with small fault currents and conventional fuse characteristics can take a long time or only at a significant increase in the fault current and thus after Damage to the arrester may be possible. In this case, the consumers' power supply will be impaired or interrupted over a longer period of time.

Die Abtrennvorrichtungen des Standes der Technik besitzen jedoch im Allgemeinen nur ein begrenztes Schaltvermögen, so dass zum sicheren Betrieb eines solchen Ableiters insbesondere für den letztgenannten oben beschriebenen Schadensfall eine weitere Überstromschutzeinrichtung mit hohem Schaltvermögen notwendig ist. Solche Überstromschutzvorrichtungen sind üblicherweise Leitungsschutzschalter bzw. NH-Sicherungen im Querzweig. Diese Schutzeinrichtungen können sowohl außerhalb, aber auch innerhalb des Ableitergehäuses eingesetzt werden.However, the separation devices of the prior art generally have only a limited switching capacity, so that for safe operation of such a surge arrester, in particular for the latter case of damage described above, a further overcurrent protection device with high switching capacity is necessary. Such overcurrent protection devices are usually circuit breaker or NH fuses in the shunt branch. These guards can both be used outside, but also within the arrester housing.

Beispielsweise in der DE 195 45 505 A1 wird im Gehäuse des Ableiters eine Sicherung in Reihe zum Varistor mit Abtrennvorrichtung geschaltet.For example, in the DE 195 45 505 A1 In the housing of the arrester, a fuse is connected in series with the varistor with disconnecting device.

Die DE 77 19 678 U1 offenbart eine Reihenschaltung von Funkenstrecke, Varistor und Sicherung. Die thermische Abtrennung erfolgt hier unmittelbar an der Kontaktstelle vom Varistor zum Sicherungsschmelzleiter.The DE 77 19 678 U1 discloses a series connection of spark gap, varistor and fuse. The thermal separation takes place here directly at the contact point from the varistor to fuse fuse.

Das Verhalten üblicher Abtrennvorrichtungen mit Varistoren ist ausschließlich im Bereich von verhältnismäßig kleinen Leckströmen durch das Schmelzverhalten des Lotes und bei sehr hohen Strömen infolge der adiabatischen Erwärmung der Sollbruchstelle definiert.The behavior of conventional separation devices with varistors is defined only in the range of relatively small leakage currents through the melting behavior of the solder and at very high currents due to the adiabatic heating of the predetermined breaking point.

Konventionelle Sicherungen für den Niederspannungsbereich besitzen Schmelzleiter aus Kupfer oder Silber. Diese Materialien weisen bei kleinsten Querschnitten hohe Schmelzintegralwerte auf. Dies ist zur Erzielung eines hohen Schaltvermögens, einer geringen Alterung und einer geringen Verlustenergie günstig. Um die Nennstromstärke solcher Schmelzleiter zu begrenzen und ein sicheres Ansprechen bei kleinen Strömen zu bewirken, ist ein beträchtlicher Aufwand erforderlich. Häufig werden hierfür Stoffe, z. B. Lote eingesetzt, welche eine chemische Alterung des Materials bei thermischer Belastung bewirken.Conventional fuses for the low-voltage range have fusible links made of copper or silver. These materials have high melting integral values in the smallest cross-sections. This is favorable for achieving high switching capacity, low aging and low energy loss. To limit the current rating of such fusible links and to provide a safe response at low currents, considerable effort is required. Often, substances such. B. solders used, which cause chemical aging of the material under thermal stress.

Die übliche Gestaltung der internen Engstelle der bekannten Abtrennvorrichtungen muss so erfolgen, dass zahlreiche impulsförmige Belastungen nicht zur Alterung der Engstelle führen, da dies zu einer unnötigen Abtrennung des Ableiters unterhalb seines Leistungsbereichs führen würde. Die Engstelle der Abtrennvorrichtung wird aus den erläuterten Gründen daher nicht mit chemischen Komponenten zur Alterung versehen, wodurch ihre Auslegung ausschließlich auf den I²t-Wert hinsichtlich einer adiabatischen Erwärmung bei Stoßströmen erfolgt. Das Material der Engstelle der Abtrennvorrichtung ist üblicherweise mit dem der Sicherungen identisch. Dies führt dazu, dass die Engstelle der Abtrennvorrichtung quasi eine sehr hohe Nennstromstärke besitzt, welche oberhalb der vorgeordneten internen bzw. externen Ableitervorsicherung im Querzweig liegt. Die Zeit-Strom-Kennlinie einer solchen, bisher üblichen Engstelle ist sehr steil. Ein schnelles Ansprechen bei kleinen Strömen der Engstelle ist nicht gegeben.The usual design of the internal bottleneck of the known separation devices must be such that numerous pulse-shaped loads do not lead to aging of the bottleneck, as this would lead to an unnecessary separation of the trap below its power range. The constriction of the separation device is therefore not provided for the reasons explained with chemical components for aging, whereby their interpretation is carried out exclusively on the I ² t value with respect to adiabatic heating at surge currents. The material of the bottleneck of the separator is usually identical to that of the fuses. As a result, the bottleneck of the separating device has a quasi high rated current intensity, which lies above the upstream internal or external arrester backup fuse in the shunt branch. The time-current characteristic of such a bottleneck is very steep. A fast response with small currents of bottleneck is not given.

Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, einen weiterentwickelten Überspannungsableiter mit mindestens einem Ableitelement sowie mit einer thermischen Abtrennvorrichtung anzugeben, welcher eine alterungsstabile Engstelle der Abtrennvorrichtung aufweist und die ein Ansprechen bei niedrigen Strömen ermöglicht, und zwar bei Zeiten, die kleiner sind als die vom Überspannungsableiterhersteller empfohlene maximale Einspeisesicherung im Längszweig oder die bereits dem Ableiter zugeordnete interne oder externe Ableitervorsicherung im Querzweig. Weitere Aufgabe der Erfindung ist es, insbesondere bei einer merklichen Schädigung des Ableiters, also nach dem Durchlegieren und/oder dem Überschlagen des Ableiters schnellstmöglich eine Abtrennung des Verbrauchers zu bewirken, aber bei kleineren Fehlerströmen ein Ansprechen von Überstromschutzeinrichtungen im Längszweig zu vermeiden.From the foregoing, it is therefore an object of the invention to provide a further developed surge arrester with at least one diverter and with a thermal separator having an age-resistant bottleneck of the separator and which allows a response at low currents, and at times that are smaller than that maximum infeed fuse in the series branch recommended by the surge arrester manufacturer or the internal or external arrester backup fuse already assigned to the arrester in the shunt branch. Another object of the invention is to effect a separation of the consumer as quickly as possible, in particular in the case of appreciable damage to the arrester, that is, after the alloying out and / or overturning of the arrester, but to avoid a response of overcurrent protection devices in the longitudinal branch with smaller residual currents.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch einen Überspannungsableiter gemäß der Merkmalskombination nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen beinhalten.The object of the invention is achieved by a surge arrester according to the combination of features according to claim 1, wherein the dependent claims include at least expedient refinements and developments.

Damit ist erfindungsgemäß eine besonders flache Ausführung der Zeit-Strom-Kennlinie der primär elektrisch realisierten Engstelle innerhalb der Abtrennvorrichtung realisierbar. Diese flachverlaufende, nahezu schalterartige Zeit-Strom-Kennlinie führt zu einem Schnittpunkt mit den steileren Zeit-Strom-Kennlinien üblicher Überstromschutzeinrichtungen.Thus, according to the invention, a particularly flat design of the time-current characteristic of the primarily electrically realized bottleneck within the separation device can be realized. This flat-running, almost switch-like time-current characteristic leads to an intersection with the steeper time-current characteristics of conventional overcurrent protection devices.

Durch diese Maßnahem wird eine Funktionsteilung mit der zusätzlichen externen oder internen Überstromschutzeinrichtung im Querzweig bewirkt, aber auch mit den vorhandenen Überstromschutzeinrichtungen im Längszweig.By this measure a division of functions is effected with the additional external or internal overcurrent protection device in the shunt branch, but also with the existing overcurrent protection devices in the longitudinal branch.

Durch die erfindungsgemäße Abstimmung der Zeit-Strom-Kennlinien wird für den Verbraucher eine besonders hohe Versorgungssicherheit erreicht. Diese ergibt sich daraus, dass die Engstelle der Abtrennvorrichtung bei Strömen im Bereich ihres Schaltvermögens deutlich flinker ist als übliche Sicherungen mit vergleichbaren Schmelzintegralwerten.By tuning the time-current characteristics according to the invention, a particularly high supply reliability is achieved for the consumer. This results from the fact that the bottleneck of the separation device at currents in the range of their switching capacity is significantly faster than conventional fuses with comparable melting integral values.

Es spricht hierdurch die Abtrennvorrichtung bei Strömen bis zu einigen 100 A deutlich schneller an, als Sicherungen, welche selbst eine relativ geringe Nennstromstärke und einen relativ geringen Schmelzintegralwert besitzen. Zusätzliche interne oder externe Ableitervorsicherungen im Querzweig müssen nur Fehlerströme oberhalb des Schaltvermögens der Abtrennvorrichtung abschalten.It speaks to the separator at currents up to several 100 A much faster than fuses, which even have a relatively low nominal current and a relatively low melting integral value. Additional internal or external arrester fuses in the shunt branch only have to switch off fault currents above the switching capacity of the disconnector.

Die Engstelle wird durch eine Fertigung der Abtrennvorrichtung mit Materialien erreicht, welche ein deutlich niedriges spezifisches Schmelzintegral (I²t-Wert/m²) besitzen, und zwar im Vergleich zum Material üblicher Schmelzsicherungen. Gleichzeitig wird die Engstelle und deren Anschlussbereich so gestaltet, dass eine unerwünschte Wärmeabgabe weitestgehend unterbunden wird. Besonders vorteilhaft bei dieser Ausführungsform ist es, dass die mechanische Belastbarkeit gegenüber konventionellen Lösungen bei gleichem Schmelzintegralwert deutlich steigt. Dies ermöglicht z. B. höhere Federvorspannungen, die auf die Schaltzunge einwirken. Es können also deutlich größere Federvorspannungen oder eine gestufte Kraftaufbringung genutzt werden, um eine ausreichende Trennstelle mit entsprechendem Abstand bereitzustellen.The constriction is achieved by a manufacturing of the cutting device with materials which have a significantly low specific melting integral (I ² t value / m ^2), as compared to the material of conventional fuses. At the same time, the bottleneck and its connection area are designed in such a way that unwanted heat emission is largely prevented. Particularly advantageous in this embodiment is that the mechanical load capacity compared to conventional solutions at the same melt integral value increases significantly. This allows z. B. higher spring preloads that act on the switching tongue. Thus, significantly larger spring preloads or a stepped force application can be used to provide a sufficient separation point with an appropriate distance.

Durchgeführte Versuche haben gezeigt, dass eine erfindungsgemäß gestaltete Abtrennvorrichtung eine Zeit-Strom-Kennlinie besitzt, welche bei Fehlerströmen im Bereich von einigen 10 A bis zu einigen 100 A deutlich flacher verläuft als die Kennlinie der maximal möglichen Vorsicherung eines Varistorableiters. Eine entsprechend gestaltete Abtrennvorrichtung trennt bei diesen kleinen Belastungen den Ableiter bereits vor dem Auslösen einer vorgeordneten Sicherung im Längszweig ab.Experiments carried out have shown that a separating device designed according to the invention has a time-current characteristic which, with fault currents in the range of a few 10 A to a few 100 A, is significantly flatter than the characteristic curve of the maximum possible back-up fuse of a varistor discharge. A correspondingly designed separating device separates at these small loads the arrester before triggering a upstream fuse in the longitudinal branch.

Eine derartige Einspeisesicherung im Längszweig kann einen deutlich niedrigeren Wert als die maximal zulässige Sicherung besitzen. Bei einer häufig vorgeschriebenen maximalen Sicherungsgröße von NH 125 A gG wären somit Netzeinspeisungen mit einer Absicherung > 50 A gG gegen Unterbrechungen infolge von Fehlerströmen mittlerer Höhe über den Varistor geschützt.Such a feed fuse in the longitudinal branch can have a significantly lower value than the maximum allowable fuse. With a frequently prescribed maximum fuse size of NH 125 A gG, grid feeds with a fuse> 50 A gG would thus be protected against interruptions due to medium-level fault currents across the varistor.

Bei dem zusätzlichen Einsatz einer speziellen, für den Ableiter dimensionierten Überstromschutzeinrichtung, vorzugsweise im Querzweig, kann auch eine bessere Funktionsaufteilung zwischen der Überstromschutzeinrichtung sowie der Abtrennvorrichtung und somit eine Vereinfachung dieser Einrichtungen jeweils erzielt werden.With the additional use of a special, for the arrester dimensioned overcurrent protection device, preferably in the shunt arm, also a better functional division between the overcurrent protection device and the separation device and thus simplification of these devices can be achieved in each case.

Eine Überstromschutzeinrichtung der erfindungsgemäßen Art könnte als Teilbereichsicherung ausgelegt werden, welche ausschließlich hinsichtlich ihres Schaltvermögens bei Kurzschlussströmen dimensioniert wird. Notwendige Aufwendungen, welche bei üblichen Sicherungen hinsichtlich der thermischen Belastungen, der Einhaltung einer Sicherungskennlinie und dem Schalten kleiner Ströme, bei denen nur eine Engstelle anspricht, entfallen gemäß der Erfindungslehre. Spezielle Sicherungen können somit problemlos alterungsstabil ausgeführt werden, wodurch der reale Schmelzintegralwert nur knapp oberhalb der Leistungsgrenze des Ableiters liegen muss. Neben dem Verzicht auf eine chemische Alterung kann der Schmelzleiter gegen Belastungen infolge von Stromkräften besser dimensioniert werden.An overcurrent protection device of the type according to the invention could be designed as a partial area fuse, which is dimensioned exclusively with regard to its switching capacity in the case of short-circuit currents. Necessary expenses, which in conventional fuses with regard to thermal loads, compliance with a safety curve and the switching of small currents, in which responds only a bottleneck, omitted according to the doctrine of the invention. Special fuses can thus be easily aging-resistant, whereby the real melt integral value must be just above the performance limit of the arrester. In addition to the absence of chemical aging, the fusible conductor can be better dimensioned against loads due to current forces.

Besonders vorteilhaft kann die Erfindung im Zusammenhang mit Abtrennvorrichtungen genutzt werden, welche über ein erhöhtes Schaltvermögen z. B. von 1 kA oder mehr verfügen, da sich hierdurch die Varianten hinsichtlich Abstimmung der Überstromschutzelemente erweitern.Particularly advantageous, the invention can be used in connection with separation devices, which have an increased switching capacity z. B. of 1 kA or more, as this extends the variants with respect to tuning the overcurrent protection elements.

Zusammengefasst zielt die Erfindung auf eine Kombination einer speziellen Abtrennvorrichtung für insbesondere einen Varistor und einer externen oder internen Ableitervorsicherung im Querzweig, und zwar durch eine bedarfsgerechte Koordination der verschiedenen Schutzeinrichtungen. Diese bedarfsgerechte Koordination bezieht sich insbesondere auf das unterschiedliche Schaltvermögen der verschiedenen Schutzeinrichtungen. Durch die Koordination wird im Fall einer Überlastung des Varistors ein günstigeres Schadensverhalten, z. B. durch Brandverhütung, und eine stabilere Netzversorgung erreicht.In summary, the invention aims at a combination of a special separation device for a particular varistor and an external or internal Ableitervorsicherung in the shunt branch, by a needs-based coordination of the various protective devices. This needs-based coordination relates in particular to the different switching capacity of the various protective devices. Due to the coordination is in the case of overloading the varistor a more favorable damage behavior, eg. B. by fire prevention, and achieved a more stable power.

Grundsätzliches Ziel der Koordination ist es, das Leistungsvermögen der Abtrennvorrichtung des Ableiters, insbesondere eines Varistors, optimal auszunutzen, um das Ansprechen von vorgeordneten Sicherungen im Schadensfall sowie die damit verbundene Abschaltung des Verbrauchers von der Netzversorgung weitgehend zu vermeiden. Bedarfsgerechte Koordination bedeutet, dass Fehlerströme durch den Varistor bis zum Leistungsvermögen der internen Abtrennvorrichtung durch diese abgeschaltet werden und nur höhere Fehlerströme durch eine spezielle interne oder externe Ableitervorsicherung im Querzweig unterbrochen werden müssen. Die erfindungsgemäß weitergebildete Abtrennvorrichtung besitzt bezüglich der Selektivität zu anderen vorgeordneten Überstromschutzeinrichtungen erhebliche Vorteile.The fundamental goal of the coordination is to make optimal use of the performance of the separator of the arrester, in particular of a varistor, in order to largely avoid the response of upstream fuses in the event of damage and the associated disconnection of the load from the mains supply. Demand-oriented coordination means that fault currents through the varistor are switched off by the capacity of the internal disconnecting device and only higher fault currents must be interrupted by a special internal or external arrester backup fuse in the shunt branch. The separation device further developed according to the invention has significant advantages in terms of selectivity to other upstream overcurrent protection devices.

Wie erläutert, ist die Abtrennvorrichtung des Varistors mit einer sehr flachen Zeit-Strom-Kennlinie versehen, welche sich mit einer steileren Zeit-Strom-Kennlinie einer internen oder extern vorgeschalteten Überstromschutzeinrichtung schneidet, so dass sich die oben erwähnte Funktionsaufteilung zwischen den Schutzeinrichtungen ergibt. Die Abtrennvorrichtung des Varistors besitzt für Überströme ein solches Ansprechverhalten, dass sie einerseits bei kleinen bis mittleren Überströmen in kürzeren Zeiten aktiviert wird im Vergleich zur vorgeschalteten Überstromschutzeinrichtung im Längs- bzw. Querzweig und dass sie andererseits bei großen Kurzschlussströmen, welche das Schaltvermögen der Abtrennvorrichtung überschreiten, nicht vor der vorgeordneten Überstromschutzeinrichtung anspricht.As explained, the separating device of the varistor is provided with a very flat time-current characteristic, which intersects with a steeper time-current characteristic of an internal or external upstream overcurrent protection device, resulting in the above-mentioned division of functions between the protective devices. The disconnecting device of the varistor has such a response for overcurrents that it is activated on the one hand at low to medium overcurrents in shorter times compared to the upstream overcurrent protection device in the longitudinal or transverse branch and that on the other hand, at high short-circuit currents exceeding the switching capacity of the separator, does not respond to the upstream overcurrent protection device.

Die Strom-Engstelle der erfindungsgemäßen Lehre kann als elektrische Engstelle im Wesentlichen ohne geometrisch-mechanische Verengungen ausgeführt werden.The current bottleneck of the teaching of the invention can be performed as electrical bottleneck substantially without geometric-mechanical constrictions.

Diese Strom-Engstelle wird mindestens durch die Materialeigenschaften mindestens von Teilen der Abtrennvorrichtung bestimmt.This current bottleneck is determined at least by the material properties of at least parts of the separating device.

Zusätzlich besteht die Möglichkeit, der Strom-Engstelle benachbart ein Material mit reduzierter Wärmeleitfähigkeit zuzuordnen, um die Wärmeleitung zu verhindern.In addition, there is the possibility of the stream bottleneck adjacent to a material with reduced Assign thermal conductivity to prevent heat conduction.

Das Material mit reduzierter Wärmeleitfähigkeit ist elektrisch leitfähig und umfasst beispielsweise ein metallisches Widerstandsmaterial, Edelstahl, Federstahl, Graphit, Siliziumkarbid, Keramiken und/oder Gläser.The material with reduced thermal conductivity is electrically conductive and includes, for example, a metallic resistance material, stainless steel, spring steel, graphite, silicon carbide, ceramics and / or glasses.

Der elektrische Widerstand des Materials der Strom-Engstelle in der Abtrennvorrichtung ist mindestens zwei- bis viermal größer als derjenige eines Kupfermaterials, wobei jedoch das Schmelzintegral I²t ≤ 50% von Kupfer beträgt.The electrical resistance of the material of the current constriction in the separator is at least two to four times greater than that of a copper material, but the melt integral I ² t ≤ 50% of copper.

Erfindungsgemäß kann einerseits die gesamte Schaltzunge der Abtrennvorrichtung aus einem Material mit schlechter Wärmeleitfähigkeit und einem bezogen auf Kupfer niedrigeren Schmelzintegralwert bestehen. Andererseits kann auch nur ein Teilabschnitt der Schaltzunge so ausgeführt werden.According to the invention, on the one hand, the entire switching tongue of the separating device may consist of a material with poor thermal conductivity and a lower melting integral value based on copper. On the other hand, only a portion of the switching tongue can be carried out so.

Alternativ befindet sich die Strom-Engstelle in dem über die Lötstelle mit der Abtrennvorrichtung verbundenen Anschlussteil des Ableiters.Alternatively, the current bottleneck is located in the connection part of the arrester connected to the separating device via the soldering point.

Die Schaltzunge kann auch aus einem abschnittsweise in Längsrichtung erfolgten Zusammenfügen von Materialien mit unterschiedlichen Wärme- und elektrischen Leitfähigkeiten sowie mit verschiedenen Schmelzintegralwerten bestehen.The switching tongue can also consist of a sectionally longitudinal joining of materials with different thermal and electrical conductivities and with different melting integral values.

Ebenso ist es erfindungsgemäß, die Schaltzunge aus einem Verbundmaterial oder einem beschichteten Material herzustellen, wobei dieses Verbundmaterial oder das beschichtete Material aus mindestens zwei Komponenten mit verschiedenen Werten von elektrischer und Wärmeleitfähigkeit sowie Schmelzintegralwerten besteht. Hier kann mindestens ein Bestandteil dieses Verbundmaterials zur weiteren Variation der Strom-Engstelle lokal entfernt werden.It is likewise according to the invention to produce the switching tongue from a composite material or a coated material, this composite material or the coated material consisting of at least two components having different values of electrical and thermal conductivity as well as melting integral values. Here, at least one component of this composite material can be locally removed for further variation of the current bottleneck.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.The invention will be explained below with reference to an embodiment and with the aid of figures.

Hierbei zeigen:Hereby show:

1a eine prinzipielle Schaltungsanordnung mit Überstromsicherungen, die als Einspeisesicherungen im Längszweig und als interne oder externe Ableitervorsicherungen im Querzweig ausgeführt sind; 1a a basic circuit arrangement with overcurrent fuses, which are designed as feed-in fuses in the longitudinal branch and as internal or external Ableitervordicherungen in the shunt branch;

1b beispielhafte Zeit-Strom-Kennlinien einerseits der Engstelle der Abtrennvorrichtung und andererseits die steilere Zeit-Strom-Kennlinie einer vorgeordneten Überstromschutzeinrichtung; 1b exemplary time-current characteristics on the one hand, the bottleneck of the separation device and on the other hand, the steeper time-current characteristic of an upstream overcurrent protection device;

2 eine prinzipielle Darstellung der Reihenschaltung eines Varistors mit einer thermischen Abtrennvorrichtung und eine Prinzipdarstellung des technischen Aufbaus der Abtrennvorrichtung; 2 a schematic representation of the series connection of a varistor with a thermal separation device and a schematic representation of the technical structure of the separation device;

3 eine Ausführung der Engstelle mit benachbart vorgesehenen Materialien, welche eine bezogen auf das Material der Engstelle schlechtere Wärmeleitfähigkeit aufweisen, und 3 an embodiment of the constriction with adjacent materials, which have a relation to the material of the bottleneck inferior thermal conductivity, and

4 eine Prinzipdarstellung eines in den Abtrennstreifen eingesetzten schlecht wärmeleitenden Bereichs. 4 a schematic representation of a poorly heat-conducting region used in the separation strip.

Gemäß Ausführungsbeispiel soll der Schmelzintegralwert der Strom-Engstelle innerhalb der Abtrennvorrichtung, welcher bei adiabatischer Erwärmung wirksam ist, knapp oberhalb der zusätzlichen internen oder externen Ableitervorsicherung im Querzweig liegen. Dies vermeidet bei Kurzschlussströmen von mehreren kA das erste bzw. das alleinige Ansprechen der Abtrennvorrichtung, welche üblicherweise diese Ströme nicht beherrscht. Solche hohen Ströme werden durch die vorgeordnete Überstromschutzeinrichtung unterbrochen und es entsteht innerhalb des Ableiters keine oder nur eine geringe Belastung.According to the exemplary embodiment, the melting integral value of the current constriction within the separating device, which is effective in adiabatic heating, should be just above the additional internal or external arrester backup fuse in the shunt branch. In the case of short-circuit currents of several kA, this avoids the first or the sole response of the disconnecting device, which usually does not control these currents. Such high currents are interrupted by the upstream overcurrent protection device and there is no or only a small load within the arrester.

Bei Fehlerströmen, welche unterhalb des Schaltvermögens der Abtrennvorrichtung liegen, bestimmt ausschließlich die Abtrennvorrichtung das Unterbrechen des Stroms. Das Leistungsvermögen der Abtrennvorrichtung liegt je nach Ausführungsform und Nennspannung im Bereich von wenigen 10 A bis zu einigen kA. Je höher das Ausschaltvermögen der Abtrennvorrichtung ist, desto wirkungsvoller ist die bezüglich der Netzversorgung erläuterte Maßnahme.For fault currents which are below the switching capacity of the separating device, only the separating device determines the interruption of the current. Depending on the embodiment and rated voltage, the performance of the separating device ranges from a few 10 A up to a few kA. The higher the breaking capacity of the separating device, the more effective is the measure explained with regard to the mains supply.

Ein beispielhafter I²t-Wert der Abtrennvorrichtung liegt leicht oberhalb der maximalen Stoßstrombelastbarkeit des Varistor-Ableiters. Liegt der I²t-Wert der Engstelle innerhalb der Abtrennvorrichtung unterhalb des I²t-Werts der vorgeordneten Einspeisesicherung im Längszweig, spricht diese auch bei Kurzschlussströmen an, welche nicht durch die Abtrennvorrichtung beherrscht werden. Es muss in einem solchen Fall die maximale interne oder externe Ableitervorsicherung im Querzweig entsprechend dimensioniert werden.An exemplary I ² t value of the separator is slightly above the maximum surge current capability of the varistor arrester. If the I ² t value of the bottleneck within the separating device is below the I ² t value of the upstream feed safety device in the longitudinal branch, this also responds to short-circuit currents which are not controlled by the separating device. In such a case, the maximum internal or external arrester backup in the shunt branch must be dimensioned accordingly.

Für die erfindungsgemäße Abstimmung der Zeit-Strom-Kennlinie der Strom-Engstelle der Abtrennvorrichtung mit der Zeit-Strom-Kennlinie einer externen oder einer internen Ableitervorsicherung im Querzweig ist es erforderlich, neben der querschnittsmäßigen Dimensionierung der Engstelle der Abtrennvorrichtung, welche ausschließlich auf eine adiabatische Erwärmung ausgerichtet ist, auch die Zeit-Strom-Kennlinie der Engstelle der Abtrennvorrichtung festzulegen.For the inventive tuning of the time-current characteristic of the current bottleneck of the separator with the time-current characteristic of an external or an internal Ableitervoricherung in the shunt branch, it is necessary, in addition to the cross-sectional dimensioning of the bottleneck of the separator, which exclusively on an adiabatic heating is also designed to set the time-current characteristic of the bottleneck of the separator.

Entgegen der Praxis des Standes der Technik, nachgeordnete Überstromschutzeinrichtungen, insbesondere Sicherungen im gesamten Bereich des Überstromverhaltens selektiv zu gestalten, wird die Kennlinie der Engstelle der Abtrennvorrichtung so ausgeführt, dass sie sich mit der Kennlinie der vorgeordneten Überstromschutzeinrichtung schneidet. Contrary to the practice of the prior art, to make downstream overcurrent protection devices, in particular fuses in the entire range of overcurrent behavior selectively, the characteristic of the bottleneck of the separation device is designed so that it intersects with the characteristic of the upstream overcurrent protection device.

Dies wird bevorzugt dadurch erreicht, dass das Material der Engstelle einen deutlich, beispielsweise < 50% niedrigeren spezifischen Schmelzintegralwert besitzt als das Material konventioneller Sicherungen und darüber hinaus die Wärmeabgabe aus dem Engstellenbereich behindert wird. Dies führt dazu, dass die Strom-Engstelle im Gegensatz zu üblichen Sicherungen selbst bei sehr langen Schmelzzeiten noch ein nahezu adiabatisches Schmelzverhalten zeigt. Die durch den Strom zugeführte Energie wird somit selbst nach Sekunden noch nahezu ausschließlich für das Schmelzen der Strom-Engstelle eingesetzt, während dies bei konventionellen Sicherungen nur für wenige ms der Fall ist.This is preferably achieved in that the material of the bottleneck has a distinct, for example <50% lower specific melt integral value than the material of conventional fuses and moreover the heat release from the bottleneck region is hindered. As a result, in contrast to conventional fuses, the current bottleneck still exhibits an almost adiabatic melting behavior even with very long melting times. The energy supplied by the current is thus used almost exclusively for melting the current bottleneck, even after seconds, whereas in conventional fuses this is only the case for a few ms.

1b zeigt eine beispielhafte flache Zeit-Strom-Kennlinie a) der Engstelle der Abtrennvorrichtung und eine steilere Zeit-Strom-Kennlinie b) einer vorgeordneten Überstromschutzeinrichtung, z. B. einer NH-Sicherung. 1b shows an exemplary flat time-current characteristic a) of the bottleneck of the separation device and a steeper time-current characteristic b) an upstream overcurrent protection device, eg. B. a NH fuse.

Wie die 1b zeigt, sind vier Strombereiche relevant. Bei Fehlerströmen < I₁ schmilzt die Lotstelle der Abtrennvorrichtung, wodurch diese geöffnet wird und den Strom unterbrechen kann.As the 1b shows, four current ranges are relevant. At fault currents <I ₁ , the soldering point of the separator melts, which opens it and can interrupt the power.

Fehlerströme zwischen I₁ und I₂ führen zum Schmelzen der Strom-Engstelle der Abtrennvorrichtung, wodurch diese beim öffnen die Ströme unterbricht. Erreichen die Fehlerströme Werte, die größer als I₃ sind, verhält sich die Abtrennvorrichtung des Ableiters passiv und der Strom wird durch die vorgeordnete Überstromschutzeinrichtung unterbrochen. Im Bereich zwischen I₂ und I₃ kann es nach dem Auslösen der Engstelle der Abtrennvorrichtung noch zum Auslösen der vorgeordneten Überstromschutzeinrichtung kommen, da die Strombegrenzung der Abtrennvorrichtung nur gering ist. Das Schaltvermögen der Abtrennvorrichtung soll im Idealfall knapp oberhalb des Stroms I₃ liegen.Fault currents between I ₁ and I ₂ lead to melting of the current bottleneck of the separation device, whereby it breaks the currents when it opens. If the fault currents reach values greater than I ₃ , the separator of the arrester behaves passively and the current is interrupted by the upstream overcurrent protection device. In the area between I ₂ and I _{3 it} may still come to trigger the upstream overcurrent protection device after triggering the bottleneck of the separator, since the current limit of the separator is low. The switching capacity of the separation device should ideally be just above the current I ₃ .

Zur Gestaltung der Zeit-Strom-Kennlinie der Engstelle können mehrere Verfahren genutzt werden. Neben der Berücksichtigung des I²t-Werts für den adiabatischen Erwärmungsbereich bei Kurzschlussströmen und Stoßströmen wird bei der Gestaltung auch die mechanische Funktion der Abtrennvorrichtung berücksichtigt. Insbesondere Abtrennvorrichtungen, welche eine schnelle Abtrennung bewirken sollen, und solche mit langen erforderlichen Trennstrecken werden mit hohen Federkräften beaufschlagt. Das heißt, die Teile der Abtrennvorrichtung 2 (siehe 2) einschließlich der Engstelle werden mit hohen mechanischen Kräften von z. B. einigen 10 N belastet. Dies ist bereits ohne elektrische Belastung erheblich. Zur Beherrschung dieser mechanischen Kräfte ist es vorteilhaft, die Engstelle so zu gestalten, dass sie mit der mechanisch stabilsten Kontur der Federkraft ausgesetzt ist. Dies kann durch Profile realisiert werden, aber auch bereits bei einer bandförmigen Geometrie durch die gezielte Belastung der Stirnseite. Eine solche Verbesserung der mechanischen Festigkeit wird dadurch erreicht, dass die Strom-Engstelle gemäß der Erfindung nicht als Verjüngung ausgeführt werden muss, sondern durch die Materialeigenschaften definiert ist.Several methods can be used to design the time-current characteristic of the bottleneck. In addition to the consideration of the I ² t value for the adiabatic heating range in the case of short-circuit currents and surge currents, the design also takes into account the mechanical function of the separating device. In particular separation devices, which are intended to effect a rapid separation, and those with long required separation distances are acted upon by high spring forces. That is, the parts of the separator 2 (please refer 2 ) including the bottleneck are high mechanical forces of z. B. charged some 10 N. This is already significant without electrical load. To master these mechanical forces, it is advantageous to make the bottleneck so that it is exposed to the mechanically most stable contour of the spring force. This can be realized by profiles, but also already in a band-shaped geometry by the targeted load on the front page. Such an improvement of the mechanical strength is achieved in that the current constriction according to the invention does not have to be carried out as a taper, but is defined by the material properties.

Die 2 zeigt im linken Bildteil die Reihenschaltung eines Varistors 1 mit einer thermischen Abtrennvorrichtung nebst Trennstelle 2 und symbolisch angedeuteter Vorspannkrafteinwirkung F. Der Varistor 1 im rechten Bildteil umfasst zwei Anschlusskontakte 9a, b. Der untere Anschlusskontakt 9a führt über eine Schaltzunge 3 auf den Varistoranschluss 8. Die thermische Trennstelle oder Lötstelle ist mit dem Bezugszeichen 18 bezeichnet. Die Strom-Engstelle weist das Bezugszeichen 4 auf.The 2 shows in the left part of the picture the series connection of a varistor 1 with a thermal separation device and separation point 2 and symbolically indicated preload force F. The varistor 1 in the right part of the picture comprises two connection contacts 9a , b. The lower connection contact 9a leads over a tongue 3 on the varistor connection 8th , The thermal separation point or solder joint is denoted by the reference numeral 18 designated. The current bottleneck has the reference numeral 4 on.

Vorteilhaft ist es, wenn die beim Stromfluss entstehende joulesche Wärme nicht aus der Engstelle 4 abgeführt werden kann. Als radialer thermischer Isolator ist ohne Konvektion Luft gut geeignet. In axialer Richtung findet jedoch bei üblichen Metallmaterialien eine erhebliche Wärmeableitung statt. Diese Wärmeableitung wird durch die nachstehenden Maßnahmen in erfindungsgemäßer Weise wirksam unterdrückt oder reduziert.It is advantageous if the Joule heat arising during the current flow does not come from the bottleneck 4 can be dissipated. As a radial thermal insulator air is well suited without convection. In the axial direction, however, takes place with conventional metal materials, a significant heat dissipation. This heat dissipation is effectively suppressed or reduced by the following measures in accordance with the invention.

Wie in der 3 gezeigt, kann in der Nähe des Materials der Engstelle 6 beidseitig ein Material 5, 7 mit schlechter Wärmeleitfähigkeit in die Schaltzunge bzw. deren Kontaktierungsbereich eingebracht werden. Als Materialien A und C sind hierfür metallische Widerstandsmaterialien, Edelstähle, übliche Federmaterialien, aber auch nicht metallische, elektrisch leitende Materialien wie Graphite, Siliziumkarbid, Keramiken und Gläser geeignet.Like in the 3 can be shown near the material of the bottleneck 6 a material on both sides 5 . 7 be introduced with poor thermal conductivity in the switching tongue or its contacting area. Suitable materials A and C are metallic resistance materials, stainless steels, conventional spring materials, but also non-metallic, electrically conductive materials such as graphite, silicon carbide, ceramics and glasses suitable.

Die Länge der Materialien A und C kann in Stromflussrichtung auf wenige mm begrenzt sein, wodurch der Spannungsabfall bei Stoßströmen und somit die Restspannung begrenzt bleibt. Bevorzugt sollte der elektrische Widerstand des zusammengesetzten Teils mindestens zwei- bis viermal höher als derjenige von Kupfer sein. Eine Abstimmung erfolgt derart, dass das spezifische Schmelzintegral ≤ 50% von Kupfer ist (Meyer-Konstante) und die spezifische Wärmeleitfähigkeit im Bereich von 10% bis 50% bezogen auf diejenige von Kupfer beträgt.The length of the materials A and C may be limited in the direction of current flow to a few mm, whereby the voltage drop at surge currents and thus the residual voltage remains limited. Preferably, the electrical resistance of the composite part should be at least two to four times higher than that of copper. Tuning is performed such that the specific melting integral is ≦ 50% of copper (Meyer constant) and the specific heat conductivity is in the range of 10% to 50% with respect to that of copper.

Neben der schlechteren Wärmeleitfähigkeit, die quasi einen Hitzestau im Bereich der Engstelle 4 bewirkt, führt der erhöhte elektrische Widerstand zu eine zusätzlichen gewünschten Aufheizung.In addition to the poorer thermal conductivity, the quasi a heat accumulation in the area of the bottleneck 4 causes the increased electrical resistance leads to an additional desired heating.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird von einer Engstelle ausgegangen, die nur einseitig mit einem Widerstandsmaterial begrenzt ist. In der gegenüberliegenden Richtung oder Seite wird die Engstelle nahe in einem Bereich der thermischen Erwärmung, z. B. dem Varistor platziert.In another embodiment, it is assumed that a constriction is limited only on one side with a resistance material. In the opposite direction or side, the bottleneck becomes close to a region of thermal heating, e.g. B. the varistor placed.

Bei einer weiteren Variante wird die Engstelle selbst aus einem widerstandsbehafteten Material mit schlechter Wärmeleitfähigkeit ausgeführt. Diese Gestaltungsvariante besitzt weitere Vorteile.In another variant, the constriction itself is made of a resistive material with poor thermal conductivity. This design variant has other advantages.

Die einzusetzenden Materialien besitzen ein sehr niedriges spezifisches Schmelzintegral. Zur Erlangung des für die Stoßstrombelastung notwendigen hohen I²t-Werts sind große Querschnitte erforderlich. Dies führt dazu, dass die elektrische Engstelle nicht zwangsläufig auch als geometrische Engstelle ausgebildet werden muss und dass die mechanische Festigkeit sehr hoch sein kann. Die Gestaltung der elektrischen Engstelle ohne geometrische Verjüngungen bietet gegenüber konventionellen Sicherungsbändern mit geometrischen Engstellen, welche z. B. durch Ausstanzungen erreicht werden, den Vorteil, dass die Stromdichteverteilung einheitlich ist, wodurch eine partielle Überlastung einzelner Bereiche der Engstelle vermieden wird. Zudem werden störende Stromkräfte reduziert.The materials to be used have a very low specific melting integral. To obtain the high I ² t value necessary for the surge current load, large cross sections are required. This means that the electrical bottleneck does not necessarily have to be formed as a geometric bottleneck and that the mechanical strength can be very high. The design of the electrical bottleneck without geometric rejuvenation offers over conventional hedging bands with geometric bottlenecks, which z. B. can be achieved by punching, the advantage that the current density distribution is uniform, whereby a partial overload of individual areas of the bottleneck is avoided. In addition, disturbing current forces are reduced.

Die schlechtere Wärmeabgabe innerhalb der Abtrennvorrichtung kann bei entsprechender Platzierung der Materialien, welche die Wärmeleitung behindern, auch das Schmelzen der Lotstelle der Abtrennvorrichtung beschleunigen, wodurch bei geringen Überlastungen des Varistors eine schnellere Abtrennung bewirkt wird.The poorer heat dissipation within the separation device, with appropriate placement of the materials which hinder the heat conduction, also accelerate the melting of the soldering point of the separation device, whereby a faster separation is effected at low overloads of the varistor.

Gemäß 4 wird ein in den Abtrennstreifen 3 eingesetzter, schlecht wärmeleitender Bereich 5 unmittelbar hinter der Lotstelle (Verbindung zwischen Abtrennstreifen 3 und Anschlussbein 8) gezeigt, wodurch eine Wärmeableitung zu den nachgeordneten Anschlussteilen des Varistors behindert und somit im Bereich der Lotstelle eine deutlich höhere Temperatur als in der Umgebung erreicht wird. Durch diese Temperaturerhöhung infolge der Wärmebarriere kann die Schmelztemperatur schneller erreicht werden und die Abtrennvorrichtung öffnet im entsprechenden Fehlerfall zügiger.According to 4 gets one in the separation strip 3 used, poor heat-conducting area 5 immediately behind the Lotstelle (connection between separating strips 3 and connecting leg 8th ), whereby a heat dissipation to the downstream connection parts of the varistor obstructed and thus in the area of Lotstelle a significantly higher temperature than in the environment is achieved. As a result of this temperature increase as a result of the thermal barrier, the melting temperature can be reached more quickly and the separating device opens more quickly in the corresponding error case.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 4241311 A1 [0003]
DE 3805889 A1 [0003]
DE 4000717 A1 [0007]
DE 19545505 A1 [0013]
DE 7719678 U1 [0014]

Claims

Surge arrester with at least one diverting element and with a thermal separating device, which comprises at least one temperature-sensitive solder joint and a biasing force-loaded switching tongue, wherein the switching tongue is integrated into the electrical connection path of the arrester, and the separating device has a time-current characteristic which the time Current characteristic curve of an overcurrent protection device which is permitted to the maximum extent for the application of the arrester. characterized in that the separating device has a current constriction, which is designed as electrical bottleneck without geometrical-mechanical constrictions and the current bottleneck of the separating device is determined by the material properties of parts of the separating device.

Surge arrester according to claim 1, characterized in that the current constriction is disposed adjacent to a material with reduced thermal conductivity.

Surge arrester according to claim 2, characterized in that the material with reduced thermal conductivity is electrically conductive and consists for example of a metallic resistance material, stainless steel, spring steel, graphite, silicon carbide, ceramic and / or glass or comprises such a material.

Surge arrester according to claim 3, characterized in that the electrical resistance of the material is at least two to four times greater than that of copper material, but the specific melting integral I ² t ≤ 50% of copper.

Surge arrester according to claim 1, characterized in that the entire switching tongue of the separating device consists of a material with poor thermal conductivity and a lower melting integral value I ² t relative to copper.

Surge arrester according to one of the preceding claims, characterized in that the switching tongue consists of a sectionally longitudinal joining of materials with different thermal and electrical conductivity and different melting integral values.

Surge arrester according to one of claims 1 to 5, characterized in that the switching tongue consists of a composite material or a coated material of at least two components with different values of electrical and thermal conductivity and melting integral values.

Surge arrester according to claim 1, characterized in that the switching tongue consists of a composite material or a coated material of at least two components with different values of electrical and thermal conductivity and melting integral values, wherein at least one component of the composite material is locally removed.