DE102014019795B4 - Surge protection plug with barrier device - Google Patents

Surge protection plug with barrier device Download PDF

Info

Publication number
DE102014019795B4
DE102014019795B4 DE102014019795.6A DE102014019795A DE102014019795B4 DE 102014019795 B4 DE102014019795 B4 DE 102014019795B4 DE 102014019795 A DE102014019795 A DE 102014019795A DE 102014019795 B4 DE102014019795 B4 DE 102014019795B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
surge protection
protection device
plug
surge
discharge paths
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102014019795.6A
Other languages
German (de)
Inventor
Oliver Schwehn
Peter Tugendhat
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thales Management and Services Deutschland GmbH
Original Assignee
Thales Management and Services Deutschland GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thales Management and Services Deutschland GmbH filed Critical Thales Management and Services Deutschland GmbH
Priority to DE102014019795.6A priority Critical patent/DE102014019795B4/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102014019795B4 publication Critical patent/DE102014019795B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T4/00—Overvoltage arresters using spark gaps
    • H01T4/06—Mounting arrangements for a plurality of overvoltage arresters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/10—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
    • H01C7/12—Overvoltage protection resistors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage

Abstract

Überspannungsschutzstecker für eine Überspannungsschutzeinrichtung (9) für Signal- und Steuerleitungen für eine signaltechnische Einrichtung, mit einem Steckergehäuse (23) und einem in dem Steckergehäuse (23) eingebauten Überspannungsschutzgerät (17), wobei das Überspannungsschutzgerät (17) mindestens zwei Ableitpfade (18a, 18b) umfasst, und wobei jeder Ableitpfad (18a, 18b) eine Reihenschaltung eines Überspannungsableiters (19) und eines Varistors (20) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Ableitpfaden (18a, 18b) eine Barriereeinrichtung (21) angeordnet ist, die eine unverlierbare Trennung zwischen den Ableitpfaden (18a, 18b) bildet, derart, dass bei Anschaltung verschiedener Stromkreise an das Überspannungsschutzgerät (17) eine Rückwirkungsfreiheit auf den Betrieb sowie die signaltechnische Sicherheit der signaltechnischen Einrichtung sichergestellt ist.Surge protection plug for a surge protection device (9) for signal and control lines for a signaling device, with a plug housing (23) and a surge protection device (17) installed in the plug housing (23), the surge protection device (17) having at least two discharge paths (18a, 18b ), and wherein each discharge path (18a, 18b) comprises a series connection of a surge arrester (19) and a varistor (20), characterized in that a barrier device (21) is arranged between the discharge paths (18a, 18b), which has a captive Separation between the discharge paths (18a, 18b) forms, in such a way that when different circuits are connected to the surge protection device (17), freedom from reaction to the operation and the signaling safety of the signaling device is ensured.

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Die Erfindung betrifft einen Überspannungsschutzstecker für eine Überspannungsschutzeinrichtung für Signal- und Steuerleitungen für eine signaltechnische Einrichtung, mit einem Steckergehäuse (23) und einem in dem Steckergehäuse (23) eingebauten Überspannungsschutzgerät (17), wobei das Überspannungsschutzgerät (17) mindestens zwei Ableitpfade (18a, 18b) umfasst, und wobei jeder Ableitpfad (18a, 18b) eine Reihenschaltung eines Überspannungsableiters (19) und eines Varistors (20) umfasst.The invention relates to a surge protection plug for a surge protection device for signal and control lines for a signaling device, with a plug housing (23) and a surge protection device (17) installed in the plug housing (23), the surge protection device (17) having at least two discharge paths (18a, 18b), and wherein each discharge path (18a, 18b) comprises a series connection of a surge arrester (19) and a varistor (20).

Aus Phoenix Contact „Netz & Signal-Qualität TRABTECH PLUGTRAB PT-IQ Intelligenter Überspannungsschutz mit System“, 2013 ist eine Überspannungsschutzeinrichtung bekannt.A surge protection device is known from Phoenix Contact “Network & Signal Quality TRABTECH PLUGTRAB PT-IQ Intelligent Surge Protection with System”, 2013.

Bahntechnische Anlagen umfassen eine Vielzahl an strombetriebenen Elementen von Außenanlagen, z.B. Bahnsingale oder Weichen, welche über Leitungen (Signalpfade) mit einer Innenanlage (z.B. einem Stellwerk, beziehungsweise der Steuerungselektronik des Stellwerks) verbunden sind. Die Körper der Außenanlagen sind zwar i.A. geerdet, dennoch kann es bspw. durch induktive Einkopplung oder Potentialdifferenzen durch Spannungstrichter, verursacht beispielsweise durch Blitzferneinschlag, zu einem Überspannungseintrag in die Steuer- und Schaltelemente (z.B. Stellwerksinnenanlage) kommen, was zu Schäden und Betriebsausfällen führen kann.Railway systems include a variety of power-operated elements of outdoor systems, e.g. railway signals or switches, which are connected via cables (signal paths) to an indoor system (e.g. a signal box or the control electronics of the signal box). Although the bodies of the outdoor systems are generally grounded, an overvoltage entry into the control and switching elements (e.g. indoor signal box system) can occur, for example due to inductive coupling or potential differences through voltage funnels, caused for example by a remote lightning strike, which can lead to damage and operational failures.

Um Schäden und Funktionsausfälle in Stellwerken zu vermeiden, ist es bekannt, zusätzliche Überspannungsschutzeinrichtungen zu verwenden. Die Wirkung des Überspannungsschutzes beruht auf der Ableitung auftretender Überspannungen gegen Erde.In order to avoid damage and functional failures in signal boxes, it is known to use additional surge protection devices. The effect of overvoltage protection is based on diverting any overvoltages that occur to ground.

Es ist bekannt, Überspannungsschutzgeräte auf Basissockel zu montieren, die über Kabelverbindungen mit Trennmessreihenklemmen verbunden sind, wie es beispielsweise von Thales Deutschland GmbH unter Verwendung von PLUGTRAB Elementen von Phoenix Contact realisiert wird.It is known to mount surge protection devices on base bases that are connected to isolating measuring terminal blocks via cable connections, as is implemented, for example, by Thales Deutschland GmbH using PLUGTRAB elements from Phoenix Contact.

Nachteilig an dieser Anordnung ist, dass die Überspannungsschutzeinrichtung zusätzlich zur Trennmessreihenklemme viel Platz einnimmt und die Ableitung über eine relativ lange Strecke erfolgt, was mit hohen Ableitinduktivitäten verbunden ist, so dass beim Ableiten große Störfelder induziert werden und eine höhere Spannung an der Ableitung gegen Erde im Falle einer auftretenden Überspannung besteht.The disadvantage of this arrangement is that the overvoltage protection device takes up a lot of space in addition to the isolating measuring terminal block and the discharge takes place over a relatively long distance, which is associated with high leakage inductances, so that large interference fields are induced during discharge and a higher voltage on the derivative to earth In the event of an overvoltage occurring.

Zudem ist es nicht möglich thermische Überlastungen der Überspannungsschutzgeräte zu erkennen.In addition, it is not possible to detect thermal overloads of the surge protection devices.

DE 32 33 255 A1 offenbart eine elektrische Anschlussklemme mit einem aus Isolierstoff bestehenden Klemmengehäuse, einem an dem Klemmengehäuse ausgebildeten Montagefuß zur Befestigung auf einer Tragschiene, wobei eine elektrische oder elektronische Schaltung aufweisende Schaltungseinheit an Hilfsanschlusskörpern angeschlossen ist. Um eine Einzelleitungstrennung ohne die Gefahr von Fehlschaltungen zu ermöglichen, ist in dem Klemmengehäuse eine Trennstelle angeordnet. DE 32 33 255 A1 discloses an electrical connection terminal with a terminal housing made of insulating material, a mounting base formed on the terminal housing for attachment to a mounting rail, a circuit unit having an electrical or electronic circuit being connected to auxiliary connection bodies. In order to enable individual line separation without the risk of incorrect switching, a separation point is arranged in the terminal housing.

Aus der Firmenschrift der WAGO Kontakttechnik GmbH „Gesamtkatalog W1, 15.7.94, JA 11457 ist ein Klemmenblock mit aufgestecktem Überspannungsableiter-Baustein bekannt. Zwischen den Leitungen N und Lin ist ein Varistor vorgesehen. Diese Anordnung dient zum Schutz einer Spannungsversorgung, z.B. zum Schutz von Verbrauchern und ist nicht für eine signaltechnische Einrichtung geeignet, insbesondere nicht, wenn vorgesehen ist, dass getrennte Stromkreise in einem Überspannungsschutzgerät geführt werden.A terminal block with an attached surge arrester module is known from the WAGO Kontakttechnik GmbH company publication “Complete Catalog W1, July 15, 1994, JA 11457”. A varistor is provided between lines N and Lin. This arrangement is used to protect a power supply, e.g. to protect consumers, and is not suitable for a signaling device, especially not if it is intended that separate circuits are routed in a surge protection device.

Die Firmenschrift der Siemens AG „Blitzschutzkonzept für Elektronische Stellwerke ESTW“ 2007-07-04, offenbart einen Bauelementestecker mit einem Überspannungsschutz mit zwei Ableitpfaden. Die Ableitpfade umfassen jeweils einen Überspannungsgasableiter F und einen Varistor VDR. Isolierschläuche trennen die beiden Überspannungsgasableiter voneinander. Nachteilig hieran ist, dass im Falle einer starken Überspannung die Gefahr besteht, dass ein Überschlag zwischen den Ableitpfaden stattfinden kann.The Siemens AG company brochure “Lightning Protection Concept for Electronic Interlockings ESTW” 2007-07-04 discloses a component connector with surge protection with two discharge paths. The discharge paths each include an overvoltage gas arrester F and a varistor VDR. Insulating hoses separate the two surge arresters from each other. The disadvantage of this is that in the event of a strong overvoltage there is a risk that a flashover can occur between the discharge paths.

Aufgabe der ErfindungTask of the invention

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Überspannungsschutzstecker für eine Überspannungsschutzeinrichtung vorzuschlagen, mit der die oben genannten Nachteile vermieden werden können.It is therefore the object of the invention to propose a surge protection plug for a surge protection device with which the above-mentioned disadvantages can be avoided.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Überspannungsschutzstecker gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by a surge protection plug according to claim 1.

Erfindungsgemäß ist zwischen den Ableitpfaden eine Barriereeinrichtung angeordnet, die eine unverlierbare Trennung zwischen den Ableitpfaden bildet, derart, dass bei Anschaltung verschiedener Stromkreise an das Überspannungsschutzgerät die Rückwirkungsfreiheit auf den Betrieb sowie die signaltechnische Sicherheit der signaltechnischen Einrichtung sichergestellt ist.According to the invention, a barrier device is arranged between the discharge paths, which forms a captive separation between the discharge paths, such that when different circuits are connected to the surge protection device, there is no reaction to the operation as well as the sig technical safety of the signaling equipment is ensured.

Der erfindungsgemäße Überspanungsschutzstecker wird im Zusammenhang mit einer Überspanungsschutzeinrichtung zur Anordnung zwischen einer Außenanlage und einer Innenanlage beschrieben mit mindestens zwei Reihenklemmen, die jeweils Teil eines Signalpfads sind, wobei die Reihenklemmen Anschlusskontakte zum Anschluss an die Innen- und Außenanlage aufweisen, einer Basisklemme mit einem Anschluss für eine Ableitung zur Erde.The surge protection plug according to the invention is described in connection with a surge protection device for arrangement between an outdoor system and an indoor system with at least two terminal blocks, each of which is part of a signal path, the terminal blocks having connection contacts for connection to the indoor and outdoor systems, a base terminal with a connection for a lead to earth.

Die Reihenklemmen und die Basisklemme weisen jeweils einen Steckplatz zum Aufstecken des Steckergehäuses des Überspannungsschutzgerätes auf, wobei die Reihenklemmen jeweils ein unverlierbares Trennmesser (z.B. schwenkbar) zur temporären Auftrennung der Signalpfade aufweisen.The terminal blocks and the base terminal each have a slot for attaching the plug housing of the surge protection device, with the terminal blocks each having a captive separating knife (e.g. pivotable) for temporarily separating the signal paths.

Während im Stand der Technik das Überspannungsschutzgerät auf einem gesonderten Basissockel aufgesteckt und über Kabel mit der Trennmessreihenklemme verbunden ist, sind bei der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Überspannungsschutzstecker beschriebenen Überspannungsschutzeinrichtung die Trennmessreihenklemmen (Reihenklemmen mit Trennmesser) mit einem Steckplatz ausgestattet, auf dem das Überspannungsschutzgerät aufgesteckt werden kann. Erfindungsgemäß wird also der Überspannungsschutz durch direktes Aufstecken der Überspannungsschutzgeräte auf die Trennmessreihen- und Basisklemmen realisiert. Dabei werden die Anschlüsse für Einzeladern der signaltechnischen Einrichtung mit den Reihenklemmen und die Erdanschlüsse mit den Basisklemmen verbunden. Die Basisklemmen sind vorzugsweise mit Ableitfüßen ausgerüstet, die einen gasdichten und stromtragfähigen Kontakt zu einer Montageschiene, z.B. DIN-Rail Montageschiene TS 35, ermöglichen, auf der die Reihenklemmen montiert werden können.While in the prior art the surge protection device is plugged onto a separate base base and connected to the isolating measuring terminal block via cable, in the overvoltage protection device described in connection with the surge protection plug according to the invention, the isolating measuring terminal blocks (terminal blocks with isolating blades) are equipped with a slot into which the surge protection device can be plugged can. According to the invention, the overvoltage protection is implemented by directly plugging the overvoltage protection devices onto the isolating measurement series and base terminals. The connections for individual wires of the signaling device are connected to the terminal blocks and the earth connections are connected to the base terminals. The base terminals are preferably equipped with conductor feet, which enable gas-tight and current-carrying contact to a mounting rail, e.g. DIN rail mounting rail TS 35, on which the terminal blocks can be mounted.

Bei der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Überspannungsschutzstecker beschriebenen Überspannungsschutzeinrichtung werden also Trennmessreihenklemmen als Bindeglied, z.B. zwischen Innen- und Außenanlagenverkabelung, eingesetzt. Die für die erfindungsgemäße Überspannungsschutzeinrichtung zu verwendenden Reihenklemmen müssen daher so dimensioniert sein, dass das Überspannungsschutzgerät aufgesteckt werden kann, ohne die Anschlusskontakte zum Anschluss an die Innen- und Außenanlage zu verdecken. Darüber hinaus müssen Steckergehäuse und Steckplatz so ausgestaltet sein, dass das Überspannungsschutzgeräte stoß- und vibrationsfest gemäß EN 50125-3 verbunden werden können, dies gilt insbesondere für den gemäß EN 50125-3 definierten Bereich außerhalb der Gleise (Abstand 1-3m vom Gleis).In the surge protection device described in connection with the surge protection plug according to the invention, isolating measuring terminal blocks are used as a link, for example between indoor and outdoor system cabling. The terminal blocks to be used for the surge protection device according to the invention must therefore be dimensioned so that the surge protection device can be plugged in without covering the connection contacts for connection to the indoor and outdoor systems. In addition, the connector housing and slot must be designed in such a way that the surge protection devices can be connected in a shock- and vibration-proof manner in accordance with EN 50125-3; this applies in particular to the area outside the tracks defined in accordance with EN 50125-3 (distance 1-3m from the track).

Bei den Anschlusskontakten der Reihenklemmen handelt es sich um Anschlüsse für Einzeladern. Auf der Seite der Außenanlage können zwar vieldrähtige Kabel verwendet werden, diese werden dann jedoch als Einzelader angeschlossen. Das erfindungsgemäße Konzept berücksichtigt, dass Adern verschiedener Stromkreise an dem gleichen Überspannungsschutzgerät angeschaltet werden können. Dies ist insbesondere für signaltechnische Anlagen wichtig, da durch diese besondere Eigenschaft die Rückwirkungsfreiheit auf die sicherheitsrelevanten Elemente der Signaltechnik erhalten bleibt.The connection contacts of the terminal blocks are connections for individual wires. On the outdoor system side, multi-wire cables can be used, but these are then connected as single wires. The concept according to the invention takes into account that wires from different circuits can be connected to the same surge protection device. This is particularly important for signaling systems, as this special property ensures that there is no impact on the safety-relevant elements of the signaling technology.

Für die Verwendung der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Überspannungsschutzstecker beschriebenen Überspannungsschutzeinrichtung bei signaltechnischen Einrichtungen im Bahnbetrieb müssen die verwendeten Installationskomponenten (Reihenklemme, Basisklemme) und die Überspannungsschutzgeräte für den Einsatz in Anlagen der Leit- und Sicherungstechnik zugelassen sein.For the use of the surge protection device described in connection with the surge protection plug according to the invention in signaling equipment in railway operations, the installation components used (terminal block, base terminal) and the surge protection devices must be approved for use in control and safety technology systems.

Mit der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Überspannungsschutzstecker beschriebenen Überspannungsschutzeinrichtung können Schäden und Funktionsausfälle in Stellwerken vermieden werden, die z.B. durch Überspannungen in den Verkabelungen zu den Außenanlagen, bedingt durch Blitzferneinschläge, entstehen können. Gleichzeitig kann die erfindungsgemäße Überspannungsschutzeinrichtung platzsparend montiert werden. Vorteilhaft ist auch, dass durch die erfindungsgemäße Steckverbindung zwischen Reihenklemme und Überspannungsschutzgerät die Ableitung und die Signaldurchführung am selben Ort erfolgen, also ohne Leitungsverbindung zwischen Reihen- bzw. Basisklemme und Überspannungsschutzgerät, so dass die abzuleitende Überspannung bei geringstmöglicher Ableitinduktivität zur Erde abgeleitet werden kann. Aufgrund der kurzen Ableitwege ergeben sich geringere Beeinflussungen insbesondere durch magnetische Felder auf umgebende Komponenten.With the overvoltage protection device described in connection with the surge protection plug according to the invention, damage and functional failures in signal boxes can be avoided, which can arise, for example, from overvoltages in the cabling to the outdoor systems due to remote lightning strikes. At the same time, the surge protection device according to the invention can be installed to save space. It is also advantageous that the plug connection according to the invention between the terminal block and the surge protection device means that the derivation and the signal feedthrough take place at the same location, i.e. without a line connection between the modular terminal or base terminal and the surge protection device, so that the overvoltage to be dissipated can be diverted to earth with the lowest possible leakage inductance. Due to the short conduction paths, there are fewer influences on surrounding components, particularly from magnetic fields.

Die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Überspannungsschutzstecker beschriebene Überspannungsschutzeinrichtung kann auch bei anderen als bahntechnischen Anlagen zum Einsatz kommen, insbesondere bei nicht geerdeten Anlagen, da die Überspannungsschutzeinrichtung isoliert aufgebaut ist und die enthaltenen aktiven Teile nicht berührbar sind. Vorzugsweise entspricht die Überspannungsschutzeinrichtung mindestens den Anforderungen für die Schutzart IP 20. Ebenso ist die erfindungsgemäße Überspannungsschutzeinrichtung besonders zum Schutz für Stromkreise geeignet, bei denen die Rückwirkungsfreiheit für den Betrieb zwingend erforderlich ist.The overvoltage protection device described in connection with the surge protection plug according to the invention can also be used in systems other than railway systems, in particular in non-grounded systems, since the overvoltage protection device is constructed insulated and the active parts it contains cannot be touched. Preferably, the overvoltage protection device meets at least the requirements for protection class IP 20. Likewise, the overvoltage protection device according to the invention is particularly suitable for protecting electrical circuits suitable for which freedom from reaction is absolutely necessary for operation.

Die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Überspannungsschutzstecker beschriebenen Überspannungsschutzeinrichtung ermöglicht einen zeitversetzten Einbau verschiedener Überspannungsschutzgeräte. Dadurch können Reihen- und Basisklemmen vorinstalliert werden, so dass die Anlage auch erst einmal ohne Überspannungsschutz in Betrieb genommen werden kann und eine spätere Nachrüstung möglich ist.The surge protection device described in connection with the surge protection plug according to the invention enables different surge protection devices to be installed at different times. This means that modular and basic terminal blocks can be pre-installed so that the system can initially be put into operation without surge protection and later retrofitting is possible.

Die Reihenklemmen weisen vorzugsweise jeweils an den Anschlüssen für die Eingangs- und Ausgangsleitungen eine Prüfbuchse zur Kontaktierung an den Signalpfad auf, insbesondere für Mess- und Prüfzwecke. Die Prüfbuchsen sind vorzugsweise zu beiden Seiten (zu Innen- und Außenanlage) z.B. zur dauerhaften Kontaktierung einer Messeinrichtung vorgesehen sein.The terminal blocks preferably each have a test socket at the connections for the input and output lines for contacting the signal path, in particular for measuring and testing purposes. The test sockets are preferably provided on both sides (indoor and outdoor), for example for permanent contact with a measuring device.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind mehrere Überspannungsschutzgeräte vorhanden, die jeweils ein Steckergehäuse aufweisen, und die Anordnung der Reihenklemmen weist mehrere Steckplätze zum Aufstecken der Steckergehäuse mit den Überspannungsschutzgeräten auf. Somit können mehrere Feldelemente mit der erfindungsgemäßen Überspannungsschutzeinrichtung geschützt werden.In a preferred embodiment, there are several surge protection devices, each of which has a plug housing, and the arrangement of the terminal blocks has several slots for attaching the plug housings with the surge protection devices. This means that several field elements can be protected with the surge protection device according to the invention.

Erfindungsgemäß umfasst das Überspannungsschutzgerät mindestens zwei Ableitpfade, wobei jeder Ableitpfad eine Reihenschaltung eines Überspannungsableiters und eines Varistors umfasst. Die Erfindung sieht also unabhängige Ableitelemente vor. Als Überspannungsableiter kann beispielsweise ein Gasableiter dienen. Mittels der Kombination von Varistor und Überspannungsableiter kann gewährleistet werden, dass es im Betrieb nicht zu Rückwirkungen der signaltechnischen Einrichtungen kommt. Darüber hinaus wird im Regelbetrieb durch das Unterbinden von Leckströmen die Alterung der Bauelemente minimiert. Insbesondere können Signalstromkreise sowie Ein-/Ausgänge, die AC- oder DC-Spannungen führen, geschützt werden. Die Kombination von Varistor und Überspannungsableiter in Reihenschaltung gewährleistet eine Unterbindung des Folgestromes.According to the invention, the surge protection device comprises at least two discharge paths, each discharge path comprising a series connection of a surge arrester and a varistor. The invention therefore provides independent diverting elements. A gas arrester, for example, can serve as a surge arrester. The combination of varistor and surge arrester ensures that there are no repercussions from the signaling equipment during operation. In addition, the aging of the components is minimized in regular operation by preventing leakage currents. In particular, signal circuits and inputs/outputs that carry AC or DC voltages can be protected. The combination of varistor and surge arrester in series connection ensures that the follow current is prevented.

Erfindungsgemäß ist zwischen den Ableitpfaden eine Barriereeinrichtung angeordnet. Die Barriereeinrichtung soll vermeiden, dass sich die die Ableitpfade berühren können, und bewirkt somit eine unverlierbare Trennung zwischen beiden Ableitpfaden. Dadurch wird die Anschaltung verschiedener Stromkreise an ein Überspannungsschutzgerät ermöglicht, wobei die Rückwirkungsfreiheit auf den Betrieb, sowie die signaltechnische Sicherheit der Anlage sichergestellt wird und gleichzeitig der Abstand zwischen den Ableitpfaden gering gehalten werden kann. Die Barriereeinrichtung verhindert die unbeabsichtigte Berührung der Komponenten der Ableitpfade und ist vorzugsweise in Form einer Isolierplatte aus einem geeigneten elektrisch isolierenden Material ausgebildet. Vorzugsweise liegt die Durchschlagfestigkeit der Barriereeinrichtung bei >10kV/mm nach Alterung. Die gemäß EN 50124-1 erforderliche Spannungsfestigkeit zwischen beiden Ableitpfaden wird durch entsprechende Dimensionierung der Luft- und Kriechstrecken sichergestellt. Durch das Vorsehen der Barriereeinrichtung können mehrere Feldelemente über dasselbe Überspannungsschutzgerät angeschlossen werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn dreiadrige Feldelemente (z.B. eine Doppelfadenlampe) mit Überspannungsschutzgeräten verbunden werden sollen, die jeweils zwei Ableitpfade aufweisen, da der verbleibende Ableitpfad dann nicht frei bleiben muss, wie dies bei den aus dem Stand der Technik bekannten Überspannungsschutzeinrichtung der Fall ist, sondern für ein anderes Feldelement verwendet werden kann. Darüber hinaus kann der Planungs- und Prüfaufwand reduziert werden.According to the invention, a barrier device is arranged between the discharge paths. The barrier device is intended to prevent the discharge paths from touching each other and thus creates a permanent separation between the two discharge paths. This makes it possible to connect various circuits to a surge protection device, ensuring freedom from interference with operation and the signaling safety of the system, while at the same time keeping the distance between the discharge paths small. The barrier device prevents unintentional contact with the components of the discharge paths and is preferably designed in the form of an insulating plate made of a suitable electrically insulating material. The dielectric strength of the barrier device is preferably >10kV/mm after aging. The dielectric strength between the two discharge paths required according to EN 50124-1 is ensured by appropriate dimensioning of the clearance and creepage distances. By providing the barrier device, several field elements can be connected via the same surge protection device. This is particularly advantageous if three-wire field elements (e.g. a double filament lamp) are to be connected to surge protection devices, each of which has two discharge paths, since the remaining discharge path does not then have to remain free, as is the case with the surge protection devices known from the prior art , but can be used for another field element. In addition, the planning and testing effort can be reduced.

Vorzugsweise ist das Steckergehäuse zumindest teilweise transparent ausgebildet, insbesondere im Bereich des Varistors. Auf diese Weise können die Überspannungsschutzgeräte mittels Sichtprüfung kontrolliert werden. Thermische Überlastungen können erkannt werden.The plug housing is preferably at least partially transparent, particularly in the area of the varistor. In this way, the surge protection devices can be checked visually. Thermal overloads can be detected.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine Überwachungseinrichtung, insbesondere eine optische Detektionseinrichtung, zum Detektieren von Überspannungsereignissen innerhalb der Überspannungsschutzeinrichtung vorgesehen. Die Überwachung mittels der Überwachungseinrichtung ermöglicht eine gezielte Wartung und verbessert dadurch die Verfügbarkeit der Vorrichtung. Vorzugsweise ist die Überspannungsschutzeinrichtung fernüberwachbar. Die Überwachungseinrichtung kann mit einem Speicher ausgestattet sein, der mehrere Überspannungsableitungsereignisse speichern kann. Es kann auch für jedes Überspannungsschutzgerät eine separate Überwachungseinrichtung vorgesehen sein. Eine Überwachung der Überspannungsschutzgeräte ist besonders für dezentrale signaltechnische Einrichtungen vorteilhaft.In an advantageous embodiment, a monitoring device, in particular an optical detection device, is provided for detecting overvoltage events within the overvoltage protection device. Monitoring by means of the monitoring device enables targeted maintenance and thereby improves the availability of the device. Preferably, the overvoltage protection device can be monitored remotely. The monitoring device can be equipped with a memory that can store multiple surge discharge events. A separate monitoring device can also be provided for each surge protection device. Monitoring the surge protection devices is particularly advantageous for decentralized signaling systems.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.Further advantages of the invention result from the description and the drawing. The embodiments shown and described are not to be understood as an exhaustive list, but rather have an exemplary character for describing the invention.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung und ZeichnungDetailed description of the invention and drawing

  • 1 zeigt eine bahntechnische Anlage, die mit einer erfindungsgemäßen Überspannungsschutzeinrichtung abgesichert ist; 1 shows a railway system that is protected with a surge protection device according to the invention;
  • 2 zeigt den Aufbau einer erfindungsgemäßen Überspannungsschutzeinrichtung; 2 shows the structure of a surge protection device according to the invention;
  • 3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Überspannungsschutzeinrichtung; und 3 shows a perspective view of a surge protection device according to the invention; and
  • 4 zeigt ein Überspannungsschutzgerät einer erfindungsgemäßen Überspannungsschutzeinrichtung. 4 shows a surge protection device of a surge protection device according to the invention.

1 zeigt eine bahntechnische Anlage mit einem Stellwerk 1 (Innenanlage) und einem Bahnsignal 2 (Außenanlage), welches über eine Steuerungselektronik 3 des Stellwerks 1 gesteuert wird. Das Stellwerk 1 ist mit einem äußeren Blitzschutz 4 ausgestattet, der über einen Fundament-Ringerder 5 geerdet ist. Ein Hauptpotentialausgleich 6 sowie innere Überspanungsschutzeinrichtungen 7 dienen zum Schutz des Stellwerks 1 vor direktem Blitzeinschlag. 1 shows a railway system with a signal box 1 (indoor system) and a railway signal 2 (outdoor system), which is controlled via control electronics 3 of the signal box 1. The signal box 1 is equipped with an external lightning protection 4, which is grounded via a foundation ring earth 5. A main potential equalization 6 and internal surge protection devices 7 serve to protect the signal box 1 from direct lightning strikes.

Um den Eintrag einer Überspannung über Komponenten der Außenanlage 2 in die Steuerungselektronik 3 (bspw. durch Blitzferneinschlag in der Umgebung des Signals 2 oder in der Umgebung der Zuleitungen 8 zwischen Signal 3 und Stellwerk 1) zu vermeiden, ist das Stellwerk 1 mit einer zusätzlichen Überspannungsschutzeinrichtung 9 gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet.In order to avoid the entry of an overvoltage via components of the outdoor system 2 into the control electronics 3 (e.g. due to a remote lightning strike in the area of signal 2 or in the area of the supply lines 8 between signal 3 and signal box 1), the signal box 1 is equipped with an additional overvoltage protection device 9 equipped according to the present invention.

2 zeigt den Aufbau der erfindungsgemäßen Überspannungsschutzeinrichtung 9. Zur Verbindung der Außenanlage 2 mit der Innenanlage 1 dienen zwei Reihenklemmen 10a, 10b und eine Basisklemme 11, wobei die Reihenklemmen 10a, 10b jeweils einen Teil eines Signalpfads 12a, 12b bilden. Die Reihenfolge, in der die Klemmen (10a, 10b, 11) angeordnet sind, ist beliebig. Die Reihenklemmen 10a, 10b sind mit Anschlusskontakten 13a, 13b, 14a, 14b (Einzeladeranschlüsse) zum Anschluss an die Innen- bzw. Außenanlage 1, 2 ausgestattet. Für die Erdableitung weist die Basisklemme 11 einen Ableitfuß 15 auf. 2 shows the structure of the surge protection device 9 according to the invention. Two terminal blocks 10a, 10b and a base terminal 11 are used to connect the outdoor system 2 to the indoor system 1, with the series terminals 10a, 10b each forming part of a signal path 12a, 12b. The order in which the terminals (10a, 10b, 11) are arranged is arbitrary. The terminal blocks 10a, 10b are equipped with connection contacts 13a, 13b, 14a, 14b (single wire connections) for connection to the indoor and outdoor systems 1, 2. The base terminal 11 has a discharge base 15 for earth discharge.

Über Steckkontakte ist ein Überspannungsschutzgerät 17 mit den Reihenklemmen 10a, 10b und der Basisklemme 11 verbunden. Dazu weisen die Klemmen 10a, 10b, 11 Steckplätze 16 auf. Das Überspannungsschutzgerät 17 ist in einem Steckergehäuse 23 angeordnet, welches über die Steckplätze 16 auf die Klemmen 10a, 10b, 11 aufgesteckt und somit mit diesen elektrisch und mechanisch kontaktiert werden kann. Über das Überspannungsschutzgerät wird jeder Signalpfad 12a, 12b gegen Erde beschaltet. Die Reihenklemmen 10a, 10b weisen jeweils ein, vorzugsweise schwenkbares, Trennmesser 19a, 19b zur temporären Auftrennung der Signalpfade auf.A surge protection device 17 is connected to the terminal blocks 10a, 10b and the base terminal 11 via plug contacts. For this purpose, the terminals 10a, 10b, 11 have slots 16. The surge protection device 17 is arranged in a plug housing 23, which can be plugged into the terminals 10a, 10b, 11 via the slots 16 and can thus be electrically and mechanically contacted with them. Each signal path 12a, 12b is connected to ground via the surge protection device. The terminal blocks 10a, 10b each have a, preferably pivotable, separating knife 19a, 19b for temporarily separating the signal paths.

In der Nähe der Anschlusskontakte 13a, 13b, 14a, 14b für die Eingangs- und Ausgangsleitungen sind Prüfbuchsen 24 vorgesehen, mittels derer ein Prüfgerät oder Messeinrichtung mit den Signalpfaden 12a, 12b kontaktiert werden kann.Test sockets 24 are provided near the connection contacts 13a, 13b, 14a, 14b for the input and output lines, by means of which a test device or measuring device can be contacted with the signal paths 12a, 12b.

3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Überspannungsschutzeinrichtung 9 mit zwei aufgesteckten Überspannungsschutzgeräten 17. Die erfindungsgemäße Überspannungsschutzeinrichtung 9 kann eine Vielzahl von Überspannungsschutzgeräten 17 umfassen. Die Überspannungsschutzgeräten 17 sind auf einer Montageschiene 22 angeordnet, welche insbesondere bei Anwendung in nicht geerdeten Bereichen wiederum auf einer isolierenden Grundplatte (Leiterführungsplatte - nicht gezeigt) aufgesetzt ist. Über die Montageschiene 22 kann der Erdkontakt realisiert werden. Zum Anzeigen von Ableitereignissen kann z.B. am unteren Ende der Montageschiene ein Anzeigemodul vorgesehen sein. 3 shows a perspective view of a surge protection device 9 according to the invention with two plugged-in surge protection devices 17. The surge protection device 9 according to the invention can include a large number of surge protection devices 17. The surge protection devices 17 are arranged on a mounting rail 22, which is in turn placed on an insulating base plate (conductor guide plate - not shown), particularly when used in non-grounded areas. The earth contact can be achieved via the mounting rail 22. To display discharge events, a display module can be provided, for example, at the lower end of the mounting rail.

Die grundlegende Struktur des Überspannungsschutzgerätes 17 ist in 4 dargestellt. Das Überspannungsschutzgerät 17 umfasst zwei Ableitpfade 18a, 18b, die über Anschlüsse 21a, 21b mit den Signalpfaden 12a, 12b verbunden werden können. Die beiden Anschlüsse 21a, 21b weisen einen Abstand d1 voneinander auf, wobei der Abstand d1 die einzuhaltende Kriech- und Luftstrecke zwischen den Anschlüssen 21a, 21b der beiden Ableitpfaden 18a, 18b des Überspannungsschutzgeräts 17 bezeichnet. In den Ableitpfaden 18a, 18b sind jeweils ein Überspannungsableiter 19 und ein Varistor 20 in Serie geschalten. Die Reihenfolge, in der Varistor 19 und Überspannungsableiter 20 angeordnet sind, ist beliebig, sie liegen jedoch immer in Serie. Zwischen den beiden Ableitpfaden 18a, 18b ist eine Barriereeinrichtung 21 angeordnet, so dass die Ableitpfade 18a, 18b voneinander elektrisch isoliert sind.The basic structure of the surge protection device 17 is in 4 shown. The overvoltage protection device 17 includes two discharge paths 18a, 18b, which can be connected to the signal paths 12a, 12b via connections 21a, 21b. The two connections 21a, 21b are at a distance d 1 from one another, the distance d 1 denoting the creepage and clearance distance to be maintained between the connections 21a, 21b of the two discharge paths 18a, 18b of the surge protection device 17. A surge arrester 19 and a varistor 20 are connected in series in the discharge paths 18a, 18b. The order in which varistor 19 and surge arrester 20 are arranged is arbitrary, but they are always in series. A barrier device 21 is arranged between the two discharge paths 18a, 18b, so that the discharge paths 18a, 18b are electrically insulated from one another.

Die erfindungsgemäße Überspannungsschutzeinrichtung sieht vor, dass die Überspannungsschutzgeräte direkt auf einer Trennmessreihenklemme aufgesteckt sind, wodurch eine platzsparende, einfach zu bedienende und störungsarme Überspannungsschutzeinrichtung realisiert wird.The surge protection device according to the invention provides that the surge protection devices are plugged directly onto an isolating measuring terminal block, whereby a space-saving, easy-to-use and low-interference surge protection device is realized.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
Stellwerk / InnenanlageSignal box/indoor system
22
Bahnsignal / AußenanlageRailway signal / outdoor area
33
SteuerungselektronikControl electronics
44
äußerer Blitzschutzexternal lightning protection
55
Fundament-RingerderFoundation ring earth
66
HauptpotentialausgleichMain potential equalization
77
innere Überspanungsschutzeinrichtungeninternal surge protection devices
88th
ZuleitungenLeads
99
ÜberspanungsschutzeinrichtungenSurge protection devices
10a, 10b10a, 10b
ReihenklemmenTerminal blocks
1111
BasisklemmeBase clamp
12a, 12b12a, 12b
Signalpfadssignal path
13a, 13b13a, 13b
Anschlusskontakte zur AußenanlageConnection contacts to the outdoor system
14a, 14b14a, 14b
Anschlusskontakte zur InnenanlageConnection contacts to the indoor system
1515
AbleitfußDeflecting foot
1616
SteckplätzeSlots
1717
ÜberspannungsschutzgerätSurge protection device
1818
SteckergehäuseConnector housing
1919
ÜberspannungsableiterSurge arresters
2020
VaristorVaristor
2121
BarriereeinrichtungBarrier device
2222
MontageschieneMounting rail
2323
SteckergehäuseConnector housing
2424
PrüfbuchseTest socket

Claims (5)

Überspannungsschutzstecker für eine Überspannungsschutzeinrichtung (9) für Signal- und Steuerleitungen für eine signaltechnische Einrichtung, mit einem Steckergehäuse (23) und einem in dem Steckergehäuse (23) eingebauten Überspannungsschutzgerät (17), wobei das Überspannungsschutzgerät (17) mindestens zwei Ableitpfade (18a, 18b) umfasst, und wobei jeder Ableitpfad (18a, 18b) eine Reihenschaltung eines Überspannungsableiters (19) und eines Varistors (20) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Ableitpfaden (18a, 18b) eine Barriereeinrichtung (21) angeordnet ist, die eine unverlierbare Trennung zwischen den Ableitpfaden (18a, 18b) bildet, derart, dass bei Anschaltung verschiedener Stromkreise an das Überspannungsschutzgerät (17) eine Rückwirkungsfreiheit auf den Betrieb sowie die signaltechnische Sicherheit der signaltechnischen Einrichtung sichergestellt ist.Surge protection plug for a surge protection device (9) for signal and control lines for a signaling device, with a plug housing (23) and a surge protection device (17) installed in the plug housing (23), the surge protection device (17) having at least two discharge paths (18a, 18b ), and wherein each discharge path (18a, 18b) comprises a series connection of a surge arrester (19) and a varistor (20), characterized in that a barrier device (21) is arranged between the discharge paths (18a, 18b), which has a captive Separation between the discharge paths (18a, 18b) forms, in such a way that when different circuits are connected to the surge protection device (17), freedom from reaction to the operation and the signaling safety of the signaling device is ensured. Überspannungsschutzstecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Überspannungsschutzstecker auf eine Reihenklemmenanordnung aus mindestens zwei Reihenklemmen (10a, 10b) und einer Basisklemme (11) aufsteckbar und mit diesen elektrisch kontaktierbar ist.Surge protection plug Claim 1 , characterized in that the surge protection plug can be plugged onto a terminal block arrangement consisting of at least two terminal blocks (10a, 10b) and a base terminal (11) and can be electrically contacted with these. Überspannungsschutzstecker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Überspannungsschutzstecker dazu eingerichtet ist durch Aufstecken auf die Reihenklemmenanordnung Anschlüsse für Einzeladern der signaltechnischen Einrichtung mit den Reihenklemmen (10a, 10b) und einen Erdanschluss mit der Basisklemme (11) zu verbinden.Surge protection plug Claim 2 , characterized in that the surge protection plug is designed to connect connections for individual wires of the signaling device to the series terminals (10a, 10b) and an earth connection to the base terminal (11) by plugging them onto the terminal block arrangement. Überspannungsschutzstecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Barriereeinrichtung (21) als Isolierplatte aus einem elektrisch isolierenden Material ausgeführt ist.Surge protection plug according to one of the preceding claims, characterized in that the barrier device (21) is designed as an insulating plate made of an electrically insulating material. Überspannungsschutzstecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckergehäuse (23) zumindest teilweise transparent ausgebildet ist, insbesondere im Bereich des Varistors (20).Surge protection plug according to one of the preceding claims, characterized in that the plug housing (23) is at least partially transparent, in particular in the area of the varistor (20).
DE102014019795.6A 2014-09-01 2014-09-01 Surge protection plug with barrier device Active DE102014019795B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014019795.6A DE102014019795B4 (en) 2014-09-01 2014-09-01 Surge protection plug with barrier device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014019795.6A DE102014019795B4 (en) 2014-09-01 2014-09-01 Surge protection plug with barrier device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102014019795B4 true DE102014019795B4 (en) 2024-02-22

Family

ID=89809013

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014019795.6A Active DE102014019795B4 (en) 2014-09-01 2014-09-01 Surge protection plug with barrier device

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102014019795B4 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3233255A1 (en) 1982-09-08 1984-03-08 Phönix Elektrizitätsgesellschaft H. Knümann GmbH & Co KG, 4933 Blomberg Electronic connecting terminal, especially a switching-system row terminal

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3233255A1 (en) 1982-09-08 1984-03-08 Phönix Elektrizitätsgesellschaft H. Knümann GmbH & Co KG, 4933 Blomberg Electronic connecting terminal, especially a switching-system row terminal

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Siemens AG: Blitzschutzkonzept für Elektronische Stellwerke ESTW. 2007-07-04, Dokument A6Z08110039062 A - Firmenschrift
WAGO Kontakttechnik GmbH: Gesamtkatalog W1, 15.7.94, JA 11457, Seiten 2.42-2.48, 2.88-2.89. D-32423 Minden – Firmenschrift

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2550712B1 (en) Overvoltage protection device
EP2076947B1 (en) Overvoltage protection device
WO2018104441A1 (en) Low-voltage circuit breaker device
EP3176878B1 (en) Cable connection box and overvoltage protection module for a cable connection box
DE102012024352B4 (en) Surge protection device
EP2991177B1 (en) Overvoltage protection device
DE202007011974U1 (en) Assembly consisting of a residual current circuit breaker and a surge protection device
DE102014218646A1 (en) Plug-in transverse active elements for terminal block systems
DE102014019795B4 (en) Surge protection plug with barrier device
DE102017218582B4 (en) Space-limited protection module with at least two overvoltage protection elements in parallel current branches
DE102019008133A1 (en) Surge protection device
DE102011115722B4 (en) Surge protection device
DE202014104093U1 (en) Overvoltage protection device
DE202014103923U1 (en) Overvoltage protection order
CA3063822C (en) Four-post terminal block and accessories for nonconductive plane application
DE102019122824A1 (en) Base element for an at least two-part overvoltage protection device and corresponding overvoltage protection device
DE102019003316A1 (en) Surge protection device with voltage tap
EP1746695B1 (en) Overvoltage arresting device for use in industrial bus bar distribution systems
DE102014200293B4 (en) Surge protection device for one or more phases for mounting on a control cabinet rail
DE202014100301U1 (en) Selective overcurrent protection device
EP4235730A1 (en) Overvoltage protection device with a connection base
DE102019003253A1 (en) Surge protection device with voltage tap
DE102019106737A1 (en) Surge protection device with voltage tap
DE202019005655U1 (en) Surge protection device with voltage tap
DE723210C (en) Protection device for electrical equipment with surge arrester

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R129 Divisional application from

Ref document number: 102014217446

Country of ref document: DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: THALES MANAGEMENT & SERVICES DEUTSCHLAND GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: THALES DEUTSCHLAND GMBH, 71254 DITZINGEN, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: KOHLER SCHMID MOEBUS PATENTANWAELTE PARTNERSCH, DE

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division