DE102015008136B4 - Switching device for surge protection devices - Google Patents

Switching device for surge protection devices Download PDF

Info

Publication number
DE102015008136B4
DE102015008136B4 DE102015008136.5A DE102015008136A DE102015008136B4 DE 102015008136 B4 DE102015008136 B4 DE 102015008136B4 DE 102015008136 A DE102015008136 A DE 102015008136A DE 102015008136 B4 DE102015008136 B4 DE 102015008136B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
current path
switching elements
switching
circuit
surge current
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.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102015008136.5A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102015008136A1 (en
Inventor
Georg Wittmann
Edmund Zäuner
Christian Lang
Helmut Hirschmann
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.)
Dehn SE and Co KG
Original Assignee
Dehn and Soehne GmbH and Co KG
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 Dehn and Soehne GmbH and Co KG filed Critical Dehn and Soehne GmbH and Co KG
Priority to DE102015008136.5A priority Critical patent/DE102015008136B4/en
Priority to ES15757178T priority patent/ES2826605T3/en
Priority to PCT/EP2015/068781 priority patent/WO2016034392A1/en
Priority to EP15757178.7A priority patent/EP3189536B1/en
Priority to SI201531364T priority patent/SI3189536T1/en
Priority to CN201580047359.7A priority patent/CN106796859A/en
Publication of DE102015008136A1 publication Critical patent/DE102015008136A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102015008136B4 publication Critical patent/DE102015008136B4/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H83/00—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current
    • H01H83/10—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current operated by excess voltage, e.g. for lightning protection
    • 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
    • H01T1/00—Details of spark gaps
    • H01T1/14—Means structurally associated with spark gap for protecting it against overload or for disconnecting it in case of failure
    • 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
    • H01C7/126—Means for protecting against excessive pressure or for disconnecting in case of failure

Abstract

Schalteinrichtung für Überspannungsschutzgeräte, bestehend aus mechanisch vorgespannten, stoßstromfähigen ersten Schaltelementen (S2), welche mit dem oder den Ableitern (ÜS1; ÜS2) des Überspannungsschutzgeräts eine Reihenschaltung eines Stoßstrompfads bilden, sowie einen an der Reihenschaltung angeschlossenen Fehlerstrompfad, wobei im Fehlerstrompfad zweite Schaltelemente (S1) angeordnet und derart mit den ersten Schaltelementen (S2) mechanisch gekoppelt sind, dass bei andauernden unzulässigen Belastungen der Ableiter (ÜS1; ÜS2) im Stoßstrompfad ein Auslösen des oder der ersten Schaltelemente (S2) mit der Folge einer galvanischen Trennung des Stoßstrompfads vom jeweiligen Netz erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoßstrompfad den Hauptstromkreis und der Fehlerstrompfad einen Abbildungsstromkreis mit Eigenabschaltvermögen darstellt, wobei im Abbildungsstromkreis den zweiten Schaltelementen (S1) eine Impedanz (Z1) in Reihe geschalten ist und diese Reihenschaltung einem Gasableiter (ÜS1), der im Hauptstromkreis liegt, parallel geschalten ist, derart, dass bei netzfrequentem Leckstrom im Abbildungsstromkreis bei Impulsbelastung der Spannungsabfall über die Reihenschaltung eine Zündung des Gasableiters (ÜS1) bewirkt.Switching device for overvoltage protection devices, consisting of mechanically preloaded, impulse current capable first switching elements (S2), which with the arrester or arresters (ÜS1; ÜS2) of the overvoltage protection device form a series circuit of a surge current path, as well as a fault current path connected to the series circuit, with second switching elements (S1 ) are arranged and mechanically coupled to the first switching elements (S2) in such a way that if the arrester (ÜS1; ÜS2) in the surge current path is continuously subjected to impermissible loads, the first switching element (s) (S2) is / are triggered, resulting in galvanic separation of the surge current path from the respective network takes place, characterized in that the surge current path represents the main circuit and the fault current path represents a mapping circuit with intrinsic disconnection capability, with an impedance (Z1) connected in series to the second switching elements (S1) in the mapping circuit and this series connection being a gas discharge tube (ÜS1), which is located in the main circuit, is connected in parallel in such a way that in the case of mains-frequency leakage current in the imaging circuit when there is a pulse load, the voltage drop across the series circuit causes the gas discharge tube (ÜS1) to ignite.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung für Überspannungsschutzgeräte, bestehend aus mechanisch vorgespannten, stoßstromfähigen ersten Schaltelementen, welche mit dem oder den Ableitern des Überspannungsschutzgeräts eine Reihenschaltung eines Stoßstrompfads bilden, sowie einen an der Reihenschaltung angeschlossenen Fehlerstrompfad, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, wie aus der DE 10 2013 202 796 A1 bekannt.The invention relates to a switching device for overvoltage protection devices, consisting of mechanically preloaded, impulse current capable first switching elements, which form a series circuit of a surge current path with the arrester or arresters of the surge current protection device, as well as a fault current path connected to the series circuit, according to the preamble of claim 1, as from the DE 10 2013 202 796 A1 known.

Aus der DE 10 2009 022 069 A1 ist ein Überspannungsableiter vorbekannt, der in einem Gehäuse mindestens ein Ableitelement, insbesondere ausgebildet als Varistor, aufweist. Die vorbekannte Lösung umfasst darüber hinaus eine thermische Abschaltvorrichtung, ausgebildet als Sicherung. Die Sicherung weist ein bewegliches Bauteil auf, welches von einem Kennmelder-Draht fixiert und nach Schmelzen bzw. Zerstören dieses Drahtes freigegeben wird. Der bewegliche Bolzen ist also in der Lage, mit dem Schmelzen des Kennmelder-Drahts eine Bewegung auszuführen. Infolge der Bewegung des Bolzens vom Sicherungskörper weg nach oben wird ein Führungsteil freigegeben und es kann ein dort vorhandener Schieber eine entsprechende Bewegung unter Einwirkung einer Federvorspannkraft ausführen. Die ausgeführte Bewegung wird für eine optische Schadensanzeige genutzt.From the DE 10 2009 022 069 A1 a surge arrester is previously known which has at least one discharge element, in particular designed as a varistor, in a housing. The previously known solution also includes a thermal shutdown device designed as a fuse. The fuse has a movable component which is fixed by an indicator wire and released after this wire has melted or destroyed. The moving bolt is thus able to move with the melting of the indicator wire. As a result of the upward movement of the bolt away from the securing body, a guide part is released and a slide present there can execute a corresponding movement under the action of a spring pretensioning force. The movement carried out is used for a visual damage display.

Thermisch gekoppelte Abtrennvorrichtungen für Überspannungsschutzgeräte sind auch aus der DE 10 2006 036 598 A1 vorbekannt. Dort wird eine Schaltzunge und eine zugehörige Lotstelle mit einer Vorspann-, Auslöse- und Schaltkraft beaufschlagt. Durch die notwendige thermische Kopplung und die Zeitverzögerung der notwendigen Wärmeübertragung ist eine gewünschte schnelle Betätigung im Störungsfall problematisch.Thermally coupled disconnection devices for surge protection devices are also from the DE 10 2006 036 598 A1 previously known. There, a switching tongue and an associated soldering point are acted upon with a pretensioning, triggering and switching force. Due to the necessary thermal coupling and the time delay of the necessary heat transfer, a desired rapid actuation in the event of a malfunction is problematic.

Eine Kombination von elektrischen Schalteinrichtungen mit mechanischen Elementen zur Erhöhung des Eigenlöschvermögens zeigte die Überspannungsschutzanordnung nach DE 10 2011 018 556 A1 .The overvoltage protection arrangement demonstrated a combination of electrical switching devices with mechanical elements to increase the self-extinguishing capacity DE 10 2011 018 556 A1 .

Es verbleibt demnach festzuhalten, dass Überspannungsschutzgeräte auf Varistorbasis üblicherweise mittels thermischer Abtrennung einer Lotstelle vor Überlastung geschützt werden. Derartige Lösungsansätze weisen den Nachteil auf, dass die Abschaltung relativ träge, d.h. erst mit dem Erreichen der Schmelztemperatur des Lotes erfolgt. Ein Schutz des Überspannungselements, insbesondere des eingesetzten Varistors, ist nur in einem Strombereich von kleinen Leckströmen mit einigen Miiliampere bis zu wenigen Ampere gegeben. Energiereiche Stoßstromimpulse oder größere netzfrequente Überlastströme (TOV) können hingegen zu einem unzulässigen Ausfall im Sinne einer Explosion und Zerstörung des Überspannungsschutzgeräts führen.It therefore remains to be stated that overvoltage protection devices based on varistors are usually protected from overload by means of thermal separation of a soldering point. Such approaches have the disadvantage that the shutdown takes place relatively slowly, i.e. only when the solder has reached the melting temperature. The overvoltage element, in particular the varistor used, is only protected in a current range from small leakage currents with a few milliampere to a few amperes. High-energy surge current pulses or larger line-frequency overload currents (TOV), on the other hand, can lead to an impermissible failure in the sense of an explosion and destruction of the overvoltage protection device.

Die ebenfalls bekannt gewordene Verwendung einer integrierten Sicherung führt zwar zur Abschaltung bei auftretenden großen Kurzschlussströmen; Fehlerströme, die unterhalb des Sicherungsnennwerts liegen, können dennoch zu einem unzulässigen Ausfall des entsprechenden Ableiters führen.The use of an integrated fuse, which has also become known, leads to disconnection in the event of large short-circuit currents; Fault currents that are below the fuse rating can still lead to an impermissible failure of the relevant arrester.

Bekannte Maßnahmen, wie z.B. die Kapselung von Varistoren mit Umschaltung auf eine Sicherung oder eine Druckkontaktierung verbessern zwar die Abschalteigenschaften, es verbleiben aber Ausfalllücken in dem Strombereich bestehen, der für die thermische Abtrennvorrichtung zu groß, jedoch für die Abschaltung der eigentlichen Vorrichtung noch zu gering ist.Known measures, such as the encapsulation of varistors with switching to a fuse or pressure contacting improve the disconnection properties, but there are still gaps in the current range that is too large for the thermal disconnection device, but still too low for disconnection of the actual device .

Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Abschalteinrichtung für Überspannungsschutzgeräte anzugeben, die ein Schaltvermögen in einem erhöhten Strombereich von wenigen Ampere bis zur maximalen Schaltleistung der Schaltorgane im Stoßstrompfad aufweist. Damit soll ein breitbandiges Gesamtschaltvermögen über den kompletten Strombereich vom Leckstrom hin bis zur maximalen Schaltleistung erreichbar werden. Darüber hinaus geht es mit der zu entwickelnden Schalteinrichtung darum, schnelle Auslösekriterien zu detektieren und auf diese Weise das eigentliche Überspannungsschutzgerät bei Überlast gefahrlos vom speisenden elektrischen Netz zu trennen.From the above, it is therefore the object of the invention to provide a further developed disconnection device for overvoltage protection devices which has a switching capacity in an increased current range of a few amperes up to the maximum switching capacity of the switching elements in the surge current path. This is intended to achieve a broadband total switching capacity over the entire current range from leakage current to maximum switching capacity. In addition, the switching device to be developed is about detecting quick triggering criteria and in this way safely disconnecting the actual overvoltage protection device from the supplying electrical network in the event of an overload.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch die Lehre der Merkmalskombination nach Anspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.The object of the invention is achieved by teaching the combination of features according to claim 1, the subclaims representing at least useful embodiments and developments.

Es wird demnach von einer Schalteinrichtung für Überspannungsschutzgeräte ausgegangen, welche aus mechanisch vorgespannten, stoßstromfähigen ersten Schaltelementen besteht. Diese ersten Schaltelemente bilden mit dem oder den Ableitern, z.B. einem Gasableiter und/oder einem Varistor des Überspannungsschutzgeräts eine Reihenschaltung innerhalb eines Stoßstrom- oder Hauptstrompfads. Weiterhin ist an der vorerwähnten Reihenschaltung ein Fehlerstrompfad angeschlossen.Accordingly, a switching device for overvoltage protection devices is assumed, which consists of mechanically pre-stressed, impulse current capable first switching elements. These first switching elements form a series circuit within a surge current or main current path with the arrester or arresters, e.g. a gas arrester and / or a varistor of the overvoltage protection device. Furthermore, a fault current path is connected to the aforementioned series circuit.

Erfindungsgemäß sind im Fehlerstrompfad zweite Schaltelemente angeordnet, die derart mit den ersten Schaltelementen mechanisch gekoppelt sind, dass bei andauernden unzulässigen Belastungen der Ableiter im Stoßstrompfad ein Auslösen des oder der ersten Schaltelemente mit der Folge einer galvanischen Trennung des Stoßstrompfads vom jeweiligen Netz erfolgt.According to the invention, second switching elements are arranged in the fault current path, which are mechanically coupled to the first switching elements in such a way that if the arrester in the surge current path continues to be subjected to impermissible loads, the first switching element or elements are triggered with the consequence of a galvanic separation of the surge current path from the respective network takes place.

Die ersten Schaltelemente können als stoßstromfeste Kontaktanordnungen ausgebildet sein, die mit Hilfe eines Trennschiebers in eine geöffnete Position, d.h. in einen Abtrennzustand überführbar sind und in diesem Zustand gehalten werden können. Derartige stoßstromfähige Schaltelemente gehören zum bekannten Stand der Technik und sind daher dem Fachmann hinsichtlich Aufbau und Wirkungsweise bekannt.The first switching elements can be designed as surge current-proof contact arrangements, which can be transferred into an open position, i.e. into a disconnected state, with the aid of a separating slide, and can be kept in this state. Such switching elements capable of surge currents belong to the known state of the art and are therefore known to the person skilled in the art in terms of structure and mode of operation.

Die zweiten Schaltelemente weisen gemäß einer Weiterbildung der Erfindung mindestens ein Steuer- oder Betätigungselement auf, welches mit einem ersten hebelartigen Koppelelement in Wirkverbindung steht.According to a development of the invention, the second switching elements have at least one control or actuating element which is in operative connection with a first lever-like coupling element.

Das erste hebelartige Koppelelement weist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung eine Sperrklinke auf, um ein zweites hebelartiges Koppelelement oder eine entsprechende Koppelstange zu entriegeln.According to a development of the invention, the first lever-like coupling element has a pawl in order to unlock a second lever-like coupling element or a corresponding coupling rod.

Das zweite hebelartige Koppelelement bzw. die erwähnte Koppelstange gibt gemäß einer Weiterbildung der Erfindung beim Auslösen eine Sperrung frei, welche ansonsten die mechanisch vorgespannten, stoßstromfähigen ersten Schaltelemente in einem Schließzustand hält, indem z.B. ein Trennschieber, der unter Federvorspannung steht, blockiert ist.According to a further development of the invention, the second lever-like coupling element or the mentioned coupling rod releases a lock when triggered, which otherwise keeps the mechanically preloaded, impulse current capable first switching elements in a closed state, e.g. by blocking a slide valve that is spring preloaded.

Durch die Ausbildung der hebelartigen Koppelelemente in Verbindung mit der Sperrung kann eine relativ geringe Kraft des Steuer- oder Betätigungselements so übersetzt werden, dass ausreichend Betätigungsenergie zur Verfügung steht, um die mechanisch vorgespannten, stoßstromfähigen ersten Schaltelemente unmittelbar oder mittelbar in den Abtrennzustand, d.h. in den geöffneten Zustand zu überführen.Due to the design of the lever-like coupling elements in connection with the blocking, a relatively small force of the control or actuation element can be translated so that sufficient actuation energy is available to switch the mechanically preloaded, impulse current capable first switching elements directly or indirectly into the disconnected state, ie into the to transfer the open state.

Das oder die zweiten Schaltelemente sind gemäß einer Weiterbildung der Erfindung als sogenannte Kennmelder-Sicherung ausgeführt.According to a further development of the invention, the second switching element or elements are designed as so-called indicator fuse.

Diese Kennmelder-Sicherung besitzt gemäß einer Weiterbildung der Erfindung einen Bolzen, welcher mit dem Schmelzen des Kennmelder-Drahts freigegeben wird, wobei der Bolzen das Steuer- oder Betätigungselement bildet.According to a further development of the invention, this indicator fuse has a bolt which is released when the indicator wire melts, the bolt forming the control or actuating element.

Die Anordnung der Schalteinrichtung, umfassend die Hauptbaugruppen erste Schaltelemente, zweite Schaltelemente sowie die mechanischen Koppelteile, kann in einem separaten Gehäuse angeordnet werden, das Bestandteil eines Überspannungsschutzgeräts ist oder zur Nachrüstung entsprechender Geräte Verwendung findet. Insofern sind an der diesbezüglich entstandenen Baugruppe nur die entsprechenden Außenanschlüsse für den Fehlerstrompfad und den Stoßstrompfad vorhanden.The arrangement of the switching device, comprising the main assemblies, first switching elements, second switching elements and the mechanical coupling parts, can be arranged in a separate housing that is part of an overvoltage protection device or is used for retrofitting corresponding devices. In this respect, only the corresponding external connections for the fault current path and the impulse current path are available on the assembly created in this regard.

Alternativ kann die vorgestellte Schalteinrichtung aber auch in klassische Überspannungsschutzgeräte zur Ertüchtigung dieser im Sinne der erfindungsgemäßen Aufgabenstellung integriert werden.Alternatively, however, the switching device presented can also be integrated into classic overvoltage protection devices for upgrading them in the sense of the task according to the invention.

Gemäß der Erfindungslehre stellt der Stoßstrompfad den Hauptstromkreis und der Fehlerstrompfad einen Abbildungsstromkreis mit Eigenschaltvermögen dar, wobei im Abbildungsstromkreis den zweiten Schaltelementen eine Impedanz in Reihe geschalten ist und diese Reihenschaltung einem Gasableiter, der im Hauptstromkreis liegt, parallel geschalten ist, derart, dass bei netzfrequentem Leckstrom im Abbildungsstromkreis bei Impulsbelastung der Spannungsabfall über die Reihenschaltung eine Zündung des Gasableiters bewirkt.According to the doctrine of the invention, the impulse current path represents the main circuit and the fault current path represents a mapping circuit with intrinsic switching capacity, an impedance being connected in series to the second switching elements in the mapping circuit and this series connection being connected in parallel to a gas arrester located in the main circuit, such that with mains-frequency leakage current In the imaging circuit, the voltage drop across the series circuit causes the gas discharge tube to ignite when there is a pulse load.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist im Stoßstrompfad eine thermisch gesteuerte Abtrennvorrichtung befindlich. Diese thermisch gesteuerte Abtrennvorrichtung kann in bevorzugter Weise den Zustand eines im Stoßstrompfad befindlichen Varistors als Ableiter überwachen.In a further development of the invention, a thermally controlled disconnection device is located in the surge current path. This thermally controlled disconnection device can preferably monitor the state of a varistor located in the surge current path as an arrester.

Die vorgeschlagene Lösung umfasst zusammenfassend einen Stoßstrompfad und einen diesem parallelen, nicht Stroßstrom-durchflossenen Fehlerstrompfad. Insofern bildet die Einrichtung eine Reihenschaltung von zwei Schaltelemente umfassende Funktionseinheiten, wobei die Funktionseinheit im Fehlerstrompfad eine Möglichkeit der Stromerkennung aufweist beispielsweise über das Schmelzintegral I2t einer Sicherung, über eine Magnetspule oder ähnliche Einrichtung, weiterhin ein Eigenabschaltvermögen besitzt sowie ein Steuer- oder Betätigungselement umfasst.In summary, the proposed solution comprises a surge current path and a fault current path which is parallel to this and does not flow through a surge current. In this respect, the device forms a series connection of functional units comprising two switching elements, the functional unit in the fault current path having the option of current detection, for example via the melting integral I 2 t of a fuse, via a magnetic coil or similar device, furthermore having an intrinsic disconnection capacity and including a control or actuating element .

Die im Stoßstrompfad liegende Funktionseinheit besitzt ein entsprechendes Eigenschaltvermögen, bewirkt eine sichere Trennungsfunktion und wird von der Funktionseinheit im Fehlerstrompfad indirekt, d.h. mechanisch gekoppelt betätigt.The functional unit in the impulse current path has a corresponding intrinsic switching capacity, provides a safe disconnection function and is operated indirectly, i.e. mechanically coupled, by the functional unit in the fault current path.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Figuren sowie eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.The invention is to be explained in more detail below with reference to figures and an exemplary embodiment.

Hierbei zeigen:

  • 1 ein Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Lösung;
  • 2 eine beispielhafte Ausführungsform einer konstruktiven Lösung der Schalteinrichtung gemäß der Erfindung im nicht ausgelösten Zustand und
  • 3 eine Darstellung ähnlich derjenigen nach 2, jedoch im ausgelösten, d.h. im Abtrennzustand der ersten Schaltelemente.
Here show:
  • 1 a schematic diagram of the solution according to the invention;
  • 2 an exemplary embodiment of a structural solution of the switching device according to the invention in the non-triggered state and
  • 3 a representation similar to that after 2 , but in the tripped, ie in the disconnected state of the first switching elements.

Die Schalteinrichtung für Überspannungsschutzgeräte nach 1 verfügt über die Anschlüsse A1 und A2, welche mit dem zu schützenden Netz in Verbindung gebracht werden. Weiterhin umfasst die Einrichtung im Stoßstrompfad die Funktionseinheit S2, welche die ersten Schaltelemente darstellt. Weiterhin ist ein Überspannungsschutzelement, d.h. ein Ableiter ÜS1, vorzugsweise ausgeführt als Gasableiter, und ein Überspannungsschutzelement ÜS2, vorzugsweise ausgeführt als Varistor, vorhanden.The switchgear for overvoltage protection devices according to 1 has the connections A1 and A2 associated with the network to be protected. Furthermore, the device in the surge current path comprises the functional unit S2 , which represents the first switching elements. Furthermore, there is an overvoltage protection element, ie an arrester ÜS1, preferably designed as a gas arrester, and an overvoltage protection element ÜS2, preferably designed as a varistor.

Im Fehlerstrompfad befindet sich die Funktionseinheit S1, d.h. die entsprechenden zweiten Schaltelemente, die Impedanz Z1 und das Überspannungsschutzelement ÜS2.The functional unit is located in the fault current path S1 , ie the corresponding second switching elements, the impedance Z1 and the overvoltage protection element ÜS2.

Im Ausgangszustand fließt der netzfrequente Leckstrom im Fehlerstrompfad. Führt der Spannungsabfall über der Funktionseinheit S1 und der Impedanz Z1 bei Impulsbelastung zum Ansprechen des Gasableiters ÜS1, kommutiert der Strom in den Stoßstrompfad,In the initial state, the mains-frequency leakage current flows in the fault current path. Performs the voltage drop across the functional unit S1 and the impedance Z1 in the event of a pulse load to trigger the gas discharge tube ÜS1, the current commutates into the surge current path,

Die Impedanz Z1 bewirkt bei Impulsbelastung den nötigen Spannungsabfall zur Zündung des Überspannungsschutzelements, d.h. des Gasableiters ÜS1.The impedance Z1 causes the voltage drop required to ignite the overvoltage protection element, ie the gas arrester ÜS1, when there is a pulse load.

Erfindungsgemäß ist die Funktionseinheit S1 als Sicherung mit Kennmelder ausgeführt. Beim Auslösen der Sicherung gibt der Kennmelder-Stößel oder -bolzen eine mechanische Entriegelung frei, welche die Funktionseinheit S2 betätigt. Dies ist mit der gestrichelten Linie angedeutet.According to the invention is the functional unit S1 designed as a fuse with indicator. When the fuse is triggered, the indicator plunger or bolt releases a mechanical unlocking mechanism that activates the functional unit S2 actuated. This is indicated with the dashed line.

Die Funktionseinheit S2 stellt dann die galvanische Trennung des überlasteten Ableiters vom speisenden Netz nach dem Auslösevorgang sicher. Die Funktionseinheit S2 kann zusätzlich mit einer thermischen Abtrennvorrichtung ATV kombiniert werden.The functional unit S2 then ensures the galvanic separation of the overloaded arrester from the feeding network after the tripping process. The functional unit S2 can also be combined with an ATV thermal cut-off device.

Die Ausführung der vorerwähnten mechanischen Entriegelung kann gemäß der Darstellung nach den 2 und 3 realisiert werden.The execution of the aforementioned mechanical unlocking can according to the representation according to the 2 and 3 will be realized.

Als Funktionseinheit S1 ist innerhalb eines Teilgehäuses 1 die erwähnte Kennmelder-Sicherung mit Betätigungsbolzen 2 befindlich.As a functional unit S1 is within a partial housing 1 the aforementioned indicator fuse with actuating bolt 2 located.

Im nicht ausgelösten Zustand gemäß 2 sind die Schaltelemente S2, welche stoßstromfest ausgeführt werden, elektrisch verbunden, d.h. die Schalteinrichtung ist geschlossen. Die ersten Schaltelemente S2 nebst Schieber 3 sind in einem zweiten Teilgehäuse 4 angeordnet.In the not triggered state according to 2 are the switching elements S2 , which are designed to be surge current-proof, electrically connected, ie the switching device is closed. The first switching elements S2 plus slider 3 are in a second sub-housing 4th arranged.

Die Bewegung des Schiebers 3 wird von einer drehbaren Sperrung 5 blockiert. Die Sperrung 5 liegt an einem zweiten hebelartigen Koppelement 6 an, das von einer Sperrklinke 7 eines ersten hebelartigen Koppelelements 8 gehalten ist.The movement of the slide 3 is supported by a rotating lock 5 blocked. The lock 5 lies on a second lever-like coupling element 6th on, that of a pawl 7th a first lever-like coupling element 8th is held.

Das der Sperrklinke 7 gegenüberliegende Ende des ersten hebelartigen Koppelelements 8, mit dem Bezugszeichen 9 bezeichnet, liegt am Bolzen 2 des Kennmelders an.That of the pawl 7th opposite end of the first lever-like coupling element 8th , with the reference number 9 referred to, lies on the bolt 2 of the indicator.

Wenn, wie in 3 ersichtlich, der Bolzen 2 einer Bewegung in Pfeilrichtung unterliegt, wird das erste hebelartige Koppelelement 8 in Pfeilrichtung um die Achse 10 verschwenkt, so dass sich gemäß der Darstellung nach 3 die Sperrklinke 7 nach oben bewegt und das zweite hebelartige Koppelelement 6 frei wird.If, as in 3 visible, the bolt 2 is subject to a movement in the direction of the arrow, the first lever-like coupling element 8th in the direction of the arrow around the axis 10 pivoted so that according to the illustration 3 the pawl 7th moved upwards and the second lever-like coupling element 6th becomes free.

Eine Vorspannfeder 11 beschleunigt diesbezüglich das in Pfeilrichtung gemäß 2 und 3 nach links ausgeführte Verschwenken des zweiten hebelartigen Koppelelements 6 mit der Folge einer Drehbewegung der Sperrung 5 in Pfeilrichtung. Hierdurch wiederum kann der Schieber 3 unter Kraft einer weiteren Feder 12 sich in Pfeilrichtung gemäß der Darstellung nach den 2 und 3 nach unten bewegen, wodurch die ersten Schaltelemente S2 in den Abtrennzustand überführbar sind.A preload spring 11 accelerates this in the direction of the arrow according to 2 and 3 pivoting of the second lever-like coupling element carried out to the left 6th with the consequence of a rotary movement of the lock 5 in the direction of the arrow. This in turn allows the slide 3 under the force of another spring 12th in the direction of the arrow according to the illustration after the 2 and 3 move down, causing the first switching elements S2 can be converted into the disconnected state.

Die beispielhaft in den 2 und 3 gezeigte konstruktive Lösung macht deutlich, dass die ersten Schaltelemente S2 hinsichtlich ihrer erforderlichen Stoßstromtragfähigkeit optimal ausgelegt werden können. Die vom zweiten Schaltelement S1 herrührende Betätigungskraft über den Bolzen 2 muss lediglich ausreichend sein, um das erste hebelartige Koppelelement 8 nebst Sperrklinke 7 aus seiner Sperrposition in eine Freigabeposition zu bewegen.The exemplary in the 2 and 3 The constructive solution shown makes it clear that the first switching elements S2 can be optimally designed with regard to their required surge current carrying capacity. The one from the second switching element S1 resulting actuation force via the bolt 2 must only be sufficient to the first lever-like coupling element 8th including pawl 7th to move from its locked position to a release position.

Die eingesetzte Kennmelder-Sicherung ist nicht hauptstromführend und quasi lediglich mechanisch mit einem Leistungsschalter, der im Hauptstromkreis liegt, gekoppelt und in der Lage, den Leistungsschalter auszulösen. Insofern ist der Fehlerstrompfad als ein Stromkreis ausgelegt, der die Stromzustände im Hauptstromkreis abbildet.The indicator fuse used does not carry the main current and is only mechanically coupled to a circuit breaker in the main circuit and is able to trip the circuit breaker. In this respect, the fault current path is designed as a circuit that maps the current states in the main circuit.

Claims (8)

Schalteinrichtung für Überspannungsschutzgeräte, bestehend aus mechanisch vorgespannten, stoßstromfähigen ersten Schaltelementen (S2), welche mit dem oder den Ableitern (ÜS1; ÜS2) des Überspannungsschutzgeräts eine Reihenschaltung eines Stoßstrompfads bilden, sowie einen an der Reihenschaltung angeschlossenen Fehlerstrompfad, wobei im Fehlerstrompfad zweite Schaltelemente (S1) angeordnet und derart mit den ersten Schaltelementen (S2) mechanisch gekoppelt sind, dass bei andauernden unzulässigen Belastungen der Ableiter (ÜS1; ÜS2) im Stoßstrompfad ein Auslösen des oder der ersten Schaltelemente (S2) mit der Folge einer galvanischen Trennung des Stoßstrompfads vom jeweiligen Netz erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoßstrompfad den Hauptstromkreis und der Fehlerstrompfad einen Abbildungsstromkreis mit Eigenabschaltvermögen darstellt, wobei im Abbildungsstromkreis den zweiten Schaltelementen (S1) eine Impedanz (Z1) in Reihe geschalten ist und diese Reihenschaltung einem Gasableiter (ÜS1), der im Hauptstromkreis liegt, parallel geschalten ist, derart, dass bei netzfrequentem Leckstrom im Abbildungsstromkreis bei Impulsbelastung der Spannungsabfall über die Reihenschaltung eine Zündung des Gasableiters (ÜS1) bewirkt.Switching device for overvoltage protection devices, consisting of mechanically pre-tensioned, impulse current capable first switching elements (S2), which with the arrester or arresters (ÜS1; ÜS2) of the overvoltage protection device form a series circuit of a surge current path, as well as a fault current path connected to the series circuit, whereby Second switching elements (S1) are arranged in the fault current path and are mechanically coupled to the first switching elements (S2) in such a way that, if the arrester (ÜS1; ÜS2) in the surge current path is subjected to continuous inadmissible loads, the first switching element or elements (S2) are triggered with the consequence of a galvanic The surge current path is separated from the respective network, characterized in that the surge current path represents the main circuit and the fault current path represents a mapping circuit with intrinsic disconnection capability, with an impedance (Z1) connected in series to the second switching elements (S1) in the mapping circuit and this series connection being a gas discharge tube (ÜS1 ), which is in the main circuit, is connected in parallel in such a way that in the case of mains-frequency leakage current in the imaging circuit, the voltage drop across the series circuit causes the gas discharge tube (ÜS1) to ignite when there is a pulse load. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Schaltelemente (S1) ein Steuer- oder Betätigungselement (2) aufweisen, welches mit einem ersten hebelartigen Koppelelement (8) in Wirkverbindung steht.Switching device according to Claim 1 , characterized in that the second switching elements (S1) have a control or actuating element (2) which is in operative connection with a first lever-like coupling element (8). Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste hebelartige Koppelelement (8) eine Sperrklinke (7) aufweist, um ein zweites hebelartiges Koppelelement (6) zu entriegeln.Switching device according to Claim 2 , characterized in that the first lever-like coupling element (8) has a pawl (7) in order to unlock a second lever-like coupling element (6). Schalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite hebelartige Koppelelement (6) beim Auslösen eine Sperrung (5) freigibt, welche ansonsten die mechanisch vorgespannten, stoßstromfähigen ersten Schaltelemente (S2) in einem Schließzustand hält.Switching device according to Claim 3 , characterized in that the second lever-like coupling element (6) releases a lock (5) when triggered, which otherwise keeps the mechanically preloaded, surge current-capable first switching elements (S2) in a closed state. Schalteinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Schaltelemente (S1) als Kennmelder-Sicherung ausgeführt sind.Switching device according to one of the preceding claims, characterized in that the second switching elements (S1) are designed as indicator fuse. Schalteinrichtung nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennmelder-Sicherung einen Bolzen (2) besitzt, welcher mit dem Schmelzen des Kennmelder-Drahts freigegeben wird, wobei der Bolzen (2) das Steuer- oder Betätigungselement (2) bildet.Switching device according to Claim 2 and 5 , characterized in that the indicator fuse has a bolt (2) which is released when the indicator wire melts, the bolt (2) forming the control or actuating element (2). Schalteinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Stoßstrompfad eine thermisch gesteuerte Abtrennvorrichtung (ATV) befindlich ist.Switching device according to one of the preceding claims, characterized in that a thermally controlled disconnection device (ATV) is located in the surge current path. Schalteinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die thermisch gesteuerte Abtrennvorrichtung (ATV) den Zustand eines im Stoßstrompfad befindlichen Varistors (ÜS2) überwacht.Switching device according to Claim 7 , characterized in that the thermally controlled disconnection device (ATV) monitors the state of a varistor (ÜS2) located in the surge current path.
DE102015008136.5A 2014-09-05 2015-06-24 Switching device for surge protection devices Expired - Fee Related DE102015008136B4 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015008136.5A DE102015008136B4 (en) 2014-09-05 2015-06-24 Switching device for surge protection devices
ES15757178T ES2826605T3 (en) 2014-09-05 2015-08-14 Switching device for surge protection devices
PCT/EP2015/068781 WO2016034392A1 (en) 2014-09-05 2015-08-14 Switching device for overvoltage arresters
EP15757178.7A EP3189536B1 (en) 2014-09-05 2015-08-14 Switching arrangement for overvoltage protection device
SI201531364T SI3189536T1 (en) 2014-09-05 2015-08-14 Switching arrangement for overvoltage protection device
CN201580047359.7A CN106796859A (en) 2014-09-05 2015-08-14 Switching device for an overvoltage protection device

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014013216 2014-09-05
DE102014013216.1 2014-09-05
DE102015008136.5A DE102015008136B4 (en) 2014-09-05 2015-06-24 Switching device for surge protection devices

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102015008136A1 DE102015008136A1 (en) 2016-03-10
DE102015008136B4 true DE102015008136B4 (en) 2021-08-26

Family

ID=55358548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015008136.5A Expired - Fee Related DE102015008136B4 (en) 2014-09-05 2015-06-24 Switching device for surge protection devices

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP3189536B1 (en)
CN (1) CN106796859A (en)
DE (1) DE102015008136B4 (en)
ES (1) ES2826605T3 (en)
SI (1) SI3189536T1 (en)
WO (1) WO2016034392A1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016000355A1 (en) * 2015-09-11 2017-03-16 DEHN + SÖHNE GmbH + Co. KG. Arrangement for the safe, independent of switchgear or fuses, mains-side separation of overvoltage protection devices in the case of critical operating conditions
DE102015016729B4 (en) 2015-12-22 2018-10-31 Vdm Metals International Gmbh Process for producing a nickel-base alloy
DE102016011076A1 (en) * 2016-04-19 2017-10-19 DEHN + SÖHNE GmbH + Co. KG. Arrangement for overload protection of surge protective devices
US11223200B2 (en) * 2018-07-26 2022-01-11 Ripd Ip Development Ltd Surge protective devices, circuits, modules and systems including same
CN113708336A (en) * 2020-05-21 2021-11-26 菲尼克斯电气公司 Overvoltage protection device

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3805889C2 (en) 1987-10-24 1995-11-23 Bettermann Obo Ohg Device for monitoring the function of surge arresters
DE102006036598A1 (en) 2006-04-26 2007-10-31 Dehn + Söhne Gmbh + Co. Kg Separating device dimensioning method for over-voltage protection, involves adjusting force distribution so that small force acts on soldered joint of switching guide, and large force executes switching movement during soldering process
DE102009022069A1 (en) 2009-01-12 2010-07-22 Dehn + Söhne Gmbh + Co. Kg Surge arresters
WO2012045610A1 (en) 2010-10-04 2012-04-12 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Surge protection device
DE102011018556A1 (en) 2011-02-18 2012-08-23 Dehn + Söhne Gmbh + Co. Kg Overvoltage protection device comprising at least one surge arrester
DE102012011072A1 (en) 2012-03-26 2013-09-26 Dehn + Söhne Gmbh + Co. Kg Defect indicator for an electronic device, in particular surge arrester
DE102013202796A1 (en) 2013-02-20 2014-08-21 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Separation device for over-voltage protection device utilized in direct voltage system, has switch switchable by conductor portion of shape memory alloy, and electric circuit comprising low-pass characteristic with regard to another circuit

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2696588B1 (en) * 1992-10-07 1994-12-09 Legrand Sa Overvoltage limiter with medium fault indicator.
FR2871932B1 (en) * 2004-06-18 2006-08-04 Schneider Electric Ind Sas OVERVOLTAGE PROTECTION DEVICE
DE102006034404B4 (en) * 2006-06-08 2014-05-28 Dehn + Söhne Gmbh + Co. Kg Overcurrent protection device for use with overvoltage arresters, with an additional mechanical release designed as a firing pin
DE202006020213U1 (en) * 2006-06-08 2007-12-20 Dehn + Söhne Gmbh + Co. Kg Overcurrent protection device for use in surge protection devices with additional mechanical release, preferably designed as a firing pin
FR2948490A1 (en) * 2009-07-21 2011-01-28 Abb France DEVICE FOR PROTECTING AN ELECTRICAL INSTALLATION AGAINST TRANSIENT OVERVOLTAGES

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3805889C2 (en) 1987-10-24 1995-11-23 Bettermann Obo Ohg Device for monitoring the function of surge arresters
DE102006036598A1 (en) 2006-04-26 2007-10-31 Dehn + Söhne Gmbh + Co. Kg Separating device dimensioning method for over-voltage protection, involves adjusting force distribution so that small force acts on soldered joint of switching guide, and large force executes switching movement during soldering process
DE102009022069A1 (en) 2009-01-12 2010-07-22 Dehn + Söhne Gmbh + Co. Kg Surge arresters
WO2012045610A1 (en) 2010-10-04 2012-04-12 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Surge protection device
DE102011018556A1 (en) 2011-02-18 2012-08-23 Dehn + Söhne Gmbh + Co. Kg Overvoltage protection device comprising at least one surge arrester
DE102012011072A1 (en) 2012-03-26 2013-09-26 Dehn + Söhne Gmbh + Co. Kg Defect indicator for an electronic device, in particular surge arrester
DE102013202796A1 (en) 2013-02-20 2014-08-21 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Separation device for over-voltage protection device utilized in direct voltage system, has switch switchable by conductor portion of shape memory alloy, and electric circuit comprising low-pass characteristic with regard to another circuit

Also Published As

Publication number Publication date
EP3189536B1 (en) 2020-09-30
ES2826605T3 (en) 2021-05-18
CN106796859A (en) 2017-05-31
WO2016034392A1 (en) 2016-03-10
DE102015008136A1 (en) 2016-03-10
EP3189536A1 (en) 2017-07-12
SI3189536T1 (en) 2020-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102015008136B4 (en) Switching device for surge protection devices
EP2553691B1 (en) Overvoltage protection device having at least one surge arrester
DE102014215280B3 (en) Combined surge protection device with integrated spark gap
EP3552282B1 (en) Overvoltage protection arrangement consisting of a horn spark gap accommodated in an insulating housing
EP2932521B1 (en) Automatic circuit breaker with auxiliary short circuit
DE102008013447A1 (en) Surge arrester, has separating device integrated in electrical contact path of arresting element, where defect state variable of arrester is supplied to auxiliary module to pass high switching current or short-circuit current over module
EP3248204B1 (en) Automatic cut-out
DE102012223168A1 (en) Electromechanical switching device, has arc-quenching device comprising first permanent magnet and second permanent magnet that are arranged on both sides of switching contact, where magnets are magnetized in opposite directions
DE112016002258T5 (en) MECHANICAL FUSE DEVICE
EP3166193B1 (en) Switching appliance for overvoltage protection devices
EP3224852B1 (en) Switching device having a drive for functional switching and a high-speed circuit breaker for breaking a current path in the switching device
DE102018129679B4 (en) Surge protection device with thermal overload protection device
EP2812962B1 (en) Surge arrester
WO2013117176A1 (en) Surge arrester
DE102016001767A1 (en) Switching device for overvoltage protection devices
DE202018006385U1 (en) Surge protection device with thermal overload protection device
DE69630069T2 (en) Isolator limit protection for three-phase electrical transformers
DE202012000339U1 (en) Electric disconnecting device
DE102012021668A1 (en) Device for protecting an AC supplied with an alternating current, which can be integrated in a contactor
DE102017221937A1 (en) Arrangement for electrical monitoring of the switching state of a fuse
DE102008049472A1 (en) Overvoltage arrester is provided with stop device that is thermally triggered in motion path of conductor segment, between fusible point and conductive element
EP3549150B1 (en) Device for separating an electrical system from an energy source
DE202020102889U1 (en) Surge protection device
DE19542690A1 (en) Device for the forced disconnection of power lines in switching devices
EP1764817A1 (en) Switching device and electrically controlled actuator, especially for rapid disconnection of a short circuit current

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: DEHN SE + CO KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: DEHN + SOEHNE GMBH + CO. KG., 92318 NEUMARKT, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: MEISSNER BOLTE PATENTANWAELTE RECHTSANWAELTE P, DE

Representative=s name: ISARPATENT - PATENT- UND RECHTSANWAELTE BARTH , DE

R082 Change of representative

Representative=s name: ISARPATENT - PATENT- UND RECHTSANWAELTE BARTH , DE

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee