DE102019003316A1

DE102019003316A1 - Surge protection device with voltage tap

Info

Publication number: DE102019003316A1
Application number: DE102019003316.7A
Authority: DE
Inventors: Uwe Strangfeld; Stephan Hierl; Bernd Leibig; Patrick Spangler
Original assignee: Dehn and Soehne GmbH and Co KG
Current assignee: Dehn SE and Co KG
Priority date: 2019-03-18
Filing date: 2019-03-18
Publication date: 2020-09-24

Abstract

Es wird ein Überspannungsschutzgerät zur Installation an einer Sammelschiene angegeben, aufweisend ein Gehäuse (1) mit einem Kupplungsbereich (2) zum mechanischen und elektrischen Kontaktieren einer Sammelschiene, Überspannungsableiter zum Schutz von Niederspannungs-Versorgungssystemen, die mittels des Kupplungsbereichs (2) mit der Sammelschiene verbindbar sind, sowie einen Spannungsabgriff, der elektrisch mit mindestens zwei Überspannungsableitern verbunden ist, um einen Spannungsabgriff zur Stromversorgung einer externen Vorrichtung, insbesondere einer externen Mess- oder Regeleinheit bereitzustellen.An overvoltage protection device is specified for installation on a busbar, comprising a housing (1) with a coupling area (2) for mechanical and electrical contacting of a busbar, surge arresters for protecting low-voltage supply systems, which can be connected to the busbar by means of the coupling area (2) and a voltage tap that is electrically connected to at least two surge arresters in order to provide a voltage tap for powering an external device, in particular an external measuring or control unit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Überspannungsschutzgerät zur Installation an einem Sammelschienensystem gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to an overvoltage protection device for installation on a busbar system according to the preamble of patent claim 1.

Aufgrund jüngst in Kraft getretener Normen wird die Installation von Smart-Meter-Gateways (SMG) zur intelligenten Erfassung von Verbraucherdaten für Endkunden von Energieversorgungsunternehmen verpflichtend. Da die Daten sowie das SMG im Besitz des Energieversorgungsunternehmens sind, muss die Spannungsversorgung für das SMG durch das Energieversorgungsunternehmen im Vorzählerbereich (UAR) abgegriffen werden. Um im Fehlerfall das SMG bzw. die zuführenden Leitungen zu schützen, müssen diese durch separate Sicherungen geschützt werden.Due to the recent standards that have come into force, the installation of smart meter gateways (SMG) for the intelligent collection of consumer data for end customers of energy supply companies is mandatory. Since the data and the SMG are owned by the energy supply company, the power supply for the SMG must be tapped by the energy supply company in the pre-meter area (UAR). In order to protect the SMG or the supply lines in the event of a fault, they must be protected by separate fuses.

Alle großen Hersteller von Niederspannungsschutzkomponenten bieten hierzu bereits Lösungsansätze in Form von dezidierten Leitungsschutzschaltern, Schmelzsicherungen oder Feinsicherungen an. Diese müssen jedoch zusätzlich separat installiert werden und schränken somit die bereits knappen Platzverhältnisse weiter ein. Um der Elektrofachkraft die Installation auf einem typischen 40mm-Schienensystem, welches z.B. in Deutschland für den unteren Anschlussraum des Zählerschranks vorgeschrieben ist, weiter zu erleichtern, bieten Hersteller nun außer den herkömmlichen Sammelschienenklemmen komfortablere Einspeiseadapter (ESA) (z.B. Hager K96ESA5) an. Da der Platz im unteren Anschlussraum nicht größer wird, jedoch immer mehr Geräte in diesem Installationsumfeld verbaut werden sollen, gestaltet sich die Montage und Verdrahtung der so erforderlichen Komponenten für den Installateur in der Praxis als äußerst schwierig.All major manufacturers of low-voltage protection components already offer solutions in the form of dedicated miniature circuit breakers, fuses or fine fuses. However, these must also be installed separately and thus further restrict the already limited space. In order for the qualified electrician to carry out the installation on a typical 40mm rail system, which e.g. in Germany for the lower connection area of the meter cabinet is required, manufacturers now offer more convenient feed adapters (ESA) (e.g. Hager K96ESA5) in addition to the conventional busbar terminals. Since the space in the lower connection space does not increase, but more and more devices are to be installed in this installation environment, the assembly and wiring of the components required in this way is extremely difficult for the installer in practice.

Im Lichte der obigen Ausführungen ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spannungsversorgung für Zähler- und Messvorrichtungen im Vorzählerbereich bereitzustellen, die platzsparend und einfach zu installieren ist und vorzugsweise auch einen Überspannungsschutz sicherstellt.In light of the above, the object of the present invention is to provide a voltage supply for counters and measuring devices in the precounter area, which is space-saving and easy to install and preferably also ensures overvoltage protection.

Die Aufgabe wird durch ein Überspannungsschutzgerät gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object is achieved by an overvoltage protection device according to claim 1. Advantageous configurations result from the subclaims.

Ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, den für die Spannungsversorgung des SMGs benötigten Spannungsabgriff in das Überspannungsschutzgerät zu integrieren, das ohnehin im Vorzählerbereich benötigt wird. Somit wird keine separate Komponente für die Spannungsversorgung des SMGs benötigt, wodurch Platz im Vorzählerbereich eingespart werden kann.A core idea of the present invention is to integrate the voltage tap required for the voltage supply of the SMG into the overvoltage protection device, which is required in the pre-counter area anyway. This means that no separate components are required for the power supply of the SMG, which saves space in the pre-counter area.

Insgesamt ist mit dem erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgerät eine platzsparende und einfach zu installierende Lösung für die Spannungsversorgung des SMG geschaffen.Overall, the overvoltage protection device according to the invention creates a space-saving and easy-to-install solution for the power supply of the SMG.

Die Erfindung wird im Folgenden auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, das anhand der Figuren näher erläutert wird. Hierbei zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgeräts;
2 eine weitere perspektivische Ansicht des Überspannungsschutzgeräts aus 1;
3 eine Ansicht des Überspannungsschutzgeräts aus 1 mit einer angrenzend angeordneten Einspeiseschiene;
4 ein schematisches Schaltbild, in dem der Anschluss eines Spannungsabgriffs im Überspannungsschutzgerät illustriert ist.

The invention is described below with regard to further features and advantages using an exemplary embodiment which is explained in more detail using the figures. Here show:

1 a perspective view of a surge protection device according to the invention;
2 a further perspective view of the surge protection device 1 ;
3 a view of the surge protection device 1 with an adjacent feed rail;
4th a schematic circuit diagram in which the connection of a voltage tap in the surge protection device is illustrated.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Überspannungsschutzgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Überspannungsschutzgerät weist ein Gehäuse 1 auf, an dessen Rückseite ein Kupplungsbereich 2 zur mechanischen und elektrischen Kontaktierung einer Sammelschiene angeordnet ist. Der Kupplungsbereich 2 weist Kupplungsmittel auf, die in einem Rasterabstand eines Sammelschienensystems angeordnet sind und in bekannter Weise eine unmittelbare Montage auf einem Sammelschienensystem zur mechanischen und elektrischen Verbindung mit den Leiterschienen ermöglichen. 1 Figure 13 shows a perspective view of an embodiment of a surge protection device according to the present invention. The surge protection device has a housing 1 on, on the back of a coupling area 2 is arranged for mechanical and electrical contacting of a busbar. The coupling area 2 has coupling means which are arranged in a grid spacing of a busbar system and enable direct mounting in a known manner on a busbar system for mechanical and electrical connection with the conductor bars.

Die Kupplungsmittel sind beispielsweise so ausgebildet, dass sie ein unmittelbares mechanisches Verrasten des Überspannungsschutzgeräts auf das Sammelschienensystem ermöglichen und dabei gleichzeitig eine elektrische Kontaktierung der Leiterschienen herstellen, wie dies beispielsweise in der DE 20 2004 011 908 U1 beschrieben ist.The coupling means are designed, for example, in such a way that they enable the overvoltage protection device to be directly mechanically latched onto the busbar system and at the same time establish electrical contact with the conductor rails, as is the case, for example, in FIG DE 20 2004 011 908 U1 is described.

Im Inneren des Gehäuses 1 sind mehrere (nicht gezeigte) elektrisch verdrahtete Überspannungsableiter, insbesondere Funkenstrecken befindlich. Das Überspannungsschutzgerät gemäß den Figuren geht von einer Konfiguration eines Kombi-Ableiters mit mehreren integrierten und elektrisch verdrahteten Überspannungsableitern aus. Zurückgehend auf die DEHN + SÖHNE GmbH & Co. KG, Neumarkt/Opf./Deutschland, gehören mehrpolige Kombi-Ableiter für Hauptstromversorgungssysteme zum Stand der Technik. Derartige unter dem Markennamen „DEHNventil ZP“ vertriebenen Kombi-Ableiter sind speziell für ein Sammelschienen-Anschlussfeld eines Zählerplatzes ausgelegt.Inside the case 1 there are several (not shown) electrically wired surge arresters, in particular spark gaps. The surge protection device according to the figures is based on a configuration of a combined arrester with several integrated and electrically wired surge arresters. Going back to DEHN + SÖHNE GmbH & Co. KG, Neumarkt / Opf. / Germany, multi-pole combined arresters for main power supply systems are state-of-the-art. Such combination arresters sold under the brand name “DEHNventil ZP” are specially designed for a busbar connection panel of a meter station.

Neben der bekannten Funktion des Schutzes von Niederspannungsversorgungssystemen stellt das Überspannungsschutzgerät zudem eine Stromversorgung für eine externe Vorrichtung, insbesondere eine externe Mess- oder Regeleinheit wie ein SMG bereit. Wie in 1 zu sehen ist, weist das Überspannungsschutzgerät zu diesem Zweck an dem Gehäuse 1 einen Stromanschluss 7 auf, der einen Anschluss der externen Vorrichtung an einen Spannungsabgriff ermöglicht, der in das Überspannungsschutzgerät integriert ist. Der Spannungsabgriff ist über den Kupplungsbereich 2 ebenso wie die Überspannungsableiter mit dem Sammelschienensystem elektrisch und mechanisch koppelbar und ermöglicht so einen direkten Spannungsabgriff vor dem mit dem Überspannungsschutzgerät zu schützenden Niederspannungsversorgungssystem. Zur einfachen Verbindung mit der externen Vorrichtung ist der Spannungsabgriff über den Stromanschluss 7 an die Außenseite des Gehäuses 1 geführt, so dass nach der Installation des Überspannungsschutzgeräts die externe Vorrichtung direkt angeschlossen werden kann.In addition to the known function of protecting low-voltage supply systems, the overvoltage protection device also provides a power supply for an external device, in particular an external measuring or control unit such as an SMG. As in 1 can be seen, the overvoltage protection device points to the housing for this purpose 1 a power connection 7th on, which enables connection of the external device to a voltage tap that is integrated in the surge protection device. The voltage tap is via the coupling area 2 Just like the surge arrester, it can be electrically and mechanically coupled to the busbar system and thus enables a direct voltage tap before the low-voltage supply system to be protected with the surge protection device. For easy connection to the external device, the voltage tap is via the power connection 7th to the outside of the housing 1 so that the external device can be connected directly after the surge protection device has been installed.

Das Überspannungsschutzgerät weist weiterhin eine Statusanzeige 5 zur optischen Anzeige eines Überspannungsereignisses auf, sowie einen PE-Anschluss 4. An einer Seitenwand des Gehäuses 1 weist das Überspannungsschutzgerät eine Aussparung 3 auf, die es erlaubt das Überspannungsschutzgerät und eine zugeordnete Einspeiseschiene für das zu schützende Niederspannungsversorgungssystem unabhängig voneinander montieren und demontieren zu können. Das Überspannungsschutzgerät weist ferner einen FM-Anschluss 8 für einen Wechsler auf.The surge protection device also has a status indicator 5 for visual display of an overvoltage event, as well as a PE connection 4th . On a side wall of the housing 1 the overvoltage protection device has a recess 3 which allows the overvoltage protection device and an associated feed rail for the low-voltage supply system to be protected to be assembled and disassembled independently of one another. The surge protection device also has an FM connection 8th for a changer.

2 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht des Überspannungsschutzgeräts aus 1. Die Anschlüsse 7 und 8 weisen hier Stecker mit einer PUSH-IN-Anschlusstechnik auf, die ein schnelles Anschließen externer Vorrichtungen ermöglichen. 2 FIG. 11 shows another perspective view of the surge protection device from FIG 1 . The connections 7th and 8th have plugs with PUSH-IN connection technology that enable external devices to be connected quickly.

3 zeigt das Überspannungsschutzgerät aus 1 mit einer angrenzend angeordneten Einspeiseschiene 9, die in die Aussparung 3 des Gehäuses 1 ragt, wie bei einer typischen Einbausituation in einem Zählerschrank vorgesehen. 3 shows the overvoltage protection device 1 with an adjacent feed rail 9 that went into the recess 3 of the housing 1 protrudes, as provided in a typical installation situation in a meter cabinet.

4 stellt ein schematisches Schaltbild dar, in dem der Anschluss des Spannungsabgriffs im Überspannungsschutzgerät illustriert ist. Der Spannungsabgriff weist den Anschluss 7 auf und ist in dem Überspannungsschutzgerät so mit dem Kupplungsbereich 2 verbunden, dass er im montierten Zustand des Überspannungsschutzgeräts die N-Schiene und die L1-Schiene kontaktiert, um einen Spannungsabgriff von diesen Schienen bereitzustellen. Es wäre ebenso möglich, das Überspannungsschutzgerät so zu konfigurieren, dass der Spannungsabgriff von anderen Stromschienen erfolgt. 4th represents a schematic circuit diagram in which the connection of the voltage tap in the surge protection device is illustrated. The voltage tap shows the connection 7th and is in the surge protection device so with the coupling area 2 connected that it contacts the N-rail and the L1-rail in the assembled state of the surge protection device in order to provide a voltage tap from these rails. It would also be possible to configure the surge protection device in such a way that the voltage is tapped from other busbars.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: Gehäusecasing
22: KupplungsbereichCoupling area
33: AussparungRecess
44th: PE-AnschlussPE connection
55: StatusanzeigeStatus display
77th: StromanschlussPower connection
88th: FM-AnschlussFM connection
99: EinspeiseschieneFeed rail

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 202004011908 U1 [0010]

Claims

Surge protection device for installation on a busbar, having a housing (1) with a coupling area (2) for mechanical and electrical contacting of a busbar, surge arresters for protecting low-voltage supply systems that can be electrically connected to the busbar by means of the coupling area (2), and a voltage tap that can be electrically connected to the busbar by means of the coupling area (2) in order to provide a voltage tap for supplying power to an external device, in particular an external measuring or control unit.

Surge protection device according to Claim 1 wherein the voltage tap has a power connection (7) for connecting an external device, which is arranged on the housing (1).