DE102021105876A1 - Technology for overvoltage protection and reporting a state of the overvoltage protection - Google Patents

Technology for overvoltage protection and reporting a state of the overvoltage protection Download PDF

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Friedrich-Eckhard Brand
Steffen Pförtner
Gernot FINIS
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (100) und ein System zum Überspannungsschutz und Melden eines Zustands des Überspannungsschutzes. Die Vorrichtung (100) umfasst einen Überspannungsableiter (110) zum Überspannungsschutz eines elektrischen Stromkreises. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung (100) einen zwischen einer Betriebsstellung und mindestens einer Fehlerstellung quer zu einem Lichttunnel (120) beweglichen Schieber (112) mit einem dem Lichttunnel (120) zugewandten ersten Ende (122, 124). In der Betriebsstellung ist das erste Ende (122, 124) außerhalb des Lichttunnels (120) angeordnet, und in der mindestens einen Fehlerstellung ist das erste Ende (122, 124) zumindest abschnittsweise im Lichttunnel (120) angeordnet. Ferner umfasst die Vorrichtung (100) eine Spanneinrichtung (114), die dazu ausgebildet ist, den Schieber (112) in der Betriebsstellung mit einer Vorspannung in Richtung der mindestens einen Fehlerstellung vorzuspannen. Die Vorrichtung (100) umfasst außerdem mindestens ein wärmeempfindliches Material (116, 118), welches die Bewegung des Schiebers (112) entgegen der Vorspannung in der Betriebsstellung blockiert. Das mindestens eine wärmeempfindliche Material (116, 118) steht mit dem Überspannungsableiter (110) in Wärmekontakt und ist dazu ausgebildet, bei einer Erwärmung einen Phasenübergang zu durchlaufen, der die Bewegung des Schiebers (112) in die mindestens eine Fehlerstellung freigibt.The present invention relates to a device (100) and a system for overvoltage protection and reporting a state of the overvoltage protection. The device (100) comprises a surge arrester (110) for surge protection of an electrical circuit. Furthermore, the device (100) comprises a slide (112) that is movable between an operating position and at least one fault position transversely to a light tunnel (120) and has a first end (122, 124) facing the light tunnel (120). In the operating position, the first end (122, 124) is arranged outside the light tunnel (120), and in the at least one fault position the first end (122, 124) is arranged at least in sections in the light tunnel (120). The device (100) further comprises a tensioning device (114) which is designed to pretension the slide (112) in the operating position with a preload in the direction of the at least one faulty position. The device (100) also comprises at least one heat-sensitive material (116, 118) which blocks the movement of the slide (112) against the bias in the operating position. The at least one heat-sensitive material (116, 118) is in thermal contact with the surge arrester (110) and is designed to undergo a phase transition when heated, which enables the slide (112) to move into the at least one fault position.

Description

Die Erfindung betrifft eine Technik zum Überspannungsschutz und Melden eines Zustands des Überspannungsschutzes. Insbesondere sind, ohne darauf beschränkt zu sein, eine Vorrichtung zum Überspannungsschutz und Melden eines Zustands eines Überspannungsschutzes und ein System mit mindestens einer solchen Vorrichtung bereitgestellt.The invention relates to a technique for overvoltage protection and reporting a state of the overvoltage protection. In particular, without being restricted thereto, a device for overvoltage protection and reporting of a state of an overvoltage protection and a system with at least one such device are provided.

Im Bereich der elektrischen Installation, insbesondere im Bereich des Überspannungsschutzes, wird der Zustand von Komponenten oder Geräten des Überspannungsschutzes überwacht. Die Überwachung wird dazu genutzt, eine überlastete Komponente oder ein überlastetes Gerät vom Stromkreis abzutrennen und/oder einen Kurzschluss zum Bezugspotenzial, beispielsweise einer Schutzerdung (fachsprachlich: „Protective Earth“ oder PE), herzustellen. Die Abtrennung dient der weiteren Verfügbarkeit des Stromkreises, beispielsweise trotz defektem Schutzgerät. Der Kurzschluss dagegen setzt den Fokus auf die Schutzwirkung vor Überspannungen oder Überströmen bei nicht mehr sicher funktionierenden Schutzkomponenten.In the area of electrical installation, especially in the area of overvoltage protection, the condition of components or devices of the overvoltage protection is monitored. The monitoring is used to separate an overloaded component or an overloaded device from the circuit and / or to create a short circuit to the reference potential, for example a protective earth (technically: "Protective Earth" or PE). The separation is used to ensure the continued availability of the circuit, for example despite a defective protective device. The short circuit, on the other hand, focuses on the protective effect against overvoltages or overcurrents in the case of protective components that are no longer functioning safely.

Bei beiden Varianten, Abtrennung und Kurzschluss, ist es für den Betreiber des elektrischen Stromkreises oder Stromnetzes vorteilhaft, eine Zustandsanzeige der überlasteten Komponente oder des überlasteten Geräts zu haben, damit diese bzw. dieses kurzfristig repariert oder getauscht werden kann, um den normalen Betriebszustand wiederherzustellen.With both variants, disconnection and short circuit, it is advantageous for the operator of the electrical circuit or power network to have a status display of the overloaded component or the overloaded device so that this can be repaired or replaced at short notice in order to restore the normal operating condition.

Eine bestehende Technik zur Zustandsüberwachung ist in der sogenannten TTC-Produktfamilie der PHOENIX CONTACT GmbH & Co. KG integriert. Im Fall einer Überlastung des überwachten Bauteils wird ein Lichtsignal auf mechanischem Wege unterbrochen. Diese Technik wird auch als „Lichtschrankenprinzip“ bezeichnet.Existing technology for condition monitoring is integrated in the so-called TTC product family from PHOENIX CONTACT GmbH & Co. KG. If the monitored component is overloaded, a light signal is mechanically interrupted. This technology is also known as the "light barrier principle".

Das Dokument DE 10 2011 052 689 B4 beschreibt einen gasgefüllten Überspannungsableiter (englisch: „Gas Discharge Tube“ oder GDT) mit einer Kurzschlussfeder und einer Messeinrichtung zur indirekten Überwachung der Kurzschlussfeder, wobei die Messeinrichtung eine Temperaturänderung und/oder eine Helligkeitsänderung messen kann. Die Kurzschlussfeder ist mittels eines niedrigschmelzenden Lots gesichert, welches bei einem Temperaturanstieg des GDT schmilzt, wodurch die Kurzschlussfeder einen Kurzschlussbügel betätigt. Ein Lichtbogen in dem GDT führt zu einem von der Messeinrichtung beobachtbaren Helligkeitsanstieg.The document DE 10 2011 052 689 B4 describes a gas-filled surge arrester (English: "Gas Discharge Tube" or GDT) with a short-circuit spring and a measuring device for indirect monitoring of the short-circuit spring, the measuring device being able to measure a change in temperature and / or a change in brightness. The short-circuit spring is secured by means of a low-melting solder which melts when the temperature of the GDT rises, as a result of which the short-circuit spring actuates a short-circuit clip. An arc in the GDT leads to an increase in brightness that can be observed by the measuring device.

Die Dokumente DE 10 2013 202 795 C5 , DE 10 2013 202 796 B4 und DE 10 2013 202 793 B4 beschreiben jeweils eine reversible Abtrennvorrichtung, die mit einer Überspannungsschutzeinrichtung in Serie geschaltet ist und eine Parallelschaltung von zwei Stromzweigen umfasst, wobei ein Stromzweig einen Schalter aus einer Formgedächtnislegierung umfasst, der in thermischer Verbindung mit der Überspannungsschutzeinrichtung steht. Der andere Stromkreis umfasst in den Dokumenten DE 10 2013 202 795 C5 und DE 10 2013 202 793 B4 einen veränderlichen Widerstand mit induktivem Anteil bzw. eine Impedanz, sowie im Dokument DE 10 2013 202 796 B4 ein spannungsschaltendes Überspannungsschutzelement, insbesondere einen GDT.The documents DE 10 2013 202 795 C5 , DE 10 2013 202 796 B4 and DE 10 2013 202 793 B4 each describe a reversible disconnection device that is connected in series with an overvoltage protection device and comprises a parallel connection of two current branches, one current branch comprising a switch made of a shape memory alloy which is in thermal connection with the overvoltage protection device. The other circuit includes in the documents DE 10 2013 202 795 C5 and DE 10 2013 202 793 B4 a variable resistance with an inductive component or an impedance, as well as in the document DE 10 2013 202 796 B4 a voltage-switching overvoltage protection element, in particular a GDT.

Das Dokument US 9,941,691 B2 beschreibt einen Überlastschutz, der ein spannungsbegrenzendes Element, insbesondere einen Varistor, und ein spannungsschaltendes Element, insbesondere eine Funkenstrecke oder ein GDT, umfasst, welche in Serie geschaltet sind. Das spannungsbegrenzende Element hat eine Überwachungsfunkenstrecke parallel geschaltet, welche als Bypass wirken kann. Mittels einer Temperaturüberwachung kann ein weiterer Bypass sowohl die Überwachungsfunkenstrecke als auch das spannungsschaltende Element kurzschließen im Falle von Alterung, unerlaubt hohen Netzspannungen und/oder niederenergetischen periodischen hochfrequenten Überspannungen.The document US 9,941,691 B2 describes an overload protection that comprises a voltage-limiting element, in particular a varistor, and a voltage-switching element, in particular a spark gap or a GDT, which are connected in series. The voltage-limiting element has a monitoring spark gap connected in parallel, which can act as a bypass. By means of temperature monitoring, a further bypass can short-circuit both the monitoring spark gap and the voltage-switching element in the event of aging, impermissibly high mains voltages and / or low-energy periodic high-frequency overvoltages.

Das Dokument DE 20 2019 101 517 U1 beschreibt ein Überspannungsschutzmodul mit zumindest zwei parallel geschalteten Überspannungsschutzeinrichtungen, wobei das Überspannungsschutzmodul über eine lokale mehrstufige Anzeige zum Anzeigen von mindestens einem Betriebszustand (auch: „OK“-Zustand), einem Warn-Zustand und einem Defekt-Zustand (auch: Fehler-Zustand) verfügt, die durch eine mechanische Wippe, welche durch beide parallel geschaltete Überspannungsschutzeinrichtungen betätigt werden, geändert wird, wobei der Warn-Zustand durch ein Auslösen einer Überspannungsschutzeinrichtung eingestellt wird und der Defekt-Zustand durch das Auslösen beider Überspannungsschutzeinrichtungen.The document DE 20 2019 101 517 U1 describes an overvoltage protection module with at least two overvoltage protection devices connected in parallel. which is changed by a mechanical rocker, which is actuated by both overvoltage protection devices connected in parallel, the warning state being set by triggering one overvoltage protection device and the defect state being set by triggering both overvoltage protection devices.

Im Stand der Technik werden insbesondere Halbleiter thermisch überwacht und bei Überlastung abgetrennt. Die Halbleiter sind zum einen wesentlich empfindlicher als ein GDT, zum anderen sind die Anforderungen an die Trennstellen geringer als bei einem Gasableiter oder GDT, weil die an den Halbleitern auftretenden Ströme geringer sind als bei den gasgefüllten Ableitern, insbesondere GDTs, die teilweise bis zu 20 kA (8/20 µs) betragen können.In the prior art, semiconductors in particular are thermally monitored and disconnected in the event of overload. On the one hand, the semiconductors are much more sensitive than a GDT, and on the other hand, the demands on the separation points are lower than with a gas arrester or GDT, because the currents occurring on the semiconductors are lower than with the gas-filled arresters, in particular GDTs, which sometimes have up to 20 kA (8/20 µs).

Insbesondere im Telekommunikationsbereich werden jedoch GDTs mit integriertem Kurzschlussmechanismus eingesetzt, die einen Schutz vor Überspannungen und Überströmen, etwa durch ein sogenanntes „Powercross“ bieten, beispielsweise wenn Netzspannung auf Signaladern anliegt.In the telecommunications sector in particular, however, GDTs with an integrated short-circuit mechanism are used, which provide protection against overvoltages and overcurrents, for example through offer a so-called "power cross", for example when mains voltage is present on signal wires.

Somit besteht die Aufgabe, eine Technik zum Überspannungsschutz bereitzustellen, dessen Zustand gemeldet, vorzugsweise ferngemeldet, werden kann. Eine weitere oder alternative Aufgabe ist, eine Technik zum Überspannungsschutz bereitzustellen, der ohne elektrische Hilfsenergie überwacht werden kann.The object is therefore to provide a technology for overvoltage protection, the state of which can be reported, preferably remotely reported. A further or alternative object is to provide a technology for overvoltage protection that can be monitored without auxiliary electrical energy.

Die Aufgabe wird bzw. die Aufgaben werden mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The object or objects are achieved with the features of the independent claims. Appropriate configurations and advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.Embodiments of the invention are described below with partial reference to the figures.

Gemäß einem ersten Aspekt ist eine Vorrichtung zum Überspannungsschutz und Melden eines Zustands des Überspannungsschutzes bereitgestellt. Die Vorrichtung umfasst einen Überspannungsableiter zum Überspannungsschutz eines elektrischen Stromkreises. Die Vorrichtung umfasst ferner einen zwischen einer Betriebsstellung und mindestens einer Fehlerstellung quer zu einem Lichttunnel beweglichen Schieber mit einem dem Lichttunnel zugewandten ersten Ende. In der Betriebsstellung ist das erste Ende außerhalb des Lichttunnels angeordnet. In der mindestens einen Fehlerstellung ist das erste Ende zumindest abschnittsweise im Lichttunnel angeordnet. Außerdem umfasst die Vorrichtung eine Spanneinrichtung, die dazu ausgebildet ist, den Schieber in der Betriebsstellung mit einer Vorspannung in Richtung der mindestens einen Fehlerstellung vorzuspannen. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung mindestens ein wärmeempfindliches Material, welches die Bewegung des Schiebers entgegen der Vorspannung in der Betriebsstellung blockiert. Das mindestens eine wärmeempfindliche Material steht mit dem Überspannungsableiter in Wärmekontakt und ist dazu ausgebildet, bei einer Erwärmung einen Phasenübergang zu durchlaufen, der die Bewegung des Schiebers in die mindestens eine Fehlerstellung freigibt.According to a first aspect, a device for overvoltage protection and reporting a state of the overvoltage protection is provided. The device comprises a surge arrester for surge protection of an electrical circuit. The device further comprises a slide which can be moved between an operating position and at least one faulty position transversely to a light tunnel and has a first end facing the light tunnel. In the operating position, the first end is arranged outside the light tunnel. In the at least one fault position, the first end is arranged at least in sections in the light tunnel. In addition, the device comprises a clamping device which is designed to prestress the slide in the operating position with a prestress in the direction of the at least one faulty position. Furthermore, the device comprises at least one heat-sensitive material which blocks the movement of the slide against the bias in the operating position. The at least one heat-sensitive material is in thermal contact with the surge arrester and is designed to undergo a phase transition when heated, which enables the slide to move into the at least one fault position.

Der Schieber kann längsbeweglich und/oder schwenkbeweglich sein. Der schwenkbewegliche Schieber kann auch als Hebel bezeichnet werden. Der mechanisch vorgespannte Schieber oder Hebel kann auch als mechanisches Element bezeichnet werden.The slide can be movable longitudinally and / or pivotably. The pivotable slide can also be referred to as a lever. The mechanically preloaded slide or lever can also be referred to as a mechanical element.

Das erste Ende des Schiebers kann auch als Fähnchen bezeichnet werden. Das Fähnchen kann halbtransparent und/oder opak (z.B. lichtundurchlässig) sein. Alternativ oder ergänzend kann das erste Ende mindestens zwei Abschnitte umfassen. Der erste Abschnitt kann halbtransparent sein. Alternativ oder ergänzend kann der zweite Abschnitt opak sein. Weiterhin alternativ oder ergänzend können der erste und der zweite Abschnitt jeweils halbtransparent mit unterschiedlichen (beispielsweise disjunkten) Spektralbereichen sein.The first end of the slide can also be referred to as a flag. The flag can be semi-transparent and / or opaque (e.g. opaque). As an alternative or in addition, the first end can comprise at least two sections. The first section can be semi-transparent. Alternatively or in addition, the second section can be opaque. Furthermore, as an alternative or in addition, the first and the second section can each be semitransparent with different (for example disjoint) spectral ranges.

Ein durch den Lichttunnel geleiteter Lichtstrahl kann als Lichtschranke zum Melden des Zustands fungieren. Eine Verdunklung und/oder Unterbrechung eines durch den Lichttunnel geleiteten Lichtstrahls mittels des ersten Endes des Schiebers kann als Unterbrechung der Lichtschranke bezeichnet werden.A light beam guided through the light tunnel can act as a light barrier to report the status. A darkening and / or interruption of a light beam guided through the light tunnel by means of the first end of the slide can be referred to as an interruption of the light barrier.

Ausführungsbeispiele der Vorrichtung können durch die Anordnung des ersten Endes des Schiebers im Lichttunnel den Zustand des Überspannungsschutzes melden. Diese Ausführungsbeispiele oder weitere Ausführungsbeispiele können das Melden des Zustands des Überspannungsschutzes und/oder ein Überwachen des Überspannungsableiters ohne elektrische Hilfsenergie ermöglichen.Embodiments of the device can report the state of the overvoltage protection by arranging the first end of the slide in the light tunnel. These exemplary embodiments or further exemplary embodiments can enable the status of the surge protection to be reported and / or the surge arrester to be monitored without electrical auxiliary power.

Ausführungsbeispiele der Vorrichtung können eine thermische Erkennung einer Überlastung des Überspannungsableiters (beispielsweise eines GDTs) ermöglichen. Eine Warn- und/oder Defekt-Anzeige (beispielsweise der Vorrichtung oder außerhalb der Vorrichtung) kann den mittels des Lichttunnels gemeldete Zustand des Überspannungsschutzes ausgeben. Das Melden des Zustands kann auch als Anzeigen des Zustands (beispielsweise als Defektanzeige) bezeichnet werden.Embodiments of the device can enable thermal detection of an overload of the surge arrester (for example a GDT). A warning and / or defect display (for example on the device or outside the device) can output the state of the overvoltage protection reported by means of the light tunnel. The reporting of the status can also be referred to as displaying the status (for example as a defect display).

Das wärmeempfindliche Material kann einen Thermoplast, einen Kleber, ein Wachs und/oder ein Lot umfassen. Der Wärmekontakt kann dadurch erreicht sein, dass an einem Gehäuse des zu überwachenden Überspannungsableiters das wärmeempfindliche Material befestigt ist (beispielsweise in der Betriebsstellung).The heat-sensitive material can comprise a thermoplastic, an adhesive, a wax and / or a solder. The thermal contact can be achieved in that the heat-sensitive material is attached to a housing of the surge arrester to be monitored (for example in the operating position).

Der Übergang von der Betriebsstellung in die Fehlerstellung kann mit einer Abtrenneinrichtung und/oder Kurzschlusseinrichtung des Überspannungsableiters thermisch und/oder mechanisch gekoppelt sein.The transition from the operating position to the fault position can be thermally and / or mechanically coupled to a disconnection device and / or short-circuit device of the surge arrester.

Der Überspannungsableiters kann eine Abtrenneinrichtung oder eine Kurzschlusseinrichtung umfassen, die dazu ausgebildet ist, in der Fehlerstellung den Überspannungsableiter vom Stromkreis abzutrennen bzw. kurzzuschließen. Beispielsweise kann die Abtrenneinrichtung oder die Kurzschlusseinrichtung mit dem Schieber mechanisch gekoppelt sein. Alternativ oder ergänzend kann eine Auslösetemperatur der Abtrenneinrichtung oder der Kurzschlusseinrichtung kann mit einer Übergangstemperatur des Phasenübergangs des wärmeempfindlichen Materials übereinstimmen.The surge arrester can comprise a disconnection device or a short-circuit device which is designed to separate or short-circuit the surge arrester from the circuit in the fault position. For example, the disconnection device or the short-circuit device can be mechanically coupled to the slide. Alternatively or additionally, a trigger temperature of the disconnection device or the short-circuit device can be set with a Transition temperature of the phase transition of the heat-sensitive material match.

So ist es beispielsweise möglich, das Auslösen einer Kurzschlusseinrichtung, beispielsweise eines Kurzschlussbügels (fachsprachlich auch: „fail-safe-Bügel“) eines Überspannungsableiters, beispielsweise GDTs, zu melden (vorzugsweise fernzumelden) und/oder anzuzeigen.For example, it is possible to report (preferably to report remotely) and / or display the triggering of a short-circuit device, for example a short-circuit clip (technically also: "fail-safe clip") of a surge arrester, for example GDTs.

Um das Melden (beispielsweise eine Defektanzeige oder eine Fernmeldung) eines Fehlerzustands (beispielsweise ein Auslösen oder eine Überlastung des Überspannungsableiters) unabhängig von dem bzw. den zu schützenden elektrischen Stromkreisen bereitzustellen, kann die Spanneinrichtung die für das Melden notwendige Energie als mechanische Energie bereitstellen. Vorzugsweise bewegt die Vorspannung der Spanneinrichtung im Fehlerzustand des Überspannungsableiters den Schieber in die Fehlerstellung und unterbricht dadurch eine Lichtschranke.In order to provide the reporting (for example a defect display or a remote report) of a fault condition (for example a triggering or overloading of the surge arrester) independently of the electrical circuit (s) to be protected, the clamping device can provide the energy necessary for the reporting as mechanical energy. In the fault state of the surge arrester, the pretensioning of the tensioning device preferably moves the slide into the fault position and thereby interrupts a light barrier.

Der Fehlerzustand (auch: Fehlerfall) des Überspannungsableiters kann ein Überlastzustand (auch: Überlastfall) sein, beispielsweise eine Überspannung und/oder ein Überstrom im elektrischen Stromkreis und/oder am Überspannungsableiter.The fault condition (also: fault case) of the surge arrester can be an overload condition (also: overload case), for example an overvoltage and / or an overcurrent in the electrical circuit and / or on the surge arrester.

Der Schieber (d.h. das mechanische Element) kann dazu von der Spanneinrichtung als einer mechanisch wirkenden Kraftquelle angetrieben sein, die typischerweise mit Federelementen als Spanneinrichtungen realisiert sein kann. Die Federelemente können insbesondere Schraubenfedern und/oder Torsionsfedern sein.For this purpose, the slide (i.e. the mechanical element) can be driven by the tensioning device as a mechanically acting power source, which can typically be implemented with spring elements as tensioning devices. The spring elements can in particular be helical springs and / or torsion springs.

Vorzugsweise wird die Bewegung des Schiebers (d.h. der Übergang von der Betriebsstellung in die Fehlerstellung) im Überlastfall durch einen Wärmeeintrag des zu überwachenden Überspannungsableiter ausgelöst. Vorzugsweise nutzt man hier die thermische Wirkung, da sie in direktem Zusammenhang mit einer Überlastung des Überspannungsableiters steht. Eine weitere Möglichkeit, insbesondere bei einem Gasableiter (englisch: „Gas Discharge Tube“, kurz „GDT“), besteht in einer optischen Auswertung. Die optische Auswertung erfordert aber Hilfsenergie, um zum Beispiel den Lichtbogen innerhalb des GDT erkennen zu können. Das Erfordernis der Bereitstellung von Hilfsenergie wird für die Überwachung einer Überlast als nachteilig angesehen.In the event of an overload, the movement of the slide (i.e. the transition from the operating position to the fault position) is preferably triggered by the introduction of heat from the surge arrester to be monitored. The thermal effect is preferably used here, as it is directly related to an overload of the surge arrester. Another possibility, especially in the case of a gas discharge tube (“Gas Discharge Tube”, “GDT” for short), is an optical evaluation. The optical evaluation, however, requires auxiliary energy in order to be able to detect the arc within the GDT, for example. The requirement to provide auxiliary power is viewed as disadvantageous for monitoring an overload.

Der Überspannungsableiter kann eine Funkenstrecke und/oder einen Gasableiter (GDT) und/oder einen Varistor und/oder eine Suppressordiode umfassen.The surge arrester can comprise a spark gap and / or a gas arrester (GDT) and / or a varistor and / or a suppressor diode.

Der Phasenübergang des mindestens einen wärmeempfindlichen Materials kann einen Phasenübergang erster Ordnung und/oder einen Phasenübergang zweiter Ordnung und/oder einen Glasübergang umfassen.The phase transition of the at least one heat-sensitive material can comprise a first-order phase transition and / or a second-order phase transition and / or a glass transition.

Durch den Phasenübergang kann das mindestens eine wärmeempfindliche Material seinen Aggregatzustand verändern. Beispielsweise kann das wärmeempfindliche Material in der Betriebsstellung den Schieber stoffschlüssig gegen die Vorspannung blockieren (beispielsweise mittels als fester Klebstoff einer Klebverbindung oder als festes Lot einer Lötverbindung). Ein Wärmeeintrag vom Überspannungsableiter in das wärmeempfindliche Material aufgrund des Wärmekontakts mit dem Überspannungsableiter kann im Fehlerfall des Überspannungsableiters oder des elektrischen Stromkreises das wärmeempfindliche Material verflüssigen und dadurch die stoffschlüssige Verbindung zwischen lösen.As a result of the phase transition, the at least one heat-sensitive material can change its physical state. For example, in the operating position, the heat-sensitive material can materially block the slide against the pretension (for example by means of a solid adhesive of an adhesive connection or as a solid solder of a soldered connection). A heat input from the surge arrester into the heat-sensitive material due to the thermal contact with the surge arrester can liquefy the heat-sensitive material in the event of a fault in the surge arrester or the electrical circuit and thereby loosen the integral connection between.

Beim Phasenübergang kann das mindestens eine wärmeempfindliche Material von einem festen Zustand oder Glaszustand in einen fluiden Zustand, beispielsweise einen flüssigen und/oder gasförmigen Zustand, übergehen. Beispielsweise kann beim Phasenübergang (vorzugsweise einem Glasübergang) die Viskosität abnehmen, beispielsweise um den Faktor 100 oder 1000 oder mehr.During the phase transition, the at least one heat-sensitive material can change from a solid state or glass state to a fluid state, for example a liquid and / or gaseous state. For example, during the phase transition (preferably a glass transition) the viscosity can decrease, for example by a factor of 100 or 1000 or more.

Das mindestens eine wärmeempfindliche Material kann einen Thermoplast und/oder einen Klebstoff und/oder ein Wachs und/oder ein Lot umfassen.The at least one heat-sensitive material can comprise a thermoplastic and / or an adhesive and / or a wax and / or a solder.

Die Spanneinrichtung kann ein Federelement, insbesondere eine Schraubenfeder und/oder eine Torsionsfeder, umfassen.The tensioning device can comprise a spring element, in particular a helical spring and / or a torsion spring.

Das mindestens eine wärmeempfindliche Material kann ein erstes wärmeempfindliches Material und ein zweites wärmeempfindliches Material umfassen.The at least one thermosensitive material can comprise a first thermosensitive material and a second thermosensitive material.

Das erste wärmeempfindliche Material kann die Bewegung des Schiebers entgegen der Vorspannung in der Betriebsstellung blockieren. Das erste wärmeempfindliche Material und/oder dessen Wärmekontakt zum Überspannungsableiter kann dazu ausgebildet sein, zu einem ersten Zeitpunkt einen ersten Phasenübergang zu durchlaufen oder einen ersten Phasenübergang des ersten wärmeempfindlichen Materials zu bestimmen, der die Bewegung des Schiebers aus der Betriebsstellung in eine erste Fehlerstellung freigibt. Das zweite wärmeempfindliche Material kann die Bewegung des Schiebers entgegen der Vorspannung in der ersten Fehlerstellung blockieren.The first heat-sensitive material can block the movement of the slide against the bias in the operating position. The first heat-sensitive material and / or its thermal contact with the surge arrester can be designed to undergo a first phase transition at a first point in time or to determine a first phase transition of the first heat-sensitive material, which enables the slide to move from the operating position to a first fault position. The second heat-sensitive material can block the movement of the slide against the bias in the first fault position.

Das zweite wärmeempfindliche Material und/oder dessen Wärmekontakt zum Überspannungsableiter kann dazu ausgebildet sein, zu einem zweiten Zeitpunkt, der später als der erste Zeitpunkt ist, einen zweiten Phasenübergang zu durchlaufen oder einen zweiten Phasenübergang des zweiten wärmeempfindlichen Materials zu bestimmen, der die Bewegung des Schiebers aus der ersten Fehlerstellung in eine zweite Fehlerstellung freigibt.The second heat-sensitive material and / or its thermal contact with the surge arrester can be designed to become a second point in time, which is later than the first point in time, to go through a second phase transition or to determine a second phase transition of the second heat-sensitive material, which enables the movement of the slide from the first fault position into a second fault position.

Die Betriebsstellung kann einem Betriebszustand des Überspannungsschutzes (beispielsweise einem Regelbetrieb des Überspannungsableiters) entsprechen. Alternativ oder ergänzend kann die erste Fehlerstellung einem Warn-Zustand des Überspannungsschutzes entsprechen. Alternativ oder ergänzend kann die zweite Fehlerstellung einem Defekt-Zustand des Überspannungsschutzes entsprechen.The operating position can correspond to an operating state of the overvoltage protection (for example, normal operation of the surge arrester). As an alternative or in addition, the first fault position can correspond to a warning state of the overvoltage protection. As an alternative or in addition, the second fault position can correspond to a defective state of the overvoltage protection.

Der erste Phasenübergang kann einer ersten Übergangstemperatur des ersten wärmeempfindlichen Materials (vorzugsweise und einer entsprechenden Betriebstemperatur des Überspannungsableiters) entsprechen. Der zweite Phasenübergang kann einer zweiten Übergangstemperatur des zweiten wärmeempfindlichen Materials (vorzugsweise und einer entsprechenden Betriebstemperatur des Überspannungsableiters) entsprechen, die größer als die erste Übergangstemperatur ist. Alternativ oder ergänzend kann der erste Zeitpunkt einem ersten Wärmeeintrag durch den Überspannungsableiter und der zweite Zeitpunkt einem zweiten Wärmeeintrag durch den Überspannungsableiter entsprechen, wobei der zweite Wärmeeintrag größer als der erste Wärmeeintrag ist. Der erste Wärmeeintrag kann durch eine erste Wärmekapazität des ersten wärmeempfindlichen Materials und/oder eine erste Wärmeleitung des Wärmekontakts des ersten wärmeempfindlichen Materials zum Überspannungsableiter bestimmt sein. Der zweite Wärmeeintrag kann durch eine zweite Wärmekapazität des zweiten wärmeempfindlichen Materials und/oder eine zweite Wärmeleitung des Wärmekontakts des zweiten wärmeempfindlichen Materials zum Überspannungsableiter bestimmt sein.The first phase transition can correspond to a first transition temperature of the first heat-sensitive material (preferably and a corresponding operating temperature of the surge arrester). The second phase transition can correspond to a second transition temperature of the second heat-sensitive material (preferably and a corresponding operating temperature of the surge arrester) which is greater than the first transition temperature. Alternatively or additionally, the first point in time can correspond to a first heat input through the surge arrester and the second point in time a second heat input through the surge arrester, the second heat input being greater than the first heat input. The first heat input can be determined by a first heat capacity of the first heat-sensitive material and / or a first heat conduction of the heat contact of the first heat-sensitive material to the surge arrester. The second heat input can be determined by a second heat capacity of the second heat-sensitive material and / or a second heat conduction of the heat contact of the second heat-sensitive material to the surge arrester.

Eine erste Übergangstemperatur des ersten Phasenübergangs des ersten wärmeempfindlichen Materials kann kleiner sein als eine zweite Übergangstemperatur des zweiten Phasenübergangs des zweiten wärmeempfindlichen Materials. Alternativ oder ergänzend kann eine erste Wärmeleitung des Wärmekontakts des ersten wärmeempfindlichen Materials größer sein als eine zweite Wärmeleitung des Wärmekontakts des zweiten wärmeempfindlichen Materials. Weiterhin alternativ oder ergänzend kann eine erste Wärmekapazität des ersten wärmeempfindlichen Materials kleiner sein als eine zweite Wärmekapazität des zweiten wärmeempfindlichen Materials.A first transition temperature of the first phase transition of the first thermosensitive material can be lower than a second transition temperature of the second phase transition of the second thermosensitive material. Alternatively or in addition, a first heat conduction of the thermal contact of the first heat-sensitive material can be greater than a second heat conduction of the heat contact of the second heat-sensitive material. Furthermore, alternatively or in addition, a first heat capacity of the first heat-sensitive material can be smaller than a second heat capacity of the second heat-sensitive material.

Die erste Fehlerstellung kann eine erste Längsverschiebung oder eine erste Drehbewegung des Schiebers um eine (vorzugsweise festgelegte) erste Wegstrecke L1 oder einen (vorzugsweise festgelegten) ersten Drehwinkel W1 relativ zur Betriebsstellung umfassen. Die zweite Fehlerstellung kann eine zweite Längsverschiebung oder eine zweite Drehbewegung des Schiebers um eine (vorzugsweise festgelegte) zweite Wegstrecke L2 oder einen (vorzugsweise festgelegten) zweiten Drehwinkel W2 relativ zur Betriebsstellung umfassen. Vorzugsweise ist L1<L2 oder W1<W2. Beispielsweise kann die erste Fehlerstellung eine festgelegte erste Winkeländerung des Schiebers um eine Schwenkachse relativ zu der Betriebsstellung umfassen. Die zweite Fehlerstellung kann eine zweite Winkeländerung des Schiebers um dieselbe Schwenkachse mit demselben Drehsinn umfassen.The first fault position can comprise a first longitudinal displacement or a first rotary movement of the slide by a (preferably fixed) first distance L1 or a (preferably fixed) first angle of rotation W1 relative to the operating position. The second fault position can comprise a second longitudinal displacement or a second rotary movement of the slide by a (preferably fixed) second distance L2 or a (preferably fixed) second angle of rotation W2 relative to the operating position. Preferably L1 <L2 or W1 <W2. For example, the first fault position can comprise a defined first change in the angle of the slide about a pivot axis relative to the operating position. The second fault position can include a second change in the angle of the slide about the same pivot axis with the same direction of rotation.

Das dem Lichttunnel zugewandte erste Ende kann einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt umfassen. In der ersten Fehlerstellung kann der erste Abschnitt im Lichttunnel angeordnet sein. In der zweiten Fehlerstellung kann der zweite Abschnitt im Lichttunnel angeordnet sein. Eine erste Lichtfiltereigenschaft des ersten Abschnitts kann von einer zweiten Lichtfiltereigenschaft des zweiten Abschnitts verschieden sein.The first end facing the light tunnel can comprise a first section and a second section. In the first fault position, the first section can be arranged in the light tunnel. In the second fault position, the second section can be arranged in the light tunnel. A first light filter property of the first section can be different from a second light filter property of the second section.

Die erste Lichtfiltereigenschaft kann eine Halbtransparenz umfassen. Die zweite Lichtfiltereigenschaft kann eine Opazität umfassen. Alternativ oder ergänzend kann die erste Lichtfiltereigenschaft eine erste Farbe und die zweite Lichtfiltereigenschaft eine von der ersten Farbe verschiedene Farbe betreffen.The first light filter property can comprise a semi-transparency. The second light filter property can comprise an opacity. Alternatively or in addition, the first light filter property can relate to a first color and the second light filter property can relate to a color different from the first color.

Der halbtransparente erste Abschnitt kann wellenlängenselektiv oder farbselektiv sein.The semitransparent first section can be wavelength-selective or color-selective.

Alternativ oder ergänzend kann die erste Farbe „Gelb“ sein. Die erste Farbe, beispielsweise „Gelb“, kann einer „Warn“-Meldung entsprechen. Alternativ oder ergänzend kann die zweite Farbe „Rot“ sein. Die zweite Farbe, beispielsweise „Rot“, kann einem „Fehler“-Meldung entsprechen.As an alternative or in addition, the first color can be “yellow”. The first color, for example “yellow”, can correspond to a “warning” message. As an alternative or in addition, the second color can be “red”. The second color, for example “red”, can correspond to an “error” message.

In der Betriebsstellung können der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt außerhalb des Lichttunnels angeordnet sein. Alternativ oder ergänzend kann in der ersten Fehlerstellung der zweite Abschnitt außerhalb des Lichttunnels angeordnet sein. Alternativ oder ergänzend kann in der zweiten Fehlerstellung der erste Abschnitt außerhalb des Lichttunnels angeordnet sein.In the operating position, the first section and the second section can be arranged outside the light tunnel. Alternatively or additionally, the second section can be arranged outside the light tunnel in the first fault position. Alternatively or additionally, the first section can be arranged outside the light tunnel in the second fault position.

Gemäß einem zweiten Aspekt ist ein System zum Überspannungsschutz und Meiden eines Zustands des Überspannungsschutzes bereitgestellt. Das System umfasst eine Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt. Alternativ umfasst das System mindestens zwei Vorrichtungen gemäß dem ersten Aspekt, wobei die Lichttunnel der mindestens zwei Vorrichtungen zueinander fluchtend angeordnet sind. Ferner umfasst das System eine Lichtquelle, die dazu ausgebildet ist, einen Lichtstrahl (beispielsweise einen Nadelstrahl oder einen Laser-Strahl) in den Lichttunnel oder in die mindestens zwei zueinander fluchtenden Lichttunnel zu emittieren. Das System umfasst außerdem eine Erfassungseinheit, die dazu ausgebildet ist, den Lichtstrahl zu erfassen. Der oder die mindestens zwei fluchtenden Lichttunnel ist bzw. sind (vorzugsweise entlang des Lichtstrahls) zwischen der Lichtquelle und der Erfassungseinheit angeordnet.According to a second aspect, a system for overvoltage protection and avoiding a condition of the overvoltage protection is provided. The system comprises an apparatus according to first aspect. Alternatively, the system comprises at least two devices according to the first aspect, the light tunnels of the at least two devices being arranged in alignment with one another. Furthermore, the system comprises a light source which is designed to emit a light beam (for example a needle beam or a laser beam) into the light tunnel or into the at least two mutually aligned light tunnels. The system also comprises a detection unit which is designed to detect the light beam. The or the at least two aligned light tunnel is or are arranged (preferably along the light beam) between the light source and the detection unit.

Die mindestens zwei Vorrichtungen können jeweils einen längsbeweglichen Schieber umfassen. Die Längsachsen der längsbeweglichen Schieber können beabstandet und parallel verlaufen.The at least two devices can each comprise a longitudinally movable slide. The longitudinal axes of the longitudinally movable slide can be spaced and parallel.

Alternativ oder ergänzend kann die Längsachse des oder jedes längsbeweglichen Schiebers quer (vorzugsweise senkrecht) oder in einem Winkel (vorzugsweise von 90°) relativ zu der durch den Lichttunnel bestimmten Längsachse angeordnet sein.Alternatively or in addition, the longitudinal axis of the or each longitudinally movable slide can be arranged transversely (preferably perpendicular) or at an angle (preferably of 90 °) relative to the longitudinal axis determined by the light tunnel.

Alternativ oder ergänzend können die mindestens zwei Vorrichtungen jeweils einen schwenkbeweglichen Schieber umfassen. Die Schwenkachsen der schwenkbeweglichen Schieber können parallel oder koaxial (d.h. identisch) sein.As an alternative or in addition, the at least two devices can each comprise a pivotable slide. The pivot axes of the pivotable slides can be parallel or coaxial (i.e. identical).

Alternativ oder ergänzend kann die Schwenkachse des oder jedes schwenkbeweglichen Schiebers parallel zu der durch den Lichttunnel bestimmten Längsachse angeordnet sein.Alternatively or in addition, the pivot axis of the or each pivotable slide can be arranged parallel to the longitudinal axis determined by the light tunnel.

Die Erfassungseinheit kann dazu ausgebildet sein, eine Helligkeit und/oder eine Intensität und/oder eine Farbe des Lichtstrahls im Lichttunnel und/oder eine Änderung der Helligkeit und/oder der Intensität und/oder der Farbe des Lichtstrahls im Lichttunnel zu erfassen. Optional kann die Erfassungseinheit dazu ausgebildet sein, mindestens zwei Stufen der Helligkeit und/oder der Intensität und/oder der Farbe des Lichtstrahls im Lichttunnel und/oder zwei Stufen der Änderung der Helligkeit und/oder der Intensität und/oder der Farbe des Lichtstrahls im Lichttunnel zu erfassen.The detection unit can be designed to detect a brightness and / or an intensity and / or a color of the light beam in the light tunnel and / or a change in the brightness and / or the intensity and / or the color of the light beam in the light tunnel. Optionally, the detection unit can be designed to include at least two levels of brightness and / or intensity and / or color of the light beam in the light tunnel and / or two levels of change in brightness and / or the intensity and / or color of the light beam in the light tunnel capture.

Die Erfassungseinheit kann ferner dazu ausgebildet sein, in Abhängigkeit von der erfassten Helligkeit und/oder Intensität und/oder Farbe des Lichtstrahls mindestens ein Warnsignal auszugeben. Alternativ oder ergänzend kann die Erfassungseinheit ferner dazu ausgebildet sein, eine Stromquelle wahlweise von dem oder von den mindestens zwei elektrischen Stromkreisen zu trennen.The detection unit can also be designed to output at least one warning signal as a function of the detected brightness and / or intensity and / or color of the light beam. As an alternative or in addition, the detection unit can also be designed to selectively separate a power source from the or from the at least two electrical circuits.

Das mindestens eine Warnsignal kann zwei verschiedenfarbige Markierungen und/oder zwei verschiedenfarbige Leuchtsignale umfassen, die in Abhängigkeit der zwei erfassten Stufen ausgegeben werden.The at least one warning signal can include two different colored markings and / or two different colored light signals that are output as a function of the two detected levels.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

  • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Überspannungsschutz und zum Melden eines Zustands des Überspannungsschutzes;
  • 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Überspannungsschutz und zum Melden eines Zustands des Überspannungsschutzes;
  • 3A bis 3C das zweite Ausführungsbeispiel der Vorrichtung jeweils in einer Betriebsstellung, einer ersten Fehlerstellung bzw. einer zweiten Fehlerstellung; und
  • 4 ein Ausführungsbeispiel eines Systems zum Überspannungsschutz und zum Melden eines Zustands des Überspannungsschutzes, das mindestens ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung umfasst.
Further features and advantages of the invention are described below with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 a first embodiment of a device for overvoltage protection and for reporting a state of the overvoltage protection;
  • 2 a second embodiment of the device for overvoltage protection and for reporting a state of the overvoltage protection;
  • 3A until 3C the second embodiment of the device each in an operating position, a first fault position and a second fault position; and
  • 4th an embodiment of a system for overvoltage protection and for reporting a state of the overvoltage protection, comprising at least one embodiment of the device.

1 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer allgemein mit Bezugszeichen 100 bezeichneten Vorrichtung zum Überspannungsschutz und zum Melden eines Zustands des Überspannungsschutzes. 1 shows schematically a first embodiment of a generally with reference numerals 100 designated device for overvoltage protection and for reporting a state of the overvoltage protection.

Die in 1 gezeigte Vorrichtung 100 umfasst einen Überspannungsableiter 110, beispielsweise einen Gasableiter (englisch „Gas Discharge Tube“ oder „GDT“), und einen längsbeweglichen Schieber 112, der mittels einer Spanneinrichtung 114, insbesondere einer Feder, in Betriebsstellung vorgespannt ist. Der längsbewegliche Schieber 112 ist mittels eines wärmeempfindlichen Materials 116, beispielsweise Lot, an dem Überspannungsableiter 110 in der Betriebsstellung blockiert, so dass das erste Ende (wahlweise mit zwei Abschnitten 122, 124) des Schiebers einen Lichttunnel 120 frei lässt.In the 1 shown device 100 includes a surge arrester 110 , for example a gas discharge tube (English "Gas Discharge Tube" or "GDT"), and a longitudinally movable slide 112 , which by means of a clamping device 114 , in particular a spring, is biased in the operating position. The longitudinally movable slide 112 is by means of a heat sensitive material 116 , for example solder, on the surge arrester 110 blocked in the operating position so that the first end (optionally with two sections 122 , 124 ) of the slide a light tunnel 120 releases.

Bei Erwärmung des Überspannungsableiters 110, insbesondere durch eine Überlastung eines elektrischen Stromkreises, zu dem der Überspannungsableiter 110 beispielsweise parallel geschaltet ist, durchläuft das wärmempfindliche Material 116 einen Phasenübergang. Beispielsweise kann Lot über seinen Schmelzpunkt erhitzt werden. Aufgrund der Aggregatszustandsänderung des wärmeempfindlichen Materials 116 wird die Vorspannung des längsbeweglichen Schiebers 112 gelöst. Der Schieber 112 wird nun durch die Spanneinrichtung 114, beispielsweise Feder, entlang seiner Längsachse bewegt und verdeckt in der Fehlerstellung mit seinem ersten Ende (wahlweise mit zwei Abschnitten 122, 124) mindestens teilweise den Lichttunnel 120. An einem von der Vorrichtung 100 räumlich getrennten Lichtsensor (nicht gezeigt in 1) kann der Fehler aufgrund einer Änderung der Helligkeit, Lichtintensität und/oder Farbe eines durch den Lichttunnel 120 geleiteten Lichtstrahls angezeigt werden.When the surge arrester heats up 110 , in particular due to an overload of an electrical circuit to which the surge arrester is connected 110 is connected in parallel, for example, passes through the heat-sensitive material 116 a phase transition. For example, solder can be heated above its melting point. Due to the change in the physical state of the heat-sensitive material 116 becomes the preload of the longitudinally movable slide 112 solved. The slider 112 is now through the clamping device 114 , for example spring, along its Longitudinal axis moved and covered in the fault position with its first end (optionally with two sections 122 , 124 ) at least partially the light tunnel 120 . On one of the device 100 spatially separated light sensor (not shown in 1 ) the error can be due to a change in brightness, light intensity and / or color of one through the light tunnel 120 guided light beam are displayed.

Die thermische Überlasterkennung mit nachfolgender Anzeige ist möglich durch das Blockieren des Schiebers 112 (auch: „mechanisches Element“) mittels eines wärmeempfindlichen Materials 116, welches seine Viskosität oder Klebekraft bei steigender Temperatur verringert.The thermal overload detection with the following display is possible by blocking the slide 112 (also: "mechanical element") by means of a heat-sensitive material 116 which reduces its viscosity or adhesive strength with increasing temperature.

Der Schieber 112 (beispielsweise ein Hebel) mechanisch ist vorgespannt und am zu überwachenden Überspannungsableiter 110, z.B. einem GDT, mithilfe des wärmeempfindlichen Materials 116 blockiert (beispielsweise festgelegt).The slider 112 (for example a lever) is mechanically preloaded and on the surge arrester to be monitored 110 , e.g. a GDT, with the help of the heat-sensitive material 116 blocked (for example, fixed).

Varianten jedes Ausführungsbeispiels können den Schieber 112 als Linearschieber oder Schwenkschieber (auch: Hebel) oder ein anderes mechanisches Element realisieren.Variants of each embodiment can use the slide 112 as a linear slide or swivel slide (also: lever) or another mechanical element.

Das wärmeempfindliche Material 116 kann beispielsweise aus einem Thermoplast, Kleber, Wachs oder Lot bestehen.The heat sensitive material 116 can for example consist of a thermoplastic, glue, wax or solder.

Bei einer, beispielsweise durch den Phasenübergang des wärmeempfindlichen Materials 116, festgelegten Temperatur, die auf eine Überlastung, beispielsweise des Überspannungsableiter 110 (z.B. eines GDTs) oder des (vorzugsweise zum Überspannungsableiter 110 parallel geschalteten) elektrischen Stromkreises zurückzuführen ist, löst sich die Blockierung, und das mechanische Element 112 kann sich bewegen und zum Beispiel einen Lichtstrahl im Lichttunnel 120 unterbrechen, optional ferner einen Schalter (beispielsweise zur Abtrennung oder zum Kurzschluss des Überspannungsableiters 110) betätigen.In one, for example by the phase transition of the heat-sensitive material 116 , set temperature that indicates an overload, for example of the surge arrester 110 (e.g. a GDT) or the (preferably to the surge arrester 110 parallel connected) electrical circuit, the blockage is released and the mechanical element 112 can move and, for example, a beam of light in a light tunnel 120 interrupt, optionally also a switch (for example to disconnect or short-circuit the surge arrester 110 ) actuate.

In einer Ausführungsform kann zum Beispiel die Übergangstemperatur (d.h. die Auslösetemperatur) des wärmeempfindlichen Materials 116 dem Auslöseverhalten (beispielsweise der Auslösetemperatur) einer Kurzschlusseinrichtung, vorzugsweise eines Kurzschlussbügels (fachsprachlich auch: „fail-safe-Bügel“), entsprechen. So ist es ermöglicht, das Auslösen der am Überspannungsableiter 110, z.B. GDT, angeschlossenen Kurzschlusseinrichtung, galvanisch getrennt und ohne zusätzliche Hilfsspannung, anzuzeigen und fernzumelden.For example, in one embodiment, the transition temperature (ie, the trigger temperature) of the thermosensitive material 116 correspond to the triggering behavior (for example the triggering temperature) of a short-circuit device, preferably a short-circuit clip (also known as a "fail-safe clip"). So it is possible to trigger the surge arrester 110 , e.g. GDT, connected short-circuit device, galvanically separated and without additional auxiliary voltage, to display and to report remotely.

Die Kurzschlusseinrichtung kann einen Schalter aus einer Formgedächtnislegierung umfassen.The short-circuit device can comprise a switch made from a shape memory alloy.

Die Kurzschlusseinrichtung kann ein Löschen eines Lichtbogens in einem GDT bewirken.The short-circuit device can cause an arc to be extinguished in a GDT.

Alternativ oder ergänzend kann eine Abtrenneinrichtung oder eine Sicherungseinrichtung eine galvanische Trennung des Überspannungsableiters 110 von dem elektrischen Stromkreis bewirken, zu dessen Überspannungsschutz der Überspannungsableiter 110 dient.As an alternative or in addition, a disconnection device or a safety device can galvanically isolate the surge arrester 110 cause of the electrical circuit, for its overvoltage protection the surge arrester 110 serves.

2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer allgemein mit Bezugszeichen 100 bezeichneten Vorrichtung zum Überspannungsschutz und zum Melden eines Zustands des Überspannungsschutzes. Das zweite Ausführungsbeispiel kann für sich oder Weiterbildung des ersten Ausführungsbeispiels realisierbar sein. Übereinstimmende oder austauschbare Merkmale (beispielsweise Komponenten oder Bauteile) wie in 1 sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. 2 Figure 3 shows a second embodiment of one generally with reference numerals 100 designated device for overvoltage protection and for reporting a state of the overvoltage protection. The second exemplary embodiment can be implemented by itself or as a further development of the first exemplary embodiment. Matching or interchangeable features (e.g. components or parts) as in 1 are denoted by the same reference numerals.

Die in 2 gezeigte Vorrichtung 100 umfasst einen Überspannungsableiter 110, beispielsweise einen GDT, und einen längsbeweglichen Schieber 112, der mittels zweier wärmeempfindlicher Materialien 116, 118 mit dem Überspannungsableiter 110 mechanisch verbunden und/oder in Wärmekontakt stehen. In der Betriebsstellung ist der Schieber 112 durch eine Spanneinrichtung 114, beispielsweise eine Feder, vorgespannt. Das erste wärmeempfindliche Material 116 blockiert den Schieber 112 in der Betriebsstellung, die beispielsweise einem Betriebszustand des elektrischen Stromkreises und/oder des Überspannungsableiters 110 entspricht. Beispielsweise ist ein seitlicher Steg 115 am Schieber 112 mittels des wärmeempfindlichen Materials 116 mit dem Überspannungsableiter 110 stoffschlüssig verbunden.In the 2 shown device 100 includes a surge arrester 110 , for example a GDT, and a longitudinally movable slide 112 , which uses two heat-sensitive materials 116 , 118 with the surge arrester 110 mechanically connected and / or in thermal contact. The slide is in the operating position 112 by a clamping device 114 , for example a spring, biased. The first heat-sensitive material 116 blocks the slide 112 in the operating position, for example an operating state of the electrical circuit and / or the surge arrester 110 is equivalent to. For example, there is a side bar 115 on the slide 112 by means of the heat sensitive material 116 with the surge arrester 110 firmly connected.

Ferner ist der Schieber 112 in der Betriebsstellung durch das zweite wärmeempfindliche Material 118 hindurchgeführt, ohne mit ihm mechanisch oder stoffschlüssig verbunden zu sein. Der Schieber 112 kann entlang der durch seine Längsachse definierten Richtung durch das zweite wärmeempfindliche Material 118, beispielsweise frei oder zumindest reibungsarm, gleiten. Alternativ oder ergänzend umfasst das zweite wärmeempfindliche Material 118 eine Durchgangsausnehmung, deren Innendurchmesser oder Quermaß größer ist als ein Außendurchmesser oder Quermaß des Schiebers 112.Furthermore, the slide is 112 in the operative position by the second heat-sensitive material 118 passed through without being mechanically or materially connected to it. The slider 112 can pass through the second heat-sensitive material along the direction defined by its longitudinal axis 118 , for example, slide freely or at least with little friction. Alternatively or additionally, the second heat-sensitive material comprises 118 a through recess, the inner diameter or transverse dimension of which is greater than an outer diameter or transverse dimension of the slide 112 .

Das erste Ende des Schiebers 112 umfasst einen halbtransparenten ersten Abschnitt 122 und einen opaken zweiten Abschnitt 124.The first end of the slider 112 includes a semi-transparent first section 122 and an opaque second section 124 .

An einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende 113 des Schiebers 112 ist der Schieber 112 verbreitert, vorzugsweise zur formschlüssigen Anlage des zweiten Endes 113 am zweiten wärmeempfindlichen Material 118 in der ersten Fehlerstellung.At a second end opposite the first end 113 of the slide 112 is the slider 112 widened, preferably for the form-fitting installation of the second end 113 at the second heat sensitive material 118 in the first fault position.

In der Betriebsstellung ist der erste Abschnitt 122 außerhalb des Lichttunnels 120 angeordnet, beispielsweise in einem Abstand L1 (bei Bezugszeichen 126) zum Lichttunnel 120, vorzugsweise zur gegenüberliegenden Seite des Lichttunnels 122. Alternativ oder ergänzend kann ein Abstand zwischen dem zweiten wärmeempfindlichen Material 118 und dem zweiten Ende 113 die Länge L1 bestimmen. The first section is in the operating position 122 outside the tunnel of light 120 arranged, for example at a distance L1 (with reference numerals 126 ) to the light tunnel 120 , preferably to the opposite side of the light tunnel 122 . Alternatively or in addition, a distance between the second heat-sensitive material can be used 118 and the second end 113 determine the length L1.

Beispielsweise ist ein Quermaß oder Durchmesser des Schiebers 112 an dem zweiten Ende 113 größer als der Außendurchmesser oder das Quermaß (vorzugsweise eines konstanten Querschnitts) des Schiebers 112 zwischen dem zweiten Abschnitt 124 des ersten Endes und dem zweiten Ende 113 und/oder größer als der Innendurchmesser oder das Quermaß (vorzugsweise eines konstanten Querschnitts) der Durchgangsausnehmung im zweiten wärmeempfindlichen Material 118.For example, a transverse dimension or diameter of the slide 112 at the second end 113 larger than the outer diameter or the transverse dimension (preferably of a constant cross section) of the slide 112 between the second section 124 the first end and the second end 113 and / or greater than the inner diameter or the transverse dimension (preferably of a constant cross section) of the through recess in the second heat-sensitive material 118 .

Das zweite wärmeempfindliche Material 118 kann sich in Längsrichtung des Schiebers 112 über eine mit Bezugszeichen 128 bezeichnete Länge L2 erstrecken. Die durch die Längen L1 und L2 festgelegten Teilstücke des Schiebers 112 sind in der 2 mit den Bezugszeichen 126 bzw. 128 bezeichnet.The second heat sensitive material 118 can move in the longitudinal direction of the slide 112 via one with reference number 128 designated length L2 extend. The sections of the slide defined by the lengths L1 and L2 112 are in the 2 with the reference numerals 126 respectively. 128 designated.

Im Betriebszustand ist der erste Abschnitt 122 am ersten Ende des Schiebers 122 von einem Lichttunnel 120 beabstandet. Der Lichttunnel 120 bleibt im Betriebszustand frei. Im zweiten Ausführungsbeispiel entspricht der Abstand L1 links in 2 bei Bezugszeichen 126 zwischen dem zweiten Ende 113 des Schiebers 112 und dem zweiten wärmeempfindlichen Material 118 dem Abstand L1 rechts in 2 zwischen dem Mittelpunkt des ersten Abschnitts 122 am ersten Ende des Schiebers 112 und dem von dem ersten Ende des Schiebers 112 abgelegenen Seite des Lichttunnels 120.The first section is in the operating state 122 at the first end of the slide 122 from a light tunnel 120 spaced. The light tunnel 120 remains free in the operating state. In the second exemplary embodiment, the distance L1 corresponds to the left in FIG 2 at reference number 126 between the second end 113 of the slide 112 and the second thermosensitive material 118 the distance L1 right in 2 between the midpoint of the first section 122 at the first end of the slide 112 and that of the first end of the slider 112 remote side of the light tunnel 120 .

Die 3A, 3B und 3C zeigen eine Variante des zweiten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung 100 in der Betriebsstellung sowie einer ersten und zweiten Fehlerstellung. Austauschbare oder übereinstimmende Merkmale (beispielsweise Komponenten) wie in 2 sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.the 3A , 3B and 3C show a variant of the second embodiment of the device 100 in the operating position and a first and second fault position. Interchangeable or matching features (e.g. components) as in 2 are denoted by the same reference numerals.

Die in 3A gezeigte Variante des zweiten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung 100 im Betriebszustand unterscheidet sich von der in 2 gezeigten Variante des zweiten Ausführungsbeispiels dadurch, dass der Abstand L1 bei Bezugszeichen 126 am ersten Ende des Schiebers 112 rechts in 3A jeweils von den Mittelpunkten des ersten Abschnitts 122 und des Lichttunnels 120 aus bestimmt ist. In the 3A shown variant of the second embodiment of the device 100 in the operating state differs from that in 2 shown variant of the second embodiment in that the distance L1 at reference numerals 126 at the first end of the slide 112 right in 3A each from the centers of the first section 122 and the tunnel of light 120 is determined from.

3B zeigt das zweite Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 100 in einer ersten Fehlerstellung. Aufgrund des Wärmekontakts des ersten wärmeempfindlichen Materials 116, beispielsweise Lot, mit dem Überspannungsableiter 110 hat das erste wärmeempfindliche Material 116 einen Phasenübergang durchlaufen, beispielsweise ist das Lot geschmolzen. Aufgrund des Phasenübergangs des ersten wärmeempfindlichen Materials 116 ist die Blockierung des Schiebers 112 mittels des seitlichen Stegs 115 von dem Überspannungsableiter 110 gelöst worden und aufgrund der Vorspannung der Spanneinrichtung 114, beispielsweise einer Feder, hat sich der Schieber 112 um die Wegstrecke L1 (nicht eingezeichnet in 3B) in den durch den Lichttunnel 120 fallenden Lichtstrahl geschoben. Der halbtransparente erste Abschnitt 122 bedeckt den Lichttunnel 120. 3B shows the second embodiment of the device 100 in a first error position. Due to the thermal contact of the first thermosensitive material 116 , for example solder, with the surge arrester 110 has the first heat sensitive material 116 go through a phase transition, for example the solder has melted. Due to the phase transition of the first thermosensitive material 116 is the blocking of the slide 112 by means of the side bar 115 from the surge arrester 110 been solved and due to the bias of the clamping device 114 , for example a spring, the slide has 112 by the distance L1 (not shown in 3B) into the through the light tunnel 120 falling light beam pushed. The semi-transparent first section 122 covers the tunnel of light 120 .

Der Schieber 112 ist durch das verbreiterte zweite Ende 113 des Schiebers 112 an einem Durchdringen des zweiten wärmeempfindlichen Materials 118 vor dessen Phasenübergang gehindert. Die Spanneinrichtung 114, beispielsweise die Feder, bleibt in der ersten Fehlerstellung vorgespannt mit einer Vorspannung, beispielsweise die geringer ist als die Vorspannung in der Betriebsstellung.The slider 112 is through the widened second end 113 of the slide 112 at penetration of the second thermosensitive material 118 prevented from its phase transition. The clamping device 114 , for example the spring, remains pre-tensioned in the first fault position with a pre-tension, for example which is lower than the pre-tension in the operating position.

3C zeigt das zweite Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 100 in einer zweiten Fehlerstellung. Aufgrund des Wärmekontakts zwischen dem Überspannungsableiter 110 und dem zweiten wärmeempfindlichen Material 118 hat dieses einen Phasenübergang durchlaufen, beispielsweise hat ein zweites Lot seine Viskosität verringert oder ist bei einer höheren Schmelztemperatur als jene des ersten wärmeempfindlichen Materials geschmolzen. Das verbreiterte zweite Ende 113 des Schiebers 112 hat sich entlang der Wegstrecke L2 bei Bezugszeichen 128 durch das, beispielsweise verflüssigte, zweite wärmeempfindliche Material 118 aufgrund der noch vorhandenen restlichen Vorspannung der Spanneinheit 114 bewegt. Der opake zweite Abschnitt 124 am ersten Ende des Schiebers 112 dunkelt den Lichttunnel 120 vollständig ab. Die vollständige Abdunkelung kann einem Unterbrechen einer Lichtschranke durch den Lichttunnel entsprechen. 3C shows the second embodiment of the device 100 in a second fault position. Due to the thermal contact between the surge arrester 110 and the second thermosensitive material 118 this has undergone a phase transition, for example a second solder has reduced its viscosity or has melted at a higher melting temperature than that of the first heat-sensitive material. The widened second end 113 of the slide 112 has been along the route L2 at reference number 128 by the, for example liquefied, second heat-sensitive material 118 due to the remaining pre-tension of the clamping unit 114 emotional. The opaque second section 124 at the first end of the slide 112 darkens the light tunnel 120 completely off. The complete darkening can correspond to an interruption of a light barrier through the light tunnel.

Vorzugsweise verfährt der Schieber 112 zum Melden (beispielsweise zum Anzeigen) einer Belastung und/oder Überlastung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in Abhängigkeit von zwei Temperaturstufen. Die erste Stufe (beispielsweise „warm“) wird, vorzugsweise in einem Warn-Zustand, ausgelöst bei einer ersten Belastung des Überspannungsableiters 110 (z.B. GDT), die größer ist als die Belastung im Betriebszustand mit einer entsprechenden Wärmeentwicklung im Vergleich zum Betriebszustand. Bei dieser ersten Übergangstemperatur löst sich der Schieber 112 durch Aufweichen des ersten wärmeempfindlichen Materials 116 (beispielsweise einem Thermoplast, Wachs, Kleber oder Lot) von dem Überspannungsableiter 110, z.B. GDT, ab.The slide preferably moves 112 for reporting (for example, for displaying) a load and / or overload according to the second exemplary embodiment as a function of two temperature levels. The first stage (for example “warm”) is triggered, preferably in a warning state, when the surge arrester is first loaded 110 (e.g. GDT), which is greater than the load in the operating state with a corresponding heat development compared to the operating state. At this first transition temperature, the slide releases 112 by softening the first heat sensitive material 116 ( for example a thermoplastic, wax, glue or solder) from the surge arrester 110 , e.g. GDT.

Da der Schieber 112 durch den Block des zweiten wärmeempfindlichen Materials 118 geführt ist, der beispielsweise eine zweite Auslösetemperatur oder Übergangstemperatur aufweist, die größer als die erste Übergangstemperatur ist, bleibt der Schieber 112 zunächst nach einer Wegstrecke L1 stehen, da das Ende 113 mit größerem Durchmesser als der Hauptteil oder Schaft des Schiebers 112 nicht durch die Durchgangsausnehmung im Block des zweiten wärmeempfindlichen Materials 118 passt. Vorzugsweise erstreckt sich in der ersten Fehlerstellung der Hauptteil des Schiebers 112 zwischen dem zweiten Ende 113 und dem zweiten Abschnitt 124 des ersten Endes des Schiebers 112 (insbesondere die entlang der mit L1 und L2 bei Bezugszeichen 126 bzw. 128 links in 3A bezeichneten Teilstücke des Schiebers 112) im Block des zweiten wärmeempfindlichen Materials 118 oder zwischen dem Block und dem Lichttunnel 120.Because the slide 112 through the block of the second thermosensitive material 118 Is performed, which has, for example, a second trigger temperature or transition temperature that is greater than the first transition temperature, the slide remains 112 first stand after a distance L1, there the end 113 larger in diameter than the main part or stem of the slider 112 not through the through recess in the block of the second thermosensitive material 118 fits. The main part of the slide preferably extends in the first fault position 112 between the second end 113 and the second section 124 of the first end of the slide 112 (especially those along the lines with L1 and L2 at reference numbers 126 respectively. 128 left in 3A designated parts of the slide 112 ) in the block of the second thermosensitive material 118 or between the block and the light tunnel 120 .

Eine Lichtausbreitung im Lichttunnel 120 wird beeinflusst durch den halbtransparenten ersten Abschnitt 122 (auch: ersten Bereich), beispielsweise einen farbigen ersten Abschnitt 122. Diese Beeinflussungen können von einer Empfangseinheit entsprechend ausgewertet und z.B. als Zustand des Überspannungsschutzes (beispielsweise als „Gelb“-Status oder Warn-Zustand) angezeigt werden.A light propagation in the light tunnel 120 is influenced by the semi-transparent first section 122 (also: first area), for example a colored first section 122 . These influences can be evaluated accordingly by a receiving unit and displayed, for example, as the state of the overvoltage protection (for example as a “yellow” status or warning state).

Eine höhere Temperaturstufe (beispielsweise „heiß“) als die erste Übergangstemperatur (beispielsweise „warm“) löst oder verflüssigt den Block des zweiten wärmeempfindlichen Materials 118, so dass der Schieber 112 weiter in Richtung der zweiten Fehlerstellung verfahren kann. Dies führt zu einer Beeinflussung des Lichttunnels 120 durch den zweiten Abschnitt 124 (auch: zweiten Bereich). Beispielsweise ist der Lichttunnel 120 in der zweiten Fehlerstellung lichtundurchlässig oder verschlossen, d.h. eine Lichtschranke durch den Lichttunnel 120 ist unterbrochen. Alternativ oder ergänzend ist in der zweiten Fehlerstellung der Lichttunnel 120 lichtdurchlässig nur für eine von der ersten Fehlerstellung abweichenden Lichtfarbe. Die Empfangseinheit kann diese Änderung erfassen und als Fehlerzustand (auch: Defektzustand) oder „Rot“-Status anzeigen.A higher temperature level (for example “hot”) than the first transition temperature (for example “warm”) dissolves or liquefies the block of the second heat-sensitive material 118 so that the slider 112 can continue to move in the direction of the second fault position. This leads to an influence on the light tunnel 120 through the second section 124 (also: second area). For example is the light tunnel 120 in the second fault position opaque or closed, ie a light barrier through the light tunnel 120 is interrupted. Alternatively or in addition, the light tunnel is in the second fault position 120 translucent only for a light color that differs from the first fault position. The receiving unit can detect this change and display it as an error status (also: defect status) or "red" status.

Alternativ oder ergänzend können die erste Fehlerstellung und die zweite Fehlerstellung (die einem Warn-Zustand bzw. einem Defekt-Zustand des Überspannungsschutzes entsprechen können) direkt als Farbmarkierungen an einem Sichtfenster der Vorrichtung 100 angezeigt.Alternatively or in addition, the first fault position and the second fault position (which can correspond to a warning state or a defect state of the overvoltage protection) can be used directly as color markings on a viewing window of the device 100 displayed.

4 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Systems zum Überspannungsschutz und zum Melden eines Zustands des Überspannungsschutzes. Das System 400 umfasst mindestens ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 100. 4th FIG. 11 shows a schematic perspective view of an exemplary embodiment of a system for overvoltage protection and for reporting a state of the overvoltage protection. The system 400 comprises at least one embodiment of the device 100 .

Im Fall mehrere Vorrichtungen 100 sind diese (beispielsweise auf einer gemeinsamen Tragschiene, insbesondere Hutschiene) so angeordnet, dass die Lichttunnel 120 aller Vorrichtungen 100 fluchten.In the case of several devices 100 these are arranged (for example on a common mounting rail, in particular top hat rail) in such a way that the light tunnel 120 of all devices 100 cursing.

Die Vorrichtung 100 oder die mehreren Vorrichtungen 100 sind zwischen einer Lichtquelle 410 und einer Empfangseinheit 412 angeordnet, so dass (beispielsweise im Betriebszustand und/oder im ersten Fehlerzustand) der Lichtstrahl 414 durch den Lichttunnel 120 oder die fluchtenden Lichttunnel 120 verläuft. Vorzugsweise sind die Lichtquelle 410 und die Empfangseinheit 412 auf derselben Tragschiene wie die Vorrichtung 100 oder die Vorrichtungen 100 angeordnet.The device 100 or the multiple devices 100 are between a light source 410 and a receiving unit 412 arranged so that (for example in the operating state and / or in the first fault state) the light beam 414 through the light tunnel 120 or the aligned light tunnels 120 runs. Preferably the light sources are 410 and the receiving unit 412 on the same mounting rail as the device 100 or the devices 100 arranged.

Optional umfasst eine Vorrichtung 100 an einem ersten Ende des System 400 die Funktionalität der Lichtquelle 410 und/oder eine Vorrichtung 100 an einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende des System 400 umfasst die Funktionalität der Empfangseinheit 412.Optionally includes a device 100 at a first end of the system 400 the functionality of the light source 410 and / or a device 100 at a second end of the system opposite the first end 400 includes the functionality of the receiving unit 412 .

Obwohl die Erfindung in Bezug auf exemplarische Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist es für einen Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Äquivalente als Ersatz verwendet werden können. Ferner können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehre der Erfindung anzupassen. Folglich ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst alle Ausführungsbeispiele, die in den Bereich der beigefügten Patentansprüche fallen.Although the invention has been described with reference to exemplary embodiments, it will be apparent to one skilled in the art that various changes can be made and equivalents used as replacements. Furthermore, many modifications can be made to adapt a particular situation or material to the teachings of the invention. Consequently, the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but rather encompasses all exemplary embodiments that fall within the scope of the appended claims.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

100100
Vorrichtungcontraption
110110
ÜberspannungsableiterSurge arresters
112112
SchieberSlider
113113
Verbreitertes Ende des SchiebersBroadened end of the slide
114114
Spanneinrichtung, vorzugsweise FederTensioning device, preferably a spring
115115
Seitlicher Steg am SchieberSide bar on the slide
116116
Erstes wärmeempfindliches MaterialFirst heat sensitive material
118118
Zweites wärmeempfindliches MaterialSecond heat sensitive material
120120
LichttunnelLight tunnel
122122
Erster Abschnitt am ersten Ende des Schiebers,vorzugsweise halbtransparenter AbschnittFirst section at the first end of the slide, preferably semi-transparent section
124124
Zweiter Abschnitt am ersten Ende des Schiebers vorzugsweise opaker AbschnittSecond section at the first end of the slide, preferably opaque section
126126
Erste Wegstrecke L1First route L1
128128
Zweite Wegstrecke L2Second distance L2
400400
Systemsystem
410410
LichtquelleLight source
412412
EmpfangseinheitReceiving unit
414414
LichtstrahlBeam of light

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102011052689 B4 [0005]DE 102011052689 B4 [0005]
  • DE 102013202795 C5 [0006]DE 102013202795 C5 [0006]
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  • DE 202019101517 U1 [0008]DE 202019101517 U1 [0008]

Claims (15)

Vorrichtung (100) zum Überspannungsschutz und Melden eines Zustands des Überspannungsschutzes, umfassend: einen Überspannungsableiter (110) zum Überspannungsschutz eines elektrischen Stromkreises; einen zwischen einer Betriebsstellung und mindestens einer Fehlerstellung quer zu einem Lichttunnel (120) beweglichen Schieber (112) mit einem dem Lichttunnel (120) zugewandten ersten Ende (122, 124), wobei in der Betriebsstellung das erste Ende (122, 124) außerhalb des Lichttunnels (120) angeordnet ist und in der mindestens einen Fehlerstellung das erste Ende (122, 124) zumindest abschnittsweise im Lichttunnel (120) angeordnet ist; eine Spanneinrichtung (114), die dazu ausgebildet ist, den Schieber (112) in der Betriebsstellung mit einer Vorspannung in Richtung der mindestens einen Fehlerstellung vorzuspannen; und mindestens ein wärmeempfindliches Material (116, 118), welches die Bewegung des Schiebers (112) entgegen der Vorspannung in der Betriebsstellung blockiert, wobei das mindestens eine wärmeempfindliche Material (116, 118) mit dem Überspannungsableiter (110) in Wärmekontakt steht und dazu ausgebildet ist, bei einer Erwärmung einen Phasenübergang zu durchlaufen, der die Bewegung des Schiebers (112) in die mindestens eine Fehlerstellung freigibt.Apparatus (100) for overvoltage protection and reporting a state of the overvoltage protection, comprising: a surge arrester (110) for surge protection of an electrical circuit; a slide (112) movable between an operating position and at least one fault position transversely to a light tunnel (120) with a first end (122, 124) facing the light tunnel (120), wherein in the operating position the first end (122, 124) is outside the Light tunnel (120) is arranged and in the at least one fault position the first end (122, 124) is arranged at least in sections in the light tunnel (120); a tensioning device (114) which is designed to bias the slide (112) in the operating position with a bias in the direction of the at least one fault position; and at least one heat-sensitive material (116, 118) which blocks the movement of the slide (112) against the bias in the operating position, the at least one heat-sensitive material (116, 118) being in thermal contact with the surge arrester (110) and being designed for this purpose to go through a phase transition when heated, which enables the movement of the slide (112) into the at least one fault position. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei der Überspannungsableiter (110) eine Funkenstrecke; einen Gasableiter, GDT; einen Varistor; und/oder eine Suppressordiode umfasst.Device (100) according to Claim 1 wherein the surge arrester (110) is a spark gap; a gas discharge tube, GDT; a varistor; and / or comprises a suppressor diode. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Phasenübergang des mindestens einen wärmeempfindlichen Materials (116, 118) einen Phasenübergang erster Ordnung, einen Phasenübergang zweiter Ordnung, oder einen Glasübergang umfasst.Device (100) according to Claim 1 or 2 wherein the phase transition of the at least one heat-sensitive material (116, 118) comprises a first-order phase transition, a second-order phase transition, or a glass transition. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das mindestens eine wärmeempfindliche Material (116, 118) einen Thermoplast, einen Klebstoff, ein Wachs, und/oder ein Lot umfasst.Device (100) according to one of the Claims 1 until 3 wherein the at least one heat-sensitive material (116, 118) comprises a thermoplastic, an adhesive, a wax, and / or a solder. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Überspannungsableiters (110) eine Abtrenneinrichtung oder eine Kurzschlusseinrichtung umfasst, die dazu ausgebildet ist, in der Fehlerstellung den Überspannungsableiter vom Stromkreis abzutrennen oder kurzzuschließen, vorzugsweise wobei die Abtrenneinrichtung oder die Kurzschlusseinrichtung mit dem Schieber (112) mechanisch gekoppelt ist.Device (100) according to one of the Claims 1 until 4th , wherein the surge arrester (110) comprises a disconnection device or a short-circuit device which is designed to disconnect or short-circuit the surge arrester from the circuit in the fault position, preferably wherein the disconnection device or the short-circuit device is mechanically coupled to the slide (112). Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Spanneinrichtung (114) ein Federelement, vorzugsweise eine Schraubenfeder und/oder eine Torsionsfeder, umfasst.Device (100) according to one of the Claims 1 until 5 , wherein the tensioning device (114) comprises a spring element, preferably a helical spring and / or a torsion spring. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das mindestens eine wärmeempfindliche Material (116, 118) ein erstes wärmeempfindliches Material (116) und ein zweites wärmeempfindliches Material (118) umfasst, wobei das erste wärmeempfindliche Material (116) die Bewegung des Schiebers (112) entgegen der Vorspannung in der Betriebsstellung blockiert, und wobei das erste wärmeempfindliche Material (116) und/oder dessen Wärmekontakt zum Überspannungsableiter (110) dazu ausgebildet ist, zu einem ersten Zeitpunkt einen ersten Phasenübergang zu durchlaufen, der die Bewegung des Schiebers (112) aus der Betriebsstellung in eine erste Fehlerstellung freigibt, und wobei das zweite wärmeempfindliche Material (118) die Bewegung des Schiebers (112) entgegen der Vorspannung in der ersten Fehlerstellung blockiert, und wobei das zweite wärmeempfindliche Material (118) und/oder dessen Wärmekontakt zum Überspannungsableiter (110) dazu ausgebildet ist, zu einem zweiten Zeitpunkt, der später als der erste Zeitpunkt ist, einen zweiten Phasenübergang zu durchlaufen, der die Bewegung des Schiebers (112) aus der ersten Fehlerstellung in eine zweite Fehlerstellung freigibt.Device (100) according to one of the Claims 1 until 6th wherein the at least one heat-sensitive material (116, 118) comprises a first heat-sensitive material (116) and a second heat-sensitive material (118), the first heat-sensitive material (116) moving the slide (112) against the bias in the operating position blocked, and wherein the first heat-sensitive material (116) and / or its thermal contact to the surge arrester (110) is designed to go through a first phase transition at a first point in time, which moves the slide (112) from the operating position into a first fault position releases, and wherein the second heat-sensitive material (118) blocks the movement of the slide (112) against the bias in the first fault position, and wherein the second heat-sensitive material (118) and / or its thermal contact with the surge arrester (110) is designed to at a second point in time, which is later than the first point in time, for a second phase gang to go through, which releases the movement of the slide (112) from the first fault position into a second fault position. Vorrichtung (100) nach Anspruch 7, wobei - eine erste Übergangstemperatur des ersten Phasenübergangs des ersten wärmeempfindlichen Materials (116) kleiner ist als eine zweite Übergangstemperatur des zweiten Phasenübergangs des zweiten wärmeempfindlichen Materials (118), und/oder - eine erste Wärmeleitung des Wärmekontakts des ersten wärmeempfindlichen Materials (116) größer ist als eine zweite Wärmeleitung des Wärmekontakts des zweiten wärmeempfindlichen Materials (118), und/oder - eine erste Wärmekapazität des ersten wärmeempfindlichen Materials (116) kleiner ist als eine zweite Wärmekapazität des zweiten wärmeempfindlichen Materials (118).Device (100) according to Claim 7 , wherein - a first transition temperature of the first phase transition of the first thermosensitive material (116) is lower than a second transition temperature of the second phase transition of the second thermosensitive material (118), and / or - a first thermal conductivity of the thermal contact of the first thermosensitive material (116) is greater is as a second heat conduction of the thermal contact of the second heat-sensitive material (118), and / or - a first heat capacity of the first heat-sensitive material (116) is smaller than a second heat capacity of the second heat-sensitive material (118). Vorrichtung (100) nach Anspruch 7 oder 8, wobei das dem Lichttunnel (120) zugewandte erste Ende (122, 124) einen ersten Abschnitt (122) und einen zweiten Abschnitt (124) umfasst, und wobei in der ersten Fehlerstellung der erste Abschnitt (122) im Lichttunnel (120) angeordnet ist und in der zweiten Fehlerstellung der zweite Abschnitt (124) im Lichttunnel (120) angeordnet ist, wobei eine erste Lichtfiltereigenschaft des ersten Abschnitts (122) von einer zweiten Lichtfiltereigenschaft des zweiten Abschnitts (124) verschieden ist.Device (100) according to Claim 7 or 8th wherein the first end (122, 124) facing the light tunnel (120) comprises a first section (122) and a second section (124), and wherein in the first fault position the first section (122) is arranged in the light tunnel (120) and in the second fault position, the second section (124) is arranged in the light tunnel (120), a first light filter property of the first section (122) being different from a second light filter property of the second section (124). Vorrichtung (100) nach Anspruch 9, wobei die erste Lichtfiltereigenschaft eine Halbtransparenz und die zweite Lichtfiltereigenschaft eine Opazität umfasst, oder wobei die erste Lichtfiltereigenschaft eine erste Farbe und die zweite Lichtfiltereigenschaft eine von der ersten Farbe verschiedene zweite Farbe betrifft.Device (100) according to Claim 9 , wherein the first light filter property is a semi-transparency and the second light filter property comprises an opacity, or wherein the first light filter property relates to a first color and the second light filter property relates to a second color different from the first color. System (400) zum Überspannungsschutz und Melden eines Zustands des Überspannungsschutzes, umfassend: - eine Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, oder mindestens zwei Vorrichtungen (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, deren Lichttunnel (120) fluchtend angeordnet sind; - eine Lichtquelle (410), die dazu ausgebildet ist, einen Lichtstrahl (414) in den Lichttunnel (120) oder die mindestens zwei fluchtenden Lichttunnel (120) zu emittieren; und - eine Erfassungseinheit (412), die dazu ausgebildet ist, den Lichtstrahl (414) zu erfassen, wobei der Lichttunnel (120) oder die mindestens zwei fluchtenden Lichttunnel (120) zwischen der Lichtquelle (410) und der Erfassungseinheit (412) angeordnet ist beziehungsweise sind.System (400) for overvoltage protection and reporting a state of the overvoltage protection, comprising: - a device (100) according to one of the Claims 1 until 10 , or at least two devices (100) according to one of the Claims 1 until 10 whose light tunnels (120) are arranged in alignment; - A light source (410) which is designed to emit a light beam (414) into the light tunnel (120) or the at least two aligned light tunnels (120); and - a detection unit (412) which is designed to detect the light beam (414), the light tunnel (120) or the at least two aligned light tunnels (120) being arranged between the light source (410) and the detection unit (412) respectively are. System nach Anspruch 11, wobei die Erfassungseinheit (412) dazu ausgebildet ist, eine Änderung einer Helligkeit, einer Intensität, und/oder einer Farbe des Lichtstrahls (414) im Lichttunnel (120) zu erfassen.System according to Claim 11 wherein the detection unit (412) is designed to detect a change in a brightness, an intensity, and / or a color of the light beam (414) in the light tunnel (120). System nach Anspruch 12, wobei die Erfassungseinheit (412) dazu ausgebildet ist, mindestens zwei Stufen der Änderung der Helligkeit, der Intensität, und/oder der Farbe des Lichtstrahls (414) im Lichttunnel (120) zu erfassen.System according to Claim 12 , wherein the detection unit (412) is designed to detect at least two stages of the change in the brightness, the intensity, and / or the color of the light beam (414) in the light tunnel (120). System nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Erfassungseinheit (412) ferner dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von der erfassten Helligkeit, Intensität, und/oder Farbe des Lichtstrahls (414): - mindestens ein Warnsignal auszugeben; und/oder - eine Stromquelle von dem oder von den mindestens zwei elektrischen Stromkreisen zu trennen.System according to Claim 12 or 13th , wherein the detection unit (412) is further designed to: - output at least one warning signal as a function of the detected brightness, intensity and / or color of the light beam (414); and / or disconnect a power source from the or from the at least two electrical circuits. System nach Anspruch 13 und 14, wobei das mindestens eine Warnsignal zwei verschiedenfarbige Markierungen und/oder zwei verschiedenfarbige Leuchtsignale umfasst, die jeweils in Reaktion auf die zwei erfassten Stufen ausgegeben werden.System according to Claim 13 and 14th wherein the at least one warning signal comprises two differently colored markings and / or two differently colored light signals, which are each output in response to the two detected stages.
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