DE112004000615T5

DE112004000615T5 - Überspannungsschutzvorrichtung

Info

Publication number: DE112004000615T5
Application number: DE112004000615T
Authority: DE
Inventors: Greg Fournier; Mark H. Hudson Germagian; Ronnie L. Bell
Original assignee: American Power Conversion Corp
Current assignee: Schneider Electric IT Corp
Priority date: 2003-04-10
Filing date: 2004-04-09
Publication date: 2006-03-09
Also published as: GB0520766D0; US20040201940A1; GB2416253A; CN100576684C; CN1788399A; GB2416253B; WO2004093282A2; US7193830B2; WO2004093282A3

Abstract

Überspannungsschutzvorrichtung mit:
einer Netzschaltung mit einem Metalloxidvaristor (MOV) und einer in der Nähe des MOV angeordneten thermischen Sicherung;
einer Isolationsstruktur, die den MOV und die thermische Sicherung enthält, wobei die Isolationsstruktur derart konstruiert und angeordnet ist, dass sie den MOV und die thermische Sicherung mindestens von einem Abschnitt der Überspannungsschutzvorrichtung isoliert und Emissionen vom MOV während eines Überspannungsereignisses einkapselt; und
mehreren mit der Netzschaltung elektrisch verbundenen Netzausgängen.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Überspannungsschutzvorrichtung und insbesondere eine Überspannungsschutzvorrichtung mit Netzausgängen bzw. -steckdosen und/oder einem Netzkabel.
Herkömmliche "persönliche" Überspannungsschutzvorrichtungen, d.h. nicht-industrielle Überspannungsschutzvorrichtungen, mit Netzausgängen oder -steckdosen und einem Netzkabel weisen häufig einen Metalloxidvaristor (MOV) als Teil einer Überspannungsschutz- oder -unterdrückungsschaltung auf. Wenn ein MOV ausfällt, kann er Emissionen ausstoßen, z.B. Trümmerteile, durch die eine Kaskade weiterer Ereignisse/Störungen verursacht wird. Ein Verfahren zum Verhindern eines derartigen katastrophalen Ausfalls des MOV beinhaltet das Umwickeln des MOV und einer thermischen Sicherung, die Teil der Überspannungsschutzschaltung ist, durch ein Band. Das Umwickeln des MOV (von MOVs) und einer thermischen Sicherung durch ein Band ist keine ideale Lösung, da an der bezüglich der thermischen Sicherung entgegengesetzten Seite des MOV Wärme erzeugt werden kann, so dass der MOV weiterhin ausfallen kann. Außerdem ist das Umwickeln des MOV und der thermischen Sicherung durch ein Band arbeitsaufwändig.
Außerdem kann, wenn ein MOV ausfällt, durch den MOV auf der Leiterplatte oder Platine, auf der er montiert ist, Kohlenstoff verteilt oder verstreut werden. Diese Erscheinung wird als Kohlenstoffspurbildung (Carbon Tracking) bezeich net. Der verstreute Kohlenstoff kann einen Leitungskurzschluss zwischen Bauteilen oder Komponenten auf der Leiterplatte verursachen. D.h., der Kohlenstoff kann eine unbeabsichtigte Stromleitung zwischen Komponenten auf der Leiterplatte verursachen, was möglicherweise zu einer Fehlfunktion der Leiterplatte führt.
Daher besteht Bedarf für einen Überspannungsschutz oder eine Überspannungsschutzvorrichtung, die relativ kostengünstig, einfach verwendbar und einfach herstellbar ist, durch die die Wahrscheinlichkeit eines katastrophalen Versagens oder Ausfalls des MOV reduziert wird, und durch die die nachteiligen Auswirkungen im Fall eines katastrophalen Versagens oder Ausfalls des MOV vermindert werden.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Überspannungsschutzvorrichtungen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Überspannungsschutzvorrichtung bereitgestellt, mit: einer Netzschaltung, die einen Metalloxidvaristor (MOV) und eine in der Nähe des MOV angeordnete thermische Sicherung aufweist, einer Isolationsstruktur, die den MOV und die thermische Sicherung enthält, und mehreren Netzausgängen oder -steckdosen, die mit der Netzschaltung elektrisch verbunden sind. Die Isolationsstruktur isoliert den MOV und die thermische Sicherung mindestens von einem Teil der Überspannungsschutzvorrichtung und kapselt Emissionen vom MOV während eines Überspannungsereignisses ein.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird eine Überspannungsschutzvorrichtung bereitgestellt, mit: einem Netzanschlußabschnitt, der eine Netzschaltung aufweist, einem benachbart zum Netzabschnitt angeordneten Zwischenabschnitt, und einem benachbart zum Zwischenabschnitt angeordneten Ausgangsabschnitt, wobei der Zwischenabschnitt den Netzanschlußabschnitt und den Ausgangsabschnitt trennt. Der Ausgangsabschnitt weist mehrere Netzausgänge auf, die mit der Netzschaltung elektrisch verbunden sind.
Daher wird durch erfindungsgemäße Ausführungsformen eine Trennung zwischen dem MOV/Netzabschnitt und dem Netzausgangsabschnitt aufrechterhalten. Wenn in der Netzschaltung, z.B. im MOV, ein katastrophales Ereignis auftritt, wird durch Aufrechterhalten einer derartigen Trennung der Zustrom von erzeugtem Rauch und von Trümmerteilen in den Ausgangsabschnitt reduziert. Ähnlicherweise wird durch Aufrechterhalten einer derartigen Trennung die Strömung von Sauerstoff vom Ausgangsabschnitt zur Quelle der Wärme, des Rauchs und/oder der Trümmerteile vermindert, wodurch die Auswirkung des katastrophalen Ereignisses vermindert werden. Außerdem werden durch Ausführungsformen der Erfindung für einen Benutzer vorteilhaft die Elemente oder Komponenten der Überspannungsschutzvorrichtung deutlich erkennbar dargestellt und wird visuell dargestellt, wie die Überspannungsschutzvorrichtung verwendet wird. Beispielsweise kann, wenn die Überspannungsschutzvorrichtung auf einem Tisch angeordnet wird, die Vorrichtung eine Fläche mit einem Netzanschlußabschnitt mit einem Hauptschalter in einem oberen Bereich der Fläche, einem Datenabschnitt in einem Mittenbereich der Fläche und einem Ausgangsabschnitt in einem unteren Bereich der Fläche aufweisen.
Gemäß einer noch anderen Ausführungsform wird eine Überspannungsschutzvorrichtung bereitgestellt, mit: einem Gehäuse mit einer ersten Fläche, wobei das Gehäuse einen Netzanschlußabschnitt mit einer Netzschaltung definiert; und einem Ausgangsabschnitt mit mehreren Netzausgängen, die auf der ersten Gehäusefläche in drei Reihen angeordnet sind. Die Vorrichtung weist eine Längsachse auf, und die drei Reihen erstrecken sich im wesentlichen parallel zur Längsachse. Die drei Reihen weisen eine mittlere Reihe und zwei äußere Reihen auf. Die mittlere Reihe weist mindestens einen ersten und einen zweiten mittleren Ausgang auf. Der erste und der zweite mittlere Ausgang sind übereinander angeordnet. Die äußeren Reihen weisen einen ersten und einen zweiten äußeren Ausgang auf. Der erste und der zweite äußere Ausgang sind nebeneinander angeordnet.
Kurze Beschreibung der dargestellten Ausführungsformen
1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Überspannungsschutzvorrichtung;
2 zeigt ein High-Level-Blockdiagramm der Komponenten der Überspannungsschutzvorrichtung von 1;
3A zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der Unterseite der Überspannungsschutzvorrichtung von 1;
3B zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der Oberseite einer erfindungsgemäßen Überspannungsschutzvorrichtung;
4 zeigt einen Aufrißansicht der Struktur aus dem MOV und der thermischen Sicherung;
5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des Zwischenabschnitts, z.B. eines Datenabschnitts, der Überspannungsschutzvorrichtung von 1;
6 zeigt eine perspektivische Ansicht der Unterseite der Überspannungsschutzvorrichtung von 1;
7 zeigt eine perspektivische Ansicht der Unterseite der Überspannungsschutzvorrichtung von 6, wobei ein Kabelmanager aus dem Gehäuse der Überspannungsschutzvorrichtung herausgezogen und davon entnommen ist;
8 zeigt eine perspektivische Ansicht der Oberseite der Überspannungsschutzvorrichtung von 1, wobei das Netzkabel auf einer ersten Position angeordnet ist;
9 zeigt eine perspektivische Ansicht der Oberseite der Überspannungsschutzvorrichtung von 1, wobei das Netzkabel auf einer zweiten Position angeordnet ist;
10 zeigt eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Überspannungsschutzvorrichtung;
11 und 12 zeigen verschiedenartige Stecker und/oder Ausgänge bzw. Steckdosen, die für eine Verwendung mit der Überspannungsschutzvorrichtung von 1 geeignet sind;
13 zeigt eine Ausführungsform der MOVs, thermischen Sicherungen und der Isolationsstruktur der Überspannungsschutzvorrichtung von 1; und
14 zeigt eine schematische Darstellung einer Überlasterfassungs-/-warnschaltung.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Überspannungsschutzvorrichtungen. Gemäß 1 weist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Überspannungsschutzvorrichtung 20 einen Netzanschlußabschnitt 22, einen dem Netzanschlußabschnitt benachbarten Zwischenabschnitt 24, z.B. einen Datenabschnitt, und einen dem Zwischenabschnitt benachbarten Ausgangsabschnitt 26 auf. Die Überspannungsschutzvorrichtung 20 weist ein Gehäuse 27 mit einer Fläche 25 auf und kann ferner einen Kabelmanager 28 aufweisen, der mit dem Gehäuse lösbar und austauschbar verbunden ist. In einer Ausführungsform kann ein Benutzer das Auszieh- oder Verlängerungsmaß des Kabelmanagers 28 bezüglich des Gehäuses 27 einstellen.
Der Netzanschlußabschnitt 22 weist ein Netzkabel 30, einen Hauptschalter 32, Überlastsignalanzeigen und eine Auslöser-Rücksetztaste 50 auf. In einer Ausführungsform ist der Zwischenabschnitt ein Datenabschnitt und weist Eingänge für eine Netzwerk- und/oder eine Telefonleitung 36 und Kabelverbinder 38 auf. Der Ausgangsabschnitt weist drei Reihen von Ausgängen auf, eine mittlere Reihe 42 und zwei äußere Reihen 40, 44. Die beiden äußeren Reihen 40, 44 können Transformatorausgänge aufweisen, die dazu geeignet sind, Transformatorstecker aufzunehmen. Daher sollte die Breite der Transformatorausgänge mindestens doppelt so groß sein wie die Breite von Standardausgängen für das Land, für das die Überspannungsschutzvorrichtung vorgesehen ist. Beispielsweise ist ein Standardausgang in den USA 2,86 cm (1,125 Zoll) breit, so dass ein Transformatorausgang mindestens 5,72 cm (2,25 Zoll) breit sein sollte. Außerdem können, wenn die erste Fläche 25 des Gehäuses 27 im wesentlichen in einer Ebene liegt, die äußeren Ausgänge 46 nach unten aus der Ebene heraus geneigt sein, um einen Zugang zu den Steckern und/oder Ausgängen der mittleren Reihe 42 zu erleichtern. Der Neigungswinkel kann 5 bis 45 Grad betragen. In einer Ausführungsform beträgt der Neigungswinkel etwa 10 Grad.
Für vorliegende Zwecke kann ein Ausgang als Ausgang mit einer Ausgangsfläche mit einer oberen Grenze, einer unteren Grenze, einer ersten Seitengrenze und einer zweiten Seitengrenze beschrieben werden. Außerdem können für vorliegende Zwecke ein erster Ausgang und ein zweiter Ausgang als übereinander angeordnete Ausgänge bezeichnet werden, wenn die untere Grenze der ersten Ausgangsfläche 48a benachbart zur oberen Grenze der zweiten Ausgangsfläche 48b angeordnet ist. Ähnlicherweise können ein erster Ausgang und ein zweiter Ausgang als nebeneinander angeordnete Ausgänge bezeichnet werden, wenn die erste Seitengrenze der ersten Ausgangsfläche 46 benachbart zur zweiten Seitengrenze der zweiten Ausgangsfläche 46b angeordnet ist. Gemäß der vorstehenden Definition sind die Ausgänge in der mittleren Reihe in einer Ausführungsform übereinander und die Ausgänge in den äußeren Reihen nebeneinander angeordnet.
Gemäß 2 weisen die Komponenten der Überspannungsschutzvorrichtung von 1 einen Wechselstrom(AC)eingang auf, z.B. ein Netzkabel, durch das einem auf einer Leiterplatte (PCB) angeordneten elektromagnetischen Interferenz(EMI)/Überspannungsfilter Wechselstrom zugeführt wird. Das Filter ist mit einer Überstromerfassungsschaltung und mit Phase und Erde elektrisch verbunden. Die Überstromerfassungsschaltung ist mit Neutral oder Null elektrisch verbunden. Die Schutzfunktionsanzeige(Protection Working)schaltung und die Verkabelungsfehleranzeige(Site Wiring Fault)schaltung sind mit Phase, Neutral und Erde elektrisch verbunden. Die Ausgänge sind mit Neutral und Erde elektrisch verbunden. Die permanent eingeschalteten Ausgänge sind. mit Phase elektrisch verbunden, und die geschalteten Ausgänge weisen geschaltete elektrische Verbindungen mit Phase auf. Außerdem kann die Überspannungsschutzvorrichtung geschaltete elektrische Verbindungen zu Phase aufweisen. Außerdem kann die Überspannungsschutzvorrichtung eine Telefonschutzschaltung, eine Kabel-/DSS- (digitaler Teilnehmerdienst) Schutzschaltung, eine Kabel-/Antennenschutzschaltung und/oder eine Netzwerkschnittstellenschutzschaltung aufweisen, z.B. für eine Standardschnittstelle für Kabel der Kategorie 5, die jeweils eine elektrische Verbindung zur Erde aufweisen.
Gemäß 14 weist eine Ausführungsform der Überlasterfassungsschaltung einen Transformator 78 mit einem Wicklungsverhältnis von 400:1 auf, der mit dem Neutral- oder Nulleiter verbunden ist. Ein erster Anschluß des Transforma tors ist über eine Diode 80 mit dem Emitter eines bipolaren pnp-Transistors 86 verbunden. Der Emitter ist über eine andere Diode 82 mit der Basis des Transistors 86 verbunden. Ein Widerstand verbindet die Basis des Transistors mit dem zweiten Anschluß des Transformators 78. Eine Leuchtdiode (LED) 88 verbindet den Kollektor des Transistors 86 mit dem zweiten Anschluß des Transformators 78. Durch Auswählen eines geeignet dimensionierten Widerstands kann der Basisstrom ausgewählt werden, bei dem der Transistor eingeschaltet wird. Beispielsweise können die Komponenten der Erfassungsschaltung derart ausgewählt werden, dass die LED bei 12 Ampere beginnt zu emittieren und bei 15 Ampere vollständig leuchtet, wobei es an diesem Punkt lediglich eine Frage der Zeit ist, bevor der Überlastschalter auslöst. Daher erzeugt die Überlasterfassungsschaltung eine Warnung, die anzeigt, dass sich die Schaltung dem Punkt nähert, an dem der Überlastschalter auslöst.
Gemäß 3A weist die Überspannungsschutzvorrichtung von 1 einen ersten und einen zweiten Gehäuseabschnitt 52, 50 auf, die sich einander gegenüberliegen. In einer Ausführungsform bildet der erste Abschnitt 52 die obere Hälfte des Gehäuses und der zweite Abschnitt 50 die untere Hälfte des Gehäuses. Die Überspannungsschutzvorrichtung kann ferner Ausgangseinheiten 60 aufweisen, die übereinander und nebeneinander angeordnet sind, eine Netzanschluß-Leiterplatte 54 mit Metalloxidvaristoren (MOVs) 56 und mindestens einer in der Nähe der MOVs angeordneten thermischen Sicherung, Datenschutzschaltungen 62, eine einen Zwischenabschnitt definierende Struktur 66 und eine Isolationsstruktur 64 zum Aufnehmen des MOV und der thermischen Sicherung.
Wie in der Explosionsansicht von 3A dargestellt ist, ist die Isolationsstruktur 64 in einer Ausführungsform eine mit dem ersten Gehäuseabschnitt 52 integral ausgebilde te Wand. Die Wand dichtet gegen die Leiterplatte, um die MOVs 56 mit mindestens einer thermischen Sicherung einzukapseln. Die Wand kann etwa 8,89 mm (0,035 Zoll) bis etwa 1,14 mm (0,045 Zoll) dick sein, so dass im Fall eines Überspannungsereignisses, durch das der MOV erwärmt wird, die Wände nach innen zusammenfallen, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Emission von Flammen und/oder Rauch vermindert wird. D.h., die Isolationsstruktur verhindert, dass der übrige Teil des Produkts durch Rauch und Trümmerteile kontaminiert wird, die während eines katastrophalen Ereignisses vom MOV ausgestoßen werden. Beispielsweise kann die Isolationsstruktur eine Kohlenstoffspurbildung (Carbon Tracking) über die Leiterplatte verhindern, was zu einem Leitungskurzschluss führen kann, der auch als Widerstandskurzschluss bekannt ist. D.h., wenn ein MOV in einer Überspannungsschutzvorrichtung ausfällt, kann er Kohlenstoff über die Leiterplatte verteilen, an der er befestigt ist, was möglicherweise zu einer unerwünschten elektrischen Leitung zwischen Leiterplattenelementen über den verteilten Kohlenstoff führt.
Außerdem erleichtert die Isolationsstruktur die Wärmeübertragung vom MOV zur thermischen Sicherung, wodurch gewährleistet wird, dass die thermische Sicherung vor einem ernsthaften thermischen Durchgehen "Thermal Runaway" anspricht, durch das der MOV übermäßig beschädigt werden könnte. Insbesondere gemäß den 1, 3A und 13 schließt die Isolationsstruktur 64 durch den (die) MOV(s) erzeugte Wärme innerhalb eines relativ kleinen Volumens ein, das durch die Isolationsstruktur und den ersten und den zweiten Gehäuseabschnitt definiert ist. Auf diese Weise erleichtert die Isolationsstruktur die Wärmeübertragung vom (von den) MOV(s) zur (zu den) in der Nähe des (der) MOV(s), z.B. sandwichartig zwischen zwei oder mehr MOVs, angeordneten thermischen Sicherung(en) 63.
Wie ebenfalls in 3A dargestellt ist, ist die den Zwischenabschnitt definierende Struktur 66 in einer Ausführungsform eine mit dem ersten Gehäuseabschnitt 52 integral ausgebildete Wand. Durch die Wand 66 wird ein zusätzlicher Schutz des Rests des Produkts vor Rauch, Wärme und Trümmerteilen bereitgestellt, die während eines katastrophalen Ereignisses auftreten können. Durch die Wand 66 wird außerdem gewährleistet, dass während katastrophaler Ereignisse im Datenabschnitt 24 erzeugte Trümmerteile und Rauch den Ausgangsabschnitt 26 nicht kontaminieren.
Gemäß den 1, 3A und 7 kann der zweite Gehäuseabschnitt 50 auch einen Kabelmanagereingriffsschlitz 58 zum gleitenden und einstellbaren Ineingriffbringen des Kabelmanagers 28 aufweisen. Insbesondere kann der Eingriffsschlitz 58 in einer Ausführungsform Haltestege 68 aufweisen, die dazu geeignet sind, mit dem Kabelmanager in Eingriff zu kommen und die gleitende, durch einen Benutzer einstellbare Ausziehbewegung des Kabelmanagers bezüglich des Gehäuses 27 zu erleichtern. Außerdem kann, wie in 7 dargestellt ist, der Kabelmanager 28 vollständig vom Gehäuse 27 entfernt und unter Verwendung von Montagelöchern 70 an einer externen Position angeordnet werden. Wie in 3B dargestellt ist, weist der Kabelmanager in einer Ausführungsform einen Ansatz 25 (der dazu geeignet ist, in den Eingriffsschlitz 58 eingeführt zu werden) und zwei Arme 23a, 23b auf, die zueinander hin eingedreht sind, so dass die distalen Enden der Arme, d.h. die "Hände" sich fast berühren. Durch diese Konfiguration kann der Kabelmanager vom Gehäuse der Überspannungsschutzvorrichtung einstellbar ausgezogen werden und mehrere Netzkabel, Kabel und/oder Datenleitungen aufnehmen, die in die Überspannungsschutzvorrichtung eingesteckt werden können. Gemäß den 3A und 3B kann der Ansatz 25 und/oder der Eingriffsschlitz 58 Vertiefungen 51, 53 aufweisen, die es ermöglichen, den Kabelmanager auf eine (mehrere) Ausziehpositionen) einzustellen, so dass die Vertiefungen einer zufälligen Bewegung/Ausziehbewegung des Kabelmenagers einen Widerstand entgegensetzen.
Gemäß den 3B und 10 weist eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Überspannungsschutzvorrichtung 20 insgesamt acht Ausgänge auf, die drei mittlere Ausgänge und zwei äußere Reihen mit jeweils zwei Ausgängen aufweisen. 3B zeigt außerdem eine Aufrißansicht der MOVs 56 der Überspannungsschutzvorrichtung. Gemäß den 1, 3B, 5, 8 und 9 weist die Überspannungsschutzvorrichtung ferner ein Netzkabel 30 auf, das um eine Achse, die sich senkrecht zur Fläche am Kontaktpunkt zwischen dem Netzkabel 30 und dem Gehäuse 27 erstreckt, um 180° drehbar ist. Ein mit dem Netzkabel verbundenes Zugentlastungselement 33 sitzt in einem Netzkabelhalteelement 35, um das Netzkabel 30 am Gehäuse 27 zu verankern. Das Zugentlastungselement weist ein Drehbewegungsbegrenzungselement 37 auf, das mit einem entsprechenden Drehbewegungsbegrenzungselement am unteren Gehäuseabschnitt 50 in Kontakt kommt. Durch Begrenzen der Drehbewegung des Netzkabels wird durch Ausführungsformen der Erfindung eine Bewegung des Kabels ermöglicht, so dass die die Benutzerschnittstelle der Vorrichtung nicht blockiert wird, und gleichzeitig verhindert wird, dass das Netzkabel sich von der Leiterplatte, mit der es verbunden ist, weg verdreht. Daher zeigt 8 das drehbare Netzkabel in einer ersten Position, und 9 zeigt das bezüglich der ersten Position um 180° auf eine zweite Position gedrehte Netzkabel.
Gemäß den 1 und 4 kann die Isolationsstruktur 64 in einer Ausführungsform die Form eines L-förmigen Gehäuses aufweisen, das mehrere MOVs 56 und mindestens eine thermische Sicherung aufnimmt. Das dargestellte Gehäuse ist zwi schen dem Hauptschalter 32 und dem Zwischenabschnitt 24 angeordnet. Gemäß den 1 und 5 kann, wie vorstehend erwähnt wurde, die Überspannungsschutzvorrichtung ferner eine einen Zwischenabschnitt (ISD) definierende Struktur 66 aufweisen. Wie dargestellt ist, kann die ISD-Struktur 66 die Form einer Wand 66 aufweisen, durch die im wesentlichen eine physikalische 360°-Isolation der Datenelemente vom Rest der Überspannungsschutzvorrichtung bereitgestellt wird. D.h., in Kombination mit dem ersten und dem zweiten Abschnitt 50, 52 des Gehäuses kann die Wand 66 die Datenelemente der Überspannungsschutzvorrichtung im wesentlichen einkapseln, wodurch der Rest der Überspannungsschutzvorrichtung vor jeglichem Rauch und/oder Trümmerteilen geschützt wird, die aufgrund eines katastrophalen Ereignisses im Datenabschnitt auftreten können.
Gemäß den 1, 11 und 12 kann die Überspannungsschutzvorrichtung verschiedenartige Ausgangstypen aufweisen, z.B. folgende: einen Ausgangstyp A zum Aufnehmen eines Stekkers mit flachen Steckerelementen; einen Ausgangstyp B zum Aufnehmen eines Steckers mit flachen Steckerelementen und eines runden Erdungsstifts; einen Ausgangstyp C zum Aufnehmen eines Steckers mit runden Stiften; einen Ausgangstyp D zum Aufnehmen eines Steckers mit runden Stiften und eines Erdungsstifts in der Form eines gleichseitigen Dreiecks; einen Ausgangstyp E zum Aufnehmen eines Steckers mit runden Stiften und eines weiblichen Erdungsaufnahmeelements; einen Schuko-Ausgang; einen Ausgangstyp G zum Aufnehmen eines Steckers mit rechteckigen Steckerelementen; einen Ausgangstyp H zum Aufnehmen eines Steckers mit schrägen flachen Steckerelementen und eines Erdungsstifts in einer Y-Konfiguration; einen Ausgangstyp I zum Aufnehmen eines Steckers mit schrägen flachen Steckerelementen und eines Erdungsstifts in einer Pfeilkonfiguration; einen Ausgangstyp J zum Aufnehmen eines Steckers mit runden Stiften und eines Erdungsstifts, die in Form eines gleichschenkligen Dreiecks angeordnet sind; einen Ausgangstyp K zum Aufnehmen eines Steckers mit runden Stiften und eines nicht-runden Erdungsstifts; und einen Ausgangstyp L zum Aufnehmen eines Steckers mit runden Stiften und eines runden Erdungsstifts, die in einer Reihe angeordnet sind. Außerdem ist ein zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung geeigneter erfindungsgemäßer Netzausgang ein elektrischer Ausgang und kann mit dem Netzausgang integrale Abdeckungen oder Verschlüsse aufweisen. Für die Abdeckungen oder Verschlüsse müssen beide Steckerelemente eines Netzsteckers mit gleicher Kraft in Kontakt gebracht werden, um einen elektrischen Kontakt mit dem Netzausgang zu ermöglichen.
Obwohl mindestens eine erläuternde Ausführungsform der Erfindung beschrieben worden ist, sind erfindungsgemäß verschiedenartige Modifikationen und Verbesserungen möglich. Beispielsweise kann eine Überspannungsschutzvorrichtung mehr oder weniger als drei Ausgangsreihen aufweisen. Beispielsweise könnte eine erfindungsgemäße Überspannungsschutzvorrichtung 2 mittlere Ausgangsreihen oder nur zwei äußere Ausgangsreihen und keine mittlere Reihe aufweisen. In Großbritannien erstreckt sich das Kabel z.B. aus Sicherheitsgründen bezüglich der Steckerelemente des Steckers unter einem rechten Winkel, so dass ein Benutzer nicht am Kabel ziehen kann, um einen Stecker aus einem Ausgang herauszuziehen. Daher ist bei für Großbritannien vorgesehenen Überspannungsschutzvorrichtungen eine mittlere Reihe mit übereinander angeordneten Ausgängen möglicherweise unpraktisch und kann eine Überspannungsschutzvorrichtung mit nur zwei äußeren Reihen geeigneter sein. Außerdem ist erfindungsgemäß zusätzlich zu den Ausführungsformen, in denen der MOV und die thermische Sicherung separat bereitgestellt werden, die Verwendung eines MOV mit einer integralen thermischen Sicherung denkbar. Außerdem sind erfindungsgemäß verschiedene bekannte Modifikationen des Kabelmanagers möglich. Beispielsweise könnte in der Einrichtung zum Ineingriffbringen des Kabelmanagers mit dem Gehäuse der Überspannungsschutzvorrichtung anstatt eines flachen Ansatzes ein Schaft verwendet werden. Derartige Änderungen, Modifikationen und Verbesserungen liegen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung. Daher dient die vorstehende Beschreibung lediglich als Beispiel und soll nicht im einschränkenden Sinne verstanden werden. Die Grenzen der Erfindung sind ausschließlich durch die folgenden Patentansprüche und ihre Äquivalente definiert.
Zusammenfassung Überspannungsschutzvorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft Überspannungsschutzvorrichtungen. Gemäß einer Ausführungsform wird eine Überspannungsschutzvorrichtung bereitgestellt, mit: einer Netzschaltung mit einem Metalloxidvaristor (MOV) und einer in der Nähe des MOV angeordneten thermischen Sicherung; einer Isolationsstruktur, die den MOV und die thermische Sicherung enthält, und mehreren mit der Netzschaltung elektrisch verbundenen Netzausgängen. Die Isolationsstruktur isoliert den MOV und die thermische Sicherung mindestens von einem Abschnitt der Überspannungsschutzvorrichtung und kapselt Emissionen vom MOV während eines Überspannungsereignisses ein. Gemäß einer anderen Ausführungsform wird eine Überspannungsschutzvorrichtung bereitgestellt, mit: einem Netzanschlussabschnitt mit einer Netzschaltung; einem dem Netzanschlußabschnitt benachbarten Zwischenabschnitt: und einem dem Zwischenabschnitt benachbarten Ausgangsabschnitt, wobei der Zwischenabschnitt den Netzanschlußabschnitt und den Ausgangsabschnitt trennt. Der Ausgangsabschnitt weist mehrere mit der Netzschaltung elektrisch verbundene Netzausgänge auf. Weitere Ausführungsformen sind beschrieben.

Claims

Überspannungsschutzvorrichtung mit: einer Netzschaltung mit einem Metalloxidvaristor (MOV) und einer in der Nähe des MOV angeordneten thermischen Sicherung; einer Isolationsstruktur, die den MOV und die thermische Sicherung enthält, wobei die Isolationsstruktur derart konstruiert und angeordnet ist, dass sie den MOV und die thermische Sicherung mindestens von einem Abschnitt der Überspannungsschutzvorrichtung isoliert und Emissionen vom MOV während eines Überspannungsereignisses einkapselt; und mehreren mit der Netzschaltung elektrisch verbundenen Netzausgängen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Netzschaltung auf einer Leiterplatte montiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Vorrichtung ferner aufweist: ein Gehäuse mit einem ersten und einem zweiten Gehäuseabschnitt, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die Isolationsstruktur eine Wand ist, die gegen den ersten Gehäuseabschnitt und die Leiterplatte dichtet, um den MOV und die thermische Sicherung einzukapseln.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Vorrichtung ferner aufweist: ein Gehäuse mit einem ersten und einem zweiten Gehäuseabschnitt, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die Isolationsstruktur eine mit dem ersten Gehäuseabschnitt integrale Wand ist, wobei die Wand dazu geeignet ist, gegen die Leiterplatte zu dichten, um den MOV und die thermische Sicherung einzukapseln.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung ferner eine mit der Netzschaltung elektrisch verbundene Überlasterfassungsschaltung aufweist, wobei die Überlasterfassungsschaltung dazu geeignet ist, das Auftreten einer Netzüberlastsituation zu erfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei mindestens einer von mehreren Netzausgängen ein elektrischer Ausgang ist und Abdeckungen aufweist, die mit dem mindestens einen Netzausgang integral ausgebildet sind, wobei für die Abdeckungen erforderlich ist, dass zwei Steckerelemente eines Netzsteckers mit gleicher Kraft in Kontakt gebracht werden, um einen elektrischen Kontakt mit dem Netzausgang herzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung ferner ein Netzkabel mit einer mit der Netzschaltung verbundenen Netzleitung aufweist.
Überspannungsschutzvorrichtung mit: einem Netzanschlußabschnitt mit einer Netzschaltung; einem dem Netzanschlußabschnitt benachbarten Zwischenabschnitt; und einem dem Zwischenabschnitt benachbarten Ausgangsabschnitt, wobei der Zwischenabschnitt den Netzanschlußabschnitt und den Ausgangsabschnitt trennt, und wobei der Ausgangsabschnitt mehrere Netzausgänge auf weist, die mit der Netzschaltung elektrisch verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Vorrichtung eine mit der Netzschaltung verbundene Erdungsleitung aufweist, und wobei der Zwischenabschnitt ein Datenabschnitt mit einer Datenkommunikationsschnittstelle ist, die mit der Erdungsleitung elektrisch verbunden und dazu geeignet ist, einen Überspannungsschutz für ein Kommunikationsgerät bereitzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Vorrichtung ferner aufweist: ein Gehäuse mit einem ersten und einem zweiten Gehäuseabschnitt, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei der Zwischenabschnitt eine mit dem ersten Abschnitt integrale Struktur aufweist, wobei die Struktur dazu geeignet ist, den Zwischenabschnitt vom Netzanschlußabschnitt und vom Ausgangsabschnitt zu trennen, und wobei die Struktur und der erste und der zweite Gehäuseabschnitt, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, den Netzanschlußabschnitt, den Zwischenabschnitt und den Ausgangsabschnitt definieren.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Vorrichtung ferner ein Netzkabel mit einer mit der Netzschaltung verbundenen Netzleitung aufweist.
Überspannungsschutzvorrichtung mit: einem Gehäuse mit einer ersten Fläche, wobei das Gehäuse definiert: einen Netzanschlußabschnitt mit einer Netzschaltung; und einen Ausgangsabschnitt mit mehreren Netzausgängen, die in drei Reihen auf der ersten Fläche des Gehäuses angeordnet sind, wobei die Vorrichtung eine Längsachse und die drei Reihen sich im wesentlichen parallel zur Längsachse erstrecken, wobei die drei Reihen eine mittlere Reihe und zwei äußere Reihen aufweisen, wobei die mittlere Reihe mindestens einen ersten und einen zweiten mittleren Ausgang aufweist, der erste und der zweite mittlere Ausgang übereinander angeordnet sind, die Umfangsreihen einen ersten und einen zweiten äußeren Ausgang aufweisen und der erste und der zweite Ausgang nebeneinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Vorrichtung ferner aufweist: einen mit dem Gehäuse entfernbar und austauschbar verbundenen Kabelmanager.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Vorrichtung ferner aufweist: einen mit dem Gehäuse in Eingriff stehenden Kabelmanager, wobei der Kabelmanager derart konfiguriert ist, dass er vom Gehäuse einstellbar ausziehbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei das Gehäuse eine zweite Fläche aufweist, wobei der Kabelmanager entfernbar und austauschbar an der zweiten Fläche des Gehäuses befestigt ist, und wobei der Kabelmanager dazu geeignet ist, an einer externen Stelle montiert zu werden.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Fläche im wesentlichen in einer Ebene liegt, und wobei die äußeren Reihen aus der Ebene heraus nach unten geneigt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die mittleren Ausgänge eine Richtung aufweisen, und wobei die mittleren Ausgänge vom Netzanschlußabschnitt weg ausgerichtet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die äußeren Ausgänge Ausgänge des Typs B sind und die äußeren Ausgänge von der mittleren Reihe weg ausgerichtet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die mittlere Reihe der Ausgänge Standardausgänge sind, und wobei die äußeren Reihen der Ausgänge dazu geeignet sind, Transformatorstecker aufzunehmen.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei mindestens einer der Ausgänge geschaltet und mindestens einer der Ausgänge permanent eingeschaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei mindestens einer der Ausgänge ein Schuko-Ausgang ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei mindestens einer der Ausgänge ein Ausgang des Typs H ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Vorrichtung ferner ein mit dem Gehäuse verbundenes Netzkabel aufweist, das Gehäuse eine Netzkabel-Kontaktpunktfläche aufweist, und das Netzkabel dazu geeignet ist, um eine sich senkrecht zur Netzkabel-Kontaktpunktfläche erstreckende Ache um 180° gedreht zu werden.
Überspannungsschutzvorrichtung mit: einem Gehäuse mit einer ersten Fläche, wobei die erste Fläche definiert: einen Netzanschlußabschnitt, wobei der Netzanschlußabschnitt aufweist: eine Netzschaltung mit einem Metalloxidvaristor (MOV) und einer in der Nähe des MOV angeordneten thermischen Sicherung; eine Isolationsstruktur, die den MOV und die thermische Sicherung enthält, wobei die Isolationsstruktur derart konstruiert und angeordnet ist, dass sie den MOV und die thermische Sicherung mindestens von einem Abschnitt der Überspannungsschutzvorrichtung isoliert und Emissionen vom MOV während eines Überspannungsereignisses einkapselt; einen benachbart zum Netzanschlußabschnitt angeordneten Datenabschnitt, wobei der Datenabschnitt eine Datenschnittstelle aufweist; und einen benachbart zum Datenabschnitt angeordneten Ausgangsabschnitt, wobei der Ausgangsabschnitt mehrere Netzausgänge aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei die Netzschaltung auf einer Leiterplatte montiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 25, wobei das Gehäuse aufweist: einen ersten und einen zweiten Gehäuseabschnitt, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die Isolationsstruktur eine mit dem ersten Gehäuseabschnitt integrale Wand ist, wobei die Wand dazu geeignet ist, gegen die Leiterplatte zu dichten, um den MOV und die thermische Sicherung einzukapseln.
Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei die Vorrichtung ferner eine mit der Netzschaltung elektrisch verbundene Überlasterfassungsschaltung aufweist, wobei die Überlasterfassungsschaltung dazu geeignet ist, das Auftreten einer Netzüberlastungssituation zu erfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei die Vorrichtung ein Netzkabel mit einer mit der Netzschaltung verbundenen Netzleitung aufweist
Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei der Datenabschnitt den Netzanschlußabschnitt und den Ausgangsabschnitt trennt und dazu geeignet ist, einen Luftstrom von den mehreren Ausgängen des MOV zu begrenzen.
Überspannungsschutzvorrichtung mit: einer Netzschaltung mit einem Metalloxidvaristor (MOV) und einer in der Nähe des MOV angeordneten thermischen Sicherung; einer Isolationseinrichtung, die den MOV und die thermische Sicherung enthält, um Emissionen vom MOV während eines Überspannungsereignisses einzukapseln und die Wärmeströmung zwischen dem MOV und der thermischen Sicherung zu ermöglichen; und mehreren mit der Netzschaltung elektrisch verbundenen Netzausgängen.
Überspannungsschutzvorrichtung mit: einem Gehäuse mit einer ersten Fläche, wobei das Gehäuse definiert: einen Netzanschlußabschnitt mit einer Netzschaltung, die eine MOV und eine in der Nähe des MOV angeordnete thermische Sicherung aufweist; einer Isolationsstruktur, die den MOV und die thermische Sicherung enthält, wobei die Isolationsstruktur derart konstruiert und angeordnet ist, dass sie den MOV und die thermische Sicherung mindestens von einem Abschnitt der Überspannungsschutzvorrichtung isoliert und Emissionen vom MOV während eines Überspannungsereignisses einkapselt; und einem Ausgangsabschnitt mit mehreren Netzausgängen, die in zwei Reihen auf der ersten Fläche des Gehäuses angeordnet sind, wobei die Vorrichtung eine Längsachse aufweist und die zwei Reihen sich im wesentlichen parallel zur Längsachse erstrecken, wobei die beiden Reihen jeweils mindestens einen ersten und einen zweiten mittleren Ausgang aufweisen, und wobei ein erster und ein zweiter äußerer Ausgang nebeneinander angeordnet sind.