DE202004006227U1 - Überspannungsschutzgerät - Google Patents
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- H01T4/06—Mounting arrangements for a plurality of overvoltage arresters
Abstract
Überspannungsschutzgerät zum Schutz
von elektrischen Niederspannungsinstallationen, bestehend aus einem
Geräteunterteil
(3) mit Anschlußklemmen
(5, 6, 7) für
Phasenleiter (L1, L2, L3) und Erd- bzw. Neutralleiter (PE, N) und
aus mindestens einem Überspannungsschutzelement
(8) mit mindestens einem in einem Gehäuse (9) angeordneten Ableiter
(10), insbesondere einem Blitzstrom- und/oder Überspannungsableiter, wobei
das Geräteunterteil
(3) mindestens einen einen Schalter (11) aufweisenden Fernmeldekontakt
zur Fernmeldung des Zustands mindestens eines Überspannungsschutzelements
(8) aufweist und wobei vorzugsweise das Geräteunterteil (3) mit den Anschlußklemmen
(5, 6, 7) verbundene, insbesondere als Steckerbuchsen ausgebildete,
Steckkontakte (12) und das Überspannungsschutzelement
(8) korrespondierende, insbesondere als Steckerstifte ausgebildete,
Anschlußsteckkontakte
(13) aufweist, so daß das Überspannungsschutzelement
(8) auf das Geräteunterteil
(3) aufsteckbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Überspannungsschutzelement (8)
eine optische Zustandsanzeige (14) aufweist, und daß die optische
Zustandsanzeige (14) und der Schalter (11) des Fernmeldekontakts über ein gemeinsames
mechanisches Betätigungssystem
betätigbar
sind.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Überspannungsschutzgerät zum Schutz von elektrischen Niederspannungsinstallationen, bestehend aus einem Geräteunterteil mit Anschlußklemmen für Phasenleiter (L1, L2, L3) und Erd- bzw. Neutralleiter (PE, N) und aus mindestens einem Überspannungsschutzelement, mit einem in einem Gehäuse angeordneten Ableiter, insbesondere einem Blitzstrom- und/oder Überspannungsableiter, wobei das Geräteunterteil mindestens einen einen Schalter aufweisenden Fernmeldekontakt zur Fernmeldung des Zustands mindestens eines Überspannungsschutzelements aufweist und wobei vorzugsweise das Geräteunterteil mit den Anschlußklemmen verbundene, insbesondere als Steckerbuchsen ausgebildete, Steckkontakte und das Überspannungsschutzelement korrespondierende, insbesondere als Steckerstifte ausgebildete, Anschlußsteckkontakte aufweist, so daß das Überspannungsschutzelement auf das Geräteunterteil aufsteckbar ist.
- Elektrische, insbesondere aber elektronische Meß-, Steuer-, Regel- und Schaltkreise, vor allem auch Telekommunikationseinrichtungen und -anlagen, sind empfindlich gegen transiente Überspannungen, wie sie insbesondere durch atmosphärische Entladungen, aber auch durch Schalthandlungen oder Kurzschlüsse in Energieversorgungsnetzen auftreten können. Diese Empfindlichkeit hat in dem Maße zugenommen, in dem elektronische Bauelemente, insbesondere Transistoren und Thyristoren, verwendet werden; vor allem sind zunehmend eingesetzte integrierte Schaltkreise in starkem Maße durch transiente Überspannungen gefährdet.
- Elektrische Stromkreise arbeiten mit der für sie spezifizierten Spannung, der Nennspannung (in der Regel ≌ Netzspannung), normalerweise störungsfrei. Das gilt dann nicht, wenn Überspannungen auftreten. Als Überspannungen gelten alle Spannungen, die oberhalb der oberen Toleranzgrenze der Nennspannung liegen. Hierzu zählen vor allem auch die transienten Überspannungen, die aufgrund von atmosphärischen Entladungen, aber auch durch Schalthandlungen oder Kurzschlüsse in Energieversorgungsnetzen auftreten können und galvanisch, induktiv oder kapazitiv in elektrische Stromkreise eingekoppelt werden können. Um nun elektrische oder elektronische Stromkreise, ins besondere elektronische Meß-, Steuer-, Regel- und Schaltkreise, vor allem auch Telekommunikationseinrichtungen und -anlagen, wo auch immer sie eingesetzt sind, gegen transiente Überspannungen zu schützen, sind Überspannungsschutzelemente entwickelt worden und seit mehr als zwanzig Jahren bekannt.
- Die erforderlichen Maßnahmen zum Schutz der Stromversorgung von Anlagen und Geräten gliedern sich je nach Ableiterauswahl und den zu erwartenden Umwelteinflüssen in verschiedene Stufen. Die Überspannungsschutzgeräte für die einzelnen Stufen unterscheiden sich dabei grundsätzlich durch die Höhe des Ableitvermögens und den Schutzpegel.
- Die erste Schutzstufe (Typ 1) wird dabei in der Regel von einem Blitzstromableiter gebildet, der als leistungsstärkstes Schutzgerät in der zentralen Stromversorgung eines Gebäudes installiert wird. Wesentlicher Bestandteil eines derartigen Blitzstromableiters ist eine Funkenstrecke mit mindestens zwei Elektroden, wobei beim Zünden der Funkenstrecke zwischen den beiden Elektroden ein Lichtbogen entsteht.
- Die zweite Schutzstufe (Typ 2) bildet in der Regel ein Überspannungsableiter auf Varistorbasis. Diese Schutzstufe begrenzt nochmals die verbleibende Restspannung über dem Blitzstromableiter. Je nach Gefährdungspotential der zu schützenden Anlage, bzw. des zu schützenden Gebäudes, kann es im Einzelfall ausreichen, wenn mit der zweiten Schutzstufe, d. h. dem Überspannungsableiter, begonnen wird.
- Daneben gibt es noch getriggerte Blitzstromableiter, die auf dem AEC-Prinzip (Active Energy Control) beruhen und eine Kombination aus Blitzstromableiter und Überspannungsableiter darstellen. Bei einer derartigen Ableiterkombination können Blitzstrom- und Überspannungsableiter direkt parallel geschaltet werden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn Blitzstrom- und Überspannungsableiter nicht räumlich getrennt voneinander installiert werden können.
- Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sollen die zuvor beschriebenen Varianten zusammenfassend als Ableiter bezeichnet werden, ohne daß die Erfindung auf einen speziellen Ableitertyp beschränkt sein soll. Ein derartiger Ableiter bildet dann den wesentlichen Bestandteil eines Überspannungsschutzelements, wobei das Überspannungsschutzelement zumindest noch ein den Ableiter aufnehmendes Gehäuse aufweist.
- Bekannte Überspannungsschutzgeräte weisen zum Anschluß an elektrische Leitungen ein Geräteunterteil auf, welches beispielsweise auf einer Tragschiene montiert werden kann. Zur Installation eines solchen Überspannungsschutzgeräts, welches beispielsweise die phasenführenden Leiter L1, L2, L3 sowie den Neutralleiter N und gegebenenfalls auch den Erdleiter PE schützen sollen, sind bei den bekannten Überspannungsschutzgeräten an dem Geräteunterteil entsprechende Anschlußklemmen für die Phasenleiter und den Erd- bzw. Neutralleiter vorgesehen. Bei dem Überspannungsschutzgerät, von dem die Erfindung ausgeht (Phoenix Contact Prospekt "Überspannungsschutz TRABTECH 2002, Seiten 24 und 25) weist das Geräteunterteil ein unsymmetrisches Anschlußbild auf. Bei dem bekannten Überspannungsschutzgerät, bei dem das Geräteunterteil etwa U-förmig ausgebildet ist, sind an dem einen Schenkel die Anschlußklemmen für die Phasenleiter und den Neutralleiter und an dem anderen Anschlußschenkel die Anschlußklemme für den Erdleiter angeordnet.
- Zur einfachen mechanischen und elektrischen Kontaktierung des Geräteunterteils mit dem jeweiligen Überspannungsschutzelement sind bei dem bekannten Überspannungsschutzgerät die Überspannungsschutzelemente als "Schutzstecker" ausgebildet, d. h. das Geräteunterteil weist mit den Anschlußklemmen verbundene Steckerbuchsen und das Überspannungsschutzelement korrespondierende Steckerstifte auf, so daß das Überspannungsschutzelement auf das Geräteunterteil aufsteckbar ist. Zusätzlich weist das bekannte Überspannungsschutzgerät noch einen Wechslerkontakt als Signalgeber zur Fernmeldung des Zustands mindestens eines Überspannungsschutzelements auf, wobei hierzu in dem Geräteunterteil ein Schalter und an dem Überspannungsschutzelement ein Betätigungselement vorgesehen ist.
- Bei dem bekannten Überspannungsschutzgerät ist die Installation und Montage durch die Steckbarkeit der Überspannungsschutzelemente sehr einfach und zeitsparend durchführbar. Durch den Fernmeldekontakt ist dabei eine komfortable Fernüberwachung möglich. Darüber hinaus kann es jedoch auch wün schenswert sein, den Zustand bzw. den Status eines Überspannungsschutzelements direkt vor Ort ablesen zu können. Problematisch ist hierbei jedoch, daß insbesondere bei Überspannungsschutzelementen, die als "Schutzstecker" ausgebildet sind, nur relativ wenig Platz im Gehäuse zur Verfügung steht.
- Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Überspannungsschutzgerät hinsichtlich seines Bedienungskomforts weiter zu verbessern.
- Diese Aufgabe ist bei dem eingangs beschriebenen Überspannungsschutzgerät zunächst und im wesentlichen dadurch gelöst, daß das Überspannungsschutzelement eine optische Zustandsanzeige aufweist und daß die optische Zustandsanzeige und der Schalter des Fernmeldekontakts über ein gemeinsames mechanisches Betätigungssystem betätigbar sind.
- Dadurch, daß das Überspannungsschutzelement bzw. die einzelnen Überspannungsschutzelemente jeweils eine optische Zustandsanzeige aufweist bzw. aufweisen, wird der Zustand bzw. der Status eines jeden Überspannungsschutzgeräts direkt vor Ort angezeigt. Dies vereinfacht sowohl die Montage der einzelnen Überspannungsschutzgeräte als auch die Wartung bzw. den Austausch von defekten Überspannungsschutzgeräten, da deren Zustand sowohl über die Fernmeldung in einer Schaltzentrale als auch über die optische Zustandsanzeige direkt am Überspannungsschutzgerät angezeigt wird. Somit besteht keine Gefahr mehr, daß ein Monteur ein falsches Überspannungsschutzelement austauscht. Dadurch, daß die optische Zustandsanzeige und der Schalter des Fernmeldekontakts über ein gemeinsames mechanisches Betätigungssystem betätigbar sind, wird zum einen der für die optische Zustandsanzeige benötigte Platzbedarf minimiert, wird zum anderen zur Einstellung der optischen Zustandsanzeige keine elektrische Energie benötigt.
- Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgeräts weist das mechanische Betätigungssystem eine erste federbelastete Betätigungseinrichtung zur Betätigung des Schalters und eine zweite federbelastete Betätigungseinrichtung zur Betätigung der optischen Zustandsanzeige auf. Dabei ist die erste Betätigungseinrichtung im Geräteunterteil und die zweite Betätigungseinrichtung im Überspannungsschutzelement angeord net, wobei die erste Betätigungseinrichtung vom Zustand der zweiten Betätigungseinrichtung gesteuert wird. Die Zweiteiligkeit des mechanischen Betätigungssystems hat dabei den Vorteil, daß unterschiedliche Überspannungsschutzelemente auf ein und dasselbe Geräteunterteil aufgesteckt werden können, ohne daß dabei Anpassungen an der Betätigungseinrichtung des Geräteunterteils erforderlich werden. Dadurch kann die konkrete Ausgestaltung der Betätigungseinrichtung des Überspannungsschutzelements optimal an den jeweiligen im Überspannungsschutzelement enthaltenen Ableitertyp angepaßt werden.
- Die in dem Geräteunterteil angeordnete erste Betätigungseinrichtung wird vorzugsweise durch ein mechanisches Hebelsystem realisiert, daß zwischen zwei Positionen umschaltbar ist, wodurch der Schalter des Fernmeldekontakts betätigt werden kann. Das Hebelsystem kann dabei insbesondere durch eine Schaltwippe, einen Betätigungsstößel und mindestens eine, vorzugsweise zwei Federn gebildet werden, wobei die Schaltwippe aus einer ersten Position in eine zweite Position verbringbar ist, wodurch der Schalter der Fernmeldekontakts betätigt wird.
- Wie zuvor bereits ausgeführt worden ist, wird die erste Betätigungseinrichtung vom Zustand der zweiten Betätigungseinrichtung gesteuert. Die Steuerung der zweiten Betätigungseinrichtung erfolgt dabei vorzugsweise nach dem Prinzip eines Temperaturschalters, wie er beispielsweise in der
DE 42 41 311 C2 beschrieben ist. Hierzu weist die zweite Betätigungseinrichtung mindestens ein Federelement und eine Lötstelle auf, wobei die an der Lötstelle realisierte Lötverbindung zwischen dem Ableiter – oder einem mit dem Ableiter verbundenen Bauteil – und einem Teil der Betätigungseinrichtung dann aufgetrennt wird, wenn die Temperatur des Ableiters einen vorgegebenen Ansprechwert überschreitet. Bei bestehender Lötverbindung wird die Betätigungseinrichtung entgegen der Federkraft des Federelements in einer ersten Position gehalten während die Betätigungseinrichtung bei aufgetrennter Lötverbindung durch die Federkraft in eine zweite Position verbracht wird. Die Betätigungseinrichtung ist somit bei nicht aufgetrennter Lötverbindung vorgespannt, so daß sie dann, wenn die Lötverbindung aufgrund eines Temperaturanstieg des Ableiters aufgetrennt wird, durch die Federkraft automatisch in die zweite Position verbracht wird. - Das Zusammenwirken der zweiten federbelasteten Betätigungseinrichtung mit der optischen Zustandsanzeige sowie mit der ersten Betätigungseinrichtung kann vorteilhafter Weise dadurch realisiert sein, daß die zweite federbelastete Betätigungseinrichtung an ihrem einen – oberen – Ende die optische Zustandsanzeige und an ihrem anderen – unteren – Ende ein Blockierelement aufweist. In der ersten Position der zweiten Betätigungseinrichtung wird der Betätigungsstößel der ersten Betätigungseinrichtung durch das Blockierelement entgegen der Federkraft der Feder in der ersten Position gehalten, während das Betätigungselement den Betätigungsstößel in der zweiten Position frei gibt, so daß dieser durch die Federkraft der Feder ebenfalls in die zweite Position gelangt.
- Wie zuvor bereits ausgeführt worden ist, gibt es verschiedene Möglichkeiten, wie die zweite federbelastete Betätigungseinrichtung konkret ausgestaltet ist, wobei die konkrete Ausgestaltung insbesondere damit zusammenhängt, welcher Ableitertyp in dem Überspannungsschutzelement vorgesehen ist. Gemäß einer ersten Ausgestaltung wird die zweite Betätigungseinrichtung durch eine gebogene flexible Leiterplatte gebildet, wobei die an der Lötstelle realisierte Lötverbindung zwischen dem Ableiter und einem Bereich der flexiblen Leiterplatte realisiert ist. Die Verwendung einer gebogenen flexiblen Leiterplatte als federbelastete Betätigungseinrichtung ist insbesondere bei Ableitern auf Funkenstreckenbasis vorteilhaft.
- Gemäß einer zweiten Ausgestaltung weist die zweite Betätigungseinrichtung ein verschiebbar in dem Gehäuse des Überspannungsschutzelements angeordnetes und federbelastetes Kunststoffelement und ein fest angeordnetes metallisches Rückhalteelement auf, wobei in dem Kunststoffelement eine Öffnung ausgebildet ist, durch die ein Ende des Rückhalteelements in der ersten Position der Betätigungseinrichtung mit der Lötstelle verbunden ist. Bei nicht aufgetrennter Lötverbindung zwischen dem einen Ende des metallischen Rückhalteelements und dem Ableiter wird somit das federbelastete Kunststoffelement entgegen der Federkraft des Federelements in einer ersten Position gehalten, während bei aufgetrennter Lötverbindung das Rückhalteelement das verschiebbar angeordnete Kunststoffelement frei gibt, so daß das Kunststoffelement aufgrund der Federkraft des Federelements in die zweite Position verbracht wird.
- Bei einer weiteren, alternativen Ausgestaltung der zweiten Betätigungseinrichtung ist ebenfalls ein verschiebbar in dem Gehäuse des Überspannungsschutzelements angeordnetes und federbelastetes Kunststoffelement und ein metallisches Rückhaltelement vorgesehen. Die Lötverbindung ist dabei ebenfalls zwischen einem Ableiter und dem metallischen Rückhalteelement realisiert, wobei bei bestehender Lötverbindung das Kunststoffelement entgegen der Federkraft des Federelements in der ersten Position gehalten ist und bei aufgetrennter Lötverbindung durch die Federkraft in die zweite Position verbracht wird. Bei dieser Variante ist das metallische Rückhalteelement nur durch die Lötverbindung befestigt, so daß das Rückhalteelement bei einer aufgetrennten Lötverbindung zusammen mit dem Kunststoffelement seine Position verändert. Das metallische Rückhalteelement ist dabei ortsfest mit dem federbelasteten Kunststoffelement verbunden, wobei diese Verbindung sowohl formschlüssig als auch kraftschlüssig ausgeführt sein kann.
- Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgeräts, die unabhängig von der Realisierung der zweiten Betätigungseinrichtung ist. weist das Geräteunterteil mindestens ein Kodierelement und das Überspannungsschutzelement mindestens ein korrespondierendes Gegenkodierelement auf, wobei das bzw. die Kodierelemente und das bzw. die Gegenkodierelemente ebenso wie die Steckkontakte des Geräteunterteils und die Anschlußsteckkontakte des Überspannungsschutzelements sowie das Kontaktelement und das Gegenkontaktelement jeweils symmetrisch zur Querachse des Überspannungsschutzgeräts angeordnet sind, so daß das Geräteunterteil bzw. das Überspannungsschutzelement in zwei um 180° zueinander gedrehte Anordnungen miteinander kontaktierbar sind. Die Ausbildung eines Kodierelements und eines Gegenkodierelements ist insbesondere dann besonders vorteilhaft, wenn in das Geräteunterteil mehrere Überspannungsschutzelemente gleichzeitig eingesteckt werden können; es sich bei dem Überspannungsschutzgerät somit um ein mehrpoliges Überspannungsschutzgerät handelt. Durch die Anordnung des Kodierelements bzw. des Gegenkodierelements kann dann ein fehlerhaftes Stecken eines Überspannungsschutzelements auf eine falsche Position an dem Geräteunterteil verhindert werden.
- Dadurch, daß das Geräteunterteil ein symmetrisches Anschlußbild aufweist, kann das Geräteunterteil so montiert werden, daß ein Anschluß der ankom menden Stromversorgungsleitungen an den entsprechenden Anschlußklemmen einfach möglich ist, wobei das Überspannungsschutzelement unabhängig von der Ausrichtung des Geräteunterteils stets richtig herum montiert werden kann.
- Im einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Überspannungsschutzgerät auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verweisen einerseits auf die dem Schutzanspruch 1 nachgeordneten Schutzansprüche, andererseits auf die nachfolgende Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen
-
1 eine perspektivische Darstellung eines mehrpoligen Überspannungsschutzgeräts mit zwei Überspannungsschutzelementen, -
2 eine perspektivische Darstellung eines Geräteunterteils eines mehrpoligen Überspannungsschutzgeräts, -
3 zwei Darstellungen eines Geräteunterteils, jeweils im Längsschnitt, mit einer ersten Betätigungseinrichtung in den zwei verschiedenen Positionen, -
4 zwei Darstellungen eines ersten Ausführungsbeispiels eines Überspannungsschutzgerät, mit einer zweiten Betätigungseinrichtung in den zwei verschiedenen Positionen, -
5 zwei Darstellungen eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Überspannungsschutzgerät, mit einer zweiten Betätigungseinrichtung in den zwei verschiedenen Positionen, -
6 eine Darstellungen eines dritten Ausführungsbeispiels eines Überspannungsschutzgerät und -
7 eine perspektivische Darstellung eines mehrpoligen Überspannungsschutzgeräts mit einem Überspannungsschutzgerät gemäß6 . - Die Figuren zeigen ein Überspannungsschutzgerät
1 , mit einem ein Gehäuse2 aufweisenden Geräteunterteil3 , wobei bei den dargestellten Ausführungsformen das Geräteunterteil3 im wesentlichen U-förmig ausgebildet ist und mit seiner Unterseite an einer Tragschiene4 befestigt werden kann. Das Geräteunterteil3 weist – bei der Darstellung gemäß1 – an dem oberen U-Schenkel je zwei Anschlußklemmen5 für die Phasenleiter L1, L2, L3 und zwei Anschlußklemmen6 für den Erdleiter PE auf. In dem unteren U-Schenkel des Geräteunterteils3 sind zwei Anschlußklemmen7 für einen Neutralleiter N vorgesehen. - In dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzgeräts
1 sind die Anschlußklemmen5 ,6 ,7 jeweils als Schraubanschlußklemmen ausgebildet. Daneben können die Anschlußklemmen5 ,6 ,7 jedoch ebensogut auch als Zugfederanschlußklemmen, Direkt- bzw. Schenkelfederanschlußklemmen oder als Schneid- bzw. Schnellanschlußklemmen ausgebildet sein. - Aus der Anordnung der Anschlußklemmen
5 für die Phasenleiter L1, L2, L3 und der Anschlußklemmen6 für einen Erdleiter PE an dem einen U-Schenkel des Geräteunterteils3 und der Anschlußklemmen7 für einen Neutralleiter N an dem anderen U-Schenkel ergibt sich, daß das Geräteunterteil3 ein unsymmetrisches Anschlußbild aufweist. - Zu dem Überspannungsschutzgerät
1 gehört neben dem Geräteunterteil3 noch mindestens ein Überspannungsschutzelement8 , welches einen in einem Gehäuse9 angeordneten Ableiter10 , insbesondere einen eine Funkenstrecke aufweisenden Blitzstromableiter oder einen Überspannungsableiter auf Varistorbasis, aufweist. In1 ist dabei die untere Hälfte des Gehäuses9 des Überspannungsschutzelements8 weggelassen, so daß der in dem Überspannungsschutzelement8 angeordnete Ableiter10 sichtbar wird. - Als Signalgeber für eine Defektmeldung ist bei dem Überspannungsschutzgerät
1 an dem Geräteunterteil3 ein gemeinsamer Schalter11 vorgesehen, der durch die nachfolgend noch näher erläuterte erste federbelastete Betätigungseinrichtung betätigt werden kann. Das Signal des Schalters11 kann über eine elektrische Leitung, beispielsweise eine Busleitung, oder per Funk an eine Überwachungsstation weitergeleitet werden. - Die Überspannungsschutzelemente
8 sind jeweils als Schutzstecker ausgebildet, so daß sie dadurch einfach montiert werden können, daß sie auf das Geräteunterteil3 aufgesteckt werden. Hierzu sind in dem Geräteunterteil3 zwei als Steckerbuchsen ausgebildete Steckkontakte12 und an der Unterseite des Überspannungsschutzelements8 zwei korrespondierende, als Steckerstifte ausgebildete Anschlußsteckkontakte13 vorgesehen. Durch die durchgängige Steckbarkeit der einzelnen Überspannungsschutzelemente8 ist neben der einfachen Installation der Überspannungsschutzelemente8 auch ein einfacher Austausch eines defekten Überspannungsschutzelements8 möglich. Hierzu kann das entsprechende Überspannungsschutzelement8 einfach von dem Geräteunterteil3 gelöst werden, ohne daß ein direkter Eingriff in die Installation erforderlich ist. Eine Drehbarkeit des Geräteunterteils3 relativ zu den Überspannungsschutzelementen8 wird dadurch erreicht, daß die Steckkontakte12 des Geräteunterteils3 und die Anschlußsteckkontakte13 des Überspannungsschutzelements8 symmetrisch zur Querachse Q des Überspannungsschutzgeräts1 angeordnet sind. - Zur Anzeige des Status bzw. des Zustandes eines Überspannungsschutzelements
8 bzw. des Ableiters10 weist das Überspannungsschutzelement an seiner oberen, d. h. dem Geräteunterteil3 abgewandten Schmalseite, eine Statusanzeige14 auf. Die in den4 bis6 gezeigte Statusanzeige14 wird zusammen mit dem Schalter11 des Fernmeldekontakts über ein gemeinsames mechanisches Betätigungssystem, das aus einer ersten federbelasteten Betätigungseinrichtung und einer zweiten Federbetätigungseinrichtung besteht, betätigt. - Nachfolgend soll ein bevorzugter Aufbau einer ersten Betätigungseinrichtung, die im Gehäuse
2 des Geräteunterteils3 angeordnet ist, anhand der2 und3 erläutert werden. Zur ersten Betätigungseinrichtung, die durch ein Hebelsystem gebildet wird, gehören eine Schaltwippe15 , ein Betätigungsstößel16 und zwei Federn17 . In der ersten, in3a dargestellten Position der ersten Betätigungseinrichtung ist die Schaltwippe15 derart ausgelenkt, daß sie mit ihrem einen Ende den Schalter11 kontaktiert. Hierbei ist der Betätigungs stößel16 durch die zweite Betätigungseinrichtung – wie nachfolgend noch genauer erläutert wird – entgegen der Federkraft der dem Betätigungsstößel16 zugeordneten Feder17 heruntergedrückt. In der zweiten, in3b dargestellten Position befindet sich die Schaltwippe15 in einer im wesentlichen waagerechten Lage, in der das Ende der Schaltwippe15 den Schalter11 nicht mehr kontaktiert. - In den
4 bis6 sind drei unterschiedliche Überspannungsschutzelemente8 dargestellt, die jeweils einen unterschiedlichen Ableitertyp und eine unterschiedliche zweite Betätigungseinrichtung aufweisen. Den drei unterschiedlich ausgebildeten Betätigungseinrichtungen ist dabei gemeinsam, daß sie jeweils ein Federelement18 , eine Lötstelle19 und ein Blockierelement20 aufweisen. - Bei dem in
4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die zweite Betätigungseinrichtung durch eine gebogene flexible Leiterplatte21 gebildet, die einseitig um den Ableiter10 herum gebogen ist und an ihrem oberen Ende die Zustandsanzeige14 und an ihrem unteren Ende das Blockierelement20 aufweist. Die flexible Leiterplatte21 weist einen Bereich22 auf, der an der Lötstelle19 die Lötverbindung mit dem als Funkenstrecke ausgebildeten Ableiter10 bildet. Wie aus der4 ersichtlich ist, muß dabei die Lötstelle19 nicht direkt an dem Ableiter10 realisiert sein, so daß auch die Lötverbindung nicht unmittelbar zwischen dem Bereich22 der flexiblen Leiterplatte21 und dem Ableiter10 vorgesehen ist. Für die Funktion der zweiten Betätigungseinrichtung ist lediglich erforderlich, daß bei einem Temperaturanstieg des Ableiters10 oberhalb eines vorgegebenen Ansprechwertes die Lötverbindung aufgetrennt wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Lötstelle19 bzw. die Lötverbindung zwischen dem Bereich22 und dem Zündkreis des Ableiters10 realisiert. - In der in
4a dargestellten ersten Position der zweiten Betätigungseinrichtung ist die Lötverbindung nicht aufgetrennt, so daß die flexible Leiterplatte21 aufgrund der Lötverbindung an der Lötstelle19 entgegen der Federkraft des Federelements18 ausgelenkt ist. In der zweiten Position der zweiten Betätigungseinrichtung, die in4b dargestellt ist, ist dagegen die Lötver bindung aufgetrennt, so daß die flexible Leiterplatte21 durch die Federkraft des Federelements18 in die zweite Position gezogen werden kann. - Bei dem in
5 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel eines Überspannungsschutzelements8 , bei dem als Ableiter10 ein Varistor verwendet wird, weist die Betätigungseinrichtung ein verschiebbar in dem Gehäuse9 des Überspannungsschutzelements8 angeordnetes Kunststoffelement23 und ein fest angeordnetes metallisches Rückhalteelement24 auf. Das Kunststoffelement23 wird dabei in der ersten Position der Betätigungseinrichtung durch die an der Lötstelle19 bestehende Lötverbindung zwischen dem metallischen Rückhalteelement24 und dem Varistor entgegen der Federkraft des als Druckfeder ausgebildeten Federelements18 gehalten. Hierzu ist in dem Kunststoffelement23 eine Öffnung25 vorgesehen, durch die ein Ende des Rückhalteelements24 in der ersten Position der Betätigungseinrichtung mit der Lötstelle19 verbunden ist. Wenn die Temperatur des Varistors einen vorgegebenen Ansprechwert überschreitet, wird die an der Lötstelle19 realisierte Lötverbindung aufgetrennt, so daß das Kunststoffelement23 durch die Federkraft des Federelements18 in die zweite Position geschoben wird (5b ). In dieser zweiten Position ist das metallische Rückhalteelement24 durch das Kunststoffelement23 thermisch und elektrisch von dem Varistor getrennt. - Den beiden in den
4 und5 dargestellten Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, daß das obere Ende der flexiblen Leiterplatte21 bzw. des Kunststoffelements23 als optische Zustandsanzeige14 ausgebildet ist, wozu auf der flexiblen Leiterplatte21 bzw. dem Kunststoffelement23 zwei nebeneinander angeordnete Markierungen26 ,27 in unterschiedlichen Farben aufgedruckt oder aufgeklebt sind. Die erste Markierung26 ist dabei in Grün und die zweite Markierung27 in Rot ausgebildet. Die erste, grüne Markierung26 ist dabei in der ersten Position, der "nicht-defekt" Position sichtbar, während die zweite, rote Markierung27 in der zweiten Position, der "defekt" Position sichtbar ist. - Wie zuvor bereits ausgeführt, ist darüber hinaus am unteren Ende der flexiblen Leiterplatte
21 bzw. des Kunststoffelements23 ein Blockierelement20 ausgebildet. Das Blockierelement20 ist dabei derart ausgebildet und angeordnet, daß es in der ersten Position der Betätigungseinrichtung eine an der Unterseite des Überspannungsschutzelements8 ausgebildete Öffnung28 ver schließt, während es in der zweiten Position der Betätigungseinrichtung die Öffnung28 freigibt. Dadurch, daß bei eingestecktem Überspannungsschutzelement8 die Öffnung28 mit der Lage des Betätigungsstößels16 in dem Geräteunterteil3 übereinstimmt, wird somit dadurch, daß das Blockierelement20 in der ersten Position der zweiten Betätigungseinrichtung die Öffnung28 verschließt, der Betätigungsstößel16 entgegen der Federkraft der Feder17 nach unten gedrückt. Ist dagegen in der zweiten Position der zweiten Betätigungseinrichtung die Öffnung28 durch das Blockierelement20 nicht mehr verschlossen, so kann sich der Betätigungsstößel16 aufgrund der Federkraft der Feder17 durch die Öffnung28 nach oben bewegen. In Abhängigkeit von der Position des Blockierelements20 und damit von der Position der zweiten Betätigungseinrichtung wird somit die Position des Betätigungsstößels und damit die in dem Geräteunterteil3 angeordnete erste Betätigungseinrichtung betätigt. - Das in den
6 und7 dargestellte Überspannungsschutzelement8 unterscheidet sich zunächst dadurch von den zuvor beschriebenen Überspannungsschutzelementen8 , das bei dem hier dargestellten Überspannungsschutzelement8 drei als Funkenstrecken ausgebildete Ableiter10 in einem in dem Gehäuse9 zusätzlich vorgesehenen Isoliergehäuse angeordnet sind. Das in der6 dargestellte Überspannungsschutzelement8 stellt somit eine steckbare Summenfunkenstrecke dar. Die zylinderförmigen Ableiter10 weisen an ihren Enden jeweils zapfenförmige Anschlußkontakte29 ,30 auf, mit denen sie in entsprechenden Ausnehmungen im Gehäuse9 eingerastet werden. Zur elektrischen Kontaktierung sind die einzelnen Ableiter10 jeweils an ihrer Mantelfläche durch Federklammern31 kontaktiert, wobei die elektrische Verbindung zwischen den einzelnen Ableitern10 durch im wesentlichen U-förmige elektrische Verbindungsstücke32 , die auf die Anschlußkontakte29 ,30 aufgesteckt und mit den Federklammern31 verbunden sind, hergestellt wird. - Bei dem in den
6 und7 dargestellten Überspannungsschutzelement8 wird die zweite Betätigungseinrichtung durch ein verschiebbar in dem Gehäuse9 angeordnetes und federbelastetes Kunststoffelement33 und ein metallisches Rückhalteelement34 realisiert, wobei das Kunststoffelement33 im wesentlichen parallel zur Längserstreckung der Ableiter10 zwischen zwei Ableitern10 angeordnet ist. In der in6 dargestellten ersten Position der Betätigungseinrichtung ist das metallische Rückhalteelement34 durch eine Lötverbindung mit zwei Verbindungsstücken32 zweier Ableiter10 verbunden. Hierzu ist das Rückhalteelement34 U-förmig ausgebildet, wobei die beiden U-Schenkel jeweils mit einem Verbindungsstück32 eine Lötstelle19 bilden. Bei bestehender Lötverbindung wird dadurch das Kunststoffelement33 entgegen der Federkraft eines als Druckfeder ausgebildeten Federelements18 in der in6 gezeigten ersten Position gehalten. Hierzu weist das Kunststoffelement33 einen Vorsprung auf, der am U-Rücken des Rückhalteelements34 anliegt. Wird die Lötverbindung zwischen dem metallischen Rückhalteelement34 und den beiden Verbindungsstücken32 aufgrund eines Temperaturanstiegs der Ableiter10 aufgelöst, so bewegt sich das Kunststoffelement33 aufgrund der Federkraft der Druckfeder18 zusammen mit dem Rückhalteelement34 nach oben. - Die optische Zustandsanzeige
14 wird bei dem in den6 und7 gezeigten Ausführungsbeispiel durch ein drehbar in dem Gehäuse9 gelagertes Schwenkelement35 gebildet, das über einen außerhalb der Drehachse36 angreifenden flexiblen Steg37 mit dem Kunststoffelement33 verbunden ist. Durch diese Art der Verbindung des Kunststoffelements33 mit dem halbkreisförmigen Schwenkelement35 wird aus der transtatorischen Bewegung des Kunststoffelements33 eine Dreh- bzw. Schwenkbewegung des Schwenkelements35 , so daß das Schwenkelement35 aus einer ersten Position in eine zweite Position verbracht wird. - Entsprechend den Ausführungsbeispielen gemäß den
4 und5 weist auch das Schwenkelement35 zwei unterschiedlich farbige Abschnitte38 ,39 auf, wobei je nach Position der zweiten Betätigungseinrichtung nur die eine oder die andere farbige Markierung26 ,27 bzw. der eine oder der andere farbige Abschnitt38 ,39 durch ein in dem Gehäuse9 des Überspannungsschutzelements8 angeordnetes Sichtfenster40 von außen erkennbar ist. Die erste, grüne Markierung26 bzw. der grüne Abschnitt38 ist dabei in der ersten Position, der "nicht-defekt" Position durch das Sichtfenster40 sichtbar, während die zweite, rote Markierung27 bzw. der rote Abschnitt39 in der zweiten Position, der "defekt" Position sichtbar ist. - Zur Aufnahme und Lagerung des Schwenkelements
35 ist am Isoliergehäuse der Ableiter10 eine schwenkbare Abdeckung41 angeordnet, in der ein Lagerauge42 für die Drehachse36 des Schwenkelements35 ausgebildet ist. Wie zuvor bereits im Zusammenhang mit den4 und5 erläutert, weist auch da, Kunststoffelement33 an seinem unteren – dem Geräteunterteil3 zugewandter, – Ende ein Blockierelement20 auf, durch das – in Abhängigkeit von der Position des Kunststoffelements33 – die Öffnung28 verdeckt werden kann. Im Zusammenhang mit der7 ist erkennbar, daß das Überspannungsschutzelement8 innerhalb des in den1 und7 nur teilweise dargestellten Gehäuses9 noch ein die Ableiter10 umgebendes bzw. aufnehmendes Isoliergehäuse aufweist. - Wie eingangs bereits ausgeführt worden ist, wird das erfindungsgemäße Überspannungsschutzgerät
1 vorzugsweise als mehrpoliges Überspannungsschutzgerät verwendet, d. h. in ein Geräteunterteil3 werden nebeneinander mehrere Überspannungsschutzelemente8 eingesteckt. In Abhängigkeit von der Anzahl der Leitungen des zu schützenden Niederspannungsnetzes (3-Leiter-, 4-Leiter- oder 5-Leiter-Netz) und in Abhängigkeit davon, ob ein Blitzstromableiter erforderlich ist, wird dann die entsprechende Anzahl und Art an Überspannungsschutzelementen8 in ein entsprechend dimensioniertes Geräteunterteil3 eingesteckt. Um dabei ein fehlerhaftes Stecken eines Überspannungsschutzelements8 auf eine falsche Position innerhalb des Geräteunterteils3 zu verhindern, sind an dem Geräteunterteil3 Kodierelemente43 und an der Unterseite der Überspannungsschutzelemente8 entsprechende Gegenkodierelemente44 vorgesehen. Zur Gewährleistung der Umsteckbarkeit sind dabei auch die Kodierelemente43 und die Gegenkodierelemente44 jeweils symmetrisch zur Querachse Q des Überspannungsschutzgeräts1 angeordnet.
Claims (17)
- Überspannungsschutzgerät zum Schutz von elektrischen Niederspannungsinstallationen, bestehend aus einem Geräteunterteil (
3 ) mit Anschlußklemmen (5 ,6 ,7 ) für Phasenleiter (L1, L2, L3) und Erd- bzw. Neutralleiter (PE, N) und aus mindestens einem Überspannungsschutzelement (8 ) mit mindestens einem in einem Gehäuse (9 ) angeordneten Ableiter (10 ), insbesondere einem Blitzstrom- und/oder Überspannungsableiter, wobei das Geräteunterteil (3 ) mindestens einen einen Schalter (11 ) aufweisenden Fernmeldekontakt zur Fernmeldung des Zustands mindestens eines Überspannungsschutzelements (8 ) aufweist und wobei vorzugsweise das Geräteunterteil (3 ) mit den Anschlußklemmen (5 ,6 ,7 ) verbundene, insbesondere als Steckerbuchsen ausgebildete, Steckkontakte (12 ) und das Überspannungsschutzelement (8 ) korrespondierende, insbesondere als Steckerstifte ausgebildete, Anschlußsteckkontakte (13 ) aufweist, so daß das Überspannungsschutzelement (8 ) auf das Geräteunterteil (3 ) aufsteckbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Überspannungsschutzelement (8 ) eine optische Zustandsanzeige (14 ) aufweist, und daß die optische Zustandsanzeige (14 ) und der Schalter (11 ) des Fernmeldekontakts über ein gemeinsames mechanisches Betätigungssystem betätigbar sind. - Überspannungsschutzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mechanische Betätigungssystem eine erste federbelastete Betätigungseinrichtung zur Betätigung des Schalters (
11 ) und eine zweite federbelastete Betätigungseinrichtung zur Betätigung der optischen Zustandsanzeige (14 ) aufweist, wobei die erste Betätigungseinrichtung in dem Geräteunterteil (3 ) und die zweite Betätigungseinrichtung im Überspannungsschutzelement (8 ) angeordnet ist und wobei die erste Betätigungseinrichtung vom der zweiten Betätigungseinrichtung betätigt wird. - Überspannungsschutzgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Betätigungseinrichtung ein Hebelsystem, insbesondere eine Schaltwippe (
15 ), einen Betätigungsstößel (16 ) und mindestens eine Feder (17 ) aufweist, wobei die Schaltwippe (15 ) aus einer ersten Position in eine zweite Position verbringbar ist, wodurch der Schalter (11 ) des Fernmeldekontakts betätigt wird. - Überspannungsschutzgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite federbelastete Betätigungseinrichtung mindestens ein Federelement (
18 ) und eine Lötstelle (19 ) aufweist, wobei die an der Lötstelle (19 ) realisierte Lötverbindung zwischen dem Ableiter (10 ) und einem Teil der Betätigungseinrichtung dann aufgetrennt wird, wenn die Temperatur des Ableiters (10 ) einen vorgegebenen Ansprechwert überschreitet und wobei die Betätigungseinrichtung bei bestehender Lötverbindung entgegen der Federkraft des Federelements (18 ) in einer ersten Position gehalten ist und bei aufgetrennter Lötverbindung durch die Federkraft in eine zweite Position verbracht wird. - Überspannungsschutzgerät nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite federbelastete Betätigungseinrichtung an ihrem einen – oberen – Ende die optischen Zustandsanzeige (
14 ) und an ihrem anderen – unteren – Ende ein Blockierelement (20 ) aufweist, wobei in der ersten Position der zweiten Betätigungseinrichtung der Betätigungsstößel (16 ) der ersten Betätigungseinrichtung entgegen der Federkraft der Feder (17 ) durch das Blockierelement (20 ) in der ersten Position gehalten ist und in der zweiten Position der zweiten Betätigungseinrichtung das Blockierelement (20 ) den Betätigungsstößel (16 ) freigibt, so daß dieser durch die Federkraft der Feder (17 ) in die zweite Position verbracht wird. - Überspannungsschutzgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite federbelastete Betätigungseinrichtung durch eine gebogene flexible Leiterplatte (
21 ) gebildet ist, wobei die an der Lötstelle (19 ) realisierte Lötverbindung zwischen dem Ableiter (10 ) und einem Bereich (22 ) der flexible Leiterplatte (21 ) realisiert ist. - Überspannungsschutzgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite federbelastete Betätigungseinrichtung ein verschiebbar in dem Gehäuse (
9 ) des Überspannungsschutzelements (8 ) angeordnetes und federbelastetes Kunststoffelement (23 ) und ein fest angeordnetes metallisches Rückhalteelement (24 ) aufweist, wobei in dem Kunststoffelement (23 ) eine Öffnung (25 ) ausgebildet ist, durch die ein Ende des Rückhalteelements (24 ) in der ersten Position der Betätigungseinrichtung mit der Lötstelle (19 ) verbunden ist. - Überspannungsschutzgerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Zustandsanzeige (
14 ) durch zwei nebeneinander angeordnete, insbesondere aufgedruckte oder aufgeklebte Markierungen (26 ,27 ) in unterschiedlichen Farben gebildet ist. - Überspannungsschutzgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite federbelastete Betätigungseinrichtung ein verschiebbar in dem Gehäuse (
9 ) des Überspannungsschutzelements (8 ) angeordnetes und federbelastetes Kunststoffelement (33 ) und ein metallisches Rückhalteelement (34 ) aufweist, wobei die an der Lötstelle (19 ) realisierte Lötverbindung zwischen mindestens einem Ableiter (10 ) und dem metallischen Rückhalteelement (34 ) realisiert ist und wobei bei bestehender Lötverbindung das Kunststoffelement (33 ) entgegen der Federkraft des Federelements (18 ) in einer ersten Position gehalten ist und bei aufgetrennter Lötverbindung durch die Federkraft in eine zweite Position verbracht wird. - Überspannungsschutzgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Zustandsanzeige (
14 ) durch ein drehbar in dem Gehäuse (9 ) gelagertes Schwenkelement (35 ) realisiert ist, das über einen außerhalb der Drehachse (36 ) angreifenden Steg (37 ) mit dem Kunststoffelement (33 ) verbunden ist. - Überspannungsschutzgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenkelement (
35 ) halbkreisförmig ausgebildet ist und zwei unterschiedlich farbige Abschnitte (38 ,39 ) aufweist. - Überspannungsschutzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (
9 ) ein Sichtfenster (40 ) für die Zustandsanzeige (14 ) ausgebildet ist, wobei das Sichtfenster (40 ) derart bemessen ist, daß je nachdem, welche Position die zweite Betätigungseinrichtung hat, nur die eine oder die andere farbige Markierung (26 ,27 ) bzw. der eine oder der andere farbige Abschnitt (38 ,39 ) durch das Sichtfenster (40 ) von außen erkennbar ist. - Überspannungsschutzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Überspannungsschutzelement (
8 ) mehrere, vorzugsweise drei als Funkenstrecken ausgebildete Ableiter (10 ) angeordnet sind. - Überspannungsschutzgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Ableiter (
10 ) zylinderförmig ausgebildet sind und an ihren Enden Anschlußkontakte (29 ,30 ) aufweisen, durch die die Ableiter (10 ) mechanisch in dem Überspannungsschutzelement (8 ) befestigbar sind. - Überspannungsschutzgerät nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Ableiter (
10 ) durch Federklammern (31 ) und mit diesen verbundene Verbindungsstücke (32 ) elektrisch miteinander verbunden sind, wobei die Verbindungsstücke (32 ) auf die Anschlußkontakte (29 ,30 ) aufgesteckt sind. - Überspannungsschutzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Geräteunterteil (
3 ) mindestens ein Kodierelement (43 ) und das Überspannungsschutzelement (8 ) mindestens ein korrespondierendes Gegenkodierelement (44 ) aufweist. - Überspannungsschutzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Geräteunterteil (
3 ) eine symmetrische Gehäuseform aufweist, insbesondere U-förmig ausgebildet und auf einer Tragschiene (4 ) aufrastbar ist.
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Effective date: 20041021 |
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R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20070514 |
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R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
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R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20120606 |
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R071 | Expiry of right | ||
R071 | Expiry of right |