DE202009004055U1 - Surge arrester and overcurrent protection - Google Patents
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Abstract
Überspannungsableiter und Überstromschutz als Schutzeinrichtung für ein Stromversorgungssystem, wobei als Überstromschutz eine Sicherung (24) vorgesehen ist und der Überspannungsableiter (1) mindestens ein Gehäuse (16, 28, 38, 44) mit elektrischen Ladungsträgern umfasst, über die eine Überspannung ableitbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in stromführenden Leitern (L1, L2, L3) der Überspannungsableiter (1, 47) in Durchflussrichtung des Stroms vor der Sicherung (24) angeordnet ist und der Überspannungsableiter (1, 47) und die Sicherung (24) in einem gemeinsamen Gehäuse (16, 28, 38, 44) angeordnet sind.Surge arrester and overcurrent protection as a protective device for a power supply system, wherein a fuse (24) is provided as overcurrent protection and the surge arrester (1) comprises at least one housing (16, 28, 38, 44) with electrical charge carriers, via which an overvoltage can be derived, characterized characterized in that in current-carrying conductors (L1, L2, L3) of the surge arrester (1, 47) in the flow direction of the current before the fuse (24) is arranged and the surge arrester (1, 47) and the fuse (24) in a common housing (16, 28, 38, 44) are arranged.
Description
Die Erfindung betrifft einen Überspannungsableiter und Überstromschutz als Schutzeinrichtung für ein Stromversorgungssystem der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.The The invention relates to a surge arrester and overcurrent protection as a protective device for a power supply system specified in the preamble of claim 1 Genus.
Komponenten elektrischer Anlagen, insbesondere elektronische Geräte sowie Mess-, Steuer- und Schaltkreise sind empfindlich gegenüber Spannungen, die beispielsweise durch atmosphärische Entladungen oder Schaltvorgänge im Netz hervorgerufen werden. Als Überspannungen werden alle Spannungen bezeichnet, die einen oberen Toleranzwert der Nennspannung überschreiten. Für ein komplettes Überspannungsschutzkonzept sind alle externen und internen elektrisch leitenden Verbindungen zu berücksichtigen. Ein solches Schutzkonzept baut sich üblicherweise in drei Stufen auf, nämlich Grobschutz, Mittelschutz und Feinschutz. Dabei erstreckt sich der Grobschutz auf den Bereich der Einspeisung elektrischer Energie in ein Gebäude, der Mittelschutz auf den Bereich, der einem Zähler nachgeordnet ist, und der Feinschutz befindet sich in der Nähe von Steckdosen und Steckverbindungen. Als Überstromschutz werden Sicherungen eingesetzt, die auf eine bestimmte Stromstärke ausgelegt sind, wobei solche Sicherungen als Schmelzsicherun gen und Sicherungsautomaten bekannt sind. Als Schutzeinrichtungen gegen Überspannungen sind unterschiedliche elektrische Bauelemente bekannt, beispielsweise Varistoren, Tyristoren, Zener-Dioden, gasgefüllte Überspannungsableiter und Funkenstrecken. Überspannungsableiter werden in verschiedener Bauart und Größe für den jeweiligen Einsatz angeboten.components electrical installations, in particular electronic devices as well Measuring, control and switching circuits are sensitive to voltages, for example, by atmospheric discharges or switching operations be caused in the network. Overvoltages are all voltages denotes that exceed an upper tolerance value of the rated voltage. For a complete overvoltage protection concept are all external and internal electrically conductive connections too consider. Such a protection concept usually builds up in three stages on, namely Coarse protection, medium protection and fine protection. It extends the Coarse protection for the supply of electrical energy in a building, the medium protection on the area downstream of a counter, and the fine protection is located near sockets and connectors. As overcurrent protection fuses are used which are designed for a specific current with such fuses as fuses and circuit breakers are known. As protection against overvoltages are different electrical Components are known, for example, varistors, thyristors, Zener diodes, gas-filled surge arresters and spark gaps. Surge arresters are offered in different design and size for the respective application.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Überspannungsableiter und Überstromschutz als Schutzeinrichtung für ein Stromversorgungssystem der angegebenen Gattung zu schaffen, deren Gestaltung die Einsatzmöglichkeiten verbessert.Of the present invention is based on the object, a surge arrester and overcurrent protection as a protective device for to provide a power supply system of the type specified, their design the possible uses improved.
Diese Aufgabe wird durch einen Überspannungsableiter und Überstromschutz mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.These Task is by a surge arrester and overcurrent protection solved with the features of claim 1.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführung sind der Überspannungsableiter und die Sicherung in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet, wobei durch Anordnung des Überspannungsableiters vor der Sicherung erreicht wird, dass im Falle einer auftretenden Überspannung zumindest ein Teilstrom abgeleitet wird, so dass lediglich ein Reststrom durch die nachgeschaltete Sicherung fließt. Damit wird im Falle auftretender Überspannungen die Sicherung geschont, so dass auch bei einem Blitzeinschlag oder anderweitigen Überspannungen keine Betriebsunterbrechung in der stromführenden Leitung eintritt. Dadurch wird die Einsatzdauer der nachgeordneten Sicherung verlängert. Da der Überspannungsableiter und die Sicherung in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, wird nicht nur Einbauraum gespart, sondern dies führt auch zu kürzeren Montagezeiten und Verringerung der erforderlichen Anschlüsse und Leitungen. Es ist daher lediglich ein Bauelement notwendig, das den Überstrom und die Überspannung koordiniert. Diese Kombination von Überspannungsableiter und Überstromsicherung ermöglicht es nun, die Überstromsicherung zusätzlich nach Blitzströmen zu klassifizieren. Einer der Ladungsträger ist über einen Innenleiter mit äußeren Anschlüssen verbunden, wodurch die Möglichkeit gegeben ist, den Überspannungsableiter als ständig leitendes Element in eine elektrische Leitung zu intergrieren, so dass der Betriebsstrom unmittelbar durch diesen Ladungsträger geführt wird und dadurch ein unnötiger Spannungsabfall vermieden wird.at the embodiment of the invention are the surge arrester and the fuse arranged in a common housing, wherein Arrangement of the surge arrester before the fuse is achieved that in the event of overvoltage occurring at least a partial flow is derived, so that only a residual current flows through the downstream fuse. This will be in case of overvoltages spared the fuse, so even with a lightning strike or otherwise overvoltages there is no interruption of operation in the live line. Thereby the service life of the downstream backup is extended. There the surge arrester and the fuse are arranged in a common housing will not only saves installation space, but this also leads to shorter installation times and Reduction of required connections and cables. It is therefore only one component is necessary, which coordinates the overcurrent and the overvoltage. This combination of surge arresters and overcurrent protection allows Well, the overcurrent protection additionally after lightning currents to classify. One of the charge carriers is connected to external connections via an inner conductor, thus the possibility is given, the surge arrester as constantly to integrate conductive element into an electrical line, so that the operating current is passed directly through this charge carrier and thereby an unnecessary voltage drop is avoided.
In weiterer Ausgestaltung kann die Sicherung als schmelzbarer Sicherungsstreifen ausgebildet sein. Alternativ hierzu kommen aber auch Sicherungsautomaten in Betracht. Die elektrischen Ladungsträger sind gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zweckmäßigerweise als koaxial und in einem radialen Abstand zueinander angeordnete Innenelektrode und Außenelektrode ausgebildet. Im Falle einer Überspannung entsteht ein Lichtbogen zwischen Innenelektrode und Außenelektrode, wodurch die Spannung zusammenbricht und ein Teilstrom von der Außenelektrode zu einem Schutzleiter abgeleitet wird. In diesem Zusammenhang ist es weiterhin vorteilhaft, dass in dem Gehäuse ein hermetisch abgeschlossener Innenraum gebildet ist und in diesem zwischen der Innenelektrode und der Außenelektrode mindestens eine koaxial angeordnete Löschelektrode vorgesehen ist. Durch die Anordnung einer Löschelektrode zwischen der Innenelektrode und der Außenelektrode wird die gesamte Strecke des Lichtbodens zwischen Innenelektrode und Außenelektrode in Teilstrecken unterteilt, wobei die Löschelektrode potenzialfrei ist. Dadurch lässt sich eine schnellere Löschung des Lichtbogens erreichen. Außerdem wird ein aus dem Netz stammender Netzfolgestrom durch die Löschelektroden unterbunden, zumindest aber sehr begrenzt, so dass allenfalls ein kleiner Netzfolgestrom fließt, wodurch die Schutzvorrichtung und die Anlage geschont werden. Von besonderer Bedeutung ist dabei, dass der Überspannungsableiter auch im leitenden Zustand wieder in den hochohmigen Zustand schaltet. Zur weiteren Verbesserung dieser Maßnahme ist es vorteilhaft, mehrere Löschelektroden vorzusehen, wobei vorzugsweise ein radialer Abstand zwischen den benachbarten Elektroden mindestens annähernd gleich sein sollte. Der hermetisch abgeschlossene Innenraum ist vorzugsweise mit einem Edelgas gefüllt. Von dem Gasdruck sind teilweise die Kennwerte des Überspannungsableiters abhängig und somit durch den Gasdruck beeinflussbar.In Another embodiment, the fuse as a fusible fuse strip be educated. Alternatively, but also come with circuit breakers into consideration. The electrical charge carriers are according to a further embodiment of the invention advantageously as a coaxial and in a radial distance from each other arranged inner electrode and outer electrode educated. In case of overvoltage creates an arc between inner electrode and outer electrode, whereby the voltage collapses and a partial current from the outer electrode is derived to a protective conductor. In this context it is furthermore advantageous that in the housing a hermetically sealed Interior is formed and in this between the inner electrode and the outer electrode at least one coaxially arranged erase electrode is provided. By the arrangement of a quenching electrode between the inner electrode and the outer electrode is the entire Distance of the light bottom between inner electrode and outer electrode divided into sections, with the extinguishing electrode potential-free is. By doing so leaves a faster deletion reach the arc. Furthermore is a network follower stream originating from the network through the erase electrodes prevented, but at least very limited, so at most one small follow current flows, whereby the protective device and the system are spared. Of special Meaning is that the surge arrester switched back to the high-resistance state even in the conductive state. To further improve this measure, it is advantageous to have several cancellation electrodes to provide, preferably a radial distance between the should be at least approximately equal to adjacent electrodes. Of the hermetically sealed interior is preferably with a noble gas filled. Of the gas pressure are partly the characteristics of the surge arrester dependent and thus influenced by the gas pressure.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung sind im Innenraum zwei in einem axialen Abstand angeordnete Innenelektroden vorgesehen, zwischen denen sich der Sicherungsstreifen erstreckt, der mit beiden Innenelektroden leitend verbunden ist. Auf diese Weise ergibt sich eine Schutzvorrichtung, die lediglich einen geringen Bauraum benötigt, da in dem Gehäuse sowohl der Überspannungsableiter als auch die Schmelzsicherung in einer einzigen Kammer untergebracht sind. Das Gehäuse umfasst zwei stirnseitige Platten aus einem isolierenden Material, vorzugsweise aus Keramik. Die Außenelektrode ist zweckmäßigerweise als Ring ausgestaltet und zwischen den Platten angeordnet, so dass für die Außenelektrode kein separates Bauteil erforderlich ist, sondern der metallische Ring gleichzeitig diese Wirkung als Außenelektrode bietet. Die Außenelektrode ist zweckmäßigerweise mit einem Anschluss zur Verbindung mit einer Potenzialausgleichsschiene versehen.According to one appropriate embodiment in the interior two spaced at an axial distance internal electrodes provided between which the securing strip extends, which is conductively connected to both internal electrodes. To this The result is a protective device that only a small Space required, there in the case both the surge arrester as well as the fuse housed in a single chamber are. The housing comprises two end plates of an insulating material, preferably made of ceramic. The outer electrode is expediently designed as a ring and arranged between the plates, so that for the outer electrode no separate component is required, but the metallic Ring simultaneously provides this effect as an outer electrode. The outer electrode is expediently with a connection for connection to a potential equalization rail Mistake.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist das Gehäuse zwischen stirnseitigen Platten mindestens eine mittlere Platte auf, so dass mindestens zwei Kammern gebildet werden. Dadurch sind der Überspannungsableiter und der Sicherungsstreifen in unterschiedlichen Kammern angeordnet. Eine Kammer, in der der Sicherungsstreifen angeordnet ist, wird zweckmäßig von zwei Platten und einem Ring aus einem isolierenden Material vorzugsweise Keramik begrenzt. Dadurch ist dieser Teil des Gehäuses, abgesehen von dem nach außen geführten Innenleiter, vollständig isoliert.According to one further embodiment, the housing between the front side Plates at least one middle plate on, so at least two chambers are formed. As a result, the surge arrester and the Securing strips arranged in different chambers. A Chamber in which the securing strip is arranged, is useful from two plates and a ring of an insulating material preferably Ceramic limited. As a result, this part of the case is apart from the outside out Inner conductor, complete isolated.
Alternativ zu der Bildung des Spannungsableiters aus Elektroden besteht eine zweckmäßige Ausführungsform darin, dass der Überspannungsableiter einen Varistor und einen Außenkontakt umfasst. Der Varistor ist ein spannungsabhängiger Widerstand, bei dem oberhalb einer bestimmten Schwellspannung der Widerstand dieses Bauteils abrupt kleiner wird. Auf diese Weise können Überspannungen gut abgeleitet werden. Bei Einsatz eines Varistors ist es vorteilhaft, zwischen dem Varistor und dem Außenkontakt ein Element zur thermischen Überwachung des Varistors anzuordnen. Ein solches Element kann beispielsweise ein von einer Feder belasteter, beweglicher Kontakt sein, der unterhalb einer vorgegebenen Temperatur an einem festen Kontakt anliegt. Um den Schaltzustand des beweglichen Kontaktes festzustellen, ist es vorteilhaft, dass in dem Gehäuse ein Sichtfenster angeordnet ist, hinter dem sich der bewegliche Kontakt befindet. Zusätzlich kann der bewegliche Kontakt im Auslösefall einen Schalter betätigen, der seinerseits ein Störmeldesignal erzeugt.alternative for the formation of the voltage arrester from electrodes there is a expedient embodiment in that the surge arrester a varistor and an external contact includes. The varistor is a voltage-dependent resistor in which above a certain threshold voltage the resistance of this Component is abruptly smaller. In this way, surges can be well drained become. When using a varistor, it is advantageous between the varistor and the external contact a thermal monitoring element to arrange the varistor. Such an element may, for example be a loaded by a spring, movable contact below a predetermined temperature is applied to a fixed contact. Around It is it to determine the switching state of the moving contact advantageous that in the housing a viewing window is arranged behind which the movable Contact is located. In addition, can the movable contact in case of triggering press a switch, in turn, a fault message signal generated.
Um die Schutzvorrichtung unabhängig von der jeweiligen Richtung, in der der Strom durch die Schutzeinrichtung fließt, zu machen, ist es zweckmäßig, in dem Gehäuse eine mittlere Kammer mit dem Sicherungsstreifen vorzusehen und symmetrisch dazu auf beiden Seiten Kammern mit einem Überspannungsableiter anzuordnen.Around the protection device independent from the respective direction in which the current through the protective device flows, to do it, it is expedient in the housing to provide a central chamber with the securing strip and symmetrical to it To arrange on both sides chambers with a surge arrester.
Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, dass zwischen den stirnseitigen Platten eine Ringscheibe angeordnet ist, deren Umfangsrand an dem die Außenelektrode bildenden Ring befestigt ist, wobei sich das Glasröhrchen und der darin befindliche Sicherungsstreifen durch eine Öffnung der Ringscheibe erstrecken. Es sei noch darauf hingewiesen, dass bei den genannten Sicherungsstreifen bzw. den Gehäusen auch noch vorgesehen werden kann, Kennmelder anzubringen, die den Zustand des Sicherungsstreifens, d. h. ob dieser geschmolzen ist, anzeigen.A Another embodiment is that between the frontal Plates an annular disc is arranged, the peripheral edge of which the outer electrode attached to the forming ring, taking the glass tube and the security strip located therein through an opening of the Ring disc extend. It should be noted that at the said securing strip or the housings also still be provided can attach markers indicating the state of the security strip, d. H. whether this is melted, indicate.
In weiterer Ausgestaltung erstrecken sich zentrisch durch die Platten Innenleiter, wobei die Innenleiter mit einer Scheibe versehen sind, die vorzugsweise mit dem Innenleiter einstückig ausgeführt ist, und an einer Platte anliegt. Durch diese Scheiben ergibt sich eine großflächige Anlage an den Platten, und demzufolge sind die an den Scheiben angeformten Innenleiter exakt ausgerichtet. Die Platten sind vorzugsweise an ihren zum Hohlraum mit den Löschelektroden gerichteten Seiten mit umlaufenden Nuten versehen, in denen die Enden der Löschelektroden aufgenommen werden.In further embodiment extend centrally through the plates Inner conductor, wherein the inner conductors are provided with a disk, which is preferably made in one piece with the inner conductor, and on a plate is applied. Through these discs results in a large-scale plant on the plates, and consequently are the molded on the discs Inner conductor aligned exactly. The plates are preferably on their to the cavity with the erase electrodes directed sides provided with circumferential grooves in which the Ends of the erase electrodes be recorded.
Die Erfindung ist nachstehend anhand von mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:The Invention is hereinafter based on several embodiments explained in more detail. In the Drawing shows:
Die
Eine
Gruppe von Schutzvorrichtungen
Dem
Zähler
Die
Enden der Leiter L1, L2, L3, N und PE sind beispielsweise in Steckdosen
Die
In
den Platten
Im
gezeigten Ausführungsbeispiel
sind zwischen Innenelektroden
Die
Schutzvorrichtung
In
In
Am
Umfang der Platten
In
Die
In
In
Die
Am äußeren Umfang
des Varistors
In
Bei
allen zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen
ist es zweckmäßig, die
Gehäuse
und die aus den äußeren Platten
herausstehenden Enden der Innenleiter derart zu gestalten, dass
die Schutzvorrichtung
Claims (23)
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2009
- 2009-03-26 DE DE202009004055U patent/DE202009004055U1/en not_active Expired - Lifetime
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