-
Die Erfindung betrifft einen Überspannungsableiter, der zwischen Phasenleiter und PE-Letter oder N-Leiter geschaltet ist und Überspannungsschutzmittel, nämlich mindestens eine Funkenstrecke und mindestens ein weiteres dazu in Reihe geschaltetes elektrisches Bauteil umfasst, wobei der Überspannungsableiter mit einer in dessen Gehäuse integrierten Defektanzeige ausgestattet ist, die mittels eines Aktuators aus einer Ausgangsstellung, die die Funktionstüchtigkeit des Überspannungsableiters signalisiert, in eine Fehleranzeigestellung mittelbar oder unmittelbar verstellbar ist.
-
-
Überspannungsableiter sind zudem in der
EP 2 287 984 A1 beschrieben. Bei bekannten Überspannungsableitern wird üblicherweise die Defektanzeige derart ausgeführt, dass sie mittels des Aktuators dann ausgelöst werden, wenn sich der Überspannungsableiter aufgrund einer Fehlerfunktion, insbesondere eines Kurzschlusses der Funkenstrecke, erhitzt. Die Erhitzung wird dazu ausgenutzt, den Aktuator zu aktivieren oder freizugeben, so dass dann die Defektanzeige betätigt wird.
-
Obwohl sich solche Bauarten im Stand der Technik bewährt haben, besteht ein Grundproblem darin, einen besonders geeigneten Aktuator vorzusehen, der kostengünstig und mit geringem Aufwand in einen Überspannungsableiter integriert werden kann, wobei darüber hinaus nicht die Temperatur des Überspannungsableiters als Auslöseelement für den Aktuator genutzt werden soll, sondern die Tatsache, dass die Funkenstrecke defekt ist. Es soll also möglichst schnell eine Auslösung der Defektanzeige erfolgen, und zwar unabhängig von der Zeit, die erforderlich ist, um im Fehlerfall zu einer Erwärmung des Überspannungsableiters zu führen.
-
Zudem soll eine zusätzliche Alternative zu den bestehenden Bauarten geschaffen werden.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass der Aktuator elektrisch aktivierbar ist und dadurch auslösbar ist, dass ein Kurzschlussstrom über den Überspannungsableiter fließt.
-
Gemäß dieser Ausgestaltung soll der Aktuator ein elektrisch auslösbares Element sein. Die Tatsache, dass der Aktuator elektrisch auslösbar ist, führt dazu, dass ein anderes Prinzip zum Auslösen des Aktuators benutzt werden kann. Dieses Prinzip besteht darin, dass der Kurzschlussstrom, der im Fehlerfall der Funkenstrecke des Überspannungsableiters über den Überspannungsableiter fließt, dazu genutzt wird, den elektrisch aktivierbaren Aktuator zu aktivieren und damit die Defektanzeige auszulösen.
-
Eine bevorzugte Ausbildung hierzu wird darin gesehen, dass der Aktuator über eine elektrische Schaltung zwischen den Ausgang der Funkenstrecke und PE-Leiter oder N-Leiter geschaltet ist, mittels derer bei einem Überspannungsereignis der Aktuator nicht auslöst, aber bei einem Kurzschluss der Funkenstrecke den Aktuator auslöst.
-
Dadurch, dass die elektrische Schaltung zwischen dem Ausgang der Funkenstrecke und PE-Leiter oder N-Leiter geschaltet ist, ist sichergestellt, dass bei normaler Funktion des Überspannungsableiters kein Strom über die Schaltung fließen kann. Für den Fall eines Überspannungsereignisses ist die Schaltung so ausgelegt, dass keine Auslösung des Aktuators erfolgt. Falls aber die Funkenstrecke defekt ist, also kurzgeschlossen ist, fließt über die elektrische Schaltung ein Strom, also zwischen dem Phasenleiter und dem PE-Leiter oder dem N-Leiter, der dazu genutzt wird, den Aktuator auszulösen. Durch diese Anordnung wird eine besonders schnelle Auslösung des Aktuators im Fehlerfall sichergestellt, wobei nicht der Umweg über die Erwärmung des Überspannungsableiters zum Auslösen des Aktuators führt, sondern der Ausfall der Funkenstrecke führt unmittelbar dazu, dass der Aktuator ausgelöst wird. Zudem ist durch diese Anordnung und Ausbildung der Anteil von zusätzlichen Bauteilen zur Realisierung der Defektanzeige samt Aktuator minimiert.
-
Insbesondere ist hierbei vorgesehen, dass die elektrische Schaltung aus einer Parallelschaltung einer trägen Sicherung einerseits und einem Vorwiderstand und dem elektrisch auslösbaren Aktuator andererseits besteht.
-
Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass einerseits bei einem Überspannungsereignis ein Strom über die Schaltung und insbesondere die träge Sicherung fließen kann, wobei durch das Überspannungsereignis die träge Sicherung nicht ausgelöst wird, sondern dieser Stromkreis aufrechterhalten ist.
-
Sofern aber infolge eines Kurzschlusses der Funkenstrecke, also eines Fehlers der Funkenstrecke, ein Strom über die elektrische Schaltung fließt, so trennt die träge Sicherung nach kurzer Zeit auf, da der Strom zu hoch ist und die Sicherung diesem Dauerstrom nicht standhält. Hierdurch fließt nun der Strom in den eigentlich hochohmigen Parallelzweig mit Vorwiderstand und Aktuator. Der Aktuator löst nach wenigen Stromhalbwellen aus, so dass dann die Defektanzeige in die Fehlerstellung verstellt ist.
-
Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass der Parallelschaltung Vorwiderstände in Serienschaltung vorgeschaltet sind.
-
Auch ist bevorzugt vorgesehen, dass die träge Sicherung so dimensioniert ist, dass sie einem Überspannungsereignisfall standhält, im Falle des Fließens eines Kurzschlussstromes über den Überspannungsableiter aber auftrennt.
-
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung wird darin gesehen, dass der Aktuator ein elektrisch auslösbarer Gasgenerator ist.
-
Solche elektrisch auslösbaren Gasgeneratoren sind an sich in der Automobiltechnik bekannt. Sie können hier als Aktuator in einfacher Weise eingesetzt und genutzt werden, wobei der Bauraum, den solche Gasgeneratoren einnehmen, minimal ist und somit in einfacher Weise eine Anordnung eines solchen Gasgenerators als Aktuator möglich ist. Sofern erforderlich, kann dieser Gasgenerator noch mit einer trichterförmigen Gasführung kombiniert werden, mittels derer sichergestellt wird, dass das im Auslösefall austretende Gas in Richtung auf das Stellmittel gerichtet wird, mittels dessen die Defektanzeige betätigbar ist.
-
Ein besonders einfacher Aufbau wird erreicht, wenn die elektrische Schaltung mit Schaltungselementen, Schaltpfaden und dem Aktuator auf einer Steuerplatine aufgebaut ist.
-
Bevorzugt ist zudem vorgesehen, dass die Defektanzeige aus einem verschieblich in einem Gehäuseteil des Überspannungsableiters geführten Signalisierungsstift besteht, der mittels eines verschieblichen oder lösbar gehaltenen hakenartigen Halteteils unter Vorspannung einer Ausschubfeder in der Ausgangsstellung gehalten ist, wobei das hakenartige Halteteil mit einer gehäuseseitig fixierten Abreißlasche verbunden ist, der der Aktuator zugeordnet ist, so dass bei aktiviertem Aktuator die Abreißlasche durchtrennt ist und das Halteteil freigegeben ist und somit der Signalisierungsstift zwangsweise in die Fehleranzeigestellung verstellbar ist.
-
Hierdurch wird eine mechanische einfache und äußerst funktionelle Defektanzeige zur Verfügung gestellt. Die eigentliche Defektanzeige ist der verschieblich im Gehäuse geführte Signalisierungsstift. Dieser steht in der Ruhelage, wenn also keine Signalisierung vorliegt, unter der Kraft einer vorgespannten Ausschubfeder und ist in der Ausgangsstellung so gehalten. Dabei wird der Signalisierungsstift durch das hakenartige Halteteil arretiert. Dieses hakenartige Halteteil greift mit einem Hakenteil über einen entsprechenden Gegenhalt, beispielsweise einen Gegenhaken des Signalisierungsstiftes, so dass beide Teile miteinander verriegelt sind. Dadurch, dass die Abreißlasche das hakenartige Halteteil hält, ist dieses in der Ausgangsstellung fixiert. Sofern der Aktuator aktiviert wird, wird die Abreißlasche durchtrennt, so dass dann das hakenartige Halteteil den unter Vorspannung stehenden Signalisierungsstift freigibt und dieser durch die Kraft der Feder aus dem Gehäuse ausgeschoben werden kann, so dass die Fehleranzeigestellung erreicht ist.
-
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der Signalisierungsstift zusätzlich oder alternativ als einziges Signalisierungsmittel einen Schaltvorsprung aufweist, der bei ausgelöstem, freigegebenen Signalisierungsstift einen im Stellweg des Schaltvorsprungs montierten Mikroschalter schaltet, der elektrisch mit einer Fernsignalisierung verbunden ist.
-
Der Signalisierungsstift kann zusätzlich mit einem solchen Schaltvorsprung und Mikroschalter kombiniert sein, um auch eine Fernsignalisierung zu ermöglichen.
-
Alternativ ist es aber auch möglich, den Signalisierungsstift nur mit einem entsprechenden Schaltvorsprung auszustatten und mit einem Mikroschalter zu kombinieren, so dass nur eine Fernsignalisierung erfolgt, nicht aber die Signalisierung am Überspannungsableiter selbst.
-
Bei dieser Ausgestaltung kann zudem vorgesehen sein, dass der Mikroschalter auf der Schaltplatine montiert ist.
-
Besonders bevorzugt ist zudem vorgesehen, dass die Abreißlasche in einem Bereich, der dem Wirkbereich des Aktuators benachbart ist, eine Solltrennstelle, eine Materialverdünnung oder einen Materialfilm als Durchtrennzone aufweist.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im Folgenden näher beschrieben. Es zeigt:
-
1 wesentliche Teile eines Überspannungsableiters, teilweise aufgebrochen, in der Ausgangsstellung der Defektanzeige;
-
2 Einzelheiten der 2 in anderer Blickrichtung gesehen;
-
3 den Überspannungsableiter nach 1 in der Fehleranzeigestellung;
-
4 die Einzelheit der 2 in der Fehleranzeigestellung;
-
5 eine Schaltungsanordnung erfindungsgemäßer Art.
-
In der Zeichnung ist ein Überspannungsableiter
1 gezeigt, der an seiner Oberseite mit dem Phasenleiter eines elektrischen Netzes verbunden werden kann und im unteren Bereich mit einem PE-Leiter oder N-Leiter verbunden werden kann. Dieser Überspannungsableiter
1 beinhaltet die entsprechenden Überspannungsschutzmittel, nämlich mindestens eine Funkenstrecke und mindestens ein weiteres dazu in Reihe geschaltetes elektrisches Bauteil. Solche Bauteile sind beispielsweise in der
EP 2 287 984 angegeben.
-
Der Überspannungsableiter ist zudem mit einer in seinem Gehäuse angeordneten Defektanzeige 2 ausgestattet, die mittels eines Aktuators aus einer Ausgangsstellung, wie sie in 1 und 2 verdeutlicht ist, in der die Funktionstüchtigkeit des Überspannungsableiters signalisiert wird, in eine Fehleranzeigestellung gemäß 3 und 4 verstellbar ist.
-
Erfindungsgemäß ist der Aktuator 3 ein elektrisch aktivierbares Element, welches dadurch auslösbar ist, dass im Falle eines Defektes der Funkenstrecke des Überspannungsableiters 1 ein Kurzschlussstrom über den Überspannungsableiter fließt, der auch über den Aktuator 3 fließt und diesen aktiviert, so dass dadurch die Defektanzeige 2 betätigt und in die Signalisierungsstellung verstellt wird.
-
Insbesondere ist der Aktuator 3 über eine elektrische Schaltung, die später noch näher beschrieben wird, zwischen den Ausgang der Funkenstrecke und den PE-Leiter oder N-Leiter geschaltet, wobei die elektrische Schaltung so ausgelegt ist, dass bei einem Überspannungsereignis kein Strom über den Aktuator 3 fließt. Bei einem Kurzschluss der Funkenstrecke aber ein Strom über den Aktuator 3 fließt und diesen auslöst.
-
Wie insbesondere aus 5 ersichtlich, besteht die elektrische Schaltung aus einer Parallelschaltung einer trägen Sicherung 4 einerseits und einem Vorwiderstand 5 und dem elektrisch auslösbaren Aktuator 3 andererseits. Diese Elemente sind in geeigneter Weise an das nur schematisch dargestellte Dämpfungselement des Überspannungsableiters 1 geschaltet, welches mit 6 angegeben ist. Die Schaltung wird noch ergänzt durch Vorwiderstände 7, 8, die der Parallelschaltung in Serie vorgeschaltet sind.
-
Die träge Sicherung 4 ist so dimensioniert, dass sie in einem Überspannungsfallereignis nicht trennt, sondern diesem standhält. Falls allerdings ein Kurzschlussstrom infolge eines Defektes der Funkenstrecke über den Überspannungsableiter fließt, so führt dies dazu, dass der zunächst über die träge Sicherung 4 fließende Strom diese auftrennt, so dass dieser Parallelzweig gesperrt ist und stattdessen der Strom nun über den Vorwiderstand 5 und den Aktuator 3 fließt, der dadurch ausgelöst wird.
-
Besonders bevorzugt und als erfinderisch wird hierbei angesehen, dass der Aktuator 3 ein elektrisch auslösbarer Gasgenerator ist.
-
Die elektrische Schaltung, die in 5 schematisch gezeigt ist, ist vorzugsweise auf einer Steuerplatine angeordnet, die bei 9 angegeben ist. Die Schaltpfade dieser Steuerplatine 9 sind in geeigneter Weise mit den Elementen des Überspannungsableiters 1 verbunden, so beispielsweise einerseits an den Ausgang der Funkenstrecke angeschlossen und andererseits mittelbar an den PE-Leiter oder N-Leiter kontaktiert.
-
Die in dieser Weise aktivierbare Defektanzeige 2 besteht im Wesentlichen aus einem in einem Gehäuseteil 10 des Überspannungsableiters 1 geführten Signalisierungsstift 11, der mittels eines parallel zum Signalisierungsstift 11 verschiebbaren oder auch einfach lösbar gehaltenen hakenartigen Halteteils 12 unter Vorspannung einer Ausschubfeder 13 in der Ausgangsstellung gehalten ist, wie dies in 1 und 2 gezeigt ist. Das hakenartige Halteteil 12 ist mit einer gehäuseseitig gehaltenen Abreißlasche 14 verbunden, der der Aktuator 3 zugeordnet ist, so dass sie bei aktiviertem Aktuator 3 durchtrennt wird und somit das Halteteil 12 freigibt. In diesem Falle ist der Signalisierungsstift nicht mehr über das mit dem hakenartigen Teil 12 korrespondierte hakenartige Ende festgehalten, sondern unter der Kraft der Ausschubfeder wird der Signalisierungsstift 11 zwangsweise in die Fehleranzeigestellung verstellt, die in 3 und 4 gezeigt ist. Im Ausführungsbeispiel ist der Signalisierungsstift 11 zusätzlich mit einem Schaltvorsprung 15 versehen, der mit einem im Stellweg des Schaltvorsprunges 15 befindlichen Mikroschalter 16 in mechanischer Wirkverbindung steht, so dass beispielsweise der Mikroschalter in der Stellung gemäß 1 und 2 geschlossen ist und in der Fehleranzeigestellung gemäß 3 und 4 geöffnet ist und einen Schaltvorgang auslöst, so dass eine Fernsignalisierung aktiviert ist, die bei 17 nur schematisch angegeben ist. Auch der Mikroschalter 16 kann auf der Schaltplatine 9 montiert sein.
-
Wie insbesondere aus 2 und 4 ersichtlich, weist die Abreißlasche 14 in einem Bereich, der dem Wirkbereich des Aktuators 3 benachbart ist oder gegenüber liegt, eine Solltrennstelle, eine Materialverdünnung oder einen Materialfilm als Durchtrennzone auf, so dass sichergestellt ist, dass dieser Bereich bei Aktivierung des Aktuators durchtrennt wird und das hakenartige Element 12 freigegeben wird, um den Signalisierungsstift 11 ebenfalls freizugeben, so dass dieser in die Fehleranzeigestellung gemäß 3 und 4 verstellt werden kann.
-
Bei der erfindungsgemäßen Bauart ist besonders vorteilhaft, dass das Gehäuse, in welchem der Signalisierungsstift 11 und die Ausschubfeder 13 angeordnet ist, unten durch ein Bodenteil 18 verschlossen ist. Bei der Montage kann von der durch das Bodenteil 18 freizugebenden Öffnung eine Montage der entsprechenden Elemente von unten erfolgen. Nach erfolgter Montage kann das Bodenteil 18 aufgebracht werden, so dass sich dann die Einzelelemente in der vorgespannten Lage befinden, wie dies in 1 gezeigt ist.
-
Die Erfindung gibt eine besonders effektive, schnell wirkende, einfach zu montierende und funktionssichere Ausbildung einer Defektanzeige an.
-
Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.
-
Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 3639533 A1 [0002]
- DE 102009012931 A1 [0002]
- EP 2287984 A1 [0003]
- EP 2287984 [0031]
