DE3131630A1

DE3131630A1 - Schaltungsanordnung zum schutz von ueber anschlussleitungen angeschalteten elektronischen einrichtungen

Info

Publication number: DE3131630A1
Application number: DE19813131630
Authority: DE
Inventors: Ernst 8000 München Schuhbauer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-08-10
Filing date: 1981-08-10
Publication date: 1983-02-24
Also published as: DE3131630C2

Description

Schaltungsanordnung zum Schutz von über Anschlußleitungen
angeschalteten elektronischen Einrichtungen Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Schutz von über Anschlußleitungen angeschalteten .elektronischen Einrichtungen unter Verwendung von Uberspsunungsableitern.
Auf Anschlußleitungen, über die elektronische Einrichtungen, z.B. Endgeräte der Fernmelde- und Datentechnik, angeschlossen sind, treten häufig extreme Belastungen z.B. in Form von Uberspannungen auf, die bei fehlenden Schutzvorrichtungen zur Zerstörung der empfindlichen Einrichtungen führen. Es ist deshalb allgemein bekannt, zum Schutz solcher Einrichtungen sog. Überspannungsableiter vorzusehen, die zumeist zwischen Anschlußleitung und Erde geschaltet sind, und die beim Auftreten von Überspannungen den größten Teil der Energie ableiten. Bekannte Uberspannungsableiter sind å jedoch in ihrer Leistungsfähigkeit begrenzt, da sie entweder auf die Beeinflussung in Kabeln abgestellt sind, oder stets in Kombination mit dem für Freileitungen üblichen Grobschmutz eingesetzt werden. Fehlt ein solcher, für Personen- und Brandschutz vorgesehener Grobschmutz oder ist dieser aus irgendeinem Grunde unzureichend, so kann in bestimmten Fällen, beispielsweise durch Gewittereinwirkungen, eine derart hohe Energie auftreten, daß die Belastbarkeit des Uberspannungsableiters überschritten ist. Diese werden zerstört, wodurch die nachfolgenden Einrichtungen ungeschützt sind.
Da der Ausfall des Uberspannungsableiters auf die Funktion der zu schützenden Einrichtung keinen unmittelbaren Einfluß hat, wird das in der Regel nicht erkannt.
Das führt dann dazu, daß in der Folge selbst kleinere Uberspannungen die nunmehr ungeschützte Einrichtung beschädigen oder zerstören können0 Bin weiteres Problem kann dann auftreten, wenn durch einen Fehler fälschlicherweise Netzspannung auf die Anschlußleitung gelangte Ist dabei der Innenwiderstand sehr niedrig, was z.B. dann der Fall ist, wenn die fälschliche Verbindung in unmittelbarer Nähe der zu schützenden Einrichtung auftritt, und wenn die Netzsicherung hoch ausgelegt ist, so führt das ebenfalls dazu, daß der Uberspannungsableiter zerstört wird, und die angeschlossene Einrichtung ohne Schutz ist, Besonders kritisch ist der Fall aber dann, wenn die Verbindung des Netzes mit der Anschlußleitung so erfolgt, daß ein höherer Widerstand vorliegt, so daß der Uberspannungsableiter nicht sofort zerstört wird. In diesem Fall können ohne weiteres über längere Zeit Ströme in der Größenordnung von einigen Ampere fließen. Dabei stellt sich im Uberspannungsableiter eine Bogenentladung ein, deren hohe Verlustleistung den Überspannungsableiter zum Glühen bringt.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Schutzeinrichtungen für über Anschlußleitungen angeschlossene, elektronische Einrichtungen mit geringem schaltungsmäßigen und fertigungstechnischem Aufwand sowie bei geringem Platzbedarf in einer solchen Weise zu verbessern, daß auch bei den genannten Fällen ein sicheres Abschalten erfolgt, und die zu schützende Einrichtung auch danach von der gesamten Leitung abgeschaltet iste Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß im Bereich des Überspannungsableiters und in Wärmekontakt mit diesem eine wärmeempfindliche Sollbruchstelle vorgesehen ist.
Ausgestaltungen der Erfindung, die besonders vorteilhafte Ausbildungen der wärmeempfindlichen Sollbruchstelle-angeben, sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einiger, in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert Dabei zeigen Figur 1 ein Ausführungsbeispiel mit einer durch eine Lötbrücke realisierten Sollbruchstelle und Figur 2 ein Ausführungsbeispiel mit einer durch eine Drahtbrücke gebildeten Sollbruchstelle.
Im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist der zu schützenden und über eine Anschlußleitung 2 angeschlossenen elektronischen Einrichtung 1 ein Überspannungsableiter 3 vorgeschaltet. Es kann sich dabei um ein bekanntes Bauteil handeln, beispielsweise um einen gasgefüllten Überspannungsableiter. Bei Auftreten von überspannungen zündet dieser Ableiter 3 und bildet einen Nebenschluß für die zu schützende Einrichtung 1. Wie einleitend ausgeführt, können extrem starke überspannungen, wie sie beispielsweise durch Blitzeinwirkungen entstehen, jedoch zu einer Beschädigung oder Zerstörung des überspannungsableiters führen, ohne daß das zunächst bemerkt wird. Die Einrichtung 1 ist dann Jedoch ungeschützt. an'lichtes tritt auch dann ein, wenn die Anschlußleitung 2 durch einen Fehler an Netzspannung gelegt wird, und bedingt durch die Widerstandsverhältnisse auf der Anschlußleitung 2 sehr hohe Ströme fließen. Die zusätzliche erfindungsgemäße Schaltung schafft in beiden Fällen eine sichere Abhilfe. Im ersten Fall wirkt die Sollbruchstelle ähnlich einer Schmelzsicherung, d.h., sie unterbricht bei Stoßströmen, die so hoch sind, daß sie den Ableiter zerstören, die gesamte Leitung und schaltet damit die zu schützende Einrichtung ab. Im anderen Fall tritt, bedingt durch die dabei auftretende hohe Verlustleistung eine starke Erwärmung auf, die im Extremfall sogar zum Schmelzen der Halterung des überspannungsableiters führen kann. Die e zusätzliche erfindungsgemäße Schaltung wirkt hier als wärmeempfindliche Sollbruchstelle, die auf thermische Einflüsse reagiert.
Im Beispiel nach Figur 1 ist die Sollbruchstelle in der Weise gebildet, daß die Anschlußleitung 2 mit gutem thermischen Kontakt in den Bereich des Uberspannungsableiters 3 geführt ist. In diesem Bereich weist die Anschlußleitung 2 einen kleinen Spalt 4 auf, der durch eine Lötbrücke 5 überbrückt ist. Die Lötbrücke 5 kann dabei ohne nennenswerten Aufwand durch einen automatischen Lötvorgang realisiert werden. Im Falle einer thermischen Beanspruchung öffnet sich diese Brücke 5 und die gesamte Anschlußleitung 2 ist dadurch unterbrochen.
Die Einrichtung 1 ist damit sicher abgeschaltet und Folgefehler werden vermieden.
Figur 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel. Auch hier ist der über die Anschlußleitung 2 angeschlossenen elektronischen Einrichtung 1 ein bekannter Sberspannungsableiter 3 vorgeschaltet. Die auf thermische Einflüsse reagierende Sollbruchstelle besteht hier aus einer in die Anschlußleitung 2 eingeführten Drahtbrücke 7, die stumpf, also ohne Bohrungen, aufgebracht ist0 Sie ist beidseits mit den einen größeren Spalt 6 bildenden Enden der Anschlußleitung 2 verlötet, so daß bei Erweichen des Lots auf Grund eines thermischen Einflusses durch Öffnen der Brücke die Anschlußleitung 2 unterbrochen ist.
Diese Ausführung kann beim Einbau der Leiterplatte derart angeordnet werden, daß die Drahtbrücke 7 im Störungsfalle durch die Schwerkraft nach unten fällt, ohne daß Kurzschlüsse entstehen. Mit dieser Ausführung kann ein besserer und genauer definierter Wärmekontakt hergestellt werden. Sie hat darüber hinaus den Vorteil, daß der Spalt zwischen den beiden Enden der Anschlußleitung größer ge- macht werden kann und damit auch ein Entstehen von Bogenentladungen vermieden wird.
Die erfindungsgemäße Lösung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Es liegt vielmehr auch im Rahmen der Erfindung, handelsübliche Thermosicherungen zu verwenden, wodurch sich unter anderem auch der Vorteil ergibt, daß die Isolierung solcher Bauteile bei Anordnungen mit mehreren Uberspannungsableitern zwischen diesen angeordnet werden können und zugleich als Abstandshalter dienen.
4 Patentansprüche 2 Figuren

Claims

Patentansprüche 1. Schaltungsanordnung zum Schutz von über Anschlußzeitungen angeschaltete elektronische Einrichtungen gegen Überspannungen unter Verwendung von Sberspannungsableitern, d a d u r c h g e k e-n n z e i c h n e t daß im Bereich des Uberspannungsableiters (3) und in gutem Wårmekontakt mit diesem eine wärmeempfindliche Sollbruchstelle (4,5 bzw. 6,7) vorgesehen ist, und daß diese wärmeempfindliche Sollbruchstelle im Zuge der Anschlußleitung (2) liegt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Anschlußleitung (2) derart geführt ist, daß sie im Bereich des Überspannungsableiters (3) in Wårmekontakt mit diesem einen Spalt (4) bildet, der durch eine Lötbrücke (5) überbrückt ist.
3. s chaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleitung (2) derart geführt ist, daß sie im Bereich des Überspannungsableiters (3) in Wärmekontakt mit diesem einen Spalt (6) bildet, der durch eine Drahtbrücke (7) überbrückt ist, und daß die Drahtbrücke (7) stumpf mit den beiden, den Spalt (6) bildenden Enden der Anschlußleitung (2) verlötet ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Anschlußleitung (2) im Bereich des Uberspannungsableiters (3) in Wärmekontakt mit diesem eine an sich bekannte thermische Sicherung eingeschaltet ist.