DE3545520A1 - Installationseinrichtung mit ueberspannungsableiter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Installationseinrich­ tung, die je Leiter zu einem zu schützenden Verbraucher mit Überspannungsableiter und elektrisch in Reihe ange­ ordnetem thermisch ansprechendem Schaltglied in einem gemeinsamen Aufnahmegehäuse arbeitet.

Überspannungsableiter sollen für empfindliche Verbraucher schädliche Überspannungen vor den zu schützenden Einrich­ tungen gegen Erde ableiten. Überspannungen können durch Gewitter oder Schaltvorgänge auftreten. Da viele Verbrau­ cher durch den Einsatz von Elektronik empfindlicher ge­ worden sind, gewinnen Schutzmaßnahmen gegen Überspannung zunehmend an Bedeutung. Üblicherweise setzen Energiever­ sorgungsunternehmen Ventilableiter in Freileitungen ein, die eine Funkenstrecke in Serienschaltung mit einem span­ nungsabhängigen Widerstand aufweisen.

Es hat sich gezeigt, daß es nicht genügt, Überspannungs­ ableiter in den Versorgungsnetzen einzusetzen, um die elektrischen Verbraucher in einzelnen Verbrauchernetzen zuverlässig gegen Überspannungen durch Wanderwellen aus dem Versorgungsnetz, den Freileitungsnetzen, zu schützen. Um Verbraucher und Verbrauchernetze wirksam zu schützen, ist es bekannt, Überspannungsableiter in der Zählerver­ teilung eines Verbrauchernetzes, also nahe am Verbrau­ cher, zu installieren (EP-A 1-0 046 545). Die Überspan­ nungsableiter können anhand einer Anzeigevorrichtung dann leicht auf ihren ordnungsgemäßen Zustand überprüft werden. Das wäre beispielsweise in Frage gestellt, wenn solche Überspannungsableiter im versperrten Hausanschluß­ kasten untergebracht würden.

Überspannungsableiter können bei Überlastung, wie sie durch nahe Blitzeinschläge auftreten kann, selbst schad­ haft werden. Sie werden dann gegen Betriebserde, gegen die sie Überspannungen ableiten sollen, mehr oder weniger dauerhaft durchlässig, so daß wegen der endlichen Wider­ stände in Verbrauchernetzen die mit der Betriebserde ver­ bundenen weiteren Außenleiter eines Verbrauchernetzes auf so hohe Spannung angehoben werden können, daß die Isolation und die elektronischen Einrichtungen in den weiteren Verbraucherzweigen des Verbrauchernetzes und auch Bedienungspersonen gefährdet werden könnten. Es ist daher erforderlich, schadhafte Überspannungsableiter ab­ zuschalten. Dadurch vermeidet man auch bei infolge ihrer Schadhaftigkeit dauerhaft stark durchlässigen Überspan­ nungsableitern Fehlabschaltungen des Verbrauchernetzes. Diese können durch vorgeordnete Sicherungen auftreten, was verbraucherseitig zu unangenehmen Störungen führen kann. So könnten Kühl- und Gefriereinrichtungen oder Heizungssteuerungen ausfallen, die im betroffenen Ver­ braucherzweig angeschlossen sind. Zu größeren Fehlab­ schaltungen kann es auch bei Einsatz von Fehlerstrom­ schutzschaltern kommen, die die einseitig gegen Erde ab­ fließenden Ströme in schadhaften Überspannungsableitern registrieren und dann alle Verbraucherzweige abschalten, denen der einschlägige Fehlerstromschutzschalter zuge­ ordnet ist.

Es ist eine elektrische Installationseinrichtung bekannt, die zum Schutz gegen Überspannung mit einer Funkenstrecke, einem spannungsabhängigen Widerstand und einer Trennvor­ richtung in Serienschaltung in einem gemeinsamen Gehäuse aus Isolierstoff arbeitet (EP-A 1-0 046 545). Diese In­ stallationseinrichtung arbeitet insbesondere mit einem thermischen und mit einem elektromagnetischen Überstrom­ auslöser in Verbindung mit weiteren Bauteilen, wie sie bei Leitungsschutzschaltern gebräuchlich sind. Sie soll in Zählerverteilungen im Verbrauchernetz installiert wer­ den können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Installa­ tionseinrichtung mit Überspannungsableitern zu entwickeln, bei der auf das bewährte System der Schmelzsicherungen zum Abschalten schadhafter Überspannungsableiter zurück­ gegriffen wird, ohne daß es zu Fehlauslösungen hinsicht­ lich der Verbraucher kommt.

Die Lösung der geschilderten Aufgabe besteht nach der Er­ findung in einer Installationseinrichtung mit den Merk­ malen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs. Der Schmelzleiter zum Abschalten eines schadhaften Überspan­ nungsableiters ist hierbei zwangsläufig im Nebenzweig zum zu schützenden Verbraucher angeordnet. Das Aufnahme­ gehäuse für den Überspannungsableiter wird aus Sockel und Schraubkappe nach Art des Gehäuses bei Schraubsicherungen gebildet. Als Überspannungsableiter dient jeweils ein Varistor mit der Gestalt einer Paßschraube, der im Sockel des Aufnahmegehäuses angeordnet ist. Als thermisches Schaltglied dient ein Schmelzleiter in einem Einsatzkör­ per nach Art eines Sicherungseinsatzes, der einen auf den Überspannungsableiter in den Ansprechwerten abge­ stimmten Schmelzleiter umschließt. In der Kontaktkappe des Einsatzkörpers zeigt eine Anzeigevorrichtung an, ob der Einsatzkörper intakt ist. Damit wird zugleich ange­ zeigt, ob der Varistor in Ordnung ist. Der Varistor mit der Gestalt einer Paßschraube steht mit dem Unterkon­ takt des Aufnahmegehäuses und mit der Kontaktunterkappe des Einsatzkörpers in elektrischem Kontakt. Die Kontakt­ oberkappe des Einsatzkörpers steht wiederum mit dem Ober­ kontakt des Aufnahmegehäuses in Verbindung.

Bei einer solchen Installationseinrichtung kann der Schmelzleiter im Einsatzkörper relativ genau auf die Betriebserfordernisse des Überspannungsableiters abge­ stimmt werden, wie es das langjährige Wissen bei Schmelz­ sicherungen ermöglicht. Der Erfindung liegt dabei die Er­ kenntnis zugrunde, daß Überspannungsableiter relativ sel­ ten ansprechen, aber in ihrem Ansprechverhalten auf einen störungsfreien Betrieb von Verbrauchernetzen relativ genau eingestellt sein sollten, was durch den Schmelzleiter er­ möglicht wird.

Es ist zwar gebräuchlich, bei Installationseinrichtungen, die zwischen einer Verbraucherzweigleitung und der Be­ triebserde einen Überspannungsableiter eingeschaltet haben, vorgeordnet im Zweigleiter zum gewöhnlichen Schutz von Verbrauchern eine Sicherung in der Verteilung des Ver­ brauchernetzes vozusehen. Eine derartige Schmelzsiche­ rung ist jedoch im Verbraucherzweig selbst und nicht in einem Nebenzweig eingeschaltet und nicht auf den Überspan­ nungsableiter, sondern auf den Verbraucher abgestimmt. Sie soll bei einem schadhaften Verbraucher abschalten. Da eine derartige Sicherung bei Überspannungen, die der Überspan­ nungsableiter gegen Erde ableiten soll, nicht ansprechen sollte, kann sie in den meisten Fällen bei einem schad­ haft gewordenen Überspannungsableiter nicht ansprechen.

Bei einer bekannten Einschubleiste mit Überspannungsab­ leitern im Zweiwegebetrieb können Einsatzkörper, die einen Überspannungsableiter mit einer Lotperle als Schmelzelement in Reihe zwischen den Anschlußelektroden aufnehmen, eingesetzt werden (EP-A 1-0 062 090). Bei einem schadhaften Überspannungsableiter soll die Lot­ perle jeweils nebeneinanderliegende Anschlußelektroden einer Seite kurzschließen und den Überspannungsableiter so vom Netz trennen. Eine solche Lotperle kann, nicht zuletzt wegen des nicht reproduzierbaren Verhaltens, wie und mit welcher Güte ein Kurzschluß zwischen den benach­ barten Elektroden hergestellt wird, nicht das Verhalten von Schmelzleitern erreichen, die nach Kennlinien mit ver­ hältnismäßig engen Toleranzen ansprechen und eine Schalt­ strecke unterbrechen. Diese Eigenschaften von Schmelz­ leitern werden bei der Einrichtung nach der Erfindung gerade genutzt.

Da bei der Gestalt einer Paßschraube, wie sie bei Schraub­ sicherungen gebräuchlich sind, um nur Schmelzeinsätze einer zulässigen Nennstromstärke einsetzen zu können, verhältnismäßig viel Raum für den Varistor zur Verfügung steht, lassen sich handelsübliche Varistoren unterbringen. Es ist ihm lediglich ein Gehäuse zu geben, das der Kon­ tur einer Paßschraube entspricht, in die nur die Kon­ taktunterkappen zulässiger Einsatzkörper einpassen. Da­ durch ist gewährleistet, daß nicht Schmelzeinsätze mit ungeeignetem Auslöseverhalten eingesetzt werden können.

Das Aufnahmegehäuse kann vorteilhafterweise nach Art einer Schaltersicherungseinrichtung aufgebaut sein. Dadurch läßt sich die Betriebssicherheit von derartigen auf dem Markt befindlichen Schaltersicherungseinrich­ tungen nutzen, wonach der Einsatzkörper im spannungs­ freien Zustand der Einrichtung ausgewechselt werden kann, was bei üblichen Schraubsicherungen nicht so vollkommen erreicht wird.

Die Erfindung soll nun anhand von in der Zeichnung grob schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

In Fig. 1 ist eine Installationseinrichtung veranschau­ licht, die mit einer Schaltersicherungseinrichtung ar­ beitet, die teilweise im Längsschnitt dargestellt ist.

In Fig. 2 ist ein Varistor in Form einer Paßschraube zusammen mit einem einpassenden Einsatzkörper schema­ tisch und zum Teil im Längsschnitt wiedergegeben.

Die Installationseinrichtung nach Fig. 1 weist ein Auf­ nahmegehäuse 1 aus Sockel 2 und Schraubkappe 3 auf. Sol­ che Gehäuse sind bei Schraubsicherungen gebräuchlich. In einem Einsatzkörper 4 nach Art von Sicherungseinsätzen bei Schraubsicherungen ist als thermisches Schaltglied ein Schmelzleiter 6 nach Fig. 2 untergebracht. Ein Vari­ stor 5 mit der Gestalt einer Paßschraube wirkt als Über­ spannungsableiter. Varistor 5 und Schmelzleiter 6 sind in Reihe zwischen dem Unterkontakt des Aufnahmegehäuses und dessen Oberkontakt in der Schraubkappe elektrisch ver­ bunden. Hierzu weist der Einsatzkörper 6 eine Kontaktkap­ pe 7 und eine Kontaktkappe 8 auf. Ein Ende des Schmelz­ leiters 6 ist zu einer Anzeigevorrichtung 9 geführt. Sie kann in einer bei Sicherungseinsätzen für Schraubsiche­ rungen gebräuchlichen Weise gefertigt sein. So kann ein Anzeigeplättchen unter Federdruck abgesprengt werden, wenn der Schmelzleiter 6 durchschmilzt und sein zur Anzeige­ vorrichtung führendes Ende freigibt.

Das Aufnahmegehäuse ist im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 als Schaltersicherungseinrichtung aufgebaut. Über die Schraubkappe 3 ist ein Deckel 10 geklappt, der beim Öff­ nen über eine Mechanik Schaltkontakte 11 trennt, die im Strompfad der Schaltersicherungseinrichtung zwischen den Anschlußklemmen 12 und 13 liegen. Wenn der Deckel 10 hoch­ geklappt wird, werden die Schaltkontakte 11 geöffnet und das Aufnahmegehäuse 2 für den Einsatzkörper 4 spannungs­ frei geschaltet. Derartige Schaltsicherungseinrichtungen sind auf dem Markt (DE-C-29 15 170).

Claims (1)

1. Installationseinrichtung, die je Leiter zu einem zu schützenden Verbraucher mit Überspannungsableiter und elektrisch in Reihe angeordnetem thermisch ansprechen­ dem Schaltglied in einem gemeinsamen Aufnahmegehäuse arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmegehäuse (1) aus Sockel (2) und Schraub­ kappe (3) nach Art des Gehäuses bei Schraubsicherungen besteht, daß als Überspannungsableiter jeweils ein Varistor (5) mit der Gestalt einer Paßschraube im Auf­ nahmegehäuse (1) eingesetzt ist und daß als thermisches Schaltglied ein Einsatzkörper (4) nach Art eines Si­ cherungseinsatzes mit einem in seinem Ansprechverhal­ ten auf den Überspannungsableiter abgestimmten Schmelz­ leiter angeordnet ist, wobei im Oberkontakt (8) eine Anzeigevorrichtung (9) untergebracht ist.