DE3639914A1 - Vorrichtung zum schutz einer fernmeldeleitung gegen ueberspannungen - Google Patents
Vorrichtung zum schutz einer fernmeldeleitung gegen ueberspannungenInfo
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- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T1/00—Details of spark gaps
- H01T1/14—Means structurally associated with spark gap for protecting it against overload or for disconnecting it in case of failure
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schutz
einer mindestens zwei Adern enthaltenden Fernmeldeleitung
gegen Überspannungen, bestehend aus einer mindestens zwei
durch eine Gasentladungsstrecke getrennte Elektroden auf
weisenden Schutzeinheit, an deren Elektroden die Adern der
Fernmeldeleitung anschließbar sind, bei welcher im Falle
einer dauernd anstehenden Überspannung eine leitende Ver
bindung der Elektroden mit Erdpotential herstellbar ist
(DE-OS 34 10 610).
"Fernmeldeleitung" im Sinne der Erfindung soll eine Leitung
sein, die sowohl zur Übertragung fernmeldetechnischer Signale,
insbesondere im Telefonbetrieb, als auch zur Datenübertragung
verwendbar ist. Stellvertretend für alle möglichen Einsatz
fälle werden im folgenden die Worte "Fernmeldeleitung" und
"Fernmeldeanlagen" verwendet. Überspannungsschutzgeräte und
Schaltungen mit Überlastschutz für Fernmeldeanlagen sind in
unterschiedlichsten Ausführungen seit langem bekannt. Sie
sollen die Fernmeldeanlagen, deren Geräte und auch die
Menschen, die mit diesen Anlagen und Geräten umgehen, vor zu
hohen Spannungen schützen, die beispielsweise durch Blitzein
schlag oder durch Beeinflussung aus Starkstromanlagen entstehen
können. Zum Abbau der hohen Spannungswerte werden Überspannungs
ableiter verwendet, die zwischen den einzelnen Strompfaden und
dem Erdleiter angeschlossen sind. Sie begrenzen die Spannung,
die an den zu schützenden Bauteilen auftreten kann, auf einen
Wert, der weit unter dem für diese Bauteile maximal zu
lässigen Spannungswert liegt.
Derartige Überspannungsableiter bestehen beispielsweise aus
einem zylindrischen Hohlkörper aus Keramik, an dessen beiden
Stirnseiten Elektroden angebracht sind (DE-OS 34 10 610).
Der Hohlkörper ist mit Gas gefüllt, so daß zwischen den beiden
Elektroden eine Entladungsstrecke vorhanden ist. Im normalen
Betrieb einer Fernmeldeanlage hat ein solcher Überspannungs
ableiter ein sehr hohes Isolationsvermögen. Bei Auftreten
einer Überspannungsstörung schaltet er durch und führt die
mit der Störung verbundene Energie nach Erde ab. Bei dauer
haft anliegenden Überspannungen kann es vorkommen, daß die
Entladungsstrecke eines Überspannungsableiters nicht löscht.
Dadurch wird derselbe zu heiß, was zu Folgeschäden (Brand)
führen kann. Um dieses zu verhindern, müssen die Elektroden
des Überspannungsableiters bei Vorliegen solcher Störungen
dauerhaft kurzgeschlossen werden, damit die Gasentladung ge
löscht wird. Diese Forderung gilt insbesondere dann, wenn eine
entsprechende Vorrichtung für Verbindungsmuffen oder Endenab
schlüsse von Fernmeldekabeln eingesetzt werden soll.
Die eingangs erwähnte Vorrichtung nach der DE-OS 34 10 610
ist für den Einsatz in Verbindungsmuffen von Fernmelde
kabeln verwendbar. Sie weist zwei Überspannungsableiter
auf, die in axialer Richtung hintereinander liegend in einem
Gehäuse untergebracht sind. Die beiden einander zugekehrten
Elektroden der beiden Überspannungsableiter sind an Erd
potential angeschlossen, während jeweils die andere Elektrode
mit einer der Adern der Fernmeldeleitung verbunden ist.
Zwischen den beiden Überspannungsableitern ist ein Lotring
angebracht, der an Erdpotential angeschlossen ist. Über den
dem Lotring abgewandten Stirnseiten der Überspannungsableiter
sind jeweils metallische Kappen oder Platten angeordnet, auf
die Druckfedern einwirken. Bei einer dauernd anstehenden Über
spannung schmilzt der Lotring und die Kappen oder Platten
werden mit Erdpotential verbunden. Diese bekannte Vorrich
tung ist wegen der vielen zusammenzubauenden Einzelteile
sehr aufwendig, zumal auch das Gehäuse aus mehreren Teilen
besteht. Sie hat außerdem wegen der beiden verwendeten Druck
federn eine relativ große Länge, die sich insbesondere dann
störend bemerkbar macht, wenn nicht viel Platz zur Verfügung
steht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung
zum Schutz einer Fernmeldeleitung gegen Überspannungen an
zugeben, die aus wenig Einzelteilen einfach aufgebaut ist
und einen besonders geringen Platzbedarf hat.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs ge
schilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst,
- - daß die Adern mindestens an einer Stelle der Schutzein heit nebeneinander verlaufend an derselben anliegen und
- - daß ein mit einem Druckmechanismus kombiniertes Bauteil vorgesehen ist, durch welches bei einer Übertemperatur ein Kurzschluß zwischen den metallischen Leitern der Adern herstellbar ist.
Für diese Vorrichtung werden in ihrer einfachsten Aus
führungsform als Schutzeinheit nur ein Überspannungsab
leiter zum Anschluß von zwei Adern, der Druckmechanismus
und das Bauteil benötigt. Insgesamt also nur drei Einzel
teile. Der Mechanismus, mit dem die Adern und das Bauteil
zusammengedrückt werden, wird in bevorzugter Ausführungs
form durch das Bauteil selbst oder durch ein die Schutz
einheit umgebendes Gehäuse realisiert, so daß dafür kein
weiteres Einzelteil
benötigt wird. Die axiale Länge der Vorrichtung entspricht
der Länge des Überspannungsableiters. Die Vorrichtung ist
also so kurz wie überhaupt möglich. Sie kann mit besonderem
Vorteil auch als konfektioniertes Bauteil ausgeführt und als
solches besonders einfach montiert werden.
Diese Vorteile gelten auch, wenn statt eines einfachen Über
spannungsableiters für zwei Adern ein an sich bekannter
Dreielektrodenableiter verwendet wird, an den drei Adern
der Fernmeldeleitung anzuschließen sind. Sie sind auch
dann wirksam, wenn statt nur eines Überspannungsableiters
zwei Überspannungsableiter hintereinander angeordnet werden,
an die ebenfalls drei Adern der Fernmeldeleitung ange
schlossen werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den
Unteransprüchen hervor.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den
Zeichnungen dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Dreielektrodenableiter mit angeschlossenen
Adern einer Fernmeldeleitung.
Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1 mit abgewandelter Lage der
Adern.
Fig. 3 bis 5 die Vorrichtung nach der Erfindung in drei
unterschiedlichen Ausführungsformen.
Fig. 6 und 7 die Vorrichtung mit gegenüber den vorangehenden
Figuren anders ausgeführten Schutzeinheiten.
Die Funktionsweise der Vorrichtung nach der Erfindung wird
zunächst an Hand Fig. 1 grundsätzlich erläutert, die nur den
prinzipiellen Aufbau wiedergibt. Als "Schutzeinheit" ist
dabei in den Fig. 1 bis 5 ein Dreielektrodenableiter dar
gestellt, der im folgenden der Einfachheit halber kurz als
"Ableiter" bezeichnet wird.
Der Ableiter 1 weist drei Elektroden E 1, E 2 und E 3 auf.
Die Elektroden E 1 und E 3 sind an den Stirnseiten des Ab
leiters 1 angebracht, während die Elektrode E 2 sich im
mittleren Bereich des Ableiters 1 zwischen den beiden Elek
troden E 1 und E 2 befindet. An die drei Elektroden E 1, E 2
und E 3 sind drei Adern A 1, A 2 und A 3 einer Fernmeldeleitung
angeschlossen. Dabei bildet die an die Elektrode E 2 ange
schlossene Ader A 2 die leitende Verbindung zur Erdader der
Fernmeldeleitung (Erdpotential). Die an die Elektroden E 1
und E 3 des Ableiters 1 angeschlossenen Adern A 1 und A 3 sind
die Verbindung zu potentialmäßig höher liegenden Adern der
Fernmeldeleitung. Zwischen den drei Elektroden E 1, E 2 und E 3
des Ableiters 1 befinden sich zylindrische Isolierkörper R 1
und R 2 (Röhrchen), die mit den drei Elektroden E 1, E 2 und E 3
vakuumdicht verbunden sind. Diese Anordnung ist gasgefüllt
so daß jeweils zwischen den beiden Elektroden E 1 und E 2 bzw.
E 3 und E 2 eine Entladungsstrecke vorhanden ist.
Wenn beispielsweise auf der Ader A 1 eine Überspannung ansteht,
dann wird der Ableiter 1 bzw. dessen Entladungsstrecke ge
zündet und dadurch niederohmig. Die Überspannung wird über
die Ader A 2 nach Erde abgeleitet. Das gilt auch bei einer
Überspannung auf der Ader A 3 bzw. auf beiden Adern A 1 und A 3.
Handelt es sich um eine nur für kurze Zeit anstehende Über
spannung, dann löschen die Entladungsstrecken und der Ab
leiter 1 geht in seinen hochohmigen Zustand zurück.
Für den Fall, daß eine Überspannung länger ansteht oder der
Ableiter 1 aus anderen Gründen nicht löscht, reicht die ge
schilderte Funktionsweise nicht aus. Der betroffene Ab
leiter 1 wird dann stark erwärmt und es besteht Brandgefahr.
In diesem Fall werden die Adern A 1, A 2 und A 3 durch die Vor
richtung nach der Erfindung kurzgeschlossen. Dadurch werden
die beiden Entladungsstrecken im Ableiter 1 gelöscht. Eine
weitere Erwärmung ist dann verhindert.
Um den Kurzschluß zu ermöglichen, sind die Adern A 1, A 2
und A 3 so geführt, daß sie mindestens an einer der Stellen
S 1 oder S 2 oder S 3, die entsprechend Fig. 2 zwischen zwei
strichpunktierten Linien liegen, in Umfangsrichtung des Ab
leiters 1 nebeneinander verlaufend angeordnet sind. Das ist
dadurch realisiert, daß die Ader A 3 zunächst in Richtung
der Elektrode E 1 geführt und dann zurückgebogen ist.
An der Stelle S 1 ist innerhalb eines einteiligen Gehäuses 2,
das hier die Umhüllung der Vorrichtung darstellt, mindestens
ein in Umfangsrichtung des Ableiters 1 verlaufendes draht
förmiges Bauteil aus Metall angebracht, das ständig gegen die
Adern A 1, A 2 und A 3 gedrückt wird und selbst keine leitende
Verbindung zwischen den Elektroden E 1, E 2 und E 3 bewirkt.
Gemäß Fig. 3 handelt es sich bei dem drahtförmigen Bauteil um
eine Schraubenfeder 3, die mit in radialer Richtung wirkender
Vorspannung aufgebracht ist und so die Adern A 1, A 2 und A 3
ständig gegen ihre Unterlage, den Ableiter 1, drückt. Der Ein
fachheit halber ist hier nur eine der Adern im Bereich
zwischen Ableiter 1 und Schraubenfeder 3 dargestellt. Die
beiden anderen Adern liegen dahinter. Das Gehäuse 2 aus
Isoliermaterial liegt dicht auf der Schraubenfeder 3 auf. Es
kann entsprechend der Darstellung in Fig. 3 als einseitig
verschlossene Kappe, aber auch als Rohrstück ausgebildet sein.
Die Hohlräume innerhalb des Gehäuses 2 können mit einer Verguß
masse ausgefüllt sein. Die Umhüllung der Vorrichtung muß nicht
als vorgefertigtes Gehäuse ausgeführt sein, sondern sie kann
auch durch eine die ganze Vorrichtung einbettende, nachträg
lich aufzubringende Masse realisiert sein.
Wenn eine der beiden Entladungsstrecken des Ableiters 1 (oder
auch beide) infolge einer Überspannung gezündet ist, erwärmt
sie sich sehr schnell. Es können dabei Temperaturen von mehr
als 700°C auftreten, was unbedingt vermieden werden muß. In
folge der entstehenden Erwärmung des Ableiters 1 wird auch
die Isolierung der Adern A 1, A 2 und A 3 erwärmt. Sie wird da
durch weich, so daß die Windungen der Schraubenfeder 3 sich bis
zu den Leitern der Adern durchdrücken, die dadurch kurzge
schlossen werden.
Bedingt durch diesen Kurzschluß werden die Entladungs
strecken des Ableiters 1 gelöscht und die weitere Wärme
entwicklung wird gestoppt.
Die Schraubenfeder 3 kann auch an den Stellen S 2 oder S 3
des Ableiters 1 über den Adern A 1, A 2 und A 3 angeordnet
werden. Es könnten prinzipiell auch zwei Schraubenfedern 3
angebracht werden, und zwar beispielsweise in den Bereichen
S 1 und S 3. Das Gehäuse 2 kann auch aus einem bei Wärmezu
fuhr schrumpfenden Material bestehen. Durch die beim
Schrumpfen eines solchen Gehäuses auftretenden Kräfte
wird die Wirkung der Schraubenfeder 3 noch unterstützt.
In diesem Falle bietet sich aber auch die Möglichkeit, in
dem Gehäuse 2 mindestens ein möglichst scharfkantig ausge
führtes drahtförmiges Element 4 (Fig. 4) aus Metall anzu
bringen, das sich in Umfangsrichtung erstreckt. Dieses
Element 4 muß dabei nicht umlaufend ausgeführt sein. In
Fig. 4 sind zwei Elemente 4 nebeneinander dargestellt, die
bei starker Erwärmung von dem schrumpfenden Gehäuse 2 durch
die weiche Isolierung der Adern A 1, A 2 und A 3 bis zu deren
Leitern durchgedrückt werden. Auch so wird der Kurzschluß
zwischen den Adern erreicht.
Das drahtförmige metallische Bauteil muß nicht unbedingt
über den Adern A 1, A 2 und A 3 liegen. Es ist vielmehr auch
möglich, entsprechend Fig. 5 beispielsweise auf der Mittel
elektrode E 3 des Ableiters 1 einen sich in Umfangsrichtung
erstreckenden, möglichst scharfkantigen Vorsprung 5 anzu
bringen. Bei starker Erwärmung drückt das schrumpfende Ge
häuse 2 die drei Adern A 1, A 2 und A 3 gegen den Vorsprung 5
der die erweichte Isolierung durchdrückt und den Kurzschluß
herstellt. Da der Vorsprung 5 Kontakt mit Erdpotential hat,
reicht es hier aus, wenn nur die Adern A 1 und A 2 über dem
selben liegen. Es wäre auch möglich, über den Rohrstücken
R 1 und/oder R 2 des Ableiters 1 drahtförmige Elemente anzu
bringen, die von innen gegen die Adern A 1, A 2 und A 3 drücken.
Statt eines Dreielektrodenableiters 1 können in dem
Gehäuse 2 entsprechend Fig. 6 auch zwei axial kürzere
Ableiter 6 und 7 angeordnet sein, die jeder mit nur zwei
Elektroden E 4 und E 5 bzw. E 6 und E 7 ausgerüstet sind.
Die Elektroden E 5 und E 6 liegen aneinander. Sie sind über
die Ader A 2 mit Erdpotential verbindbar. Die Ader A 1 ist
an die Elektrode E 4 angeschlossen und die Ader A 3 ist mit
der Elektrode E 7 verbunden. Die Wirkungsweise dieser Vor
richtung ist die gleiche wie die der Vorrichtung nach den
Fig. 1 bis 5.
In einer einfachen Ausführungsform der Vorrichtung ist
gemäß Fig. 7 nur ein Überspannungsableiter 8 mit zwei Elek
troden E 8 und E 9 in dem Gehäuse 2 angebracht. An den Über
spannungsableiter 8 sind nur zwei Adern A 4 und A 5 ange
schlossen. Die Ader A 4 führt dann beispielsweise potential
und die Ader A 5 dient als Erdader zum Anschluß an Erd
potential. Bei dieser Ausführungsform braucht nur die
Ader A 5 in Richtung der Elektrode E 8 geführt und dann
zurückgebogen zu werden. Der Kurzschluß wird hier im Be
darfsfall zwischen den Leitern der beiden Adern A 4 und A 5
hergestellt.
Claims (10)
1. Vorrichtung zum Schutz einer mindestens zwei Adern
enthaltenden Fernmeldeleitung gegen Überspannungen,
bestehend aus einer mindestens zwei durch eine Gas
entladungsstrecke getrennte Elektroden aufweisenden
Schutzeinheit, an deren Elektroden die Adern der Fern
meldeleitung anschließbar sind, bei welcher im Falle
einer dauernd anstehenden Überspannung eine leitende
Verbindung der Elektroden mit Erdpotential herstellbar
ist, dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Adern (A 1- A 5) mindestens an einer Stelle der Schutzeinheit nebeneinander verlaufend an derselben anliegen und
- - daß ein mit einem Druckmechanismus kombiniertes Bau teil (3, 4, 5) vorgesehen ist, durch welches bei einer Übertemperatur ein Kurzschluß zwischen den metal lischen Leitern der Adern (A 1- A 5) herstellbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet
daß an der Stelle, an welcher die Adern (A 1- A 5) neben
einander verlaufen mindestens ein drahtförmiges Bau
teil (3, 4, 5) aus Metall angebracht ist, welches durch
den Druckmechanismus ständig an die Adern (A 1- A 5) ge
drückt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Schutzeinheit mit angeschlossenen
Adern (A 1- A 5) und drahtförmigem Bauteil (3, 4, 5) in
ein Gehäuse (2) eingebettet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das drahtförmige Bauteil als
Schraubenfeder (3) ausgebildet ist, die über den
Adern (A 1- A 5) mit radial wirkender Vorspannung aufge
bracht ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) aus einem bei Wärme
zufuhr schrumpfenden Isoliermaterial besteht und in seinem
Inneren mit mindestens einem sich in Umfangsrichtung er
streckenden drahtförmigen Element (4) aus Metall ausge
rüstet ist, das an den Adern (A 1- A 5) anliegt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß an der Schutzeinheit im Bereich der
nebeneinander liegenden Adern (A 1- A 5) ein radial ab
stehender und sich in Umfangsrichtung erstreckender
drahtförmiger Vorsprung (5) angebracht ist und daß das
Gehäuse (2) aus einem bei Wärmezufuhr schrumpfenden
Isoliermaterial besteht.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das drahtförmige Bauteil (3, 4, 5) an
den an den Adern (A 1- A 5) anliegenden Seiten scharfkantig
ausgebildet sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schutzeinheit als langgestreckter
Dreielektrodenableiter (1) ausgebildet ist, an dessen
beiden Stirnseiten je eine Elektrode (E 1- E 2) angeordnet
ist, während die dritte, an Erdpotential anschließbare
Elektrode (E 2) sich im mittleren Bereich des Dreielek
trodenableiters (1) zwischen den beiden anderen Elektroden
(E 1- E 3) befindet.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schutzeinheit aus zwei zylin
drischen Überspannungsableitern (6, 7) besteht, die in
axialer Richtung hintereinander liegend in der Umhüllung
untergebracht sind und die jeder zwei stirnseitig ange
ordnete, durch eine Gasentladungsstrecke getrennte Elek
troden (E 4- E 7) aufweisen, von denen die beiden einander
zugekehrten Elektroden (E 5, E 6) der beiden Überspannungs
ableiter (6, 7) an Erdpotential angeschlossen sind, während
jeweils die andere Elektrode mit einer der Adern der Fern
meldeleitung verbunden ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schutzeinheit als zylindrischer
Überspannungsableiter (8) ausgebildet ist, an dessen
beiden Stirnseiten die Elektroden (E 8, E 9) angeordnet
sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863639914 DE3639914A1 (de) | 1986-11-05 | 1986-11-22 | Vorrichtung zum schutz einer fernmeldeleitung gegen ueberspannungen |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3637616 | 1986-11-05 | ||
DE19863639914 DE3639914A1 (de) | 1986-11-05 | 1986-11-22 | Vorrichtung zum schutz einer fernmeldeleitung gegen ueberspannungen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3639914A1 true DE3639914A1 (de) | 1988-05-19 |
Family
ID=25849046
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863639914 Withdrawn DE3639914A1 (de) | 1986-11-05 | 1986-11-22 | Vorrichtung zum schutz einer fernmeldeleitung gegen ueberspannungen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3639914A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE29611468U1 (de) * | 1996-06-20 | 1996-09-05 | Siemens AG, 80333 München | Gasgefüllter Überspannungsableiter mit drei Elektroden für liegende Anordnung |
-
1986
- 1986-11-22 DE DE19863639914 patent/DE3639914A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE29611468U1 (de) * | 1996-06-20 | 1996-09-05 | Siemens AG, 80333 München | Gasgefüllter Überspannungsableiter mit drei Elektroden für liegende Anordnung |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |