DE9003457U1

DE9003457U1 - Connection box for or in lightning protection systems

Info

Publication number: DE9003457U1
Application number: DE9003457U
Authority: DE
Original assignee: Dehn and Soehne GmbH and Co KG
Current assignee: Dehn SE and Co KG
Priority date: 1990-03-24
Filing date: 1990-03-24
Publication date: 1990-05-31
Anticipated expiration: 2000-03-25

Description

Die Erfindung geht aus von einem Überspannungsschutzmittel und einem Erdungsanschluß aufweisenden Anschaltkasten gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Dabei ist an den Schutz von exponiert aus einem Gebäude herausragenden Bau- oder Konstruktionsteilen (z.B. Masten und Standrohre mit Antennen, Sirenen, elektronischen Meßeinrichtungen &ugr;. dgl.) mit ihren elektrischen Steuerungs- und Versorgungseinrichtungen gegen die Auswirkungen direkter Blitzeinschläge gedacht. Hierzu ist man bisher so vorgegangen, daß von dem betreffenden Mast, Standrohr &ugr;. dgl. ein üblicher Blitzableiter an der Außenseite des Gebäudes nach unten zur Erde geführt wurde. Von der seitens des Mastes oder Standrohres getragenen Antenne, Sirene u. dgl. wurde deren elektrische Anschlußleitung ins Gebäudeinnere zum Anschaltkasten und zu dessen Überspannungsschutzmitteln geführt, die ihrerseits geerdet wurden. Hierbei besteht im Falle des Blitzeinschlages die Gefahr, daß über diese elektrische Anschlußleitung Teilblitzströme fließen, die sich unkontrolliert über das ganze System ausbreitenThe invention is based on a surge protection device and a switch box with an earthing connection according to the preamble of claim 1. The idea here is to protect building or construction parts that protrude from a building (e.g. masts and standpipes with antennas, sirens, electronic measuring devices etc.) with their electrical control and supply devices against the effects of direct lightning strikes. To date, this has been done by running a conventional lightning conductor from the relevant mast, standpipe etc. down to the ground on the outside of the building. The electrical connection cable from the antenna, siren etc. carried by the mast or standpipe was led into the building interior to the switch box and its surge protection devices, which in turn were earthed. In the event of a lightning strike, there is a risk that partial lightning currents will flow through this electrical connection line and spread uncontrollably throughout the entire system

können. Dies kann zu Gefährdungen des Gebäudes, von Gebäudeeinrichtungen bzw. elektrischen Einrichtungen führen.This can lead to dangers to the building, building facilities or electrical equipment.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, das vorstehende Problem durch eine neuartige und vorteilhafte Gestaltung des Anschaltkastens beseitigen zu können.The object of the invention is to eliminate the above problem by means of a novel and advantageous design of the connection box.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist, ausgehend vom Oberbegriff des Anspruches 1, zunächst die Merkmalsanordnung des Kennzeichens des Anspruches 1 vorgesehen. Hiermit können die vom zu schützenden Bauteil (z.B. Antenne) zum Anschaltkasten führenden Anschlußleitungen mit Hilfe des metallenen Schirmrohres abgeschirmt werden, wozu an den Anschluß des Anschaltkastens bzw. an dem Schirmrohrstutzen ein Abschirmrohr angebracht wird, das bis zu dem zu schützenden Bauteil führt. Das Schirmrohr und der Schirmrohrstutzen (sofern vorgesehen) und die metallische Abschirmung des Anschaltkastens selber sind blitzstromtragfähig. Somit ist eine Führung des Blitzstromes von der möglichen Einschlagstelle (Mast, Standrohr bzw. daran befindliches Bauteil) mittels des Schirmrohres kontrolliert durch das Gebäude hindurch zum Anschaltkasten und von diesem zur Erde möglich. In dieses System werden alle weiteren Leitungssysteme (z.B. Starkstromversorgung oder daten- bzw. informationstechnische Systeme) mit einbezogen werden, welche das zu schützende Bauteil und die zugehörige Anlage z.B. mit Energie und Informationen oder Steuerungen versorgen. Das Schirmrohr kann die Verlängerung des metallenen Mastes bzw. Standrohres sein. Die Erfindung schafft also die Voraussetzungen für eine komplette blitzstromtragfähige Führung desTo solve this problem, starting from the generic term of claim 1, the feature arrangement of the characterizing part of claim 1 is provided. This allows the connecting cables leading from the component to be protected (e.g. antenna) to the junction box to be shielded using the metal shielding tube, for which purpose a shielding tube is attached to the connection of the junction box or to the shielding tube socket, which leads to the component to be protected. The shielding tube and the shielding tube socket (if provided) and the metal shielding of the junction box itself are capable of carrying lightning current. This means that the lightning current can be guided in a controlled manner from the possible point of impact (mast, standpipe or component located on it) through the building to the junction box and from there to the ground using the shielding tube. This system will include all other cable systems (e.g. power supply or data or information technology systems) which supply the component to be protected and the associated system with energy and information or controls, for example. The shielding tube can be an extension of the metal mast or standpipe. The invention therefore creates the conditions for a complete lightning current-carrying cable routing of the

2Q Blitzstromes von der exponierten Stelle durch das Gebäude hindurch bis zur Erde, wobei diese den Blitzstrom führenden Teile (Rohre und Anschaltkasten) gleichzeitig der Abschirmung der in ihnen befindlichen elektrischen Anschlußleitungen, sowie von Überspannungsschutzmitteln und sonstigen Geräten2Q lightning current from the exposed point through the building to the ground, whereby these parts carrying the lightning current (pipes and switch boxes) simultaneously shield the electrical connection cables located in them, as well as surge protection devices and other devices

gc dienen. Ferner ist damit auch eine Abschirmung der Umgebung gegen elektrische Vorgänge im Innern des Anschaltkastensgc. Furthermore, it also provides a shielding of the environment against electrical processes inside the switch box

-3-geschaffen. Hierbei ist insbesondere an im Anschaltkasten vorgesehene Trennfunkenstrecken gedacht, deren Funken elektromagnetische Störwellen erzeugen. Der Anschaltkasten enthält blitzstromtragfähige Überspannungsableiter (Blitzstromableiter), um auch Blitzströme, die über die Einspeisungen eindringen können, gefahrlos ableiten zu können. Im vorgenannten Zusammenhang ist es wesentlich, daß die im vorgenannten Blitzstromverlauf eingeschaltete metallische Abschirmung des Anschaltkastens an das metallische Schirmrohr-3-created. In particular, the isolating spark gaps provided in the switch box are intended, the sparks of which generate electromagnetic interference waves. The switch box contains surge arresters (lightning current arresters) capable of carrying lightning currents, in order to safely discharge lightning currents that can penetrate via the feeders. In the above-mentioned context, it is essential that the metallic shielding of the switch box, which is switched on in the aforementioned lightning current path, is connected to the metallic shielding tube.

IQ und die Erde angeschlossen ist, da nur dies die o.g. Blitzstromführung vom zu schützenden Teil zur Erde ermöglicht. Die Abschirmung des metallischen Anschaltkastens, die mit dem betreffenden Schirmrohr metallisch leitend verbunden ist, stellt also somit einen Teil der Schirmrohrdurchführung (gewissermaßen in Form einer "Aufbauchung" des Schirmrohres) dar. IQ and earth, as this is the only way to conduct the lightning current from the part to be protected to earth. The shielding of the metal connection box, which is connected to the relevant shielding tube in a metallically conductive manner, therefore represents part of the shielding tube feedthrough (in the form of a "bulge" of the shielding tube, so to speak).

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung und der zugehö-2Q rigen Zeichnungen von erfindungsgemäßen Ausführungsmöglichkeiten zu entnehmen. In den im wesentlichen schematischen Zeichnungen zeigt:Further advantages and features of the invention can be found in the dependent claims as well as the following description and the associated drawings of possible embodiments according to the invention. In the essentially schematic drawings:

Fig. 1: eine prinzipielle Darstellung der Erfin-2g dung mit zugehörigem Abschirmrohr undFig. 1: a basic representation of the invention with associated shielding tube and

übrigen Teilen und Bauelementen einer solchen Anordnung,other parts and components of such an arrangement,

Fig. 2: ein erstes Ausführungsbeispiel des An-&ldquor;Q Schaltkastens nach der Erfindung,Fig. 2: a first embodiment of the switch box according to the invention,

Fig. 3: ein zweites Ausführungsbeispiel eines Anschaltkastens nach der Erfindung.Fig. 3: a second embodiment of a connection box according to the invention.

Strichpunktiert ist das Dach 1 eines im übrigen nicht imDash-dotted is the roof 1 of a building not included in the

einzelnen dargestellten Gebäudes gezeichnet, auf dessen Firstof each building shown, on whose ridge

&khgr; sich ein metallener Mast oder Standrohr 2 befindet, der z.B. eine Antenne, eine Sirene, eine elektronische Meßeinrichtung oder dgl. trägt. An diesen metallenen Mast ist im Gebäudeinnern ein System von Schirmrohren 3 angeschlossen, das in diesem Ausführungsbeispiel aus einem vom Mast oder Standrohr 2 nach unten zum Anschaltkasten 4 führenden senkrechten Schirmrohr und ferner aus einem hiervon waagerechten zu einer zu schützenden elektrischen Anlage 5 führenden Schirmrohr 3' besteht. Die Abschirmung des Anschaltkastens besteht in dem IQ Ausführungsbeispiel der Fig. 2 darin, daß das Gehäuse 10 des Anschaltkastens metallisch ausgebildet ist, z.B. aus Stahlblech oder Aluminium besteht.&khgr; there is a metal mast or standpipe 2 which carries, for example, an antenna, a siren, an electronic measuring device or the like. A system of shielding pipes 3 is connected to this metal mast inside the building, which in this embodiment consists of a vertical shielding pipe leading from the mast or standpipe 2 downwards to the switch box 4 and also of a shielding pipe 3' leading horizontally from this to an electrical system 5 to be protected. The shielding of the switch box in the IQ embodiment of Fig. 2 consists in the housing 10 of the switch box being made of metal, e.g. made of sheet steel or aluminum.

In den Anschaltkasten führt die hier nur einpolig dargestellte Einspeisung 6 eines Starkstromnetzes, und ferner eine ebenfalls nur einpolig dargestellte Einspeisung 7 eines Daten- oder Informationsnetzes. Es versteht sich, daß die vorstehenden Angaben eines Starkstromnetzes und eines Informationsnetzes nur beispielsweise sind. Von dem auf dem Mast oder Standrohr befindlichen Bauelement und der zu schützenden Anlage führen innerhalb der Schirmrohre 3, 3' Anschlußleitungen 8, 9 in den Anschalt kasten 4, wobei im vorliegenden Beispiel die Anschlußleitung 8 an das Starkstromnetz 6 und die Anschlußleitung 9 an das Informationsnetz 7 angeschlossenThe feed 6 of a power network, shown here only as a single pole, leads into the switch box, as does a feed 7 of a data or information network, also shown as a single pole. It is understood that the above details of a power network and an information network are only examples. From the component located on the mast or standpipe and the system to be protected, connecting lines 8, 9 lead into the switch box 4 within the shielding tubes 3, 3', whereby in the present example the connecting line 8 is connected to the power network 6 and the connecting line 9 is connected to the information network 7.

2g ist. Zwischen jedem Leitungssystem 6, 8 einerseits und 7, 9 andererseits und dem geerdeten metallischen Gehäuse 10 des Anschaltkastens 4 befinden sich Blitzstromableiter 11, 12. Die Teile 3, 3¹, 10, 11 und 12 sowie die Er'dungsleitung 13 sind blitzstromtragfähig ausgeführt. Ferner muß die Verbin-2g. Lightning arresters 11, 12 are located between each line system 6, 8 on the one hand and 7, 9 on the other hand and the earthed metallic housing 10 of the connection box 4. The parts 3, ³¹ , 10, 11 and 12 as well as the earthing line 13 are designed to carry lightning current. Furthermore, the connection

_o_ dung der Schirmrohre mit dem Gehäuse 10 des Anschaltkastens stromleitend sein und eine Durchtrittsmöglichkeit für die Anschlußleitungen 8, 9 ins Innere des Abschaltkastens aufweisen. Die Abschirmrohre können Wellrohre seih, so daß sie auch in abgewinkelter bzw. abgebogener Form installiert werden _o _ the connection of the shielding tubes to the housing 10 of the switch box must be electrically conductive and must have a passage for the connecting cables 8, 9 into the interior of the switch box. The shielding tubes can be corrugated tubes so that they can also be installed in an angled or bent form

_o_ können. _o _ can.

Mit dem Blitz-Symbol sind die Stellen gekennzeichnet, an denen ein Blitzeinschlag bzw. durch Blitzeinschläge verursachte Stoßströme in das Gebäude eindringen können, nämlich einerseits am Mast oder Standrohr 2 und andererseits an den Einspeisungen 6 bzw. 7 der Netzzuleitung und der Informationszuleitung. Dabei wird ein Blitzeinschlag am Mast oder Standrohr 2 direkt über das Schirmrohr 3 und das Gehäuse des Anschaltkastens zur Erde abgeleitet, und zwar in diesem Beispiel zu einer Potentialausgleichsschiene 14 und von IQ dieser zur Erde 15. Blitzströme über die Einspeisungen 6 bzw. 7 werden über die Blitzstromableiter 11, 12 zum Gehäuse 10 und von dort aus weiter zur Erde abgeleitet.The lightning symbol marks the points at which a lightning strike or surge currents caused by lightning strikes can penetrate the building, namely on the one hand on the mast or standpipe 2 and on the other hand on the feeders 6 and 7 of the power supply line and the information supply line. A lightning strike on the mast or standpipe 2 is diverted directly via the shielding tube 3 and the housing of the junction box to earth, in this example to an equipotential bonding bar 14 and from IQ this to earth 15. Lightning currents via the feeders 6 and 7 are diverted via the lightning current arresters 11, 12 to the housing 10 and from there further to earth.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 zeigt eine bevorzugteThe embodiment of Fig. 2 shows a preferred

^5 Ausgestaltung des Anschaltkastens 4. Sein metallisches Gehäuse 10 besitzt an seiner in der Zeichnung oberen Seite einen metallischen Anschlußflansch 16, über den das Schirmrohr 3 elektrisch leitend gesteckt und befestigt werden kann. Der Anschlußflansch 16 ist elektrisch leitend mit dem metalli-^5 Design of the connection box 4. Its metal housing 10 has a metal connection flange 16 on its upper side in the drawing, over which the shielding tube 3 can be inserted and secured in an electrically conductive manner. The connection flange 16 is electrically conductively connected to the metal

2Q sehen Gehäuse 10 verbunden. Im übrigen sind die in Fig. 2 dargestellten Leitungen und Überspannungsschutzmittel mit denen des Ausführungsbeispieles der Fig. 1 identisch, nur hat im Beispiel der Fig. 2 das Gehäuse 10 des Anschaltkastens bereits die Funktion einer Potentialausgleichschiene, an die2Q see housing 10. Otherwise, the cables and overvoltage protection devices shown in Fig. 2 are identical to those of the embodiment in Fig. 1, except that in the example in Fig. 2 the housing 10 of the connection box already has the function of a potential equalization bar to which

ok direkt die Ableiter 11, 12 und erforderlichenfalls auch andere, hier nicht dargestellte zu erdende Leitungen u.s.w. angeschlossen werden können. Die Erdleitung 13 geht von einer Anschlußstelle 17 des Gehäuses 10 zur Erde 15. Die Anschlußstelle 17 und die entsprechend bezifferten Anschlußstellenok the arresters 11, 12 and, if necessary, other cables to be earthed, etc., not shown here, can be connected directly. The earth cable 13 goes from a connection point 17 of the housing 10 to earth 15. The connection point 17 and the correspondingly numbered connection points

&ldquor;Q in den Beispielen der Fig. 1 und 3 befinden sich an der in der Zeichnung unteren Seite des Anschaltkastengehäuses, d.h. liegen dem Schirmrohr bzw. dessen Anschluß an den Anschaltkasten gegenüber. Somit ist für einen etwaigen Blitzstrom ein durchgehender Leitungszug über das Abschirmrohr und den Anschaltkasten zur Erde gegeben."Q in the examples in Fig. 1 and 3 are located on the lower side of the junction box housing in the drawing, i.e. they are opposite the shielding tube or its connection to the junction box. This means that any lightning current has a continuous line through the shielding tube and the junction box to earth.

-&egr;&igr; Das vorstehend beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine bevorzugte Anwendung der Erfindung, nämlich bei elektrischer Verbindung des zu schützenden Bauteiles (z.B. Antenne, Sirene u.s.w.) mit zwei galvanisch voneinander getrennten Leitungssystemen. Dies sind im vorliegenden Beispiel ein Starkstromnetz gemäß Ziffern 6, 8 einerseits und ein Daten- oder Informationsnetz gemäß den Ziffern 7, 9 andererseits. Beide Systeme sind, wie erläutert, abgeschirmt und gegen schädliche Blitzeinwirkungen gesichert. IQ Die Erfindung könnte aber auch eingesetzt werden, wenn nur eine Anschlußleitung vom zu schützenden Bauteil zum Anschaltkasten führt.-&egr;&igr; The embodiment described above and shown in the drawing shows a preferred application of the invention, namely when the component to be protected (e.g. antenna, siren, etc.) is electrically connected to two galvanically isolated cable systems. In the present example, these are a power network as per points 6, 8 on the one hand and a data or information network as per points 7, 9 on the other. Both systems are, as explained, shielded and protected against harmful effects of lightning. IQ The invention could also be used if only one connecting cable leads from the component to be protected to the switch box.

Fig. 3 zeigt eine Variante der Erfindung, in der ein Schirm-Fig. 3 shows a variant of the invention in which a shield

rohrstutzen 3" in eine Ausnehmung 18 der oberen Seite despipe socket 3" into a recess 18 on the upper side of the

Anschaltkastens 4 eingesetzt und dort gemäß Ziffer 19 festgelötet ist. In der gleichen Weise könnte aber auch ein Schirmrohr 3 eingesetzt und befestigt sein.connection box 4 and soldered there in accordance with section 19. A shielding tube 3 could also be inserted and secured in the same way.

2Q Die Ausbildung des Anschaltkastens mit einer Anschlußmöglichkeit für das Abschirmrohr bzw. mit einem Abschirmrohr oder Abschirmrohrstutzen kann auch anders als in den dargestellten Ausführungsbeispielen gestaltet sein. So können z.B. Anschaltkastengehäuse und zugehöriger Stutzen oder Schirmrohr2Q The design of the junction box with a connection option for the shielding tube or with a shielding tube or shielding tube nozzle can also be designed differently than in the illustrated examples. For example, the junction box housing and the associated nozzle or shielding tube

2g einstückig sein.2g in one piece.

Auch wäre es - wenn erwünscht - möglich, das Gehäuse eines solchen Abschaltkastens aus einem tragenden Kunststoff herzustellen, der mit einem Metallbelag versehen ist, wobei dieIt would also be possible - if desired - to manufacture the housing of such a switch-off box from a load-bearing plastic, which is provided with a metal coating, whereby the

&ldquor;Q Abmessungen des Metallbelages so zu wählen sind, daß die Blitzstromtragfähigkeit gewährleistet ist. Das gleiche gilt sinngemäß auch für einen etwaigen Abschirmrohrstutzen bzw. mit dem Schaltkasten verbundenes Abschirmrohr. Dies ist in Fig. 3 in der Weise dargestellt, daß die schraffierten tra-"Q The dimensions of the metal covering must be selected so that the lightning current carrying capacity is guaranteed. The same applies to any shielding pipe socket or shielding pipe connected to the switch box. This is shown in Fig. 3 in such a way that the hatched tra-

&ldquor;,_ genden Teile des Gehäuses 10' und des Schirmrohres 3" aus Kunststoff bestehen und außenseitig mit je einer Metall-",_ the parts of the housing 10' and the shielding tube 3" are made of plastic and are each provided with a metal

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schicht umgeben sind, welche durch die strichpunktierten Linien 20 und 21 angedeutet sind. Die Schichten 20 und sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Die metallische Schicht 21 stellt in diesem Ausführungsbeispiel die metallische Abschirmung des Anschaltkastens dar.layer, which are indicated by the dot-dash lines 20 and 21. The layers 20 and are electrically connected to one another. In this embodiment, the metallic layer 21 represents the metallic shielding of the connection box.

- Schutzansprüche 10 - Protection claims 10

Claims

A switch box having overvoltage protection means and an earthing connection for or in lightning protection systems in which an exposed component provided on or at a building is to be protected against the risk of lightning strikes by means of the discharge of the lightning current, and wherein an electrical line leads from the component to the switch box provided inside the building, characterized in that the switch box (4) has a lightning current-carrying, metallic shielding, wherein lightning current conductors (11, 12) are arranged inside the switch box, that the switch box is either designed for the connection of a lightning current-carrying metallic shielding tube (3), or is provided with a shielding tube (3) or shielding tube socket (3 ¹ ), wherein the shielding tube or shielding tube socket is conductively connected to the metallic shielding of the switch box, and that the interior of the switch box is designed via the connection or the shielding tube or shielding tube socket for the supply of at least one Connecting cable (8, 9) of the component to be protected is accessible, which is located inside the shielding tube

-9-res.

2. Switch box according to claim 1, characterized in that a metallic housing is used as metallic shielding

(10) of the connection box.

3. Switch box according to claim 1, characterized in that a metallic coating (21) of a supporting housing (10 ¹ ) of the switch box serves as metallic shielding.

4. Switch box according to one of claims 1-3, characterized in that the connection or shielding tube (3) or shielding tube socket (3 ¹ ) is located on a side of the switch box housing which is at the top in the operating position and its earth connection (17) is located on the opposite side of the switch box housing which is at the bottom in the operating position.

5. Connection box according to one of claims 1-4, characterized in that the connection box (4) has a connecting piece (16) as a connection for the shielding tube (3), over which the shielding tube (3) is inserted and thus fastened.

6. Switch box according to one of claims 1 - 4, characterized in that a shielding tube or a shielding tube socket is inserted into a recess (18) in the housing top (19) and is firmly connected thereto, e.g. soldered.

OQ

7. Switch box according to one of claims 1-4, characterized in that the upper side of the switch box housing has a shielding tube or shielding tube socket integral therewith.

qc

8. Connection box according to one of claims 1-7, characterized in that the connection box (4) is designed as a potential

# W t &psgr;

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compensating means for the earth connection of the lightning current arresters (11, 12), the external earthing (13, 15) and, if necessary, further earth connections.

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