EP0436881B1 - Überspannungsableiter - Google Patents

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Publication number
EP0436881B1
EP0436881B1 EP90124535A EP90124535A EP0436881B1 EP 0436881 B1 EP0436881 B1 EP 0436881B1 EP 90124535 A EP90124535 A EP 90124535A EP 90124535 A EP90124535 A EP 90124535A EP 0436881 B1 EP0436881 B1 EP 0436881B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
surge voltage
voltage arrester
plug
arrester according
defect
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP90124535A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0436881A1 (de
Inventor
Manfred Balzer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hermann Kleinhuis GmbH and Co KG
Original Assignee
Hermann Kleinhuis GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hermann Kleinhuis GmbH and Co KG filed Critical Hermann Kleinhuis GmbH and Co KG
Priority to AT90124535T priority Critical patent/ATE104095T1/de
Publication of EP0436881A1 publication Critical patent/EP0436881A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0436881B1 publication Critical patent/EP0436881B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C7/00Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/10Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
    • H01C7/12Overvoltage protection resistors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T1/00Details of spark gaps
    • H01T1/12Means structurally associated with spark gap for recording operation thereof

Definitions

  • the invention relates to a surge arrester for electrical systems, consisting of a housing part and a plug-in element, the plug-in element being equipped with an actuator, a defect indicator and with contact tongues to which corresponding mating contact elements are assigned, with surge protection elements, such as varistors, being arranged between these contact tongues are.
  • Such a surge arrester is known for example from DE-C 36 39 533.
  • the surge arrester consists of an approximately U-shaped housing lower part with contact tongues on the legs of the lower part and an approximately cuboid housing upper part with contact rails or knives which can be inserted into the contact tongues and emerge on the narrow sides, the surge elements, such as varistors, between the latter are arranged and possibly in the upper part of a defect display.
  • slot guides are provided on the inner sides of the legs of the lower part for receiving the contact rails, so that the upper housing part can be inserted into the lower part from above.
  • a diaphragm which completely covers the thigh end faces, from which only the part of the upper housing part projecting beyond the lower housing part projects through, the defect indicator being arranged in the region of this end face of the upper housing part.
  • a surge arrester of the type of interest here which is equipped with a device for remotely displaying a defect. It is a device for monitoring the function of surge arresters with a defect indicator and a switching element which can be actuated by the defect indicator at least if the surge arrester fails.
  • the switching element consists of an electrical switch, a push rod which can be actuated and the push rod from one end position to the other adjusting position adjusting elements.
  • a separate actuator is assigned to each surge arrester, which can be actuated by the defect indicator element if the surge arrester is defective.
  • This known device cannot be provided with an additional defect indicator that can be used if necessary.
  • the invention is therefore based on the object, the known Surge arrester, while maintaining the previous advantages, in particular the compact design, to be provided with an additional defect indicator that can be used if necessary.
  • the surge arrester has an accommodation space which can optionally accommodate an additional module for remote display of the defect or a blind module, the additional module or the blind module being insertable into the accommodation space.
  • the additional module or the blind module being insertable into the accommodation space.
  • the accommodation space is integrated in the housing part of the surge arrester. This ensures that the additional or dummy module is easily accommodated in the surge arrester while maintaining the compact design, which enables the plug-in element to be removed without removing e.g. to be able to replace the additional module.
  • the housing part It is advisable to have the housing part have an approximately U-shaped shape and the plug-in element which is operatively connected to it has an approximately square shape.
  • the defect display is preferably arranged on the top of the insert element.
  • the insertion element has an unmistakable feature, preferably in the form of guide grooves of different widths located on its side walls, as a result of which it is secured against incorrect insertion.
  • the mating contact elements interacting with the contact tongues on the underside of the plug-in elements are designed as end sections of contact elements which are moved through the housing part and are arranged in the central region of the housing part.
  • the contact tongues of the interchangeable plug-in element can interact as easily as possible with corresponding mating contacts located in the housing part and can be connected to the electrical power connections via these.
  • the additional module has a switching device which interacts with the actuator of the plug-in element.
  • the additional module expediently has a through opening and an actuating element which is operatively connected to the switching device, and in the adjacent area the plug-in element likewise has a through opening for the wedge-shaped end of the actuator.
  • the actuator is rotatably mounted about a pin and is connected at its upper end to the defect indicator via a pin so that the defect that occurs can be displayed simultaneously with the remote indicator on the surge arrester itself via the defect indicator .
  • Surge arresters are also known from the prior art, which in connection with a defect indicating Actuator are equipped with a securing tape, the varistor located in the plug-in element being connected to the securing tape.
  • Another object of the invention is to improve such an embodiment in such a way that, with an increase in the flexibility of the securing tape, protection against large overvoltages (such as lightning) as well as protection against repeatedly occurring, small overvoltages is ensured.
  • the surge arrester equipped with a securing strap is designed such that the securing strap is designed to be flexible, S-shaped, is connected to the varistor in the plug-in element via a eutectic soldering point and also has an additional predetermined breaking point.
  • This flexible, S-shaped folded and not as previously flat design of the securing band ensures that, due to the increased flexibility of this securing band achieved through shape and material properties, the actuator can always perform a movement indicating the defect. Furthermore, such a configuration creates two tripping elements in series, so that both in the case of high-energy overvoltages, e.g. near lightning strikes, by destroying the predetermined breaking point in the securing band, and also in the event of repeated small overvoltages, since in this case the constantly increasing leakage current of the varistor melts the eutectic solder joint at a predetermined maximum temperature, the varistor is disconnected from the mains and the defect state is reported.
  • high-energy overvoltages e.g. near lightning strikes
  • the varistor melts the eutectic solder joint at a predetermined maximum temperature
  • the actuator It is advisable to have the actuator have a bolt in the area of its wedge-shaped end, which is connected to the securing band in the area of the predetermined breaking point, so that the actuator is constantly connected to the securing band as long as the predetermined breaking point has not been destroyed.
  • the blind module which can be inserted into the accommodation space as required, have a passage opening, so that even with the blind module inserted, the possibility of displaying a defective surge protection element in the plug-in element is retained via the defect indicator.
  • the surge arrester for electrical systems in particular low-voltage systems, which can be seen from FIG. 1 and is only one example of an embodiment of the invention, is generally designated 10 and essentially consists of an approximately U-shaped housing part 11, an approximately square plug-in element 12 and one on one
  • the housing part 13 provided on the side of the housing part 11, into which an additional module 14 for remote indication of a defect can be introduced if necessary and which is also designed to accommodate a blind module which cannot be seen in FIG. 1.
  • the U-shaped housing part 11 is provided on its underside 15 with various holding devices 16, 17 and 18 in order to allow the surge arrester 10 to be operatively connected to a guide rail, not shown in the figures of the drawings.
  • the approximately square insertion element 12 has a defect indicator 20 on its upper side 19 and is equipped on the opposite lower side 21 with two contact tongues 22 and 23 tapering in the plugging direction. Furthermore, on the side of the insertion element 12 facing the accommodation space 13 of the housing part 11, the underside 21 of which is arranged adjacent to the underside 21 of an end 24 protruding from this insertion element 12 of an actuator not shown in FIG. 1.
  • the additional module 14 shown in FIG. 1 has a substantially rectangular shape and has a support shoulder 25 lying on its back, which in the assembled state of the surge arrester 10 with a corresponding one in the area of the accommodation space 13 of the
  • the housing part 11 provided counter support shoulder 26 cooperates.
  • a guide web 27 is provided on the underside of the additional module 14 for the purpose of insertion into a corresponding recess 43 located on the housing part 11.
  • the U-shaped housing part 11 provided with the various holding devices 16, 17, 18 has a passage opening 30, 31 in the region of its side surfaces 28, 29 for connection to the electrical power connections.
  • contact elements 34, 35 on each side of the housing part 11 in receptacles 31, 33 which are provided for this purpose and which, in the embodiment shown in FIG. 2, have fastening means such as screws and cable clamps or the like interacting therewith. cooperate with the connecting cables in these receptacles 32, 33.
  • the contact elements 34, 35 are guided in the manner shown in FIG.
  • the contact tongues 22, 23 of the plug-in element 12 can be brought into operative connection with the end sections 36, 37 of the contact elements 34, 35 via passage openings 41, 42 located in the central region 40 of the housing part 11, which in turn are laterally offset from one another .
  • the contact element 35 is in the area of the holding devices 16 and 17 via unspecified Fastening means with an earth-side connecting element 69 in operative connection.
  • the support shoulder 25 located on the rear side of the additional module 14 then lies on the corresponding counter support shoulder 26 of the housing part 11.
  • the insert element 12 which interacts with the central region 40 of the housing part 11 and which cooperates in its upper region with a cover plate 44, is equipped in its interior with a commercially available varistor 45, which is therefore only shown schematically in the figures of the drawing, which comprises a silicon Has carbide powder disk 83 and two terminal contact tabs 46, 47 are provided at the end regions thereof. These terminal contact lugs 46, 47 interact in the manner to be described below, in particular from FIG. 6, with the contact elements 22 and 23 of the plug-in element 12.
  • the varistor 45 as can also be seen from FIG.
  • the actuator 5o is thus rotatably mounted about the pin 49 and, at its upper end 52, cooperates with a pin 54 integrally formed on the defect indicator 2o via an elongated recess 53, ie the defect indicator 2o can be adjusted via the upper end 52 of the actuator 5o .
  • the defect display 2o is provided in its externally visible side with different color markings and also interacts via the pin 54 with a tension spring 55, which is supported by a web 56 located on the insulating plate 48 and whose end opposite the defect display 2o with one the insulating plate 48 integrally formed further pin 57 cooperates.
  • the additional module 14 which can be inserted into the accommodation space 13 of the housing part 11 has a switching device 77 in its interior, with a plastic element 58 which is fastened by means of bolts 59 and 60.
  • An electrical contact 61 and 62 is embedded in this plastic element 58 on each side, between which a spring contact bracket 63 extends, also embedded in the plastic element 58. At its lower end, this cooperates with an over-center spring 64, which cooperates with a wedge-shaped plastic element 65 in the area adjacent to the passage opening 51 of the insertion element 12.
  • This plastic element 65 interacts via a passage opening 66 with the end 24 of the actuator 5o protruding from the insert element 12, that is to say that when this plastic element 65 is acted upon by the actuator 5o, which is set into a rotary movement via a change in state in the insert element 12, via the over-center spring 64
  • Spring contact bracket 63 from a first contact position with the contact 62 to a second contact position is transferred with the contact 61, so that the change in state which has been carried out in the plug-in element 12 and is visible on the defect display 20 can also be made visible on a remote display.
  • the contacts 61 and 62 and the spring contact bracket 63 are also on the side facing away from the dead center spring 64 via connection devices 67 provided in the area above the support shoulder 25 in the additional module 14, which can also be seen from FIG. 5 of the drawing, with the current-carrying leads connected, which can be inserted into the receptacles 68 provided for this purpose on the additional module 14 and fixed there with fastening means, which are not described in any more detail.
  • connection contact tab 46 is now, as can be seen from FIG. 6, connected via a eutectic soldering point 79 to a flexible securing tape 78, which has an approximately S-shaped shape and is adjacent to the end 24 of the actuator 5o in the area of the bottom 86 of the insert element 12 is arranged.
  • This securing band 78 has a predetermined breaking point 80 and acts in the area of this predetermined breaking point 80 with the wedge-shaped end 24 of the actuator 5o via a bolt 81.
  • the opposite end of the securing band 78 is in electrical contact with the end of the contact tongue 22 which is located within the plug-in element 12 and is also approximately L-shaped in cross section.
  • the other terminal contact lug 47 acts directly with the corresponding end of the other contact tongue 23 together.
  • the contact tongues 22, 23 are in turn, see also FIG. 2, attached to the rear wall of the plug-in element 12 by means of pins not shown in the figures of the drawing and act in the manner shown in FIG. 3 with those in the central region 4o of the housing part 11 located, jaw-like counter contact elements 75,76 together.
  • the two possible embodiments of the surge arrester 1o according to the invention are shown, namely once from FIG. 4 with the dummy module 7o inserted in the accommodation space 13, which on the side facing the insertion element 12 in the area of the passage opening 51 for the Wedge-shaped end 24 of the actuator 5o has a passage opening 82 so that a defect of the overvoltage protection element on the defect indicator 2o can be made visible even when the dummy module 70 is inserted, and secondly from FIG. 5 with the additional module 14 inserted into the interruption space 13. From these two Figures, and also in particular from FIG. 6, it can also be seen that the insertion element 12 has an unmistakable feature in the form of guide grooves 73, 74, of different widths, located on its side walls 71, 72.
  • this defect can be made visible via the defect display 2o when the dummy module 70 is inserted and via the defect display 2o and a remote display when the additional module 14 is inserted will.
  • the special configuration of the varistor 45 and the actuator 5o makes it operatively connected standing security band 78 or by the type of connection of these elements to each other that protection is guaranteed both in the case of high-energy overvoltages, such as near lightning strikes, as well as in the case of repeated, smaller overvoltages, since in one case the predetermined breaking point is destroyed and in in the other case, the eutectic soldering point melts, which then triggers the display of a defect using the means described.
  • the defective overvoltage protection element can then be replaced by an exchange of the plug-in element 12 without having to remove the cover plate 44 covering several surge arresters.
  • the illustrated embodiments are only examples of implementations of the invention, which is not restricted to this. Rather, there are still many changes and training options.
  • the additional module could be fixed in the surge arrester in a different way than shown in the figures of the drawing, and a different configuration of the housing part receiving the plug-in element is also conceivable.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Überspannungsableiter für elektrische Anlagen, bestehend aus einem Gehäuseteil und einem Einsteckelement, wobei das Einsteckelement mit einem Stellglied, einer Defektanzeige sowie mit Kontaktzungen ausgestattet ist, denen entsprechende Gegenkontaktelemente zugeordnet sind, wobei zwischen diesen Kontaktzungen Überspannungsschutzelemente, wie Varistoren, angeordnet sind.
  • Ein derartiger Überspannungsableiter ist beispielsweise aus der DE-C 36 39 533 bekannt. Bei dieser Anordnung besteht der Überspannungsableiter aus einem etwa U-förmigen Gehäuseunterteil mit Kontaktzungen an den Schenkeln des Unterteiles sowie einem etwa quaderförmigen Gehäuseoberteil mit in die Kontaktzungen einsetzbaren, an den Schmalseiten austretenden Kontaktschienen bzw. Messern, wobei zwischen letzteren die Überspannungselemente, wie z.B. Varistoren, angeordnet sind sowie gegebenenfalls im Oberteil einer Defektanzeige. Dabei sind zur Aufnahme der Kontaktschienen an den Innenseiten der Schenkel des Unterteiles Schlitzführungen vorgesehen, so daß das Gehäuseoberteil von oben her in das Unterteil eingeführt werden kann. Außerdem ist eine die Schenkelstirnflächen vollständig verdeckende Blende vorgesehen, aus der lediglich der das Gehäuseunterteil überragende Teil des Gehäuseoberteils hindurchragt, wobei im Bereich dieser Stirnfläche des Gehäuseoberteils die Defektanzeige angeordnet ist. Eine derartige Anordnung eines Überspannungsableiters hat an sich den Vorteil einer kompakten und relativ glattflächigen Bauweise sowie auch einer guten elektrischen Sicherheit, da eine Berührung der Stromführenden Teile z.B. beim Auswechseln eines defekten Gehäuseoberteils unmöglich ist. Nachteilig ist bei der vorbekannten Ausführungsform eines Überspannungsableiters, daß der an der Defektanzeige sichtbare Zustand des Überspannungsschutzelementes nur an diesem Überspannungsableiter selbst abgelesen werden kann.
  • Aus der DE-A 38 05 890 ist ein Überspannungsableiter der hier interessierenden Art bekanntgeworden, der mit einer Einrichtung zur Fernanzeige eines Defektes ausgerüstet ist. Es geht dabei um eine Vorrichtung zur Funktionsüberwachung von Überspannungsableitern mit Defektanzeige und einem Schaltelement, welches mindestens beim Ausfall des Überspannungsableiters durch die Defektanzeige betätigbar ist. Bei der konkreten Ausführungsform einer solchen Vorrichtung besteht das Schaltelement aus einem elektrischen Schalter, einer diesen betätigbaren Schubstange sowie die Schubstange aus der einen Endstellung in die andere Endstellung verstellenden Stellgliedern. Jedem Überspannungsableiter ist dabei ein separates Stellglied zugeordnet, welches bei defektem Überspannungsableiter von dem Defektanzeigeelement betätigbar ist. Diese bekannte Vorrichtung kann nicht mit einer im Bedarfsfall einsetzbaren zusätzlichen Defektanzeige versehen werden.
  • Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, den bekannten Überspannungsableiter unter Beibehaltung der bisherigen Vorteile, insbesondere der kompakten Bauweise, mit einer im Bedarfsfall einsetzbaren zusätzlichen Defektanzeige zu versehen.
  • Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß der Überspannungsableiter einen wahlweise ein Zusatzmodul zur Fernanzeige des Defektes oder ein Blindmodul aufnehmenden Unterbringungsraum aufweist, wobei das Zusatzmodul bzw. das Blindmodul in den Unterbringungsraum einführbar ist. Auf diese Weise wird es mit einfachen Mitteln erstmals möglich, den Zustand des in dem austauschbaren Gehäuseoberteil oder Einsteckelement befindlichen Überspannungsschutzelementes sowohl an dem Überspannungsableiter selbst sowie auch an einer entfernt gelegenen Fernanzeige sichtbar zu machen, und zwar unter Beibehaltung der bisher üblichen Kompaktbauweise. Denn sowohl für das bei Bedarf in den Unterbringungsraum einsetzbare Zusatzmodul als auch für das Blindmodul wird kein zusätzlicher Platz beansprucht. Diese Bauteile sind vielmehr vollkommen in den Überspannungsableiter integriert.
  • Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Unterbringungsraum in dem Gehäuseteil des Überspannungsableiters integriert. Hierdurch wird bei Einhaltung der kompakten Bauweise eine einfache Unterbringung des Zusatz- bzw. Blindmoduls in dem Überspannungsableiter erreicht, die es ermöglicht, das Einsteckelement ohne Entfernen z.B. des Zusatzmoduls auswechseln zu können.
  • Es empfiehlt sich, das Gehäuseteil eine etwa U-förmige Gestalt und das mit diesem in Wirkverbindung stehende Einsteckelement eine etwa quadratische Gestalt aufweisen zu lassen. Dabei ist die Defektanzeige vorzugsweise an der Oberseite des Einsteckelementes angeordnet.
  • Zweckmäßig ist es, das Einsteckelement an der der Defektanzeige gegenüberliegenden Unterseite mit zwei Kontaktzungen auszustatten, so daß beim Auswechseln eines defekten Einsteckelementes auf ein Entfernen der Abdeckplatte gänzlich verzichtet werden kann, da die unterseitig angeordneten Kontaktzungen seitlich nicht hervorstehen.
  • Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung weist das Einsteckelement ein Unverwechselbarkeitsmerkmal vorzugsweise in Form von an seinen Seitenwänden befindlichen, unterschiedlich breiten Führungsnuten auf, wodurch es gegen ein falsches Einstecken gesichert ist.
  • Es empfiehlt sich, an der Unterseite des Gehäuseteiles Haltevorrichtungen zwecks Zusammenwirkens mit einer Führungsschiene anzuordnen.
  • Zweckmäßig ist es, daß die mit den unterseitigen Kontaktzungen der Einsteckelemente zusammenwirkenden Gegenkontaktelemente als im mittleren Bereich des Gehäuseteiles angeordnete Endabschnitte von durch des Gehäuseteil hindurchgerührten Kontaktelementen ausgebildet sind. Aus diese Weise können die Kontaktzungen des auswechselbaren Einsteckelementes einfachst möglich mit entsprechenden, im Gehäuseteil befindlichen Gegenkontakten zusammenwirken und über diese mit den elektrischen Stromanschlüssen verbunden werden.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Zusatzmodul eine mit dem Stellglied des Einsteckelementes zusammenwirkende Schalteinrichtung auf. Dabei weist zweckmäßig das Zusatzmodul eine Durchtrittsöffnung sowie ein mit der Schalteinrichtung in Wirkverbindung stehendes Betätigungselement auf und im benachbarten Bereich das Einsteckelement ebenfalls eine Durchtrittsöffnung zweck Durchtritts des keilförmig ausgebildeten Endes des Stellgliedes. Auf diese Weise wird eine einfache Übertragung einer eventuell auftretenden Zustandsänderung, also eines Defektes, an dem in dem Einsteckelement befindlichen Überspannungsschutzelement über die im Zusatzmodul angeordnete Schalteinrichtung auf eine Fernanzeige verwirklicht.
  • Dabei ist es außerdem zweckmäßig, daß das Stellglied drehbar um einen Stift gelagert ist und an seinem oberen Ende mit der Defektanzeige über einen Zapfen ausweichbar verbunden ist, so daß der aufgetretene Defekt gleichzeitig mit der Fernanzeige auch an dem Überspannungsableiter selbst über die Defektanzeige angezeigt werden kann.
  • Aus dem Stand der Technik sind außerdem Überspannungsableiter bekannt, die in Verbindung mit einem einen Defekt anzeigenden Stellglied mit einem Sicherungsband ausgestattet sind, wobei der in dem Einsteckelement befindliche Varistor mit dem Sicherungsband verbunden ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine derartige Ausführungsform in der Weise zu verbessern, daß bei einer Erhöhung der Flexibilität des Sicherungsbandes sowohl ein Schutz vor großen Überspannungen, (wie Blitzen) als auch ein Schutz vor wiederholt auftretenden, kleinen Überspannungen gewährleistet ist. Zur Lösung dieser Aufgabe ist der mit einem Sicherungsband ausgestattete Überspannungsableiter derart ausgebildet, daß das Sicherungsband flexibel, S-förmig gefaltet ausgebildet ist, mit dem in dem Einsteckelement befindlichen Varistor über eine eutektische Lötstelle verbunden ist und außerdem eine zusätzliche Sollbruchstelle aufweist. Durch diese flexible, S-förmig gefaltete und nicht wie bisher ebene Gestaltung des Sicherungsbandes ist einmal gewährleistet, daß infolge der durch Formgebung und Materialeigenschaft erreichten, erhöhten Flexibilität dieses Sicherungsbandes das Stellglied immer eine den Defekt anzeigende Bewegung ausführen kann. Im weiteren werden durch eine derartige Ausgestaltung zwei in Reihe liegende Auslöseelemente geschaffen, so daß sowohl bei energiereichen Überspannungen, z.B. nahen Blitzeinschlägen, durch Zerstörung der Sollbruchstelle im Sicherungsband, als auch bei wiederholt auftretenden kleinen Überspannungen, da in diesem Falle durch den sich ständig erhöhenden Leckstrom des Varistors die eutektische Lötstelle bei einer vorgegebenen Maximal-Temperatur schmilzt, eine Abtrennung des Varistors vom Netz und die Meldung des Defekt-Zustandes erfolgt.
  • Es empfiehlt sich, das Stellglied im Bereich seines keilförmigen Endes einen Bolzen aufweisen zu lassen, der im Bereich der Sollbruchstelle mit dem Sicherungsband verbunden ist, so daß das Stellglied ständig mit dem Sicherungsband verbunden ist, solange die Sollbruchstelle nicht zerstört wurde.
  • Zweckmäßig ist es zudem, das in den Unterbringungsraum bedarfsweise einsetzbare Blindmodul eine Durchtrittsöffnung aufweisen zu lassen, so daß auch bei eingesetztem Blindmodul die Möglichkeit einer Anzeige eines defekten Überspannungsschutzelementes im Einsteckelement über die Defektanzeige erhalten bleibt.
  • Die Erfindung ist in Ausführungsbeispielen auf der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:
  • Fig. 1
    einen erfindungsgemäßen Überspannungsableiter in einer explosionsartigen Darstellung,
    Fig. 2
    den erfindungsgemäßen Überspannungsableiter komplett zusammengesetzt in einer weggebrochenen Seitenansicht,
    Fig. 3
    einen Schnitt durch den Überspannungsableiter entlang der Linie III - III der Fig. 2,
    Fig. 4
    eine Oberansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überspannungsableiters,
    Fig. 5
    eine Oberansicht einer weiteren Ausführungsform des Überspannungsableiters,
    Fig. 6
    einen Schnitt durch das Einsteckelement gemäß der Linie VI-VI der Fig. 2.
  • Der aus der Fig. 1 ersichtliche, nur eine beispielsweise Ausgestaltung der Erfindung darstellende Überspannungsableiter für elektrische Anlagen, insbesondere Niederspannungsanlagen, ist generell mit 10 bezeichnet und besteht im wesentlichen aus einem etwa U-förmigen Gehäuseteil 11, einem etwa quadratischen Einsteckelement 12 und einem an einer Seite des Gehäuseteiles 11 vorgesehenen Unterbringungsraum 13, in den bedarfsweise ein Zusatzmodul 14 zur Fernanzeige eines Defektes eingebracht werden kann und der darüber hinaus auch zur Aufnahme eines aus der Fig. 1 nicht ersichtlichen Blindmoduls ausgebildet ist. Das U-förmige Gehäuseteil 11 ist an seiner Unterseite 15 mit verschiedenen Haltevorrichtungen 16,17 und 18 versehen, um hierüber den Überspannungsableiter 10 mit einer in den Figuren der Zeichnungen nicht dargestellten Führungsschiene in Wirkverbindung kommen zu lassen. Das etwa quadratische Einsteckelement 12 weist an seiner Oberseite 19 eine Defektanzeige 2o auf, und ist an der gegenüberliegenden Unterseite 21 mit zwei sich in Steckrichtung verjüngenden Kontaktzungen 22 und 23 ausgestattet. Im weiteren ist an der dem Unterbringungsraum 13 des Gehäuseteiles 11 zugewandten Seite des Einsteckelementes 12 dessen Unterseite 21 benachbart ein aus diesem Einsteckelement 12 herausragendes Ende 24 eines in der Fig. 1 nicht ersichtlichen Stellgliedes angeordnet.
  • Das aus der Fig. 1 ersichtliche Zusatzmodul 14 hat im wesentlichen eine rechteckförmige Gestalt und weist an seiner Rückseite liegend eine Abstützschulter 25 auf, die im zusammengefügten Zustand des Überspannungsableiters 1o mit einer entsprechenden, im Bereich des Unterbringungsraumes 13 des Gehäuseteiles 11 dafür vorgesehenen Gegenabstützschulter 26 zusammenwirkt. Außerdem ist an der Unterseite des Zusatzmoduls 14 ein Führungssteg 27 zwecks Einführung in eine an dem Gehäuseteil 11 befindliche, entsprechende Ausnehmung 43 vorgesehen.
  • Die Fig. 2 der Zeichnung zeigt nun den detaillierten Aufbau des erfindungsgemäßen, komplett zusammengesetzten Überspannungsableiters 10:
  • Das mit den verschiedenen Haltevorrichtungen 16,17,18 versehene U-förmige Gehäuseteil 11 weist im Bereich seiner Seitenflächen 28,29 jeweils eine Durchtrittsöffnung 3o,31 zur Verbindung mit den elektrischen Stromanschlüssen auf. Im Bereich dieser Durchtrittsöffnungen 30,31 befinden sich an jeder Seite des Gehäuseteiles 11 in dafür vorgesehenen Aufnahmen 31,33 Kontaktelemente 34,35, die in der in Fig. 2 gezeigten Ausführung über Befestigungsmittel, wie Schrauben und damit zusammenwirkenden Kabelklemmen od.dgl. in diesen Aufnahmen 32,33 mit den Anschlußkabeln zusammenwirken. Die Kontaktelemente 34,35 sind in der in Fig. 2 gezeigten Weise durch verschiedene Durchtrittsöffnungen durch das Gehäuseteil 11 hindurchgeführt, in der Weise, daß ihre rechtwinklig nach oben gebogen ausgebildeten Endabschnitte 36,37 in Aufnahmen 38,39 festgelegt sind, die sich unmittelbar unter dem zur Aufnahme des Einsteckelementes 12 vorgesehenen, mittleren Bereich 4o des Gehäuseteiles 11 befinden. Auf diese Weise können dann über im mittleren Bereich 4o des Gehäuseteiles 11 befindliche Durchtrittsöffnungen 41,42, die ihrerseits seitlich versetzt zueinander angeordnet sind, die Kontaktzungen 22,23 des Einsteckelementes 12 mit den Endabschnitten 36,37 der Kontaktelemente 34,35 in Wirkverbindung gebracht werden. Das Kontaktelement 35 steht dabei im Bereich der Haltevorrichtungen 16 und 17 über nicht näher bezeichnete Befestigungsmittel mit einen erdseitigen Verbindungselement 69 in Wirkverbindung.
  • Der neben dem mittleren Bereich 4o aus der Fig. 1 bereits ersichtliche, am Gehäuseteil 11 befindliche Unterbringungsraum 13 für ein Zusatzmodul 14 weist an seinem der Seitenfläche 29 benachbart liegenden Bereich eine Führungsnut auf, in die ein entsprechend an dem Zusatzmodul 14 bzw. entsprechend an einem Blindmodul angeformter Führungssteg eingreifen kann, d.h. also, das Zusatzmodul 14 kann von oben her in das Gehäuseteil 11 eingeführt werden, wobei in der Endlage der unterseitige Führungssteg 27 dieses Zusatzmodul 14 in eine in dem Unterbringungsraum 13 des Gehäuses 11 befindliche Ausnehmung 43 eingreift. Die an der Rückseite das Zusatzmoduls 14 befindliche Abstützschulter 25 liegt dann auf der entsprechenden Gegenabstützschulter 26 des Gehäuseteiles 11 auf.
  • Das mit dem mittleren Bereich 4o des Gehäuseteiles 11 zusammenwirkende Einsteckelement 12, das in seinem oberen Bereich mit einer Abdeckplatte 44 zusammenwirkt, ist in seinem Inneren mit einem handelsüblichen, und deshalb in den Figuren der Zeichnung nur schematisch dargestellten Varistor 45 ausgestattet, der eine Silizium-Karbid-Pulverscheibe 83 aufweist und an dessen Endbereichen zwei Anschlußkontaktfahnen 46,47 vorgesehen sind. Diese Anschlußkontaktfahnen 46,47 wirken in der weiter unten noch zu beschreibenden, insbesondere aus der Fig. 6 ersichtlichen Art und Weise mit den Kontaktelementen 22 und 23 des Einsteckelementes 12 zusammen. Der Varistor 45 wird, wie auch aus Fig. 3 ersichtlich, von einer Isolierplatte 48 abgedeckt, auf deren dem Varistor 45 abgewandten Seite ein Stift 49 zur Aufnahme des bereits erwähnten Stellgliedes 5o angeordnet ist, dessen unteres Ende 24 zur Außenseite hin keilförmig ausgebildet ist und in der in Fig. 1 gezeigten Lage durch eine Durchtrittsöffnung 51 des Einsteckelementes 12 hindurchragt. Das Stellglied 5o ist also drehbar um den Stift 49 gelagert und wirkt an seinem oberen Ende 52 über eine längliche Ausnehmung 53 mit einem an der Defektanzeige 2o angeformten Zapfen 54 ausweichbar zusammen, d.h. die Defektanzeige 2o kann über das obere Ende 52 des Stellgliedes 5o verstellt werden. Die Defektanzeige 2o ist dabei in ihrer von außen sichtbaren Seite mit verschiedenen Farbmarkierungen versehen und wirkt außerdem über den Zapfen 54 mit einer Zugfeder 55 zusammen, die über einen an der Isolierplatte 48 befindlichen Steg 56 abgestützt wird und deren der Defektanzeige 2o gegenüberliegendes Ende mit einem an der Isolierplatte 48 angeformten weiteren Stift 57 zusammenwirkt.
  • Das in den Unterbringungsraum 13 des Gehäuseteiles 11 einsteckbare Zusatzmodul 14 weist in seinem Inneren eine Schalteinrichtung 77 auf, mit einem Kunststoffelement 58, das über Bolzen 59 und 6o befestigt ist. In dieses Kunststoffelement 58 ist an jeder Seite ein elektrischer Kontakt 61 und 62 eingebettet, zwischen denen sich hindurch, ebenfalls in das Kunststoffelement 58 eingebettet, ein Federkontaktbügel 63 erstreckt. Dieser wirkt an seinem unteren Ende mit einer Übertotpunktfeder 64 zusammen, die im der Durchtrittsöffnung 51 des Einsteckelementes 12 benachbarten Bereich mit einem keilförmigen Kunststoffelement 65 zusammenwirkt. Dieses Kunststoffelement 65 wirkt über eine Durchtrittsöffnung 66 mit dem aus dem Einsteckelement 12 herausragenden Ende 24 des Stellgliedes 5o zusammen, d.h. also, daß bei Beaufschlagung dieses Kunststoffelement 65 durch das über eine Zustandsänderung im Einsteckelement 12 in eine Drehbewegung versetzte Stellglied 5o über die Übertotpunktfeder 64 der Federkontaktbügel 63 von einer ersten Kontaktstellung mit dem Kontakt 62 in eine zweite Kontaktstellung mit dem Kontakt 61 überführt wird, so daß hierüber die in dem Einsteckelement 12 vollzogene, und an der Defektanzeige 2o sichtbare Zustandsänderung zusätzlich an einer Fernanzeige sichtbar gemacht werden kann. Dabei sind außerdem die Kontakte 61 und 62 sowie der Federkontaktbügel 63 an der der Übertotpunktfeder 64 abgewandten Seite über im Bereich oberhalb der Abstützschulter 25 im Zusatzmodul 14 vorgesehene Anschlußvorrichtungen 67, die auch aus der Fig. 5 der Zeichnung zu erkennen sind, mit den stromzuführenden Zuleitungen verbunden, die in am Zusatzmodul 14 dafür vorgesehene Aufnahmen 68 eingeführt und mit nicht näher bezeichneten Befestigungsmitteln dort festgelegt werden können.
  • Aus den Fig. 3 und 6 der Zeichnung wird nun ersichtlich, wie die einzelnen Anschlußkontaktfahnen 46,47 des in dem Einsteckelement 12 befindlichen Varistors 45 mit den Kontaktzungen 22,23 in Wirkverbindung stehen. Diese Anschlußkontaktfahnen 46,47 haben in ihren Endabschnitten 84,85 eine im Querschnitt gesehen etwa L-förmige Gestalt und reichen mit diesen Endabschnitten 84,85 bis an den Boden 86 des Einsteckelementes 12 heran. Die Anschlußkontaktfahne 46 ist nun, wie aus der Fig. 6 ersichtlich, über eine eutektische Lötstelle 79 mit einem flexiblen Sicherungsband 78 verbunden, welches eine etwa S-förmige Gestalt aufweist und im Bereich des Bodens 86 des Einsteckelementes 12 dem Ende 24 des Stellgliedes 5o benachbart angeordnet ist. Dieses Sicherungsband 78 weist eine Sollbruchstelle 80 auf und wirkt im Bereich dieser Sollbruchstelle 80 mit dem keilförmig ausgebildeten Ende 24 des Stellgliedes 5o über einen Bolzen 81 zusammen. Außerdem steht das gegenüberliegende Ende des Sicherungsbandes 78 mit dem innerhalb des Einsteckelementes 12 befindlichen, im Querschnitt ebenfalls etwa L-förmigen Ende der Kontaktzunge 22 in elektrischem Kontakt. Die andere Anschlußkontaktfahne 47 wirkt demgegenüber unmittelbar mit dem entsprechenden Ende der anderen Kontaktzunge 23 zusammen. Die Kontaktzungen 22,23 sind ihrerseits, siehe auch Fig. 2, über in den Figuren der Zeichnung nicht näher bezeichnete, an der Rückwand des Einsteckelementes 12 befindliche Stifte in diesen befestigt und wirken in der in Fig. 3 angezeigten Weise mit den im mittleren Bereich 4o des Gehäuseteiles 11 befindlichen, klemmbackenartig ausgebildeten Gegenkontaktelementen 75,76 zusammen.
  • In den Fig. 4 und 5 sind nun die beiden möglichen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Überspannungsableiters 1o dargestellt, und zwar einmal aus Fig. 4 mit in den Unterbringungsraum 13 eingesetztem Blindmodul 7o, das an der dem Einsteckelement 12 zugewandten Seite im Bereich der Durchtrittsöffnung 51 für das keilförmige Ende 24 des Stellgliedes 5o eine Durchtrittsöffnung 82 aufweist, so daß auch bei eingesetztem Blindmodul 70 ein Defekt des Überspannungsschutzelementes an der Defektanzeige 2o sichtbar gemacht werden kann, und zum anderen aus Fig. 5 mit in den Unterbrechungsraum 13 eingesetztem Zusatzmodul 14. Aus diesen beiden Figuren, sowie auch insbesondere aus Fig. 6 ist außerdem ersichtlich, daß das Einsteckelement 12 ein Unverwechselbarkeitsmerkmal in Form von an seinen Seitenwänden 71,72 befindlichen, unterschiedlich breiten Führungsnuten 73,74 aufweist.
  • Tritt nun beim Betrieb der mit diesem Überspannungsableiter 10 zu schützenden elektrischen Anlage eine Störung auf, die einen Defekt des Überspannungsschutzelementes verursacht, so kann dieser Defekt bei eingesetztem Blindmodul 70 über die Defektanzeige 2o und bei eingesetztem Zusatzmodul 14 über die Defektanzeige 2o und eine Fernanzeige sichtbar gemacht werden. Dabei wird durch die besondere Ausgestaltung des mit dem Varistoren 45 und dem Stellglied 5o in Wirkverbindung stehenden Sicherungsbandes 78 bzw. durch die Art der Verbindung dieser Elemente untereinander erreicht, daß sowohl bei energiereichen Überspannungen, wie z.B. nahen Blitzeinschlägen, als auch bei wiederholt auftretenden, kleineren Überspannungen ein Schutz gewährleistet ist, da in dem einen Fall die Sollbruchstelle zerstört wird und in dem anderen Fall die eutektische Lötstelle schmilzt, wodurch danach jeweils über die beschriebenen Mittel die Anzeige eines Defektes ausgelöst wird. Das jeweils defekte Überspannungsschutzelement kann dann durch einen Austausch des Einsteckelementes 12 ersetzt werden, ohne dazu die mehrere Überspannungsableiter überdeckende Abdeckplatte 44 entfernen zu müssen.
  • Wie bereits erwähnt, sind die dargestellten Ausführungsformen nur beispielsweise Verwirklichungen der Erfindung, diese ist nicht darauf beschränkt. Es sind vielmehr noch mancherlei Abänderungen und Ausbildungen möglich. So könnte z.B. das Zusatzmodul auf eine andere Weise in dem Überspannungsableiter festgelegt sein, als in den Figuren der Zeichnung dargestellt, ebenso ist eine andere Ausgestaltung des das Einsteckelement aufnehmenden Gehäuseteiles denkbar.
  • Bezugszeichenliste:
  • 10
    Überspannungsableiter
    11
    Gehäuseteil
    12
    Einsteckelement
    13
    Unterbringungsraum (an 11)
    14
    Zusatzmodul
    15
    Unterseite (von 11)
    16
    Haltevorrichtung (an 15)
    17
    Haltevorrichtung (an 15)
    18
    Haltevorrichtung (an 15)
    19
    Oberseite (von 12)
    2o
    Defektanzeige
    21
    Unterseite (von 12)
    22
    Kontaktzunge
    23
    Kontaktzunge
    24
    Ende (von 5o)
    25
    Abstützschulter (von 14)
    26
    Gegenabstützschulter (von 11)
    27
    Führungssteg (von 14)
    28
    Seitenfläche (von 11)
    29
    Seitenfläche (von 11)
    30
    Durchtrittsöffnung
    31
    Durchtrittsöffnung
    32
    Aufnahme
    33
    Aufnahme
    34
    Kontaktelement
    35
    Kontaktelement
    36
    Endabschnitt (von 34)
    37
    Endabschnitt (von 35)
    38
    Aufnahme (für 36)
    39
    Aufnahme (für 37)
    40
    mittlerer Bereich (von 11)
    41
    Durchtrittsöffnung (für 23)
    42
    Durchtrittsöffnung (für 22)
    43
    Ausnehmung (in 13)
    44
    Abdeckplatte
    45
    Varistor
    46
    Anschlußkontaktfahne
    47
    Anschlußkontaktfahne
    48
    Isolierplatte
    49
    Stift (an 48)
    5o
    Stellglied
    51
    Durchtrittsöffnung (für 24)
    52
    oberes Ende (von 5o)
    53
    längliche Ausnehmung
    54
    Zapfen (an 2o)
    55
    Zugfeder
    56
    Steg (an 48)
    57
    Stift (an 48)
    58
    Kunststoffelement
    59
    Bolzen (für 58)
    60
    Bolzen (für 58)
    61
    Kontakt
    62
    Kontakt
    63
    Federkontaktbügel
    64
    Übertotpunktfeder
    65
    Kunststoffelement (an 64)
    66
    Durchtrittsöffnung (in 14 für 24)
    67
    Anschlußvorrichtung
    68
    Aufnahme
    69
    erdseitiges Verbindungselement
    70
    Blindmodul
    71
    Seitenwand (von 12)
    72
    Seitenwand (von 12)
    73
    Führungsnut (an 71)
    74
    Führungsnut (an 72)
    75
    Gegenkontaktelement (bei 4o)
    76
    Gegenkontaktelement (bei 4o)
    77
    Schalteinrichtung (von 14)
    78
    Sicherungsband
    79
    eutektische Lötstelle
    80
    Sollbruchstelle (von 78)
    81
    Bolzen (an 5o bei 24)
    82
    Durchtrittsöffnung
    83
    Silizium-Karbid-Pulverscheibe
    84
    Endabschnitt (von 46)
    85
    Endabschnitt (von 47)
    86
    Boden (von 12)

Claims (14)

  1. Überspannungsableiter für elektrische Anlagen, bestehend aus einem Gehäuseteil und einem Einsteckelement, wobei das Einsteckelement mit einem Stellglied, einer Defektanzeige sowie mit Kontaktzungen ausgestattet ist, denen entsprechende Gegenkontaktelemente zugeordnet sind, wobei zwischen diesen Kontaktzungen Überspannungsschutzelemente, wie Varistoren, angeordnet sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Überspannungsleiter (10) einen wahlweise ein Zusatzmodul (14) zur Fernanzeige des Defektes oder ein Blindmodul (70) aufnehmenden Unterbringungsraum (13) aufweist, wobei das Zusatzmodul (14) bzw. Blindmodul (70) in den Unterbringungsraum (13) einführbar ist.
  2. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbringungsraum (13) in dem Gehäuseteil (11) des Überspannungsableiters (1o) integriert ist.
  3. Überspannungsableiter nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseteil (11) eine etwa U-förmige Gestalt aufweist, und daß das mit diesem in Wirkverbindung stehende Einsteckelement (12) eine etwa quadratische Gestalt aufweist.
  4. Überspannungsableiter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Defektanzeige (2o) an der Oberseite (19) des Einsteckelementes (12) angeordnet ist.
  5. Überspannungsableiter nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsteckelement (12) an der der Defektanzeige (2o) gegenüberliegenden Unterseite (21) mit zwei Kontaktzungen (22,23) ausgestattet ist.
  6. Überspannungsableiter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsteckelement (12) ein Unverwechselbarkeitsmerkmal vorzugsweise in Form von an seinen Seitenwänden (71,72) befindlichen, unterschiedlich breiten Führungsnuten (73,74) aufweist.
  7. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite des Gehäuseteiles (11) Haltevorrichtungen (16,17,18) zwecks Zusammenwirkens mit einer Führungsschiene angeordnet sind.
  8. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Kontaktzungen (22,23) zusammenwirkenden Gegenkontaktelemente (75,76) als im mittleren Bereich (4o) des Gehäuseteiles (11) angeordnete Endabschnitte (36,37) von durch das Gehäuseteil (11) hindurchgeführten Kontaktelementen (34,35) ausgebildet sind.
  9. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzmodul (14) eine mit dem Stellglied (5o) des Einsteckelementes (12) zusammenwirkende Schalteinrichtung (77) aufweist.
  10. Überspannungsableiter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzmodul (14) eine Durchtrittsöffnung (66) sowie ein mit der Schalteinrichtung (77) in Wirkverbindung stehendes Betätigungselement (65) aufweist und das im benachbarten Bereich das Einsteckelement (12) ebenfalls eine Durchtrittsöffnung (51) zwecks Durchtritts des keilförmig ausgebildeten Endes (24) des Stellgliedes (5o) aufweist.
  11. Überspannungsableiter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (5o) drehbar um einen Stift (49) gelagert ist und an seinem oberen Ende (52) mit der Defektanzeige (2o) über einen Zapfen (54) ausweichbar verbunden ist.
  12. Überspannungsableiter nach Anspruch 1 mit einem mit dem in dem Einstellelement (12) befindlichen Varistor (45) verbundenen Sicherungsband (78), dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungsband (78) flexibel, S-förmig gefaltet ausgebildet ist, mit dem Varistor (45) über eine eutektische Lötstelle verbunden ist und außerdem eine zusätzliche Sollbruchstelle (80) aufweist.
  13. Überspannungsableiter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (5o) im Bereich seines keilförmigen Endes (24) einen Bolzen (81) aufweist, der im Bereich der Sollbruchstelle (80) mit dem Sicherungsband (78) verbunden ist.
  14. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Unterbringungsraum (13) bedarfsweise einsetzbare Blindmodul (70) eine Durchtrittsöffnung (82) aufweist.
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