EP1854109B1 - Überspannungsableiter mit mindestens einem ableitelement, beispielsweise einem varistor - Google Patents

Überspannungsableiter mit mindestens einem ableitelement, beispielsweise einem varistor Download PDF

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EP1854109B1
EP1854109B1 EP07717672A EP07717672A EP1854109B1 EP 1854109 B1 EP1854109 B1 EP 1854109B1 EP 07717672 A EP07717672 A EP 07717672A EP 07717672 A EP07717672 A EP 07717672A EP 1854109 B1 EP1854109 B1 EP 1854109B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bridge
surge arrester
arrester
conductor section
solder
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.)
Not-in-force
Application number
EP07717672A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1854109A1 (de
Inventor
Peter Zahlmann
Edmund ZÄUNER
Sascha Ludewig
Richard Daum
Georg Wittmann
Florian Gaeck
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.)
Dehn SE and Co KG
Original Assignee
Dehn and Soehne GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Dehn and Soehne GmbH and Co KG filed Critical Dehn and Soehne GmbH and Co KG
Publication of EP1854109A1 publication Critical patent/EP1854109A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1854109B1 publication Critical patent/EP1854109B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-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
    • H01C7/10—Non-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
    • H01C7/12—Overvoltage protection resistors; Arresters
    • H01C7/126—Means for protecting against excessive pressure or for disconnecting in case of failure

Definitions

  • the invention relates to a surge arrester having at least one dissipation element, for example a varistor and a separating device to one or the Ableitiata one or all poles to disconnect from the network, wherein the separating device comprises a solder joint, which is integrated into the electrical connection path within the arrester, wherein a movable conductor section or a movable conductive bridge is connected to the discharge element on the one hand and the conductor section or the bridge is connected to an external electrical connection of the discharge conductor via the soldering point, and furthermore comprising a biasing force-generating spring, the corresponding force vector being directly or indirectly applied to the conductor section. or the bridge acts in the separation direction, according to the preamble of patent claim 1.
  • the separating device comprises a solder joint, which is integrated into the electrical connection path within the arrester, wherein a movable conductor section or a movable conductive bridge is connected to the discharge element on the one hand and the conductor section or the bridge is connected to an external electrical connection of
  • a solder joint is arranged as a thermal fuse in which one of the soldered supply line parts with a, this supply line in the direction away from the soldering biasing spring is in communication.
  • the supply line can be designed as a flexible, rope-like conductor, but here problems occur at high surge currents.
  • the spring-biased supply line through a bridge to connect, while both ends are in contact via solder joints with other supply lines.
  • the lead part which is movable, has inherently rigid properties and can be made with a relatively large cross-section of highly conductive material. This results in a high surge current resistance. Due to the intended two interruption points a particularly safe separation of the surge arrester is to be effected by the network.
  • the bridge is viewed in cross-section double-L-shaped.
  • the two supply line sections connected by the bridge can be arranged relatively far apart in this way.
  • the bridge according to EP 0 905 839 B1 to be provided at one end with a web on which a biasing force generating spring is fixed.
  • pluggable surge arresters after EP 0 905 839 B1 to provide an optical defect display, comprising a arranged in the end face of the upper part opening and a movably mounted in the interior of the upper part lever, which extends from the region of the aperture to the trajectory of the conductive bridge and the first end located in the region of the opening a signal plate wearing.
  • the signal plate has, on its surface facing the opening, a marking which is typical for the corresponding operating state. The marking can be spent by the bridge during its opening movement, taking into account the existing lever of a non-visible through the opening in a viewable position.
  • the solder joint which holds the bridge under spring biasing force, has a solder with a defined melting point.
  • the melting point is chosen so that it is not reached in heat energies that can take the arrester undamaged.
  • the solder joint thus remains effective as long as the surge arrester is undamaged but is released at higher heat energies.
  • solders are only limited able to absorb mechanical forces, in particular shear forces.
  • the latter in turn means that the spring biasing force, which acts on the bridge and the corresponding solder joint, is subject to a narrow limitation.
  • a limited spring force is detrimental to a rapid separation movement of the rigid bridge part, especially when due to the eutectic behavior of the solder no immediate melting of the soldering occurs.
  • a soldering point of a thermal switch opening in the current path between the mains connection and varistor is provided when the varistor overheats under spring force.
  • One of the contacts of the Lotstelle is located on a loaded by the spring force in the opening direction fixed housing contact clip.
  • a predetermined breaking point is arranged, whose cross-section and thus mechanical resistance moment is smaller than the cross section of the contact clip in its remaining course.
  • the basic idea of the invention is therefore that in addition a thermally actuable blocking element blocks the movable conductor section or the intended movable conductive bridge with regard to the permanently acting prestressing force vector, so that the soldering point of the separating device is not subjected to permanent force-side loading.
  • the possibility is given to let large spring forces take effect, which realize a fast movement during the actual separation. Under these conditions, the breaking capacity of the separating device in the case of becoming active this is significantly improved.
  • the thermally triggered blocking element engages on the one hand in an angled portion of the conductor portion and on the other hand counteracted on the arrester housing or a housing partition wall of the arrester and standing with the arrester in thermal, heat-conducting contact.
  • the thermally actuable blocking element as a bolt-like part blocks the movement path of a lever transmission which is arranged between the spring and the conductor section.
  • the thermally actuable blocking element can be made as a preformed part from a low-melting solder or be manufactured in such a way.
  • the properties of the solder for the thermally-releasable barrier element can be determined solely from a mechanical point of view, e.g. high tensile strength, can be selected.
  • Ausgestaltend the movable conductor portion can be formed as a spring tongue, so that there is a further support of the separation movement in case of failure.
  • the leverage can be associated with an optical defect indicator to signal the failure or failure state of the diverter.
  • the movable conductor portion is a stamped and bent part, which has a molded outer terminal, in particular in the form of a plug contact.
  • this part can be manufactured inexpensively and easily assembled without much effort.
  • the activation temperature of the blocking element is smaller than the melting temperature of the solder joint.
  • a lever member covers a first way to abut the conductor portion or the Bridge can then be used this distance traveled to trigger a telecommunications contact or an optical display, which or signals that a critical increase in temperature took place, to indicate in this way that it is expedient to replace the surge arrester.
  • the biasing force which is preferably generated with a spring arrangement, assume a higher value compared to the possible continuous load of the solder joint to ensure the desired very fast separation movement of the conductor portion or the conductive bridge in case of failure.
  • the actual surge arrester 3 is inserted in the space formed by the two legs of the U-shaped base part 1, the actual surge arrester 3 is inserted.
  • Corresponding plug contacts 4 on the surge arrester 3 engage Contact recesses 5 in the base part 1 a.
  • a coding 6 on the one hand in the base part 1 and on the other hand in the surge arrester 3 prevents the insertion of incorrect or inappropriate arrester.
  • the surge arrester 3 has in its interior the actual arrester, not shown, e.g. a varistor disc.
  • the varistor disk located behind the partition wall 7 has two connections.
  • a first terminal 8 is connected to the left-side plug contact 4 via a conductor part 9 in connection.
  • a second terminal 10 is passed through the partition wall 7 and connected there via a solder joint 11 with a movable conductor section 12.
  • the movable conductor section 12 merges into the plug contact 4 arranged on the right side.
  • a lever-like executed separation block 13 has an optical defect indicator 14 on the upper side.
  • the optical defect indicator 14 adjacent engages a first end of a spring 15, wherein the second end of the spring 15 is fixed in the region of the partition wall 7.
  • the spring 15 causes a biasing force on the Abtrennbock 13 and the plunger 16 on the movable conductor portion 12 and thus the solder joint 11th
  • the surge arrester 3 still has a housing 18 with a window 19 with respect to the optical defect indicator 14.
  • Fig. 2 is of a similar construction as the Fig. 1 outlined.
  • thermally releasable blocking element 17 is not located as a locking pin in the separation block, but in the region of the movable conductor portion 12 and symbolized by the reference numeral 20.
  • the thermally triggered locking element that the biasing force of the spring 15, the solder joint 11 permanently applied to the result of undesirable tensile or shear forces. Only when the melting temperature of the solder preform 20 is reached, the force path is released and it can be carried out in a known manner with further temperature increase after reaching the solder temperature with respect to the solder joint 11 of the separation process.
  • the movable conductor section 12 can be made in one piece with the right-hand plug contact 4 as a stamped and bent part and used to facilitate assembly.
  • the Fig. 3 and 4 show a third embodiment of the invention with two-stage load or defect indicator.
  • Fig. 3 This represents the state in which no critical thermal loads for the surge arrester have yet occurred and in which the blocking element 17 has not yet been triggered.
  • Fig. 3 and 4 is the thermally triggered locking element 17 part of a two-stage load or defect display, with a hinged lever arm 28 is present, the lever arm 29 engages in a locking slide 24.
  • This locking slide 24 is connected to a stop 27 of a bridge actuating part 23 in mechanical contact and locks this bridge operating part 23 in the state according to Fig. 3 ,
  • the bridge actuating member 23 is held under bias of a spring 15 and has a recess 26 in which a nose 25 of the conductive bridge 22 engages.
  • the lever arm 28 of the locking element 17 is held by a solder pin or plunger 30 as the actual thermal barrier element, the melting temperature of this solder pin or Lotbolzens 30 may be smaller than the temperature of the solder, which the bridge 22 to the respective terminal of the diverter and the plug contact 4 connects.
  • the Hebelarmende 29 engages in a groove-shaped recess of the locking slide 24 in order to take this movement side can.
  • the bias of the spring 15 can be made very large, without causing undesirable mechanical continuous load on the bridge-side solder joint or several solder joints located there.
  • this higher bias of the spring 15 causes a very rapid opening and thus separating the diverter in the load case. Due to the arrangement of the solder pin or soldering bolt 30 directly on or in the partition wall 7 and thus in the immediate vicinity of the diverter, the heat generated in this element in the load case is passed directly to the solder pin or 30, so that for a safe response of the solder material in the sense of desired thermal tripping is ensured.
  • the bridge actuation part 23 may have a tongue 33 for receiving the spring 15, which at the same time serves to guide the bridge actuation part 23 by means of spaced guide elements 34.
  • Bridge operating part 23 has this existing projections on holes 35. If a U-shaped bracket is inserted into the holes 35, regardless of the assembly of other parts, in particular the locking element 17, the execute the soldering of the bridge 22 in a particularly easy way possible. Namely, in this case, the bracket not shown in the figures blocks the movement of the bridge operating member 23 by being engaged with the outer edge of the partition wall 7. In the holes 35, a soldering pin or soldering bolt 30 can also be integrated to realize the function of locking.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Überspannungsableiter mit mindestens einem Ableitelement, beispielsweise einem Varistor sowie eine Abtrennvorrichtung, um das oder die Ableitelemente ein- oder allpolig vom Netz zu trennen, wobei die Abtrennvorrichtung eine Lötstelle umfaßt, welche in den elektrischen Anschlußpfad innerhalb des Ableiters eingebunden ist, wobei über die Lötstelle ein beweglicher Leiterabschnitt oder eine bewegliche leitende Brücke mit dem Ableitelement einerseits und der Leiterabschnitt oder die Brücke andererseits mit einem elektrischen Außenanschluß des Ableiters verbunden ist, sowie weiterhin umfassend eine Vorspannkraft erzeugende Feder, wobei der diesbezügliche Kraftvektor mittelbar oder unmittelbar auf den Leiterabschnitt- oder die Brücke in Abtrennrichtung wirkt, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Überspannungsableiter, auch in steckbarer Bauart, gehören seit vielen Jahren zum Stand der Technik. Bei steckbaren Überspannungsableitern wird von einem Unterteil mit Kontaktaufnahmen und einem Oberteil mit in die Kontaktaufnahmen einschiebbaren Kontaktstiften und mit einem zwischen diesen Kontaktstiften angeordneten Überspannungsableitelement, vorzugsweise Varistor, ausgegangen.
  • In der Zuleitung zum Überspannungsableitelement ist als thermische Sicherung eine Lötstelle angeordnet, bei welcher einer der verlöteten Zuleitungsteile mit einer, dieses Zuleitungsteil in Richtung weg von der Lötstelle vorspannenden Feder in Verbindung steht.
  • Das Zuleitungsteil kann als flexibler, seilartiger Leiter ausgeführt werden, wobei jedoch hier Probleme bei hohen Stoßströmen auftreten.
  • Aufgrund der Stoßstromproblematik wurde gemäß der EP 0 905 839 B1 vorgeschlagen, das federvorgespannte Zuleitungsteil durch eine Brücke zu verbinden, während beide Enden über Lötstellen mit weiteren Zuleitungsteilen in Kontakt stehen. Das Zuleitungsteil, welches beweglich ist, weist in sich starre Eigenschaften auf und kann mit relativ großem Querschnitt aus gut leitendem Material gefertigt werden. Damit ergibt sich eine hohe Stoßstromfestigkeit. Aufgrund der vorgesehenen zwei Unterbrechungsstellen soll eine besonders sichere Abtrennung des Überspannungsableiters vom Netz bewirkt werden.
  • In Weiterbildung der Lehre nach EP 0 905 839 B1 ist vorgesehen, daß die Brücke im Querschnitt betrachtet Doppel-L-förmig ausgebildet ist. Die beiden durch die Brücke verbundenen Zuleitungsabschnitte können auf diese Weise relativ weit auseinander liegend angeordnet werden. Ebenfalls vorbekannt ist es, die Brücke gemäß EP 0 905 839 B1 an einem Ende mit einem Steg zu versehen, an welchem eine eine Vorspannkraft erzeugende Feder festgelegt ist.
  • Ergänzend besteht die Möglichkeit, bei steckbaren Überspannungsableitern nach EP 0 905 839 B1 eine optische Defektanzeige vorzusehen, umfassend eine in der Stirnseite des Oberteils angeordnete Durchbrechung sowie einen im Inneren des Oberteils beweglich gelagerten Hebel, welcher sich vom Bereich der Durchbrechung bis in die Bewegungsbahn der leitenden Brücke erstreckt und dessen erstes, im Bereich der Durchbrechung befindliches Ende ein Signalplättchen trägt. Das Signalplättchen weist auf seiner der Durchbrechung zugewandten Oberfläche eine für den entsprechenden Betriebszustand typische Markierung auf. Die Markierung kann durch die Brücke bei deren Öffnungsbewegung unter Beachtung des vorhandenen Hebels von einer durch die Durchbrechung nicht einsehbaren in eine einsehbare Position verbracht werden.
  • Die Lötstelle, welche die Brücke, die unter Federvorspannkraft steht, hält, besitzt ein Lot mit definiertem Schmelzpunkt. Der Schmelzpunkt ist so gewählt, daß er bei Wärmeenergien, die der Ableiter unbeschädigt aufnehmen kann, noch nicht erreicht wird. Die Lötverbindung bleibt damit, so lange der Überspannungsableiter unbeschädigt ist, wirksam, wird aber bei größeren Wärmeenergien gelöst.
  • Unter Beachtung der den Normvorschriften genügenden maximalen Betriebstemperatur im Inneren derartiger Überspannungsableiter müssen relativ niedrig schmelzende Lote eingesetzt werden. Derartige Lote sind nur begrenzt in der Lage, mechanische Kräfte, insbesondere Scherkräfte, aufzunehmen.
  • Letzteres wiederum bedeutet, daß die Federvorspannkraft, welche auf die Brücke und die entsprechende Lötstelle wirkt, einer engen Begrenzung unterliegt. Eine begrenzte Federkraft jedoch ist einer schnellen Trennbewegung des starren Brückenteils abträglich, insbesondere dann, wenn aufgrund des eutektischen Verhaltens des Lotes kein sofortiges Durchschmelzen der Lötstelle eintritt.
  • Aus der DE 93 05 796 U1 ist eine Überspannungsschutzanordnung mit einem in einem Gehäuse untergebrachten Varistor vorbekannt.
  • Bei dieser gattungsbildenden Anordnung ist eine bei Überhitzung des Varistors unter Federkraft sich öffnende Lotstelle eines Thermoschalters im Stromweg zwischen Netzanschluss und Varistor vorgesehen. Einer der Kontakte der Lotstelle befindet sich an einem durch die Federkraft in Öffnungsrichtung belasteten Gehäuse fest angebrachten Kontaktbügel. Im Verlauf des Kontaktbügels ist eine Sollbruchstelle angeordnet, deren Querschnitt und damit mechanisches Widerstandsmoment kleiner als der Querschnitt des Kontaktbügels in seinem übrigen Verlauf ist.
  • Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, einen weiterentwickelten Überspannungsableiter mit insbesondere thermischer Abtrennvorrichtung anzugeben, welcher ein sehr sicheres lichtbogenarmes Abtrennverhalten im Störungsfall zeigt und der eine hohe Langzeitstabilität insbesondere mit Blick auf die Lötverbindung der thermischen Trennstelle besitzt.
  • Die Lösung der Aufgabe der Erfindung wird von einem Überspannungsableiter in seiner Definition gemäß Merkmalskombination nach Patentanspruch 1 gelöst, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.
  • Der Grundgedanke der Erfindung liegt demgemäß darin, daß zusätzlich ein thermisch auslösbares Sperrelement den beweglichen Leiterabschnitt oder die vorgesehene bewegliche leitfähige Brücke hinsichtlich des dauerwirkenden Vorspannkraftvektors blockiert, so daß die Lötstelle der Abtrennvorrichtung keiner permanenten kraftseitigen Belastung ausgesetzt ist.
  • Durch dieses zusätzliche z.B. Lotformteil ist eine Arretierung gegeben, welche erst bei Erreichen der einzustellenden Schmelztemperatur einer Entriegelung unterliegt, so daß die vorgespannte Feder dann die Abtrennvorrichtung aktiviert.
  • Die sensible Lötstelle der elektrischen Abtrennvorrichtung ist nicht permanent einer Federkraft oder Federvorspannung ausgesetzt. Unter Beachtung dieser Tatsache ist es nunmehr möglich, die Auslegung der mechanischen Baugruppen, d.h. der Feder, des Abtrennhebels und der jeweiligen Hebelverhältnisse zu korrigieren und zu optimieren.
  • Insbesondere ist gemäß der Erfindung die Möglichkeit gegeben, große Federkräfte wirksam werden zu lassen, die eine schnelle Bewegung während der eigentlichen Abtrennung realisieren. Unter diesen Bedingungen wird das Ausschaltvermögen der Abtrennvorrichtung im Falle des Aktivwerdens dieser erheblich verbessert.
  • Bei einer Ausführungsform der Erfindung greift das thermisch auslösbare Sperrelement einerseits in einen Abwinklungsbereich des Leiterabschnitts ein und ist andererseits am Ableitergehäuse oder einer Gehäusetrennwand des Ableiters gegengelagert und mit dem Ableiter in thermischem, wärmeleitendem Kontakt stehend.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung blockiert das thermisch auslösbare Sperrelement als bolzenartiges Teil den Bewegungsweg einer Hebelübersetzung, welche zwischen Feder und Leiterabschnitt angeordnet ist.
  • Das thermisch auslösbare Sperrelement kann als vorgeformtes Teil aus einem niedrig schmelzenden Lot bestehen bzw. derartig gefertigt werden.
  • Die Eigenschaften des Lotes für das thermisch auslösbare Sperrelement können ungeachtet elektrischer Parameter allein unter mechanischem Aspekt, wie z.B. hohe Zugkraftbeständigkeit, ausgewählt werden.
  • Ausgestaltend kann der bewegliche Leiterabschnitt als Federzunge ausgebildet werden, so daß hier eine weitere Unterstützung der Trennbewegung im Störungsfall gegeben ist.
  • Die Hebelübersetzung kann mit einer optischen Defektanzeige in Verbindung stehen, um den Störungs- bzw. Ausfallzustand des Ableitelements zu signalisieren.
  • Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, unter Rückgriff auf die Hebelübersetzung oder die Bewegung des Leiterabschnitts einen Fernmeldekontakt zu aktivieren.
  • Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist der bewegliche Leiterabschnitt ein Stanz-Biegeteil, welches einen angeformten Außenanschluß, insbesondere in Form eines Steckkontakts besitzt. Damit kann dieses Teil kostengünstig gefertigt und leicht ohne größeren Aufwand montiert werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Aktivierungstemperatur des Sperrelements kleiner als die Schmelztemperatur der Lötstelle. Damit wird die Sperrelementfunktion beim Ansteigen der Temperatur hinein in den kritischen Bereich aufgehoben, so daß beim weitere Ansteigen der Temperatur im Störungsfall die Abtrennbewegung ungehindert auslösbar ist bzw. erfolgen kann.
  • Wird beispielsweise bei einer Hebelübersetzung dafür Sorge getragen, daß beim Erreichen der Aktivierungstemperatur des Sperrelements ein Hebelteil einen ersten Weg zurücklegt, um in Anschlag mit dem Leiterabschnitt oder der Brücke zu gelangen, dann kann dieser zurückgelegte Weg genutzt werden, um einen Fernmeldekontakt oder eine optische Anzeige auszulösen, welcher bzw. welche signalisiert, daß eine kritische Temperaturerhöhung stattfand, um auf diese Weise anzuzeigen, daß es zweckmäßig ist, den Überspannungsableiter auszutauschen.
  • Im Vergleich zu bisherigen thermischen Trennvorrichtungen kann die Vorspannkraft, welche bevorzugt mit einer Federanordnung erzeugt wird, einen im Vergleich zur möglichen Dauerbelastung der Lötstelle höheren Wert annehmen, um im Störungsfall die gewünschte sehr schnelle Abtrennbewegung des Leiterabschnitts oder der leitenden Brücke zu gewährleisten.
  • Die Erfindung soll nachstehend eines Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
  • Hierbei zeigen:
    • Fig. 1
    eine erste beispielhafte Darstellung der erfindungsgemäßen Lösung mit einem Lotformteil, welches im Abtrennbock unter thermischem Kontakt mit einer Varistorscheibe stehend, befindlich ist,
    Fig. 2
    eine Ausführungsform, bei der das Lotformteil des Sperrelements direkt auf bzw. am Leiterabschnitt angeordnet ist und über eine Gegenlagerung in der Gehäusetrennwand verfügt, und
    Fig. 3
    und 4 eine dritte Ausführungsform der Erfindung mit zweistufiger Belastungs- oder Defektanzeige.
  • Bei den Darstellungen nach den Fig. 1 und 2 wird von einem steckbaren Überspannungsableiter mit einem Basisteil ausgegangen. Dieses Basisteil 1 besitzt eine rückseitige Ausnehmung mit Mitteln zur Hutschienenbefestigung 2.
  • In den von den beiden Schenkeln des U-förmigen Basisteils 1 gebildeten Freiraum wird der eigentliche Überspannungsableiter 3 eingesteckt. Entsprechende Steckkontakte 4 am Überspannungsableiter 3 greifen in Kontaktausnehmungen 5 im Basisteil 1 ein. Eine Kodierung 6 einerseits im Basisteil 1 und andererseits im Überspannungsableiter 3 verhindert das Einsetzen nicht korrekter oder ungeeigneter Ableiter.
  • Der Überspannungsableiter 3 weist in seinem Inneren den nicht gezeigten eigentlichen Ableiter, z.B. eine Varistorscheibe auf.
  • Die hinter der Trennwand 7 befindliche Varistorscheibe verfügt über zwei Anschlüsse. Ein erster Anschluß 8 steht mit dem linksseitigen Steckkontakt 4 über ein Leiterteil 9 in Verbindung.
  • Ein zweiter Anschluß 10 wird durch die Trennwand 7 hindurchgeführt und dort über eine Lötstelle 11 mit einem beweglichen Leiterabschnitt 12 verbunden.
  • Der bewegliche Leiterabschnitt 12 geht in den rechtsseitig angeordneten Steckkontakt 4 über.
  • Ein hebelartig ausgeführter Abtrennbock 13 weist an der Oberseite eine optische Defektanzeige 14 auf.
  • Der optischen Defektanzeige 14 benachbart greift ein erstes Ende einer Feder 15 ein, wobei das zweite Ende der Feder 15 im Bereich der Trennwand 7 fixiert ist. Damit bewirkt die Feder 15 eine Vorspannkraft über den Abtrennbock 13 und den Stößel 16 auf den beweglichen Leiterabschnitt 12 und damit die Lötstelle 11.
  • Das thermisch auslösende Sperrelement 17, z.B. als Lotformteil ausgeführt, sitzt im Abtrennbock 13 und sperrt diesen bolzenartig über eine entsprechende Gegenlagerung in der Trennwand 7.
  • Durch das thermisch auslösbare Sperrelement 17 ist der Kraftvektor der Vorspannkraft blockiert, so daß die Lötstelle 11 der Abtrennvorrichtung keiner permanenten kraftseitigen Belastung ausgesetzt ist.
  • Der Überspannungsableiter 3 weist noch ein Gehäuse 18 mit einem Fenster 19 bezüglich der optischen Defektanzeige 14. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird von einer ähnlichen Konstruktion wie zur Fig. 1 erläutert ausgegangen.
  • Allerdings ist hier das thermisch auslösbare Sperrelement 17 nicht als Sperrbolzen im Abtrennbock, sondern im Bereich des beweglichen Leiterabschnitts 12 befindlich und mit dem Bezugszeichen 20 symbolisiert.
  • Auch bei dieser Ausführungsform verhindert das thermisch auslösbare Sperrelement, daß die Vorspannkraft der Feder 15 die Lötstelle 11 dauerhaft mit der Folge unerwünschter Zug- oder Scherkräfte beaufschlagt. Erst dann, wenn die Schmelztemperatur des Lotformteils 20 erreicht ist, wird der Kraftweg freigegeben und es kann bei weiterem Temperaturanstieg nach Erreichen der Lottemperatur hinsichtlich der Lötstelle 11 der Abtrennvorgang in bekannter Weise erfolgen.
  • Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, kann der bewegliche Leiterabschnitt 12 mit dem rechtsseitigen Steckkontakt 4 einstückig als Stanzbiegeteil gefertigt und montageerleichternd verwendet werden.
  • Die Fig. 3 und 4 zeigen eine dritte Ausführungsform der Erfindung mit zweistufiger Belastungs- oder Defektanzeige.
  • Fig. 3 stellt hierbei den Zustand dar, bei welchem noch keine kritischen thermischen Belastungen für den Überspannungsableiter eingetreten sind und bei dem das Sperrelement 17 noch nicht ausgelöst wurde.
  • Fig. 4 hingegen zeigt den Zustand nach Auslösung des Sperrelements 17.
  • Bei den Darstellungen gemäß Fig. 3 und 4 ist das thermisch auslösbare Sperrelement 17 Bestandteil einer zweistufigen Belastungs- oder Defektanzeige, wobei ein gelenkig angeschlagener Hebelarm 28 vorhandenen ist, dessen Hebelarmende 29 in einen Sperrschieber 24 eingreift. Dieser Sperrschieber 24 steht mit einem Anschlag 27 eines Brückenbetätigungsteils 23 im mechanischen Kontakt und sperrt dieses Brückenbetätigungsteil 23 im Zustand gemäß Fig. 3.
  • Das Brückenbetätigungsteil 23 ist unter Vorspannung einer Feder 15 gehalten und weist eine Ausnehmung 26 auf, in welcher eine Nase 25 der leitenden Brücke 22 eingreift.
  • Im Zustand des blockierten Brückenbetätigungsteils 23 aufgrund der Wirkung des Sperrschiebers 24 ist, wie in Fig. 3, Detail A gezeigt, ein Spiel zwischen der Ausnehmung 26 und der Nase 25 vorhanden, was bedeutet, daß die Kraft der Feder 15 nicht auf eine kritische Lötverbindung übertragen wird, die sich zwischen der Brücke 22, dem jeweiligen Anschluß des Ableitelements und dem Steckkontakt 4 befindet.
  • Es nimmt also das Sperrelement mit seinem Sperrschieber 24 die Federvorspannung des Brückenbetätigungsteils 23 im nicht ausgelösten Zustand auf und leitet die Federvorspannkraft ab. Im ausgelösten Zustand hingegen tritt der Sperrschieber 24 außer Kontakt mit dem Anschlag 27 des Brückenbetätigungsteils 23 mit der Folge, daß das Spiel gemäß der Darstellung des Details A nach Fig. 4 verschwindet. Erst in diesem Fall kommt die Wirkung der Feder 15 zum Erzeugen einer Vorspannkraft über das Brückenbetätigungsteil 23 hin zur Brücke 22 zur Geltung.
  • Der Hebelarm 28 des Sperrelements 17 wird von einem Lotstift oder Lotbolzen 30 als dem eigentlichen thermischen Sperrelement gehalten, wobei die Schmelztemperatur dieses Lotstifts oder Lotbolzens 30 kleiner sein kann als die Temperatur des Lotes, welches die Brücke 22 mit dem jeweiligen Anschluß des Ableitelements und dem Steckkontakt 4 verbindet.
  • Wenn beispielsweise eine thermische Belastung des Überspannungsableiters eingetreten ist, die noch nicht zu einem Funktionsausfall des eigentlichen Ableitelements geführt hat, jedoch für das zukünftige Betriebsverhalten oder den Austauschzyklus des Ableiters von Bedeutung ist, wird unter Wirkung der Feder 32 der Hebelarm 28 in einer Position gemäß Darstellung der Fig. 4 nach links überführt, und zwar unter Mitnahme des Sperrschiebers 24, welcher mit einer optischen Defektanzeige 14 in Verbindung steht. Diese optische Defektanzeige 14 gelangt dann in den Bereich eines nicht dargestellten Fensters und signalisiert die aufgetretene thermische Belastung.
  • Wie aus den figürlichen Darstellungen 3 und 4 deutlich wird, greift das Hebelarmende 29 in einen nutförmigen Rücksprung des Sperrschiebers 24 ein, um diesen bewegungsseitig mitnehmen zu können.
  • Durch die Blockierwirkung zwischen dem Sperrschieber 24 und dem Anschlag 27 des Brückenbetätigungsteils 23 kann die Vorspannung der Feder 15 sehr groß gewählt werden, ohne daß es zu einer unerwünschten mechanischen Dauerbelastung der brückenseitigen Lötstelle oder mehrerer dort befindlicher Lötstellen kommt. Andererseits bewirkt diese höhere Vorspannung der Feder 15 ein sehr schnelles Öffnen und damit Abtrennen des Ableitelements im Belastungsfall. Durch die Anordnung des Lotstifts oder Lotbolzens 30 unmittelbar an oder in der Trennwand 7 und damit in unmittelbarer Nähe des Ableitelements wird die in diesem Element im Belastungsfall entstehende Wärme direkt zum Lotstift oder Lotbolzen 30 geführt, so daß für ein sicheres Ansprechverhalten des Lotmaterials im Sinne der gewünschten thermischen Auslösung gesorgt ist.
  • Das Brückenbetätigungsteil 23 kann zur Aufnahme der Feder 15 eine Zunge 33 aufweisen, die gleichzeitig der Führung des Brückenbetätigungsteils 23 mittels beabstandeter Führungselemente 34 dient.
  • Zur Erleichterung der Montage insbesondere des unter Vorspannung der Feder 15 stehenden Brückenbetätigungsteils 23 besitzt dieses an Fortsätzen vorhandene Bohrungen 35. Wenn in die Bohrungen 35 ein U-förmiger Bügel eingesteckt wird, ist unabhängig von der Montage weiterer Teile, insbesondere des Sperrelements 17, das Ausführen des Verlötens der Brücke 22 in besonders leichter Weise möglich. In diesem Falle nämlich blockiert der in den Figuren nicht dargestellte Bügel durch sein Inanschlagkommen mit der Außenkante der Trennwand 7 die Bewegung des Brückenbetätigungsteils 23. In die Bohrungen 35 kann auch ein Lötstift oder Lötbolzen 30 integriert werden, um die Funktion des Sperrens zu realisieren.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Basisteil
    2
    Mittel zur Hutschienenbefestigung
    3
    Überspannungsableiter
    4
    Steckkontakt
    5
    Kontaktausnehmung
    6
    Kodierung
    7
    Trennwand
    8
    erster Anschluß
    9
    Leiterteil
    10
    zweiter Anschluß
    11
    Lötstelle
    12
    beweglicher Leiterabschnitt
    13
    Abtrennbock
    14;31
    optische Defektanzeigen
    15;32
    Federn
    16
    Stößel
    17
    thermisch auslösbares Sperrelement
    18
    Gehäuse
    19
    Fenster
    20
    Sperrelement in der Ausführungsform nach Fig. 2 (Lotformteil)
    21
    zweiter Anschluß gemäß drittem Ausführungsbeispiel
    22
    Brücke
    23
    Brückenbetätigungsteil
    24
    Sperrschieber
    25
    Nase
    26
    Ausnehmung
    27
    Anschlag
    28
    Hebelarm
    29
    Hebelarmende
    30
    Lotstift oder Lotbolzen
    33
    Zunge
    34
    Führungselemente
    35
    Bohrung

Claims (14)

  1. Überspannungsableiter (3) mit mindestens einem Ableitelement, beispielsweise einem Varistor sowie einer Abtrennvorrichtung, um das oder die Ableitelemente ein- oder allpolig vom Netz zu trennen, wobei die Abtrennvorrichtung eine Lötstelle (11) umfaßt, welche in den elektrischen Anschlußpfad innerhalb des Ableiters eingebunden ist, wobei über die Lötstelle (11) ein beweglicher Leiterabschnitt (12) oder eine bewegliche leitende Brücke (22) mit dem Ableitelement einerseits und der Leiterabschnitt (12) oder die Brücke (22) andererseits mit einem elektrischen Außenanschluß des Ableiters verbunden ist, sowie weiterhin umfassend eine Vorspannkraft erzeugende Feder (15), wobei der diesbezügliche Kraftvektor mittelbar oder unmittelbar auf den Leiterabschnitt (12) oder die Brücke (22) in Abtrennrichtung wirkt,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    ein thermisch auslösbares Sperrelement (17) den beweglichen Leiterabschnitt (12) oder die bewegliche leitende Brücke (22) hinsichtlich des Vorspannkraftvektors blockiert, so daß die Lötstelle (11) der Abtrennvorrichtung keiner permanenten kraftseitigen Belastung ausgesetzt ist.
  2. Überspannungsableiter (3) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das thermisch auslösbare Sperrelement (17) einerseits in einen Abwinklungsbereich des Leiterabschnitts (12) eingreift und andererseits am Ableitergehäuse (18) oder Gehäusetrennwand (7) des Ableiters (3) gengengelagert ist.
  3. Überspannungsableiter (3) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das thermisch auslösbare Sperrelement (17) als bolzenartiges Teil den Bewegungsweg einer Hebelübersetzung blockiert, welche zwischen Feder (15) und Leiterabschnitt (12) angeordnet.
  4. Überspannungsableiter (3) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das thermisch auslösbare Sperrelement (17) ein vorgeformtes Teil aus einem niedrigschmelzenden Lot ist.
  5. Überspannungsableiter (3) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der bewegliche Leiterabschnitt (12) als Federzunge (33) ausgebildet ist.
  6. Überspannungsableiter (3) nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Hebelübersetzung mit einer optischen Defektanzeige (14) in Verbindung steht.
  7. Überspannungsableiter (3) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der bewegliche Leiterabschnitt (12) ein Stanzbiegeteil ist, welches einen angeformten Außenanschluß, insbesondere Steckanschluß (4) besitzt.
  8. Überspannungsableiter (3) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Aktivierungstemperatur des Sperrelements kleiner als die Schmelztemperatur der Lötstelle (11) ist.
  9. Überspannungsableiter (3) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Vorspannkraft einen im Vergleich zur möglichen Dauerbelastung der Lötstelle (11) höheren Wert einnimmt, um im Störungsfall eine sehr schnelle Abtrennbewegung des Leiterabschnitts (12) oder der leitenden Brücke (22) zu gewährleisten.
  10. Überspannungsableiter (3) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das thermisch auslösbare Sperrelement (17) Bestandteil einer zweistufigen Belastungs- oder Defektanzeige ist und einen gelenkig angeschlagenen Hebelarm (28) umfaßt, dessen Hebelarmende (29) in einen Sperrschieber (25) eingreift, welcher mit einem Anschlag (27) eines Brückenbetätigungsteils (23) im mechanischen Kontakt steht,
    das Brückenbetätigungsteil (23) unter Federvorspannung gehalten ist und eine Ausnehmung (26) aufweist, in welche eine Nase (25) der leitenden Brücke hineinreicht, wobei das Sperrelement (17) mit seinem Sperrschieber (24) die Federvorspannung des Brückenbetätigungsteils (23) im nicht ausgelösten Zustand aufnimmt und kraftseitig ableitet derart, daß zwischen Ausnehmung (26) und Nase (25) ein Spiel verbleibt und im ausgelösten Zustand hingegen der Sperrschieber (24) außer Kontakt mit dem Anschlag (27) des Brückenbetätigungsteils gelangt.
  11. Überspannungsableiter (3) nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Sperrschieber (24) mit einer optischen Defektanzeige (14) verbunden ist.
  12. Überspannungsableiter (3) nach Anspruch 10 oder 11,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Hebelarm (28) über einen Lotstift oder Lotbolzen (30) als thermisches Sperrelement gesichert ist.
  13. Überspannungsableiter (3) nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Schmelztemperatur des Lotstifts oder Lotbolzens (30) geringer als die Schmelztemperatur des Lotes ist, welches die Brücke (22) mit dem jeweiligen Anschluß des Ableitelements und dem Steckkontakt (4) verbindet.
  14. Überspannungsableiter (3) nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Brückenbetätigungsteil (23) mit einer weiteren optischen Defektanzeige (31) verbunden ist.
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