EP1999828B1

EP1999828B1 - Assembly housing arrangement for the pulsed current resistant integration of at least one pre-made electrical breakdown fuse

Info

Publication number: EP1999828B1
Application number: EP08708478A
Authority: EP
Inventors: Georg Wittmann; Josef Birkl; Jens Ehrler
Original assignee: Dehn and Soehne GmbH and Co KG
Current assignee: Dehn SE and Co KG
Priority date: 2007-04-03
Filing date: 2008-01-31
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2028-01-31
Also published as: WO2008119575A1; EP1999828A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Montagegehäuseanordnung zur impulsstromfesten Integration mindestens einer vorgefertigten Spannungsdurchschlagsicherung, insbesondere auf Funkenstreckenbasis, mit oder ohne integriertem Gasentladungsableiter gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a mounting housing arrangement for the pulse current fixed integration at least one prefabricated voltage breakdown, in particular spark gap base, with or without integrated gas discharge according to the preamble of claim 1.

Funkenstreckeneinsätze als Spannungsdurchschlagsicherung zum Schutz von einschienigen Gleisstromkreisen sind beispielsweise aus der DE 199 21 772 C2 vorbekannt.Spark gap inserts as voltage breakdown protection for the protection of einschienigen track circuits are, for example, from DE 199 21 772 C2 previously known.

Ein derartiger Funkenstreckeneinsatz als Spannungsdurchschlagsicherung weist eine Luftfunkenstrecke auf, gebildet aus mindestens zwei in einem isolierenden Gehäuse angeordneten, gegenüberliegenden metallischen, scheibenförmigen Elektroden. Die scheibenförmigen Elektroden stehen bezogen auf das isolierende Gehäuse über und können mit entsprechenden Anschlussstücken oder Anschlussplatten in Kontakt treten.Such a spark gap insert as a voltage breakdown fuse has an air gap, formed from at least two arranged in an insulating housing, opposite metallic disk-shaped electrodes. The disc-shaped electrodes are based on the insulating housing over and can come into contact with corresponding fittings or connection plates.

Zwischen den Elektroden, diese teilweise bedeckend, ist eine Isolatorschicht oder Isolatorscheibe befindlich, wobei sich die Luft-Überschlagsstelle innerhalb des Gehäuses zwischen den Elektroden ausbildet.Between the electrodes, partially covering them, there is an insulator layer or insulator disk, with the air flashover point forming within the housing between the electrodes.

Bei einer Ausführungsvariante einer Spannungsdurchschlagsicherung weist mindestens eine der scheibenförmigen Elektroden eine Ausnehmung oder Vertiefung auf, wobei ein Gasentladungsableiter, die jeweiligen Elektrodenflächen kontaktierend, in den durch die Ausnehmung oder Vertiefung gebildeten Hohlraum eingesetzt ist, so dass sich eine elektrische Parallelschaltung von Luftfunken- und Gasentladungsstrecke mit abgestuftem Ansprechverhalten ergibt.In one embodiment variant of a voltage breakdown fuse, at least one of the disk-shaped electrodes has a recess or depression, wherein a gas discharge conductor, contacting the respective electrode surfaces, is inserted into the cavity formed by the recess or recess, so that there is an electrical parallel connection of air spark gap and gas discharge gap graded response results.

Hierbei ist die Luftfunkenstrecke als Spannungssicherung gegen netzfrequente Oberleitungsspannung durch dauerhafte Kurzschlussbildung und funktionsgetrennt die Gasentladungsstrecke als Spannungssicherung gegen Überspannung durch Blitzeinwirkung und Netzfolgeströme ausgelegt.In this case, the air gap as a voltage protection against line frequency line voltage by permanent short circuiting and functionally separates the gas discharge path designed as a voltage protection against overvoltage due to lightning and line follower currents.

Spahnungsdurchschlagsicherungen haben die Aufgabe, betriebsmäßig nicht geerdete Anlagenteile im Bereich schienengebundener Verkehrstechnik beim Überschreiten einer bestimmten, zulässigen Spannung kurzschlusssicher zu erden.Trace breaker fuses have the task of grounding non-earth-grounded plant components in the area of rail-bound traffic engineering when a specific, permissible voltage is exceeded in a short-circuit-proof manner.

Derartige Spannungsdurchschlagsicherungen werden für Schutzfunktionen in der Rückleitung von Gleichstrom- und Wechselstrom bahnen eingesetzt, wobei Anlagenteile im Oberleitungs- und Stromabnehmerbereich bei Überschreiten der Ansprechspannung dauerhaft mit der Rückleitung verbindbar sind, so dass aufgrund des flleßenden netzfrequenten Kurzschluss- bzw. Fehlerstroms der Schutz im Unterwerk auslöst.Such voltage breakdown fuses are used for protective functions in the return line of DC and AC tracks, wherein system parts in the catenary and pantograph area when the response voltage is permanently connected to the return line, so that triggers the protection in the substation due to the flowing mains frequency short circuit or fault current ,

Ursache für das Überschreiten der zulässigen Spannung sind z.B. netzfrequente Überspannungen durch Oberleitungskurzschlüsse und Oberleitungserdschlüsse, verursacht durch Fahrleitungsriss oder sogenannten Erdwischer. Ebenfalls können transiente Überspannungen, verursacht durch direkte Blitzeinschläge, nahe Blitzeinschläge und ferne Blitzeinschläge und damit einhergehend sich fortpflanzende Überspannungen im Schienensystem als sogenannte leitungsgebundene Wanderwellen zu einem Überschreiten der zulässigen Spannungen führen.Cause of exceeding the allowable voltage are e.g. Mains frequency overvoltages due to catenary short circuits and trolley earth faults caused by catenary rupture or so-called ground wipers. Also transient overvoltages, caused by direct lightning strikes, near lightning strikes and distant lightning strikes and concomitant propagating overvoltages in the rail system as so-called line-bound traveling waves can lead to an exceeding of the permissible voltages.

Um das Auftreten gefährlicher Überspannungen zwischen isolierten Gleisen von elektrischen Bahnen und geerdeten Anlagenteilen zu verhindern, werden die vorerwähnten Spannungsdurchschlagsicherungen eingesetzt.In order to prevent the occurrence of dangerous overvoltages between insulated tracks of electrical tracks and grounded parts of the system, the aforementioned voltage breakdown fuses are used.

Im Falle eines Fahrleitungskurzschlusses bzw. Erdschlusses tritt dann ein sicherer Potentialausgleich durch hochstromfestes Verschweißen der Elektroden auf.In the case of a catenary short circuit or ground fault then occurs a secure equipotential bonding by high current resistant welding of the electrodes.

Ein bevorzugtes Einsatzgebiet für Spannungsdurchschlagsicherungen ist die sogenannte "offene Bahnerdung" leitfähiger Bauteile im Oberleitungs- und Stromabnehmerbereich nach DIN EN 50122-1 für Gleichstrom- und Wechselstrombahnen.A preferred application for voltage breakdown is the so-called "open rail manure" conductive components in the overhead line and Current collector area according to DIN EN 50122-1 for DC and AC railways.

Bei Wechselstrombahnen ist die unmittelbare Bahnerdung die bevorzugte Schutzmethode für die Sicherheit von Personen und zum Schutz der Anlage. Wenn Fahrschienen beispielsweise aus Gründen der Gleisfreimeldung nicht unmittelbar geerdet werden dürfen, stellen Spannungsdurchschlagsicherungen bei Überschreiten ihrer Ansprechspannung eine stromtragfähige Verbindung zur Rückleitung her.In the case of alternating current railways, direct railway traffic is the preferred method of protection for the safety of persons and for the protection of the installation. If rails are not allowed to be earthed directly, for example, for reasons of track vacancy, voltage breakdown fuses will produce a current-carrying connection to the return line if their response voltage is exceeded.

Bei Gleichstrombahnen werden durch den Einsatz von Spannungsdurchschlagsicherungen direkte Verbindungen von geerdeten Anlagenteilen mit den Fahrschienen verhindert. Dies vermeidet Streustromkorrosion an den Fahrschienen und angrenzenden Anlagen.In direct current railways, the use of voltage breakdown fuses prevents direct connections of grounded system components to the rails. This avoids stray current corrosion on the rails and adjacent systems.

Bisher bekannt gewordene Spannungsdurchschlagsicherungen arbeiten mit festmontierten, vorgegebenen Anschlussleitungen mit vorgefertigter Leitungslänge und einem fixen Leitungsquerschnitt.Previously known voltage breakdown fuses work with fixed, predetermined connecting cables with prefabricated cable length and a fixed cable cross-section.

Bedingt durch die vorgegebene Anschlussleitung ist der Querschnitt der Anschlussleitung auf eine maximal ausgewiesene Kurzschlussfestigkeit abgestimmt. Bei Einbauorten mit einem tatsächlich niedrigeren Kurzschlussstrom ist dann die Leitung bezogen auf den Querschnitt überdimensioniert. Bei einem tatsächlich höheren Kurzschlussstrom kann der Querschnitt nicht entsprechend erhöht werden.Due to the specified connecting cable, the cross-section of the connecting cable is tuned to a maximum rated short-circuit rating. For installation sites with an actually lower short-circuit current, the line is oversized relative to the cross-section. With an actually higher short-circuit current, the cross-section can not be increased accordingly.

Ebenfalls problematisch ist die Einbindung bekannter Spannungsdurchschlagsicherungen in elektrische Schaltanlagen durch nichtkompatible Befestigungselemente.Another problem is the integration of known voltage breakdown fuses in electrical switchgear by incompatible fasteners.

Beim Austausch der Spannungsdurchschlagsicherungen unter Betriebsbedingungen ist zu beachten, dass im Regelfall eine zusätzliche externe Kurzschlussverbindung notwendig ist, um bei noch anliegender Fehlerspannung aus Personenschutzgründen unzulässig hohe Berührungsspannungen zu vermeiden.When replacing the voltage breakdown fuses under operating conditions, it should be noted that as a rule an additional external short-circuit connection is necessary in order to be able to continue with the connection For reasons of personal safety, avoid fault voltage for impermissibly high contact voltages.

Auch besitzen bisherige Lösungen des Standes der Technik keine Anzeigemöglichkeit für den Zustand vor Ort oder durch Fernabfrage. Aus diesem Grund werden im Fehlerfall auf den bestimmten Glelsabschnitten vorsorglich alle Spannungsdurchschlagsicherungen ausgetauscht, um möglichst schnell den Bahnbetrieb wieder aufnehmen zu können.Also, previous solutions of the prior art have no indication of the condition on site or by remote access. For this reason, in case of failure on the specific Glelsabschnitten precautionary all voltage breakdown fuses are exchanged in order to resume railway operations as quickly as possible.

Aus der GB 813,680 A ist eine Anordnung zum Verhindern von Explosionen in einem Überspannungsschutz bekannt. Der Überspannungsschutz weist in einem Porzellangehäuse integrierte Funkenstrecken auf. Das Porzellangehäuse hat Öffnungen zur Aufnahme der Funkenstrecken und einen Gasaufnahmeraum, der sich von einer Öffnung ausgehend innerhalb des Porzellangehäuses erstreckt. Die innere Wand des Gehäuses besitzt eine die Funkenstrecken aufnehmende zentrierende Form.From the GB 813,680 A An arrangement for preventing explosions in a surge protector is known. The overvoltage protection has integrated spark gaps in a porcelain housing. The porcelain housing has openings for receiving the spark gaps and a gas receiving space extending from an opening within the porcelain housing. The inner wall of the housing has a spark gap receiving centering shape.

Aus dem Vorgenannten ist es daher die Aufgabe der Erfindung, eine Montagegehäuseanordnung gemäß Stand der Technik aufzuzeigen, welche ein einfaches Auswechseln einer defekten Baugruppe ermöglicht und wobei in eine quasi Standard-Gehäuseanordnung verschiedene Spannungsdurchschlagsicherungen mit entsprechend angepassten Parametern einsetzbar sind. Die zu schaffende Montagegehäuseanordnung soll darüber hinaus das Einbinden in elektrische Schaltanlagen mit dort vorgesehenen üblichen Befestigungselementen gestatten.From the foregoing, it is therefore an object of the invention to provide a mounting housing assembly according to the prior art, which allows easy replacement of a defective assembly and wherein in a quasi-standard housing arrangement different voltage breakdown with appropriate adjusted parameters can be used. The to be created mounting housing assembly should also allow the integration into electrical switchgear with there provided conventional fasteners.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch die Merkmalskombination gemäß der Lehre nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.The object of the invention is achieved by the combination of features according to the teaching of claim 1, wherein the dependent claims represent at least expedient refinements and developments.

Erfindungsgemäß umfasst die Montagegehäuseanordnung zur impulsstromfesten Integration mindestens einer vorgefertigten Spannungsdurchschlagsicherung, insbesondere auf Funkenstreckenbasis, einen Grundkörper aus einem druckbelastbaren, isolierenden Material. Dieser Grundkörper kann aus einem Kunststoffmaterial in Spritzguss- oder Spitzpresstechnik kostengünstig gefertigt werden.According to the invention, the mounting housing arrangement for the pulse-current-proof integration of at least one prefabricated voltage breakdown fuse, in particular on a spark gap basis, comprises a base body of a pressure-resistant, insulating material. This body can be made out a plastic material in injection molding or compression molding technology are manufactured inexpensively.

Der Grundkörper weist an mindestens einer Seite eine Öffnung zur Aufnahme eines Einsatzes in Form der Spannungsdurchschlagsicherung auf, wobei die Öffnung eine Kontur besitzt, welche den Einsatz seitlich lagefixiert.The base body has on at least one side an opening for receiving an insert in the form of the voltage breakdown, wherein the opening has a contour which fixes the side of the insert laterally.

Von der Öffnung ausgehend und mit dieser in Verbindung stehend erstreckt sich ein Druckausgleichsraum innerhalb des Grundkörpers.Starting from the opening and communicating therewith, a pressure equalization space extends within the body.

An gegenüberliegenden Seiten des Grundkörpers befinden sich Kontaktbleche, die mit dem Grundkörper in mechanischer Verbindung stehen.On opposite sides of the body there are contact plates, which are in mechanical communication with the body.

Die Öffnung reicht hin bis zu den Kontaktblechen und wird von diesen verschlossen.The opening extends to the contact plates and is closed by these.

Weiterhin gelangt der in der Öffnung befindliche Einsatz in elektrische Verbindung mit den zur Öffnung hin befindlichen Flächen der Kontaktbleche.Furthermore, the insert located in the opening comes into electrical connection with the surfaces of the contact plates which are located towards the opening.

An den Außenseiten der Kontaktbleche sind in Längsachsenrichtung der Gesamtanordnung orientierte Kontaktstücke als Außenkontakte vorgesehen. Diese Kontaktstücke können z.B. die Form eines Kontaktmessers oder aber auch eines Kontaktstifts aufweisen und auf diese Weise in bekannte, komplementär ausgebildete Klemmen eingesetzt werden.On the outer sides of the contact plates oriented contact pieces are provided as external contacts in the longitudinal axis direction of the overall arrangement. These contact pieces may e.g. have the shape of a contact blade or even a contact pin and are used in this way in known, complementarily formed terminals.

In einer Ausgestaltung der Erfindung sind am Grundkörper und/oder an den Kontaktblechen Fortsätze in Form von Montagelaschen vorgesehen. Mit Hilfe eines Werkzeugs, das an den Montagelaschen angreift, kann die gesamte Gehäuseanordnung in eine Schaltanlage eingesetzt oder entfernt werden.In one embodiment of the invention extensions in the form of mounting tabs are provided on the base body and / or on the contact plates. With the help of a tool that acts on the mounting tabs, the entire housing assembly can be inserted or removed in a switchgear.

Bevorzugt sind die Montagelaschen als Bestandteil des jeweiligen Kontaktblechs und an diesen angeformt ausgebildet.Preferably, the mounting tabs are formed as part of the respective contact plate and formed on this.

Die Montagelaschen können als geschlossener Bügel mit einem Rücksprungabschnitt ausgeführt werden, um ein sicheres Greifen zu ermöglichen.The mounting tabs can be designed as a closed bracket with a return portion to allow a secure grip.

In der Öffnung ist bei einer Ausgestaltung der Erfindung eine Kontaktierungs- und Druckhülse zum Herstellen der elektrischen Verbindung zwischen dem Einsatz und dem jeweiligen Kontaktblech befindlich. Hierdurch Ist es möglich, in Anpassung der Abmessungen der Kontaktierungs- und Druckhülse auch verschiedene Einsätze, d.h.In one embodiment of the invention, a contacting and pressure sleeve for making the electrical connection between the insert and the respective contact plate is located in the opening. This makes it possible to adapt the dimensions of the Kontaktierungs- and pressure sleeve and various uses, ie

Spannungsdurchschlagsicherungen unterschiedlicher Bauart und mit unterschiedlichen Parametern zu verwenden, ohne dass ein separater Grundkörper mit anderen Abmessungen gefertigt werden muss.Voltage breakdown fuses of different design and with different parameters to use without a separate body with different dimensions must be made.

Bevorzugt besitzt die Spannungsdurchschlagsicherung als Einsatzteil eine zylindrische Form mit stirnseitig gegenüberliegenden Kontaktflächen. Dann ist die Öffnung als zylindrische Bohrung ausgebildet, wobei sich über einen radialen Teilabschnitt der bereits erwähnte Druckausgleichsraum an diesen zylindrischen Bohrungsbereich anschließt.Preferably, the voltage breakdown protection as an insert has a cylindrical shape with frontally opposite contact surfaces. Then, the opening is formed as a cylindrical bore, which is followed by a radial portion of the aforementioned pressure compensation chamber to this cylindrical bore area.

Die Kontaktbleche mit ihren Kontaktstücken sind austauschbar, um eine Anpassung an unterschiedliche Kontaktklemmenformen zu gestatten. Hierfür können z.B. die Kontaktbleche mit Hilfe von Schrauben am Grundkörper befestigt werden.The contact plates with their contact pieces are interchangeable to allow adaptation to different contact terminal shapes. For this purpose, e.g. the contact plates are fastened to the base body with the aid of screws.

Der Grundkörper weist an mindestens einem Außenseitenabschnitt eine Beschriftungsfläche mit Typen- und/oder Parameterangaben auf.The main body has on at least one outer side portion on a labeling surface with type and / or parameter information.

Die Öffnung im Grundkörper ist bevorzugt als Durchgangsbohrung ausgebildet, welche von den Kontaktblechen verschließbar ist, wobei die Kontaktbleche kraft- und/oder formschlüssig, z.B. mit den bereits erwähnten Schrauben, mit dem Grundkörper verbunden werden.The opening in the base body is preferably formed as a through hole, which is closable by the contact plates, wherein the contact plates non-positively and / or positively, for. be connected to the base body with the screws already mentioned.

Zwischen dem oder den Kontaktblechen und dem Grundkörper ist ein Dichtungs- und Ausgleichsring angeordnet. Dieser bevorzugt aus einem elastischen Material bestehende Ausgleichsring besitzt eine quasi Federwirkung, die für die stromfeste Kontaktierung notwendig ist, und verhindert gleichzeitig, dass durch einen zu hohen Anpressdruck der Einsatz möglicherweise mechanisch deformiert und überlastet wird. Letztendlich sorgt der Dichtungs- und Ausgleichsring dafür, dass die notwendigen IP-Schutzgrade eingehalten werden können, d.h. kein Staub oder Feuchtigkeit in das Innere des Grundkörpers eindringen kann.Between the contact plates or the base body and a sealing and compensation ring is arranged. This preferably made of an elastic material compensating ring has a quasi-spring action, which is necessary for the current-stable contact, and at the same time prevents that by a too high contact pressure of the insert may be mechanically deformed and overloaded. Ultimately, the sealing and compensation ring ensures that the necessary IP degrees of protection can be maintained, ie no dust or moisture can penetrate into the interior of the body.

Am oder im Gehäuse ist bei einer ergänzenden Ausführungsform ein Stromsensor zur Erfassung des Leckstroms im Betriebsfall vorgesehen, wobei über eine erfasste Leckstromänderung eine Abschätzung des Zustands, insbesondere des Alterungsverhaltens der Spannungsdurchschlagsicherung möglich ist.In an additional embodiment, a current sensor for detecting the leakage current during operation is provided on or in the housing, it being possible to estimate the state, in particular the aging behavior of the voltage breakdown fuse, via a detected leakage current change.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.The invention will be explained below with reference to exemplary embodiments and with the aid of figures.

Hereby show:

Fig. 1a und 1bFig. 1a and 1b: Ausführungsformen der Montagegehäuseanordnung mit verschiedenen Kontaktstücken in Explosionsdarstellung;Embodiments of the mounting housing assembly with different contact pieces in an exploded view;
Fig. 1cFig. 1c: eine Querschnittsdarstellung durch den Grundkörper der Montagegehäuseanordnung mit einseitig bereits angeordnetem Kontaktblech nebst Montagelasche;a cross-sectional view through the body of the mounting housing assembly with one side already arranged contact plate together with mounting tab;
Fig. 2Fig. 2: eine perspektivische Ansicht eines kompletten Montagegehäuses mit Kontaktstücken in Form von Messerklemmkontakten unda perspective view of a complete mounting housing with contacts in the form of blade terminal contacts and
Fig. 3Fig. 3: eine Darstellung einer möglichen Verschaltung mit externem Stromsensor und Kontrollelektronik.a representation of a possible interconnection with external current sensor and control electronics.

Die Montagegehäuseanordnung, wie in den Fig. 1a und 1b in Explosionsdarstellung gezeigt, geht von einem Grundkörper 1 aus. Der Grundkörper 1 kann die Form eines Zylinders oder aber auch eines Quaders besitzen.The mounting housing assembly, as in the Fig. 1a and 1b shown in exploded view, starting from a base body 1. The main body 1 may have the shape of a cylinder or else a cuboid.

Im Grundkörper 1 ist eine bevorzugt zylindrische Durchgangsbohrung 20 eingebracht, die sich in Längsachsenrichtung des Grundkörpers 1 erstreckt.In the main body 1, a preferably cylindrical through-bore 20 is introduced, which extends in the longitudinal axis direction of the main body 1.

Die Bohrung 20 ist abgestimmt auf den Außendurchmesser des Einsatzes 2, welcher der vorgefertigten Spannungsdurchschlagsicherung (SDS) entspricht.The bore 20 is matched to the outer diameter of the insert 2, which corresponds to the prefabricated voltage breakdown protection (SDS).

An einer Außenseite des Grundkörpers 1 ist eine Beschriftungsfläche 8 für notwendige Typen- und Parameterangaben vorgesehen.On an outer side of the main body 1, a labeling surface 8 is provided for necessary types and parameters.

Eine Kontakthülse 5, deren Durchmesser wiederum abgestimmt ist auf den Durchmesser des Einsatzes 2, dient einem Längenausgleich und sichert die notwendige Kontaktverbindung zwischen den Stirnseiten des Einsatzes 2 und den zum Grundkörper 1 weisenden Seiten der Kontaktbleche 3, die aus einem metallischen Material bestehen.A contact sleeve 5 whose diameter is in turn matched to the diameter of the insert 2, serves a length compensation and ensures the necessary contact connection between the end faces of the insert 2 and facing the main body 1 sides of the contact plates 3, which consist of a metallic material.

Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass der Grundkörper 1 aus einem Isoliermaterial gefertigt ist und z.B. in Kunststoffspritztechnik hergestellt wird.It should be noted at this point that the main body 1 is made of an insulating material and e.g. produced in plastic injection technology.

Ein elastisches Dichtungs- und Ausgleichselement in Form eines Ringes 4 ist an den beiden gegenüberliegenden Enden des Grundkörpers 1 als Zwischenstück bezogen auf das jeweilige Kontaktblech 3 angeordnet. Mit Hilfe von Schrauben 7 erfolgt dann eine Befestigung der Kontaktbleche 3 mit dem Dichtungs- und Ausgleichsring 4 am Grundkörper 1.An elastic sealing and compensating element in the form of a ring 4 is arranged at the two opposite ends of the main body 1 as an intermediate piece relative to the respective contact plate 3. With the help of screws 7 then attaching the contact plates 3 with the sealing and compensation ring 4 on the base body. 1

An den Kontaktblechen 3 angeformt Ist eine Montagelasche 9 vorhanden, die eine leichte Handhabung der Gehäuseanordnung zum Einsetzen in entsprechende Klemmen, wie in der Fig. 3 gezeigt, gestattet.Formed on the contact plates 3 Is a mounting bracket 9 is provided, which allows easy handling of the housing assembly for insertion into corresponding terminals, as in Fig. 3 shown, allowed.

Die Ausführungsformen nach den Fig. 1a und 1b unterschelden sich in der Gestalt der Kontaktstücke 6. Bei der Lösung nach Fig. 1a ist hier ein quasi flacher, messerförmiger Kontakt vorhanden (siehe auch Fig. 2). Hingegen ist bei der Variante nach Fig. 1b ein stabförmiges Kontaktstück 6 vorliegend.The embodiments according to the Fig. 1a and 1b differ in the shape of the contact pieces 6. In the solution after Fig. 1a Here is a quasi-flat, knife-shaped contact available (see also Fig. 2 ). By contrast, the variant is after Fig. 1b a rod-shaped contact piece 6 present.

Radial von der Bohrung 20 beabstandet erstreckt sich im Inneren des Grundkörpers 1 ein Druckausgleichsraum 10, um beim Ansprechen der Funkenstrecke freigesetzte Gase ohne Zerstörung der Gehäuseanordnung aufnehmen zu können.Radially spaced from the bore 20 extends in the interior of the main body 1, a pressure compensation chamber 10 in order to accommodate released in the response of the spark gap gases without destroying the housing assembly can.

Eine komplett montierte Gehäuseanordnung mit im Inneren befindlicher Spannungsdurchschlagsicherung zeigt Fig. 2. Das Einsetzen einer solchen Gehäuseanordnung mit Spannungsdurchschlagsicherung z.B. in einer Anlage gemäß der Prinzipdarstellung nach Fig. 3 erfolgt unter Zuhilfenahme der Montagelaschen 9, und zwar durch Hineindrücken in eine Kontaktbuchse 15, die z.B. in sogenannter Lyraform ausgebildet sein können. Ebenso dienen dann die Montagelaschen 9, die sich aus der Bildebene gemäß Fig. 3 nach vorn erstrecken, dem leichteren Herausnehmen und Auswechseln der Gesamtanordnung.A fully assembled housing assembly with internal voltage breakdown protection shows Fig. 2 , The insertion of such a housing arrangement with voltage breakdown, for example, in a system according to the schematic representation Fig. 3 takes place with the aid of the mounting tabs 9, by pushing in a contact socket 15, which may be formed, for example, in so-called lyre shape. Likewise, then serve the mounting tabs 9, which are in accordance with the image plane Fig. 3 extend forward, the easier removal and replacement of the overall arrangement.

Gemäß der Erfindung wird demnach eine impulsstromfeste Integration des Funkenstreckeneinsatzes 2 In den Isolierenden Grundkörper 1 vorgenommen.According to the invention, therefore, a pulse-current-proof integration of the spark gap insert 2 is made in the insulating body 1.

Die Auswahl des Materials des Grundkörpers 1 und die konstruktive Ausgestaltung ist so vorgenommen, dass ein sicheres Verhalten bei Überlast gegeben ist. Die Innengeometrie ist so ausgeführt, dass mit dem zusätzlichen Druckausgleichsraum eine definierte Druckkontrolle bei Überlast gegeben ist. Weiterhin fixiert die Bohrung 20 den Funkenstreckeneinsatz mechanisch.The selection of the material of the main body 1 and the structural design is made so that a safe behavior is given in case of overload. The internal geometry is designed so that with the additional pressure equalization chamber a defined pressure control is given in case of overload. Furthermore, the bore 20 mechanically fixes the spark gap insert.

Wie bereits dargelegt, kann die Außengeometrie des Grundkörpers 1 vorzugsweise zylindrisch ausgebildet, aber auch n-eckig ausgeführt werden.As already stated, the outer geometry of the main body 1 can preferably be cylindrical, but also be executed in an e-cornered manner.

Die Kontaktbleche 3 können ein ballige Geometrie besitzen derart, dass der Anpressdruck zur Beherrschung der Kurzschlusskräfte ausreicht und Störlichtbögen vermieden werden.The contact plates 3 may have a crowned geometry such that the contact pressure is sufficient to control the short-circuit forces and arc arcs are avoided.

Die Dimensionierung der als Innere Verbindung dienenden Kontakthülse 5 in Querschnitt und Materialauswahl ist so ausgelegt, dass die erforderliche Stoßstromfestigkeit erreicht wird.The dimensioning of the serving as an inner connection contact sleeve 5 in cross-section and material selection is designed so that the required surge current resistance is achieved.

Das zwischen Kontaktblech 3 und Kunststoffgehäuse bzw. Grundkörper 1 jeweils eingebrachte Element 4 in Form eines Dichtungs- und Ausgleichsrings dient dem Ausgleich der Toleranzen der einzelnen im Grundkörper 1 befindlichen Komponenten und sorgt durch die elastischen Eigenschaften und seine Formgebung für die Einhaltung des IP-Schutzgrads, d.h. es wird ein Eindringen von Feuchtigkeit und Staub wirksam verhindert.The introduced between the contact plate 3 and the plastic housing or body 1 each element 4 in the form of a sealing and compensation ring is used to compensate for the tolerances of the individual located in the base body 1 components and ensures the elastic properties and its shape for compliance with the IP degree of protection, ie it is effectively prevented from entering moisture and dust.

Zugleich weist das Ausgleichselement eine Federwirkung auf, die für die stromfeste Kontaktierung notwendig ist und verhindert, dass durch einen zu hohen Anpressdruck der Funkenstreckeneinsatz möglicherweise mechanisch überlastet wird.At the same time, the compensating element on a spring action, which is necessary for the current-tight contact and prevents that may be overloaded mechanically by a too high contact pressure of the spark gap insert.

Die Kontaktstücke 6 können vorzugsweise als flächige Kontakte, wie z.B. Messerkontakte, aber auch als Steckkontakte in runder Form ausgeführt werden. Die spezielle Ausführung erfolgt in Abhängigkeit vom verwendeten Aufnahmegestell bzw. Unterteil der Gesamtanordnung (siehe Fig. 3).The contact pieces 6 can preferably be designed as flat contacts, such as knife contacts, but also as plug contacts in a round shape. The special design is carried out depending on the used mounting frame or lower part of the overall arrangement (see Fig. 3 ).

Die steckbaren, in der Gehäuseanordnung befindlichen Spannungsdurchschlagsicherungselemente 11 und 11' werden gemäß Fig. 3 in einem Trägergestell 12 mit entsprechend ausgeführten Kontaktbuchsen 15 aufgenommen.The pluggable, located in the housing assembly voltage breakdown fuse elements 11 and 11 'are according to Fig. 3 received in a support frame 12 with appropriately designed contact sockets 15.

Das Trägergestell 12 wird vorzugsweise in einer zweipoligen Ausführung für die Aufnahme von zwei SDS-Elementen ausgeführt. Dabei ist ein SDS-Flement kontaktiert (11) und ein weiteres SDS-Element befindet sich In Reserveschaltung (11').The support frame 12 is preferably carried out in a bipolar design for receiving two SDS elements. In this case, an SDS-Flement contacted (11) and another SDS element is in reserve circuit (11 ').

Alternativ zu der Bestückung mit zwei SDS-Elementen kann auch eine Bestückung mit einem einzelnen SDS-Element und einer entsprechend stromtragfähig ausgeführten und für den Einsatz in den entsprechenden Kontaktbuchsen geeigneten Kurzschlussbrücke erfolgen.As an alternative to equipping with two SDS elements, it is also possible to equip it with a single SDS element and a short-circuit bridge designed to be current-carrying and suitable for use in the corresponding contact sockets.

Die Aufnahmen für die SDS-Elemente sind elektrisch parallel verschalten. Diese Parallelverschaltung erfolgt über entsprechende stromtragfähige Verbindungen 13 der beiden SDS-Element-Aufnahmen.The recordings for the SDS elements are electrically connected in parallel. This parallel connection takes place via corresponding current-carrying connections 13 of the two SDS element recordings.

Der externe Anschluss des Trägergestells erfolgt über im Trägergestell integrierte Anschlussklemmen 14.The external connection of the support frame via integrated in the support frame connecting terminals 14th

Selbstverständlich sind auch mehrpolige Kombinationen unterschiedlicher Anschlussklemmen zur Aufnahme unterschiedlicher Anschlussleitungen möglich.Of course, multi-pole combinations of different terminals for receiving different connection cables are possible.

Eine zusätzliche Ausführung zur Schnellbefestigung auf Hutschiene und damit die Integration in elektrische Schaltanlagen ist im Sinne der Erfindung liegend.An additional design for quick mounting on DIN rail and thus the integration in electrical switchgear is within the meaning of the invention.

Durch eine optional vorgesehene Überwachungseinrichtung kann eine mögliche Alterung der SDS-Elemente detektiert werden. Eine Alterung lässt sich durch einen entsprechend erhöhten Leckstrom nachweisen, der über dem im Neuzustand ausgewiesenen Maximalwert liegt.By an optionally provided monitoring device, a possible aging of the SDS elements can be detected. Aging can be detected by a correspondingly increased leakage current, which is above the maximum value indicated in the new state.

Hierfür ist zusätzlich die Integration einer Überwachungseinrichtung für die SDS-Elemente nebst Anzeigeeinrichtung Im Trägergestell möglich.For this purpose, the integration of a monitoring device for the SDS elements in addition to display device in the support frame is also possible.

Diese Überwachungseinrichtung besteht aus einem Stromsensor 16 zur Leckstromüberwachung und einer mit dem Sensor 16 elektrisch verbundenen Kontrollelektronik 17.This monitoring device consists of a current sensor 16 for leakage current monitoring and an electronic control unit 17 electrically connected to the sensor 16.

Der Stromsensor 16 kann in einen Anschlusspfad des Trägergestells, aber auch in den Grundkörper selbst integriert werden.The current sensor 16 can be integrated in a connection path of the support frame, but also in the main body itself.

Die Kontrollelektronik ist durch einstellbare Stromschwellen an den jeweiligen Anwendungsfall anpassbar.The control electronics can be adapted to the respective application by means of adjustable current thresholds.

Letztendlich ermöglicht die optionale Überwachungseinrichtung das Detektieren des Ansprechens der SDS-Elemente. Dies ist über eine Messung des Fehlerstroms möglich, der dann einen einstellbaren Grenzwert überschreitet.Finally, the optional monitor allows detection of the response of the SDS elements. This is possible by measuring the fault current, which then exceeds an adjustable limit.

Die Überschreitung des Grenzwerts kann alternativ oder gleichzeitig zur Anzeige vor Ort noch über einen entsprechenden Schaltkontakt in einer entsprechend übergeordneten Kontrolleinrichtung im Sinne einer Fernmeldung eingebunden werden.The exceeding of the limit value can alternatively or simultaneously for on-site display via a corresponding switching contact in a be integrated according to higher-level control device in the sense of a remote message.

Eine mechanische Verriegelung 18 bzw. Entriegelung der Steckplätze für die SDS-Elemente verhindert, dass beide Plätze gleichzeitig offen, d.h. unbestückt sind. Die mechanische Verriegelung und Entriegelung der beiden Steckplätze verhindern auch, dass ein kurzgeschlossenes SDS-Element entnommen wird, bevor ein zweites paralleles SDS-Element eingesetzt wird.A mechanical lock 18 or unlocking of the slots for the SDS elements prevents both slots being open at the same time, i. are unpopulated. The mechanical locking and unlocking of the two slots also prevents a short-circuited SDS element from being removed before a second parallel SDS element is inserted.

Durch die vorgestellte Lösung ergeben sich einfachere und flexiblere Anschlussmöglichkeiten durch eine erweiterte Klemmenausführung. Außerdem ist eine schnellere Austauschbarkeit der kurzgeschlossenen Sicherungs-Einsätze und dadurch eine Reduzierung der Arbeitsschritte möglich. Die Gestaltung der Kontaktstücke ermöglicht eine Integration in übliche Schaltanlagen. Durch eine Vor Ort-Anzeigeeinrichtung erhöht sich die Personensicherheit und damit auch die Bedienungsfreundlichkeit. Es ist hierdurch eine schnellere und einfachere Detektierung von fehlerhaften, kurzgeschlossenen Spannungsdurchschlagsicherungen möglich.The presented solution results in simpler and more flexible connection options due to an extended terminal design. In addition, a faster interchangeability of the short-circuited fuse inserts and thereby reducing the work steps is possible. The design of the contacts allows integration into conventional switchgear. An on-site display increases personal safety and thus ease of use. It is thereby possible a faster and easier detection of faulty, short-circuited voltage breakdown.

Durch die einstellbare Stromerkennung auch möglicher Streuströme ist die Anlagenverfügbarkeit erhöht, da eine Alterung der einzelnen Spannungsdurchschlagsicherungen erkannt werden kann und ein rechtzeitiger, vorsorglicher Austausch gealteter Elemente vornehmbar ist.Due to the adjustable current detection also possible stray currents, the system availability is increased because an aging of the individual voltage breakdown fuses can be detected and a timely, precautionary replacement of aged elements vornehmbar.

Die jeweilige Montagegehäuseanordnung mit darin aufgenommenem SDS-Element kann mit Hilfe der am Gehäuse angebrachten Montagelaschen durch das Servicepersonal auch bei einem eventuell noch anliegenden Oberleitungskurzschluss gefahrlos mit einer entsprechenden Sicherheitsausrüstung ausgetauscht werden. Die anstehende Fremdspannung kann dabei maximal die Ansprechspannung der entsprechenden Spannungssicherung erreichen. Eine Einhaltung der entsprechenden Spannungs-Zeitkennlinien ist damit gewährleistet. Noch anliegende Fremdspannungen werden angezeigt mit der Folge einer verbesserten Personensicherheit.The respective mounting housing assembly with SDS element accommodated therein can be safely replaced with the appropriate safety equipment with the help of the mounted on the housing mounting tabs by the service personnel in case of a possibly still present trolley short circuit. The pending external voltage can reach a maximum of the operating voltage of the corresponding voltage fuse. Compliance with the corresponding voltage-time characteristics is guaranteed. Still applied external voltages are displayed with the result of improved personal safety.

LIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Grundkörper / KunststoffgehäuseBasic body / plastic housing
22: Einsatz / Spannungsdurchschlagsicherungs-PilleInsert / voltage fuse pill
33: Kontaktblechcontact sheet
44: Dichtungs- und AusgleichsringSealing and compensation ring
55: Kontakthülsecontact sleeve
66: Kontaktstückcontact piece
77: Schraubescrew
88th: Typenschild / BeschriftungsflächeNameplate / labeling area
99: Montagelaschemounting tab
1010: DruckausgleichsraumPressure equalization chamber
1111: Steckplatz für SDS-ElementSlot for SDS element
11'11 ': Steckplatz 2 für SDS-ElementSlot 2 for SDS element
1212: Trägergestellsupport frame
1313: stromtragfähige Verbindungcurrent carrying compound
1414: Anschlussklemmeterminal
1515: KontaktbuchseContact socket
1616: Stromsensorcurrent sensor
1717: Kontrollelektronikcontrol electronics
1818: mechanische Verriegelungmechanical locking
2020: Öffnungopening

Claims

Assembly housing arrangement for the pulsed current resistant integration of at least one pre-fabricated electrical breakdown fuse, in particular based on a spark gap,
wherein a base body (1) made of a pressure-loadable insulating material is provided, which on at least one side has an opening for receiving an insert (2) in the form of the electrical breakdown fuse, wherein the opening (20) has a contour which fixes the insert (2) with respect to its position and, starting at the opening (20), a pressure compensation chamber (10) extends within the base body (1),
characterized in that
on opposite sides of the base body (1) contact plates (3) are located which are mechanically connected to the base body (1), wherein the opening (20) extends as far as the contact plates (3) and is closed off by the same and further the insert (2) located in the opening (20) comes into electrical contact with the contact plates (3) and the outer sides of the contact plates (3) have contact pieces (6) as external contacts which are oriented in the direction of the longitudinal axis of the whole arrangement.
Arrangement according to claim 1,
characterized in that
extensions in the form of assembling tabs (9) are provided on the base body (1) and/or the contact plates (3).
Arrangement according to claim 2,
characterized in that
the assembling tabs (9) are part of the respective contact plate (3) and are formed integrally with the same.
Arrangement according to one of the preceding claims,
characterized in that
a contacting and pressure sleeve (5) is located in the opening (20) for producing the electrical connection between the insert (2) and the respective contact plate (3).
Arrangement according to one of the preceding claims,
characterized in that
the electrical breakdown fuse insert (2) has a cylindrical shape with contact surfaces on the end faces.
Arrangement according to claim 5,
characterized in that
the opening (20) is formed as a cylindrical bore, which is joined via a radial section by the pressure compensation chamber (10).
Arrangement according to one of the preceding claims,
characterized in that
the contact plates (3) can be interchanged with contact pieces (6) so as to allow an adaptation to different contact terminal shapes.
Arrangement according to one of the preceding claims,
characterized in that
the base body (1) has a label surface (8) with type and parameter information on an outer side section.
Arrangement according to one of the preceding claims,
characterized in that
the opening (20) is formed as a through bore which is closable by the contact plates (3), wherein the contact plates (3) are non-positively and/or positively connected to the base body.
Arrangement according to one of the preceding claims,
characterized in that
a sealing and adjustment ring (4) is disposed between the contact plate(s) (3) and the base body (1).
Arrangement according to one of the preceding claims,
characterized in that
a current sensor (16) for detecting the leakage current in the operating case is provided on or in the housing (1), wherein an estimation of the ageing behavior of the electrical breakdown fuse is accomplished by a detected change of the leakage current.