EP2991177A1 - Überspannungsschutzeinrichtung - Google Patents

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EP2991177A1
EP2991177A1 EP15181971.1A EP15181971A EP2991177A1 EP 2991177 A1 EP2991177 A1 EP 2991177A1 EP 15181971 A EP15181971 A EP 15181971A EP 2991177 A1 EP2991177 A1 EP 2991177A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
overvoltage protection
protection device
terminal blocks
terminal
overvoltage
Prior art date
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Granted
Application number
EP15181971.1A
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English (en)
French (fr)
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EP2991177B1 (de
Inventor
Oliver SCHWEHN
Peter Tugendhat
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Thales Management and Services Deutschland GmbH
Original Assignee
Thales Deutschland GmbH
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Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=53969233&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP2991177(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Thales Deutschland GmbH filed Critical Thales Deutschland GmbH
Priority to PL15181971T priority Critical patent/PL2991177T3/pl
Publication of EP2991177A1 publication Critical patent/EP2991177A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2991177B1 publication Critical patent/EP2991177B1/de
Priority to HRP20201168TT priority patent/HRP20201168T1/hr
Active legal-status Critical Current
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T4/00—Overvoltage arresters using spark gaps
    • H01T4/06—Mounting arrangements for a plurality of overvoltage arresters

Definitions

  • the invention relates to an overvoltage protection device for signal and control lines, in particular for a signaling device, for arrangement between an outdoor facility and an indoor facility, with at least two terminal blocks, which are each part of a signal path, wherein the terminal blocks connection contacts for connection to the indoor and outdoor facilities comprising a base terminal having a terminal for discharge to earth, and at least one overvoltage protection device electrically connected to the terminal blocks, wherein a plug housing is provided, in which the overvoltage protection device is installed.
  • Such an overvoltage protection device is, for example, from Phoenix Contact "Network & Signal Quality TRABTECH PLUGTRAB PT-IQ Intelligent Surge Protection System", 2013 known.
  • Railway facilities comprise a plurality of power-operated elements of outdoor facilities, e.g. Bahnsingale or switches, which are connected via lines (signal paths) with an indoor system (for example, a signal box, or the control electronics of the interlocking).
  • the bodies of the outdoor facilities are i.A.
  • inductive coupling or potential differences caused by voltage sources caused, for example, by flash remote strike may result in an overvoltage entry in the control and switching elements (for example interlocking interlocking), which can lead to damage and operational failures.
  • overvoltage protection devices In order to avoid damage and malfunctions in interlockings, it is known to use additional overvoltage protection devices.
  • the effect of overvoltage protection is based on the derivation of overvoltages occurring against earth.
  • a disadvantage of this arrangement is that the overvoltage protection device occupies a lot of space in addition to the separation measuring terminal and the derivative takes place over a relatively long distance, which is associated with high Ableitindukt Schemeen, so that when deriving large interference fields are induced and a higher voltage at the discharge to earth in If an overvoltage occurs.
  • the terminal blocks and the base terminal each have a slot for plugging the plug housing of the overvoltage protection device, wherein the terminal blocks each have a captive separating blade (for example, pivotable) for temporary separation of the signal paths.
  • the overvoltage protection device plugged on a separate base socket and connected by cable to the Trennmess 42nklemme
  • the Trennmess 42nklemmen terminal blocks with disconnector
  • the overvoltage protection is realized by directly plugging the overvoltage protection devices on the Trennmess Herbertn- and base terminals.
  • the connections for individual wires of the signaling device are connected to the terminal blocks and the ground connections to the base terminals.
  • the base clamps are preferably equipped with diverter feet which provide a gas tight and current carrying contact to a mounting rail, e.g. DIN rail mounting rail TS 35, enable, on which the terminal blocks can be mounted.
  • the overvoltage protection device according to the invention so Trennmess 42nklemmen be used as a link, eg between indoor and classifiedanlagenvertreuung.
  • the terminal blocks to be used for the overvoltage protection device according to the invention therefore have to be so dimensioned so that the surge protection device can be plugged without concealing the connection contacts for connection to the indoor and outdoor installation.
  • the connector housing and slot must be designed in such a way that the surge protection devices can be connected shock and vibration-proof according to EN 50125-3, this applies in particular to the area defined outside the tracks according to EN 50125-3 (distance 1-3m from the track).
  • the terminals of the terminal blocks are connections for single cores. Although you can use stranded cables on the side of the outdoor unit, these are then connected as a single wire.
  • the concept according to the invention takes into account that cores of different circuits can be connected to the same overvoltage protection device. This is particularly important for signaling systems, as retained by this special property, the freedom from retroactivity to the safety-related elements of signaling technology.
  • the installation components used terminal block, base terminal
  • the overvoltage protection devices must be approved for use in systems of control and safety technology.
  • overvoltage protection device With the overvoltage protection device according to the invention damage and malfunctions can be avoided in signal boxes, for example, by overvoltages in the wiring to the outdoor facilities, caused by Blitzferneinoeuvre arise.
  • the overvoltage protection device according to the invention can be mounted to save space. It is also advantageous that carried by the connector according to the invention between terminal and surge protective device, the derivative and the signal passage at the same place, ie without line connection between series or base terminal and overvoltage protection device, so that the derived overvoltage can be derived at the lowest possible Ableitinduktesque to earth. Due to the short discharge paths result there is less influence, in particular due to magnetic fields, on surrounding components.
  • the overvoltage protection device according to the invention can also be used in systems other than railway technology, in particular in non-grounded systems, since the overvoltage protection device according to the invention is constructed in an insulated manner and the active parts contained are not accessible.
  • the overvoltage protection device according to the invention at least meets the requirements for degree of protection IP 20.
  • the overvoltage protection device according to the invention is particularly suitable for protection of circuits in which the absence of feedback is imperative for operation.
  • the overvoltage protection device enables a time-shifted installation of various overvoltage protection devices.
  • series and base terminals can be preinstalled, so that the system can also be put into operation without overvoltage protection and later retrofitting is possible.
  • the terminal blocks preferably have at the terminals for the input and output lines a test socket for contacting the signal path, in particular for measurement and testing purposes.
  • the test sockets are preferably on both sides (for indoor and outdoor installation) e.g. be provided for permanent contacting of a measuring device.
  • a plurality of overvoltage protection devices are provided, each having a plug housing, and the arrangement of the terminal blocks has a plurality of slots for plugging the connector housing with the surge protective devices.
  • the overvoltage protection device comprises at least two discharge paths, each discharge path comprising a series connection of a surge arrester and a varistor.
  • the invention thus provides independent diverting elements.
  • a surge arrester for example, serve a gas arrester.
  • varistor and surge arrester it can be ensured that during operation no repercussions of the signaling devices occur.
  • the aging of the components is minimized in normal operation by the prevention of leakage.
  • signal circuits and inputs / outputs carrying AC or DC voltages can be protected.
  • the combination of varistor and surge arrester in series ensures a suppression of the subsequent current.
  • a barrier device is arranged between the discharge paths.
  • the barrier device should avoid that the discharge paths can touch, and thus causes a captive separation between the two Ableitpfaden.
  • the barrier device prevents inadvertent contact with the components of the Ableitpfade and is preferably formed in the form of an insulating plate made of a suitable electrically insulating material.
  • the dielectric strength of the barrier device is> 10 kV / mm after aging.
  • the dielectric strength between both discharge paths required by EN 50124-1 is ensured by appropriate dimensioning of clearances and creepage distances.
  • the plug housing is at least partially transparent, in particular in the region of the varistor. In this way the overvoltage protection devices can be checked visually. Thermal overloads can be detected.
  • a monitoring device in particular an optical detection device, is provided for detecting overvoltage events within the overvoltage protection device. Monitoring by means of the monitoring device enables targeted maintenance and thereby improves the availability of the device.
  • the overvoltage protection device can be monitored remotely.
  • the monitoring device may be equipped with a memory that can store several overvoltage leakage events. It can also be provided for each surge protection device, a separate monitoring device. Monitoring the overvoltage protection devices is particularly advantageous for decentralized signaling devices.
  • Fig. 1 shows a railway system with a signal box 1 (indoor unit) and a railway signal 2 (outdoor area), which is controlled by a control electronics 3 of the signal box 1.
  • the signal box 1 is equipped with an external lightning protection 4 , which is grounded via a foundation Ringerder 5 .
  • a main potential equalization 6 and internal Matterspanungstik adopteden 7 serve to protect the signal box 1 from direct lightning.
  • the signal box 1 with an additional overvoltage protection device 9 equipped according to the present invention.
  • Fig. 2 shows the structure of the overvoltage protection device 9 according to the invention to connect the outdoor unit 2 with the indoor unit 1 are two terminal blocks 10a, 10b and a base terminal 11, wherein the terminal blocks 10a, 10b each form part of a signal path 12a, 12b .
  • the order in which the terminals (10a, 10b, 11) are arranged is arbitrary.
  • the terminal blocks 10a, 10b are equipped with connection contacts 13a, 13b, 14a, 14b (single wire connections) for connection to the indoor or outdoor installation 1, 2.
  • the base terminal 11 has a discharge foot 15 .
  • the plug contacts an overvoltage protection device 17 with the terminal blocks 10 a, 10 b and the base terminal 11 is connected.
  • the overvoltage protection device 17 is arranged in a plug housing 23 , which can be plugged via the slots 16 on the terminals 10 a, 10 b, 11 and thus contacted with these electrically and mechanically.
  • about the surge protection device each signal path 12a, 12b connected to ground.
  • the terminal blocks 10a, 10b each have a, preferably pivotable, separating knife 19a, 19b for the temporary separation of the signal paths.
  • test sockets 24 are provided, by means of which a tester or measuring device with the signal paths 12a, 12b can be contacted.
  • Fig. 3 shows a perspective view of an overvoltage protection device 9 according to the invention with two plugged overvoltage protection devices 17.
  • the inventive overvoltage protection device 9 may comprise a plurality of overvoltage protection devices 17.
  • the overvoltage protection devices 17 are arranged on a mounting rail 22 , which in turn, in particular when used in non-earthed areas on an insulating base plate (conductor guide plate - not shown) is placed. About the mounting rail 22, the ground contact can be realized.
  • a display module may be provided at the lower end of the mounting rail.
  • the overvoltage protection device 17 comprises two discharge paths 18a, 18b, which can be connected to the signal paths 12a, 12b via terminals 21a, 21b.
  • the two terminals 21a, 21b have a distance d 1 from one another, wherein the distance d 1 denotes the creepage distance and air gap to be maintained between the terminals 21a, 21b of the two discharge paths 18a, 18b of the overvoltage protection device 17.
  • the Leakage paths 18a, 18b are each a surge arrester 19 and a varistor 20 connected in series.
  • the order in which varistor 19 and surge arresters 20 are arranged is arbitrary, but they are always in series.
  • a barrier device 21 is arranged, so that the Ableitpfade 18a, 18b are electrically isolated from each other.
  • the overvoltage protection device provides that the overvoltage protection devices are plugged directly onto a disconnect measuring terminal, whereby a space-saving, easy-to-use and low-interference overvoltage protection device is realized.

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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

Eine Überspannungsschutzeinrichtung (9), insbesondere für eine signal-technischen Einrichtung, zur Anordnung zwischen einer Außenanlage (2) und einer Innenanlage (1), mit mindestens zwei Reihenklemmen (10a, 10b), die jeweils Teil eines Signalpfads (12a, 12b) sind, wobei die Reihen-klemmen (10a, 10b) Anschlusskontakte (13a, 13b, 14a, 14b) zum Anschluss an die Innen- und Außenanlage (1, 2) aufweisen, einer Basisklemme (11) mit einem Anschluss für eine Ableitung zur Erde, und mindestens einem mit den Reihenklemmen elektrisch verbundenen Überspannungsschutzgerät (17), ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Steckergehäuse (23) vorgesehen ist, in dem das Überspannungsschutzgerät (17) eingebaut ist, dass die Reihenklemmen (10a, 10b) und die Basisklemme (11) jeweils einen Steckplatz (16) zum Aufstecken des Steckergehäuses (23) des Über-spannungsschutzgerätes (17) aufweisen. und dass die Reihenklemmen (10a, 10b) jeweils ein unverlierbares Trennmesser (19a, 19b) zur temporären Auftrennung der Signalpfade (12a, 12b) aufweisen. Hierdurch wird eine platzsparende, einfach zu bedienende und störungsarme Überspannungsschutzeinrichtung realisiert.

Description

    Hintergrund der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Überspannungsschutzeinrichtung für Signal- und Steuerleitungen, insbesondere für eine signaltechnische Einrichtung, zur Anordnung zwischen einer Außenanlage und einer Innenanlage, mit mindestens zwei Reihenklemmen, die jeweils Teil eines Signalpfads sind, wobei die Reihenklemmen Anschlusskontakte zum Anschluss an die Innen- und Außenanlage aufweisen, einer Basisklemme mit einem Anschluss für eine Ableitung zur Erde, und mindestens einem mit den Reihenklemmen elektrisch verbundenen Überspannungsschutzgerät, wobei ein Steckergehäuse vorgesehen ist, in dem das Überspannungsschutzgerät eingebaut ist.
  • Eine derartige Überspannungsschutzeinrichtung ist beispielsweise aus Phoenix Contact "Netz & Signal-Qualität TRABTECH PLUGTRAB PT-IQ Intelligenter Überspannungsschutz mit System", 2013 bekannt.
  • Bahntechnische Anlagen umfassen eine Vielzahl an strombetriebenen Elementen von Außenanlagen, z.B. Bahnsingale oder Weichen, welche über Leitungen (Signalpfade) mit einer Innenanlage (z.B. einem Stellwerk, beziehungsweise der Steuerungselektronik des Stellwerks) verbunden sind. Die Körper der Außenanlagen sind zwar i.A. geerdet, dennoch kann es bspw. durch induktive Einkopplung oder Potentialdifferenzen durch Spannungstrichter, verursacht beispielsweise durch Blitzferneinschlag, zu einem Überspannungseintrag in die Steuer- und Schaltelemente (z.B. Stellwerksinnenanlage) kommen, was zu Schäden und Betriebsausfällen führen kann.
  • Um Schäden und Funktionsausfälle in Stellwerken zu vermeiden, ist es bekannt, zusätzliche Überspannungsschutzeinrichtungen zu verwenden. Die Wirkung des Überspannungsschutzes beruht auf der Ableitung auftretender Überspannungen gegen Erde.
  • Es ist bekannt, Überspannungsschutzgeräte auf Basissockel zu montieren, die über Kabelverbindungen mit Trennmessreihenklemmen verbunden sind, wie es beispielsweise von Thales Deutschland GmbH unter Verwendung von PLUGTRAB Elementen von Phoenix Contact realisiert wird.
  • Nachteilig an dieser Anordnung ist, dass die Überspannungsschutzeinrichtung zusätzlich zur Trennmessreihenklemme viel Platz einnimmt und die Ableitung über eine relativ lange Strecke erfolgt, was mit hohen Ableitinduktivitäten verbunden ist, so dass beim Ableiten große Störfelder induziert werden und eine höhere Spannung an der Ableitung gegen Erde im Falle einer auftretenden Überspannung besteht.
  • Zudem ist es nicht möglich thermische Überlastungen der Überspannungsschutzgeräte zu erkennen.
    • Aufgabe der Erfindung
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Überspannungsschutzeinrichtung vorzuschlagen, mit der die oben genannten Nachteile vermieden werden können.
    • Beschreibung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Überspannungsschutzeinrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß weisen die Reihenklemmen und die Basisklemme jeweils einen Steckplatz zum Aufstecken des Steckergehäuses des Überspannungsschutzgerätes auf, wobei die Reihenklemmen jeweils ein unverlierbares Trennmesser (z.B. schwenkbar) zur temporären Auftrennung der Signalpfade aufweisen.
  • Während im Stand der Technik das Überspannungsschutzgerät auf einem gesonderten Basissockel aufgesteckt und über Kabel mit der Trennmessreihenklemme verbunden ist, sind bei der erfindungsgemäßen Überspannungsschutzeinrichtung die Trennmessreihenklemmen (Reihenklemmen mit Trennmesser) mit einem Steckplatz ausgestattet, auf dem das Überspannungsschutzgerät aufgesteckt werden kann. Erfindungsgemäß wird also der Überspannungsschutz durch direktes Aufstecken der Überspannungsschutzgeräte auf die Trennmessreihen- und Basisklemmen realisiert. Dabei werden die Anschlüsse für Einzeladern der signaltechnischen Einrichtung mit den Reihenklemmen und die Erdanschlüsse mit den Basisklemmen verbunden. Die Basisklemmen sind vorzugsweise mit Ableitfüßen ausgerüstet, die einen gasdichten und stromtragfähigen Kontakt zu einer Montageschiene, z.B. DIN-Rail Montageschiene TS 35, ermöglichen, auf der die Reihenklemmen montiert werden können.
  • Bei der erfindungsgemäßen Überspannungsschutzeinrichtung werden also Trennmessreihenklemmen als Bindeglied, z.B. zwischen Innen- und Außenanlagenverkabelung, eingesetzt. Die für die erfindungsgemäße Überspannungsschutzeinrichtung zu verwendenden Reihenklemmen müssen daher so dimensioniert sein, dass das Überspannungsschutzgerät aufgesteckt werden kann, ohne die Anschlusskontakte zum Anschluss an die Innen- und Außenanlage zu verdecken. Darüber hinaus müssen Steckergehäuse und Steckplatz so ausgestaltet sein, dass das Überspannungsschutzgeräte stoß- und vibrationsfest gemäß EN 50125-3 verbunden werden können, dies gilt insbesondere für den gemäß EN 50125-3 definierten Bereich außerhalb der Gleise (Abstand 1-3m vom Gleis).
  • Bei den Anschlusskontakten der Reihenklemmen handelt es sich um Anschlüsse für Einzeladern. Auf der Seite der Außenanlage können zwar vieldrähtige Kabel verwendet werden, diese werden dann jedoch als Einzelader angeschlossen. Das erfindungsgemäße Konzept berücksichtigt, dass Adern verschiedener Stromkreise an dem gleichen Überspannungsschutzgerät angeschaltet werden können. Dies ist insbesondere für signaltechnische Anlagen wichtig, da durch diese besondere Eigenschaft die Rückwirkungsfreiheit auf die sicherheitsrelevanten Elemente der Signaltechnik erhalten bleibt.
  • Für die Verwendung der erfindungsgemäßen Überspannungsschutzeinrichtung bei signaltechnischen Einrichtungen im Bahnbetrieb müssen die verwendeten Installationskomponenten (Reihenklemme, Basisklemme) und die Überspannungsschutzgeräte für den Einsatz in Anlagen der Leit- und Sicherungstechnik zugelassen sein.
  • Mit der erfindungsgemäßen Überspannungsschutzeinrichtung können Schäden und Funktionsausfälle in Stellwerken vermieden werden, die z.B. durch Überspannungen in den Verkabelungen zu den Außenanlagen, bedingt durch Blitzferneinschläge, entstehen können. Gleichzeitig kann die erfindungsgemäße Überspannungsschutzeinrichtung platzsparend montiert werden. Vorteilhaft ist auch, dass durch die erfindungsgemäße Steckverbindung zwischen Reihenklemme und Überspannungsschutzgerät die Ableitung und die Signaldurchführung am selben Ort erfolgen, also ohne Leitungsverbindung zwischen Reihen- bzw. Basisklemme und Überspannungsschutzgerät, so dass die abzuleitende Überspannung bei geringstmöglicher Ableitinduktivität zur Erde abgeleitet werden kann. Aufgrund der kurzen Ableitwege ergeben sich geringere Beeinflussungen insbesondere durch magnetische Felder auf umgebende Komponenten.
  • Die erfindungsgemäße Überspannungsschutzeinrichtung kann auch bei anderen als bahntechnischen Anlagen zum Einsatz kommen, insbesondere bei nicht geerdeten Anlagen, da die erfindungsgemäße Überspannungsschutzeinrichtung isoliert aufgebaut ist und die enthaltenen aktiven Teile nicht berührbar sind. Vorzugsweise entspricht die erfindungsgemäße Überspannungsschutzeinrichtung mindestens den Anforderungen für die Schutzart IP 20. Ebenso ist die erfindungsgemäße Überspannungsschutzeinrichtung besonders zum Schutz für Stromkreise geeignet, bei denen die Rückwirkungsfreiheit für den Betrieb zwingend erforderlich ist.
  • Die erfindungsgemäße Überspannungsschutzeinrichtung ermöglicht einen zeitversetzten Einbau verschiedener Überspannungsschutzgeräte. Dadurch können Reihen- und Basisklemmen vorinstalliert werden, so dass die Anlage auch erst einmal ohne Überspannungsschutz in Betrieb genommen werden kann und eine spätere Nachrüstung möglich ist.
    • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
  • Die Reihenklemmen weisen vorzugsweise jeweils an den Anschlüssen für die Eingangs- und Ausgangsleitungen eine Prüfbuchse zur Kontaktierung an den Signalpfad auf, insbesondere für Mess- und Prüfzwecke. Die Prüfbuchsen sind vorzugsweise zu beiden Seiten (zu Innen- und Außenanlage) z.B. zur dauerhaften Kontaktierung einer Messeinrichtung vorgesehen sein.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind mehrere Überspannungsschutzgeräte vorhanden, die jeweils ein Steckergehäuse aufweisen, und die Anordnung der Reihenklemmen weist mehrere Steckplätze zum Aufstecken der Steckergehäuse mit den Überspannungsschutzgeräten auf. Somit können mehrere Feldelemente mit der erfindungsgemäßen Überspannungsschutzeinrichtung geschützt werden.
  • Vorzugsweise umfasst das Überspannungsschutzgerät mindestens zwei Ableitpfade, wobei jeder Ableitpfad eine Reihenschaltung eines Überspannungsabieiters und eines Varistors umfasst. Die Erfindung sieht also unabhängige Ableitelemente vor. Als Überspannungsableiter kann beispielsweise ein Gasableiter dienen. Mittels der Kombination von Varistor und Überspannungsabieiter kann gewährleistet werden, dass es im Betrieb nicht zu Rückwirkungen der signaltechnischen Einrichtungen kommt. Darüber hinaus wird im Regelbetrieb durch das Unterbinden von Leckströmen die Alterung der Bauelemente minimiert. Insbesondere können Signalstromkreise sowie Ein-/Ausgänge, die AC- oder DC-Spannungen führen, geschützt werden. Die Kombination von Varistor und Überspannungsableiter in Reihenschaltung gewährleistet eine Unterbindung des Folgestromes.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Überspannungsschutzeinrichtung ist zwischen den Ableitpfaden eine Barriereeinrichtung angeordnet. Die Barriereeinrichtung soll vermeiden, dass sich die die Ableitpfade berühren können, und bewirkt somit eine unverlierbare Trennung zwischen beiden Ableitpfaden. Dadurch wird die Anschaltung verschiedener Stromkreise an ein Überspannungsschutzgerät ermöglicht, wobei die Rückwirkungsfreiheit auf den Betrieb, sowie die signaltechnische Sicherheit der Anlage sichergestellt wird und gleichzeitig der Abstand zwischen den Ableitpfaden gering gehalten werden kann. Die Barriereeinrichtung verhindert die unbeabsichtigte Berührung der Komponenten der Ableitpfade und ist vorzugsweise in Form einer Isolierplatte aus einem geeigneten elektrisch isolierenden Material ausgebildet. Vorzugsweise liegt die Durchschlagfestigkeit der Barriereeinrichtung bei >10kV/mm nach Alterung. Die gemäß EN 50124-1 erforderliche Spannungsfestigkeit zwischen beiden Ableitpfaden wird durch entsprechende Dimensionierung der Luft- und Kriechstrecken sichergestellt. Durch das Vorsehen der Barriereeinrichtung können mehrere Feldelemente über dasselbe Überspannungsschutzgerät angeschlossen werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn dreiadrige Feldelemente (z.B. eine Doppelfadenlampe) mit Überspannungsschutzgeräten verbunden werden sollen, die jeweils zwei Ableitpfade aufweisen, da der verbleibende Ableitpfad dann nicht frei bleiben muss, wie dies bei den aus dem Stand der Technik bekannten Überspannungsschutzeinrichtung der Fall ist, sondern für ein anderes Feldelement verwendet werden kann. Darüber hinaus kann der Planungs- und Prüfaufwand reduziert werden.
  • Vorzugsweise ist das Steckergehäuse zumindest teilweise transparent ausgebildet, insbesondere im Bereich des Varistors. Auf diese Weise können die Überspannungsschutzgeräte mittels Sichtprüfung kontrolliert werden. Thermische Überlastungen können erkannt werden.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine Überwachungseinrichtung, insbesondere eine optische Detektionseinrichtung, zum Detektieren von Überspannungsereignissen innerhalb der Überspannungsschutzeinrichtung vorgesehen. Die Überwachung mittels der Überwachungseinrichtung ermöglicht eine gezielte Wartung und verbessert dadurch die Verfügbarkeit der Vorrichtung. Vorzugsweise ist die Überspannungsschutzeinrichtung fernüberwachbar. Die Überwachungseinrichtung kann mit einem Speicher ausgestattet sein, der mehrere Überspannungsableitungsereignisse speichern kann. Es kann auch für jedes Überspannungsschutzgerät eine separate Überwachungseinrichtung vorgesehen sein. Eine Überwachung der Überspannungsschutzgeräte ist besonders für dezentrale signaltechnische Einrichtungen vorteilhaft.
  • Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
    • Detaillierte Beschreibung der Erfindung und Zeichnung
    • Fig. 1
    zeigt eine bahntechnische Anlage, die mit einer erfindungsgemäßen Überspannungsschutzeinrichtung abgesichert ist;
    Fig. 2
    zeigt den Aufbau einer erfindungsgemäßen Überspannungsschutzeinrichtung;
    Fig. 3
    zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Überspannungsschutzeinrichtung; und
    Fig. 4
    zeigt ein Überspannungsschutzgerät einer erfindungsgemäßen Überspannungsschutzeinrichtung.
  • Fig. 1 zeigt eine bahntechnische Anlage mit einem Stellwerk 1 (Innenanlage) und einem Bahnsignal 2 (Außenanlage), welches über eine Steuerungselektronik 3 des Stellwerks 1 gesteuert wird. Das Stellwerk 1 ist mit einem äußeren Blitzschutz 4 ausgestattet, der über einen Fundament-Ringerder 5 geerdet ist. Ein Hauptpotentialausgleich 6 sowie innere Überspanungsschutzeinrichtungen 7 dienen zum Schutz des Stellwerks 1 vor direktem Blitzeinschlag.
  • Um den Eintrag einer Überspannung über Komponenten der Außenanlage 2 in die Steuerungselektronik 3 (bspw. durch Blitzferneinschlag in der Umgebung des Signals 2 oder in der Umgebung der Zuleitungen 8 zwischen Signal 3 und Stellwerk 1) zu vermeiden, ist das Stellwerk 1 mit einer zusätzlichen Überspannungsschutzeinrichtung 9 gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet.
  • Fig. 2 zeigt den Aufbau der erfindungsgemäßen Überspannungsschutzeinrichtung 9. Zur Verbindung der Außenanlage 2 mit der Innenanlage 1 dienen zwei Reihenklemmen 10a, 10b und eine Basisklemme 11, wobei die Reihenklemmen 10a, 10b jeweils einen Teil eines Signalpfads 12a, 12b bilden. Die Reihenfolge, in der die Klemmen (10a, 10b, 11) angeordnet sind, ist beliebig. Die Reihenklemmen 10a, 10b sind mit Anschlusskontakten 13a, 13b, 14a, 14b (Einzeladeranschlüsse) zum Anschluss an die Innen- bzw. Außenanlage 1, 2 ausgestattet. Für die Erdableitung weist die Basisklemme 11 einen Ableitfuß 15 auf.
  • Über Steckkontakte ist ein Überspannungsschutzgerät 17 mit den Reihenklemmen 10a, 10b und der Basisklemme 11 verbunden. Dazu weisen die Klemmen 10a, 10b, 11 Steckplätze 16 auf. Das Überspannungsschutzgerät 17 ist in einem Steckergehäuse 23 angeordnet, welches über die Steckplätze 16 auf die Klemmen 10a, 10b, 11 aufgesteckt und somit mit diesen elektrisch und mechanisch kontaktiert werden kann. Über das Überspannungsschutzgerät wird jeder Signalpfad 12a, 12b gegen Erde beschaltet. Die Reihenklemmen 10a, 10b weisen jeweils ein, vorzugsweise schwenkbares, Trennmesser 19a, 19b zur temporären Auftrennung der Signalpfade auf.
  • In der Nähe der Anschlusskontakte 13a, 13b, 14a, 14b für die Eingangs- und Ausgangsleitungen sind Prüfbuchsen 24 vorgesehen, mittels derer ein Prüfgerät oder Messeinrichtung mit den Signalpfaden 12a, 12b kontaktiert werden kann.
  • Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Überspannungsschutzeinrichtung 9 mit zwei aufgesteckten Überspannungsschutzgeräten 17. Die erfindungsgemäße Überspannungsschutzeinrichtung 9 kann eine Vielzahl von Überspannungsschutzgeräten 17 umfassen. Die Überspannungsschutzgeräten 17 sind auf einer Montageschiene 22 angeordnet, welche insbesondere bei Anwendung in nicht geerdeten Bereichen wiederum auf einer isolierenden Grundplatte (Leiterführungsplatte - nicht gezeigt) aufgesetzt ist. Über die Montageschiene 22 kann der Erdkontakt realisiert werden. Zum Anzeigen von Ableitereignissen kann z.B. am unteren Ende der Montageschiene ein Anzeigemodul vorgesehen sein.
  • Die grundlegende Struktur des Überspannungsschutzgerätes 17 ist in Fig. 4 dargestellt. Das Überspannungsschutzgerät 17 umfasst zwei Ableitpfade 18a, 18b, die über Anschlüsse 21a, 21b mit den Signalpfaden 12a, 12b verbunden werden können. Die beiden Anschlüsse 21a, 21b weisen einen Abstand d1 voneinander auf, wobei der Abstand d1 die einzuhaltende Kriech- und Luftstrecke zwischen den Anschlüssen 21a, 21b der beiden Ableitpfaden 18a, 18b des Überspannungsschutzgeräts 17 bezeichnet. In den Ableitpfaden 18a, 18b sind jeweils ein Überspannungsableiter 19 und ein Varistor 20 in Serie geschalten. Die Reihenfolge, in der Varistor 19 und Überspannungsableiter 20 angeordnet sind, ist beliebig, sie liegen jedoch immer in Serie. Zwischen den beiden Ableitpfaden 18a, 18b ist eine Barriereeinrichtung 21 angeordnet, so dass die Ableitpfade 18a, 18b voneinander elektrisch isoliert sind.
  • Die erfindungsgemäße Überspannungsschutzeinrichtung sieht vor, dass die Überspannungsschutzgeräte direkt auf einer Trennmessreihenklemme aufgesteckt sind, wodurch eine platzsparende, einfach zu bedienende und störungsarme Überspannungsschutzeinrichtung realisiert wird.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Stellwerk / Innenanlage
    2
    Bahnsignal / Außenanlage
    3
    Steuerungselektronik
    4
    äußerer Blitzschutz
    5
    Fundament-Ringerder
    6
    Hauptpotentialausgleich
    7
    innere Überspanungsschutzeinrichtungen
    8
    Zuleitungen
    9
    Überspanungsschutzeinrichtungen
    10a, 10b
    Reihenklemmen
    11
    Basisklemme
    12a, 12b
    Signalpfads
    13a, 13b
    Anschlusskontakte zur Außenanlage
    14a, 14b
    Anschlusskontakte zur Innenanlage
    15
    Ableitfuß
    16
    Steckplätze
    17
    Überspannungsschutzgerät
    18
    Steckergehäuse
    19
    Überspannungsableiter
    20
    Varistor
    21
    Barriereeinrichtung
    22
    Montageschiene
    23
    Steckergehäuse
    24
    Prüfbuchse

Claims (7)

  1. Überspannungsschutzeinrichtung (9) für Signal- und Steuerleitungen, insbesondere für eine signaltechnische Einrichtung, zur Anordnung zwischen einer Außenanlage (2) und einer Innenanlage (1), mit:
    mindestens zwei Reihenklemmen (10a, 10b), die jeweils Teil eines Signalpfads (12a, 12b) sind, wobei die Reihenklemmen (10a, 10b) Anschlusskontakte (13a, 13b, 14a, 14b) zum Anschluss an die Innen- und Außenanlage (1, 2) aufweisen,
    einer Basisklemme (11) mit einem Anschluss für eine Ableitung zur Erde, und
    mindestens einem mit den Reihenklemmen elektrisch verbundenen Überspannungsschutzgerät (17),
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Steckergehäuse (23) vorgesehen ist, in dem das Überspannungsschutzgerät (17) eingebaut ist,
    dass die Reihenklemmen (10a, 10b) und die Basisklemme (11) jeweils einen Steckplatz (16) zum Aufstecken des Steckergehäuses (23) des Überspannungsschutzgerätes (17) aufweisen. und
    dass die Reihenklemmen (10a, 10b) jeweils ein unverlierbares Trennmesser (19a, 19b) zur temporären Auftrennung der Signalpfade (12a, 12b) aufweisen.
  2. Überspannungsschutzeinrichtung (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihenklemmen (10a, 10b) jeweils an den Anschlüssen für die Eingangs- und Ausgangsleitungen eine Prüfbuchse (24) zur Kontaktierung an die Signalpfade (12a, 12b) aufweisen.
  3. Überspannungsschutzeinrichtung (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Überspannungsschutzgeräte (17) vorhanden sind, die jeweils ein Steckergehäuse (23) aufweisen, und dass die Anordnung der Reihenklemmen (10a, 10b) mehrere Steckplätze zum Aufstecken der Steckergehäuse (23) mit den Überspannungsschutzgeräten(17) aufweist.
  4. Überspannungsschutzeinrichtung (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Überspannungsschutzgerät (17) mindestens zwei Ableitpfade (18a, 18b) umfasst, wobei jeder Ableitpfad (18a, 18b) eine Reihenschaltung eines Überspannungsableiters (19) und eines Varistors (20) umfasst.
  5. Überspannungsschutzeinrichtung (9) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Ableitpfaden (12a, 12b, 18a, 18b) eine Barriereeinrichtung (21) angeordnet ist
  6. Überspannungsschutzeinrichtung (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckergehäuse (23) zumindest teilweise transparent ausgebildet ist, insbesondere im Bereich des Varistors (20).
  7. Überspannungsschutzeinrichtung (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überwachungseinrichtung, insbesondere eine optische Detektionseinrichtung, zum Detektieren von Überspannungsereignissen innerhalb der Überspannungsschutzeinrichtung (9) vorgesehen ist.
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