HU206796B - Protective circuit and protective terminal for protecting consumer against overvoltage and overcurrent - Google Patents

Description

A találmány tárgya védőáramkör fogyasztó túlfeszültség és túláram elleni védelmére, különösen távközlési berendezésekhez, amelynek vonalösszekötő vezetékbe beiktatott biztosítója, valamint hőkioldóval védett, a vonalösszekötő vezeték és földelő vezeték között keresztirányú ágat képező túlfeszültség-levezetője van. A találmány tárgya továbbá védőcsatlakozó, amely a találmány szerinti védőáramkörrel van ellátva.

A VDE 0845 (1. rész, 1987. október) olyan védőáramköröket ismertet, amelyeknél mindegyik kábelér a föld felé vezető túlfeszültség-levezetővel van védve. A túlfeszültség-levezető általában hőkioldóval van ellátva, amely a túlfeszültség-levezetőt tartós áramterhelés miatt fellépő túlmelegedése esetén rövidre zárja. Mivel a rövidzárlati áram a kábelér roncsolásához vezet, a túlfeszültség-levezető elé olvadó biztosítót iktatnak be, amely meghatározott áramérték esetén az áramvezetőt megszakítja. Ennél a megoldásnál az a hátrány jelentkezik, hogy ilyen jellegű biztosítóknak lökőráramállónak kell lenniük, hogy a normál üzemi állapotban fellépő lökőáramoknak ellen tudjanak állni. Ezen követelmény kielégítésére meglehetősen nagy méretű biztosítókat kell alkalmazni.

A DE-OS 3 831 935 lajstromszámú közrebocsátási iratból ismert olyan védőáramkor, amely szintén biztosítóval, valamint a biztosító után a kábelér és a földelő vezeték között kiképzett keresztirányú ággal van ellátva, ahol a keresztirányú ág túlfeszültség-levezetőből és ezzel hővezető kapcsolatban álló hőkioldóból áll. A túlfeszültség-levezető termikus túlterhelése esetén a hőkioldó működésbe lép és a keresztirányú ágat megszakítja. Tartós áramterhelés esetén a biztosító megszakítja az áramvezetőt. Ezáltal a rendszeroldal a fellépő rövididejű túlfeszültségek ellen nincs védve, amennyiben a biztosító nem lép működésbe, és a biztosító működésbelépéséig a túlárammal van leterhelve. A biztosítónak ezért lökésáramállónak kell lennie, ami nagy méreteket igényel. A hőkioldó működésbelépését és a biztosítónak ezt követő esetleges kiolvadását követően a rendszeroldal bemenetén lévő potenciál meghatározott értéke már nincs biztosítva, így az érzékeny alkatrészek tönkremenetelét nem lehet megakadályozni.

A találmány révén megoldandó feladat abban van, hogy túlfeszültség és túláram elleni védelemre olyan védőáramkört és védőcsatlakozót hozzunk létre, amely a túlfeszültség-levezetőt termikus túlterhelés ellen védi és az áramvezetőt áramtúlterhelés esetén a rendszeroldal számára biztonságos módon lekapcsolja anélkül, hogy tűzveszély lépne fel.

A feladat megoldására olyan, túlfeszültség és túláram elleni védelemre szolgáló védőáramkört hoztunk létre, különösen távközlési berendezésekhez, amelynek vonalösszekötő vezetékbe beiktatott biztosítója, valamint hőkioldóval védett, a vonalösszekötő vezeték és földelő vezeték között keresztirányú ágat képező túlfeszültség-levezetője van, ahol a találmány szerint a hőkioldó működésbelépésének hatására a túlfeszültséglevezető keresztirányú ágát megszakító és a biztosító mögött a vonalösszekötő vezeték és a földelő vezeték között keresztirányú, rövidrezáró ágat záró hőkioldö.

Amennyiben hosszabb időtartamú túlfeszültség lép fel, a túlfeszültség-levezető felmelegszik és ezzel kiváltja a hőkioldó működését, amely a túlfeszültség-levezető keresztirányú ágát megszakítja és egyben zárja a biztosító mögött lévő keresztirányú, rövidrezáró ágat úgy, hogy az áramvezető ezt követően a biztosító által megszakítható. A keresztirányú, rövidrezáró ágnak köszönhetően a rendszeroldal bemenete meghatározott potenciálon, éspedig földpotenciálon van.

Megengedhetetlenül nagy áramterhelés esetén, amely például az áramvezetőben keletkező túlfeszültség esetén léphet fel anélkül, hogy a túlfeszültség-levezető működésbe lépne, az áramvezető megszakad. Mivel ebben az esetben a hőkioldó nem lép működésbe, a keresztirányú, rövidrezáró ág nem záródik, így tehát a rövidrezáró vezeték túlárama okozta tűzveszéllyel nem kell számolni.

Előnyös, ha a túlfeszültség-levezető keresztirányú ága a vonaloldal-rendszeroldal irányt tekintve a biztosító előtt van elrendezve. Ennél a kiviteli alaknál a biztosító áramlökés esetén nincs leterhelve és így kisméretűre alakítható ki. A hőkioldó működésbelépése esetén a keresztirányú, rövidrezáró ág a biztosító mögött záródik, így a biztosító megfelelően nagy áram esetén az áramvezeték megszakítja. Mivel a hőkioldó működésbelépésének hatására a túlfeszültség-levezető keresztirányú ága megszakad, a túlfeszültség-levezető nem tud újból működésbe lépni.

Előnyös, ha a túlfeszültség-levezető keresztirányú ága és a keresztirányú, rövidrezáró ág a biztosító mögött van elrendezve, a biztosító pedig a túlfeszültséglevezető keresztirányú ágának megszakításakor nyitó kapcsolóval van áthidalva. Ennél a kiviteli alaknál a biztosító a lökőáramterheléstől szintén védve van. A biztosító a túlfeszültség-levezető és a nyitott keresztirányú, rövidrezáró ág leágazása előtt van elrendezve és kapcsolóval van párhuzamosan áthidalva, így üzemi állapotban az áramnak csupán egy kis része folyik át rajta. A hőkioldó működésbelépésének hatására a biztosítót áthidaló rövidzár nyit és az áramvezető vezeték és a földelő vezeték közötti keresztirányú, rövidrezáró ág záródik, így tehát a biztosító működésbe léphet.

Előnyös, ha a védőáramkor egy érpár két vonalösszekötő vezetékének védelmére szimmetrikusan meg van kettőzve, ahol egy hőkioldó működésbelépésekor közös átkacsolón keresztül mindkét túlfeszültség-levezető a földelő vezetéktől szétválik és mindkét keresztirányú, rövidrezáró ág záródik. Ennél a kiviteli alaknál a védőáramkor egy - a távközlésben szokásosan alkalmazott - érpárban van elrendezve. A közös földelő vezeték és a két áramvezető vezeték egyike között a védelem úgy van megvalósítva, hogy csupán egy hőkioldó működésbelépése váltja ki a közös védelmi funkciót, mindkét túlfeszülség-levezetőt leválasztja a földelő vezetéktől és mindkét keresztirányú, rövidrezáró ágat zárja. Két külön túlfeszültség-levezető alkalmazása helyett egyetlenegy hárompólusú túlfeszültség-levezetőt is alkalmazhatunk.

Előnyös továbbá, ha a védőáramkor durvavédelmi egységből és finomvédelmi egységből álló fokozatos

HU 206 796 Β védelemmel van ellátva, ahol a vonalösszekötő finomvédelmi egység van beiktatva. így a VDE 0845 (1. rész, 1987. október) szerinti durva- és finomvédelemből álló fokozatos védelmet érünk el.

Előnyös, ha a finomvédelmi egység a vonalösszekötő vezetékbe kapcsolt PTC-ellenállással és ehhez képest keresztirányban a vonalösszekötő vezeték és a földelő vezeték közé kapcsolt varisztorral van ellátva, amely a PTC-ellenállással hővezető kapcsolatban áll. Ilyen jellegű finomvédelmi egységek a DE-OS 3 23 1 066 lajstromszámú közrebocsátási iratból ismertek. Az ilyen jellegű finomvédelmi egységek olyan gyors tranziens folyamatok és túlfeszültségek, valamint túláramok ellen is védelmet nyújtanak, amelyeknél a duvavédelem még nem lépne működésbe. A varisztor (feszültségfüggő ellenállás) biztosítja a kívánt maximális szinten való feszültségkorlátozást, és felépítésénél fogva gyorsműködésű, a nsec tartományba eső reakcióidejű. A hosszirányú ágban lévő hőmérsékletfüggő PTC-ellenállás (pozitív hőmérséklettényezőjű ellenállás) a durvavédelemben és a finomvédelemben történő feszültségkorlátozások közötti csatolásmentesítésre szolgál. A PTC-ellenállás továbbá olyan áramok időbeli korlátozására szolgál, amelyek az áram által a vezetőben fellépő önfelmelegedésre vezethetők vissza és a szokásos megengedett üzemi áramoknál nagyobb értékűek. A PTC-ellenállás továbbá a finomvédelmi egységben (varisztor) a feszültségkorlátozás túlterhelése elleni védelemre szolgál, egyrészt a PTC-ellenállásnak a folyó áram által előidézett önfelmelegedése és az együttjáró ellenállásnövekedés révén, másrészt a PTCellenállásnak a varisztor és a PTC-ellenállás közötti termikus kapcsolatra visszavezethető felmelegedése révén.

Előnyös, ha a fokozatos védelem után mindegyik vonalösszekötő vezetékben mérő és megszakító hely van kialakítva. Ez a kiviteli alak biztosítja a védőáramkor és beépített védőáramkörrel ellátott áramvezető vezeték működésének részbeni ellenőrzését. A távközlés területén különösen előnyös, ha az ilyen jellegű védőáramköröket védőcsatlakozóként alakítjuk ki.

A feladat megoldására továbbá olyan védőcsatlakozót hoztunk létre, amely a találmány szerinti védőáramkörrel van ellátva, és a találmány szerint úgy van kialakítva, hogy az átkapcsoló házban ágyazott tolatytyúként van kialakítva, amelynek egyik vége forrasztóhelyen keresztül a házon belül rögzített túlfeszültséglevezető földelő lemezével van összekötve, ahol a tolattyú a túlfeszültség-levezetőtől távolodó irányban rugóerővel van megfeszítve és földelő lemezen támaszkodik, ahol a tolattyú továbbá üzemi állapotban érintkezésmentes és a forrasztóhely megolvadását követően hőhatásra és ennek következtében a tolattyú elmozdulásának hatására rugóerővel az áramvezetőkkel érintkező és az áramvezetőket földelő vezetékkel összekapcsoló érintkezőbütyökkel van ellátva.

Előnyös, ha a tolattyú két, L-alakú keresztmetszetű részből van kiképezve, amelyek T-alakban vannak összeillesztve, ahol a T-alak gerincét képező hoszszabb szárai V-alakú rugót képezően egymáshoz képest terpesztve vannak elrendezve, peremet képező rövidebb szárainak külső oldalán egy-egy érintkezőbütyök, a gerincet képező hosszabb szárainak belső oldalán pedig kifelé mutató érintkezőbütykök vannak elrendezve.

Célszerű, ha a ház egyik oldalról áramköri lemezzel van lezárva, amelynek egyik vége a házon túlnyúló érintkezőnyelvként van kiképezve, amely kétoldalról felvitt érintkezőfelületekkel és a ház belső oldala felé mutató oldalán vezetősávokkal van ellátva.

Előnyös továbbá, ha a biztosítók az áramköri lemezen a mindenkori vezetősávok keskenyedéseiként vannak kialakítva.

Előnyös, ha a tolattyú a ház keresztirányú fala irányába mutató, védelmi állapot kiváltását követően a házban kiképzett kivágáson keresztül kifelé elmozduló és jelzést adó jelzőorral van ellátva.

Célszerű, ha a központosán a házban elrendezett tolattyú mindkét oldalán egy-egy varisztor, érintkezőlemez, PTC-ellenállás és külső érintkezőlemez van elrendezve, amelyek egymással villamosán össze vannak kötve.

Előnyös, ha a háznak az érintkezőnyelv felé mutató keresztirányú falán kivágás van kiképezve, amelyen keresztül a ház belsejében rugó által érintkeztethető földelő sín van bevezetve.

Előnyös, ha a háznak a jelzőorr felé mutató falán kivágás van kiképezve, amelyen keresztül a ház belsejében a PTC- ellenállás mögött a bevezető vezetősávot az elvezető vezetősávval összekötő rugós érintkezőt az elvezető vezetősávról leemelő mérő- és megszakító dugasz vezethető be.

Célszerű, ha a védőcsatlakozó homlokoldali keresztirányú falától kis távolságban elrendezett, a védőcsatlakozó jelzőorrával érintkeztethető jelzőkengyellel van ellátva, amely jelzőberendezésnek jelet szolgáltató kontaktcsíkkal van ellátva.

Előnyös olyan kiviteli alak is, amelynél a jelzőkengyel U-alakúra van kiképezve és száraival lengőesapágyon keresztül lehajthatóan csatlakozólécen van elrendezve.

A találmányt az alábbiakban előnyös kiviteli példák kapcsán a mellékelt rajzra való hivatkozással részletesebben is ismertetjük, ahol a rajzon az

1. ábra a találmány szerint kialakított védőáramkor egy első kiviteli alakjának kapcsolási rajza üzemi állapotban, amely érpárban való alkalmazásához utánkapcsolt biztosítóval van ellátva, a

2. ábra az 1. ábra szerinti védőáramkor kapcsolási rajza működés közbeni állapotban, a

3. ábra a találmány szerinti kialakított védőáramkor másik kiviteli alakjának kapcsolási rajza, amely elékapcsolt áthidalt biztosítóval van ellátva, a

4. ábra a találmány szerint kialakított védőáramkor harmadik kiviteli alakjának blokkvázlata, amely mérő és megszakító hellyel ellátott fokozatos védelemként van kiképezve, az

5. ábra a fokozatos védelem kapcsolási rajza, az

HU 206 796 Β

5a. ábra a védőáramkor negyedik kiviteli alakjának kapcsolási rajza, a

6. ábra a találmány szerint kialakított védőcsatlakozó hosszmetszete, a

7. ábra a védőáramkor áramköri lemezének felülnézete, a

8. ábra a 6. ábra szerinti védőcsatlakozónak A-B vonal mentén vett keresztmetszete, a

9. ábra a 6. ábra szerinti védőcsatlakozónak C-D vonal mentén vett keresztmetszete, a

10. ábra a védőcsatlakozó alulnézete, levett áramköri lemez esetén, a

11. ábra a védőcsatlakozó felülnézete, a

12. ábra a távközlési berendezés csatlakozólécének oldalnézete, öt feltűzött védőcsatlakozóval, földelő sínnel és felállított jelzőkengyellel a védőcsatlakozó jelzőorrai által történő működtetéshez, a

13. ábra a csatlakozóléc elönézete, feltűzött védőcsatlakozókkal és jelzőkengyellel nem lehajtott állapotban, a

14. ábra a 13. ábra szerinti csatlakozóléc lehajtott jelzőkengyellel.

Az 1. ábra védőáramkört mutat, amely (L) vonaloldal és (S) rendszeroldal közötti (a-a’) és (b-b^!) vonalcsatlakozás) helyekbe van beiktatva, ahol közös földelő (E) vezeték fölópotenc iáira vonatkoztatott túlfeszültségek által előidézett túláramok elvezetésére szolgál. A védőáramkor (1,2) túlfeszültség-levezetővel van ellátva, amelyek keresztirányú ágként az (a) csatlakozási pont, és az (E) vezeték, illetve (b) csatlakozási pont és az (E) vezeték közé vannak kapcsolva. A védőáramkörnek továbbá (3, 4) biztosítói vannak, amelyek az (1, 2) túlfeszültség-levezetők (12) leágazásai után az (a, a’, ill, b, b’) csatlakozási pontok közötti vonalösszekötő vezetékekbe vannak beiktatva. Az (1, 2) túlfeszültséglevezetőket (5, 6) hőkioldók termikusán ellenőrzik. Az

1. ábra a védőáramkört üzemi állapotban mutatja, azaz az (1, 2) túlfeszültség-levezetők (9) átkapcsolóval állnak érintkezésben, amely a (10) alapon keresztül a földelő (E) vezetékkel össze van kötve, A védőáramkor továbbá keresztirányú, rövidrezáró (7, 8) ágakkal van ellátva, amelyek nyitva vannak és üzemi állapotban a (9) átkapcssolóval nincsenek összekapcsolva. Az (1, 2) túlfeszültség-levezetők működtetéséhez elegendő időtartamú túlfeszültségek az általuk előidézett túláramokkal a (7, 8) ágakon keresztül a földelő (E) vezetékre kerülnek. Ily módon tehát a lökőáramok a (3, 4) biztosítókat nem terhelik.

A 2. ábra az 1. ábra szerinti védőáramkört kiváltott védelmi funkció közbeni állapotban szemlélteti. Az (1, 2) túlfeszültség-levezetők egyikének túl nagy hőterhelése, azaz túláramterhelése esetén a hozzátársított (5, illetve 6) hőkioldó működésbe lép és a között (9) átkapcsoló átkapcsol, amit az ábrán annak jobbra való eltolódásával szemléltettünk. Ezáltal a keresztirányú, rövidrezáró (7, 8) ágak a földelő (E) vezetékkel kerülnek összeköttetésbe és záródnak. Az (1, 2) túlfeszültség-levezetők keresztirányú ágai pedig nyitnak. A (3, 4) biztosítók működésképessé válnak, így az (a, a’, és a b, b’) csatlakozási pontok közötti áramvezető vonalösszekötő vezetékeket megszakíthatják. Az (S) rendszeroldal (a’, b’) csatlakozási pontjai meghatározott potenciálra, azaz földpotenciálra kerülnek, így tehát mind a kezelők, mind az (S) rendszeroldalon lévő érzékeny elektronika védelme biztosít van. Ezáltal a védőáramkor által egyébként esetlegesen okozott tűzveszélyt is elhárítottuk.

A 3. ábra a védőáramkömek egy további kiviteli alakját mutatja, ahol a (3’, 4’) biztosítók elrendezése a fentiektől eltér. Az egyik (3’) biztosító az (a, a’) csatlakozási pontok közötti vonalösszekötő vezetékbe az (1) túlfeszültség-levezető keresztirányú ága előtt van elrendezve. Az ezután beiktatott keresztirányú, rövidrezáró (7) ág üzemi állapotban nyitva van, azaz megszakított állapotban van, míg az (1) túlfeszültség-levezető keresztirányú ága a (9) átkapcsolóval érintkezik, amely a földelő (E) vezetékkel össze van kötve. A (3’) biztosító rövidre van zárva, ahol a rövidzárba zárt (11) kapcsoló van beiktatva. Az (5) hőkioldó oly módon hat a (9) átkapcsolóra és a (11) kapcsolóra, hogy az (5) hőkioldó működésbelépésének hatására az (1) túlfeszültség-levezető keresztirányú ága nyit és a keresztirányú, rövidrezáró (7) ág záródik. Ezzel egyidejűleg nyit a (3’) biztosító rövidzárában lévő (11) kapcsoló, és ezáltal a (3’) biztosító a keresztirányú, rövidrezáró (7) ágon keresztül működőképessé válik.

A 4. ábrán bemutatott védőáramkor (20) durvavédelmi egységből és (21) finomvédelmi egységből álló fokozatos védelmet biztosít. A fokozatos védelem után (22) mérő és megszakító hely van kialakítva.

Az 5. ábra a fokozatos védelemnek egy további példáját mutatja, amely szintén (22) mérő és megszakító hellyel van ellátva. Az (a, a’, és b, b’) csatlakozási pontok közötti összekötővezeték érpárja és a feöldelő (E) vezeték között a (20) durvavédelmi egység, az utána elrendezett (21) finom védelmi egység van kapcsolva, majd ezután az egyes vonalösszekötő vezetékekben a (22) mérő és megszakító hely van kialakítva. A (20) durvavédelmi egységet az (1, 2) túlfeszültséglezetőkkel ellátott keresztirányú ágak, az ezután a vonalösszekötő vezetékekbe kapcsolt (3,4) biztosítók, a keresztirányú, rövidrezáró (7, 8) ágak, az (5, 6) hőkioldók és a közös (9) átkapcsoló képezi. Az utánkapcsolt (21) finomvédelmi egység a mindenkori vonalösszekötő vezetékbe kapcsolt (30, 31) PTC-ellenállásokból, valamint az ezután az (a, a’ és b, b’) csatlakozási pontok közötti mindenkori vonalösszekötő vezeték és a földelő (E) vezeték között beiktatott (32, 33) varisztorokból áll. A földpotenciál további (35) mérési helyként van kivezetve, ily módon a (34) mérő és megszakító helyek és a (35) mérési hely között potenciálméréseket lehet elvégezni.

Az 5a. ábra a találmány szerinti védőáramkömek egy további kiviteli alakját mutatja, amely jelzőszerkezettel van ellátva. A védőáramkor az (a, a’ és b, b’) csatlakozási pontok közötti vonalösszekötő vezetékek között beiktatott hárompólusú (Γ) túlfeszültség-levezetővel van ellátva, amelynek (13) középső elektródja (14) csúszóérintkezőn át (45) tolattyúként kialakított,

HU 206 796 Β földpotenciálon lévő (9) átkapcsolóval van összekötve. A (3, 4) biztosíték a hárompólusú (Γ) túlfeszültség-levezető keresztága mögött vannak a vonalösszekötő vezetékekbe iktatva. Az (5, 6) hőkioldók és a keresztirányú, rövidrezáró (7, 8) ágak azonos módon vannak kialakítva mint a fenti kiviteli alakoknál. A földelő (E) vezeték (15) csúszóérintkezőn keresztül a (9) átkapcsolóval van összekötve. Az (a, a’ és b, b’) csatlakozási pontok közötti vonalösszekötő vezetékekben a (34) mérő és megszakító helyek vannak kialakítva.

A (9) átkapcsoló végére (16) kontaktor van szerelve, amelynek (17) csatlakozóvezetéke további védőcsatlakozókkal lehet összekötve és elektronikus (18) jeladóra van vezetve, amely (19) ellenálláson keresztül (24) vezetékre van csatlakoztatva, amelybe központi jelet szolgáltató (25) jeladó és (26) központi telep van kapcsolva. Az így kialakított védőáramkor központi jelzést tesz lehetővé, pl. jelzi, hogy egy védőcsatlakozó, pl. a távközlési berendezés főelosztójának védelmi hálózatában működésbe lépett. A (9) átkapcsoló szabad vége jelzőorrt képez, amely működtetett védőcsatlakozó esetén a (16) kontaktorral érintkezésbe kerül és szintén földpotenciált vesz fel. Amennyiben ezáltal az áramkör a helyi (18) jeladón keresztül záródik, ennek hatására központosán a főelosztóállvány keretén vagy egy térben, adott esetben csatlakozólécen is, lámpa, LED, berregő vagy tetszőleges más jelzőelem segítségével a védőcsatlakozó működésbelépése kijelezhető. Nem szükséges, hogy az érintkeztetés állandó jellegű legyen, hanem lehet triggerfunkció jellegű is. A jelzőszerkezet áramellátása adott esetbven DC/DC átalakítón keresztül történik, mivel a védőföld nagy potenciálra kerülhet. Csatolóegységek és számláló berendezés segítségével az erősen leterhelt áramvezető vezetékeket (gyakori kioldás) ki lehet mutatni.

A 6. ábrán miniatűrcsatlakozóként kialakított, védőáramkörrel ellátott védőcsatlakozó középső hosszmetszete látható. A védőáramkor fokozatos védelemként van kialakítva és mérő és megszakító hellyel van ellátva. A miniatűrcsatlakozó főleg távközlési berendezésekben alkalmazható. A 6. ábrán látható a (40) ház, amelynek alsó oldalát (41) áramköri lemez képezi. A (40) házban hárompólusú (42) túlfeszültség-levezető van elrendezve, amelynek középső elektródja érintkezést létesítve (43) lemezen fekszik fel. Ilyen jellegű hárompólusú (42) túlfeszültség-levezető baloldali és jobboldali külső elektróddal és közös középső elektróddal van ellátva, ily módon a külső elektródok és a középső elektród között két szikraköz alakul ki. A (43) lemez (44) forrasztóhelyen keresztül villamosán vezetőén fémes (45) tolattyúval, lefelé mutató (46) οσοη keresztül össze van kötve, ahol a (46) orr a (41) áramköri lemezen kiképzett (81) vezetőnyílásban van vezetve. A (45) tolattyú (47,48) érintkezőbütykökön - amelyek közül csak az egyik látható a 6. ábra szerinti metszeten - keresztül a (41) áramköri lemezen fekszik fel és a (42) túlfeszültség-levezető felé mutató oldalán (49) vezetőorra felhelyezett (88) rugó által kifejtett rugóerőnek van kitéve. A (88) rugó az ellenkező oldalon belső (50) falon támaszkodik, amely belső (51) fedéllel és a (41) háznak a 6. ábra szerinti baloldali (52) falával együtt a (42) túlfeszültség-levezető befogadására szolgáló (107) üreget képez, amely (42) túlfeszültség-levezető az (50, 52) falakkal és az (51) fedéllel körül van fogva. A (45) tolattyú felső oldala rugózó elemként kiképzett földelő (53) lemezzel van érintkeztetve. Az (53) lemez (55) kivágásába nyúlik bele, amelyet a belső (51) fedél és a (40) ház külső (29) fedele képez és amely a (40) ház külső keresztirányú (52) fala felől nyitva van és földelő dugaszoló, illetve földelő sín befogadására szolgál. Biztos érintkezés létesítése céljából a földelő (53) lemez az (55) kivágásban rugózó (54) nyelvvel van ellátva.

Az átkapcsolót képező (45) tolattyú a (88) rugóval ellentétes oldalán (56) jelzőorral van ellátva, amely kiváltott védelmi állapotban a jobboldali (57) falon kiképzett (87) kivágáson keresztül vezet. Az (57) falon további (58) kivágás van, amelyet a (41) áramköri lemez határol. Az (58) kivágás az ábrán nem szereplő mérő és megszakító dugaszoló befogadására szolgál és rugózó (59, 60) nyelvekkel van ellátva, amelyek alaphelyzetben, azaz amikor mérő és megszakító dugaszoló nincs bevezetve, a (41) áramköri lemezzel érintkezésben állnak.

A 7. ábrán látható a (41) áramköri lemez, amely a védőcsatlakozó házának egy részét képezi és baloldali vége (61) érintkezőnyelvként van kiképezve. A (41) áramköri lemez bemutatott oldalán (62, 64) érintkezőfelületek vannak kialakítva, amelyek a vonaloldali csatlakozási pontok érintkeztetésére szolgálnak és külső (63, 65) vezetősávokban folytatódnak. A (41) áramköri lemez ellenkező, az ábrán nem látható oldalán is vannak nem ábrázolt érintkezőfelületek, amelyek a rendszeroldali csatlakozási pontok érintkeztetésére szolgálnak és (66, 68) átvezető érintkezőkön keresztül (67, 69) vezetősávokkal vannak összekötve, amelyek belül a (63, 65) vezetösávokkal párhuzamosan vannak elrendezve. A bevezető (63, 65) vezetősávok (70, 71) keskenyedéssel vannak ellátva, amelyek a biztosítókat képezik.

A (63, 65, 67, 69) vezetősávok a (41) áramköri lemeznek a (61) érintkezőnyelvvel ellenkező oldalán egy-egy négyszög alakú, hosszúkás (72, 73, 74, 75) érintkező tartománnyal végződnek. A (72, 75) érintkező tartományok két-két (76, 77, illetve 78, 79) furattal vannak ellátva. A (76,77,78,79) furatok függőlegesen álló (96, 97) érintkezőlemezek befogadására szolgálnak. A (41) áramköri lemeznek hozzávetőlegesen a közepén (80) mélyítés van kialakítva, amely a 6. ábrán látható (43) lemez befogadására szolgál. A (80) mélyítéstől a (41) áramköri lemeznek a (61) érintkezőnyelvvel ellentétes oldala felé mutatóan (81) vezetőnyílás van kialakítva, amely a tolattyú orrának a befogadására szolgál. Üzemi állapotban a tolattyú érintkezőbütykei a (82, 83) támasztási pontokon fekszenek fel, amelyek a (63,65) vezetősávoknak a biztosítókat képező (70, 71) keskenyedései miatt létrehozott kihagyások tartományában vannak. Ezáltal üzemi állapotban az érintkezőbütykök nem érintkeznek a (63,65) vezetősávokkal. A (72, 75) érintkező tartományokban lévő (84, 85) érint5

HU 206 796 Β kezópontok jelölik az érintkezőbütykök helyzetét olyan állapotban, amikor a biztosítók működését kiváltottuk.

A működés - a 6. és 7. ábra hivatkozási jeleit használva - a következő:

A védőáramkor védelmi funkcióját a (44) forrasztóhely megolvadásával indítja, amely (45) tolattyút a (42) túlfeszültség-levezető (43) lemezével köti össze. A (43) lemez megfelelően szoros termikus kapcsolatról gondoskodik. A (44) forrasztóhely megolvadásának hatására az előfeszített (88) rugó rugóerejének köszönhetően a (45) tolattyú elmozdul. A (45) tolattyú a (42) túlfeszültség-levezetőtől eltávolodik és megszakítja a (42) túlfeszültség-levezető és a földelő (53) lemez közötti kapcsolatot. A (47, 48) érintkezőbütykök ennek során a nem érintkeztetett (82, 83) támasztás! pontjaikat elhagyják és az elmozdulást követően a (84, 85) érintkezőpontokon fekszenek fel. Ezáltal közvetlen rövidzár keletkezik a földelő (53) lemez és a (63, 65) vezetősávok között a biztosítókat képező (70, 71) keskenyedések mögött. Az (56) jelzőorr az (57) falon kiképzett (87) kivágáson keresztül kifelé mutat. Ennek hatására az alábbiakban még részletesebben is kitérünk.

A 8. ábra a 6. ábra szerinti védőcsatlakozónak A-B metszősík mentén vett metszetét ismerteti. A védőcsatlakozó a (40) házzal és a (41) áramköri lemezzel van körülvéve. A (45) tolattyú két, fémes L-alakú, (90, 91) részből áll, amelyek oly módon vannak T-alakban összeillesztve, hogy hosszabbik (90’, 91’) száraik egymáshoz képest meg vannak feszítve és hegyesszögű, V-alakú rugót képezően vannak elrendezve. A (90, 91) részek - a T-alak karimáját képező - rövidebb (90”, 91”) szárainak végein a (41) áramköri lemezen felfekvő (47, 48) érintkezóbtitykök vannak elrendezve. Az átkapcsolót képező (45) tolattyú érintkeztetéséről a földelő (53) lemez felülről ható rugóereje gondoskodik. A (90,91) részek hosszabbik (90’, 91’) szárainak oldalain az oldalaktól kiindulva egy-egy tárcsaalakú (32, 33) varisztor, megszakító (94, 95) érintkezőlemez, (30, 31) PTC-ellenállás és külső (96, 97) érintkezőlemez van elrendezve, ahol a (92, 93) érintkezőbütykök a tolattyú hosszabbik (90’, 91’) szárai által kifejtett rugónyomás révén a (32, 33) varisztorokhoz vannak nyomva és azokkal villamosán érintkeznek. A (92, 93) érintkezőbütykök az L-alakú (90, 91) részek hosszabbik (90’, 9Γ) szárainak belső oldalán vannak elrendezve. A (30, 31) PTC-ellenállások négyszög alakúak, míg a (32, 33) varisztorok henger alakúak, ahol azok magassága kisebb mint az átmérőjük. Mindig egy-egy (32, 33) varisztor és egy-egy (30, 31) PTC-ellenállás alapfelületükön egy-egy megszakító (94, 95) érintkező lemezen keresztül van egymással villamosán összekötve. Ezen nagyfelületű érintkezésnek köszönhetően szoros termikus kapcsolat biztosított közöttük.

A 9. ábra mutatja a 6. ábra szerinti védőcsatlakozó C-D vonal mentén vett metszetét, a (41) áramköri lemezzel ellátott (40) házat. A (40) ház belső oldalfelületeihez illeszkednek a (96, 97) érintkezőlemezek, amelyek közül a (96) érintkezőlemez (76,77) furatok segítségével merőlegesen a (41) áramköri lemezbe, a (97) érintkezőlemez pedig merőlegesen (78, 79) furatokba van beforrasztva. A (96, 97) érintkezőlemezhez a (40) ház belseje felé csatlakozik a (100,101) üreg, amelyek a baloldali és jobboldali PTC-ellenállások befogadására szolgálnak. A (40) ház belseje felé nézve ezután a (94, 95) érintkezőlemezek vannak elrendezve, amelyek a PTC-ellenállásokat a varisztorokkal kötik össze villamosán, majd ehhez csatlakoznak a varisztorokat befogadó (102, 103) befogadóterek. Központosán van elrendezve a tolattyú (56) jelzőorra. A varisztorokat befogadó (102, 103) befogadóterek és a (41) áramköri lemez között a mérő és megszakító érintkezők rugós (59,60) nyelvei vannak elhelyezve. A PTC-ellenállásokat befogadó (100, 101) üregek és a varisztorokat, a (94,95) érintkezőlemezeket és a rugós (59, 60) nyelveket befogadó (102, 103), befogadóterek megfelelően kiképzett (104) alakos testben vannak kialakítva, amely elülső oldalán egy további (105) kivágással van ellátva, amelyen keresztül a tolattyú (56) jelzőorra átvezethető.

A 10. ábra a védőcsatlakozó alulnézetét mutatja leemelt áramköri lemez esetén. Az áramköri lemezen lévő (73, 74) érintkező tartományok érintkeztetésére szolgáló rugós érintkező (59, 60) nyelvek egy-egy (94, 95) érintkezőlemezzel vannak fixen összekapcsolva. Ezáltal a vonaloldali csatlakozási pontoknak és a rendszeroldali csatlakozási pontoknak a PTC-ellenállásokon keresztül összeköttetései mérő és megszakító dugaszoló alkalmazása nélkül vannak megvalósítva. A 10. ábra mutatja továbbá a PTC-ellenállások, illetve a varisztorok befogadására szolgáló (100, 101) üregeket, illetve (102, 103) befogadótereket. A (92, 93) érintkezőbütykökkel ellátott (45) tolattyú központosán van elrendezve, amelynek karimaoldalát a rövidebb (90”, 91”) szárak képezik. A (90”, 91”) szárak végén alulról a (47, 48) érintkezőbütykök vannak elrendezve. A rugó vezetőorra a belső (50) falon keresztülnyúlik. Az (50) fal másik oldalán a hárompólusú (42) túlfeszültség-levezetőt befogadó (107) üreg van elrendezve.

All. ábra a védőcsatlakozót felűlnézetben mutatja.

Az ábrán láthatók a (96, 97) érintkezőlemezek, a (94, 95) érintkezőlemezek és a hozzá tartozó (100, 101), üregek és (102, 103) befogadóterek a PTC-ellenállások, illetve a viarisztorok befogadására. A földelő (53) lemez a rugós (54) nyelvvel a (100, 101) üregeken, a (102, (103) befogadótereken és a túlfeszültséglevezetőt befogadó üregen részben túlnyúlik. Az (54) nyelv a földelő sín érintkeztetésére szolgál, erre a későbbiekben még részletesebben is kitérünk.

A varisztorok helyett feszültségkorlátozó félvezetőelemek is alkalmazhatók. A varisztorok, diódák és más alkatrészek típusváltásnál a gyártásban változtathatók (modulszerű felépítés).

A 12. ábra távközlési berendezés (89) csatlakozó lécét mutatja, amelyre öt (99) védőcsatlakozó van felhelyezve és amely földelő (98) sínnel van ellátva. A (89) csatlakozóléc mindkét homlokoldalán (37) lengőcsapágyon keresztül Ü-alakú (36) jelzőkengyel van ágyazva. A (36) jelzőkengyel (38) szárainak hossza kismér6

HU 206 796 Β tékben meghaladja a behelyezett (99) védőcsatlakozóknak a (89) csatlakozóléc fölötti magasságát. A (36) jelzőkengyel (39) összekötővezetéke ily módon a (99) védőcsatlakozók működtetett (56) jelzőomainak hatótartományában van. A (36) jelzőkengyel (39) vonalösszekötő vezetékének belső oldalán villamosán vezető (106) kontaktcsík van elrendezve, amely az 5a. ábrán látható (17) csatlakozóvezetéken keresztül a központi jelzőrendszerrel össze van kötve.

A 13. ábra mutatja a (89) csatlakozóléc elönézetét a rajta lévő (36) jelzőkengyellel, üzemi állapotban.

A 14. ábrán a 13. ábra szerinti elönézet lehajtott (36) jelzőkengyellel látható, ahol a lehajtott (36) jelzőkengyel lehetővé teszi a (99) védőcsatlakozók cseréjét és könnyebb hozzáférést biztosít a mérő és megszakító érintkezőkhöz. A (36) jelzőkengyel lehajtása azért szükséges, mivel egyébként a (99) védőcsatlakozókat nem lehetne kihúzni. A (36) jelzőkengyel a másik - a 14. ábrán láthatóval ellentétes - irányba is lehajtható, amennyiben a (89) csatlakozóléc egyik oldalán elhelyezett további, ráhelyezett (99) védőcsatlakozókkal ellátott (89) csatlakozólécek a lehajtást meg nem gátolják.

A 12. ábrán kinyúló (56) jelzőorral ellátott (99) védőcsatlakozó látható. Ez azt jelenti, hogy felmelegedést előidéző üzemzavar következtében a forrasztóhely megolvadt és a (99) védőcsatlakozó tolattyúja a rugó rugóerejének hatására a házból kinyomódott. Ennek hatására az optikai (56) jelzőorr a (106) kontaktcsíkkal érintkezésbe kerül és az 5a. ábrán bemutatott kapcsolási rajz szerinti jelzőáramkört a földelő (E) vezeték felé zárja. Járulékos jelzésként olyan megoldás is lehetséges, amelynél az 5a. ábra szerinti jelzőramkört a földelő (E) vezetéken keresztül abban az esetben is zárjuk, ha (36) jelzőkengyel a 14. ábra szerinti lehajtott állapotban van. Ez megakadályozná a jelzésnek a (36) jelzőkengyel lehajtásával történő kikapcsolását, azaz már a (36) jelzőkengyel lehajtása során - egy az ábrákon nem feltüntetett érintkezővel kiváltott - jelet szolgáltatna. A (36) jelzőkengyel jelzőelemmel is ellátható, például LED-del vagy lámpával, hogy az esetleges hibák megtalálását megkönnyítsük.

Claims (17)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Védőáramkor fogyasztó túlfeszültség és túláram elleni védelmére, különösen távközlési berendezésekhez, amelynek vonalösszekötő vezetékbe beiktatott biztosítója, valamint hőkioldóval védett, a vonalösszekötő vezeték és földelő vezeték között keresztirányú ágat képező túlfeszültség-levezetője van, azzal jellemezve, hogy a hőkioldó (5, 6) működésbelépésének hatására a túlfeszültség-levezető (1, 2) keresztirányú ágát megszakító és a biztosító (3, 4) mögött a vonalösszekötő vezeték és a földelő vezeték (E) között keresztirányú, rövidrezáró ágat (7, 8) záró hőkioldó (5, 6).
2. 2. Az 1. igénypont szerinti védőáramkor, azzal jellemezve, hogy a túlfeszültség-levezető (1,2) keresztirányú ága a vonaloldal-rendszeroldal (I^-S) irányt tekintve a biztosító (3,4) előtt van elrendezve.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti védőáramkor, azzal jellemezve, hogy a túlfeszültség-levezető (1, 2) keresztirányú ága és a keresztirányú, rövidrezáró ág (7, 8) a biztosító (3’, 4’) mögött van elrendezve, a biztosító (3,’4’) pedig a túlfeszültség-levezető (1, 2) keresztirányú ágának megszakításakor nyitó kapcsolóval (11) van áthidalva.
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti védőáramkor, azzal jellemezve, hogy a védőáramkor egy érpár két vonalösszekötő vezetékének védelmére szimmetrikusan meg van kettőzve, ahol a hőkioldó (5, 6) mindkét túlfeszültség-levezetőt (1, 2) a földelő vezetéktől (E) szétválasztó és mindkét keresztirányú rövidrezáró ágat (7, 8) közös átkapcsolóval (9) van működtető kapcsolatban.
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti védőáramkor, azzal jellemezve, hogy durvavédelmi egységből (20) és finomvédelmi egységből (21) álló fokozatos védelem biztosítására a vonalösszekötő vezetékbe finomvédelmi egység (21) van beiktatva.
6. 6. Az 5. igénypont szerinti védőáramkor, azzal jellemezve, hogy a finomvédelmi egység (21) a vonalösszekötő vezetékbe kapcsolt PTC-ellenállással (30, 31) és ehhez képest keresztirányban a vonalöszekötő vezeték és a földelő vezeték (E) közé kapcsolt varisztorral (32, 33) van ellátva, amely a PTC-ellenállással (30,31) hővezető kapcsolatban áll.
7. 7. A 6. igénypont szerinti védőáramkor, azzal jellemezve, hogy a fokozatos védelem után mindegyik vonalösszekötő vezetékben mérő és megszakító hely (34) van kialakítva.
8. 8. Védővacsatlakozó, amely az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti védőáramkörrel van ellátva, azzal jellemezve, hogy az átkapcsoló (9) házban (40) ágyazott tolattyúként (45) van kialakítva, amelynek egyik vége forrasztóhelyen (44) keresztül a házon (40) belül rögzített túlfeszültség-levezető (42) földelő lemezével (43) van összekötve, ahol a tolattyu (45) a túlfeszültség-levezetőtől (42) ellentétes irányban rugóerővel van megfeszítve és földelő lemezen (53) támaszkodik, ahol a tolattyú (45) továbbá üzemi állapotban érintkezésmentes, és a forrasztóhely (44) megolvadását követően hőhatásra és ennek következtében a tolattyú (45) elmozdulásának hatására rugóerővel az áramvezetőkkel érintkező és az áramvezetőket földelő vezetékkel (E) összekapcsoló érintkezőbütykökkel (47, 48) van ellátva.
9. 9. A 8. igénypont szerinti védőcsatlakozó, azzal jellemezve, hogy a tolattyú (45) két, L-alakú keresztmetszetű részből (90, 91) van kiképezve, amelyek Talakban vannak összeillesztve, ahol a T-alak gerincét képező hosszabb szárai (90’, 91’) V-alakú rugót képezően egymáshoz képest terpesztve vannak elrendezve, peremet képező rövidebb szárainak (90”, 91”) külső oldalán egy-egy érintkezőbütyök (47, 48), a gerincet képező hosszabb szárainak (90’, 91’) belső oldalán pedig kifelé mutató érintkezőbütykök (92, 93) vannak elrendezve.

   HU 206 796 Β
10. 10. A 9. igénypont szerinti védőcsatlakozó, azzal jellemezve, hogy a ház (40) egyik oldalról áramköri lemezzel (41) van lezárva, amelynek egyik vége a házon (40) túlnyúló érintkezőnyelvként (61) van kiképezve, amely kétoldalről felvitt érintkezőfelületekkel (62, 64) és a ház (40) belső oldala felé mutató oldalán vezetősáv okkal (63,65, 67, 69) van ellátva.
11. 11. A 10. igénypont szerinti védőcsatlakozó, azzal jellemezve, hogy a biztosíték (3, 4) az áramköri lemezen (41) a mindenkori vezetősávok (63, 65) keskenyedéseiként (70, 71) vannak kialakítva.
12. 12. A 8-11. igénypontok bármelyike szerinti védőcsatlakozó, azz.al jellemezve, hogy a tolattyú (45) a ház (40) keresztirányú fala (57) irányában mutató, védelmi állapot kiváltását követően a házban (40) kiképzett kivágáson (87) keresztül kifelé elmozduló és jelzést adó jelzőorral (56) van ellátva.
13. 13. A 8-12. igénypontok bármelyike szerinti védőcsatlakozó, azzal jellemezve, hogy a központosán a házban (40) elrendezett tolattyú (45) mindkét oldalán egy-egy varisztor (32, 33), érintkezőlemez (94, 95), PTC-ellenállás (30, 31) és külső érintkező lemez (96, 97) van elrendezve, amelyek egymással villamosán össze vannak kötve.
14. 14. A 8-13. igénypontok bármelyike szerinti védőcsatlakozó, azzal jellemezve, hogy a háznak (40) az érintkezőnyelv (61) felé mutató keresztirányú falán (52) kivágás (55) van kiképezve, amelyen keresztül a ház (40) belsejében rugós nyelv (54) által érintkeztethető földelő sín (98) van bevezetve.
15. 15. A 8-14. igénypontok bármelyike szerinti védőcsatlakozó, azzal jellemezve, hogy a háznak (40) a jelzőorr (56) felé mutató falán (57) kivágás (58) van kiképezve, amelyen keresztül a ház (40) belsejében a PTC-ellenállás (30, 31) mögött a bevezető sávot (63, 65) az elvezető vezetősávval (67, 69) összekötő rugós érintkezőnyelvet (59, 60) az elvezető vezetősávról (67, 69) leemelő mérő- és megszakító dugasz bevezethető.
16. 16. A 8-15. igénypontok bármelyike szerinti védőcsatlakozó, azzal jellemezve, hogy a védőcsatlakozó (99) homlokoldali keresztirányú falától (57) kis távolságban elrendezett, a védőcsatlakozó (99) jelzőorrával (56) érintkeztethető jelzőkengyellel (36) van ellátva, amely jelzőberendezésnek jelet szolgáltató kontaktcsíkkal (106) van ellátva.
17. 17. A 16. igénypont szerinti védőcsatlakozó, azzal jellemezve, hogy jelzőkengyel (36) U-alakúra van kiképezve és száraival (38) lengőcsapágyon (37) keresztül lehajthatóan csatlakozólécen (89) van elrendezve.