NL8006411A - Inrichting voor het beveiligen tegen oververhitting door overspanning van een spanningsbegrenzende schakeling. - Google Patents

Description

i PHN 9901 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven "Inrichting voor het beveiligen tegen oververhitting door overspanning van een s panningsbegrenzende schakeling"

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het beveiligen tegen oververhitting door overspanning van een spannings-begrenzende schakeling bevattende een serieschakeling van tenminste een eerste spanningsbegrenzend element van de spanningsbegrenzende 5 schakeling en tenminste een eerste thermisch,-gevoelig schakelelement : waarbij het schakelelement bij normale bedrijfsterrperatuur een stroom-verbinding vormt en bij temperatuurverhoging een strocmbelemmering vormt.

Een dergelijke inrichting is bekend uit het amerikaans 10 octrooischrift nr. 4,068,277.

Om apparatuur, aangesloten op een telecammunicatielijn te beschermen tegen overspanning is er gewoonlijk een primaire en een daaraan parallel geschakelde secundaire protectie. De primaire protectie bestaat uit bijvoorbeeld een gasontladingsbuis of een koolblok. Een 15 dergelijke protectie verlaagt in geval van overspanning de lijn -spanning tot bijvoorbeeld 180 V nadat deze eerste een drempelwaarde van bijvoorbeeld 400 V heeft over schreden. Het aanschakelen van deze protectie geschiedt echter met een niet te verwaarlozen inschakeltijd waarin de lijnspanning onder bepaalde omstandigheden nog tot bijvoorbeeld 20 1000 V kan oplopen. Tevens beveiligt deze protectie niet tegen spanningen (bijvoorbeeld 220 V) die lager zijn dan de genoemde drempelwaarde maar die nog wel stromen kunnen veroorzaken in de grootteorde van IA. Stromen van deze sterkte kunnen nog wel schade aanrichten. De secundaire protectie is bedoeld om het eerst genoemde bezwaar van de pri-25 maire protectie te ondervangen. De gebruikelijke secundaire protectie bestaat uit een snel schakelend spanningsbegrenzend element zoals een zenerdiode of een VDR. Deze secundaire protectie kan nu de lijnspanning gedurende de inschakeltijd van de primaire beveiliging tot bijvoorbeeld 200 V begrenzen. Zodoende is de protectie tegen blikseminducties af-30 doende. Echter kortsluiting met het lichtnet of inductiespanning van het lichtnet van dezelfde grootte orde ten gevolge van lichtnetonbalans leidt na enige tijd (bijvoorbeeld 0,1 s) tot vernietiging door oververhitting van de secundaire protectie. Dit is uiteraard ongewenst.

8006411 PHN 9901 2

Het probleem in de bestaande situaties is dat de genoemde vermogens-storingen tot destructie van de secundaire protectie leiden. Uit het genoemd amerikaans octrooischrift nr. 4,068,277 is het bekend dat destructie te vermijden is door bij een vermogensstoring van bijvoorbeeld 5 1 s of langer de lijn waarop de storing aanwezig is af te schakelen. De spanningsbegrenzende schakeling is hierbij een gasontladingsbais. Hiermee in serie is een verwarmingsspoel geschakeld die bij een vermogensstoring via een thermisch bediende schakelaar het contact tussen de genoemde lijn en de gasontladingsbuis verbreekt.

10 Een nadeel van de genoemde inrichting is dat de ver warmingsspoel en het spanningsbegrenzende element op verschillende plaatsen kunnen worden qpgesteld en dus onder verschillende amgevings-temperatuurcondities kunnen werken, zodat er situaties kunnen optreden waarin oververhitting, van het spanningsbegrenzende element niet of 15 niet snel genoeg het afschakelen van de lijn tengevolge heeft. Een ander nadeel van de genoemde inrichting is dat er kortsluiting in of over die verwarmingsspoel mogelijk is; in dat geval heeft oververhitting van het spanningsbegrenzende element geen afschakelen van de lijn tengevolge.

De uitvinding beoogt aan deze bezwaren op economische 20 en bedrijfszekere wijze tegemoet te komen. De beveiligingsinrichting van de in de aanhef vermelde soort is volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt dat er een warmtegeleidende verbinding bestaat tussen de spanningsbegrenzende schakeling en het thermische gevoelige schakelelement. Het grote voordeel van deze warmtegeleidende verbinding is dat deze bewerk-25 stelligt dat de temperaturen van de spanningsbegrenzende schakeling en het thermisch gevoelig schakelelement vrijwel gelijk zijn. Dreigende oververhitting van de spanningsbegrenzende schakeling heeft zodoende steeds stroombegrenzing in de aangesloten lijn, in serie waarmee het schakelelement is opgenomen, tengevolge.

30 De inrichting van de in de aanhef vermelde soort is volgens een verdere maatregel overeenkomstig de uitvinding gekenmerkt doordat de serieschakeling een tweede thermische gevoelig schakelelement bevat hetwelk elektrisch verbonden is met een vrij uiteinde van het eerste spanningsbegrenzende element, dat het eerste thermisch 35 gevoelig schakelelement elektrisch verbonden is met het andere uiteinde van het eerste spanningsbegrenzende element en dat er een warmtegeleidende verbinding bestaat tussen het spanningsbegrenzende en het tweede thermisch gevoelige schakelelement. Dit heeft het voordeel dat het 8 0 0 6 4 1 1 { PHN 9901 3 spanningsbegrenzende element wordt beveiligd tegen een overspannings-verschil tussen beide uiteinden van de spanningsbegrenzende schakeling onafhankelijk van een potentiaalverschil van de uiteinden ten opzichte van een referentiespanning.

5 Volgens een verdere maatregel overeenkomstig de uit vinding is de inrichting van de in de aanhef vermelde soort daardoor gekenmerkt dat de inrichting een tweede en een derde spanningsbegrenzende element bevat, dat het tweede spanningsbegrenzende element elektrisch verbonden is met een uiteinde van het eerste spanningsbegrenzende element, 10 dat het derde spanningsbegrenzende element elektrisch verbonden is met het andere uiteinde van het eerste spanningsbegrenzende element en dat een warmtegeleidende verbinding bestaat tussen het eerste schakel-element en het tweede spanningsbegrenzende element en tussen het tweede schakelelement en het derde spanningsbegrenzende element.

15 Het voordeel van deze beveiligingsinrichting is dat deze kan beveiligen tegen zowel een overspanningsverschil tussen beide uiteinden van de spanningsbegrenzende schakeling als tegen een potentiaalverschil van de uiteinden ten opzichte van een referentiespanning.

De inrichting van de in de aanhef vermelde soort 20 is volgens een andere maatregel overeenkomstig de uitvinding daardoor gekenmerkt dat de serieschakeling een derde en een vierde thermisch gevoelig schakelelement bevat, dat de inrichting een vierde en een vijfde spanningsbegrenzend element bevat zodanig dat het derde schakelelement verbonden is met het eerste schakelelement, dat het vierde 25 schakelelement verbonden is met het tweede schakelelement, dat het vierde spanningsbegrenzende element verbonden is met het contactpunt van het derde en het eerste schakelelement, dat het vijfde spanningsbegrenzende element verbonden is met het contactpunt van het vierde en het tweede schakelelement en dat een warmtegeleidende verbinding 30 bestaat tussen het vierde schakelelement en het vijfde spanningsbegrenzende element en tussen het derde schakelelement en het vierde spanningsbegrenzende element. Deze inrichting heeft het voordeel dat zowel beveiliging tegen een overspanningsverschil tussen beide zijden van het eerste spanningsbegrenzende element verkregen wordt als tegen 35 een overspanningsstoring ten opzichte van een referentiespanning, i.h.b. aarde, die optreedt aan een van beide zijden van het eerste spanningsbegrenzende element. Een verder voordeel van deze beveiligingsinrichting is dat in geval van een overspanning een dubbele stroombe- 8006411 PHN 9901 4 leraraering wordt verkregen doordat twee thermisch gevoelige schakel-elementen in serie staan.

De inrichting van de in de aanhef vermelde soort is volgens een volgende maatregel overeenkomstig de uitvinding daardoor 5 gekenmerkt dat de serieschakeling een zesde spanningsbegrenzend elenent en een vijfde schakelelement bevat en dat.de inrichting een zevende spanningsbegrenzend element bevat zodanig dat het. zesde spanningsbe-grenzende element is verbonden met het vijfde schakelelement en met het eerste spanningsbegrenzende element en dat het eerste schakelelement 10 is verbonden met het eerste spanningsbegrenzend element en dat het zevende spanningsbegrenzende element is verbonden met het contactpunt tussen het eerste en het zesde spanningsbegrenzende element en waarbij een warmtegeleidende verbinding bestaat tussen het eerste spanningsbegrenzende element en het eerste schakelelement en tussen het zesde 15 spanningsbegrenzende element en het vijfde schakelelement. Het voordeel van deze inrichting ligt daarin dat zij door de combinatie van meerdere spanningsbegrenzende elementen in de spanningsbegrenzende schakeling een grote vrijheid biedt in de keuze van de onderste grenswaarde van de overspanning doordat deze is samen te stellen uit de drempelspanningen 20 van meerdere in serie geschakelde VDR's. .

De inrichting van de in de aanhef vermelde soort is volgens een verdere maatregel daardoor gekenmerkt dat elk spanningsbegrenzende element dat slechts aan êên zijde thermisch gekoppeld is met een thermisch gevoelig schakelelement of met een ander spanningsbe-25 grenzende element aan de daartegenover liggende zijden voorzien is van een koelend element. Dit koelend element bewerkstelligt een temperatuur-verdeling binnen het spanningsbegrenzend element die het optreden bemoeilijkt van de situatie dat het gehele spanningsbegrenzend element of een gedeelte daarvan zodanig oververhit raakt dat daaraan schade 30 ontstaat voordat het thermisch gevoelig schakelelement een zo hoge temperatuur bereikt heeft dat het stroombelemmerend kan gaan werken.

Het koelend element verkleint dus de kans op schade door oververhitting, i.h.b in het geval van zeer grote warmteontwikkeling in het spanningsbegrenzende element.

35 Een bijzondere voorkeursuitvoering van de beschreven inrichtingen wordt daardoor gekenmerkt dat deze zijn uitgevoerd met een spanningsafharikelijke weerstand, in het vervolg kortweg te noemen VDR, als spanningsbegrenzend element, en/of een weerstand met hoge 8 00 6 4 1 1 EHN 9901 5 positieve terrperatuurcoëfficient - ook wel genaamd PTC-thermistor, in het vervolg kortweg te noemen PTC - als thermisch gevoelig schakel-element.

De uitvinding en haar voordelen zullen aan de hand van 5 de in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen nader worden toegelicht, waarbij overeenkomstige elementen in verschillende figuren met dezelfde verwijzingstekens worden aangeduid.

Figuur 1 toont een eenvoudige uitvoeringsvorm van een beveiligingsinrichting volgens de uitvinding; 10 Figuur 2 toont een andere uitvoeringsvoorbeeld van een beveiligingsinrichting volgens de uitvinding;

Figuur 3 toont een verder uitvoeringsvoorbeeld van een beveiligingsinrichting volgens de uitvinding;

Figuur 4 toont een uitvoeringsvorm van een beveiligings- 15 inrichting volgens de uitvinding waarin de spanningsbegrenzende schakeling van twee kanten beschermd wordt;

Figuur 5 toont een uitvoeringsvorm van de beveiligingsinrichting volgens de uitvinding die zowel tegen enkelzijdige overspanning als tegen dubbelzijdige overspanning beveiligt; 20 Figuur 6 toont een modificatie van de inrichting fig. 5 met een andere stapeling der elementen;

Figuur 7 geef t een uitvoeringsvoorbeeld van een beveiligingsinrichting volgens de uitvinding met een dubbele stroom-belemmering in het geval van een enkelzijdige overspanningsstoring; 25 Figuur 8 toont een uitvoeringsvoorbeeld van een be veiligingsinrichting waarbij over de spanningsbegrenzende schakeling de dubbele spanning kan staan;

Figuur 9 toont een modificatie van de beveiligingsinrichting volgens figuur 8; 30 Figuur 10 toont een uitvoeringsvorm van de beveiligings inrichting volgens fig. 1 waaraan een koelend element is toegevoegd.·

In de uitvoeringsvorm van de inrichting voor het beveiligen tegen oververhitting tengevolge van overspanning zoals weergegeven in figuur 1 is een spanningsbegrenzend element 4 aangebracht.

35 De functie van dit element is het begrenzen van de overspanning die over dit element kan staan. Voor de uitvoering, van dit element staan meerdere mogelijkheden ter beschikking zoals bijvoorbeeld een gasgevulde ont-ladingsbuis, een zenerdiode of een VDR. Een uitvoering met een VDR

8 00 6 4 1 1 PHN 9901 6 is bijzonder voordelig omdat deze goedkoop en klein is. Voor een verdere beschrijving wordt er van uitgegaan dat als spanningsbegrenzend element een VDR wordt toegepast. Bij normale bedrijfsspanning heeft de VDR een zo hoge weerstand dat de stroom die er door vloeit te verwaarlozen 5 klein is. Bij een overspanningsstoring stijgt de spanning over de VDR waardoor zijn weerstand daalt en de stroom erdoor sterk toeneemt. Dit effekt werkt de overspanning tegen en hierin bestaat de spanningsbe-grenzende werking van de VDR. Als de toegenomen stroom langere tijd aanhoudt wordt de VDR steeds warmer waardoor beschadiging kan optreden.

10 Om dit te voorkomen is volgens de uitvinding in serie met de VDR 4 een schakelelement 3 opgenomen dat via een goed warmtegeleidende verbinding 5 met de VDR 4 is gekoppeld. Bij het optreden van een overspanningsstoring zal in afhankelijkheid van warmteoverdracht via de warmtegeleidende verbinding 5 een korte tijd na het begin van de over-15 spanningsstoring het thermisch gevoelige schakelelement stroombelemmerend gaan werken doordat het warmer wordt. Zodoende is het voordeel dat van de rechtstreekse thermische koppeling tussen de VDR 4 en het thermisch gevoelig schakelelement 3 wordt verkregen, dat oververhitting van de VDR 4 voorkomen wordt. Het schakelelement 3 kan uitgevoerd worden 20 als bijvoorbeeld een bimetaalschakelaar of een PTC. Een PTC is klein, goedkoop en bedrijfszeker. Er wordt voor de verdere beschrijving van uitgegaan dat het thermisch gevoelig schakelelement als PTC is uitgevoerd. In alle figuren zijn de elektroden aan de VDR's en FTC's verbonden met de smalle zijden getekend. Bij de meeste commercieel ver-25 krijgbare uitvoeringsvormen van deze elementen bevinden deze elektroden zich echter aan de brede zijden van het element; dit maakt geen verschil voor het principe van de schakeling.

In een toepassing van de inrichting voor beveiliging van verdere apparatuur wordt de PTC 3 in serie geschakeld tussen bij-30 voorbeeld een niet in de figuur weergegeven telecommunicatielijn welke op aansluitklem 1 dient te worden aangesloten en de te beschermen apparatuur welke op aansluitklem 2 dient te worden aangesloten. Onder ongestoorde bedrijfsomstandigheden vormt de PTC 3 een goede elektrische verbinding tussen genoemde lijn en apparatuur. De VDR 4 wordt aange-35 sloten tussen aansluitklem 2 en een referentiespanning, i.h.b. aarde.

De thermische koppeling 5 tussen PTC 3 en VDR 4 bewerkstelligt dat de PTC 3 met de VDR 4 mee in temperatuur stijgt. De weerstand van de PTC 3 stijgt door de terrperatuurverhoging zo sterk dat de stroom door 8 00 6 4 1 1 PHN 9901 7 de PTC 3 en dus ook door de VDR 4 begrensd wordt tot een zodanige waarde dat beschadiging van VDR 4 en evt. hiermee verbonden apparatuur wordt vermeden. De stroamverlaging door de VDR 4 heeft tengevolge dat de VDR 4 niet verder in temperatuur stijgt. Is de overspanning verdwenen 5 dan koelen de PTC 3 en de VDR 4 af en herstellen zich de normale bedrijfsomstandigheden, dat wil zeggen een relatief lage weerstandswaarde van de PTC 3 en een relatief hoge weerstandswaarde van de VDR 4. Deze beveiliging is dus zelfherstellend. De warmtegeleidende verbinding wordt gevormd door het element 5. Dit element is zodanig gemaakt dat een 10 goede warmteoverdracht tussen de VDR 4 en de PTC 3 mogelijk is. Hiervoor kan bijvoorbeeld een thermisch geleidende en elektrisch isolerende pasta toegepast worden, zoals bijvoorbeeld Thermal Compound D1003 van Schaffner A.G. Worden de PTC 3 en de VDR 4 naast elkaar gemonteerd dan kan deze pasta tussen beide aangebracht, worden.

15 Een andere uitvoeringsvorm, i.h.b. wat betreft de warmte geleidende verbinding van de beveiligingsinrichting volgens de uitvinding, is geschetst in figuur 2. De PTC 3 en de VDR 4 zijn via een geleider 7 elektrisch met elkaar en met de aansluitklem 2 verbonden.

De thermische koppeling vindt hier plaats doordat de componenten ingebed 20 zijn in de genoemde pasta 6. Een voordeel van deze uitvoeringsvorm is de grote : mate van vrijheid die men heeft bij de vormgeving van de beveiligingsinrichting, dit ongeacht de vorm van de componenten. Een ander voordeel van deze uitvoeringsvorm is dat alle warmte die in de VDR 4 geproduceerd wordt ten goede kamt aan de PTC 3. Een verder 25 voordeel is nog dat in deze uitvoeringsvorm geen schadelijke thermische spanningen kunnen optreden door een meer homogene warmteverdel ing en doordat de componenten zijn ingebed in een medium 6 dat plastisch blijft.

Een volgende uitvoeringsvorm van de beveiligingsin-30 richting volgens de uitvinding toont figuur 3. Zowel de elektrische als de thermische verbinding tussen de PTC 3 en de VDR 4 wordt hier gevormd door één element 8. Dit is gerealiseerd met behulp van bijvoor-'beeld een koperplaatje. De aansluitklem 2 voor het aansluiten van 'de door de VDR 4 te beveiligen apparatuur is met het element 8 ver-35 bonden.

Deze uitvoeringsvorm heeft als voordeel een grote constructieve eenvoud. Bovendien laat deze constructie bijvoorbeeld door een kleine dikte van het plaatje of eventueel alleen een soldeer- 8006411 j PHN 9901 8 laagje een geringe warmtecapaciteit van het element 8 toe, terwijl voor dit element 8 door keuze van thermisch goed geleidend materiaal bijvoorbeeld koper, een kleine responsietijd van de beveiligingsinrichting gerealiseerd kan worden.

5 Figuur 4 toont een verdere uitvoeringsvorm van de be- veiligingsinrichting volgens de uitvinding waarin de VDR 4 via de warmtegeleidende verbindingen 5 en 9 in thermisch contact staat met resp. de PTC 3 en de PTC 12. Eén zijde van de VDR 4 is verbonden met de aansluitklem 2, de andere zijde van de VDR 4 is verbonden met de 10 aansluitklem 1.1 waarmee ook de PTC 12 is verbonden. De andere, zijde van de PTC 12 is verbonden met de aansluitklem 10. Deze uitvoeringsvorm biedt een dubbelzijdige beveiliging tegen overspanning. Een overspanningsverschil tussen beide zijden van de VDR 4 heeft hierbij stroombelemmering door zowel PTC 3 als door PTC 12 tengevolge. Dit 15 wordt veroorzaakt door temperatuurstijging van deze PTC's 3 en 12 die via de warmtegeleidende elementen.5 en 9 afkomstig is van de VDR 4.

Elk van de warmtegeleidende verbindingen 5 en 9 kan uitgevoerd worden zoals omschreven aan de hand van figuur 1 of figuur 3. Ook kan warmte-contact tot stand worden gebracht tussen de PTC's 3 en 12 de VDR 4 op 20 de wijze zoals beschreven aan de hand van figuur 2.

Deze beveiligingsinrichting is bijzonder geschikt om elektrisch zwevend opgestelde apparatuur met een zwevende teleccranu-nicatielijn te koppelen. Daartoe wordt de apparatuur aangesloten tussen de klemmen 2 en 11 en een tweedraads telecommunicatielijn wordt daar-25 toe verbanden met de klemmen 1 en 10.

De in figuur 5 geschetste uitvoeringsvorm van de beveiligingsinrichting volgens de uitvinding vormt een uitbreiding van de inrichting volgens figuur 4. Aan de uitvoeringsvorm van de inrichting volgens figuur 4 zijn twee VDR's 13 en 16 toegevoegd met 30 bijbehorende thermische verbindingen 14 en 15. Op deze wijze wordt de inrichting volgens figuur 5 verkregen. In deze figuur is de VDR 13 elektrisch verbonden met aansluitklem 2 en een vaste referentie-spanning, i.h.b. aarde, en thermisch verbonden met PTC 3 via de thermisch geleidende verbinding 14. De VDR 16 is elektrisch verbanden met 35 aansluitklem 11 en een vaste referentiespanning, i.h.b. aarde, en thermisch verbonden met PTC 12 via de thermisch geleidende verbinding 15. Deze uitvoeringsvorm biedt zowel enkelzijdigevals dubbelzijdige overspanningsbeveiliging. Een overspanningsverschil tussen 8006411 PHN 9901 9 beide zijden van de VDR 4 heeft hierbij strocmbelemmering door zowel PTC 3 als door PTC 12 tengevolge. Een overspanningsstoring t.o.v. een vaste referentiespanning, i.h.b. aarde, op elk der beide zijden 2 en 11 van VDR 4 heeft strocmbelemmering door de PTC 3 of 12 aan die zijde ten-5 gevolge. De werking van deze inrichting is de gecombineerde werking van de inrichtingen welke beschreven zijn aan de hand van figuren 1 en 4. Ieder der warmtegeleidende verbindingen 5, 9, 14 en 15 kan uitgevoerd worden op een wijze zoals aan de hand van de voorgaande figuren beschreven is. Via deze beveiligingsinrichting kan telecommunicatie-10 apparatuur gekoppeld worden aanteleccmmunicatielijnen. Deze wijze van koppelen is zeer geschikt cm de genoemde apparatuur te beveiligen tegen zowel overspanningsverschillen tussen de lijnen als tegen overspanning t.o.v. een vaste referentiespanning, i.h.b. aarde, op elk van de lijnen. Bij deze koppeling komt de aansluiting van de lijnen en de 15 te beveiligen telecommunicatieapparatuur overeen met die beschreven aan de hand van figuur 4.

De in figuur 6 getoonde uitvoeringsvorm volgens de uitvinding is een modificatie van de uitvoeringsvorm die in figuur 5 beschreven is. De hier getoonde uitvoeringsvorm heeft een andere 20 stapeling der elementen hetgeen als voordeel heeft dat er een warmte-verdeling binnen deze inrichting tot stand komt die een responsietijd van de inrichting bewerkstelligt die, afhankelijk van de dimensionering een andere waarde kan hebben dan die van de uitvoeringsvorm volgens figuur 5. Dit kan onder bepaalde omstandigheden voordelig zijn. De 25 thermische verbinding tussen de PTC 3 en de VDR 4 wordt in de onderhavige uitvoeringsvorm gevormd door de elementen 5, 13 en 14 die wat betreft de warmtegeleiding in serie staan. Evenzo wordt de thermische verbinding tussen de VDR 4 en de PTC 12 gevormd door de elementen 9, 16 en 15 die thermisch gezien.in serie staan.

30 De uitvoeringsvorm van de beveiligingsinrichting volgens de uitvinding zoals getekend in figuur 7 bevat een configuratie opgebouwd uit een inrichting volgens de uitvoeringsvorm weergegeven in figuur 4 en twee inrichtingen volgens de uitvoeringsvorm weergeven in figuur 1. Daarbij is een inrichting volgens figuur 1 met zijn aansluit-35 klem 2 verbonden met aansluitklem 1 van een inrichting zoals weergegeven in figuur 4 (aangeduid met ") en is een tweede inrichting volgens figuur 1 (aangeduid met ') met zijn aansluitklem 2' verbonden met aansluitklem 10 van de inrichting volgens figuur 4. In de plaats van de 8006411 PHN 9901 10 uitvoeringsvorm volgens figuur 1 kan ook de uitvoeringsvorm volgens figuur 2 of figuur 3 worden toegepast welke op identieke wijze met de inrichting volgens figuur 4 worden verbonden als hierboven beschreven voor de inrichting volgens figuur 1. Bij koppeling van telecommunicatie-5 apparatuur aan telecammunicatielijnen via de beveiligingsinrichting volgens figuur 7 is in ieder der lijnen tenminste één overspannings-beveiliging aanwezig. Deze inrichting heeft behalve de beveiligende werking beschreven aan de hand van de in de figuren 5 en 6 weergegeven uitvoeEingsvoorbeelden als extra voordeel dat er twee stroambelemmerende 10 PTC's (4, 3" résp. 3', 12") in serie in een lijn tussen de klemmen 1 en 2" resp. 1' en 11" aanwezig zijn, indien bij een overspanningsstoring op de lijnen zowel de VDR 4" als een der VDR's 3 en 4' of beide VDR's 3 en 4' aanspreken. Spreekt bij een overspanningsstoring op beide lijnen alleen de VDR 4" aan dan worden beide lijnen in ieder geval door 15 één PTC geblokkeerd.

De uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding als weergegeven in figuur 8 bestaat uit een sterschakeling van drie VDR's 20, 21 en 22 waarvan het sterpunt 17 via de VDR's., 20 en 21 gekoppeld is aan PTC 23 resp. PTC 24. De PTC 23 en het vrije 20 uiteinde van de VDR 20 zijn verbonden net de aansluitklem 25, het vrije uiteinde van de VDR 22 is verbonden met een vaste referentie-spanning, i.h.b aarde, het vrije uiteinde van de VDR 21 en de PTC 24 zijn verbonden met de aansluitklem 26. De vrije uiteinden van de PTC's 23 en 24 zijn verbonden met de aansluitklem 27 resp. 28. Tussen de VDR 25 20 en de PTC 23 is een warmtegeleidende verbinding 29 aangebracht; tussen de VDR 21 en de PTC 24 is een warmtegeleidende verbinding 30 aangebracht. Ieder der warmtegeleidende verbindingen 29 en 30 kan uitgevoerd worden op overeenkomstige wijze zoals aan de hand van de figuren 1, 2 en 3 beschreven is. Via deze beveiliging kan teleccmmuni-30 catieapparatuur gekoppeld worden aan telecommunicatielijrien. Ook deze uitvoeringsvorm biedt zowel enkelzijdige als dubbelzijdige over-spanningsbeveiliging. Bij gebruik van.een VDR als element dat de spanning op bijvoorbeeld een telecommunicatielijn begrenst definiëren we als de werkspanning die spanning over de VDR die optreedt als de 35 VDR een door de administraties bepaalde stroon geleidt. De grootte van deze stroom is door de administraties vastgesteld als die stroom die bij overspanning minimaal afgeleid moet kunnen worden. Voorts wordt gedefinieerd als de beveiligingsspanning tussen twee punten een 8006411 φ ΡΗΝ 9901 11 voorgeschreven waarde die niet overschreden mag worden door de absolute waarde van het spanningsverschil tussen deze punten., Wenst men tussen twee punten een bepaalde beveiligingsspanning dan kan daaraan bij benadering voldaan worden door die twee punten te koppelen via 5 bijvoorbeeld êên VDR met een werkspanning gelijk aan die beveiligingsspanning. Een voordeel van de onderhavige uitvoeringsvorm is nu dat door serieschakeling van VDR's bij benadering beveiligingsspanningen gerealiseerd kunnen worden die ongelijk zijn aan de respectievelijke werkspanningen van de individuele VDR's. Een verder voordeel van deze 10 uitvoeringsvorm is dat deze, bij toepassing als overspanningsbeveiliging op een lijnenpaar, de mogelijkheid biedt tot beveiliging tegen een overspanningsversch.il tussen de beide lijnen dat afwijkt van het verschil van de beveiligingsspanningen van die lijnen t.o.v. een vaste referentie, i.h.b. aarde.

15 De in figuur 9 weergegeven inrichting is een variant op de inrichting volgens figuur 8; in de in figuur 9 weergegeven inrichting is tussen de VDR's 20, 21 en 22 een warmtegeleidende verbinding 31 aangebracht. Ook is er een warmtegeleidende verbinding tussen de VDR 22 en de PTC 23 en tussen de VDR 22 en de PTC 24. Deze laatste 20 twee verbindingen kunnen uitgevoerd zijn als deel van element 30; het is ook mogelijk dat deze twee verbindingen gevormd worden door de thermische serieschakeling van de elementen 20, 29 en 31 resp. de thermische serieschakeling van de elementen 21, 30 en 31. Het voordeel van deze drie thermische verbindingen in de uitvoeringsvorm volgens 25 figuur 9 is dat ook de warmte ontwikkeld in VDR 22 wordt benut.

Deze extra warmte dient voor het tot stand brengen van een kleinere responsietijd van de beveiligingsinrichting t.o.v. de responsietijd van de inrichting volgens figuur 8.

De uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uit-30 vinding zoals weergegeven in figuur 10 bevat een koelend element 31 dat is aangebracht op die zijde van de VDR 3 liggend tegenover de zijde die thermisch verbonden is met een ander element 4 van deze inrichting. Een VDR die aan een zijde (de contactzijde) verbonden is met een ander element en aan de andere zijde (de luchtzijde) gekoeld 35 wordt aan de omringende lucht zal, doordat de lucht een veel geringer koelend vermogen heeft dan het materiaal aan de contactzijde, bij grote warmteontwikkeling in zijn inwendige een aanzienlijk hogere temperatuur aan de luchtzijde bereiken dan aan de contactzijde.

8006411 0 PHN 9901 12

Dit maakt het mogelijk dat de VDR aan de luchtzijde door oververhitting beschadigd wordt voordat de contactzijde - en hiermee de PTC - zo heet is geworden dat de PTC stroambelemmerend gaat werken. Men kan nu aan de laatst genoemde zijde een stukje materiaal aanbrengen met een 5 zodanige warmtecapaciteit en warmtegelèidingsvermogen dat de temperatuur van deze zijde waarop het materiaal is aangebracht niet zo hoog stijgt dat oververhitting ontstaat. Deze mogelijkheid tot tempera-tuurbeperking van genoemde zijde van een VDR is niet beperkt tot de in figuur 10 getoonde uitvoeringsvorm maar kan toegepast worden in 10 iedere uitvoeringsvorm waarbij een oppervlak van een VDR hetwelk geen contact maakt met een ander element van de inrichting een hogere temperatuur zou krijgen dan dat oppervlak van de VDR dat wel contact maakt met een ander element van de inrichting.

15 20 25 30 35 800 6 4 1 1

Claims (9)

1. Inrichting voor het beveiligen tegen oververhitting door overspanning van een spanningsbegrenzende schakeling bevattende een serieschakeling van tenminste een eerste spanningsbegrenzend element van de spanningsbegrenzende schakeling en tenminste één eerste 5 thermisch gevoelig schakelelement, waarbij het schakelelement bij normale bedrijfsterrperatuur een stroomverbinding vormt en bij tempera-tuurverhoging een stroombelemmering vormt, daardoor gekenmerkt dat er een warmtegeleidende verbinding bestaat tussen het spanningsbegrenzende element en het schakelelement.

2. Inrichting volgens conclusie 1 daardoor gekenmerkt dat de serieschakeling een tweede thermisch gevoelig schakelelement bevat hetwelk elektrisch verbondeniis met een vrij uiteinde van het eerste spanningsbegrenzende element, dat het eerste thermisch gevoelige schakelelement elektrisch verbonden is met het andere uiteinde van het 15 eerste spanningsbegrenzende element, en dat een warmtegeleidende verbinding bestaat tussen het spanningsbegrenzende element en het tweede thermisch gevoelige schakelelement.

3. Inrichting volgens conclusie 2 met als kenmerk, dat de inrichting een tweede en een derde spanningsbegrenzend element bevat, 20 dat het tweede spanningsbegrenzende element elektrisch verbonden is met een uiteinde van het eerste spanningsbegrenzende element,dat het derde spanningsbegrenzende element elektrisch verbonden is met het andere uiteinde van het eerste spanningsbegrenzend element en dat een warmtegeleidende verbinding bestaat tussen het eerste schakel-25 element en het tweede spanningsbegrenzende element en tussen het tweede schakelelement en het derde spanningsbegrenzende element.

4. Inrichting.volgens conclusie 2, daardoor gekenmerkt dat de serieschakeling een derde en een vierde thermisch gevoelig schakelelement bevat, dat de inrichting een vierde en een vijfde 30 spanningsbegrenzend element bevat zodanig dat het derde schakelelement elektrisch verbonden is met het eerste schakelelement, dat het vierde schakelelement elektrisch verbonden is met het tweede schakelelement, dat het vierde spanningsbegrenzende element elektrisch verbonden is met het elektrische contactpunt van het derde en het eerste schakel-35 element, dat het vijfde spanningsbegrenzende element elektrisch verbonden is met het elektrische contactpunt van het vierde en het tweede schakelelement en dat een warmtegeleidende verbinding bestaat tussen het vierde schakelelement en het vijfde spanningsbegrenzende element 8006411 If PHN 9901 14 en tussen het derde schakelelement en het vierde spanningsbegrenzende element.

5. Inrichting volgens conclusie 1 daardoor gekenmerkt dat de serieschakeling een zesde spanningsbegrenzende element en een 5 vijfde schakelelement bevat en dat de inrichting een zevende spannings-begrenzend element bevat zodanig dat het zesde spanningsbegrenzende element elektrisch is verbonden met het vijfde schakelelement en met het eerste spanningsbegrenzende element en dat het eerste schakelelement elektrisch is verbonden met het eerste spanningsbegrenzende element en 10 dat het zevende spanningsbegrenzende element elektrisch is verbonden met het elektrische contactpunt tussen het eerste en het zesde spanningsbegrenzende element en waarbij een warmtegeleidende verbinding bestaat tussen het eerste spanningsbegrenzende element en het eerste schakelelement en tussen het zesde spanningsbegrenzende element en het vijfde 15 schakelelement.

6. Inrichting volgens conclusie 5 daardoor gekenmerkt dat er een warmtegeleidende verbinding bestaat tussen het eerste, het zesde en het zevende spanningsbegrenzende element.

7. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, daar-20 door gekenmerkt dat tenminste een der spanningsbegrenzende elementen een spanningsafhankelijke weerstand is.

8. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat tenminste een der thermisch gevoelige schakel-elementen een thermistor met positieve temperatuurcoëfficientais.

9. Inrichting volgens één der conclusies 1 tot en met 6, daardoor gekenmerkt dat elk spanningsbegrenzende element dat slechts aan één zijde thermisch gekoppeld is met een thermisch gevoelig schakelelement of met een ander spanningsbegrenzend element aan de daar tegenover liggende zijde voorzien is van een koelend element. 30 35 8006411