SE455908B - Overspenningsskydd - Google Patents

Description

'IG 15 20 25 30 455 -908 sammanhang förekommer exempelvis langsträckta kopplingsplintar med radvis anordnade kopplingselement för anslutning av 10 par av inkommande ledare till 10 par av utgående ledare. Därvid kan överspänningar uppträda mellan närliggande ledare i olika par, vilka överspänningar kopplingsplinten och annan utrustning kan behöva skyddas mot.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Det har hittills varit ett problem att enkelt och billigt kunna tillverka tillförlitliga överspänningsskydd för sådana koppllngspllntar som har flera fran varandra isolerade kopplingselement för anslutning av ett flertal elektriska ledare, vilka överspänningsskydd haft en väsentligt lägre tändlikspänning än den spänning vid vilken överslag normalt sker i koppllngsplinten. Uverapännings- skydd med ädelgasrör har i vissa sammanhang ansetts vara för dyra medan överspänningsskydd med luftgnistgap varit alltför otillförlitliga och svåra och/ eller dyra att tillverka. Uppfinningen syftar till att lösa detta problem och skapa ett överspänningsskydd som är tillräckligt tillförlitligt och enkelt och billigt att tillverka samt väl anpassat till kopplingsplintar och kablar av modernt slag.

Vad som är utmärkande för ett överspänningsskydd enligt uppfinningen och föredragna utföringsformer därav framgår av det självständiga respektive de osjälvständiga patentkraven. Något förenklat kan man säga att överspännings- skyddet bygger på luftgnistgap, dvs överspänningsskyddet innefattar åtminstone en jordelektrod för anslutning till en jordledare och ett flertal skyddselektroder för anslutning till kopplingsplintens kopplingselement, vilken jordalektrod och vilka skyddselektroder l överspânningsskyddet är anordnade isolerade från varandra och med mellanliggande luftgap, vilka luftgap är bestämmande för den nominella tändlikspänningen hos överspämingsskyddet. Därvid är enligt upp- finningen jordelektroden och skyddselektroderna utformade och belägna pa ett sådant sätt relativt varandra i överspänningsskyddet att den nominella tänd- llkspämingen mellan jordelektroden och en godtycklig skyddselektrod är väsent- ligen lika stor som den nominella tändlikspänningeri mellan skyddselektroden och åtminstone en annan skyddselektrod. 1D 15 20 25 30 455 908 Företrâdesvis är för åtminstone de flesta skyddselektroderna den nominella tândlikspânningen mellan en skyddselektrod och en jordelektrod väsentligen lika stor som den nominella tändlikspânnlngen mellan skyddselektroden och var och en av tva andra skyddselektroder, medan den nominella tândlikspännlngen mellan skyddselektroden ocnytterligare andra skyddselektroder utöver de två är väsentligt högre.

Vid en föredragen utföringsform av överspämingsskydd är skyddselektroderna radvis anordnade, varvid den nominella tändlikspänningen mellan tva god- tyckllga i en rad pe varandra följande skyddselektroder är väsentligen lika stor som den nominella tändlikspânningen mellan skyddselektroden och jord- elektroden.

Vid en föredragen utföringsform av överspänningsskydd för langsträckta kopp- lingsplintar med radvis anordnade koppllngselement är jordelektroden lang- sträckt med sin längsriktning l kopplingsplintens längdriktning, varvid skydds- elektroderna befinner sig pa samma sida av jordelektroden sett i jordelek- trodens lângdriktning.

Företrâdesvis är jordelektroden och skyddselektroderna tillverkade av en metal- legering, vilken metallegaring åtminstone i de områden av elektroderna där överslag kan ske har ett överdrag av nickel, på vilket överdreg ett tennskikt är anbragt.

Företrädesvis har luftgapen mellan jordelektrod och skyddselektroderna samt luftgapen mellan skyddselektroderna inbördes en minsta längd av D,6-0,8 mm.

Företrâdesvis är den nomínella tändlikspänningen ca 4 kV.

Att utforma ett överspânningsskydd enligt uppfinningen innebär fördelar ur kostnads-, tillverknings- och tillförlitlighetssynpunkt, vilka fördelar blir speciellt framträdande vid föredragna utföringsformer. Den primära och kanske viktigaste fördelen är att luftgapen som är bestämmande för den nominella tândlikspânningen kan göras jämförelsevis stora i förhållande till den maximalt tillåtna spänningen mellan par av ledare i kopplingsdonet, ca 0,6-0,8 mm vid calzkV. Detta beror på att gnistluftgapet mellan intill varandra liggande 10 15 20 25 455 908 skyddselektroder, vilka är anslutna till intill varandra liggande koppllngselement i plinten, är väsentligen lika stort som gnistluftgapet mellan jordelektroden och respektive skyddselektrod, varigenom överslag i överspânningsskyddet sker lika enkelt direkt mellan tva skyddselektroder som mellan en skyddselektrod och jordelektrod.

De jämförelsevis stora luftgapen medger tillverkning och montering av elektroderna med jämförelsevis stor tolerans. Att tillverka och montera elek- troderna i ett överspânningsskydd med jämförelsevis stora luftgnistgap och stor tolerans blir väsentligt billigare än motsvarande tillverkning vid luftgnistgap som är sma eller har små toleranser. Utforma: jordelektroden langsträckt och anordnas skyddselektroderna med de tändlikspânningen bestämmande luftgapen till elektroderna enbart pà ena sidan av jordelektroden kan jordelektroden och skyddselektroderna ges en utformning som är speciellt enkel och billig att tillverka.

De jämförelsevis stora luftgnistgapen minskar risken för att det bildas kort- slutande bryggor över luftgspen av material fran elektroderna i samband med överslag. Denna risk blir speciellt liten om elektroderna tillverkas av en metallegering med ett överdrag av nickel, pa -vilket över-drag ett tennskikt âr anbragt. Härigenom ökas tillförlitligheten hos överspânningsskyddet.

Ytterligare fördelar hos ett överspänningsskydd enligt uppfinningen torde inses av fackmannen efter att ha studerat efterföljande beskrivning av föredragna utföringsformer av överspänningsskydd.

FIGURBESKRIVNING Figurl illustrerar en kopplingsplint monterad pa en jordad plinthallare, till vilken kopplingsplint ett överspänningsskydd enligt uppfinningen är anslutet.

Figur 2 illusterar hur skyddaelektroder i ett överspânningsskydd kan elektriskt anslutas till kopplingselement i en kopplingsplint enligt figur 1.

Figur 3 illustrerar en föredragen utformning och ett föredraget anordnande av en làngstrëckt jordelektrod och skyddaelektroder i ett làngstrâckt överspännings- 10 15 20 25 455 908 skydd sett i överspâmingsskyddets lângdriktning.

Figur 4 illustrerar en föredragen utformning och ett föredraget anordnande av en långstrâckt jordelektrod och skyddselektroder i ett lângsträckt överpännings- skydd sett från ena långsidan av överspånningsskyddet.

Figur 5 illustrerar en föredragen utformning och ett föredraget anordnande av en langsträckt jordelektrod och skyddselektroder i ett langstrâckt över- spänningsskydd sett uppifrån, dvs i riktning mot kopplingspllnten.

UTFÖRINGSFORMER l figur l illustreras en kopplingsplint l, vilken år fäst vid en jordad plínt- hållare 2. Kopplingsplinten är av den kända typ som marknadsföra: av Ericsson Network Engineering under typbeteckningen NER 25101 eller som beskrivs i svensk patentansökan 8702766-0. Plinthållaren är av den typ som marknadsföres av Ericsson Network Engineering under typbeteckningen NBH 12301.

Ett överspänningsskydd 3 är anslutet till kopplíngsplinten. Üverspänningsskyddet har en langstrëckt yttre form med ungefär samma ytterdimensioner som ett känt överspänningsskydd som marknedsföres av Ericsson Network Engineering under typbeteckningen NF D 25111. Vid anslutning av överspänningsskyddet3 inskjutes undersidan av överspänningsskyddet i koppllngsplinten ovanifran pa liknande sätt som vid anslutning av det kända överspänningsskyddet NFD 25111. Överspänningsskyddet innefattar en langsträckt jordelektrod 4 och ett flertal skyddselektroder 5 monterade l en skyddskropp av elektriskt isolerande plast.

På ovansidan av skyddskrcppen har ñverspänningsskyddet ett plastlock 7. För anslutning av jordelektroden till jordiedare eller plinthållaren har över- spänningsskyddet tvâ kontaktorgan 8, vilka kontaktorgan sticker ut fràn skydds- kroppen nedtill vid var sin ände av överspänningsskyddet. Kontaktorganen 8 är således belägna på liknande sätt som motsvarande kontaktorgan hos det kända överspänningsskyddet NFD 25111.

I figur 2-5 visas inte skyddskroppen eller locket utan endast jordelektroden och skyddselektroderna för att tydligare visa elektrodernas form, läge och orien- 1D 15 20 25 30 455 908 tering i förhållande till varandra. Jordelektroden 4 är langstrâckt och har frånsett sina ändpartier väsentligen formen av ett rakt band med rektangulârt tvärsnitt. Vid vardera änden har jordelektroden ândpartier som innefattar kontaktorganen 8.

Kopplingsplinten 1 är avsedd för anslutning av upp till 20 inkommande ledare 9 till var sin av upp till 20 utgående ledare 10. Kopplingsplinten har radvis anordnade fràn varandra isolerade kopplingselement 11 för anslutning av le- darna. Varje kopplingselement bestar av tva delar, lla respektive llb. Över- spänningsskyddet har 20 skyddselektroder S utformade för anslutning till var sitt kopplingselement genom anliggning mot motstaende sidor av en skänkel hos delen lla. ' Skyddselektroderna är sinsemellan lika. Varje skyddselektrod innefattar ett väsentligen skivformat langstrâckt parti 12, vilket sträcker sig tvärs genom skyddskroppen. I det langsträckta partiet finns en slits för skänkeln hos kopplingsplintens del lla. Varje skyddselektrod innefattar också ett i hu- vudsak U-format parti 13 med väsentligen samma väggtjocklek som det lang- _ sträckte partiet. Det U-formade partiet 13 ansluter till det langsträckta partiet 12 vid sin ena skänkel lå. Företrädesvis har det U-formade partiets form àstadkommits genom bockning av ett rakt bandformat parti. .

Skyddselektroderna är fästa i skyddskroppen av plast så att deras làngsträckta partier sträcker sig väsentligen parallellt med varandra och sa att de lang- sträekta partierna är anordnade i en rad i överspämingsskyddets längdrlktning på ena sidan av jordelektroden. Vidare är skyddselektroderna fästa i skydde- kroppen av plast sä att de U-formade partierna är fria och är anordnade i en rad i överspänningsskyddets längdriktnings med väsentligen parallella skänk- lar 14 och 15 väsentligen vinkelrâta mot spänningsskyddets längdriktning. De U-formade partiernas sammanbindningspartier 16 mellan skänklarna är i hu- vudsak raka och orienterade väsentligen parallellt med varandra och jordelek- troden 4 pa ena sidan av jordelektroden.

Det minsta avståndet mellan tva närbelägna skyddselektroder är avståndet mellan den ena skyddselektrodens skänkel 14 och den andra skyddselektrodens skänkel 15. Detta avstånd är väsentligen lika för alla skyddeelektroderna. Det 10 15 20 25 455 908 minsta avståndet mellan jordelektroderna och den del av en skyddselektrod som inte helt täcks av skyddskroppen är avståndet mellan sammanbindnings- partiet 16 och jordeiektroden. Detta avstånd är väsentligen lika för alla skyddselektroderna och väsentligen lika stort som det minsta avståndet mellan två närbelägna skyddselektroder och kan företrädesvis uppgå till U,6-0,B mm.

Den nominella tândlikspänningen mellan jordelektroden och en godtycklig skyddselektrod är därför väsentligen lika stor som den nomlnella tåndllk- spänningen mellan skyddselektroden och åtminstone en annan skyddaelektrod.

Den nominella tändlikspänningen kan företrädesvis vara ca 4 kV.

Skyddselektroderna och jordelektroderna har företrädesvis en något avrundad form vid sina mot varandra vända kanter för undvikande av spetseffekter. För att minska risken för att elektrodmaterial skall spruta och bilda bryggor mellan elektroderna är elektroderna tillverkade av en tennbronslegering, vilken le- gering förnicklats och försetts med ett tennöverdrag åtminstone i de områden av elektroderna där avståndet mellan elektroderna är minst. Företrâdesvis är emellertid hela elektroderna förnicklade och överdragna med ett tennskikt.

För fixering av de U-formade partiernas avstånd till jordelektroden kan de U-formade partierna ha urtagningar 17 vid sin övre kant och locket 7 ha en styrfläns på sin undersida, vilken styvfläns år utformad för ingrepp i urtag- ningarna.

Uppfinningen är inte begränsad till överspänningsskydd som helt överens- stämmer med fig 1-5 eller till överspänningsskydd som enbart km användas vid den kända kopplingsplinten NER 25101. Överspänningsskydd enligt uppfinningen kan med fördel användas även vid andra långstrâckta kopplingsplintar med radvis anordnade kopplingselement för ett flertal ledare.

Claims (9)

10 455 908 PATENTKRAV

1. Överspänningsskydd (3) för sådan kopplingaplint (1) som har flera från varandra isolerade kopplingselement (ll) för anslutning av ett flertal elektriska ledare, (9,10) vilket överspänningsskydd innefattar minst en jordelektrod (4) för anslutning till en jordledare och ett flertal skyddaelektroder (5) för anslutning till kopplingsplintens kopplingselement, vilken jordalektrod och vilka skydds- elektroder i överspänningsskyddet är anordnade isolerade från varandra och med mellanliggande luftgap, vilka luftgap är bestämmande för den nominella tänd- likspänningen hos överspänningsskyddet k ä n n e t e c k n a t av att jordelek- troden och tändelektroderna âr utformade och belägna på ett sådant sätt relativt varandra i överspänningsskyddet att den nominella tändlikspänningen mellan jordelektroden och en godtycklig skyddselektrod är väsentligen lika stor som den nominella tändlikspänningen mellan skyddselektroden och åtminstone en annan skyddselektrod.

2. Överspânningsskydd enligt patentkrav 1 k ä n n e t e c k n a t av att för åtminstone de flesta skyddselektroderna är den nominella tändlikspänningen mellan en skyddseiektrod och en jordelektrod väsentligen lika stor som den nominella tândlikspânningen mellan skyddselektroden och var och en av tva andra skyddselektroder, medan den nominella tändlikspëmingen mellan skydds- elektroden och ytterligare skyddselektroder utöver de två är väsentligt högre.

3. Överepänningsakydd enligt patentkrav 1 eller 2 k ä n n e t e c k n a t av att den nominella tändlikspänningan är ca à kV. li.

4. Överspänningsskydd enligt patentkrav 1 eller 2 k ä n n e t e c k n a t av att luftgapen mellan jordelektrod och skyddselektrod och luftgapen mellan skydds- elektroder inbördes har en minsta längd av 0,6 mm-(LB mm.

5. Överspänningsskydd enligt patentkrav 3 eller 4 k ä n n e t e c k n a t av att jordelektroden och skyddaelektroderna är tillverkade av en metallegering, vilken metallegering åtminstone i de områden av elektroderna där överslag sker har ett överdrag av nickel, på vilket överdrag ett tennskikt är anbragt. ll! 455 908

6. Üverspânningsskydd enligt patentkrav 1 eller 2 k ä n n e t e c k n a t av att skyddselektroderna år radvis anordnade, varvid den nominella tândlikspânningen mellan tva gndtyckliga pa varandra följande skyddselektroder i en rad är väsentligen lika stor som den nominella tändlikspänningen mellan skyddselek- troderna och jordelektroden.

7. Överspänningsskydd enligt patentkrav 1 eller 2 för en langstrëckt kopplinga- plint (1) med radvis anordnade kopplingaelement (11) k â n n e t e c k n a t av att jordelektroden (4) är langsträckt med sin längdriktning i kopplingsplíntens lângdriktning, samt att skyddselektroderna (S) befinner sig pa ena sidan av jurdelektroden sett i jordelektrodens lângdriktning.

8. Överspänningsskydd enligt patentkrav 1 eller 2 k ä n n e t e c k n a t av att tändelektroderna är sinsemellan väsentligen lika och vardera innefattar ett langstrâckt parti (12) och ett till det langsträckta partiets ena ände anslutande väsentligen U-format parti (13), vilket U-formade parti har tva väsentligen planparallella skânklar (11515) och ett väsentligen plant förbindelseparti (16) mellan skänklarna.

9. Överspänningsskydd enligt patentkrav 9 k ä n n e t e c k n a t av att det langsträckta partiet har en slits för införing av ett kopplingselement (ll) hos kopplingsplinten.