SI25099A - Naprava za prenapetostno zaščito z visoko stopnjo zaščite pred vdorom, še zlasti za zaščito javne LED razsvetljave - Google Patents

Abstract

Naprava za prenapetostno zaščito z visoko stopnjo zaščite pred vdorom, še zlasti za zaščito javne LED razsvetljave, ki obsega varistor (4), ki je z vsakim od svojih priključkov (4d, 4f) povezan z zaščitenim električnim tokokrogom, pri čemer je na enem priključku (4f) neizoliran konec (8a) električnega vodnika (8) prispajkan s spajko z nastavljeno talilno temperaturo, pri čemer je z neizoliranim koncem (8a) električnega vodnika (8) poravnana vzmet (9) za odklanjanje neizoliranega konca(8a) električnega vodnika (8) od priključka (4f) varistorja (4) po stalitvi spajke. Končni odsek (8b) električnega vodnika (8) z neizoliranim koncem (8a), priključek(4f) varistorja (4), njuna spajkana povezava z nastavljivo talilno temperaturo in vzmet (9) so razporejeni v votlini (50), ki je zrakotesno ločena od okolice, pri čemer so tudi ostali elementi naprave zrakotesno ločeni od okolice.

Description

Naprava za prenapetostno zaščito z visoko stopnjo zaščite pred vdorom, še zlasti za zaščito javne LED razsvetljave

Tehnično področje

Izum se nanaša na napravo za prenapetostno zaščito z visoko stopnjo zaščite pred vdorom, še zlasti za zaščito javne LED razsvetljave, ki obsega varistor, ki je z vsakim od svojih priključkov povezan z zaščitenim električnim tokokrogom, pri čemer je na enem priključku neizoliran konec električnega vodnika prispajkan s spajko, ki ima nastavljeno talilno temperaturo, pri čemer je neizoliran konec električnega vodnika poravnan z vzmetjo, ki ga odkloni od priključka varistorja, ko se spajka stali.

Stanje tehnike

V zadnjih časih se je na področju razsvetljave položaj glede uporabe svetlobnih virov dramatično spremenil, saj se kot viri razsvetljave masovno uporabljajo LED sistemi. Vzrok je zlasti v znatnem znižanju cene LED tehnologije, pri čemer ključno vlogo igra majhna poraba električne energije pri uporabi LED diod v primerjavi z drugimi svetlobnimi viri.

Trend uporabe LED diod za svetlobne vire lahko opazimo v javni razsvetljavi, to je razsvetljavi ulic, trgov, cest, prizorišč, itd., kar je po drugi strani povezano z dodatnimi in posebnimi pogoji, ki vplivajo na funkcionalnost, zdržljivost in odpornost sistema javne razsvetljave. Ker so svetlobni viri javne razsvetljave locirani zunaj na stebrih in so vodi za prenos električne energije za javno razsvetljavo speljani na relativno velikih razdaljah bodisi po zraku bodisi pod zemljo, veljajo posebni pogoji za zaščito svetlobnih virov javne razsvetljave pred prenapetostjo. Te zahteve potem vplivajo na funkcionalnost in zdržljivost naprave za prenapetostno zaščito, ki mora poleg želene zmogljivosti zadostiti tudi zahtevanim pogojem glede odpornosti pred zunanjim okoljem, še zlasti t.i. zaščiti pred vdorom, ki je označena z vrednostjo IP.

Visoka stopnja zaščite IP 65 ali IP 66 se praviloma zahteva za zunanjo uporabo v javni razsvetljavi, pri čemer mora naprava za prenapetostno zaščito zadostiti tudi električnim, elektromehanskim in fizikalnim zahtevam, ki so določene npr. s standardom EN 616 43-11:2013.

Npr. omenjeni EN zahteva-, da se elementi, ki omejujejo napetost, npr. varistorji, v primeru povišane temperature zaradi električnega toka, ki teče skoznje, samodejno odklopijo od zaščitenega tokokroga, to je od napajanja. Ta zahteva temelji na dejstvu, da so varistorji, ki so že dolgo časa priključeni na električno omrežje, to je omrežje, ki ga ščitijo pred vplivi prenapetosti, izpostavljeni vplivom prenapetostnih impulzov. Na ta način obremenjeni varistorji so podvrženi • staranju, kar se odraža v postopnem povečevanju količine električnega toka, ki . teče skoznje. Zaradi električnega toka, ki teče skozi varistor, se le-ta segreje, kar lahko privede celo do pregrevanja varistorja in končno kratkega stika. Kratek stik . -varistorja-se prepreči s samodejnim odklopom varistorja od zaščitenega tokokroga

v. zadostnem času, preden doseže kritično temperaturo.

Znane so številne konstrukcijske rešitve, ki se uporabljajo za pravočasni samodejni odklop varistorja od zaščitenega tokokroga. Vseeno so te rešitve bolj poznane za uporabo pod običajnimi pogoji, ki ne zahtevajo visoke stopnje zaščite IP65 ali IR66, saj je tako visoka stopnja zaščite pred vdorom običajno rešena z zalitjem celotnega električnega sistema z izolacijskim zalivnim materialom. Tako je celoten električni sistem na nepredušen način zaprt v izolacijski material in so elementi sistema zaščiteni pred okoljskimi vplivi, kot je vlažnost, itd. Take rešitve, ko je celotna naprava za prenapetostno zaščito zalita z izolacijskim materialom, so že znane. Zaradi uporabe izolacijskih zalivnih materialov se nabor možnih . sredstev za pravočasen samodejni odklop varistorja od zaščitenega tokokroga občutno zmanjša, saj ni treba zagotoviti le prenosa toplote od varistorja do toplotne odklopne naprave, ampak mora biti toplotna odklopna naprava predvsem sposobna prenesti visokoimpulzne tokove in v splošnem veliko impulzno obremenitev, kar se lahko pričakuje v sistemih javne razsvetljave.

Znano je, da se za samodejni odklop varistorja od zaščitenega tokokroga uporablja toplotna varovalka. Toplotna varovalka je sestavljena iz popolnoma zaprtega ohišja, v katerega so vstavljeni med seboj vzporedni električni vodi (L, N). Konci vodov so med seboj povezani z električno prevodnim prečnikom, ki je • · soležno prispajkan na prednji površini vodov. Vzmet se opira na prečnik in deluje na prečnik v. smeri stran od prednje površine vodov, pri čemer je v tej smeri v ohišju za prečnikom tvorjen prazen prostor, ki je dovolj velik za tvorjenje zadostne izolacijske reže med prečnikom, ki se s pomočjo vzmeti premakne v ta zadnji položaj, in prednjo površino vodov. Prečnik se s pomočjo vzmeti premakne stran v svoj zadnji položaj šele, ko se stali spajka, s katero je prispajkan na prednji površini vodov, pri čemer se postopek taljenja povzroči s prenosom toplote z varistorja preko ohišja toplotne varovalke, ki je nameščena na stranski površini varistorja. Tako razporejene toplotne varovalke pa so razvite za električne naprave z majhno potrebo po energiji in so zato v bistvu slabo odporne proti impulznim tokovom in s svojo relativno nizko zmogljivostjo impulzne . obremenitve tudi omejujejo napravo za prenapetostno zaščito, v kateri se morebiti uporabljajo. Za povečanje zmogljivosti impulzne obremenitve tega konstrukcijskega koncepta bi bilo treba tvoriti ohišje, ki ga je moč relativno povečati, z zadostnimi odprtinami vodnikov in še zlasti z zadostno velikostjo spajkanih območij prečnika z obema vodnikoma in tudi z ustreznimi razdaljami med odklopljenimi konci. Vendar je to omejeno z velikostjo zaščitene naprave in zahtevami glede velikosti naprave za prenapetostno zaščito. Ta rešitev toplotnih varovalk in naprave za prenapetostno zaščito je tako namenjena za normalne obratovalne pogoje (ponavadi z IP 20). Če je ta konstrukcijski koncept opremljen z visoko stopnjo zaščite pred vdorom, je to izvedeno z zalitjem ali ovitjem celotnega sestava varistorja s toplotno varovalko v blok izolacijskega zalivnega materiala, iz katerega štrlijo samo električni vodniki za povezovanje naprave za prenapetostno zaščito z zaščitenim tokokrogom, to je z električno napeljavo. Na ta način je v bistvu tvorjena naprava za prenapetostno zaščito. Po eni strani naprava za prenapetostno zaščito zadostuje zahtevam za visoko stopnjo zaščite pred vdorom, a je po drugi strani neprimerna z električnega in energetskega vidika, namreč zaradi uporabe toplotne varovalke, ki v principu nima želene visoke odpornosti proti impulzni obremenitvi, do katere prihaja v sistemih javne razsvetljave z LED svetlobnimi viri. Sami varistorji, ki se v praksi uporabljajo v teh napravah za prenapetsotno zaščito, nimajo ustreznih lastnosti.

Poleg tega je znano, da se za samodejni odklop varistorja od zaščitenega tokokroga uporablja kemična snov, pri čemer je le-ta nanesena na stransko površino telesa varistorja pod njegovo izolacijsko prevleko iz epoksija. Medtem ko se varistor segreje na nastavljeno temperaturo, se prostornina tega materiala poveča, s čimer mehansko deluje na definirano električno povezavo med zaščitenim tokokrogom in varistorjem in s tem povzroči njeno prekinitev, t.j. odklop varistorja od zaščitenega tokokroga. Ponavadi ta snov povzroči odklop elektrode varistorja od stranske stene telesa varistorja. Slabost te rešitve je v dejstvu, da potem, ko se naprava za prenapetostno zaščito z odklopno napravo popolnoma zalije z izolacijskim zalivnim materialom, ko so vsi sestavni deli naprave hermetično zatesnjeni z izolacijskim zalivnim materialom, ravno ta izolacijski zalivni material nudi povečano odpornost proti ekspanziji (povečanje prostornine) temperaturno občutljive odklopne kemične snovi. To ima za posledico nezadostno ločevanje kontaktov naprave za prenapetostno zaščito in s tem tudi nezadostno napetostno trdnost med odklopljeno elektrodo in telesom varistorja, kar se odraža v občutno zmanjšani zanesljivosti varnega odklopa. Še ena pomanjkljivost te .rešitve je njena slaba uporabljivost za visokozmogljive varistorje, ki tudi zahtevajo zadosti robustno izvedbo odklopljenih elementov, to je zadostno debelino materiala elementov, ki se odklopijo, itd., kar se odraža v večji mehanski odpornosti delov, ki se odklopijo, in višjih zahtevah glede sile, ki deluje med postopkom odklopa. To še dodatno zmanjša učinkovitost in zanesljivost odklopa, t.j. samodejnega odklopa varistorja od zaščitenega tokokroga.

Praktične izkušnje z uporabo javne LED-razsvetljave in dimenzioniranjem naprave za prenapetostno zaščito le-te so doprinesle k znanju, še, zlasti zaradi poletnih neviht, na področju ne samo električnega, ampak tudi mehanskega dimenzioniranja naprave za prenapetostno zaščito javne razsvetljave z LEDelementi. Nezadostno dimenzioniranje naprave za prenapetostno zaščito v ekstremnih pogojih, kot so poletne nevihte, ki vsekakor niso redke, povzroči prezgodnje poškodbe zaščitnih elementov in posledično poškodbe LED svetlobnega telesa. Naknadno odstranjevanje posledic teh napak je zelo drago.

V principu je stanje tehnike povezano z uporabo znanih tehničnih rešitev za običajne obratovalne pogoje z IP 20 in njihovo prilagoditev zahtevnim vremenskim pogojem z visoko zaščito pred vdorom.

Znane so tudi ostale izvedbe toplotnih odklopnih naprav, t.j. naprav, ki se uporabljajo za samodejni odklop varistorja od zaščitenega tokokroga, če temperatura varistorja doseže določeno nastavljeno raven. V teh znanih napravah • · je neizolirani konec enega električnega vodnika s spajko, ki ima nastavljeno talilno temperaturo, prispajkan na en priključek varistorja in je neposredno ali preko vmesnega elementa povezan z enim koncem natezne ali tlačne vzmeti, ki v primeru stalitve spajke zagotavlja odklon neizoliranega konca električnega vodnika stran od priključka varistorja in varen odklop varistorja od zaščitenega tokokroga. Čeprav te razporeditve omogočajo dimenzioniranje toplotnih odklopnih naprav, da prenesejo še višjo raven impulzne obremenitve, je njihova pomanjkljivost v tem, da je zalitje z izolacijskim zalivnim materialom nemogoče, saj ta material zalije tudi tudi premične dele toplotnih odklopnih naprav, ki se potem ne morejo premikati in se tako. toplotne odklopne naprave ne odklopijo in se varistor ne odklopi od zaščitenega tokokroga. To privede do kratkega stika varistorja z vsemi posledicami.

Naloga izuma je odpraviti ali vsaj omiliti pomanjkljivosti stanja tehnike, še zlasti zasnovati visokozmogljivo napravo za prenapetostno zaščito z visoko stopnjo zaščite pred vdorom, vsaj IP 65, ki bo hkrati zadostila zahtevam standarda EN 61643-11.

Bistvo izuma

Naloga izuma je rešena z napravo za prenapetostno zaščito z visoko stopnjo zaščite pred vdorom, katere bistvo je v tem, da so končni odsek električnega vodnika z neizoliranim koncem, priključek varistorja, njuna spajkana povezava z nastavljeno talilno temperaturo in vzmet razporejeni v votlini, ki je zrakotesno ločena od okolice, pri čemer so tudi ostali elementi naprave zrakotesno ločeni od okolice.

Naprava po izumu je sestavljena iz visokozmogljive naprave za prenapetostno zaščito, ki omogoča bistveno večjo energetsko obremenitev brez poškodb v primerjavi s stanjem tehnike in tako omogoča občutno zmanjšanje pojavljanja napak javne razsvetljave z LED-svetlikami, ki jih povzroči prenapetost v distribucijskem električnem omrežju.

Opis slik

Izum je shematsko prikazan na skicah, kjer slika 1 prikazuje delni prerez naprave za prenapetostno zaščito z votlino za toplotno odklopno napravo, slika 2 je tloris razporeditve naprave za prenapetostno zaščito z votlino za toplotno odklopno napravo z neodklopljeno toplotno odklopno napravo, slika 3 je tloris razporeditve naprave za prenapetostno zaščito z votlino za toplotno odklopno napravo z odklopljeno toplotno odklopno napravo, slika 4 prikazuje prečni prerez ploščatega visokozmogljivega varistorja z elektrodami in izolacijsko prevleko iz epoksija, slika 5 prikazuje razporeditev votline toplotne odklopne naprave pravokotno na stransko steno varistorja, slika 6 prikazuje razporeditev votline toplotne odklopne naprave, ki je nagnjena glede na stransko steno varistorja, slika 7 prikazuje razporeditev votline toplotne odklopne naprave, ki je nagnjena nad stransko steno varistorja, slika 8 predstavlja eksplozijski pogled razporeditve naprave po izumu brez izolacijskega zalivnega materiala, slika 9 je pogled od zgoraj na ohišje, ki je obrnjeno navzgor skozi votlino, in slika 10 je prečni prerez bloka dveh vzporedno vezanih varistorskih enot.

Izvedbeni primeri

Izum bo opisan z izvedbenim primerom naprave za prenapetostno zaščito z visoko stopnjo zaščite pred vdorom, ki obsega ohišje 1 s pokrovom 15, v katerem so razporejeni posamezni elementi naprave za prenapetostno zaščito. Iz ohišja 1 štrlijo izolirani električni vodniki 7, 8, 12, s katerimi je naprava povezana z zaščitenim električnim tokokrogom.

V ohišju 1 je nameščen prenapetostni odvodnik 13, ki je z enim kontaktom povezan z neizoliranim koncem ozemljitvenega vodnika 12. S svojim drugim kontaktom je prenapetostni odvodnik 13 povezan z neizoliranim koncem nevtralnega vodnika 7 in hkrati tudi z neizoliranim odsekom prvega priključka 4d ploščatega varistorja 4. Neizolirani odsek drugega priključka 4f ploščatega varistorja 4 je na prikazanem izvedbenem primeru ukrivljen pravokotno na površino varistorja 4 v smeri navzgor nad varistorjem 4. Na prikazanem izvedbenem primeru je nevtralni vodnik 7 povezan z drugim priključkom 4d varistorja 4. Na prikazanem izvedbenem primeru je kot varistor 4 uporabljena ena varistorska enota. Na izvedbenem primeru, prikazanem na sliki 10, je kot varistor 4 • · uporabljen blok dveh vzporedno vezanih varistorskih enot z izhodnima priključkoma 4d in 4f. Na izvedbenem primeru, ki ni prikazan, je kot varistor 4 uporabljen blok več kot dveh vzporedno vezanih varistorskih enot z izhodnima priključkoma 4d in 4f.

Kot je prikazano na sliki 4, je vsak od priključkov 4d, 4f varistorja 4 del ene od elektrod 4b, 4c, pri čemer je vsaka elektroda 4b, 4c na električno in toplotno prevoden način pritrjena na eno stransko steno 4a varistorja 4. Z izjemo neizoliranih priključkov 4d, 4f je varistor 4 opremljen z električno izolativno prevleko 4g, npr. z materialom iz epoksija ali drugim primernim električno izolativnim materialom.

Na prikazanem izvedbenem primeru ima varistor 4 kvadraten tloris in se oba priključka 4d, 4f nahajata na eni stranski steni tlorisa varistorja 4, eden od priključkov 4d, 4f se nahaja na enem vogalu varistorja 4 in drugi od priključkov 4d, 4f se nahaja na drugem vogalu varistorja 4.

Na zgornji površini varistorja 4 je nameščeno ohišje 5, ki ima zgornjo površino 51 in stranske stene 52 ter v tlorisu ustreza obrisu tlorisa varistorja 4. Ohišje 5 na prikazanem izvedbenem primeru leži s svojim večjim delom, še zlasti s tremi od svojih stranskih sten 52, na zgornji površini varistorja 4 in samo na strani priključkov 4d in 4f varistor 4 sega preko tlorisa varistorja 4. Drugi priključek 4f varistorja 4 gre od spodaj do votline 50, tvorjene med ohišjem 5 in zgornjo površino varistorja 4. Ena stranska stena 52 ohišja 5, ki je razporejena zunaj tlorisnega profila varistorja 4, t.j. stena, ki sega preko tlorisnega profila varistorja 4, je daljša od ostalih stranskih sten 52 ohišja 5. Kot je prikazano na sliki 9, gre ta daljša stranska stena 52 navzdol vse pod ravnjo zgornje površine varistorja 4. Vzdolž stranske stene 1a ohišja 1, ki je bolj oddaljena od drugega priključka 4f varistorja 4, prikazanega izvedbenega primera, t.j. skozi prostor med stransko steno 1a ohišja 1 in kontaktom prenapetostnega odvodnika 13, ki je povezan z nevtralnim vodnikom 7 in hkrati tudi s prvim priključkom 4d ploščatega varistorja 4, se fazni vodnik 8 razširja vse do vogala varistorja 4 (gledano v tlorisu). Blizu vogala varistorja 4 je fazni vodnik 8, ki je ukrivljen navzgor s kolenom 80, ki vodi do votline 50 med ohišjem 5 in zgornjo površino varistorja 4 do ravni zgornje površine varistorja 4, kjer je fazni vodnik 5 spet ukrivljen s kolenom 10 v smeri, ki je vzporedna s površino varistorja 4 in vodi v smeri vzdolž stranskega roba

varistorja 4 do drugega priključka 4f varistorja 4. Končni odsek 8b faznega vodnika 8 je blizu drugega priključka 4f varistorja 4 neizoliran in s tem neizoliranim koncem 8a voden vzporedno s površino drugega priključka 4f varistorja 4. Neizolirani konec 8a je povezan z drugim priključkom 4f varistorja 4 s spajko z nastavljeno talilno temperaturo, ki je določena z zahtevano temperaturo samodejnega odklopa varistorja 4 od zaščitenega tokokroga in ustreza varni temperaturi varistorja 4 pred kratkostičenjem varistorja 4. Končni odsek 8b faznega vodnika 8 je nadalje povezan z enim koncem natezne vzmeti 9, katere drugi konec je nameščen na ohišje 5 oddaljeno od prvega konca vzmeti 9, na primer na štrlini 53. Vzmet 9 se, podobno kot končni odsek 8b faznega vodnika 8, v celoti nahaja v votlini 50 med ohišjem 5 in varistorjem 4. Sila vzmeti 9, ki deluje na konec faznega vodnika 8, je takšna, da po stalitvi spajke, ki povezuje drugi priključek 4f varistorja 4 in neizolirani konec 8a faznega vodnika 8, lahko odmakne neizolirani konec 8a faznega vodnika 8 stran od drugega priključka 4f varistorja 4.

V prikazanem izvedbenem primeru fazni vodnik 8 sestoji iz bakrenega kabla ali žice, ki je dimenzionirana, da prenese pričakovane obremenitev, še zlasti impulzno obremenitev. V izvedbenem primeru, ki ni prikazan, je končni odsek faznega vodnika 8, ki se nahaja v votlini 50 med ohišjem 5 in varistorjem 4, ki je tvorjen iz ploščatega bakrenega vodnika (pločevina), ki je prispajkan na drugi priključek 4f varistorja 4 in je povezan z enim koncem natezne vzmeti 9.

V prikazanem izvedbenem primeru je sistem 14 optične signalizacije funkcije prenapetostne zaščite povezan z električnim tokokrogom naprave za prenapetostno zaščito.

Votlina 50 med ohišjem 5 in varistorjem 4 je hermetično ločena od okolice in so električni elementi naprave za .prenapetostno zaščito zaliti v ohišju 1 z izolacijskim zalivnim materialom 2.

V prikazanem izvedbenem primeru leži ohišje 5 z delom svojih stranskih sten 52 na zgornji površini varistorja 4 in s samo eno stransko steno 52 sega preko obrisa tlorisa varistorja 4, kar omogoča vstavitev odklopljenih odsekov električnega tokokroga v votlino 50 med varistorjem 4 in ohišjem 5 in uresničitev dovolj učinkovite in odporne toplotne odklopne naprave v votlini 50. Toplotna odklopna naprava sestoji iz končnega odseka 8b faznega vodnika 8, drugega priključka 4f varistorja 4, natezne vzmeti 9 in spajke, ki ima nastavljeno talilno temperaturo. Stranska stena 52 ohišja 5, ki je razporejena zunaj obrisa tlorisa varistorja 4, to je stena, ki sega preko obrisa tlorisa varistorja 4, je daljša od ostalih stranskih sten 52 ohišja 5. Ta daljša stranska stena 52 se razširja v del, kjer je razporejena zunaj obrisa tlorisa varistorja 4 pod ravnjo zgornje površine varistorja 4, kot je prikazano na sliki 1.

Postopek zalivanja z izolacijskim zalivnim materialom se izvaja v dveh fazah, ko se pred prvo fazo zalivanja vsi sestavni deli naprave za prenapetostno zaščito sestavijo v funkcionalno celoto, ki se umesti v ohišje 1. Z namenom ustrezne razporeditve elementov sistema za zalivanje se varistor namesti na podlogo 11, ki je nameščena na dnu ohišja 1. V izvedbenem primeru, ki ni prikazan, se zalivanje izvaja brez podloge 11. Ohišje 5 je nameščeno na varistorju 4, pri čemer se vsi elementi sestavijo v funkcionalno celoto. V prvi fazi zalivanja se izolacijski zalivni material zaliva do višine, ki je rahlo nad ravnjo zgornje površine varistorja 4, s čimer se zapolnijo vse votline v ohišju 1 in izolacijski zalivni material zatesni stične črte stranskih sten ohišja 5 in zgornje površine varistorja 4. Hkrati zalivni material zaradi ravnotežja hidrostatičnega tlaka zalivnega materiala in tlaka zraka v votlini 50 ne prodre v votlino 50 in še vedno tesni prostor med daljšo stransko steno 52 ohišja in varistorjem 4. Po strditvi izolacijskega zalivnega materiala po prvi fazi zalivanja se izvede druga faza zalivanja, ko se vsi preostali prevodni deli naprave popolnoma zalijejo z izolacijskim zalivnim materialom in po potrebi tudi spodnji del stranskih sten 52 ohišja 5. Prednostno se druga faza zalivanja izvede do višine 3 na ravni zgornje površine 51 ohišja 5.

Če je ohišje 5 vsaj delno iz prosojnega in/ali prozornega materiala, npr. umetne snovi, omogoča vizualno kontrolo razporeditve elementov v votlini 50 ohišja 5 in, kjer je primerno, tudi vizualno kontrolo stanja naprave po zalivanju z izolacijskim zalivnim materialom 2 do dela višine ali celotne višine stranskih sten 52 ohišja 5. Iz tega razloga je ugodno, da je zgornja površina 51 ohišja 52 razporejena na najvišji ravni vseh elementov naprave po izumu, kot je razvidno iz slike 1.

V izvedbenem primeru, ki ni prikazan, je celotno ohišje 5 zalito z izolacijskim zalivnim materialom 2 in vizualna kontrola razporeditve elementov v votlini 50 ohišja 5 ni možna.

V izvedbenem primeru, ki je prikazan na slikah od 1 do 3 in 8, so elementi toplotne odklopne naprave razporejeni tako, da je odklopno premikanje končnega odseka 8b faznega vodnika 8, t.j. smer premikanja odklopljenega neizoliranega konca 8a faznega vodnika 8 od drugega priključka 4f varistorja 4, v ravnini, ki je vzporedna z zgornjo površino varistorja 4. Smeri odklopa so prilagojene oblika in mere ohišja 5, ki je tudi razporejeno v ravnini, ki je vzporedna z zgornjo površino varistorja 4. Pri izvedbenih primerih, prikazanih na slikah od 5 do 7, se odklopno premikanje končnega odseka 8b faznega vodnika 8, t.j. smer premikanja neizoliranega konca 8a faznega vodnika 8 , ki se odklopi od drugega priključka 4f varistorja 4, nahaja v ravnini, ki je nagnjena ali pravokotna na zgornjo površino varistorja 4, pri čemer so oblika in mere ohišja 5 prilagojene nagnjeni ali pravokotni smeri odklopnega premikanja. Votlina 50 je potem razporejena nagnjeno ali pravokotno, itd. na stransko steno varistorja 4. V primeru nagnjenega ali pravokotnega odklopnega premikanja faznega vodnika 8 glede na ravnino varistorja 4 je ugodno, da je drugi priključek 4f varistorja 4 s svojo površino ukrivljen pravokotno proti tej smeri, t.j. se nahaja v smeri, ki je nagnjena glede na ravnino varistorja 4 ali se nahaja v ravnini, ki je vzporedna z ravnino varistorja 4.

V principu ohišje 5 in stranska stena varistorja 4 tvorita zaprto ohišje 50, ki je napolnjeno z zrakom, za sprejem pravilno dimenzionirane toplotne odklopne naprave, ki zdrži velike impulzne obremenitve, ki jim je naprava po izumu izpostavljena pri zaščiti javne razsvetljave z LED-svetilkami in ostalih električnih tokokrogov z zelo veliko obremenitvijo. Obenem uporaba zatesnjenega ohišja 5 omogoča visoko stopnjo zaščite pred vdorom IP 65 ali IP 66 in višjo.

Naprava po izumu deluje tako, da se med segrevanjem varistorja 4 toplota širi od telesa 4a varistorja 4 preko elektrode 4b do drugega priključka 4f varistorja

4. Ko se drugi priključek 4f segreje na nastavljeno talilno temperaturo, se spajka, ki povezuje neizolirani konec 8a faznega vodnika 8 in drugi priključek 4f varistorja 4, stali in natezna vzmet 9 odmakne končni odsek 8b faznega vodnika 8 z neizoliranim koncem 8a od drugega priključka 4f varistorja 4. Tako se varistor 4 samodejno odklopi od zaščitenega tokokroga pred pojavom kratkega stika varistorja 4. Odklop varistorja 4 se po potrebi lokalno ali oddaljeno signalizira, npr. v prikazanem izvedbenem primeru s pomočjo signalizacijske naprave 14.

Naprava po izumu in postopek njene izdelave omogoča uporabo katerega koli varistorja 4 kakršne koli oblika tlorisa in tudi kakršne koli oblike prečnega prereza, vključno visokozmogljivih varistorjev relativno velikih mer ter blokov vzporedno vezanih varistorskih enot, ki nimajo tlorisa samo kvadratne oblike, kot je prikazano, ampak v bistvu katere koli oblike in velikosti. Ohišje 5 je lahko kakršne koli oblike, velikosti, itd., ki ustreza uporabljenemu varistorju 4 ali blokom vzporedno vezanih varistorskih enot.

Claims (8)

1. Patentni zahtevki

   1. Naprava za prenapetostno zaščito z visoko stopnjo zaščite pred vdorom, še zlasti za zaščito javne LED razsvetljave, ki obsega varistor (4), ki je z vsakim od svojih priključkov (4d, 4f) povezan z zaščitenim električnim tokokrogom, pri čemer je na enem priključku (4f) neizoliran konec (8a) električnega vodnika (8) prispajkan s spajko z nastavljeno talilno temperaturo, pri čemer je z neizoliranim koncem (8a) električnega vodnika (8) poravnana vzmet (9) za odklanjanje neizoliranega konca (8a) električnega vodnika (8) od priključka (4f) varistorja (4) po stalitvi spajke, označena s tem, da so končni odsek (8b) električnega vodnika (8) z neizoliranim koncem (8a), priključek (4f) varistorja (4), njuna spajkana povezava z nastavljivo talilno temperaturo in vzmet (9) razporejeni v votlini (50), ki je zrakotesno ločena od okolice, pri čemer so tudi ostali elementi naprave zrakotesno ločeni od okolice.
2. 2. Naprava po zahtevku 1, označena s tem, da je votlina (50) tvorjena med ohišjem (5) in stransko steno varistorja (4), pri čemer so stranske stene ohišja (5) vzdolž celotnega oboda ohišja (5) vsaj na delu svoje višine zalite z izolacijskim zalivnim materialom (2) in so ostali elementi naprave popolnoma zaliti z izolacijskim zalivnim materialom (2).
3. 3. Naprava po zahtevku 1 ali 2, označena s tem, da električni vodnik z neizoliranim koncem (8a) sestoji iz bakrenega kabla.
4. 4. Naprava po zahtevku 1 ali 2, označena s tem, da električni vodnik z neizoliranim koncem (8a) sestoji iz bakrene žice.
5. 5. Naprava po zahtevku 1 ali 2, označena s tem, da električni vodnik z neizoliranim koncem (8a) sestoji iz bakrenega traku.
6. 6. Naprava po katerem koli zahtevku od 1 do 5, označena s tem, da se votlina (50) nahaja vzdolž stranske stene varistorja (4) ali prečno na stransko steno varistorja (4) ali pravokotno na stransko steno varistorja (4).
7. 7. Naprava po zahtevku 2, označena s tem, da je ohišje (5) vsaj delno izdelano iz prosojnega in/ali prozornega materiala.
8. 8. Naprava po katerem koli zahtevku od 1 do 7, označena s tem, da je varistor (4) sestavljen iz bloka vsaj varistorskih enot, ki so vezane vzporedno.