SI26537A2 - Prenapetostna zaščita z ločevalnim iskriščem v podstavku - Google Patents

Abstract

Prenapetostna zaščita z ločevalnim iskriščem v podstavku v obliki črke U (1), ki vsebuje ozemljitvene sponke (5) in fazne sponke (4) ter vsaj dva zamenljiva zaščitna modula (2) s kontakti za vstavljanje v odprtine v dovodih (3) faznih sponk (4) in luknje v mostičku (7), na katerega je en konec električno prevodno povezan z ločevalnim iskriščem (6), medtem ko je drugi konec ločevalnega iskrišča (6) povezan s trakom (8) in/ali vijakom in/ali spajkanjem, z vsaj eno ozemljitveno sponko (5). Aksialna os (10) ločevalnega iskrišča (6) je pravokotna na zgornjo ploskev mostička (7).

Description

PRENAPETOSTMA ZAŠČITA Z LOČEVALNIM ISKRIŠČEM V PODSTAVKU

Področje tehnike

Tehnična rešitev se nanaša na zaščito pred prenapetostnimi učinki naprav, vključno z aparati in njihovimi deli, ki za svoje delovanje uporabljajo distribucijsko električno omrežje, pri čemer imajo prednost električna oprema in naprave, priključene na distribucijsko informacijsko omrežje.

Stanje tehnike

Na mestih, kjer se zahteva visoka obratovalna zanesljivost, kot so operacijske dvorane in enote za intenzivno nego v bolnišnicah, vojaški obrambni sistemi, rudniki in metalurgija itd., se za napajanje električnih in elektronskih naprav uporabljajo izolirana električna omrežja. Za zaščito teh naprav so obvezno vgrajeni prenapetostni odvodniki z izmenljivimi zaščitnimi moduli, ki vsebujejo varistorje (kovinski oksidni varistor). Ti zaščitni elementi, ki so odvisni od napetosti, imajo konstanten tok uhajanja, ki se s časom povečuje in lahko vpliva na delovanje zaščitenih naprav. Skupno vozlišče izmenljivih modulov torej ni neposredno povezano z zaščitno ozemljitvijo, temveč preko ustreznega ločevalnega iskrišča.

Znane rešitve izdelkov so opisane v številnih javno dostopnih dokumentih številnih proizvajalcev prenapetostne zaščite brez patenta. Vsi ti izdelki imajo ločevalno iskrišče, ki se nahaja v drugem zamenljivem modulu, slabost te rešitve je, da je naprava širša in po nepotrebnem zavzema prostor v stikalni plošči in je v obsežnih inštalacijah potrebno izbrati večjo, tj. dražjo stikalno ploščo.

Iz patentnih dokumentov je podobna rešitev opisana na primer v EP1587188. Izum se nanaša na prenapetostno zaščitno napravo za zaščito nizkonapetostnih električnih inštalacij, sestavljeno iz spodnjega dela naprave s priključnimi sponkami za fazne vodnike (L1, L2, L3) in ničelni vodnik (PE, N) ter več vtičnih modulov, ki vsebujejo prenapetostni zaščitni element tipa varistor. Ločevalno iskrišče se lahko nahaja v enem od vtičnih modulov.

Podobna tehnična rešitev, ki je opisana v dokumentu DE202004005491, se nanaša na prenapetostno zaščito za zaščito nizkonapetostnih električnih inštalacij, sestavljena iz spodnjega dela naprave s sponkami za fazne vodnike (L1, L2, L3) in ozemljitvenimi žicami ali nevtralnimi vodniki (PE, N) in iz vsaj ene prenapetostne zaščitne komponente z enim odvodnikom, predvsem odvodnikom toka strele in/ali prenapetostnim odvodnikom v vtičnih modulih.

Druge znane komercialno ponujene rešitve uporabljajo enopolno zaščito, povezano z zunanjimi · vodniki v eno samo enoto. Pomanjkljivost potrebe po več prostora v stikalni plošči ostaja. Bistvena pomanjkljivost teh rešitev je v tem, da povezovalni vodniki s svojo induktivnostjo povečujejo zaščitne nivoje in so tako priključene naprave obremenjene z večjo preostalo prenapetostjo.

Bistvo tehnične rešitve

Zgornje pomanjkljivosti v veliki meri odpravi prenapetostna zaščita z ločevalnim iskriščem, ki obsega podstavek v obliki približne U-oblike z ozemljitvenimi in faznimi sponkami ter vsaj dvema zamenljivima zaščitnima moduloma s kontakti za vstavljanje v odprtine v fazi priključnih sponk in v odprtine v mostičku, na katerega je po tej tehnični rešitvi na enem koncu priključeno električno ločevalno iskrišče. Bistvo tega je, da je drugi konec ločevalnega iskrišča električno povezan s trakom na vsaj eno ozemljitveno sponko, medtem ko je osna os ločevalnega iskrišča pravokotna na zgornjo površino mostička.

Ločevalno iskrišče je ugodno oblikovano s plinskim odvodnikom toka strele. V prednostni izvedbi je rezistor priključen na ločevalno iskrišče v vzporedni smeri njegove aksialne osi, medtem ko je vrednost upora rezistorja v območju od 3 ΜΩ do 4 ΜΩ in/ali je z ločevalnim iskriščem paralelno povezan kondenzator z vrednostjo kapacitete v območju od 0,5 nF do 3 nF.

Električna povezava med ločevalnim iskriščem in mostičkom ter trakom je lahko izvedena z električno prevodno povezavo, npr. vijačno, spajkano ali drugo.

Trak je možno primerno prilagoditi za enostavno montažo na ozemljitvene sponke, v prednostni izvedbi je trak del ločevalnega iskrišča in z njim tvori eno celoto.

V še bolj ugodni izvedbi je trak del ozemljitvene sponke.

Opis skic izuma

Tehnično rešitev bomo podrobneje pojasnili na konkretnem primeru izvedbe s pomočjo slik, na katerih prikazuje Slika 1 prenapetostno zaščito s tremi zamenljivimi moduli z zaščitnimi elementi, podstavkom s tremi faznimi sponkami, dvema ozemljitvenima sponkama in integriranim ločevalnim iskriščem, ki je skrito pod zgornjim pokrovom. Slika 2 prikazuje podstavek prenapetostne zaščite brez zgornjega pokrova s trifaznimi priključnimi sponkami, trifaznimi priključnimi vodi, mostičkom, dvema ozemljitvenima sponkama z nameščenim trakom in vgrajenim ločevalnim iskriščem. Slika 3 prikazuje še en pogled na podstavek prenapetostne zaščite brez zgornjega pokrova. Slika 4 prikazuje ugodno izvedbo električno prevodne povezave traku z ločevalnim iskriščem po metodi spajkanja skupaj, ki tvori eno samo enoto. Slika 5 prikazuje podstavek s prostorom, predvidenim za ločevalno iskrišče in trak, ki je del ozemljitvene sponke. Slika 6 prikazuje zaščitni modul z dvema štrlečima kontaktoma. Slika 7 prikazuje shemo vezja prenapetostne zaščite v skladu s tem dokumentom.

Primeri izvedbe tehnične rešitve

Primer ureditve prenapetostne zaščite z ločevalnim iskriščem, integriranim v podstavku, je prikazan v aksonometričnem pogledu na Sliki 1. Prenapetostna zaščita je sestavljena iz osnove 1, oblikovane v obliki, ki se približuje obliki črke U, na spodnji strani pa je prilagojena za namestitev na nosilno letvico in več zamenljivih zaščitnih modulov 2 s kontakti, vstavljenimi v odprtine v dovodih 3 skozi katere so električno prevodno povezani s faznimi sponkami 4, ki se običajno nahajajo na zgornjem kraku U-oblike, kar omogoča povezavo prenapetostne zaščite s faznimi vodniki L1, L2 in L3. Nasprotni kontakti zamenljivih zaščitnih modulov 2 so vstavljeni v odprtine mostička 7, ki je prav tako električno prevodno povezan z enim koncem ločevalnega iskrišča 6, ta pa je električno prevodno povezan s svojim drugim koncem preko traku 8 do vsaj ene ozemljitvene sponke 5, ki se nahaja v spodnjem kraku oblike U za ozemljitveni vodnik PE, medtem ko je aksialna os 10 ločevalnega iskrišča 6 pravokotna na zgornjo površino mostička 7.

Električno prevodna povezava med ločevalnim iskriščem 6 in mostičkom 7 ter trakom 8 je ugodno izvedena z vijačno povezavo in je prikazana na Slikah 2, 3 in 5.

V drugi izvedbi po Sliki 4 je trak 8 povezan z ločevalnim iskriščem 6 s spajkanjem.

Ločevalno iskrišče 6 običajno tvori plinski odvodnik toka strele z zaščitno atmosfero, ki je v ta namen opremljen s čepi in/ali s spajkalnimi površinami na koncih.

Nelinearni napetostno odvisni stikalni elementi, ki delujejo po principu električne razelektritve v okolju brez zaščitne atmosfere, običajno sestavljeni iz sestave dveh ali več elektrod v izolacijskem ohišju, opcijsko dopolnjeni z elektronskimi vezji, ki omogočajo nadzorovano iniciacijo iskrišča, se lahko uporabljajo tudi kot ločevalno iskrišče 6.

Znotraj te rešitve se zgoraj opisane različice skupaj imenujejo ločevalna iskrišča, brez omejevanja tehnične rešitve na katero koli posebno vrsto ločevalnega iskrišča.

V vzorčni izvedbi prenapetostne zaščite 1, prikazani na slikah, so fazne sponke 4 in ozemljitvene sponke 5 zasnovane kot vijačne sponke. Poleg tega pa so fazne sponke 4 in ozemljitvene sponke 5 lahko izdelane tudi brez vijačne sponke, imenovane tudi vzmetne sponke, ali sponke s kletkasto vzmetjo. V takšnih priključnih sponkah vodnik drži pritisk vzmeti namesto pritiska navzdol, ki ga izvaja vijak.

Zaščitni modul 2 običajno vsebuje zaščitni element na osnovi varistorja. Uporabna je tudi kombinacija zaporedne povezave varistorja in plinskega odvodnika strele ali krmiljenega iskrišča.

Način industrijske uporabe izuma

Prenapetostna zaščita z ločevalnim iskriščem, integriranim v podstavek, se lahko uporablja za zaščito električne opreme in naprav ali njihovih delov, priključenih na distribucijsko omrežje, pred učinki prenapetosti povsod, kjer se zahteva visoka zanesljivost delovanja, kot so operacijske dvorane in enote za intenzivno nego v bolnišnicah, vojaški obrambni sistemi, rudniki in metalurgija itd. z znatnimi prihranki pri investicijskih stroških.

Claims (7)

PATENTNI ZAHTEVKI

1. Prenapetostna zaščita z ločevalnim iskriščem v podstavku v obliki črke U (1), ki vsebuje ozemljitvene sponke (5) in fazne sponke (4) ter vsaj dva zamenljiva zaščitna modula (2) s kontakti za vstavljanje v odprtine v dovodih (3) faznih sponk (4) in v luknje v mostičku (7), na katerega je en konec električno prevodno povezan z ločevalnim iskriščem (6), medtem ko je drugi konec ločevalnega iskrišča (6) povezan s trakom (8) in/ali vijakom in/ali spajkanjem, z vsaj eno ozemljitveno sponko (5), označena s tem, daje povezava izvedena z električno prevodno povezavo, pri čemer je aksialna os (10) ločevalnega iskrišča (6) pravokotna na zgornjo ploskev mostička (7).

2. Prenapetostna zaščita po zahtevku 1, označena s tem, da ločevalno iskrišče (6) tvori nelinearni napetostno odvisni stikalni element.

3. Prenapetostna zaščita po zahtevku 2, označena s tem, da je nelinearni napetostno odvisni element odvodnik toka strele.

4. Prenapetostna zaščita po zahtevku 3, označena s tem, daje odvodnik toka strele plinski.

5. Prenapetostna zaščita po katerem koli od zahtevkov 1 do 4, označena s tem, da je rezistor (9) priključen paralelno na ločevalno iskrišče (6) in je njegova upornost v območju od 3 ΜΩ do 4 ΜΩ in/ ali pa je kondenzator z vrednostjo kapacitete od 0,5 nF do 3 nF priključen paralelno na ločevalno iskrišče (6).

6. Prenapetostna zaščita po enem od zahtevkov 1 do 5, označena s tem, da je trak (8) del ločevalnega iskrišča (6).

7. Prenapetostna zaščita po katerem koli od zahtevkov 1 do 5, označena s tem, da je trak (8) del ozemljitvene sponke (5).