WO2009034081A1 - Damage-limiting switching device for surge arresters such as varistors, spark gaps or similar means - Google Patents

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WO2009034081A1
WO2009034081A1 PCT/EP2008/061938 EP2008061938W WO2009034081A1 WO 2009034081 A1 WO2009034081 A1 WO 2009034081A1 EP 2008061938 W EP2008061938 W EP 2008061938W WO 2009034081 A1 WO2009034081 A1 WO 2009034081A1
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WO
WIPO (PCT)
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switching device
varistor
surge arrester
switching
fixing device
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/061938
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German (de)
French (fr)
Inventor
Arnd Erhardt
Stefanie Schreiter
Raimund König
Wilhelm Hohenwaldt
Georg Wittmann
Edmund ZÄUNER
Original Assignee
Dehn + Söhne Gmbh + Co. Kg
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Publication date
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Priority to EP08803906A priority patent/EP2188876B1/en
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Priority to PL08803906T priority patent/PL2188876T3/en
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T1/00—Details of spark gaps
    • H01T1/14—Means structurally associated with spark gap for protecting it against overload or for disconnecting it in case of failure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/10—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
    • H01C7/12—Overvoltage protection resistors
    • H01C7/126—Means for protecting against excessive pressure or for disconnecting in case of failure

Definitions

  • Damage limiting switching device for surge arresters such as varistors, spark gaps or the like means
  • the invention relates to a damage-limiting switching device for surge arresters such as varistors, spark gaps or the like means comprising a movable, conductive or conductive portions having switching element which is held under mechanical bias standing by a fixing device, wherein the fixing device releases the switching element when heated, so in that this bridges the surge arrester connection contacts, connects or disconnects at least one of the connection contacts, according to the preamble of patent claim 1.
  • Overvoltage arresters based on varistors generally have an internal disconnecting device in the low-voltage range.
  • This internal separating device usually consists of a combination of a thermal separating device and a predetermined breaking point or predetermined breaking point for high currents.
  • a predetermined breaking point can be formed as a defined constriction of the connection cross section of the varistor and has a certain melting integral value (I 2 t value). With high pulse currents to be derived, this bottleneck melts. The movable connector is then disconnected and removed from the varistor as a result of bias and thereby isolated from the mains.
  • Such separation devices are shown for example in DE 42 41 311 Al or in DE 38 05 889 Al.
  • the thermal separation function is often realized in these prior art documents by a solder connection between the varistor and a movable, spring-loaded connector.
  • DE 36 06 287 A1 shows a surge arrester with varistors, which is encapsulated with its associated overcurrent or over-temperature protection devices in a common block of a thermally insulating material.
  • a gradual heating of a varistor usually speaks the thermal separation device after several seconds.
  • the core element of such a thermal separation device is usually a solder, which melts, whereby the spring force separating device opens.
  • the varistor has in this case of error still a very high resistance, whereby the current through the varistor is severely limited.
  • the disconnect device is generally capable of easily interrupting these currents, thereby disconnecting the overloaded arrester from the mains without the need for or requiring further overcurrent protection.
  • the power supply to the consumer is not interrupted or disturbed. All that needs to be done is to replace the defective surge arrester during maintenance.
  • the thermal disconnecting device can lead to a delayed disconnection or the melt integral value of the bottleneck is reached, causing it to melt and safely separate the trap from the grid.
  • the object of the invention is achieved by a damage-limiting switching device for Studentsnapssabieiter as varistors, Fu nkenumblen or the like means according to the combination of features according to claim 1 and a method to m operate such a switching device according to the teaching of claim 15, wherein the dependent claims at least expedient embodiments and represent further education.
  • the operating principle is in the tripped state a short-circuit path in a parallel path to the defective To switch arrester, so that the original current commutated as a short-circuit current in the parallel path.
  • the Kurzsch conductedeinrichtu ng has the least possible delay time, so that an unwanted destruction of the surge arrester can be avoided or the damage due to arcing can be limited.
  • surge arrester z. B. particular varistors
  • the material structure, the geometry and the contacting of the pads and the power distribution areas have different heating.
  • the point or the region of the strongest heating is to be selected for the positioning of a thermally sensitive part, in particular the fixing device according to the invention.
  • the fixing device, d. H. the thermally sensitive part will also have the lowest possible heat capacity and have a low heat dissipation.
  • a thermally sensitive part is attached as a fixing device on the area of the most intense heating varistor.
  • the fixing device itself has a low heat capacity.
  • Waxes, adhesives, solders or suitable materials having a melting point or a softening temperature just above the usual operating temperature of the surge arrester are suitable for connection to the surge arrester. These materials then either directly or in connection with spacers hold the actually movable part of the short-circuiting device or the separating device.
  • the switching device according to the invention which is designed, for example, as a short-circuiting device, in a region of an additional housing of the surge arrester, this enclosure collecting or bundling temperature and / or gas effects of the arc in the event of an arcing , That is, the resulting Hot gas, which is present in the event of damage, is conducted predominantly and directly to the fixing device and to the thermally sensitive area provided there.
  • this can be realized by completely enclosing the surge arrester with the exception of the region of contact of the temperature-sensitive material.
  • the hot gas or plasma can be guided to a chimney-like channel, in which z. B. a wire or a thread of the fixing is located or receives a part of a surge arrester.
  • the pressure development for the short circuit can additionally be used.
  • the pressure acts, z. B. in the form of a piston system, d irect on the short-circuit contact.
  • the mechanical strength of the holding system (contact point and strength of the wire) is already overloaded at relatively low pressures.
  • the surge arrester connection extending into the channel or located there has a low erosion resistance. Furthermore, the surge arrester connection that reaches into the channel or is located there may be a bottleneck, for B. formed as a geometric bottleneck own.
  • the further surge arrester connection is designed so that it burns off and is predominantly located inside the erosion-resistant and pressure-resistant housing.
  • the overvoltage arrester is provided with a separate, erosion-resistant encapsulation for operating the switching device, in order to collect waste heat resulting from the resulting arc in the event of damage, the collected thermal energy ie concentrated being supplied to a switching element in the form of the abovementioned disconnecting device or a short-circuiting device for actuating same ,
  • the surge arrester in particular the varistor, is encapsulated separately in such a way that the resulting waste heat of the arc and / or burnup due to the arc for the operation of the separating device or the short-circuiter is available.
  • an arc arises in the immediate vicinity of the varistor, which is known to be connected to a hot plasma.
  • This arc causes a burn on the connection elements, eg. B. metallic contact plates or the leads to the varistor.
  • a varistor is almost completely surrounded by an erosion-resistant and pressure-resistant housing or partition.
  • the varistor connections are developed differently.
  • a first varistor connection is predominantly provided with additional insulation, as a result of which a foot point or an extension of the arc into this area can be largely prevented.
  • the related Varistoran gleichblech can be reinforced or deposited with a separate, additional, contacted or not contacted, preferably erosion-resistant material. As a result, it is avoided, as stated, that the arc can spread uncontrollably into this connection region.
  • the other, usually opposite port, however, is minimal or not isolated at all and leads directly to the separation device.
  • the enclosure has immediately around this further connection a recess or a channel that is designed like a fireplace. This causes the arc to find a footing in this area unhindered. The resulting hot gas does not become that isolated connection and thus directed to the separation device.
  • the arrangement is designed so that the current forces drive the arc in the direction of this connection.
  • This second switching element may consist of two at least one side conductive plates, wherein the conductive plate sides are opposite.
  • the conductive plates are arranged so that they are fixed while maintaining a separation distance, wherein the desired switching function, in particular a short circuit can be triggered by pressure on at least one of the plates while overcoming the separation distance.
  • a disc-shaped, encapsulated varistor is used, in particular, as the surge arrester, the plate arrangement being arranged adjacent to the varistor in such a way that an overload-related expansion targeted by the encapsulation acts on the plate arrangement in order to effect the switching operation.
  • the aim is to provide an additional protection device in addition to the conventional thermal separation device, which ensures at high overloads, in which the thermal separation device can not protect the varistor from destruction, for defined and uncritical conditions.
  • the thermal separation device can not protect the varistor from destruction, for defined and uncritical conditions.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment in which a surge arrester in the form of a varistor is provided with an additional housing and wherein the fixing device is located in an area in which, in the event of an emerging arc, temperature and / or gas effects of the arc are collected or concentrated,
  • FIG. 2 shows an embodiment of a chambered varistor with a chimney-type channel, wherein the separating device is located in the region of the outflow of the chimney-like channel,
  • Fig. 3 is a schematic diagram of the second embodiment of the invention with a pressure-operated switching device
  • Fig. 4 is an exploded view of a practical Realisieru ng the pressure-operated switching device
  • Fig. 5 is a plug-in module which contains an encapsulated varistor as Studentsnapssabieiter, and (left side shown) a plate assembly as a second, pressure-actuated switching element and
  • Fig. 6 the inserted in the plug-in module plate assembly in a representation with not yet deferred cap.
  • the switching element is designed as a short-circuiting.
  • the short-circuiting device comprises a movable contact piece 1 and two separate opposing contact pieces 2.
  • the short-circuit release movement is symbolized by the arrow representations with regard to the movable contact piece 1.
  • the movable contact piece 1 can be formed as a lid, wherein a bellows 3 can be provided, which closes the space below the lid designed as a movable contact piece 1 almost tight.
  • the lid is then, as it were, slipped over a chimney 4 with lateral overhangs and a piston is created which reacts to the pressure effect of the arc 5.
  • the wire 6 does not have to be formed as an electrode. However, it is of advantage that the wire 6 is subject to a potential if necessary, so as to represent a lucrative way for the arc, so that the wire can be burned by the action of arcing and thus releases the actual short-circuiter.
  • the wire is not necessarily to be regarded as a power supply to the varistor and is also not in the main current path.
  • a first varistor connection 7 is connected to a wear-resistant contact plate 8.
  • a second varistor terminal 9 leads to the opposite pole contact piece 2.
  • the reference numeral 10 symbolizes the arrangement of the temperature-sensitive material for fastening the wire 6.
  • a flameproof and Abbrandfeste housing 12 is formed, which leads to the aforementioned fireplace 4.
  • the waste heat collected in the chimney 4 is not used for actuating a short-circuiting device but for triggering a disconnecting device 13. Also in this embodiment, a housing 12 is provided which surrounds the varistor 11 erosion and pressure-tight.
  • the first varistor terminal 7 is also there with a erosion-resistant contact plate 8 in connection.
  • the second varistor terminal 9 is not or only slightly insulated and leads directly to the separation device 13.
  • the housing 12 of the varistor 11 leads to the recess or the chimney 4, so that the arc 5 can find a foot in this area unhindered.
  • the entire hot gas 14, which arises within the enclosure 12, is conducted to the second varistor connection 9 and thus to the separation device 13.
  • the arrangement is designed so that the current forces the arc 5 in the direction of the connec 9 drive.
  • the first varistor terminal 7 is provided with additional insulation, so that a foot point or an extension of the arc into this area can be largely prevented. This prevents that the housing 12 of the varistor 11 is destroyed in this area. For this reason, the Varistoran gleichblech can be reinforced by the abbrandfeste contact plate mentioned. It is also possible to make a deposit here with a erosion-resistant material. This also ensures that the arc 5 can not spread uncontrollably in this area.
  • the varistor can be provided with a defined weak point or substrate defect, which leads to a preferred point of breakdown or flashover.
  • the Varistoran gleichblech but can also provide preferred attachment points for the arc, which are due to the current forces, the insulation or the electric field strength used.
  • the design of the connection section makes it possible to form the heat distribution and / or the current distribution of the varistor be that a preferred way for the breakdown of the varistor is formed.
  • the energy that arises in the event of damage in the area around the varistor 11 thus specifically supports the function of the separation device 13.
  • the heat is thus the bottleneck 15 of the separation device, but also not shown Lotstelle the separation device 13 available, whereby their melting is accelerated ,
  • Both the movable part of the separating device and the fixed Varistoran gleich 9 can be made of bimetal or materials with similar effects, whereby when heated an additional force for separation is available.
  • the constriction 15 of the separation strip was integrated directly into the varistor connection 9 and moved into the chimney 4 of the housing.
  • the direct arc erosion for the separation of the bottleneck can be used in a very effective manner.
  • This measure can also be supported by making the bottleneck area attractive for the choice of material, the geometry or a passivation of other areas for the arc filling point.
  • the housing also causes a limitation of the damage within the arrester 11th
  • the varistor is encapsulated so pressure and erosion resistant that the resulting heat in case of failure can act directly on the separation device, a short-circuit device and / or a telecommunications contact.
  • the encapsulation has a chimney-like recess into which parts of the separating device or the fixing device extend.
  • the varistor has a connection which is designed erosion-resistant, wherein on the opposite side relative to this connection, the separating device or the fixing device is located.
  • the varistor has a terminal, which has an extremely low erosion resistance to the arc. This connection is made at or near the separator or is part of it.
  • the erosion-resistant and pressure-resistant casing of the arrester is capable of directing the arc root point to the bottleneck and / or to the thermal separation point of the separating device.
  • the aforementioned constriction is located either in the movable conductor piece of the separation device or directly in the connected via a Lotstelle with the separating device connecting part of the arrester.
  • a second, the Matternapsabieiter parallel lying switching element is additionally provided, which is activated by pressure actuation.
  • FIG. 3 a series connection of a varistor 11 is shown with a thermally coupled separation device.
  • the varistor 11 is located in a special encapsulation 16.
  • This encapsulation 16 can extend in a preferred direction under pressure P.
  • the terminals of the varistor 11 lead to a second switching element 17, in such a way that upon actuation of the second switching element 17 of the varistor 11 bridges, d. H. shorted.
  • the realized with the second switching element 17 short-circuiter is actuated via the pressure P.
  • the encapsulation 16 of the varistor 11 is, as already indicated, designed so that at a pressure build-up primarily an actuation of the switch or the second switching element 17 can be carried out.
  • a conventional disc-shaped varistor 11 has two terminals I Ia and I Ib. These terminals I Ia and I Ib are preferably designed as terminal lugs.
  • the varistor 11 is installed in a base body 18 of a male part in a conventional manner.
  • FIG. 4 is formed on the back of the varistor 11, the already described thermal separation device.
  • the disc-shaped varistor 11 is laterally enclosed by a sealing frame 19 and closed by a flexible or flexible sealing plate 20 on the front side.
  • the second switching element 17 is in the embodiment of FIGS. 4 to 6 formed by a pressure-controlled switch.
  • This pressure-controlled switch comprises a first conductive plate 21 and a second conductive plate 22.
  • an insulating frame 24 is located, which keeps the opposite plate surfaces at a distance corresponding to the gewü desired separation distance.
  • the sealing plate 20 expands, d. H. There is a bulge here. Result of this bulge or deflection is then a reduction in the distance between the conductive plates 21 and 22, until they finally come into contact, where by the desired switching operation (short circuit) is triggered.
  • the distance between the conductive plates 21 and 22 is chosen so large that at the maximum allowable load (permissible operating voltage or maximum permissible pulse current load of the varistor) no automatic discharge between the plates.
  • the plate 21 is designed as a thin, flexible plate. Due to the short-circuit, which is generated in the event of overload with the aid of the two plates 21 and 22, an arc produced in the enclosure is extinguished and a possible external damage is prevented. The resulting short-circuit current is interrupted either by an upstream overcurrent protection device of the varistor or the network or else by the mentioned thermal separation device of the varistor.
  • the plates 21 and 22 can also be embodied as a conductive foil or a foil coated on one side. It is also possible to combine the flexible pressure plate 20 with the conductive plate 21 as a conductive foil. With sufficient protective insulation of the varistor 11, the flexible sealing plate 20, which acts as an insulating part, may also be dispensed with. Likewise, a compact design of the modules 19, 20 and 21 in the sense of a one-piece part is possible if it is ensured sufficient insulation.
  • FIG. 5 illustrates how the varistor with encapsulation comprising the parts 19 and 20 was mounted in the base body 18.
  • the parts 21, 22 and 24 form a likewise prefabricatable assembly, namely the second switching element 17.
  • This prefabricated assembly is then inserted into the base body 18.
  • the result is the assembly as shown in FIG. 6, which is subsequently completed with a protective cap 25, so that a finished plug-in module is formed.

Abstract

The invention relates to a damage-limiting switching device for surge arresters such as varistors, spark gaps or similar means, comprising a movable switching element, which is conductive or has conductive sections and which is held under mechanical prestress by a fixing device, wherein the fixing device releases the switching element on heating, with the result that said switching element bridges or connects the surge arrester connection contacts or disconnects at least one of the connection contacts. According to the invention, the fixing device is arranged directly at or on the surge arrester at a point with the greatest heating to be expected in the event of overload and has a minimized thermal capacity. In terms of the method, in order to ensure the operation of the damage-limiting switching device, the surge arrester is provided with a separate, erosion-resistant encapsulation in order to collect exhaust heat produced in the event of damage from the resultant arc, wherein the collected thermal energy is supplied in concentrated form to a switching element in the form of a disconnection apparatus or a short-circuiting device for the actuation thereof.

Description

Schadensbegrenzende Schalteinrichtung für Überspannungsabieiter wie Varistoren, Funkenstrecken oder dergleichen Mittel Damage limiting switching device for surge arresters such as varistors, spark gaps or the like means
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine schadensbegrenzende Schalteinrichtung für Über- spannungsableiter wie Varistoren, Funkenstrecken oder dergleichen Mittel, umfassend ein bewegliches, leitfähiges oder leitfähige Abschnitte aufweisendes Schaltelement, welches unter mechanischer Vorspannung stehend durch eine Fixiereinrichtung gehalten ist, wobei die Fixiereinrichtung bei Erwärmung das Schaltelement freigibt, so dass dieses die Überspannungsableiter- Anschlusskontakte überbrückt, verbindet oder mindestens einen der Anschlusskontakte abtrennt, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a damage-limiting switching device for surge arresters such as varistors, spark gaps or the like means comprising a movable, conductive or conductive portions having switching element which is held under mechanical bias standing by a fixing device, wherein the fixing device releases the switching element when heated, so in that this bridges the surge arrester connection contacts, connects or disconnects at least one of the connection contacts, according to the preamble of patent claim 1.
Es ist bekannt, zum Schutz überspannungsempfindlicher Geräte in Netz- und Datenleitungen Überspannungsabieiter auf der Basis von Varistoren einzusetzen. Solche Varistorabieiter besitzen häufig ein begrenztes Ableitvermögen und können bei Überlastung allmählich, aber auch schlagartig zerstört werden.It is known to use Überspannungsabieiter based on varistors to protect overvoltage sensitive devices in network and data lines. Such Varistorabieiter often have a limited discharge capacity and can be destroyed gradually but also suddenly in case of overload.
Überspannungsabieiter auf der Basis von Varistoren besitzen im Niederspannungsbereich im Regelfall eine interne Abtrennvorrichtung . Diese interne Abtrennvorrichtung besteht üblicherweise aus einer Kombination aus einer thermischen Abtrennvorrichtung sowie einer Sollbruchstelle oder Solltrennstelle für hohe Ströme. Eine solche Sollbruchstelle ist als definierte Engstelle des Anschlussquerschnitts des Varistors ausbildbar und besitzt einen bestimmten Schmelzintegralwert (I2t-Wert). Bei hohen abzuleitenden Impulsströmen schmilzt diese Engstelle. Das bewegliche Anschlussstück wird dann getrennt und infolge einer Vorspannung vom Varistor entfernt und dadurch vom Netz isoliert.Overvoltage arresters based on varistors generally have an internal disconnecting device in the low-voltage range. This internal separating device usually consists of a combination of a thermal separating device and a predetermined breaking point or predetermined breaking point for high currents. Such a predetermined breaking point can be formed as a defined constriction of the connection cross section of the varistor and has a certain melting integral value (I 2 t value). With high pulse currents to be derived, this bottleneck melts. The movable connector is then disconnected and removed from the varistor as a result of bias and thereby isolated from the mains.
Derartige Abtrennvorrichtungen sind beispielsweise in der DE 42 41 311 Al oder in der DE 38 05 889 Al gezeigt. Die thermische Abtrennfunktion wird bei diesen Dokumenten des Standes der Technik häufig von einer Lotverbindung zwischen dem Varistor und einem beweglichen, unter Federvorspannung stehenden Anschlussstück realisiert. Die DE 36 06 287 Al zeigt einen Überspannungsabieiter mit Varistoren, welcher mit seinen zugehörigen Überstrom- bzw. Übertemperaturschutzein- richtungen in einem gemeinsamen Block aus einem thermisch isolierenden Material vergossen ist.Such separation devices are shown for example in DE 42 41 311 Al or in DE 38 05 889 Al. The thermal separation function is often realized in these prior art documents by a solder connection between the varistor and a movable, spring-loaded connector. DE 36 06 287 A1 shows a surge arrester with varistors, which is encapsulated with its associated overcurrent or over-temperature protection devices in a common block of a thermally insulating material.
Diese Maßnahme dient der Erhöhung der Widerstandsfestigkeit des gesamten Ableiters, insbesondere bei einer Varistorzerstörung infolge einer Beanspruchung oberhalb seiner Belastungsgrenze. Die Vergussmaßnahme soll insbesondere zu einer erhöhten Brandfestigkeit führen. Durch das Eingießen der Schutzeinrichtungen wird das Gesamtgerät auch bei einer Überlastung dieser Einrichtungen geschützt. Allerdings besitzt der Ableiter nach DEThis measure is used to increase the resistance of the entire arrester, especially in a Varistorzerstörung due to a stress above its load limit. The Vergussmaßnahme should lead in particular to increased fire resistance. By pouring the protective devices, the entire device is protected even with an overload of these devices. However, the arrester has to DE
36 06 287 keine Abtrenneinrichtung mit einem unter Federvorspannung stehenden beweglichen Anschlussstück, welches bei Überlastung eine Trennstelle realisiert. Der dortige Stand der Technik ist also durch eine rein passive Schutzmaßnahme, welche infolge einer isolierenden Verdammung erzielt wird, gekennzeichnet.36 06 287 no separating device with a spring-loaded movable connection piece, which realizes a separation point in case of overload. The state of the art there is thus characterized by a purely passive protective measure, which is achieved as a result of an insulating dam.
In Überspannungsableitern mit den erläuterten Abtrenneinrichtungen wird häufig nur der Varistor mit einer entsprechenden isolierenden Masse vergossen. Die Abtrennvorrichtung mit dem beweglichen Anschlussstück befindet sich dann außerhalb des vergossenen Bereichs. Auch besteht die Möglichkeit, den Varistor mit einer isolierenden Lackschicht zu versehen. Ebenfalls ist es bekannt, den Bereich zwischen Varistor und Abtrennvorrichtung durch eine Wand zu trennen. Hier sei beispielsweise auf die DEIn surge arresters with the described separation devices often only the varistor is potted with a corresponding insulating mass. The separator with the movable connector is then outside the potted area. It is also possible to provide the varistor with an insulating lacquer layer. It is also known to separate the area between the varistor and separator by a wall. Here is, for example, the DE
37 34 214 Al aufmerksam gemacht.37 34 214 Al made aware.
Weiterhin ist es bekannt, die Erwärmung eines Varistors bei Überlastung in eine mechanische Bewegung umzuwandeln. Eine solche Lösung ist in der DE 36 32 224 Al beschrieben. Bei der dortigen Überspannungsschutzeinrichtung muss in der Zuleitung ein Schalter integriert werden, welcher impulsstrom- fest ausgeführt ist und der keine Verschweißneigung aufweisen darf. Der Hubweg entspricht dabei nur der Ausdehnung des verwendeten Materials. Die Verlängerung der Trennstrecke ist somit nicht nur begrenzt, sondern erfolgt zudem außerordentlich langsam, wodurch das Schaltvermögen der Trennstrecke selbst reduziert bleibt. Im Falle eines Überschlags bzw. eines Durchschlags des Varistors ist jedoch mit sehr hohen Strömen zu rechnen, so dass ein erhöhtes Schaltvermögen an sich von Vorteil wäre.Furthermore, it is known to convert the heating of a varistor overload in a mechanical movement. Such a solution is described in DE 36 32 224 Al. In the local overvoltage protection device, a switch must be integrated in the supply line, which is designed impuls current solid and must have no tendency to weld. The stroke corresponds only to the extent of the material used. The extension of the separation distance is thus not only limited, but also takes place extremely slowly, whereby the switching capacity of the separation path itself remains reduced. In the case of a flashover or a breakdown of the varistor, however, very high currents are to be expected, so that an increased switching capacity would be advantageous in itself.
Die indirekte Betätigung des Schalters erfordert einen erheblichen Mehraufwand ebenso wie die vorgeschlagene direkte Durchtrennung eines Sicherungsstreifens. Die Ausdehnung eines an sich festen Stoffes infolge einer Wärmeeinkopplung oder Wärmeeinwirkung erfolgt im Übrigen nur sehr verzögert, wodurch eine im Schadensfall benötigte an sich schnelle Abtrennung nicht realisierbar ist. Auch ist die in der DE 36 32 224 Al erläuterte notwendige beweg liche Lagerung der Varistoren, um den notwendigen Ausdehnungshub zu realisieren, problematisch. Es besteht außerdem die Gefahr, dass heißes Gas entweichen kann, wodurch d ie an sich notwendige Erwärmung des Varistors zum Auslösen der Trennstelle nicht mehr möglich ist oder nur noch eingeschränkt erfolgen kann.Indirect actuation of the switch requires a significant overhead as well as the proposed direct severing of a fuse strip. Incidentally, the expansion of a substance which is inherently solid as a result of heat input or the action of heat is only very delayed, as a result of which rapid separation which is necessary in the event of damage can not be achieved. Also, the explained in DE 36 32 224 Al necessary moving Liche storage of the varistors in order to realize the necessary expansion stroke, problematic. There is also the danger that hot gas can escape, whereby the heating of the varistor, which is necessary per se, for triggering the separation point is no longer possible or can only take place to a limited extent.
Nachstehend ist noch einmal erläutert, welches Verhalten bei Varistoren gemäß unterschiedlichen Fehlern auftritt.The behavior of varistors according to different errors is explained again below.
Bei einer allmählichen Erwärmung eines Varistors, z. B. durch Alterung oder eine geringe Spannungsüberhöhung, spricht im Regelfall die thermische Abtrennvorrichtung nach mehreren Sekunden an. Das Kernelement einer solchen thermischen Abtrennvorrichtung ist im Regelfall ein Lot, welches schmilzt, wodurch die unter Federkraft stehende Abtrennvorrichtung öffnet. Der Varistor besitzt bei diesem Fehlerfall noch einen sehr hohen Widerstand, wodurch der Strom durch den Varistor stark begrenzt wird . Die Abtrennvorrichtung kann diese Ströme im Allgemeinen problemlos unterbrechen und somit den überlasteten Ableiter vom Netz trennen, ohne dass eine weitere Überstromschutzeinrichtung anspricht oder erforderlich ist. Die Netzversorgung des Verbrauchers wird hierbei nicht unterbrochen oder gestört. Es muss lediglich der defekte Überspannungsabieiter bei einer Wartung ausgetauscht werden.In a gradual heating of a varistor, z. B. by aging or a slight increase in voltage, usually speaks the thermal separation device after several seconds. The core element of such a thermal separation device is usually a solder, which melts, whereby the spring force separating device opens. The varistor has in this case of error still a very high resistance, whereby the current through the varistor is severely limited. The disconnect device is generally capable of easily interrupting these currents, thereby disconnecting the overloaded arrester from the mains without the need for or requiring further overcurrent protection. The power supply to the consumer is not interrupted or disturbed. All that needs to be done is to replace the defective surge arrester during maintenance.
Wird der Ableiter hingegen durch eine hohe Impulsbelastung überlastet, jedoch noch nicht zerstört oder überschlagen, kann einerseits die thermische Abtrennvorrichtung, wie oben erläutert, zu einer verzögerten Abtrennung führen oder es wird der Schmelzintegralwert der Engstelle erreicht, wodurch diese schmilzt und den Ableiter sicher vom Netz trennt.If, on the other hand, the arrester is overloaded by a high impulse load, but has not yet been destroyed or overturned, on the one hand the thermal disconnecting device, as explained above, can lead to a delayed disconnection or the melt integral value of the bottleneck is reached, causing it to melt and safely separate the trap from the grid.
Wird allerdings der Ableiter durch eine erhöhte netzfrequente Spannung oder einen Stoßstrom innerhalb kürzester Zeit zerstört oder überschlagen, können Fehlerströme auftreten, welche nicht zwangsweise zum Ansprechen der Abtrennstelle führen. Aufgrund der Undefinierten Impedanz, welche ein defekter oder überschlagener Varistor besitzt, kann der resultierende Fehlerstrom selbst bei definierten Netzverhältnissen stark schwanken. Da die Abtrennvorrichtung bei diesen Belastungen unter Umständen passiv bleibt, kann dies zu einer erheblichen Schädigung des Ableiters führen, bevor eine externe Schutzvorrichtung anspricht.However, if the arrester is destroyed or overturned within a very short time by an increased line frequency voltage or a surge current, fault currents can occur which do not necessarily lead to the response of the disconnection point. Due to the undefined impedance, which has a defective or overturned varistor, the resulting fault current can fluctuate greatly even under defined network conditions. Since the separating device may remain passive under these conditions, this can lead to considerable damage to the arrester before an external protective device responds.
Da eine Abstimmung mit einer externen Überstromschutzeinrichtung nur bedingt möglich ist, ist es ein Ziel der Erfindung, ein Ansprechen der internen Abtrennvorrichtung auch bei den oben erwähnten letztgenannten Undefinierten Fehlerzuständen zu ermögl ichen.Since coordination with an external overcurrent protection device is only possible to a limited extent, it is an object of the invention to make it possible to respond to the internal disconnecting device even in the case of the abovementioned undefined error states.
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine schadensbegrenzende Schalteinrichtung für Überspannungsabieiter wie Varistoren, Funkenstrecken oder dergleichen Mitteln anzugeben, die bei allen denkbaren Fehlerfällen eine sichere Abtrennung oder einen sicheren Kurzschluss ermöglicht, wobei hinsichtlich einzusetzender Kurzschließer oder Abtrennvorrichtungen auch auf bekannte und bewährte Mittel zurückgegriffen werden soll .From the foregoing, it is therefore an object of the invention to provide a damage-limiting switching device for Überspannungsabieiter as varistors, spark gaps or the like means that enables safe separation or safe short circuit in all conceivable error cases, with respect to einzusetzender short-circuiters or disconnectors on known and proven means should be used.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch eine schadensbegrenzende Schalteinrichtung für Überspannungsabieiter wie Varistoren, Fu nkenstrecken oder dergleichen Mittel gemäß der Merkmalskombination nach Patentanspruch 1 sowie mit einem Verfahren zu m Betreiben einer solchen Schalteinrichtung gemäß der Lehre nach Patentanspruch 15, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.The object of the invention is achieved by a damage-limiting switching device for Überspannungsabieiter as varistors, Fu nkenstrecken or the like means according to the combination of features according to claim 1 and a method to m operate such a switching device according to the teaching of claim 15, wherein the dependent claims at least expedient embodiments and represent further education.
Bei der Ausführungsform der Schalteinrichtung als Kurzschließeinrichtung für Überspannungsabieiter besteht das Wirkprinzip darin, im ausgelösten Zustand einen Kurzschlusspfad in einen Parallelpfad zu dem defekten Ableiter zu schalten, so dass der ursprüngliche Strom als Kurzschlussstrom in den Parallelpfad kommutiert. Die Kurzschließeinrichtu ng besitzt dabei eine möglichst geringe Verzugszeit, so dass eine unerwünschte Zerstörung des Überspannungsabieiters vermieden werden kann bzw. der Schaden infolge eines Lichtbogenbildung begrenzbar ist.In the embodiment of the switching device as a short-circuiting device for surge arrester, the operating principle is in the tripped state a short-circuit path in a parallel path to the defective To switch arrester, so that the original current commutated as a short-circuit current in the parallel path. The Kurzschließeinrichtu ng has the least possible delay time, so that an unwanted destruction of the surge arrester can be avoided or the damage due to arcing can be limited.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass Überspannungsabieiter, z. B. insbesondere Varistoren, aufgrund der Einbausituation, des Materialaufbaus, der Geometrie und der Kontaktierung der Anschlussflächen sowie der Stromverteilung Bereiche unterschiedlicher Erwärmung besitzen. Demnach ist entsprechend der gegebenen Verhältnisse der Punkt oder der Bereich der stärksten Erwärmung für die Positionierung eines thermisch sensiblen Teils, insbesondere der Fixiereinrichtung gemäß der Erfindung auszuwählen. Die Fixiereinrichtung, d . h. der thermisch sensible Teil, wird darüber hinaus über eine möglichst geringe Wärmekapazität verfügen und eine geringe Wärmeabfuhr besitzen.According to the invention it was recognized that surge arrester, z. B. particular varistors, due to the installation situation, the material structure, the geometry and the contacting of the pads and the power distribution areas have different heating. Accordingly, according to the given conditions, the point or the region of the strongest heating is to be selected for the positioning of a thermally sensitive part, in particular the fixing device according to the invention. The fixing device, d. H. the thermally sensitive part will also have the lowest possible heat capacity and have a low heat dissipation.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird auf den Bereich des Varistors mit der stärksten Erwärmung ein thermisch sensibles Teil als Fixiereinrichtung angebracht. Die Fixiereinrichtung verfügt selbst über eine geringe Wärmekapazität. Zum Verbinden mit dem Überspannungsabieiter bieten sich Wachse, Kleber, Lote oder geeignete Materialien mit einem Schmelzpunkt oder einer Erweichungstemperatur knapp oberhalb der üblichen Betriebstemperatur des Überspannungsabieiters an. Diese Materialien halten dann entweder direkt oder in Verbindung mit Zwischenstücken das eigentlich bewegliche Teil der Kurzschließeinrichtung bzw. der Abtrennvorrichtung .In one embodiment of the invention, a thermally sensitive part is attached as a fixing device on the area of the most intense heating varistor. The fixing device itself has a low heat capacity. Waxes, adhesives, solders or suitable materials having a melting point or a softening temperature just above the usual operating temperature of the surge arrester are suitable for connection to the surge arrester. These materials then either directly or in connection with spacers hold the actually movable part of the short-circuiting device or the separating device.
Bei sehr steilen und hohen Überspannungen oder Stoßströmen, bei welchen der Überspannungsabieiter, insbesondere ein Varistor, innerhalb von wenigen Mikrosekunden überlastet wird, findet vor der Zerstörung des Varistors nahezu keine nennenswerte Erwärmung statt. In diesen Fällen ist es vorgesehen, die erfindu ngsgemäße Schalteinrichtung, die beispielsweise als Kurzschließeinrichtung ausgeführt ist, in einem Bereich einer zusätzlichen Umhausung des Überspannungsabieiters anzuordnen, wobei diese Umhau- sung im Falle eines entstehenden Lichtbogens Temperatur- und/oder Gaswirkungen des Lichtbogens sammelt oder bündelt. Das heißt, das entstehende heiße Gas, welches im Schadensfall vorliegt, wird überwiegend und direkt zur Fixiereinrichtung und zu dem dort vorgesehenen thermisch sensiblen Bereich geleitet.In the case of very steep and high overvoltages or surge currents, in which the surge arrester, in particular a varistor, is overloaded within a few microseconds, there is almost no appreciable heating before the destruction of the varistor. In these cases, it is envisaged to arrange the switching device according to the invention, which is designed, for example, as a short-circuiting device, in a region of an additional housing of the surge arrester, this enclosure collecting or bundling temperature and / or gas effects of the arc in the event of an arcing , That is, the resulting Hot gas, which is present in the event of damage, is conducted predominantly and directly to the fixing device and to the thermally sensitive area provided there.
Dies kann im einfachsten Fall dadurch realisiert werden, dass der Überspan- nungsableiter bis auf den Bereich der Kontaktierung des temperatursensiblen Materials vollständig umschlossen ist. Hierbei kann das heiße Gas oder Plasma zu einem kaminartigen Kanal geführt werden, in dem z. B. ein Draht oder ein Faden der Fixiereinrichtung befindlich ist oder der einen Teil eines Überspannungsableiteranschlusses aufnimmt.In the simplest case, this can be realized by completely enclosing the surge arrester with the exception of the region of contact of the temperature-sensitive material. Here, the hot gas or plasma can be guided to a chimney-like channel, in which z. B. a wire or a thread of the fixing is located or receives a part of a surge arrester.
Bei einer umhüllten Ausführung des Überspannungsabieiters kann zusätzlich auch die Druckentwicklung für den Kurzschluss genutzt werden. Hierzu wirkt der Druck, z. B. in Form eines Kolbensystems, d irekt auf den Kurzschlusskontakt ein. Die mechanische Festigkeit des Haltesystems (Kontaktstelle und Festigkeit des Drahtes) wird hierbei bereits bei relativ geringen Drücken überlastet.In the case of a covered version of the surge arrester, the pressure development for the short circuit can additionally be used. For this purpose, the pressure acts, z. B. in the form of a piston system, d irect on the short-circuit contact. The mechanical strength of the holding system (contact point and strength of the wire) is already overloaded at relatively low pressures.
Der in den Kanal hineinreichende oder dort befindliche Überspannungs- ableiteranschluss besitzt eine geringe Abbrandfestigkeit. Weiterhin kann der in den Kanal hineinreichende oder dort befindliche Überspannungsableiter- anschluss eine Engstelle, z. B. ausgebildet als geometrische Engstelle, besitzen.The surge arrester connection extending into the channel or located there has a low erosion resistance. Furthermore, the surge arrester connection that reaches into the channel or is located there may be a bottleneck, for B. formed as a geometric bottleneck own.
Der weitere Überspannungsableiteranschluss ist abbrandfest ausgeführt und ist überwiegend im Inneren der abbrandfesten und druckstabilen Umhausung befindlich.The further surge arrester connection is designed so that it burns off and is predominantly located inside the erosion-resistant and pressure-resistant housing.
Verfahrensgemäß wird zum Betreiben der Schalteinrichtung der Überspan- nungsableiter mit einer separaten, abbrandfesten Kapselung versehen, um im Schadensfall entstehende Abwärme des resultierenden Lichtbogens zu sammeln, wobei die gesammelte Wärmeenerg ie konzentriert einem Schaltelement in Form der erwähnten Abtrennvorrichtung oder eines Kurzschließers zur Betätigung desselben zugeführt wird .According to the method, the overvoltage arrester is provided with a separate, erosion-resistant encapsulation for operating the switching device, in order to collect waste heat resulting from the resulting arc in the event of damage, the collected thermal energy ie concentrated being supplied to a switching element in the form of the abovementioned disconnecting device or a short-circuiting device for actuating same ,
Mit anderen Worten wird zur Lösung der Aufgabe der Erfindung der Über- spannungsableiter, insbesondere Varistor, so separat gekapselt, dass die entstehende Abwärme des Lichtbogens und/oder der Abbrand infolge des Lichtbogens für die Betätigung der Abtrennvorrichtung bzw. des Kurzschließers nutzbar ist.In other words, in order to achieve the object of the invention, the surge arrester, in particular the varistor, is encapsulated separately in such a way that the resulting waste heat of the arc and / or burnup due to the arc for the operation of the separating device or the short-circuiter is available.
Bei der eingangs erläuterten Überlastung des Varistors begrenzt dieser infolge eines Über- oder eines Durchschlags häufig noch den Folgestrom, wodurch auch die Funktion der üblichen Abtrennvorrichtung und auch externer Schutzeinrichtungen, wie z. B. Überstromsicherungen, beeinträchtigt werden kann.In the above-described overloading of the varistor limited this due to an over- or a breakdown often still the follow current, whereby the function of the usual separation device and external protection devices such. B. overcurrent fuses, can be affected.
In einem solchen Fall entsteht in der unmittelbaren Umgebung des Varistors ein Lichtbogen, der bekanntermaßen mit einem heißen Plasma verbunden ist. Dieser Lichtbogen bewirkt einen Abbrand an den Anschlusselementen, z. B. metallischen Kontaktblechen bzw. den Zuleitungen zum Varistor. Diese Wirkungen werden zur Verbesserung des Ansprechvermögens einer Abtrennvorrichtung genutzt.In such a case, an arc arises in the immediate vicinity of the varistor, which is known to be connected to a hot plasma. This arc causes a burn on the connection elements, eg. B. metallic contact plates or the leads to the varistor. These effects are used to improve the responsiveness of a separator.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Varistor nahezu vollständig von einer abbrandfesten und druckstabilen Umhausung oder Abschottung umgeben. Die Varistoranschlüsse werden unterschiedlich weitergebildet. Ein erster Varistoranschluss ist überwiegend mit einer zusätzlichen Isolation versehen, wodurch ein Fußpunkt oder eine Verlängerung des Lichtbogens hinein in diesen Bereich weitestgehend unterbunden werden kann. Dadurch wird vermieden, dass die Umhausung des Varistors in diesem Bereich des Varistoranschlusses zerstört wird . Aus diesem Grund kann auch das diesbezügliche Varistoranschlussblech verstärkt werden bzw. mit einem separaten, zusätzlichen, kontaktierten oder nicht kontaktierten, bevorzugt abbrandfesten Material hinterlegt werden. Hierdurch wird, wie dargelegt, vermieden, dass sich der Lichtbogen unkontrolliert in diesen Anschlussbereich ausbreiten kann.In one embodiment of the invention, a varistor is almost completely surrounded by an erosion-resistant and pressure-resistant housing or partition. The varistor connections are developed differently. A first varistor connection is predominantly provided with additional insulation, as a result of which a foot point or an extension of the arc into this area can be largely prevented. This avoids that the housing of the varistor is destroyed in this area of the Varistoranschlusses. For this reason, the related Varistoranschlussblech can be reinforced or deposited with a separate, additional, contacted or not contacted, preferably erosion-resistant material. As a result, it is avoided, as stated, that the arc can spread uncontrollably into this connection region.
Der weitere, im Regelfall gegenüberliegende Anschluss hingegen wird minimal oder überhaupt nicht isoliert und führt unmittelbar zur Abtrennvorrichtung . Die Umhausung besitzt unmittelbar um diesen weiteren Anschluss eine Aussparung oder einen Kanal, der kaminartig ausgeführt ist. Dies bewirkt, dass der Lichtbogen in diesem Bereich ungehindert einen Fußpunkt finden kann. Das entstehende heiße Gas wird zu dem nicht isolierten Anschluss und damit zur Abtrennvorrichtung geleitet. Die Anordnung ist dabei so gestaltet, dass die Stromkräfte den Lichtbogen in Richtung dieses Anschlusses treiben.The other, usually opposite port, however, is minimal or not isolated at all and leads directly to the separation device. The enclosure has immediately around this further connection a recess or a channel that is designed like a fireplace. This causes the arc to find a footing in this area unhindered. The resulting hot gas does not become that isolated connection and thus directed to the separation device. The arrangement is designed so that the current forces drive the arc in the direction of this connection.
Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird von einem, elektrisch dem Überspannungsabieiter parallel liegenden, zweiten Schaltelement ausgegangen, welches druckbetätigt aktiviert wird .In a second embodiment of the invention, it is assumed that a second switching element which lies parallel to the surge arrester and which is actuated in a pressure-actuated manner.
Dieses zweite Schaltelement kann aus zwei mindestens einseitig leitfähigen Platten bestehen, wobei die leitfähigen Plattenseiten sich gegenüberliegen. Die leitfähigen Platten sind dabei so angeordnet, dass sie unter Einhaltung eines Trennabstands fixiert sind, wobei durch Druckeinwirkung auf mindestens eine der Platten unter Überwindung des Trennabstands die gewünschte Schaltfunktion, insbesondere ein Kurzschluss auslösbar ist.This second switching element may consist of two at least one side conductive plates, wherein the conductive plate sides are opposite. The conductive plates are arranged so that they are fixed while maintaining a separation distance, wherein the desired switching function, in particular a short circuit can be triggered by pressure on at least one of the plates while overcoming the separation distance.
Bei dieser Ausführungsform kommt insbesondere als Überspannungsabieiter ein scheibenförmiger, gekapselter Varistor zum Einsatz, wobei die Plattenanordnung dem Varistor benachbart angeordnet wird derart, dass eine durch die Kapselung gezielt orientierte, überlastbedingte Ausdehnung auf die Plattenanordnung einwirkt, um den Schaltvorgang zu bewirken.In this embodiment, a disc-shaped, encapsulated varistor is used, in particular, as the surge arrester, the plate arrangement being arranged adjacent to the varistor in such a way that an overload-related expansion targeted by the encapsulation acts on the plate arrangement in order to effect the switching operation.
Bei dieser Ausführungsform wird das Ziel verfolgt, neben der üblichen thermischen Abtrennvorrichtung eine zusätzliche Schutzvorrichtung vorzusehen, welche bei hohen Überlasten, bei welchen die thermische Abtrennvorrichtung den Varistor nicht vor einer Zerstörung schützen kann, für definierte und unkritische Verhältnisse sorgt. Hierdurch ist im Umfeld des Ableiters keine Gefährdung gegeben. Es wird also der Druck, welcher bei der Zerstörung des Varistors bzw. durch den entstehenden Lichtbogen erzeugt wird, genutzt, um einen Schalter, insbesondere einen integrierten Kurzschließer, der sich parallel zum Varistor befindet, zu betätigen.In this embodiment, the aim is to provide an additional protection device in addition to the conventional thermal separation device, which ensures at high overloads, in which the thermal separation device can not protect the varistor from destruction, for defined and uncritical conditions. As a result, there is no danger in the environment of the arrester. It is thus the pressure which is generated during the destruction of the varistor or by the resulting arc used to actuate a switch, in particular an integrated short-circuiter, which is located parallel to the varistor.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.The invention will be explained below with reference to an embodiment and with the aid of figures.
Hierbei zeigen : Fig . 1 ein Ausführungsbeispiel, bei welchem ein Überspannungsabieiter in Form eines Varistors mit einer zusätzlichen Umhausung versehen ist und wobei die Fixiereinrichtung sich in einem Bereich befindet, in dem sich im Fall eines entstehenden Lichtbogens Temperatur- und/oder Gaswirkungen des Lichtbogens sammeln oder bündeln,Hereby show: Fig. 1 shows an exemplary embodiment in which a surge arrester in the form of a varistor is provided with an additional housing and wherein the fixing device is located in an area in which, in the event of an emerging arc, temperature and / or gas effects of the arc are collected or concentrated,
Fig. 2 eine Ausführungsform eines mit einer zusätzlichen Umhausung versehenen Varistors mit kaminartigem Kanal, wobei sich die Abtrennvorrichtung im Bereich der Ausströmung des kaminartigen Kanals befindet,2 shows an embodiment of a chambered varistor with a chimney-type channel, wherein the separating device is located in the region of the outflow of the chimney-like channel,
Fig. 3 ein Prinzipschaltbild der zweiten Ausführungsform der Erfindung mit einer druckbetätigten Schalteinrichtung;Fig. 3 is a schematic diagram of the second embodiment of the invention with a pressure-operated switching device;
Fig. 4 eine Explosivdarstellung einer praktischen Realisieru ng der druckbetätigten Schalteinrichtung;Fig. 4 is an exploded view of a practical Realisieru ng the pressure-operated switching device;
Fig. 5 ein Steckmodul, welches als Überspannungsabieiter einen gekapselten Varistor enthält, sowie (linksseitig abgebildet) eine Plattenanordnung als zweites, druckbetätigtes Schaltelement undFig. 5 is a plug-in module which contains an encapsulated varistor as Überspannungsabieiter, and (left side shown) a plate assembly as a second, pressure-actuated switching element and
Fig. 6 die in das Steckmodul eingesetzte Plattenanordnung in einer Darstellung mit noch nicht aufgeschobener Schutzkappe.Fig. 6, the inserted in the plug-in module plate assembly in a representation with not yet deferred cap.
Bei der Ausführungsform der schadensbegrenzenden Schalteinrichtung für Überspannungsabieiter wie Varistoren gemäß Fig. 1 ist das Schaltelement als Kurzschließer ausgebildet.In the embodiment of the damage-limiting switching device for surge arrester such as varistors of FIG. 1, the switching element is designed as a short-circuiting.
Der Kurzschließer umfasst ein bewegliches Kontaktstück 1 sowie zwei separate gegenpolige Kontaktstücke 2. Die Kurzschluss-Auslösebewegung ist mit den Pfeildarstellungen hinsichtlich des beweglichen Kontaktstücks 1 symbolisiert.The short-circuiting device comprises a movable contact piece 1 and two separate opposing contact pieces 2. The short-circuit release movement is symbolized by the arrow representations with regard to the movable contact piece 1.
Das bewegliche Kontaktstück 1 ist als Deckel ausbildbar, wobei ein Federbalg 3 vorgesehen sein kann, der den Raum unterhalb des als Deckel ausgeführten beweglichen Kontaktstücks 1 nahezu dicht abschließt. Der Deckel ist dann quasi mit seitlichen Überhängen über einen Kamin 4 gestülpt und es wird ein Kolben geschaffen, der auf die Druckwirku ng des Lichtbogens 5 reagiert.The movable contact piece 1 can be formed as a lid, wherein a bellows 3 can be provided, which closes the space below the lid designed as a movable contact piece 1 almost tight. The lid is then, as it were, slipped over a chimney 4 with lateral overhangs and a piston is created which reacts to the pressure effect of the arc 5.
Durch den Druck wird die mechanische Festigkeit des Drahtes oder Fadens 6 bzw. der Verbindungsstelle auch ohne erhöhte Temperatur überschritten und es wird der Kurzschließer rein mechanisch ausgelöst. Dies ist insbesondere bei einer sehr schnellen potentiellen Zerstörung des Varistors von Vorteil, da ein Umweg über eine unmittelbare Erwärmung nicht mehr benötigt wird.Due to the pressure, the mechanical strength of the wire or thread 6 or the connection point is exceeded even without an elevated temperature and the short-circuiter is triggered purely mechanically. This is particularly advantageous for a very rapid potential destruction of the varistor, since a detour via an immediate heating is no longer needed.
Der Draht 6 muss nicht als Elektrode ausgebildet sein. Es ist allerdings von Vorteil, dass der Draht 6 bei Bedarf mit einem Potential behaftet ist, um so für den Lichtbogen einen lukrativen Weg darzustellen, so dass der Draht durch die Lichtbogeneinwirkung abgebrannt werden kann und somit den eigentlichen Kurzschließer frei gibt. Dabei ist der Draht nicht zwingend als Stromzuführung zu dem Varistor anzusehen und befindet sich auch nicht im Hauptstrompfad .The wire 6 does not have to be formed as an electrode. However, it is of advantage that the wire 6 is subject to a potential if necessary, so as to represent a lucrative way for the arc, so that the wire can be burned by the action of arcing and thus releases the actual short-circuiter. The wire is not necessarily to be regarded as a power supply to the varistor and is also not in the main current path.
Es ist gezeigt, dass die funktionstragenden Teile der thermischen Auslösefunktion von den stromführenden Anschlussteilen sowohl körperlich als auch funktional getrennt sind und somit jeweils in ihrer eigentlichen Funktion optimiert werden können.It has been shown that the functional parts of the thermal tripping function are separated physically and functionally from the current-carrying connection parts and can therefore be optimized in each case in their actual function.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig . 1 steht ein erster Varistoran- schluss 7 mit einer abbrandfesten Kontaktplatte 8 in Verbindung . Ein zweiter Varistoranschluss 9 führt auf das gegenpolige Kontaktstück 2. Mit dem Bezugszeichen 10 ist die Anordnung des temperatursensiblen Materials zum Befestigen des Drahtes 6 symbolisiert.According to the embodiment of FIG. 1, a first varistor connection 7 is connected to a wear-resistant contact plate 8. A second varistor terminal 9 leads to the opposite pole contact piece 2. The reference numeral 10 symbolizes the arrangement of the temperature-sensitive material for fastening the wire 6.
Um den Varistor 11 ist eine druckfeste und abbrandfeste Umhausung 12 ausgebildet, die zum erwähnten Kamin 4 führt.To the varistor 11 is a flameproof and Abbrandfeste housing 12 is formed, which leads to the aforementioned fireplace 4.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird die im Kamin 4 gesammelte Abwärme nicht zum Betätigen eines Kurzschließers, sondern zum Auslösen einer Abtrennvorrichtung 13 genutzt. Auch bei dieser Ausführungsform ist eine Umhausung 12 vorhanden, die den Varistor 11 abbrandfest und druckdicht umgibt.In the embodiment according to FIG. 2, the waste heat collected in the chimney 4 is not used for actuating a short-circuiting device but for triggering a disconnecting device 13. Also in this embodiment, a housing 12 is provided which surrounds the varistor 11 erosion and pressure-tight.
Der erste Varistoranschluss 7 steht auch dort mit einer abbrandfesten Kontaktplatte 8 in Verbindung . Der zweite Varistoranschluss 9 wird nicht oder nur gering isoliert und führt unmittelbar zur Abtrennvorrichtung 13. Die Umhausung 12 des Varistors 11 führt zur Aussparung oder zum Kamin 4, so dass der Lichtbogen 5 in diesem Bereich ungehindert einen Fußpunkt finden kann. Des weiteren wird das gesamte heiße Gas 14, welches innerhalb der Umhausung 12 entsteht, zu dem zweiten Varistoranschluss 9 und somit zur Abtrennvorrichtung 13 geleitet. Dabei ist die Anordnung so ausgeführt, dass die Stromkräfte den Lichtbogen 5 in Richtung des Anschl usses 9 treiben.The first varistor terminal 7 is also there with a erosion-resistant contact plate 8 in connection. The second varistor terminal 9 is not or only slightly insulated and leads directly to the separation device 13. The housing 12 of the varistor 11 leads to the recess or the chimney 4, so that the arc 5 can find a foot in this area unhindered. Furthermore, the entire hot gas 14, which arises within the enclosure 12, is conducted to the second varistor connection 9 and thus to the separation device 13. In this case, the arrangement is designed so that the current forces the arc 5 in the direction of the connec 9 drive.
Der erste Varistoranschluss 7 ist mit einer zusätzlichen Isolation versehen, so dass ein Fußpunkt oder eine Verlängerung des Lichtbogens in diesen Bereich hinein weitestgehend unterbunden werden kann. Dadurch ist verhindert, dass die Umhausung 12 des Varistors 11 in diesem Bereich zerstört wird . Aus diesem Grund kann auch das Varistoranschlussblech durch die erwähnte abbrandfeste Kontaktplatte verstärkt werden. Ebenso besteht die Möglichkeit, hier ein Hinterlegen mit einem abbrandfesten Material vorzunehmen. Auch hierdurch ist sichergestellt, dass sich der Lichtbogen 5 nicht unkontrolliert in diesen Bereich ausbreiten kann.The first varistor terminal 7 is provided with additional insulation, so that a foot point or an extension of the arc into this area can be largely prevented. This prevents that the housing 12 of the varistor 11 is destroyed in this area. For this reason, the Varistoranschlussblech can be reinforced by the abbrandfeste contact plate mentioned. It is also possible to make a deposit here with a erosion-resistant material. This also ensures that the arc 5 can not spread uncontrollably in this area.
Um schnellstmöglich einen gezielten Lichtbogenabbrand im Varistoranschlussbereich 9 zu ermög lichen, können geeignete Maßnahmen zur Gestaltung des Varistors und der entsprechenden Anschlüsse ergriffen werden.In order to enable a targeted arc erosion in the varistor connection region 9 as quickly as possible, suitable measures can be taken to design the varistor and the corresponding connections.
Dabei kann der Varistor mit einer definierten Schwachstelle oder Substratstörung versehen werden, welche zu einer bevorzugten Stelle des Durchschlags oder Überschlags fü hrt. Das Varistoranschlussblech kann aber auch bevorzugte Ansatzstellen für den Lichtbogen bieten, welche durch die Stromkräfte, die Isolation oder die elektrische Feldstärke bedingt, genutzt werden. Durch die Gestaltung des Anschlussabschnitts kann zudem die Wärmeverteilung u nd/oder die Stromverteilung des Varistors so ausgebildet werden, dass sich ein bevorzugter Weg für den Durchschlag des Varistors herausbildet.In this case, the varistor can be provided with a defined weak point or substrate defect, which leads to a preferred point of breakdown or flashover. The Varistoranschlussblech but can also provide preferred attachment points for the arc, which are due to the current forces, the insulation or the electric field strength used. Moreover, the design of the connection section makes it possible to form the heat distribution and / or the current distribution of the varistor be that a preferred way for the breakdown of the varistor is formed.
Die Energie, die im Schadensfall im Bereich um den Varistor 11 entsteht, unterstützt somit gezielt die Funktion der Abtrennvorrichtung 13. Die Wärme steht somit der Engstelle 15 der Abtrennvorrichtung, aber auch der nicht gezeigten Lotstelle der Abtrennvorrichtung 13 zur Verfügung, wodurch deren Schmelzen beschleunigt wird .The energy that arises in the event of damage in the area around the varistor 11 thus specifically supports the function of the separation device 13. The heat is thus the bottleneck 15 of the separation device, but also not shown Lotstelle the separation device 13 available, whereby their melting is accelerated ,
Sowohl der beweg liche Teil der Abtrennvorrichtung als auch der feste Varistoranschluss 9 können aus Bimetall oder Materialien mit ähnlichen Effekten gefertigt werden, wodurch bei Erwärmung eine zusätzliche Kraft zur Abtrennung zur Verfügung steht.Both the movable part of the separating device and the fixed Varistoranschluss 9 can be made of bimetal or materials with similar effects, whereby when heated an additional force for separation is available.
Gemäß der Darstellung nach Fig . 2 wurde die Engstelle 15 des Abtrennstreifens unmittelbar in den Varistoranschluss 9 integiert und in den Kamin 4 der Umhausung verlagert. Hierdurch kann neben der Wärme auch der unmittelbare Lichtbogenabbrand zur Auftrennung der Engstelle in sehr effektiver Weise genutzt werden. Diese Maßnahme kann auch dadurch unterstützt werden, dass der Engstellenbereich für die Wahl des Materials, der Geometrie bzw. einer Passivierung anderer Bereiche fü r den Lichtbogenfu ßpunkt attraktiv ausgeführt wird . Die Umhausung bewirkt zudem eine Begrenzung des Schadens innerhalb des Ableiters 11.According to the illustration of FIG. 2, the constriction 15 of the separation strip was integrated directly into the varistor connection 9 and moved into the chimney 4 of the housing. As a result, in addition to the heat, the direct arc erosion for the separation of the bottleneck can be used in a very effective manner. This measure can also be supported by making the bottleneck area attractive for the choice of material, the geometry or a passivation of other areas for the arc filling point. The housing also causes a limitation of the damage within the arrester 11th
Gemäß der Ausführungsvariante nach Fig . 2 ist darauf zu achten, dass die heißen Gase 14 bzw. die Abbrandprodukte, welche in Richtung der Abtrennvorrichtung 13 gelangen, nach dem Verlassen des Kamins 4 so geführt werden, dass sie nicht die Schaltfunktion der eigentlichen Abtrennvorrichtung negativ beeinflussen können. Eine Ionisierung des Schaltraums ist also wirksam zu vermeiden.According to the embodiment of FIG. Care must be taken to ensure that the hot gases 14 or the burned products, which reach the separating device 13, are guided after leaving the chimney 4 in such a way that they can not adversely affect the switching function of the actual separating device. An ionization of the switch room is therefore to be effectively avoided.
Zusammenfassend ist der Varistor so druck- und abbrandfest gekapselt, dass die entstehende Wärme im Fehlerfall unmittelbar auf die Abtrennvorrichtung, eine Kurzschlusseinrichtung und/oder einen Fernmeldekontakt einwirken kann. Die Kapselung weist eine kaminartige Aussparung auf, in welche Teile der Abtrennvorrichtung bzw. die Fixiereinrichtung hineinreichen. Der Varistor besitzt einen Anschluss, welcher abbrandfest ausgeführt ist, wobei sich auf der entgegengesetzten Seite bezogen auf diesen Anschluss die Abtrennvorrichtung bzw. die Fixiereinrichtung befindet. Weiterhin besitzt der Varistor einen Anschluss, welcher eine äußerst geringe Abbrandfestigkeit gegenüber dem Lichtbogen besitzt. Dieser Anschl uss ist an oder in der Nähe der Abtrennvorrichtung ausgeführt oder Teil derselben. Die abbrand- und druckfeste Ummantelung des Ableiters ist durch eine definierte Isolation und Bemessung der Anschlussteile des Ableiters in der Lage, den Lichtbogenfußpunkt zur Engstelle und/oder zur thermischen Trennstelle der Abtrennvorrichtung zu lenken. Die vorerwähnte Engstelle befindet sich entweder im beweglichen Leiterstück der Abtrennvorrichtung oder direkt in dem über eine Lotstelle mit der Abtrennvorrichtung verbundenen Anschlussteil des Ableiters.In summary, the varistor is encapsulated so pressure and erosion resistant that the resulting heat in case of failure can act directly on the separation device, a short-circuit device and / or a telecommunications contact. The encapsulation has a chimney-like recess into which parts of the separating device or the fixing device extend. The varistor has a connection which is designed erosion-resistant, wherein on the opposite side relative to this connection, the separating device or the fixing device is located. Furthermore, the varistor has a terminal, which has an extremely low erosion resistance to the arc. This connection is made at or near the separator or is part of it. By means of a defined insulation and dimensioning of the connecting parts of the arrester, the erosion-resistant and pressure-resistant casing of the arrester is capable of directing the arc root point to the bottleneck and / or to the thermal separation point of the separating device. The aforementioned constriction is located either in the movable conductor piece of the separation device or directly in the connected via a Lotstelle with the separating device connecting part of the arrester.
Bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist ergänzend ein zweites, dem Überspannungsabieiter parallel liegendes Schaltelement vorgesehen, welches druckbetätigt aktivierbar ist.In the second embodiment of the invention, a second, the Überspannungsabieiter parallel lying switching element is additionally provided, which is activated by pressure actuation.
In der Darstellung nach Fig. 3 ist eine Reihenschaltung eines Varistors 11 mit einer thermisch gekoppelten Abtrennvorrichtung gezeigt. Der Varistor 11 befindet sich in einer speziellen Kapselung 16. Diese Kapselu ng 16 kann sich in eine Vorzugsrichtung ausdehnen, und zwar unter Druckeinwirkung P. Die Anschlüsse des Varistors 11 fü hren auf ein zweites Schaltelement 17, und zwar derart, dass bei einer Betätigung des zweiten Schaltelements 17 der Varistor 11 überbrückt, d . h. kurzgeschlossen wird . Der mit dem zweiten Schaltelement 17 realisierte Kurzschließer wird über den Druck P betätigt.In the illustration of FIG. 3, a series connection of a varistor 11 is shown with a thermally coupled separation device. The varistor 11 is located in a special encapsulation 16. This encapsulation 16 can extend in a preferred direction under pressure P. The terminals of the varistor 11 lead to a second switching element 17, in such a way that upon actuation of the second switching element 17 of the varistor 11 bridges, d. H. shorted. The realized with the second switching element 17 short-circuiter is actuated via the pressure P.
Die Kapselung 16 des Varistors 11 ist, wie bereits angedeutet, so ausgeführt, dass bei einem Druckaufbau primär eine Betätigung des Schalters bzw. des zweiten Schaltelements 17 erfolgen kann.The encapsulation 16 of the varistor 11 is, as already indicated, designed so that at a pressure build-up primarily an actuation of the switch or the second switching element 17 can be carried out.
Nachstehend soll eine mögliche Realisierungsform einer Anordnung gemäß dem Prinzipschaltbildung nach Fig. 3 unter Rückgriff auf die Fig. 4 bis 6 erläutert werden. Ein üblicher scheibenförmiger Varistor 11 verfügt über zwei Anschlüsse I Ia und I Ib. Diese Anschlüsse I Ia und I Ib sind bevorzugt als Anschlussfahnen ausgeführt.Hereinafter, a possible implementation of an arrangement according to the principle circuit formation of Fig. 3 with reference to Figs. 4 to 6 will be explained. A conventional disc-shaped varistor 11 has two terminals I Ia and I Ib. These terminals I Ia and I Ib are preferably designed as terminal lugs.
Der Varistor 11 wird in einen Grundkörper 18 eines Steckteils in üblicher Weise eingebaut.The varistor 11 is installed in a base body 18 of a male part in a conventional manner.
Gemäß der Darstellung nach Fig . 4 ist auf der Rückseite des Varistors 11 die bereits geschilderte thermische Abtrennvorrichtung ausgebildet.According to the illustration of FIG. 4 is formed on the back of the varistor 11, the already described thermal separation device.
Der scheibenfömige Varistor 11 wird seitlich von einem Abdichtrahmen 19 umschlossen und von einer flexiblen oder biegsamen Abdichtplatte 20 vorderseitig verschlossen.The disc-shaped varistor 11 is laterally enclosed by a sealing frame 19 and closed by a flexible or flexible sealing plate 20 on the front side.
Das zweite Schaltelement 17 wird bei der Ausführungsform nach den Fig . 4 bis 6 durch einen druckgesteuerten Schalter gebildet.The second switching element 17 is in the embodiment of FIGS. 4 to 6 formed by a pressure-controlled switch.
Dieser druckgesteuerte Schalter umfasst eine erste leitfähige Platte 21 sowie eine zweite leitfähige Platte 22.This pressure-controlled switch comprises a first conductive plate 21 and a second conductive plate 22.
Diese beiden Platten 21 und 22 liegen einander gegenüber und weisen Kontaktierungsstellen 23 bezogen auf die Anschlüsse I Ia und I Ib auf.These two plates 21 and 22 are opposite each other and have contact points 23 with respect to the terminals I Ia and I Ib.
Zwischen den beiden Platten 21 und 22 ist ein Isolierrahmen 24 befindlich, der die gegenüberliegenden Plattenflächen auf Abstand hält, der dem gewü nschten Trennabstand entspricht.Between the two plates 21 and 22, an insulating frame 24 is located, which keeps the opposite plate surfaces at a distance corresponding to the gewü desired separation distance.
Im Überlastfall dehnt sich die Dichtplatte 20 aus, d . h. es findet hier eine Durchwölbung statt. Ergebnis dieser Durchwölbung oder Durchbiegung ist dann eine Verringerung des Abstands zwischen den leitfähigen Platten 21 und 22, bis diese letztendlich in Kontakt kommen, wod urch der gewünschte Schaltvorgang (Kurzschluss) ausgelöst wird .In case of overload, the sealing plate 20 expands, d. H. There is a bulge here. Result of this bulge or deflection is then a reduction in the distance between the conductive plates 21 and 22, until they finally come into contact, where by the desired switching operation (short circuit) is triggered.
Der Abstand zwischen den leitfähigen Platten 21 und 22 wird so groß gewählt, dass bei der maximal zulässigen Belastung (zulässige Betriebsspannung bzw. maximal zulässige Impulsstrombelastung des Varistors) keine selbsttätige Entladung zwischen den Platten einsetzt. Bevorzugt ist die Platte 21 als dünne, biegsame Platte ausgeführt. Durch den Kurzschl uss, der im Überlastfall mit Hilfe der beiden Platten 21 und 22 erzeugt wird, wird ein in der Kapselung entstandener Lichtbogen gelöscht und ein möglicher externer Schaden verhindert. Der entstehende Kurzschlussstrom wird entweder durch eine vorgeordnete Überstromschutzeinrichtung des Varistors bzw. des Netzes oder aber auch durch die erwähnte thermische Abtrennvorrichtung des Varistors unterbrochen.The distance between the conductive plates 21 and 22 is chosen so large that at the maximum allowable load (permissible operating voltage or maximum permissible pulse current load of the varistor) no automatic discharge between the plates. Preferably, the plate 21 is designed as a thin, flexible plate. Due to the short-circuit, which is generated in the event of overload with the aid of the two plates 21 and 22, an arc produced in the enclosure is extinguished and a possible external damage is prevented. The resulting short-circuit current is interrupted either by an upstream overcurrent protection device of the varistor or the network or else by the mentioned thermal separation device of the varistor.
Bei einer figürlich nicht näher gezeigten Ausführungsform können die Platten 21 und 22 auch als leitfähige Folie bzw. einseitig leitfähig beschichtete Folie ausgeführt werden. Auch ist es möglich, die biegsame Druckplatte 20 mit der leitfähigen Platte 21 als leitfähige Folie zu kombinieren. Bei einer ausreichenden Schutzisolation des Varistors 11 kann gegebenenfalls auch auf die als Isolationsteil wirkende biegsame Dichtplatte 20 verzichtet werden. Ebenso ist eine kompakte Ausbildung der Baugruppen 19, 20 und 21 im Sinne eines einstückigen Teils möglich, wenn für eine ausreichende Isolation gesorgt wird .In an embodiment not shown in detail, the plates 21 and 22 can also be embodied as a conductive foil or a foil coated on one side. It is also possible to combine the flexible pressure plate 20 with the conductive plate 21 as a conductive foil. With sufficient protective insulation of the varistor 11, the flexible sealing plate 20, which acts as an insulating part, may also be dispensed with. Likewise, a compact design of the modules 19, 20 and 21 in the sense of a one-piece part is possible if it is ensured sufficient insulation.
Fig. 5 illustriert, wie der Varistor mit Kapselung umfassend die Teile 19 und 20 im Grundkörper 18 montiert wurde. Die Teile 21, 22 und 24 bilden eine ebenfalls vorfertigbare Baugruppe, nämlich das zweite Schaltelement 17. Diese vorgefertigte Baugruppe wird dann in den Grundkörper 18 eingesetzt. Im Ergebnis entsteht die Baugruppe, wie in Fig . 6 gezeigt, die im Anschluss mit einer Schutzkappe 25 komplettiert wird, so dass ein fertiges Steckmodul entsteht.FIG. 5 illustrates how the varistor with encapsulation comprising the parts 19 and 20 was mounted in the base body 18. The parts 21, 22 and 24 form a likewise prefabricatable assembly, namely the second switching element 17. This prefabricated assembly is then inserted into the base body 18. The result is the assembly as shown in FIG. 6, which is subsequently completed with a protective cap 25, so that a finished plug-in module is formed.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 bewegliches Kontaktstück1 movable contact piece
2 separate, gegenpolige Kontaktstücke2 separate, opposite polarity contacts
3 Feder3 spring
4 Kamin4 fireplace
5 Lichtbogen5 arc
6 Draht / Fixiereinrichtung 7 erster Varistoranschluss6 wire / fixing device 7 first varistor connection
8 abbrandfeste Kontaktplatte8 erosion resistant contact plate
9 zweiter Varistoranschluss9 second varistor connection
10 temperatursensibles Material10 temperature-sensitive material
11 Varistor11 varistor
IIa, 1 Ib VaristoranschlussIIa, 1 Ib varistor connection
12 Umhausung12 housing
13 Abtrennvorrichtung13 separating device
14 heißes Gas14 hot gas
15 Engstelle15 bottleneck
16 Kapselung16 encapsulation
17 zweites Schaltelement17 second switching element
18 Grundkörper18 basic body
19 Abdichtrahmen19 sealing frame
20 Abdichtplatte20 sealing plate
21, 22 leitfähige Platte21, 22 conductive plate
23 Kontaktierungsstelle23 contact point
24 Isolierahmen24 insulating frame
25 Schutzkappe 25 protective cap

Claims

Patentansprüche claims
1. Schadensbegrenzende Schalteinrichtu ng für Überspannungsabieiter wie Varistoren, Funkenstrecken oder dergleichen Mittel, umfassend ein bewegliches, leitfähiges oder leitfähige Abschnitte aufweisendes Schaltelement, welches unter mechanischer Vorspannung stehend durch eine Fixiereinrichtung gehalten ist, wobei die Fixiereinrichtung bei Erwärmung das Schaltelement freigibt, so dass dieses die Überspannungsableiter- Anschlusskontakte überbrückt, verbindet oder mindestens einen der Anschlusskontakte abtrennt, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiereinrichtung an einer Stelle mit stärkster zu erwartender Erwärmung im Überlastfall unmittelbar am oder auf dem Überspannungsabieiter angeordnet ist und über eine minimierte Wärmekapazität verfügt.1. Damage-limiting switching device for surge arresters such as varistors, spark gaps or the like comprising a movable, conductive or conductive sections having switching element which is held under mechanical prestressing by a fixing device, the fixing device when heated releases the switching element, so that this Surge arrester connection contacts bridges, connects or disconnects at least one of the connection contacts, characterized in that the fixing device is arranged at a point with the strongest expected heating in case of overload directly on or on the surge arrester and has a minimized heat capacity.
2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiereinrichtung ein mit einem Lot, einem wärmelöslichen Kleber oder Wachs gehaltenes Blockierelement ist.2. Switching device according to claim 1, characterized in that the fixing device is held with a solder, a heat-soluble adhesive or wax blocking element.
3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiereinrichtung ein mit einem Lot, einem wärmelöslichen Kleber oder Wachs gehaltener Draht oder Faden ist.3. Switching device according to claim 1, characterized in that the fixing device is held with a solder, a heat-soluble adhesive or wax wire or thread.
4. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiereinrichtung ein bei Temperaturbelastung längenveränderlicher, schmelzender oder sich auflösender Draht oder Faden ist.4. Switching device according to claim 1, characterized in that the fixing device is a length-variable at temperature load, melting or dissolving wire or thread.
5. Schalteinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Fixiereinrichtung im Bereich einer zusätzlichen abbrandfesten und druckstabilen Umhausung des Überspannungsabieiters befindet, wobei die Umhausung im Falle eines entstehenden Lichtbogens Temperatur- und/oder Gaswirkungen des Lichtbogens sammelt oder bündelt. 5. Switching device according to one of the preceding claims, characterized in that the fixing device is in the range of an additional erosion-resistant and pressure-stable housing of the surge arrester, wherein the enclosure collects or bundles temperature and / or gas effects of the arc in the event of a resulting arc.
6. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die draht- oder fadenförmige Fixiereinrichtung mit ihrem ersten Ende an der Oberfläche des Überspannungsabieiters gehalten ist und mit ihrem zweiten, gegenüberliegenden Ende mit einer Kontaktplatte in Verbindung steht.6. Switching device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the wire or thread-like fixing device is held with its first end to the surface of the surge arrester and is connected to its second, opposite end with a contact plate in connection.
7. Schalteinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement als Kurzschließer oder als Abtrennvorrichtung ausgebldet ist.7. Switching device according to one of the preceding claims, characterized in that the switching element is ausgebldet as a short-circuiter or as a disconnecting device.
8. Schalteinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennvorrichtu ng mittels eines Lotes fixiert an mindestens einem Überspannungsableiteranschluss ausgebildet ist.8. Switching device according to claim 7, characterized in that the Abtrvorvorricht ng by means of a solder fixed to at least one surge arrester connection is formed.
9. Schalteinrichtung nach Anspruch 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Lot die Fixiereinrichtung bildet.9. Switching device according to claim 5 and 8, characterized in that the solder forms the fixing device.
10. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzl iche Umhausung eine kaminartige Ausströmöffnung oder einen derartigen Kanal aufweist, wobei die Fixiereinrichtung in den Kanal hineinreicht oder in der Nähe der Ausströmöffnung angeordnet ist.10. Switching device according to one of claims 5 to 9, characterized in that the Zusatzl Ie enclosure has a chimney-like outflow opening or such a channel, wherein the fixing device extends into the channel or is arranged in the vicinity of the outflow opening.
11. Schalteinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Überspannungsableiteranschluss in der Ausströmöffnung oder dem Kanal befindlich ist.11. Switching device according to claim 10, characterized in that a surge arrester connection is located in the outflow opening or the channel.
12. Schalteinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der im Kanal befindliche oder hineinreichende Überspannungsableiteranschluss eine geringe Abbrandfestigkeit aufweist. 12. Switching device according to claim 11, characterized in that the in-channel or reaching into the surge arrester connection has a low erosion resistance.
13. Schalteinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der im Kanal befindliche oder hineinreichende Überspannungsableiteranschluss eine Engstelle besitzt.13. Switching device according to claim 12, characterized in that the in-channel or extending into the surge arrester has a bottleneck.
14. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Überspannungsableiteranschluss abbrandfest ausgeführt ist und sich überwiegend im Inneren der Umhausung befindet.14. Switching device according to one of claims 11 to 13, characterized in that the further surge arrester is designed erosion and is located predominantly in the interior of the housing.
15. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites, dem Überspannungsabieiter parallel liegendes Schaltelement (17) vorgesehen ist, welches druckbetätigt (P) aktiviert wird.15. Switching device according to claim 1, characterized in that a second, the Überspannungsabieiter parallel lying switching element (17) is provided, which is pressure-actuated (P) is activated.
16. Schalteinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Schaltelement (17) aus zwei mindestens einseitig leitfähigen Platten (21, 22) besteht, welche u nter Einhaltung eines Trennabstands sich gegenüberliegen, wobei durch Druckeinwirkung (P) auf mindestens eine der Platten (21) unter Überwindung des Trennabstands die Schaltfunktion auslösbar ist.16. Switching device according to claim 15, characterized in that the second switching element (17) consists of two at least one side conductive plates (21, 22), which U nter observance of a separation distance are opposite, whereby by pressure (P) on at least one of the plates (21) overcoming the separation distance, the switching function is triggered.
17. Schalteinrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Überspannungsabieiter ein scheibenförmiger, gekapselter Varistor (11) ist, wobei die Plattenanordung (21, 22) dem Varistor (11) benachbart angeordnet wird derart, dass eine durch die Kapselung gezielt orientierte, überlastbedingte Ausdehnug auf die Plattenanordnung einwirkt, um den Schaltvorgang auszulösen, insbesondere den Varistor (11) kurzzuschließen.17. Switching device according to claim 15 or 16, characterized in that the Überspannungsabieiter is a disc-shaped, encapsulated varistor (11), wherein the Plattenanordung (21, 22) adjacent to the varistor (11) is arranged such that a targeted by the encapsulation oriented , overload-induced Ausdehnug acting on the plate assembly to trigger the switching operation, in particular the varistor (11) short circuit.
18. Verfahren zum Betreiben einer Schalteinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Überspannungsabieiter mit einer separaten abbrandfesten Kapselung versehen ist, um im Schadensfall entstehende Abwärme des resultierenden Lichtbogens zu sammeln, wobei die gesammelte Wärmeenergie konzentriert einer Schalteinrichtu ng in Form einer Abtrennvorrichtung oder eines Kurzschließers zur Betätigung desselben zugeführt wird. 18. A method for operating a switching device according to one of the preceding claims, characterized in that the Überspannungsabieiter is provided with a separate erosion-resistant encapsulation to collect in the event of damage resulting waste heat of the resulting arc, wherein the heat energy collected concentrated a Schalteinrichtu ng in the form of a separating device or a short-circuiting for the operation of the same is supplied.
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