WO2012130477A2 - Überspannungsschutzeinrichtung - Google Patents

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WO2012130477A2
WO2012130477A2 PCT/EP2012/001455 EP2012001455W WO2012130477A2 WO 2012130477 A2 WO2012130477 A2 WO 2012130477A2 EP 2012001455 W EP2012001455 W EP 2012001455W WO 2012130477 A2 WO2012130477 A2 WO 2012130477A2
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spd
short
circuit
overvoltage
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Rainer Durth
Christian Depping
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Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg
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    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
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    • H01T1/14—Means structurally associated with spark gap for protecting it against overload or for disconnecting it in case of failure
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    • H01T4/10—Overvoltage arresters using spark gaps having a single gap or a plurality of gaps in parallel
    • H01T4/12—Overvoltage arresters using spark gaps having a single gap or a plurality of gaps in parallel hermetically sealed
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    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
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    • H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
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    • H01H85/30—Means for indicating condition of fuse structurally associated with the fuse
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    • H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02—Details
    • H01H85/46—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the protective device

Definitions

  • the invention relates to an overvoltage protection device
  • SPD Surge Protective Device
  • SPD overvoltage devices
  • overvoltage protection devices are preceded by back-up fuses, e.g. Low-voltage high-performance fuses of type NH01 to NH03.
  • the upstream fuses are either installed in the branch branch to the Abieiter, so secure only the Abieiter itself or it is the upstream
  • Overvoltage protection device is operated.
  • Overvoltage protection devices often contain several parallel current paths.
  • Main leakage current path and one or more secondary or auxiliary current paths are Main leakage current path and one or more secondary or auxiliary current paths.
  • the main leakage paths are designed to conduct the overvoltages and surge current pulses and are therefore stable, ie designed with large cross sections.
  • the secondary current paths used, for example, to signal or supply facilities for improving the
  • Triggers of spark gaps and the like) and / or used for signaling and / or measurement are usually carried out with much smaller conductor cross-sections.
  • the supplied devices are usually not short-circuit-proof.
  • fuses of small size are selected (for example, miniature fuses).
  • Overvoltage protection device upstream fuses.
  • the invention is based on the object, a
  • Fig. 2 is a further schematic overview of
  • FIG. 3 is a further schematic overview of
  • FIG. 4 shows a detailed view of an embodiment according to the invention
  • Fig. 6 is a further detail view of an embodiment according to the invention.
  • Fig. 7 is yet another detail view of a
  • FIGS 1, 2 and 3 show schematic
  • Overvoltage protection device SPD find e.g. Application in high-short-circuit proof miniature fuse arrangement, in particular for the protection of ignition circuits at spark gaps.
  • the overvoltage protection device SPD is arranged between the supply lines of a system or an electrical device.
  • an input side and an output side are defined, wherein the input side on the side facing the supply network and the
  • Output side is arranged on the plant or the electrical device side facing.
  • An upstream fuse F2 can then be installed in the branch branch to the overvoltage protection device SPD.
  • This upstream fuse F2 secures the
  • Overvoltage protection device SPD itself off.
  • an upstream fuse F1 can also be provided which is arranged between the input side and the branch branch for the overvoltage protection device SPD and thus also between the output side. In this respect, is protected by the upstream fuse Fl of the entire system on which the overvoltage protection device is operated.
  • the upstream fuses Fl and / or F2 may also be part of the overvoltage protection device SPD and be arranged there fixed or interchangeable.
  • the overvoltage protection devices SPD has a
  • main current path CP1 Between the input IN and the output OUT one main current path or several main current paths CP1 can be arranged. In the following, only one main current path CP1 will be illustrated, but not limited thereto.
  • a secondary current path or several secondary current paths CP2 can be arranged between the input IN and the output OUT. The following is just a
  • auxiliary system H In auxiliary flow path CP2, an auxiliary system H is arranged.
  • This auxiliary system is intended, for example, to provide signaling and / or remote action and / or measurement and / or is used to supply e.g. to
  • Triggers of spark gaps and the like suitably equipped.
  • a spark gap can be arranged in the main flow path CP1 and these are ignited by an auxiliary system in the secondary flow path or an ignition triggered.
  • the overvoltage protection device SPD has a fuse 3.7 in a short-circuit-proof fuse holder B.
  • the fuse usually has a comparatively low switching capacity.
  • the fuse holder B represents a small
  • the fuse holder B is in a sub-path CP2 next to a main current path CP1 one
  • Overvoltage protection device SPD arranged.
  • Dis fuse B has two isolated potentials.
  • the supply line 4a to at least one of the two potentials of the fuse holder B short-circuit proof designed in terms of short-circuit resistance of
  • the fuse 3.7 can essentially have a comparatively low switching capacity.
  • This fuse 3.7 is on the one hand, within the fuse holder B to the one short-circuit proof
  • the other pole of the fuse 3.7 is isolated lb led out of the fuse holder B and is connected to one or more of the auxiliary current paths 5 and thus with the
  • the auxiliary current path 5 is not Short-circuit proof in the sense of short-circuit resistance of upstream fuses Fl and / or F2.
  • the fuse 3.7 can only be dimensioned so that the following auxiliary current paths 5 are protected, so that the auxiliary current path 5 short-circuit proof or overload proof in the sense of the upstream fuse 3.7.
  • the fuse 3 may be a microfuse.
  • the short-circuit-proof fuse holder B is contacted with a short-circuit-proof discharge path 4b, which can carry a current past the auxiliary system current path 5.
  • This property can be used in case of overload of fuse 3,7.
  • short-circuit proof housing B to a low-impedance short circuit, such as an arc, between the lead 4a and (the inner wall) of the short-circuit-proof fuse holder B, so that a short-circuit current through the short-circuit proof discharge path 4b on the auxiliary system H is passed.
  • a low-impedance short circuit such as an arc
  • the extinguishing capacity of the fuse 3.7 within the fuse holder B can also be set differently by appropriate measures.
  • a sand filling may be provided, and / or a fusible conductor may be provided which is suitably shaped.
  • the housing can be suitably shaped or made of certain material
  • the extinguishing capability can be suitably influenced.
  • the fuse triggers 3.7.
  • the overcurrent is automatically cleared by the fuse 3.7 according to the set extinguishing capacity.
  • fuse 3,7 If the self-extinguishing capability of fuse 3,7 is insufficient or if no separate extinguishing capability is provided, fuse 3,7 will be irreversible due to the energy input
  • Fuse B brought about, so that the current is passed through the current path 4a on the current path 4b. This case is also called short-circuiting.
  • the then flowing current is usually high and leads to a safe triggering of the Overvoltage protection SPD upstream
  • the short circuit generated within the fuse holder B can be effected by various means.
  • This can e.g. through a combination of a
  • Short circuit switch 8 happen with a fuse element 7.
  • the fusible conductor 7 and the short circuit switch 8 are arranged such that in a first biased position (as shown in Figure 3), the contact with the
  • Subcurrent path 5 is provided.
  • the fusible conductor 7 melts, wherein the fusible conductor 7 then releases the mechanical, biased short-circuit switch 8, which is now moved by the previously existing bias to a second position and a short circuit to the fuse holder B and the discharge path 4b produces.
  • the short circuit can also be generated by an arc.
  • Such an arc may e.g. This results in 3.7 being activated if the fuse fails
  • Self-extinguishing capacity of the fuse 3.7 is omitted, so that it is at each triggering the fuse 3.7 to a
  • the fusible conductor 7 of the fuse can only be isolated in the bushings (la, lb), without further modification - as shown in Figure 2 - be arranged in the fuse holder B.
  • the fuse holder B may consist of various metallic or non-metallic electrically conductive materials and various mechanical
  • Embodiments have.
  • the two potentials isolated from each other can be e.g. as two half shells one
  • the half-shells Bl, B2 are conductive, e.g. metallic, executed and separated by an insulation la
  • the upper half-shell Bl is connected to the discharge path 4a
  • the lower half shell B2 has an insulation lb.
  • the lower half shell B2 is also with the
  • Fuse B conductive, eg metallic, executed With.
  • the housing of the fuse holder B is with the
  • two insulating inserts la, 1b arranged substantially opposite one another.
  • Insulation la is guided on the top, the other potential.
  • arc-resistant materials e.g. To form copper tungsten.
  • FIG. There is arranged in the interior of the fuse holder B at different locations arc-resistant material.
  • Fuse holder B to arrange arc-resistant material 9b.
  • arc-resistant material 9b it is possible to arrange on one of the insulators, shown on the insulation la, B arc-resistant material 9a.
  • the securing receptacle B can essentially be formed from an insulating material 1a.
  • an electrically conductive section 9b can be widely arranged, which provides a contact with the inner region for the conductor 4b.
  • the housing which produces the mechanical strength can also be made of an insulating material which preferably simultaneously forms the insulated bushings.
  • the overvoltage device SPD is so
  • Fuse B are designed as a structural unit, wherein the assembly is interchangeable in the overvoltage device SPD.
  • the overvoltage device SPD has a signaling device 6 which signals the state of the fuse (3) electrically and / or visually and / or acoustically.
  • This signaling device 6 may alternatively or in addition to one in a Volunteerstrompfad CP2
  • the overvoltage device SPD is designed such that the short circuit strength of the overvoltage device for class I operation is fulfilled.

Landscapes

  • Fuses (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Überspannungsschutzeinrichtung (SPD) mit einem Eingang (IN) und einem Ausgang (OUT). Die Überspannungsschutzeinrichtung (SPD) weist zwischen dem Eingang (IN) und dem Ausgang (OUT) einen kurzschlussfesten Hauptstrompfad (CP1) und einen Nebenstrompfad (CP2) auf, wobei im Nebenstrompfad (CP2) ein Hilfssystem (H) zur Signalisierung und/oder Versorgung von Einrichtungen zur Verbesserung des Zündverhaltens angeordnet ist. Die Überspannungsschutzeinrichtung (SPD) weist weiterhin eine Sicherung (3, 7) in einer kurzschlussfesten Sicherungsaufnahme (B) auf, die im Nebenstrompfad (CP2) angeordnet ist. Die kurzschlussfeste Sicherungsaufnahme (B) ist auf einer Seite des Nebenstrompfades (CP2, 4a) kurzschlussfest bezogen auf den Hauptstrompfad (CP1) mit dem Hauptstrompfad (CP1) kontaktiert und auf der anderen Seite des Nebenstrompfades (CP2, 5) im Wesentlichen kurzschlussfest bezogen auf die Sicherung (3,7) kontaktiert Die kurzschlussfeste Sicherungsaufnahme (B) ist weiterhin mit einem kurzschlussfesten Ableitpfad (4b) kontaktiert, der am Hilfssystemstrompfad (5) vorbei einen Strom führen kann.

Description

Überspannungs Schutzeinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Überspannungsschutzeinrichtung
Überspannungsschutzeinrichtungen (Surge Protective Device - SPD) insbesondere für den Class I - Bereich werden
typischerweise an sehr leistungsstarken Versorgungsnetzen betrieben. Diese Überspannungsvorrichtungen (SPD) leiten im Überspannungsfall den Strom an den zu schützenden
Einrichtungen ab, d.h. ein Abieiter wird aktiviert.
Den Überspannungsschutzeinrichtungen vorgeschaltet sind Vorsicherungen, z.B. Niederspannungs- Hochleistungssicherungen der Bauart NH01 bis NH03.
Die vorgeschaltete Sicherungen sind entweder im Stichzweig zum Abieiter hin installiert, sichern also nur den Abieiter selbst oder es handelt sich um die vorgeschaltete
Sicherungen des Gesamtsystems an dem die
Überspannungsschutzeinrichtung betrieben wird.
Stand der Technik
Überspannungsschutzeinrichtungen beinhalten häufig mehrere parallele Strompfade.
Dabei handelt es sich zumeist um mindestens einen
Hauptableitstrompfad und einen oder mehrere Neben- oder Hilfsstrompfade .
Die Hauptableitstrompfade sollen die Überspannungen und Stoßstromimpulse leiten und sind daher stabil, d.h. mit großen Querschnitten ausgelegt. Die Nebenstrompfade, die z.B. zur Signalisierung oder zur Versorgung von Einrichtungen zur Verbesserung des
Zündverhaltens von SPDs (insbesondere Funkenstrecken,
Triggern von Funkenstrecken und dergleichen) und/oder zur Signalsierung und/oder Messung genutzt werden, sind in aller Regel mit wesentlich geringeren Leiterquerschnitten ausgeführt. Auch die versorgten Einrichtungen sind in aller Regel nicht kurzschlussfest.
Diese Querschnitte sind daher häufig nicht kurzschlussfest bzw. überlastfest im Sinne der vorgeschalteten Sicherungen.
Daher sind diese Strompfade über gesonderte Sicherungen abzusichern .
Wegen des in der Regel begrenzten Bauraumes innerhalb von Überspannungsschutzeinrichtungen werden Sicherungen kleiner Baugröße gewählt (z.B. Feinsicherungen).
Diese Sicherungen im Nebenstrompfad haben allerdings nicht das gleiche Löschvermögen wie die dem
Überspannungsschutzeinrichtung vorgeschalteten Sicherungen.
Daher sind Sicherungen im Nebenstrompfad von Zerstörung bedroht. Werden diese Sicherungen im Nebenpfad zerstört, so ist entweder die gesamte Überspannungsschutzeinrichtung oder zumindest die Sicherungen im Nebenpfad zu ersetzen. Dies ist zum einen aufwändig, zum anderen aber auch
material- und zeitintensiv.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine
Überspannungsschutzeinrichtung bereitzustellen, die im
Nebenstrompfad eine Absicherung mit ausreichendem Löschvermögen bietet und zudem eine kleine Baugröße der Absicherung im Nebenstrompfad aufweist.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den ünteransprüchen angegeben .
Nachfolgend wird- die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Übersicht von Ausführungsformen gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine weitere schematische Übersicht von
Ausführungsformen gemäß der Erfindung, Fig. 3 eine weitere schematische Übersicht von
Ausführungsformen gemäß der Erfindung, Fig. 4 eine Detailansicht einer Ausführungsform gemäß der Erfindung,
Fig. 5 eine weitere Detailansicht einer Ausführungsform gemäß der Erfindung,
Fig. 6 eine weitere Detailansicht einer Ausführungsform gemäß der Erfindung, und
Fig. 7 noch eine weitere Detailansicht einer
Ausführungsform gemäß der Erfindung.
Die Figuren 1, 2 und 3 zeigen schematische
Ausführungsformen gemäß der Erfindung. Diese werden
nachfolgend beschrieben werden, wobei gleiche, gleichartige oder gleichwirkende Bauteile in der Regel mit gleichen Bezugszeichen referenziert werden. Diese Ausführungsformen einer
Überspannungsschutzeinrichtung SPD finden z.B. Anwendung in hoch kurzschlussfeste Feinsicherungsanordnung, insbesondere zur Absicherung von Zündkreisen an Funkenstrecken.
Nachfolgend wird auf Basis dieser mögliche Anwendung die Erfindung näher erläutert. Es versteht sich jedoch, dass diese Beschreibung nicht limitierend aufzufassen ist.
Die Überspannungsschutzeinrichtung SPD ist zwischen den Versorgungsleitungen einer Anlage oder eines elektrischen Gerätes angeordnet. Insofern werden eine Eingangsseite und eine Ausgangsseite definiert, wobei die Eingangsseite auf der dem Versorgungsnetz zugewandten Seite und die
Ausgangsseite auf der der Anlage bzw. dem elektrischen Gerät zugewandten Seite angeordnet ist.
Eine vorgeschaltete Sicherung F2 kann dann im Stichzweig zur Überspannungsschutzeinrichtung SPD hin installiert sein .
Diese vorgeschaltete Sicherung F2 sichert die
Überspannungsschutzeinrichtung SPD selbst ab.
Alternativ oder zusätzlich zur vorgeschalteten Sicherung F2 kann auch eine vorgeschaltete Sicherung Fl vorgesehen sein, welche zwischen der Eingangsseite und dem Stichzweig zur Überspannungsschutzeinrichtung SPD und damit auch zwischen der Ausgangsseite angeordnet ist. Insofern wird durch die vorgeschaltete Sicherung Fl des Gesamtsystems, an dem die Überspannungsschutzeinrichtung betrieben wird, geschützt. Die vorgeschalteten Sicherungen Fl und / oder F2 können auch Bestandteil der Überspannungsschutzeinrichtung SPD sein und dort fest oder auswechselbar angeordnet sein.
Die Überspannungsschutzeinrichtungen SPD weist einen
Eingang IN und einen Ausgang OUT auf.
Zwischen dem Eingang IN und dem Ausgang OUT können ein Hauptstrompfad oder mehrere Hauptstrompfade CPl angeordnet sein. Nachfolgend wird lediglich ein Hauptstrompfad CPl dargestellt werden ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein.
Weiterhin können zwischen dem Eingang IN und dem Ausgang OUT ein Nebenstrompfad oder mehrere Nebenstrompfade CP2 angeordnet sein. Nachfolgend wird lediglich ein
Nebenstrompfad CP2 dargestellt werden ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein.
Im Nebenstrompfad CP2 ist ein Hilfssystem H angeordnet.
Dieses Hilfssystem ist beispielsweise dazu vorgesehen eine Signalisierung und/oder Fernwirkung und/oder Messung bereitzustellen und/oder ist zur Versorgung z.B. zur
Verbesserung des Zündverhaltens einer Funkenstrecke,
Triggern von Funkenstrecken und dergleichen, geeignet ausgerüstet .
Beispielsweise kann eine Funkenstrecke im Hauptstrompfad CPl angeordnet sein und diese durch ein Hilfssystem im Nebenstrompfad gezündet oder eine Zündung getriggert werden . Weiterhin weist die Überspannungsschutzeinrichtung SPD eine Sicherung 3,7 in einer kurzschlussfesten Sicherungsaufnahme B auf.
Die Sicherung weist in der Regel ein vergleichsweise geringes Schaltvermögen auf.
Die Sicherungsaufnahme B stellt ein kleines,
kurzschlussfestes Bauvolumen zur Verfügung.
Die Sicherungsaufnahme B ist in einem Nebenpfad CP2 neben einem Hauptstrompfad CP1 einer
Überspannungsschutzeinrichtung SPD angeordnet.
Dis Sicherungsaufnahme B weist zwei voneinander isolierte Potentiale auf.
Dabei ist die Zuleitung 4a bis zumindest zu einen der beiden Potentiale der Sicherungsaufnahme B kurzschlussfest ausgeführt im Sinne der Kurzschlussfestigkeit der
vorgeschalteten Sicherungen Fl und/oder F2.
Die Sicherung 3,7 kann im Wesentlichen ein vergleichsweise geringes Schaltvermögen aufweisen.
Diese Sicherung 3,7 ist auf der einen Seite, innerhalb der Sicherungsaufnahme B an dem einen kurzschlussfesten
Potential des Bauvolumens kontaktiert.
Der andere Pol der Sicherung 3,7 ist isoliert lb aus der Sicherungsaufnahme B herausgeführt und ist mit einem oder mehreren der Hilfsstrompfade 5 und damit mit dem
Hilfssystem H kontaktiert. Der Hilfsstrompfad 5 ist nicht kurzschlussfest im Sinne der Kurzschlussfestigkeit einer vorgeschalteten Sicherungen Fl und/oder F2 ausgeführt.
Die Sicherung 3,7 kann dabei lediglich so dimensioniert sein, dass die nachfolgenden Hilfsstrompfade 5 abgesichert sind, so dass der Hilfsstrompfad 5 kurzschlussfest bzw. überlastfest im Sinne der vorgeschalteten Sicherung 3,7 sind.
Beispielsweise kann die Sicherung 3 eine Feinsicherung sein .
Weiterhin ist die kurzschlussfeste Sicherungsaufnahme B mit einem kurzschlussfesten Ableitpfad 4b kontaktiert, der am Hilfssystemstrompfad 5 vorbei einen Strom führen kann.
Diese Eigenschaft kann im Überlastfall der Sicherung 3,7 genutzt werden.
Wird im Überlastfall die Sicherung 3,7 ausgelöst bzw.
zerstört, führt z.B. eine daraus resultierende Ionisierung von (zumindest) Teilen der Sicherung 3,7 bzw. des
kurzschlussfesten Gehäuses B zu einem niederimpedanten Kurzschluss, beispielsweise einem Lichtbogen, zwischen der Zuleitung 4a und (der Innenwand) der kurzschlussfesten Sicherungsaufnahme B, so dass ein Kurzschlussstrom über den kurzschlussfesten Ableitpfad 4b am Hilfssystem H vorbei geführt wird.
Hierdurch wird erreicht, dass das Hilfssystem H und/oder die nicht kurzschlussfeste Verdrahtung 5 geschützt sind. Das Löschvermögen der Sicherung 3,7 innerhalb der der Sicherungsaufnahme B kann zudem durch geeignete Maßnahmen unterschiedlich eingestellt werden.
Beispielhaft kann eine Sandfüllung vorgesehen sein, und/oder es kann ein Schmelzleiter vorgesehen sein, der geeignet ausgeformt ist. Weiterhin kann das Gehäuse geeignet ausgeformt bzw. aus bestimmtem Material
hergestellt sein. Durch diese Ausgestaltungsvarianten die einzeln oder in Kombination zur Verfügung stehen kann das Löschvermögen geeignet beeinflusst werden.
Es ist jedoch auch möglich den Schmelzleiter 7 der
Sicherung 3 ohne weitere Maßnahmen in der
Sicherungsaufnahme B anzuordnen.
Bei Überlastung der Hilfsstrompfade löst die Sicherung 3,7 aus. Dabei wird der Überstrom durch die Sicherung 3,7 entsprechend dem eingestellten Löschvermögen selbsttätig gelöscht .
Reicht das Eigenlöschvermögen der Sicherung 3,7 nicht aus bzw. ist kein eigenes Löschvermögen vorgesehen, so wird die Sicherung 3,7 durch den Energieeintrag irreversible
zerstört .
In diesem Fall wird ein Kurzschluss in der
Sicherungsaufnahme B herbeigeführt, so dass der Strom über den Strompfad 4a auf den Strompfad 4b geleitet wird. Dieser Fall wird auch als Kurzschlussschaltfall bezeichnet.
Der dann fließende Strom ist in aller Regel hoch und führt zu einem sicheren Auslösen der der Überspannungsschutzeinrichtung SPD vorgeschalteten
Sicherungen Fl und/oder F2.
Der innerhalb des Sicherungsaufnahme B erzeugte Kurzschluss kann durch verschiedenartig bewirkt werden.
So ist es beispielsweise möglich wie in Figur 3 dargestellt eine mechanische Anordnung vorzusehen, welche beim Auslösen einen Kurzschluss zur Sicherungsaufnahme B herstellt.
Dies kann z.B. durch eine Kombination eines
Kurzschlussschalters 8 mit einem Schmelzleiter 7 geschehen.
Dabei sind der Schmelzleiter 7 und der Kurzschlussschalter 8 derart angeordnet, dass in einer ersten vorgespannten Position (wie in Figur 3 dargestellt) der Kontakt zum
Nebenstrompfad 5 zur Verfügung gestellt wird.
Steigt der Strom an und überschreitet eine gewisse Schwelle schmilzt der Schmelzleiter 7, wobei der Schmelzleiter 7 dann den mechanischen, vorgespannten Kurzschlussschalter 8 freigibt, der nun durch die zuvor vorhandene Vorspannung in eine zweite Position bewegt wird und einen Kurzschluss mit der Sicherungsaufnahme B und dem Ableitpfad 4b herstellt.
Weiterhin kann der Kurzschluss auch durch einen Lichtbogen erzeugt werden. Ein solcher Lichtbogen kann z.B. dadurch entstehen, dass bei Versagen der Sicherung 3,7 ein
Lichtbogen durch ionisierte Gase entsteht
Es kann auch vorgesehen sein, dass auf ein relevantes
Eigenlöschvermögen der Sicherung 3,7 verzichtet wird, so dass es bei jedem Auslösen der Sicherung 3,7 zu einem
Kurzschluss in der Sicherungsaufnahme B kommt. Hierzu kann der Schmelzleiter 7 der Sicherung nur isoliert an den Durchführungen (la,lb), ohne weitere Umbauung - wie in Figur 2 dargestellt - in der Sicherungsaufnahme B angeordnet sein.
Weiterhin kann die Sicherungsaufnahme B aus verschiedenen metallischen oder nicht metallischen elektrisch leitfähigen Materialien bestehen und verschiedene mechanische
Ausgestaltungen aufweisen.
Wie in Figur 4 dargestellt können die beiden voneinander isolierten Potentiale z.B. als zwei Halbschalen einer
Sicherungsaufnahme B realisiert sein.
Die Halbschalen Bl, B2 sind leitfähig, z.B. metallisch, ausgeführt und durch eine Isolierung la voneinander
getrennt .
Die obere Halbschale Bl ist mit dem Ableitpfad 4a
verbindbar.
Die untere Halbschale B2 weist eine Isolierung lb auf.
Durch diese Isolierung lb hindurch ist ein Schmelzleiter 7 oder eine Sicherung 3 mit einem Nebenstrompfad 5
verbindbar .
Weiterhin ist die untere Halbschale B2 auch mit dem
Ableitpfad 4b verbindbar.
Wie in Figur 5 dargestellt kann das Gehäuse der
Sicherungsaufnahme B selbst das eine Potential bilden.
Dargestellt ist der Fall, dass das Gehäuse der
Sicherungsaufnahme B leitfähig, z.B. metallisch, ausgeführt mit. Das Gehäuse der Sicherungsaufnahme B ist mit dem
Ableitpfad 4b verbindbar.
In dem Gehäuse sind zwei isolierende Einsätze la, 1b im Wesentlichen gegenüberliegend angeordnet.
Durch die Isolierung la auf der Oberseite hindurch ist ein Schmelzleiter 7 oder eine Sicherung 3 mit einem Ableitpfad 4a verbindbar.
Durch die Isolierung lb auf der Unterseite hindurch ist der Schmelzleiter 7 oder die Sicherung 3 mit einem Ableitpfad 4a verbindbar.
Dabei bildet der elektrische Kontakt, der durch die
Isolierung la auf der Oberseite geführte ist, das andere Potential .
Um ein besonders hohes Schaltvermögen durch Lichtbögen zu erzeugen kann es vorteilhaft sein die gesamte
Sicherungsaufnahme B oder abschnittsweise mit
lichtbogenresistenten Materialien z.B. Kupfer-Wolfram auszubilden.
Diese Möglichkeit ist in Figur 6 dargestellt. Dort ist im Inneren der Sicherungsaufnahme B an verschiedenen Stellen lichtbogenresistentes Material angeordnet.
So ist es beispielsweise möglich an der Umwandung der
Sicherungsaufnahme B lichtbogenresistentes Material 9b anzuordnen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich an einer der Isolierungen, dargestellt an der Isolierung la, B lichtbogenresistentes Material 9a anzuordnen. Weiterhin kann bei geeigneter Ausgestaltung wie in Figur 7 gezeigt, die Sicherungsaufnahme B im Wesentlichen aus einem isolierenden Material la gebildet sein.
In diesem ist eine Kontaktierung zum Innenbereich für den Abieiter 4a vorgesehen. Weiterhin ist in einem isolierenden Abschnitt lb eine Kontaktierung zum Innenbereich für den Hilfsstromleiter 5 vorgesehen. Zwischen den beiden
Kontaktierungen ist eine Sicherung 3,7 einbringbar.
Weithin kann als Bestandteil der Sicherungsaufnahme B oder der Sicherung 3,7 ein elektrisch leitender Abschnitt 9b angeordnet sein, der eine Kontaktierung zum Innenbereich für den Abieiter 4b zur Verfügung stellt.
Wenn besondere Bereiche für das Brennen des Lichtbogens vorgesehen werden, kann das Gehäuse das die mechanische Festigkeit erzeugt auch aus einem Isolierstoff sein der vorzugsweise gleichzeitig die isolierten Durchführungen bildet.
Bevorzugt ist die Überspannungseinrichtung SPD so
ausgeführt, dass die Sicherung 3,7 und die
Sicherungsaufnahme B als eine Baueinheit ausgeführt sind, wobei die Baueinheit in der Überspannungseinrichtung SPD auswechselbar angeordnet ist.
Weiterhin ist bevorzugt, dass die Überspannungseinrichtung SPD über eine Signalisierungseinrichtung 6 verfügt, welche den Zustand der Sicherung (3) elektrisch und/oder optisch und/oder akustisch signalisiert. Diese Signalisierungseinrichtung 6 kann alternativ oder zusätzlich zu einer in einem Nebenstrompfad CP2
angeordneten Signalisierungseinrichtung vorgesehen sein. Weiterhin ist bevorzugt, dass die Überspannungseinrichtung SPD so ausgelegt ist, dass die Kurzschlussfestigkeit der Überspanungseinrichtung für Klasse I Betrieb erfüllt ist.
Bezugszeichenliste
ÜberspannungsSchutzeinrichtung
Eingang
Ausgang
HauptStrompfad
Nebenstrompfad
Hilfssystem
Sicherungsaufnähme
Isolierung, isolierendes Material
Sicherung
Ableitpfad
Vorsicherung
HilfsSystemstrompfad
Signalisierungseinrichtung
Schmelzleiter
Kurzschlussschalter
lichtbogenresistentes Material

Claims

Patentansprüche
1. Überspannungsschutzeinrichtung (SPD) aufweisend
einen Eingang (IN) und einen Ausgang (OUT),
wobei die Überspannungsschutzeinrichtung (SPD) zwischen dem Eingang (IN) und dem Ausgang (OUT) einen
kurzschlussfesten Hauptstrompfad (CP1) und einen
Nebenstrompfad (CP2) aufweist,
wobei im Nebenstrompfad (CP2) ein Hilfssystem (H) zur Signalisierung und/oder Versorgung von Einrichtungen zur Verbesserung des Zündverhaltens angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass
die Überspannungsschutzeinrichtung (SPD) weiterhin eine Sicherung (3, 7) in einer kurzschlussfesten
Sicherungsaufnahme (B) aufweist,
wobei die kurzschlussfeste Sicherungsaufnahme (B) im Nebenstrompfad (CP2) angeordnet ist und die
kurzschlussfeste Sicherungsaufnahme (B) auf einer Seite des Nebenstrompfades (CP2,4a) kurzschlussfest bezogen auf den Hauptstrompfad (CP1) mit dem HauptStrompfad (CP1) kontaktiert ist, und die kurzschlussfeste
Sicherungsaufnahme (B) auf der anderen Seite des
Nebenstrompfades (CP2,5) im Wesentlichen
kurzschlussfest bezogen auf die Sicherung (3,7)
kontaktiert ist, und
• die kurzschlussfeste Sicherungsaufnahme (B) weiterhin mit einem kurzschlussfesten Ableitpfad (4b) kontaktiert ist, womit am Hilfssystemstrompfad (5) vorbei ein Strom geführt werden kann.
2. Überspannungsschutzeinrichtung (SPD) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Kurzschlussschaltfall der Sicherung (3, 7) der Strom über den Nebenstrompfad (CP2, 4a) auf den kurzschlussfesten Ableitpfad (4b) geleitet wird uns somit am Hilfssystem (H) vorbei geführt wird.
Überspannungsschutzeinrichtung (SPD) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherung (3, 7) einen Schmelzleiter (7) aufweist.
Überspannungseinrichtung (SPD) gemäß einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ableitpfad (4b) durch ein mechanisches Schalten (8) durch die Sicherung (3, 7) in der Sicherungsaufnahme (B) aktiviert wird.
Überspannungseinrichtung (SPD) gemäß einem der
vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass der Kurzschluss zum Ableitpfad (4b) durch einen Lichtbogen durch das Auslösen der Sicherung (3) in der Sicherungsaufnahme (B) aktiviert wird .
Überspannungseinrichtung (SPD) gemäß einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsaufnahme (B) abschnittsweise metallisch ausgeführt ist.
Überspannungseinrichtung (SPD) gemäß einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsaufnahme (B) zumindest abschnittsweise ein lichtbogenresistentes Material (9a, 9b) aufweist.
Überspannungseinrichtung (SPD) gemäß einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsaufnahme (B) zumindest abschnittsweise eine isolierende Material (la, lb) aufweist.
9. Überspannungseinrichtung (SPD) gemäß einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherung (3, 7) ein eigenes Löschvermögen besitzt.
10. Überspannungsschutzeinrichtung (SPD) gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherung (3, 7) eine Sandfüllung aufweist.
11. Überspannungseinrichtung (SPD) gemäß einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherung (3) und die Sicherungsaufnahme (B) als eine Baueinheit ausgeführt ist, welche in der
Überspannungseinrichtung (SPD) auswechselbar angeordnet ist .
12. Überspannungseinrichtung (SPD) gemäß einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überspannungseinrichtung (SPD) weiterhin über eine Signalisierungseinrichtung (6) verfügt, welche den Zustand der Sicherung (3) elektrisch und/oder optisch und/oder akustisch signalisiert.
13. Überspannungseinrichtung (SPD) gemäß einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurzschlussfestigkeit der Uberspanungseinrichtung für Klasse I Betrieb ausgelegt ist.
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