WO2017076692A1 - Overvoltage protection device for electrical terminal devices - Google Patents

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WO2017076692A1
WO2017076692A1 PCT/EP2016/075667 EP2016075667W WO2017076692A1 WO 2017076692 A1 WO2017076692 A1 WO 2017076692A1 EP 2016075667 W EP2016075667 W EP 2016075667W WO 2017076692 A1 WO2017076692 A1 WO 2017076692A1
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WO
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protection device
overvoltage protection
connection
mast
control signal
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/075667
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German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Gottschalk
Dietmar Duerr
Tobias Kerschensteiner
Edmund ZÄUNER
Stefan SCHÖN
Manuel Scharf
Original Assignee
Dehn + Söhne Gmbh + Co. Kg
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T1/00Details of spark gaps
    • H01T1/14Means structurally associated with spark gap for protecting it against overload or for disconnecting it in case of failure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T15/00Circuits specially adapted for spark gaps, e.g. ignition circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T4/00Overvoltage arresters using spark gaps
    • H01T4/10Overvoltage arresters using spark gaps having a single gap or a plurality of gaps in parallel

Definitions

  • the invention relates to an overvoltage protection device for electrical terminals, which have at least one control signal connection in addition to an at least single-phase network connection, wherein a change in the operating state of the respective terminal can be predetermined via the control signal connection.
  • surge arresters are used to protect street lighting LED luminaires from voltage spikes from the street lighting network, e.g. caused by ballasts, protect.
  • an electrical functional unit of the derivative of an overvoltage for example, to a neutral. Since the surge arrester must be disconnected during maintenance, the installation in a lamp head is not appropriate and in that respect the installation in a fuse box to prefer, as shown in DE 20 2011 051 074 Ul.
  • the local surge arrester has an insulating component, by means of which the actual functional unit for overvoltage protection is at least partially electrically insulated.
  • the surge arrester itself is fully dimensioned within populated street lighting fuse boxes.
  • the aforementioned insulating component is intended in one embodiment, the
  • the electrical functional unit is at least partially encapsulated in an insulating material.
  • a plastic in particular a synthetic resin.
  • the final form of the Surge arrester determined by the mold. It should be the
  • a marker in particular a flag marker, is used, which visually represents the user a temperature overshoot and thus a destruction of the surge arrester.
  • Grid connection also have a control signal connection. It has shown that a surge protection exclusively in the field of
  • Terminals which have at least one control signal connection in addition to an at least single-phase network connection, wherein via the
  • Control signal terminal is a change in the operating state of the respective terminal can be specified, is realized so that initially an array of surge arresters, in particular varistors, is provided, each of which a thermal separation device and an optical function display is assigned.
  • the thermal separator is so
  • At least one Gasabieiter is present, which between the
  • Grid connection and a protective conductor is connected. Furthermore, a first varistor with thermal disconnecting device between the grid connection and a neutral conductor and a second varistor with thermal disconnecting device between the control signal terminal and the neutral conductor is arranged.
  • the overvoltage protection device according to the invention is formed in the immediate vicinity of the electrical terminal, in particular in a terminal box of the same.
  • the overvoltage protection device which is preferably located within an electrically conductive object, in particular in a mast, is ausgestaltend so educated that in a supply of a TNS network with separate neutral conductor and contactor between the protective conductor and the conductive object, an electrical connection is made.
  • the overvoltage protection device is located within an electrically conductive object, in particular in a mast, wherein in a supply of a TNC network with a PEN conductor, which is also protective conductor and neutral conductor, the Gasabieiter between the grid connection and the conductive object is switched.
  • the gas distributor is between the grid connection and the conductive object
  • the respective optical function display comprises according to an embodiment of the invention a series circuit of a first resistor and a light emitting diode, wherein this series circuit is arranged parallel to the thermal separating device. Furthermore, the series circuit of a first resistor and a light emitting diode, wherein this series circuit is arranged parallel to the thermal separating device. Furthermore, the series circuit of a first resistor and a light emitting diode, wherein this series circuit is arranged parallel to the thermal separating device. Furthermore, the
  • the Oberthesesschutzeinrfchtung according to the invention is designed to be interchangeable. That is, in a destruction of the device as a result of an overvoltage event, this can be replaced if necessary, and replaced by a functional device.
  • the overvoltage protection device has connection cables for detachable connection with terminals known per se, these connection cables being arranged on a preferred side of a terminal
  • housing are led out, wherein the housing encloses all the relevant electrical components of the surge protection device insulating.
  • the overvoltage protection device can have integrated overcurrent protection in the network connection path.
  • optical function displays are designed so that they are suitable for separate signaling of overvoltage events of the grid connection or of the control signal connection.
  • Fig. 1 is a circuit diagram of the overvoltage protection device for terminals with single-phase low-voltage grid connection
  • FIG. 2 shows an embodiment of the overvoltage protection device with the required electronic components, which are located on a printed circuit board, together with connecting wires;
  • Fig. 3 is a view similar to that of FIG. 2, but with a
  • Fig. 4 shows a basic possibility of the arrangement of the overvoltage protection device in a known, standardized
  • FIG. 5 is a block diagram of the arrangement of the overvoltage protection device in or on a conductive object, in particular a mast, with indicated electrical connection to the consumer not shown together with low-voltage side connection in a TNS network with four connections including control line Lst and a ground connection between the PE Connection of the overvoltage protection device and the mast;
  • Fig. 6 is a view similar to that of FIG. 5, but for a TNC network with a PEN-Lelter, the same protective conductor PE and Neutral conductor N, again with a ground connection between the overvoltage protection device and a mast as an exemplary electrically conductive object and
  • Fig. 7 is a view similar to that of FIGS. 5 and 6, but in a shading in a TT network and a ground connection of the conductive object.
  • the overvoltage protection device assumes a single-phase low-voltage grid connection L.
  • the connection L * leads to the consumer, for example to a mobile radio station, a
  • Illuminant arrangement in a street lighting or the like is Illuminant arrangement in a street lighting or the like.
  • Another input Lsteu represents a control input for example to turn on and off a street lighting.
  • N indicates the neutral conductor and PE indicates the protective conductor input.
  • a surge arrester designed as a varistor V, which has a thermal disconnecting device ATV.
  • the thermal separator is opened at an upper load, this overload resulting in such a heating of the varistor V, e.g. a cohesive connection, i. a solder melts and a corresponding spring-loaded bow from a closed to an open, i. Abtrennposition passes (not shown).
  • This series circuit further comprises a resistor R2, which is connected to the neutralizer N.
  • the light emitting diode D is connected in anti-parallel with another diode DAP.
  • Grid connection LL * and fault conditions and high-voltage events can be signaled separately in the protection circuit of the control signal connection Lsteu or Lst.
  • all relevant electrical components of the high-voltage protection device according to the circuit diagram of FIG. 1 are arranged on a printed circuit board LP.
  • the printed circuit board LP comprises the varistors V with correspondingly integrated thermal cut-off device ATV, the light-emitting diodes D and the gas absorber G and the corresponding resistors Rl and R2.
  • the printed circuit board LP comprises the varistors V with correspondingly integrated thermal cut-off device ATV, the light-emitting diodes D and the gas absorber G and the corresponding resistors Rl and R2.
  • PCB led the corresponding connections in the form of connecting cables AK.
  • the corresponding prefabricated assembly according to FIG. 3 is surrounded by a compact housing KG, wherein the housing KG has openings or openings DB, so that the corresponding states of the
  • An exemplary arrangement of a compact overvoltage protection device KÜG within a junction box HAK shows the Flg. 4, wherein in the connection box HAK can still be accommodated to known screw fuses Si.
  • connection cable AK With the help of the connection cable AK, it is possible to insert the corresponding stripped ends of this connection cable AK in known spring terminals in a simple manner to produce the desired electrical connections
  • High-voltage protection SPD which were shown in the respective block diagram only symbolically and without the optical function display.
  • an application in a TN S network between the PE connection and the overvoltage protection device KÜG still has one
  • the PE terminal of the overvoltage protection device KÜG is in communication with the electrically conductive mast, as in the embodiment for a TNC network of FIG Case is.

Abstract

The invention relates to an overvoltage protection device for electrical terminal devices which, in addition to an at least single-phase low-voltage supply system connection, has at least one control signal connection, wherein a change in the operating state of the respective terminal device can be prespecified via the control signal connection. The overvoltage protection device comprises an arrangement of varistors which are each assigned a thermal disconnection apparatus and an optical function display, and also have at least one gas discharge tube which is connected between the supply system connection and a protective conductor. Furthermore, a first varistor is provided with a thermal disconnection apparatus between the supply system connection and a neutral conductor, and a second varistor is provided with a thermal disconnection apparatus between the control signal connection and the neutral conductor. Furthermore, the overvoltage protection device is arranged in the immediate vicinity of the electrical terminal device, in particular in a junction box.

Description

Überspannungsschutzeinrichtung für elektrische Endgeräte  Overvoltage protection device for electrical terminals
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft eine Überspannungsschutzeinrichtung für elektrische Endgeräte, welche neben einer mindestens einphasigen Netzanbindung über mindestens einen Steuersignalanschluss verfügen, wobei über den Steuer- signalanschluss eine Änderung des Betriebszustands des jeweiligen Endgeräts vorgebbar ist. The invention relates to an overvoltage protection device for electrical terminals, which have at least one control signal connection in addition to an at least single-phase network connection, wherein a change in the operating state of the respective terminal can be predetermined via the control signal connection.
Aus der DE 20 2011 051 074 Ul ist eine Überspannungsableiteranordnung für Endgeräte vorbekannt, wobei dort konkret auf LED-Leuchten in From DE 20 2011 051 074 Ul a surge arrester arrangement for terminals is already known, where there specifically on LED lights in
Straßenbeleuchtungen Bezug genommen wird. Demnach werden nach der DE 20 2011 051 074 Ul Überspannungsabieiter eingesetzt, um LED-Leuchten für die Straßenbeleuchtung vor Spannungsspitzen aus dem Straßenbeleuchtungsnetz, die z.B. durch Vorschaltgeräte entstehen, zu schützen. Bei derartigen bekannten Überspannungsafoieitern dient eine elektrische Funktionseinheit der Ableitung einer Überspannung, beispielsweise an einen Nullleiter. Da die Überspannungsabieiter bei Wartungsarbeiten abgeklemmt werden müssen, ist der Einbau in einen Leuchtenkopf nicht zweckmäßig und insofern der Einbau in einen Sicherungskasten zu bevorzugen, wie es die DE 20 2011 051 074 Ul zeigt. Der dortige Überspannungsabteiter weist eine Isolierkomponente auf, durch welche die eigentliche Funktionseinheit zum Überspannungsschutz zumindest abschnittsweise elektrisch isoliert ist. Der Überspannungsabieiter selbst ist vollständig innerhalb bestückter Straßenbeleuchtungs-Sicherungs- kästen anordenbar dimensioniert. Street lighting is referred. According to DE 20 2011 051 074 Ul, surge arresters are used to protect street lighting LED luminaires from voltage spikes from the street lighting network, e.g. caused by ballasts, protect. In such known Überspannungsafoieitern an electrical functional unit of the derivative of an overvoltage, for example, to a neutral. Since the surge arrester must be disconnected during maintenance, the installation in a lamp head is not appropriate and in that respect the installation in a fuse box to prefer, as shown in DE 20 2011 051 074 Ul. The local surge arrester has an insulating component, by means of which the actual functional unit for overvoltage protection is at least partially electrically insulated. The surge arrester itself is fully dimensioned within populated street lighting fuse boxes.
Die vorerwähnte Isolierkomponente soll bei einer Ausführungsform die The aforementioned insulating component is intended in one embodiment, the
Funktionseinheit des Überspannungsabieiters vollständig elektrisch isolieren und gleichzeitig mechanisch stabilisieren. Gemäß einer dortigen vorteilhaften Ausgestaltung ist die elektrische Funktionseinheit zumindest teilweise in ein isolierendes Material eingegossen. Diesbezüglich wird auf einen Kunststoff, insbesondere ein Kunstharz verwiesen. Auch wird die endgültige Form des Überspannungsabieiters durch die Gussform bestimmt. Dabei soll die Fully isolate the functional unit of the surge arrester and at the same time mechanically stabilize it. According to a local advantageous embodiment, the electrical functional unit is at least partially encapsulated in an insulating material. In this regard, reference is made to a plastic, in particular a synthetic resin. Also, the final form of the Surge arrester determined by the mold. It should be the
endgültige Form des Überspannungsabieiters an die Gegebenheiten in einem speziellen Typ von Sicherungskästen angepasst werden. Zur Zustandssigna- lisferung des Überspannungsabieiters kommt ein Marker, insbesondere ein Follenmarker zum Einsatz, der dem Benutzer eine Temperaturüberschreitung und damit eine Zerstörung des Überspannungsabieiters visuell darstellt. final shape of surge arrester adapted to the conditions in a specific type of fuse boxes. For the state signal interpretation of the surge arrester, a marker, in particular a flag marker, is used, which visually represents the user a temperature overshoot and thus a destruction of the surge arrester.
Verwiesen wird insofern auf einen Marker, der bei Temperatur Überschreitung die Farbe ändert, oder einen Marker, der bei Temperaturüberschreitung eine Änderung der Reflexionseigenschaften aufweist. Zum Erkennen des Zu Stands des Überspannungsabieiters ist dafür Sorge getragen, den Marker in direkten thermischen Kontakt mit einem Varistor zu bringen. In this respect, reference is made to a marker which changes color when the temperature is exceeded, or a marker which exhibits a change in the reflection properties when the temperature is exceeded. To detect the state of the surge arrester, care is taken to bring the marker into direct thermal contact with a varistor.
Aus der Veröffentlichung OBO-Bettermann, Lightning and surge protection for LED lighting, 08/2014, ist es bekannt, eine kompakte Überspannungsschutz- Baugruppe in einen Sicherungsanschlusskasten innerhalb eines Straßenbeleuchtungsmastes zu integrieren. Ein mehrstufiger Schutz von LED-Straßenbeleuchtungen wird dadurch bewirkt, dass im Lampenkopf vor dem LED- Treiber ein Typ 2-Ableiter befindlich ist. Im Anschlussbereich innerhalb des Mastes befindet sich dann ein Kombinationsabteiler vom Typ 1 und 2. In Verteilerkästen können weitere Abieiter vom Typ 1 und 2 vorgesehen sein. Mit einer solchen mehrstufigen Überspannungsschutzeinrichtung sollen Schäden an den eigentlichen Leuchtmitteln, d.h. den LEDs, aber auch an den Treiberschaltungen vermieden werden. Weiterhin weisen die in der vorstehend erwähnten Veröffentlichung gezeigten Überspannungsschutzableiter eine Anzeigeeinheit in Form einer lichtemittierenden Diode auf, die einen From the publication OBO-Bettermann, Lightning and surge protection for LED lighting, 08/2014, it is known to integrate a compact surge protection module in a fuse terminal box within a street lighting mast. A multi-level protection of LED street lighting is caused by the fact that in the lamp head in front of the LED driver, a type 2 arrester is located. In the connection area inside the mast, there is a combination separator of type 1 and 2. In distribution boxes, further type 1 and 2 drainers can be provided. With such a multi-stage overvoltage protection device damage to the actual bulbs, i. the LEDs, but also to the driver circuits are avoided. Furthermore, the overvoltage protection arresters shown in the above-mentioned publication have a display unit in the form of a light-emitting diode, which has a
ordnungsgemäßen Funktionszustand signalisiert. proper functional state signaled.
Zum Stand der Technik sei noch auf festverdrahtete Überspannungsschutzgeräte bevorzugt zum Schutz von einphasig versorgten Endgeräten, The prior art is still on hard-wired surge protection devices preferably for the protection of single-ended devices,
beispielsweise auf den Überspannungsschutz vom Typ MLPC1-230L-V der Citel Electronics GmbH aufmerksam gemacht. Der dort gezeigte Überspannungsschutz ist auch für Endstromkreise einer LED-Beleuchtung geeignet. For example, attention was drawn to the overvoltage protection of the MLPC1-230L-V type from Citel Electronics GmbH. The overvoltage protection shown there is also suitable for final circuits of LED lighting.
Aus dem Vorgenannten ist es Aufgabe der Erfindung, eine neuentwickelte Überspannungsschutzeinrichtung für elektrische Endgeräte anzugeben, wobei es hier um Endgeräte geht, die neben einer mindestens einphasigen From the foregoing, it is an object of the invention to provide a newly developed overvoltage protection device for electrical terminals, which is here to end devices, in addition to an at least single-phase
Netzanbindung auch noch einen Steuersignalanschluss aufweisen. Es hat sich gezeigt, dass ein Überspannungsschutz ausschließlich im Bereich der Grid connection also have a control signal connection. It has shown that a surge protection exclusively in the field of
Netzanbindung unzureichend ist, da unzulässige Spannungsbelastungen auch über eine Steuerleitung eingekoppelt bzw. eingetragen werden können, mit der Folge einer Einschränkung der Funktionsfähigkeit eines entsprechenden Grid connection is insufficient because impermissible voltage loads can also be coupled or entered via a control line, with the result of a restriction of the functionality of a corresponding
Endgeräts bis hin zur vollständigen Zerstörung desselben. End device to the complete destruction of the same.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch die Lehre gemäß der Merkmalskombination nach Anspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen. The object of the invention is achieved by the teaching according to the feature combination according to claim 1, wherein the dependent claims comprise at least expedient refinements and developments.
Die erfindungsgemäße Überspannungsschutzeinrichtung für elektrische The inventive overvoltage protection device for electrical
Endgeräte, die neben einer mindestens einphasigen Netzanbindung Ober mindestens einen Steuersignalanschluss verfügen, wobei über den Terminals, which have at least one control signal connection in addition to an at least single-phase network connection, wherein via the
Steuersignalanschluss eine Änderung des Betriebszustands des jeweiligen Endgeräts vorgebbar ist, wird so realisiert, dass zunächst eine Anordnung von Überspannungsableitern, insbesondere Varistoren, vorgesehen ist, denen jeweils eine thermische Abtrennvorrichtung und eine optische Funktionsanzeige zugeordnet wird. Die thermische Abtrennvorrichtung ist so Control signal terminal is a change in the operating state of the respective terminal can be specified, is realized so that initially an array of surge arresters, in particular varistors, is provided, each of which a thermal separation device and an optical function display is assigned. The thermal separator is so
ausgebildet, dass bei einer Überlastung des jeweils eingesetzten Über- spannungsableiters, insbesondere Varistors, eine elektrische Trennung im Sinne des Auslösens einer Sicherung erfolgt. designed such that in an overload of each overvoltage arrester used, in particular varistor, an electrical isolation in the sense of triggering a backup is done.
Weiterhin ist mindestens ein Gasabieiter vorhanden, der zwischen der Furthermore, at least one Gasabieiter is present, which between the
Netzanbindung und einem Schutzleiter geschaltet ist. Weiterhin ist ein erster Varistor mit thermischer Abtrennvorrichtung zwischen der Netzanbindung und einem Neutralleiter und ein zweiter Varistor mit thermischer Abtrennvorrichtung zwischen dem Steuersignalanschluss und dem Neutralleiter angeordnet. Darüber hinaus Ist die erfindungsgemäße Überspannungsschutzeinrichtung in unmittelbarer Nähe des elektrischen Endgeräts, insbesondere in einem Anschlusskasten desselben ausgebildet. Grid connection and a protective conductor is connected. Furthermore, a first varistor with thermal disconnecting device between the grid connection and a neutral conductor and a second varistor with thermal disconnecting device between the control signal terminal and the neutral conductor is arranged. In addition, the overvoltage protection device according to the invention is formed in the immediate vicinity of the electrical terminal, in particular in a terminal box of the same.
Die Überspannungsschutzeinrichtung, welche sich bevorzugt innerhalb eines elektrisch leitfähigen Objekts, insbesondere in einem Mast befindet, ist ausgestaltend so weitergebildet, dass bei einer Speisung aus einem TNS-Netz mit getrenntem Neutralleiter und Schützleiter zwischen dem Schutzleiter und dem leitfähigen Objekt eine elektrische Verbindung hergestellt ist. Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Überspannungsschutzeinrichtung innerhalb eines elektrisch leitfähigen Objekts, insbesondere in einem Mast befindlich, wobei bei einer Speisung aus einem TNC-Netz mit einem PEN-Leiter, der gleichzeitig Schutzleiter und Neutrafleiter Ist, der Gasabieiter zwischen der Netzanbindung und dem leitfähigen Objekt geschaltet ist. The overvoltage protection device, which is preferably located within an electrically conductive object, in particular in a mast, is ausgestaltend so educated that in a supply of a TNS network with separate neutral conductor and contactor between the protective conductor and the conductive object, an electrical connection is made. In a further embodiment of the invention, the overvoltage protection device is located within an electrically conductive object, in particular in a mast, wherein in a supply of a TNC network with a PEN conductor, which is also protective conductor and neutral conductor, the Gasabieiter between the grid connection and the conductive object is switched.
Bei einer diesbezüglich dritten Ausführungsform mit einer Überspannungsschutzeinrichtung Innerhalb eines elektrischen leitfähigen Objekts, In a third embodiment with an overvoltage protection device within an electrically conductive object,
insbesondere einem Mast, und bei einer Speisung aus einem TT-Netz ist der Gasabieiter zwischen der Netzanbindung und dem leitfähigen Objekt in particular a mast, and in the case of a feed from a TT network, the gas distributor is between the grid connection and the conductive object
geschaltet, welches geerdet ist. switched, which is grounded.
Mit den vorstehenden Maßnahmen wird auch bei Netzausläufern und With the above measures is also in Netzausläufern and
schlechten Erdungsverhältnissen sichergestellt, dass keine Berührungsspannungsprobleme auftreten und somit die erforderliche Personensicherheit gewährleistet ist. poor earthing conditions ensure that no contact voltage problems occur and thus the required personal safety is ensured.
Die jeweilige optische Funktionsanzeige weist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine Reihenschaltung eines ersten Widerstands und einer lichtemittierenden Diode auf, wobei diese Reihenschaltung parallel zur thermischen Abtrennvorrichtung angeordnet ist. Weiterhin umfasst die The respective optical function display comprises according to an embodiment of the invention a series circuit of a first resistor and a light emitting diode, wherein this series circuit is arranged parallel to the thermal separating device. Furthermore, the
Reihenschaltung einen zweiten Widerstand, welcher mit dem Neutralleiter in Verbindung steht. Series connection a second resistor, which is in communication with the neutral conductor.
Die Oberspannungsschutzeinrfchtung gemäß der Erfindung ist auswechselbar ausgebildet. Das heißt, bei einer Zerstörung der Einrichtung infolge eines Überspannungsereignisses kann diese im Bedarfsfall ausgetauscht und durch eine funktionstüchtige Einrichtung ersetzt werden. The Oberspannungsschutzeinrfchtung according to the invention is designed to be interchangeable. That is, in a destruction of the device as a result of an overvoltage event, this can be replaced if necessary, and replaced by a functional device.
Zum Zweck des schnellen Auswechseins weist die Überspannungsschutzeinrichtung Anschlusskabel zum lösbaren Verbinden mit an sich bekannten Klemmen auf, wobei diese Anschlusskabel an einer Vorzugsseite eines For the purpose of rapid replacement, the overvoltage protection device has connection cables for detachable connection with terminals known per se, these connection cables being arranged on a preferred side of a terminal
Gehäuses herausgeführt sind, wobei das Gehäuse alle relevanten elektrischen Komponenten der Überspannungsschutzeinrichtung isolierend umschließt. Zusätzlich kann die Überspannungsschutzeinrichtung über eine integrierte Überstromslcherung im Netzanblndungspfad verfügen. Housing are led out, wherein the housing encloses all the relevant electrical components of the surge protection device insulating. In addition, the overvoltage protection device can have integrated overcurrent protection in the network connection path.
Die optischen Funktionsanzeigen sind so ausgebildet, dass diese für eine separate Signalisierung von Überspannungsereignissen der Netzanbindung oder des Steuersignalanschlusses geeignet sind. The optical function displays are designed so that they are suitable for separate signaling of overvoltage events of the grid connection or of the control signal connection.
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: Hereby show:
Fig. 1 ein Schaltbild der Überspannungsschutzeinrichtung für Endgeräte mit einphasiger Niederspannungs-Netzanbindung; Fig. 1 is a circuit diagram of the overvoltage protection device for terminals with single-phase low-voltage grid connection;
Fig. 2 eine Realisierungsform der Überspannungsschutzeinrichtung mit den erforderlichen elektronischen Komponenten, die sich auf einer Leiterplatte befinden, nebst Anschlussdrähten; 2 shows an embodiment of the overvoltage protection device with the required electronic components, which are located on a printed circuit board, together with connecting wires;
Fig. 3 eine Darstellung ähnlich derjenigen nach Fig. 2, jedoch mit einem Fig. 3 is a view similar to that of FIG. 2, but with a
isolierenden Gehäuse und den an einer Vorzugsseite des Gehäuses herausgeführten Anschl usskabel n ;  insulating housing and the lead out on a preferred side of the housing Anschlusskabel n;
Fig. 4 eine prinzipielle Möglichkeit der Anordnung der Überspannungsschutzeinrichtung in einem an sich bekannten, genormten Fig. 4 shows a basic possibility of the arrangement of the overvoltage protection device in a known, standardized
Anschlusskasten;  Junction box;
Fig. 5 ein Blockschaltbild der Anordnung der Überspannungsschutzeinrichtung in oder an einem leitfähigen Objekt, insbesondere einem Mast, mit angedeuteter elektrischer Verbindung zum nicht näher dargestellten Verbraucher nebst niederspannungsseitiger Anbindung in einem TNS-Netz mit vier Anschlüssen einschließlich Steuerleitung Lst und einer Erdverbindung zwischen dem PE-Anschluss der Überspannungsschutzeinrichtung und dem Mast; 5 is a block diagram of the arrangement of the overvoltage protection device in or on a conductive object, in particular a mast, with indicated electrical connection to the consumer not shown together with low-voltage side connection in a TNS network with four connections including control line Lst and a ground connection between the PE Connection of the overvoltage protection device and the mast;
Fig. 6 eine Darstellung ähnlich derjenigen nach Fig. 5, jedoch für ein TNC- Netz mit einem PEN-Lelter, der gleichzeitig Schutzleiter PE und Neutralteiter N ist, wiederum mit einer Erdverbindung zwischen der Überspannungsschutzeinrichtung und einem Mast als beispielhaften elektrisch leitfähigen Objekt und Fig. 6 is a view similar to that of FIG. 5, but for a TNC network with a PEN-Lelter, the same protective conductor PE and Neutral conductor N, again with a ground connection between the overvoltage protection device and a mast as an exemplary electrically conductive object and
Fig. 7 eine Darstellung ähnlich derjenigen nach den Fig. 5 und 6, jedoch in einer Verschattung bei einem TT-Netz und einer Erdverbindung des leitfähigen Objekts. Fig. 7 is a view similar to that of FIGS. 5 and 6, but in a shading in a TT network and a ground connection of the conductive object.
Die Überspannungsschutzeinrichtung gemäß dem Schaltbild nach Flg. 1 geht von einer einphasigen Niederspannungs-Netzanbindung L aus. Der Anschluss L* führt zum Verbraucher, beispielsweise zu einer Mobilfunkstation, einer The overvoltage protection device according to the circuit diagram according to Flg. 1 assumes a single-phase low-voltage grid connection L. The connection L * leads to the consumer, for example to a mobile radio station, a
Leuchtmittelanordnung in einer Straßenbeleuchtung oder dergleichen. Ein weiterer Eingang Lsteu stellt einen Steuereingang zum beispielsweisen Ein» und Ausschalten einer Straßenbeleuchtung dar. Illuminant arrangement in a street lighting or the like. Another input Lsteu represents a control input for example to turn on and off a street lighting.
Mit N Ist der Neutralleiter- und PE der Schutzleitereingang bezeichnet. An der Netzanbindung L, geschaltet zwischen L und N, liegt ein Überspannungsabieiter, ausgebildet als Varistor V an, der Ober eine thermische Abtrennvorrichtung ATV verfügt. Die thermische Abtrennvorrichtung wird bei einer Oberlast geöffnet, wobei diese Überlast zu einer solchen Erwärmung des Varistors V führt, dass z.B. eine stoffschlüssige Verbindung, d.h. ein Lot schmilzt und ein entsprechend federbelasteter Bügel von einer geschlossenen in eine offene, d.h. Abtrennposition gelangt (nicht gezeigt). N indicates the neutral conductor and PE indicates the protective conductor input. At the grid connection L, connected between L and N, there is a surge arrester, designed as a varistor V, which has a thermal disconnecting device ATV. The thermal separator is opened at an upper load, this overload resulting in such a heating of the varistor V, e.g. a cohesive connection, i. a solder melts and a corresponding spring-loaded bow from a closed to an open, i. Abtrennposition passes (not shown).
Parallel zur thermischen Abtrennvorrichtung ATV befindet sich eine Parallel to the thermal separator ATV is a
Reihenschaltung aus einem Widerstand Rl und einer lichtemittierenden Diode D. Diese Reihenschaltung umfasst weiterhin einen Widerstand R2, der am Neutralieiter N angeschlossen ist. Der lichtemittierenden Diode D ist eine weitere Diode DAP antiparallel geschalten. Series connection of a resistor Rl and a light emitting diode D. This series circuit further comprises a resistor R2, which is connected to the neutralizer N. The light emitting diode D is connected in anti-parallel with another diode DAP.
Eine vergleichbare Anordnung findet sich zum Schutz des Steuersignalanschlusses Lsteu. Weiterhin ist zwischen N und PE ein Gasabieiter G A comparable arrangement can be found for the protection of the control signal connection Lsteu. Furthermore, between N and PE is a Gasabieiter G
vorhanden. available.
Durch die Anzeigeeinrichtungen mit Hilfe der LEDs D im Schutzkreis der By the display devices using the LEDs D in the protective circuit of
Netzanbindung LL* und im Schutzkreis des Steuersignalanschlusses Lsteu bzw. Lst sind Fehlerzustände und Oberspannungsereignisse getrennt signalisierbar. Wie die Fig. 2 zeigt, sind alle relevanten elektrischen Komponenten der Oberspannungsschutzeinrichtung gemäB Schaltbild nach Fig. 1 auf einer Leiterplatte LP angeordnet. Insbesondere umfasst die Leiterplatte LP die Varistoren V mit entsprechend integrierter thermischer Abtrennvorrichtung ATV, die lichtemittierenden Dioden D sowie den Gasabieiter G und die entsprechenden Widerstände Rl und R2. Darüber hinaus sind von der Grid connection LL * and fault conditions and high-voltage events can be signaled separately in the protection circuit of the control signal connection Lsteu or Lst. As shown in FIG. 2, all relevant electrical components of the high-voltage protection device according to the circuit diagram of FIG. 1 are arranged on a printed circuit board LP. In particular, the printed circuit board LP comprises the varistors V with correspondingly integrated thermal cut-off device ATV, the light-emitting diodes D and the gas absorber G and the corresponding resistors Rl and R2. In addition, from the
Leiterplatte die entsprechenden Anschlüsse in Form von Anschlusskabeln AK geführt. PCB led the corresponding connections in the form of connecting cables AK.
Die entsprechend vorgefertigte Baugruppe gemäB Fig. 3 ist von einem kompakten Gehäuse KG umgeben, wobei das Gehäuse KG Öffnungen oder Durchbrüche DB aufweist, so dass die entsprechenden Zustände der The corresponding prefabricated assembly according to FIG. 3 is surrounded by a compact housing KG, wherein the housing KG has openings or openings DB, so that the corresponding states of the
lichtemittierenden Dioden D erkennbar sind. light emitting diodes D are visible.
Eine beispielhafte Anordnung einer kompakt ausgebildeten Überspannungsschutzeinrichtung KÜG innerhalb eines Anschlusskastens HAK zeigt die Flg. 4, wobei im Anschlusskasten HAK noch an steh bekannte Schraubsicherungen Si untergebracht sein können. An exemplary arrangement of a compact overvoltage protection device KÜG within a junction box HAK shows the Flg. 4, wherein in the connection box HAK can still be accommodated to known screw fuses Si.
Mit Hilfe der Anschlusskabel AK besteht die Möglichkeit, die entsprechend abisolierten Enden dieser Anschlusskabel AK in bekannte Federklemmen in einfacher Weise einzustecken, um die gewünschten elektrischen Verbindungen herzustellen With the help of the connection cable AK, it is possible to insert the corresponding stripped ends of this connection cable AK in known spring terminals in a simple manner to produce the desired electrical connections
Die Fig. 5 und 6 zeigen prinzipielle Möglichkeiten des elektrischen Anschlusses der Überspannungsschutzeinrichtung KÜG mit den dort enthaltenen 5 and 6 show basic possibilities of electrical connection of the surge protection device KÜG with the contained therein
Oberspannungsschutzmitteln SPD, welche im jeweiligen Blockschaltbild nur symbolisch und ohne die optische Funktionsanzeige dargestellt wurden. High-voltage protection SPD, which were shown in the respective block diagram only symbolically and without the optical function display.
Gemäß Fig. 5 wird bei einer Anwendung in einem TN S- Netz zwischen dem PE- Anschluss und der Überspannungsschutzeinrichtung KÜG noch eine According to FIG. 5, an application in a TN S network between the PE connection and the overvoltage protection device KÜG still has one
Mastverbindung hergestellt. Mast connection made.
Bei einem TNC-Netz gemäß Fig. 6 mit kombiniertem Schutz- und Neutralteiter PEN liegt quasi eine Auftrennung vor. Die Ausgangsseite des Gasabieiters G Innerhalb der Oberspannungsschutzeinrichtung KÜG bildet einen Potenttal- ausgleich PA durch eine entsprechende Verbindung zum elektrisch leitfähigen Mast. In a TNC network according to FIG. 6 with combined protective and neutral conductor PEN, there is virtually a separation. The outlet side of the gas extractor G Within the high-voltage protection device KÜG, a potenti compensation PA by a corresponding connection to the electrically conductive mast.
Bei einer Anordnung der Überspannungsschutzeinrichtung KÜG In einem TT* Netz wird von einer Masterdung ausgegangen, wobei der PE-Anschluss der Überspannungsschutzeinrichtung KÜG mit dem elektrisch leitfähigen Mast in Verbindung steht, wie dies auch bei der Ausführung für ein TNC-Netz nach Fig. 6 der Fall ist. In an arrangement of the overvoltage protection device KÜG in a TT * network is based on a master ground, the PE terminal of the overvoltage protection device KÜG is in communication with the electrically conductive mast, as in the embodiment for a TNC network of FIG Case is.

Claims

Patentansprüche claims
1. Überspannungsschutzeinrichtung für elektrische Endgeräte, welche neben einer mindestens einphasigen Niederspannungs-Netzanbindung (L) über mindestens einen Steuersignalanschluss (Lst) verfügen, wobei über den 1. overvoltage protection device for electrical terminals, which in addition to an at least single-phase low-voltage grid connection (L) via at least one control signal terminal (LST) have, over the
Steuersignalanschluss (Lst) eine Änderung des Betriebszustands des jeweiligen Endgeräts oder Verbrauchers vorgebbar ist, bestehend aus einer Anordnung von Varistoren (V), denen jeweils eine thermische Abtrennvorrichtung (ATV) und eine optische Funktionsanzeige (D) zugeordnet ist, sowie mit mindestens einem, zwischen der Netzanbindung (L) und einem Schutzleiter(PE) Control signal terminal (Lst) is a change in the operating state of the respective terminal or consumer can be predetermined, consisting of an array of varistors (V), each associated with a thermal separation device (ATV) and an optical function display (D), and at least one, between the grid connection (L) and a protective conductor (PE)
geschalteten Gasabieiter (G), wobei weiterhin ein erster Varistor (V) mit thermischer Abtrennvorrichtung (ATV) zwischen der Netzanbindung (L) und einem Neutralleiter (N) und ein zweiter Varistor (V) mit thermischer connected Gasabieiter (G), further comprising a first varistor (V) with thermal cut-off device (ATV) between the grid connection (L) and a neutral conductor (N) and a second varistor (V) with thermal
Abtrennvorrichtung (ATV) zwischen dem Steuersignalanschluss (Lst) und dem Neutralletter (N) vorgesehen ist, sowie eine Anordnung der Überspannungsschutzeinrichtung (KÜG) in unmittelbarer Nähe des elektrischen Endgeräts oder Verbrauchers, insbesondere in einem Anschlusskasten (HAK). Separating device (ATV) is provided between the control signal terminal (Lst) and the neutral loader (N), and an arrangement of the surge protection device (KÜG) in the immediate vicinity of the electrical terminal or consumer, in particular in a terminal box (HAK).
2. Oberspannungsschutzeinrichtung nach Anspruch 1, 2. high-voltage protection device according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
dass diese innerhalb eines elektrisch leitfähigen Objekts, insbesondere einem Mast befindlich ist, wobei bei einer Speisung aus einem TNS-Netz mit getrenntem Neutralleiter (N) und Schutzleiter (PE) zwischen dem Schutzleiter (PE) und dem leitfähigen Objekt (Mast) eine elektrische Verbindung hergestellt ist. that this is located within an electrically conductive object, in particular a mast, wherein in a supply of a TNS network with separate neutral conductor (N) and protective conductor (PE) between the protective conductor (PE) and the conductive object (mast) an electrical connection is made.
3. Oberspannungsschutzeinrichtung nach Anspruch 1, 3. high-voltage protection device according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
diese innerhalb eines elektrisch leitfähigen Objekts, insbesondere einem Mast befindlich ist, wobei bei einer Speisung aus einem TNC-Netz mit einem PEN- Leiter, der gleichzeitig Schutzleiter (PE) Neutralleiter (N) ist, das Gasabieiter (G) zwischen der Netzanbindung (L) und dem leitfähigen Objekt (Mast) geschalten ist. this is located within an electrically conductive object, in particular a mast, wherein at a supply of a TNC network with a PEN conductor, the same protective conductor (PE) neutral conductor (N), the Gasabieiter (G) between the network connection (L ) and the conductive object (mast) is switched.
4. Überspannungsschutzeinrichtung nach Anspruch 1, 4. overvoltage protection device according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
diese innerhalb eines elektrisch leitfähigen Objekts, insbesondere einem Mast, befindlich ist, wobei bei einer Speisung aus einem TT- Netz der Gasabieiter (G) zwischen der Netzanbindung (L) und dem leitfähigen Objekt (Mast) geschalten ist, weiches einer Erdung unterliegt. this is located within an electrically conductive object, in particular a mast, wherein in the case of a feed from a TT network, the gas absorber (G) is connected between the grid connection (L) and the conductive object (mast), which is subject to a grounding.
5. Überspannungsschutzeinrichtung nach einem der vorangegangenen 5. Overvoltage protection device according to one of the preceding
Ansprüche, Claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die jeweilige optische Funktionsanzeige (D) eine Reihenschaltung eines ersten Widerstands (Rl) und einer LED (D) aufweist, welche parallel zur thermischen Abtrennvorrichtung (ATV) angeordnet ist, wobei die Reihenschaltung einen zweiten Widerstand (R2) aufweist, welcher mit dem Neutralieiter (N) in Verbindung steht. the respective optical function display (D) has a series circuit of a first resistor (Rl) and an LED (D), which is arranged parallel to the thermal separator (ATV), the series circuit having a second resistor (R2) which is connected to the neutralizer ( N).
6. Überspannungsschutzeinrichtung nach einem der vorangegangenen 6. Overvoltage protection device according to one of the preceding
Ansprüche, Claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
diese auswechselbar ausgebildet ist. this is designed to be interchangeable.
7. Überspannungsschutzeinrichtung nach Anspruch 6, 7. overvoltage protection device according to claim 6,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
diese Anschlusskabel (AK) zum lösbaren Verbinden mit an sich bekannten Klemmen aufweist, wobei die Anschlusskabel (AK) sämtlich an einer this connection cable (AK) for releasably connecting with known per se terminals, wherein the connecting cable (AK) all at one
Vorzugsseite eines Gehäuses (KG), welches die elektrischen Komponenten (SPD) der Einrichtung isolierend aufnimmt, herausgeführt sind. Preferred side of a housing (KG), which receives the electrical components (SPD) of the device insulating, are led out.
8. Überspannungsschutzeinrichtung nach einem der vorangegangenen 8. Overvoltage protection device according to one of the preceding
Ansprüche, Claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
selbige mindestens eine Überstromsicherung im Netzanbindungspfad aufweist. the same has at least one overcurrent protection in the network connection path.
9. Überspannungsschutzeinrichtung nach einem der vorangegangenen 9. Overvoltage protection device according to one of the preceding
Ansprüche, Claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die optischen Funktionsanzeigen (D) für eine separate Signalisierung von Überspannungsereignissen der Netzanbindung (L) und des Steuersignalanschlusses (Lst) vorgesehen sind. the optical function displays (D) are provided for a separate signaling of overvoltage events of the network connection (L) and of the control signal connection (Lst).
10. Überspannungsschutzeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass 10. Overvoltage protection device according to claim 5, characterized in that
zur jeweiligen LED (D) eine Diode (DAP) antiparallel geschalten ist. to the respective LED (D) a diode (DAP) is connected in anti-parallel.
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