WO2019015948A1 - Schutzvorrichtung zum schutz eines elektrischen verbrauchers - Google Patents

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WO2019015948A1
WO2019015948A1 PCT/EP2018/067887 EP2018067887W WO2019015948A1 WO 2019015948 A1 WO2019015948 A1 WO 2019015948A1 EP 2018067887 W EP2018067887 W EP 2018067887W WO 2019015948 A1 WO2019015948 A1 WO 2019015948A1
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electrical
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leitungsengstelle
protection device
insulating layer
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PCT/EP2018/067887
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Elmar Schaper
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Phoenix Contact Gmbh & Co Kg
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H79/00—Protective switches in which excess current causes the closing of contacts, e.g. for short-circuiting the apparatus to be protected
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02H3/02—Details
    • H02H3/021—Details concerning the disconnection itself, e.g. at a particular instant, particularly at zero value of current, disconnection in a predetermined order
    • H02H3/023—Details concerning the disconnection itself, e.g. at a particular instant, particularly at zero value of current, disconnection in a predetermined order by short-circuiting
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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
    • H02H3/085—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 making use of a thermal sensor, e.g. thermistor, heated by the excess current

Definitions

  • the present disclosure relates to a protection device for protecting an electrical load, which is electrically connected downstream of the protection device, against a short-circuit current in a polyphase AC network.
  • This short-circuit protection can be realized with a current-limiting switching element, for example with a fuse and / or a circuit breaker.
  • the current-limiting switching element may be configured to prevent the electric current flow from the electrical power supply network to an electrical consumer when a current limit value is exceeded.
  • the effective protective effect of the current limiting switching element is described by means of the forward current, which defines the maximum value of the electric current before being limited by the current limiting switching element, and / or by means of the tripping energy, which defines the amount of energy necessary for triggering the current limiting switching element.
  • the protective effect can be implemented differently based on connection values of the electrical energy supply network and / or an impedance that is effective in the event of an electrical short circuit.
  • Known protective devices have the disadvantage that when the current limit value of an electric current which only flows for a short time is exceeded, for example, a starting current of an electric motor triggers the protective device, wherein a disconnection of the power supply would not have been necessary. Furthermore, known protection devices may have a latency period between the exceeding of the current limit and the elimination of the electrical current flow to the electrical load, during which latency the electrical current may continue to increase and may be outside a maximum current allowable for the electrical load. It is the object of the present disclosure to provide a more efficient protection device for preventing a flow of short-circuit current to an electrical load. This object is solved by the features of the independent claims. Advantageous embodiments are subject of the dependent claims, the description and the accompanying figures.
  • the present disclosure is based on the finding that the above object can be achieved by a protective device which has at least two electrically insulated electrical leads which supply electrical energy to the electrical load, wherein between the electrical leads upon reaching a current limit in one of electrical lines are electrically connected to prevent flow of the electric current with a current above the current limit to the electrical load.
  • a protective device for protecting an electrical consumer which is, for example, electrically connected downstream of the protective device, before a short-circuit current.
  • the protective device comprises a line arrangement with a first electrical line and a second electrical line for supplying the electrical consumer with electrical energy, wherein the first electrical line has a first line throat with a reduced line cross-section and the second electrical line has a second line throat with a reduced line cross-section, wherein the first Samuelsengstelle and the second plinsengstelle are arranged adjacent to each other. Furthermore, the protective device comprises at least one insulating layer, which electrically isolates the first line throat from the second line throat, wherein the at least one insulating layer is temperature-dependently thermally destructible.
  • the first plinsengstelle and / or the second plinsengstelle are electrically heated by a current flow and the at least one insulating layer is thermally acted upon to thermally to the at least one insulating layer upon reaching a predetermined current of the current through the line arrangement destroy and thereby electrically conductively connect the first electrical line to the second electrical line.
  • the protection device according to the invention can provide by means of the electrical connection between the two electrical lines, a bypass connection for deriving the short-circuit current.
  • the short-circuit current flows through the bypass connection and not to the electrical load.
  • One of the protective device electrically upstream shutdown which triggers in particular with a delay relative to the protection device according to the invention, can absorb the short-circuit current and interrupt, for example, one of the electrical lines to prevent the flow of current to the electrical load.
  • the electrical lines may have an ohmic resistance, so that an electrical power loss can occur, which is converted into heat and increases the temperature of the electrical lines.
  • the temperature of the insulating layer can be increased by heat conduction from the electrical wires to the insulating layer. Since the power loss can be proportional to the current intensity of the electrical current flowing through the electrical lines, advantageously the temperature of the electrical lines can be used as a measure of the current intensity of the electrical current.
  • the line galleries may be subjected to a mechanical stress, in particular a pressure and / or bending stress to each other, so that after a thermal destruction of the insulating layer Kausengstellen can be brought into direct electrical contact in particular by at least partial relaxation of the mechanical stress. Furthermore, an electrical contact between the Kirsengstellen be prepared by a sparkover, in particular in the form of an arc between the plinsengstellen. This can be realized by flowing the short-circuit current with a high current, for example, a current in the range of 500 A to 1500 A or in the range of 10 kA to 100 kA.
  • the at least one insulation layer is formed by a jacket of the first electrical line and / or the second electrical line.
  • the advantage is achieved that the insulating layer protects the at least one electrical line from contact and / or from electrical contact with another conductor.
  • the insulation layer may further surround both electrical lines and / or further electrical lines and thereby electrically separate them from each other.
  • the at least one insulating layer melts and / or vaporizes upon reaching a predetermined temperature of the at least one insulating layer.
  • an electric power amount can be defined, which is transported by the electrical lines, in which the formation of an electrically conductive connection between the electrical lines is provided.
  • the amount of electric power may be defined by a period of time and the current intensity of the electric current flowing through the electric wires.
  • the evaporation and / or melting of the insulation layer may be a non-reversible process, so that between the Kraftsengstellen after melting and / or evaporation of the insulation layer, the insulation layer is no longer present.
  • An electrically conductive connection between the Kausengstellen can be realized by a direct contact of the Kausengstellen or by a flashover, respectively arc between thetechnischsengstellen.
  • the at least one insulation layer is predetermined to have a time interval after which the at least one insulation layer is electrically conductive and / or destroyed when the predetermined temperature is reached by the first conduit throat and / or the second conduit throat ,
  • the predetermined temperature may be, for example, 260 ° C or above, the insulation layer to temperatures below, for example, 155 ° C, unchanged realized the electrical isolation of plinsengstellen.
  • This temperature behavior can be realized for example with an insulating layer consisting of an insulating varnish and / or a plastic, in particular a polyurethane.
  • the time interval after a conductive connection between the electrical lines is established over the cross section of the Kausengstellen and / or the thickness of the insulating layer Due to the temperature-dependent destruction of the insulation layer, respectively, producing a conductive connection between the first and the second Bergsengstelle, the time interval after a conductive connection between the electrical lines is established over the cross section of the Kirsengstellen and / or the thickness of the insulating layer.
  • the maximum possible current intensity of an electrical current flowing through the electrical lines can be advantageously set via the cross-sectional area of the line constrictions, in which case the insulating layer is destroyed.
  • the thickness of the insulating layer can be used to set the time required to destroy the insulating layer. This achieves the advantage that, with a thickness of the insulating layer, a latency period between the flow of an electric current through the electrical leads with a predetermined current and the thermal destruction of the insulating layer can be adjusted.
  • the first line throat and the second line throat are immovable to inhibit repulsion of the first conduit throat and the second conduit throat from each other.
  • the protective device comprises a printed circuit board, wherein the first Kassengstelle and the second Schmsengstelle are fixed on the circuit board.
  • the circuit board may also be enclosed by the insulating layer, so that only on Input terminals and / or output terminals of the two electrical lines in each case an electrical connection with a supply line of a power supply line or an electrical load can be realized.
  • the circuit board can be electrically insulated by means of the insulating layer and / or protected from contact.
  • the at least one insulation layer is formed non-destructively when the electrical turn-on and / or rated current flows through the first electrical line and / or the second electrical line within a predetermined time interval, wherein the current intensity of the electrical turn-on and / or rated current a multiple, in particular a fivefold or ten times the current strength of a permanently flowing through the first electrical line and / or the second electrical line electrical current is.
  • an electric current flowing continuously through the protective device to the electrical consumer can have a current intensity in the range from 1 A to 100 A, in particular 6.5 A, the current intensity of the rated electrical current being ten times the current intensity of the permanently flowing electrical current, in particular 65 A.
  • the inrush current flows during a time interval of 0.1 s to 10 s, in particular 2 s, during which time interval the insulation layer can not be thermally destroyed.
  • the rated current can flow at different, time-spaced instants, without the insulation layer being thermally destroyed.
  • the at least one insulation layer is formed by an insulating varnish on and / or a casing around the first line throat and / or the second line throat.
  • an insulating varnish on and / or a casing around the first line throat and / or the second line throat.
  • winding wires which are coated with an insulating varnish and / or a plastic can be used, which have a predetermined temperature and / or dielectric strength.
  • the insulating varnish may for example be a copper varnish, which on a Wire is applied.
  • the plastic may in particular be a multi-stage polyurethane.
  • the sheath can be designed to at least partially enclose the line galleries and / or the electrical lines.
  • isolation can be achieved by enclosing electrical insulation of the electrical lines and in particular of the line throat by means of the insulating layer
  • the conduit arrangement comprises a third electrical line, which is designed to supply the electrical load with electrical energy, and has a third Kausengstelle, which is disposed adjacent to the first Kassengstelle and / or the second Samuelsengstelle.
  • the at least one insulation layer is arranged between the first conduit throat, the second conduit throat and the third conduit throat, wherein the at least one insulation layer is designed to electrically isolate the conduit galleries from the further conduit galleries.
  • the adjacent line insulations may be in mechanical, in particular also in heat-conducting contact with each other, so that thermal loading in a region of the line insulation by means of heat conduction over the line insulations can also be realized by applying thermal heat to the remaining line insulations.
  • a locally limited thermal loading of the insulating layer by means of heat conduction in the insulating layer can realize a thermal loading of the entire insulating layer or at least further partial regions of the insulating layer.
  • the thermal loading of the insulating layer can be realized in particular by a heat transfer from the plinsengstellen to the insulating layer.
  • the first pinch point and the second pinch point are arranged in a first contact region adjacent to each other, in particular crossed.
  • the first contact region may represent a spatially predetermined region for the thermal destruction of the insulating layer, at which an electrical connection with the respective remaining pinch point can be realized.
  • the insulation layer in the first contact region may have a thickness and / or temperature stability that deviates with respect to the further regions of the insulation layer, so that thermal destruction of the insulation layer can be realized only in the first contact region, and the other regions of the insulation layer independent of the electrical Contact the plinsengstellen an electrically insulating function in the other areas of the insulation layer maintains.
  • the third pinch point is arranged in a second contact region adjacent to the first pinch end and / or the second pin end and electrically insulated from the first pinch end and / or the second pinch end by the at least one insulation layer in the second contact region, wherein the first contact region and the second contact area are spaced apart from each other.
  • the third plinsengstelle is disposed in a third contact region adjacent to the first Kassengstelle and / or the second Schmsengstelle and electrically insulated by means of the at least one insulating layer in the third contact region of the first Kassengstelle and / or the second Schmsengstelle, wherein the second contact region and the third contact area are spaced from each other.
  • the flow of a short-circuit current in the first line throat can realize an electrical connection between the first line throat and the second line throat in the first contact point.
  • the first conduit throat and / or the second conduit throat are thermally conductive in order to realize, when the predetermined temperature at the first contact region is exceeded, exceeding the predetermined temperature at the second contact region and / or at the third contact region.
  • the insulation layer in other areas which are spaced from the primary thermal applied portion of the insulating layer, also be thermally acted upon, wherein the insulating layer in the other regions of the insulating layer also vaporize and / or melt to an electrically conductive connection between the produce respective plinsengstellen.
  • the at least one insulation layer can be produced by encapsulation of the first conduit throat and / or the second conduit throat.
  • the advantage of a particularly efficient production of the insulating layer is achieved.
  • an individual thickness of the insulating layer can be realized by the encapsulation.
  • the thickness of the insulating layer may also be thicker or thinner depending on the position of the line pits and / or may include areas of the electrical lines in addition to the line pits.
  • the electrical lines may be at least partially enclosed by the insulating layer.
  • the line arrangement for each electrical line in each case an input terminal and an output terminal.
  • the advantage is achieved that the respective electrical lines can be subjected to different electrical potentials and / or different electrical currents.
  • the different electrical currents may in particular have different phases.
  • the input terminals can realize a separable electrical connection between a supply line of a power supply line and the protection device.
  • the input terminals form contact points for a non-detachable, in particular soldered, welded or pressed connection between the feed line and the protective device.
  • the output terminals can realize a separable electrical connection between the protection device and the electrical load.
  • the output terminals form contact points for a non-detachable, in particular soldered, welded or pressed connection between the protective device and the electrical consumer.
  • the disclosure relates to a protection system for protecting an electrical load from a short-circuit current.
  • the protection system comprises a protection device according to the first aspect, which is connected upstream of the electrical load, wherein the line arrangement for the first electrical line and the second electrical line each having an input terminal and an output terminal.
  • the protection system comprises a power supply line for supplying the electrical load with electrical energy, which comprises at least two electrical leads for transporting electrical energy to the electrical load, wherein the electrical leads are each electrically connectable to one of the input terminals of the line arrangement, and a shutdown device, which is connected upstream of the protective device and designed to interrupt the electrical connection between the power supply line and the protective device in the presence of an electrical connection between the first electrical line and the second electrical line, in order to transport electrical energy when the electric current flows through the protective device to prevent the protection device, wherein the electrical load is connectable to the output terminals of the protection device.
  • the shutdown device can prevent the flow of current in particular after a predetermined time interval after the insulation layer has been thermally destroyed.
  • the insulation layer may be thermally destroyed, for example, in a time interval of 0.1 ms to 5 ms after the start of the flow of the short-circuit current and establish an electrical connection between the Kirsengstellen.
  • the shutdown device can realize, for example, after a time interval of 5 ms to 15 ms after the start of the flow of the short-circuit current, a separation of the electrical connection between the power supply line and the protection device.
  • the current strength may increase continuously during the aforementioned time intervals, so that the current intensity of the electric current flowing through the protective device may be greater, in particular greater by a factor of 2, 6 or 10, than an initial current intensity at which an electrical connection between the line stems is made and which has flowed to the electrical consumer.
  • FIG. 1 shows a protective device according to an embodiment
  • FIG. 2 shows a protection system according to an embodiment
  • FIG. and FIG. 3 shows a protective device according to an embodiment.
  • the protective device 100 comprises a line arrangement 101 with a first electrical line 103 and a second electrical line 105 for supplying the electrical consumer with electrical energy.
  • the first electrical line 103 has a first line throat 107 with a reduced line cross-section
  • the second electrical line 105 has a second line throat 109 with a reduced line cross-section.
  • the first pinch 107 and the second pinch 109 are disposed adjacent to each other.
  • the protective device 100 comprises at least one insulating layer 1 1 1, which electrically isolates the first plinsengstelle 107 of the second Maschinensengstelle 109, wherein the at least one insulating layer 1 1 1 is temperature-dependent thermally destructible.
  • the first pinch 107 and / or the second pinch 109 are electrically heated by a current flow and the at least one insulating layer 1 1 1 is thermally acted upon to thermally to at least one insulating layer 1 1 1 upon reaching a predetermined current of the current through the line assembly 101 destroy and thereby electrically conductively connect the first electrical line 103 with the second electrical line 105.
  • the at least one insulation layer 1 1 1 is formed by a jacket of the first electrical line and the second electrical line 105.
  • the at least one insulating layer 1 1 1 is further designed to be non-destructive to a flow of electrical Einschalt- and / or rated current through the first electrical line 103 and / or the second electrical line 105 in a predetermined time interval.
  • the current intensity of the electrical turn-on and / or rated current is a multiple, in particular a fivefold or tenfold, of the current intensity of an electric current flowing permanently through the first electrical line 103 and / or the second electrical line 105.
  • the first pinch 107 and the second pinch 109 are immovably designed to prevent repulsion of the first and the second pinch passage 107 and 109 from each other.
  • the line arrangement 101 further comprises a third electrical line 1 13, which is designed to supply the electrical load with electrical energy, and a third plinsengstelle 1 15, which is disposed adjacent to the first Samuelsengstelle 107 and / or the second Samuelsengstelle 109.
  • the at least one insulating layer 1 1 1 is disposed between the first line fences 107, the second line faucet 109 and the third Dunsengstelle 1 15, wherein the at least one insulating layer 1 1 1 is formed, the Kirsengstellen 107, 109, 1 15 each of the other plinsengstellen electrically isolate.
  • the first Dunsengstelle 107 of the second Samuelsengstelle 109 and the third Schmsengstelle 1 15 by means of at least one insulating layer 1 1 1 electrically insulated and the secondtechnischsengstelle 109 is electrically isolated from the third Samuelsengstelle 1 15.
  • the first pinch hole 107 and the second pinch end 109 are arranged in a first contact region 1 17 adjacent to each other, in particular crossed.
  • the third plinsengstelle 1 15 is disposed in a second contact region 1 19 adjacent to the first Kassengstelle 107 and electrically isolated by means of the at least one insulating layer 1 1 1 in the second contact region 1 19 of the first Kassengstelle 107.
  • the first contact region 1 17 and the second contact region 1 19 are spaced from each other.
  • the thirdönsengstelle 1 15 is disposed in a third contact region 121 adjacent to the second Maschinensengstelle 109 and by means of the at least one insulating layer 1 1 1 in the third contact region 121 of the second Schmsengstelle 109 electrically isolated, wherein the second contact region 1 19 and the third contact region 121 are arranged spaced from each other. Furthermore, the third contact region 121 is arranged at a distance from the first contact region 17.
  • the first pinhole 107, the second pinch 109 and / or the third pinch point 1 15 are formed thermally conductive to exceed the predetermined temperature at the first contact region 1 17 exceeding the predetermined temperature at the second contact region 1 19 and / or the third contact region 121 to realize.
  • the line arrangement 101 has, for each electrical line 103, 105, 13, an input terminal 123, 125, 127 and an output terminal 129, 131, 133, respectively.
  • an electrical access line of a power supply line can be connected, and to the output terminals 129, 131, 133 each have an electrical load or a terminal of an electrical load can be connected.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a protection system 200 for protecting an electrical load 203 from a short-circuit current.
  • the protection system 200 includes a protection device 100, which is connected upstream of the electrical load 203.
  • the protective device 100 comprises a line arrangement 101 having a first electrical line 103 and a second electrical line 105 for supplying the electrical load 203 with electrical energy.
  • the first electrical line 103 has a first line throat 107 with a reduced line cross-section
  • the second electrical line 105 has a second line throat 109 with a reduced line cross-section.
  • the first line throat 107 and the second line throat 109 are arranged adjacent to one another, wherein the line arrangement 101 for the first electrical line 103 and the second electrical line 105 each have an input terminal 123, 125, 127 and an output terminal 129, 131, 133.
  • the protective device 100 comprises at least one insulating layer 1 1 1, which electrically isolates the first Kassengstelle 107 of the second Schmsengstelle 109, wherein the at least one insulating layer 1 1 1 thermally dependent on temperature is destructible.
  • the first pinch 107 and / or the second pinch 109 are electrically heated by a current flow and the at least one insulating layer 1 1 1 is thermally acted upon to thermally to at least one insulating layer 1 1 1 upon reaching a predetermined current of the current through the line assembly 101 destroy and thereby electrically conductively connect the first electrical line 103 with the second electrical line 105.
  • the protection system 200 includes a power supply line 205 for supplying the electrical load 203 with electrical energy, which comprises at least three electrical leads 207, 209, 213 for transporting electrical energy to the electrical load 203, wherein the electrical leads 207, 209, 213 respectively with one of the input terminals 123, 125, 127 of the line assembly 101 are electrically connected.
  • the protection system 200 further includes a shutdown device 21 1, which is connected upstream of the protection device 100 and designed to interrupt the electrical connection between the power supply line 205 and the protection device 100 in the presence of an electrical connection between the first electrical line 103 and the second electrical line 105, in order to prevent the transport of electrical energy to the protective device 100 when an electrical short-circuit current flows through the protective device 100.
  • the electrical load 203 can be connected to the output terminals 129, 131, 133 of the protective device 100.
  • the protective device 100 further comprises a printed circuit board 201, wherein the first Kassengstelle 107, the second Schmsengstelle 109 and / or the third Ricksengstelle 1 15 are fixed on the circuit board 201.
  • the first plinsengstelle 107, the second Ricksengstelle 109 and the third plinsengstelle 1 15 are arranged adjacent to each other.
  • the line fences 107, 109, 15 in the first contact region 1 17 intersect, the line fences in the first contact region 17 being electrically insulated from one another by means of the at least one insulating layer 1 1 1.
  • 3 shows a schematic representation of the protective device 100 for protecting an electrical consumer, which is electrically connected downstream of the protective device 100, before a short-circuit current.
  • the protective device 100 comprises a line arrangement 101 with a first electrical line 103 and a second electrical line 105 for supplying the electrical consumer with electrical energy.
  • the first electrical line 103 has a first line throat 107 with a reduced line cross-section
  • the second electrical line 105 has a second line throat 109 with a reduced line cross-section.
  • the first pinch 107 and the second pinch 109 are disposed adjacent to each other.
  • the protective device 100 comprises at least one insulating layer 1 1 1, which electrically isolates the first Kassengstelle 107 of the second Maschinensengstelle 109, wherein the at least one insulating layer 1 1 1 is temperature-dependent thermally destructible.
  • the first pinch 107 and / or the second pinch 109 are electrically heated by a current flow and the at least one insulating layer 1 1 1 is thermally acted upon to thermally to at least one insulating layer 1 1 1 upon reaching a predetermined current of the current through the line assembly 101 destroy and thereby electrically conductively connect the first electrical line 103 with the second electrical line 105.
  • the at least one insulation layer 1 1 1 is formed by a sheath around the first line throat 107, the second line throat 109 and / or the third Kausengstelle 1 15.
  • the at least one insulation layer 1 1 1 encloses the printed circuit board 201.
  • the line arrangement 101 comprises a third electrical line 1 13, wherein the electrical lines 103, 105, 1 13 at a first end of the electrical lines 103, 105, 1 13 each have an input terminal 123, 125, 127 and at a second end of the electrical Lines 103, 105, 1 13 each having an output terminal 129, 131, 133 have.
  • the line arrangement 101 is designed to transport electrical energy in the form of an alternating electrical current with an electrical voltage by means of the electrical lines 103, 105, 13 from a supply line connection to an electrical load.
  • an alternating current is transmitted via the electrical lines 103, 105, 13, which in relation to the respective other electrical lines has a different phase.
  • the phase may be shifted by 30 ° between the first electrical line 107 and the second electrical line 109 and may be shifted by a further 30 ° between the second electrical line 109 and the third electrical line 1 13, so that a phase difference of 60 ° between the first electrical line 107 and the third electrical line 1 13 is realized.

Abstract

Die Offenbarung umfasst eine Schutzvorrichtung (100) zum Schutz eines elektrischen Verbrauchers, welcher der Schutzvorrichtung (100) elektrisch nachgeschaltet ist,vor einem Kurzschlussstrom, mit einer Leitungsanordnung (101) mit einer ersten elektrischen Leitung (103) und einer zweiten elektrischen Leitung (105) zur Versorgung des elektrischen Verbrauchers mit elektrischer Energie, wobei die erste elektrische Leitung (103) eine erste Leitungsengstelle (107) mit einem reduzierten Leitungsquerschnitt und die zweite elektrische Leitung (105) eine zweite Leitungsengstelle (109) mit einem reduzierten Leitungsquerschnitt aufweisen, wobei die erste Leitungsengstelle (107) und die zweite Leitungsengstelle (109) aneinander angrenzend angeordnet sind,und zumindest einer Isolationsschicht (111), welche die erste Leitungsengstelle (107) von der zweiten Leitungsengstelle (109) elektrisch isoliert, wobei die zumindest eine Isolationsschicht(111) temperaturabhängig thermisch zerstörbar ist,wobeidie erste Leitungsengstelle (107) und/oderdie zweite Leitungsengstelle (109) durch einen Stromfluss elektrisch erwärmbar sind und die zumindest eine Isolationsschicht (111) thermisch beaufschlagbarist, um die zumindest eine Isolationsschicht (111) bei Erreichen einer vorbestimmten Stromstärke des Stroms durch die Leitungsanordnung (101) thermisch zu zerstören und dadurch die erste elektrische Leitung (103) mit der zweiten elektrischen Leitung (105)elektrisch leitend zu verbinden.

Description

Schutzvorrichtung zum Schutz eines elektrischen Verbrauchers
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Schutzvorrichtung zum Schutz eines elektrischen Verbrauchers, welcher der Schutzvorrichtung elektrisch nachgeschaltet ist, vor einem Kurzschlussstrom in einem Mehrphasenwechselstromnetz.
In einem elektrischen Energieversorgungsnetz kann ein Schutz vor einem elektrischen Kurzschluss aus sicherheitstechnischen Gründen erforderlich sein. Dieser Kurzschlussschutz kann mit einem strombegrenzenden Schaltelement, beispielsweise mit einer Sicherung und/oder einem Leistungsschutzschalter realisiert sein. Das strombegrenzende Schaltelement kann ausgebildet sein, bei einem Überschreiten eines Stromstärkegrenzwertes den elektrischen Stromfluss von dem elektrischen Energieversorgungsnetz zu einem elektrischen Verbraucher zu unterbinden.
Die effektive Schutzwirkung des strombegrenzenden Schaltelements wird mittels des Durchlassstroms, welcher den Maximalwert des elektrischen Stromes vor dem Begrenzen durch das strombegrenzende Schaltelement, und/oder mittels der Auslöseenergie, welche die notwendige Energiemenge für ein Auslösen des strombegrenzenden Schaltelements definiert, beschrieben. Die Schutzwirkung kann auf Grundlage von Anschlusswerten des elektrischen Energieversorgungsnetzes und/oder einer Impedanz, welche bei einem elektrischen Kurzschluss wirksam ist, unterschiedlich realisiert sein.
Bekannte Schutzvorrichtungen weisen den Nachteil auf, dass bei dem Überschreiten des Stromstärkegrenzwertes eines elektrischen Stroms, welcher nur kurzzeitig fließt, beispielsweise ein Anlaufstrom eines elektrischen Motors die Schutzvorrichtung auslöst, wobei eine Abschaltung der Stromversorgung nicht notwendig gewesen wäre. Ferner können bekannte Schutzvorrichtungen eine Latenzzeit zwischen dem Überschreiten des Stromstärkegrenzwertes und dem Unterbinden des elektrischen Stromflusses zu dem elektrischen Verbraucher aufweisen, wobei während dieser Latenzzeit die elektrische Stromstärke weiter ansteigen und außerhalb einer für den elektrischen Verbraucher zulässigen Maximalstromstärke liegen kann. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine effizientere Schutzvorrichtung zum Unterbinden eines Fließens eines Kurzschlussstroms zu einem elektrischen Verbraucher bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie der beiliegenden Figuren.
Die vorliegende Offenbarung basiert auf der Erkenntnis, dass die obige Aufgabe durch eine Schutzvorrichtung gelöst werden kann welche zumindest zwei voneinander elektrisch isolierte, elektrische Leitungen aufweist, welche elektrische Energie zu dem elektrischen Verbraucher liefern, wobei zwischen den elektrischen Leitungen bei Erreichen eines Stromstärkegrenzwertes in einer der elektrischen Leitungen, elektrisch verbunden werden, um ein Fließen des elektrischen Stromes mit einer Stromstärke oberhalb des Stromstärkegrenzwertes zu dem elektrischen Verbraucher zu unterbinden. Insbesondere fließt nach dem Herstellen der elektrisch leitenden Verbindung zwischen den zumindest zwei elektrischen Leitungen ein elektrischer Strom zwischen den elektrischen Leitungen und insbesondere nicht zu dem elektrischen Verbraucher. Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Offenbarung eine Schutzvorrichtung zum Schutz eines elektrischen Verbrauchers, welcher beispielsweise der Schutzvorrichtung elektrisch nachgeschaltet ist, vor einem Kurzschlussstrom. Die Schutzvorrichtung umfasst eine Leitungsanordnung mit einer ersten elektrischen Leitung und einer zweiten elektrischen Leitung zur Versorgung des elektrischen Verbrauchers mit elektrischer Energie, wobei die erste elektrische Leitung eine erste Leitungsengstelle mit einem reduzierten Leitungsquerschnitt und die zweite elektrische Leitung eine zweite Leitungsengstelle mit einem reduzierten Leitungsquerschnitt aufweisen, wobei die erste Leitungsengstelle und die zweite Leitungsengstelle aneinander angrenzend angeordnet sind. Weiterhin umfasst die Schutzvorrichtung zumindest eine Isolationsschicht, welche die erste Leitungsengstelle von der zweiten Leitungsengstelle elektrisch isoliert, wobei die zumindest eine Isolationsschicht temperaturabhängig thermisch zerstörbar ist. Die erste Leitungsengstelle und/oder die zweite Leitungsengstelle sind durch einen Stromfluss elektrisch erwärmbar und die zumindest eine Isolationsschicht ist thermisch beaufschlagbar, um die zumindest eine Isolationsschicht bei Erreichen einer vorbestimmten Stromstärke des Stroms durch die Leitungsanordnung thermisch zu zerstören und dadurch die erste elektrische Leitung mit der zweiten elektrischen Leitung elektrisch leitend zu verbinden.
Es kann insbesondere vorteilhaft sein, die Versorgung des elektrischen Verbrauchers mit elektrischer Energie zu unterbinden, falls ein elektrischer Strom mit einer Stromstärke außerhalb eines Toleranzbereichs des elektrischen Verbrauchers fließt. Dies kann insbesondere bei einem elektrischen Kurzschluss und/oder Erdschlusses gegeben sein. Die erfindungsgemäße Schutzvorrichtung kann mittels der elektrischen Verbindung zwischen den zwei elektrischen Leitungen eine Bypass-Verbindung zum Ableiten des Kurzschlussstroms bereitstellen. Der Kurzschlussstrom fließt über die Bypass-Verbindung und nicht zu dem elektrischen Verbraucher. Eine der Schutzvorrichtung elektrisch vorgeschaltete Abschaltvorrichtung, welche insbesondere mit einer Verzögerung gegenüber der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung auslöst, kann den Kurzschlussstrom aufnehmen und beispielsweise eine der elektrischen Leitungen unterbrechen, um den Stromfluss zu dem elektrischen Verbraucher zu unterbinden.
Die elektrischen Leitungen können einen ohmschen Widerstand aufweisen, sodass eine elektrische Verlustleistung auftreten kann, welche in Wärme umgesetzt wird und die Temperatur der elektrischen Leitungen erhöht. Die Temperatur der Isolationsschicht kann durch Wärmeleitung von den elektrischen Leitungen zu der Isolationsschicht erhöht werden. Da die Verlustleistung proportional zu der Stromstärke des durch die elektrischen Leitungen fließenden elektrischen Stroms sein kann, kann vorteilhafterweise die Temperatur der elektrischen Leitungen als Maß für die Stromstärke des elektrischen Stroms genutzt werden.
Die Leitungsengstellen können zueinander mit einer mechanischen Spannung, insbesondere einer Druck- und/oder Biegespannung beaufschlagt sein, sodass nach einer thermischen Zerstörung der Isolationsschicht die Leitungsengstellen insbesondere durch zumindest teilweise Relaxation der mechanischen Spannung in direkten elektrischen Kontakt gebracht werden können. Weiterhin kann ein elektrischer Kontakt zwischen den Leitungsengstellen durch einen Funkenüberschlag, insbesondere in Form eines Lichtbogens zwischen den Leitungsengstellen hergestellt sein. Dies kann durch das Fließen des Kurzschlussstroms mit einer hohen Stromstärke, beispielsweise einer Stromstärke in dem Bereich von 500 A bis 1500 A oder in dem Bereich von 10 kA bis 100 kA realisiert sein. In einer Ausführungsform ist die zumindest eine Isolationsschicht durch eine Ummantelung der ersten elektrischen Leitung und/oder der zweiten elektrischen Leitung gebildet. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Isolationsschicht die zumindest eine elektrische Leitung vor Berührung und/oder vor elektrischem Kontakt mit einem weiteren Leiter schützt. Die Isolationsschicht kann ferner beide elektrische Leitungen und/oder weitere elektrische Leitungen umschließen und diese dadurch elektrisch voneinander trennen. In einer Ausführungsform schmilzt und/oder verdampft die zumindest eine Isolationsschicht bei Erreichen einer vorbestimmten Temperatur der zumindest einen Isolationsschicht. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass mit der Schmelztemperatur der Isolationsschicht eine elektrische Leistungsmenge definiert sein kann, welche von den elektrischen Leitungen transportiert wird, bei welcher das Bilden einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen den elektrischen Leitungen vorgesehen ist. Die elektrische Leistungsmenge kann durch eine Zeitdauer und die Stromstärke, des durch die elektrischen Leitungen fließenden elektrischen Stroms definiert sein.
Das Verdampfen und/oder Schmelzen der Isolationsschicht kann ein nicht reversibler Prozess sein, sodass zwischen den Leitungsengstellen nach einem Schmelzen und/oder Verdampfen der Isolationsschicht die Isolationsschicht nicht mehr vorhanden ist. Eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Leitungsengstellen kann durch einen direkten Kontakt der Leitungsengstellen oder durch einen Funkenüberschlag, respektive Lichtbogen zwischen den Leitungsengstellen realisiert sein.
In einer Ausführungsform ist mittels einer auswählbaren Charakteristik, insbesondere einer Dicke, der zumindest einen Isolationsschicht ein Zeitintervall vorbestimmt, nach welchem die zumindest eine Isolationsschicht bei Erreichen der vorbestimmten Temperatur durch die erste Leitungsengstelle und/oder die zweite Leitungsengstelle, elektrisch leitend und/oder zerstört ist. Die vorbestimmte Temperatur kann beispielsweise 260°C betragen oder darüber liegen, wobei die Isolationsschicht gegenüber Temperaturen unterhalb von beispielsweise 155°C unverändert die elektrische Isolierung der Leitungsengstellen realisiert. Dieses Temperaturverhalten kann beispielsweise mit einer Isolationsschicht bestehend aus einem Isolierlack und/oder einem Kunststoff, insbesondere einem Polyurethan realisiert sein. Durch die temperaturabhängige Zerstörung der Isolationsschicht respektive Herstellung einer leitfähigen Verbindung zwischen der ersten Leitungsengstelle und der zweiten Leitungsengstelle, kann über den Querschnitt der Leitungsengstellen und/oder der Dicke der Isolationsschicht das Zeitintervall nach dem eine leitende Verbindung zwischen den elektrischen Leitungen hergestellt ist, eingestellt werden. Je größer die Querschnittsfläche der Leitungsengstellen, desto kleiner kann der elektrische Widerstand sein und desto kleiner ist die elektrische Verlustleistung, die bei Durchfließen der Leitungsengstellen in Wärme umgewandelt wird. Mit einer geringeren Wärmemenge kann die Temperatur der Isolationsschicht geringer sein. Dadurch kann über die Querschnittsfläche der Leitungsengstellen vorteilhafterweise die maximal mögliche Stromstärke eines durch die elektrischen Leitungen fließenden elektrischen Stroms eingestellt werden, bei welcher die Isolationsschicht zerstört wird. Ferner kann durch die Dicke der Isolationsschicht die Zeitdauer eingestellt werden, welche benötigt wird, um die Isolationsschicht zu zerstören. Dies erreicht den Vorteil, dass mit einer Dicke der Isolationsschicht eine Latenzzeit zwischen dem Fließen eines elektrischen Stroms durch die elektrischen Leitungen mit einer vorbestimmten Stromstärke und der thermischen Zerstörung der Isolationsschicht eingestellt werden kann.
In einer Ausführungsform sind die erste Leitungsengstelle und die zweite Leitungsengstelle unbeweglich ausgebildet, um eine Abstoßung der ersten Leitungsengstelle und der zweiten Leitungsengstelle voneinander zu unterbinden. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Leitungsengstellen einen festen Abstand zueinander aufweisen, sodass beispielsweise ein Funkenüberschlag zwischen den Leitungsengstellen bei einer vorbestimmten Stromstärke und/oder Spannung eines durch die Leitungsengstellen fließenden Stroms realisiert sein kann. Der Stromfluss durch die Leitungsengstellen kann ferner eine Lorentzkraft hervorrufen, welche eine Abstoßung der Leitungsengstellen voneinander hervorrufen kann. Diese Abstoßung kann durch die Fixierung der Leitungsengstellen vorteilhaft unterbunden werden.
In einer Ausführungsform umfasst die Schutzvorrichtung eine Leiterplatte, wobei die erste Leitungsengstelle und die zweite Leitungsengstelle auf der Leiterplatte fixiert sind. Die Leiterplatte kann ferner von der Isolationsschicht umschlossen sein, sodass lediglich an Eingangsanschlüssen und/oder Ausgangsanschlüssen der zwei elektrischen Leitungen jeweils eine elektrische Verbindung mit einer Zuleitung einer Versorgungsnetzanschlussleitung respektive einem elektrischen Verbraucher realisiert sein kann. Die Leiterplatte kann mittels der Isolationsschicht elektrisch isoliert und/oder vor Berührung geschützt sein.
In einer Ausführungsform ist die zumindest eine Isolationsschicht bei einem Fließen eines elektrischen Einschalt- und/oder Nennstroms durch die erste elektrische Leitung und/oder die zweite elektrische Leitung in einem vorbestimmten Zeitintervall, zerstörungsfrei ausgebildet, wobei die Stromstärke des elektrischen Einschalt- und/oder Nennstroms ein Vielfaches, insbesondere ein Fünffaches oder Zehnfaches der Stromstärke eines dauerhaft durch die erste elektrische Leitung und/oder die zweite elektrische Leitung fließenden elektrischen Stroms beträgt. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Schutzvorrichtung die Energieversorgung zu dem elektrischen Verbraucher bei dem Fließen eines zeitlich begrenzten Einschalt- und/oder Nennstroms aufrechterhält. Insbesondere wird die Energieversorgung nicht vorzeitig unterbrochen.
Ein dauerhaft durch die Schutzvorrichtung zu dem elektrischen Verbraucher fließender elektrischer Strom kann beispielsweise eine Stromstärke in dem Bereich von 1 A bis 100 A, insbesondere 6,5 A aufweisen, wobei die Stromstärke des elektrischen Nennstroms das Zehnfache der Stromstärke des dauerhaft fließenden elektrischen Stroms, insbesondere 65 A betragen kann. Der Einschaltstrom fließt während eines Zeitintervalls von 0,1 s bis 10 s, insbesondere 2 s, wobei während dieses Zeitintervalls die Isolationsschicht nicht thermisch zerstört sein kann. Insbesondere kann der Nennstrom zu verschiedenen, zeitlich beabstandeten Zeitpunkten fließen, ohne dass die Isolationsschicht thermisch zerstört wird.
In einer Ausführungsform ist die zumindest eine Isolationsschicht durch einen Isolationslack auf und/oder eine Ummantelung um die erste Leitungsengstelle und/oder die zweite Leitungsengstelle gebildet. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass beispielsweise bereits mit einer Isolationsschicht versehene elektrische Leitungen zur Herstellung der Leitungsengstellen genutzt werden können. Insbesondere können Wickeldrähte, welche mit einem Isolierlack und/oder einem Kunststoff beschichtet sind verwendet werden, welche eine vorbestimmte Temperatur- und/oder Spannungsfestigkeit aufweisen. Der Isolierlack kann beispielsweise ein Kupferlack sein, welcher auf einem Draht aufgebracht ist. Der Kunststoff kann insbesondere ein mehrstufiges Polyurethan sein.
Die Ummantelung kann ausgebildet sein die Leitungsengstellen und/oder die elektrischen Leitungen zumindest teilweise zu umschließen. Insbesondere kann durch eine umschließende elektrische Isolierung der elektrischen Leitungen und insbesondere der Leitungsengstellen mittels der Isolationsschicht eine Isolation realisiert sein
In einer Ausführungsform umfasst die Leitungsanordnung eine dritte elektrische Leitung, welche ausgebildet ist, den elektrischen Verbraucher mit elektrischer Energie zu versorgen, und eine dritte Leitungsengstelle aufweist, welche angrenzend an die erste Leitungsengstelle und/oder die zweite Leitungsengstelle angeordnet ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Schutzvorrichtung für Mehrphasenwechselstromnetze, insbesondere Drehstromnetze verwendbar ist, welche drei voneinander unterschiedliche Zuleitungen zur Versorgung des elektrischen Verbrauchers mit elektrischer Energie aufweisen. Die Zuleitungen können mit einem elektrischen Strom beaufschlagt werden, wobei jede Zuleitung eine von den weiteren Zuleitungen abweichende Phase aufweisen kann. In einer Ausführungsform sind die erste Leitungsengstelle, die zweite Leitungsengstelle und die dritte Leitungsengstelle angrenzend aneinander angeordnet. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass mit dem Fließen eines Kurzschlussstroms in einer der Leitungsengstellen eine elektrische Verbindung zwischen allen Leitungsengstellen hergestellt sein kann. Die Isolationsschicht zwischen den Leitungsengstellen kann durch das Fließen des Kurzschlussstroms zerstört sein, sodass die erste, zweite und dritte Leitungsengstelle elektrisch miteinander verbunden sein können.
In einer Ausführungsform ist die zumindest eine Isolationsschicht zwischen der ersten Leitungsengstelle, der zweiten Leitungsengstelle und der dritten Leitungsengstelle angeordnet, wobei die zumindest eine Isolationsschicht ausgebildet ist, die Leitungsengstellen jeweils von den weiteren Leitungsengstellen elektrisch zu isolieren. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass auch die dritte elektrische Leitung mit der dritten Leitungsengstelle von der ersten elektrischen Leitung und der zweiten elektrischen Leitung elektrisch isoliert sein kann. Die Isolationsschicht, welche insbesondere mit der ersten, zweiten und dritten Leitungsengstelle verbunden ist, kann ausgebildet sein, bei dem Fließen eines Kurzschlussstroms in einer der Leitungsengstellen eine elektrische Verbindung zwischen allen Leitungsengstellen zu realisieren. Die Isolationsschicht kann durch separate, benachbarte Leitungsisolierungen und/oder ein kontinuierliches Medium, in welches die Leitungsengstellen eingebettet sind, gebildet sein.
Die benachbarten Leitungsisolierungen können in mechanischem, insbesondere auch in wärmeleitendem Kontakt zueinander stehen, sodass eine thermische Beaufschlagung in einem Bereich der Leitungsisolierung mittels Wärmeleitung über die Leitungsisolierungen auch eine thermische Beaufschlagung der verbleibenden Leitungsisolierungen realisiert sein kann. Ebenso kann eine lokal beschränkte thermische Beaufschlagung der Isolationsschicht mittels Wärmeleitung in der Isolationsschicht eine thermische Beaufschlagung der gesamten Isolationsschicht oder zumindest weiterer Teilbereiche der Isolationsschicht realisieren. Die thermische Beaufschlagung der Isolationsschicht kann insbesondere durch einen Wärmetransport von den Leitungsengstellen zu der Isolationsschicht realisiert sein.
In einer Ausführungsform sind die erste Leitungsengstelle und die zweite Leitungsengstelle in einem ersten Kontaktbereich angrenzend aneinander, insbesondere gekreuzt angeordnet. Der erste Kontaktbereich kann insbesondere einen räumlich vorbestimmten Bereich für die thermische Zerstörung der Isolationsschicht darstellen, an welchem eine elektrische Verbindung mit der jeweils verbleibenden Leitungsengstelle realisiert werden kann. Insbesondere kann die Isolationsschicht in dem ersten Kontaktbereich eine in Bezug auf die weiteren Bereiche der Isolationsschicht abweichende Dicke und/oder Temperaturstabilität aufweisen, sodass eine thermische Zerstörung der Isolationsschicht lediglich in dem ersten Kontaktbereich realisiert sein kann, und die weiteren Bereiche der Isolationsschicht unabhängig von dem elektrischen Kontakt der Leitungsengstellen eine elektrisch isolierende Funktion in den weiteren Bereichen der Isolationsschicht aufrechterhält. In einer Ausführungsform ist die dritte Leitungsengstelle in einem zweiten Kontaktbereich angrenzend an die erste Leitungsengstelle und/oder die zweite Leitungsengstelle angeordnet und mittels der zumindest einen Isolationsschicht in dem zweiten Kontaktbereich von der ersten Leitungsengstelle und/oder der zweiten Leitungsengstelle elektrisch isoliert, wobei der erste Kontaktbereich und der zweite Kontaktbereich beabstandet voneinander angeordnet sind. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass eine elektrisch leitende Verbindung bei dem Fließen eines Kurzschlussstroms jeweils nur zwischen zwei Leitungsengstellen hergestellt wird, über welche der Kurzschlussstrom abfließen kann. Der Energietransport zu dem elektrischen Verbraucher kann über diejenige elektrische Leitung mit der jeweils verbleibenden, elektrisch isolierten Leitungsengstelle erhalten sein. Durch Wärmeleitung kann eine elektrische Verbindung zusätzlich in weiteren Kontaktbereichen realisiert sein. Insbesondere kann die elektrische Verbindung in den weiteren Kontaktbereichen nach einer Verzögerungszeit realisiert sein.
In einer Ausführungsform ist die dritte Leitungsengstelle in einem dritten Kontaktbereich angrenzend an die erste Leitungsengstelle und/oder die zweite Leitungsengstelle angeordnet und mittels der zumindest einen Isolationsschicht in dem dritten Kontaktbereich von der ersten Leitungsengstelle und/oder der zweiten Leitungsengstelle elektrisch isoliert, wobei der zweite Kontaktbereich und der dritte Kontaktbereich beabstandet zueinander angeordnet sind. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass für jede Kombination von zumindest zwei Leitungsengstellen der insgesamt drei Leitungsengstellen ein separater Kontaktbereich bereitgestellt ist, in welchem die elektrische Verbindung zwischen den zumindest zwei Leitungsengstellen realisiert sein kann. Mit der thermischen Zerstörung der Isolationsschicht an einer der Leitungsengstellen können in jeweils zwei Kontaktpunkten elektrisch leitende Verbindungen zu den jeweils anderen Leitungsengstellen realisiert sein. Beispielsweise kann das Fließen eines Kurzschlussstroms in der ersten Leitungsengstelle eine elektrische Verbindung zwischen der ersten Leitungsengstelle und der zweiten Leitungsengstelle in dem ersten Kontaktpunkt realisieren. Zusätzlich kann eine, insbesondere von der bestehenden elektrischen Verbindung zwischen der ersten Leitungsengstelle und der zweiten Leitungsengstelle beabstandet angeordnete, weitere elektrische Verbindung zwischen der ersten Leitungsengstelle und der dritten Leitungsengstelle in dem zweiten Kontaktpunkt realisiert sein. In einer Ausführungsform sind die erste Leitungsengstelle und/oder die zweite Leitungsengstelle wärmeleitfähig ausgebildet, um bei Überschreiten der vorbestimmten Temperatur an dem ersten Kontaktbereich ein Überschreiten der vorbestimmten Temperatur an dem zweiten Kontaktbereich und/oder an dem dritten Kontaktbereich zu realisieren. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass eine Kettenreaktion weitere elektrische Verbindung zwischen den Leitungsengstellen realisiert. Durch die Wärmeleitfähigkeit der Isolationsschicht kann die Isolationsschicht in weiteren Bereichen, welche beabstandet von dem primär thermisch beaufschlagten Bereich der Isolationsschicht angeordnet sind, ebenso thermisch beaufschlagt sein, wobei die Isolationsschicht in den weiteren Bereichen der Isolationsschicht ebenso verdampfen und/oder schmelzen kann, um eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den jeweiligen Leitungsengstellen herzustellen.
In einer Ausführungsform ist die zumindest eine Isolationsschicht mittels Umspritzen der ersten Leitungsengstelle und/oder der zweiten Leitungsengstelle herstellbar. Dadurch wird der Vorteil einer besonders effizienten Herstellung der Isolationsschicht erreicht. Insbesondere kann durch das Umspritzen eine individuelle Dicke der Isolationsschicht realisiert sein. Die Dicke der Isolationsschicht kann ferner in Abhängigkeit der Position der Leitungsengstellen dicker oder dünner ausgeprägt sein und/oder neben den Leitungsengstellen auch Bereiche der elektrischen Leitungen umfassen. Die elektrischen Leitungen können zumindest teilweise von der Isolationsschicht umschlossen sein.
In einer Ausführungsform weist die Leitungsanordnung für jede elektrische Leitung jeweils einen Eingangsanschluss und jeweils einen Ausgangsanschluss auf. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die jeweiligen elektrischen Leitungen mit unterschiedlichen elektrischen Potentialen und/oder unterschiedlichen elektrischen Strömen beaufschlagt werden können. Die unterschiedlichen elektrischen Ströme können insbesondere voneinander abweichende Phasen aufweisen.
Die Eingangsanschlüsse können eine trennbare elektrische Verbindung zwischen einer Zuleitung einer Versorgungsnetzanschlussleitung und der Schutzvorrichtung realisieren. In einer Ausführungsform bilden die Eingangsanschlüsse Kontaktstellen für eine nichtlösbare insbesondere gelötete, verschweißte oder verpresste Verbindung zwischen der Zuleitung und der Schutzvorrichtung.
Die Ausgangsanschlüsse können eine trennbare elektrische Verbindung zwischen der Schutzvorrichtung und dem elektrischen Verbraucher realisieren. In einer Ausführungsform bilden die Ausgangsanschlüsse Kontaktstellen für eine nichtlösbare insbesondere gelötete, verschweißte oder verpresste Verbindung zwischen der Schutzvorrichtung und dem elektrischen Verbraucher. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Offenbarung ein Schutzsystem zum Schutz eines elektrischen Verbrauchers vor einem Kurzschlussstrom. Das Schutzsystem umfasst eine Schutzvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt, welche dem elektrischen Verbraucher vorgeschaltet ist, wobei die Leitungsanordnung für die erste elektrische Leitung und die zweite elektrische Leitung jeweils einen Eingangsanschluss und jeweils einen Ausgangsanschluss aufweist. Weiterhin umfasst das Schutzsystem eine Versorgungsnetzanschlussleitung zur Versorgung des elektrischen Verbrauchers mit elektrischer Energie, welche zumindest zwei elektrische Zuleitungen zum Transport von elektrischer Energie zu dem elektrischen Verbraucher umfasst, wobei die elektrischen Zuleitungen jeweils mit einem der Eingangsanschlüsse der Leitungsanordnung elektrisch verbindbar sind, und eine Abschaltvorrichtung, welche der Schutzvorrichtung vorgeschaltet und ausgebildet ist, die elektrische Verbindung zwischen der Versorgungsnetzanschlussleitung und der Schutzvorrichtung bei Vorliegen einer elektrischen Verbindung zwischen der ersten elektrischen Leitung und der zweiten elektrischen Leitung zu unterbrechen, um bei einem Fließen eines elektrischen Kurzschlussstroms durch die Schutzvorrichtung den Transport von elektrischer Energie zu der Schutzvorrichtung zu unterbinden, wobei der elektrische Verbraucher an die Ausgangsanschlüsse der Schutzvorrichtung anschließbar ist. Nachdem eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der ersten Leitungsengstelle und der zweiten Leitungsengstelle hergestellt ist, kann ein Kurzschlussstrom mit einer Stromstärke, welche außerhalb eines Toleranzbereichs der Schutzvorrichtung liegt durch die Leitungsengstellen fließen, wobei durch den ohmschen Widerstand der Leitungsengstellen eine Verlustleistung, insbesondere in Form von Wärme in der Schutzvorrichtung generiert wird. Mit der Abschaltvorrichtung kann das Fließen des Kurzschlussstroms unterbunden werden.
Die Abschaltvorrichtung kann den Stromfluss insbesondere nach einem vorbestimmten Zeitintervall, nachdem die Isolationsschicht thermisch zerstört ist, unterbinden. Die Isolationsschicht kann beispielsweise in einem Zeitintervall von 0.1 ms bis 5 ms nach Beginn des Fließens des Kurzschlussstroms thermisch zerstört sein und eine elektrische Verbindung zwischen den Leitungsengstellen herstellen. Die Abschaltvorrichtung kann beispielsweise nach einem Zeitintervall von 5 ms bis 15 ms nach Beginn des Fließens des Kurzschlussstroms eine Trennung der elektrischen Verbindung zwischen der Versorgungsnetzanschlussleitung und der Schutzvorrichtung realisieren. Die Stromstärke des Kurzschlussstroms kann während der zuvor genannten Zeitintervalle insbesondere kontinuierlich steigen, sodass die Stromstärke des durch die Schutzvorrichtung fließenden elektrischen Stroms größer, insbesondere um den Faktor 2, 6 oder 10 größer, sein kann als eine initiale Stromstärke, bei welcher eine elektrische Verbindung zwischen den Leitungsengstellen hergestellt ist und welche zu dem elektrischen Verbraucher geflossen ist.
Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsformen;
Fig. 2 ein Schutzsystem gemäß einer Ausführungsform; und Fig. 3 eine Schutzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Schutzvorrichtung 100 zum Schutz eines elektrischen Verbrauchers, welcher der Schutzvorrichtung 100 elektrisch nachgeschaltet ist. Die Schutzvorrichtung 100 umfasst eine Leitungsanordnung 101 mit einer ersten elektrischen Leitung 103 und einer zweiten elektrischen Leitung 105 zur Versorgung des elektrischen Verbrauchers mit elektrischer Energie. Die erste elektrische Leitung 103 weist eine erste Leitungsengstelle 107 mit einem reduzierten Leitungsquerschnitt auf und die zweite elektrische Leitung 105 weist eine zweite Leitungsengstelle 109 mit einem reduzierten Leitungsquerschnitt auf. Die erste Leitungsengstelle 107 und die zweite Leitungsengstelle 109 sind aneinander angrenzend angeordnet. Ferner umfasst die Schutzvorrichtung 100 zumindest eine Isolationsschicht 1 1 1 , welche die erste Leitungsengstelle 107 von der zweiten Leitungsengstelle 109 elektrisch isoliert, wobei die zumindest eine Isolationsschicht 1 1 1 temperaturabhängig thermisch zerstörbar ist. Die erste Leitungsengstelle 107 und/oder die zweite Leitungsengstelle 109 sind durch einen Stromfluss elektrisch erwärmbar und die zumindest eine Isolationsschicht 1 1 1 ist thermisch beaufschlagbar, um die zumindest eine Isolationsschicht 1 1 1 bei Erreichen einer vorbestimmten Stromstärke des Stroms durch die Leitungsanordnung 101 thermisch zu zerstören und dadurch die erste elektrische Leitung 103 mit der zweiten elektrischen Leitung 105 elektrisch leitend zu verbinden. Die zumindest eine Isolationsschicht 1 1 1 ist durch eine Ummantelung der ersten elektrischen Leitung und der zweiten elektrischen Leitung 105 gebildet. Die zumindest eine Isolationsschicht 1 1 1 ist weiterhin gegenüber einem Fließen eines elektrischen Einschalt- und/oder Nennstroms durch die erste elektrische Leitung 103 und/oder die zweite elektrische Leitung 105 in einem vorbestimmten Zeitintervall, zerstörungsfrei ausgebildet. Die Stromstärke des elektrischen Einschalt- und/oder Nennstroms ein Vielfaches, insbesondere ein Fünffaches oder Zehnfaches der Stromstärke eines dauerhaft durch die erste elektrische Leitung 103 und/oder die zweite elektrische Leitung 105 fließenden elektrischen Stroms beträgt.
Die erste Leitungsengstelle 107 und die zweite Leitungsengstelle 109 sind unbeweglich ausgebildet, um eine Abstoßung der ersten Leitungsengstelle 107 und der zweiten Leitungsengstelle 109 voneinander zu unterbinden. Die Leitungsanordnung 101 umfasst ferner eine dritte elektrische Leitung 1 13, welche ausgebildet ist, den elektrischen Verbraucher mit elektrischer Energie zu versorgen, und eine dritte Leitungsengstelle 1 15 aufweist, welche angrenzend an die erste Leitungsengstelle 107 und/oder die zweite Leitungsengstelle 109 angeordnet ist.
Die zumindest eine Isolationsschicht 1 1 1 ist zwischen der ersten Leitungsengstelle 107, der zweiten Leitungsengstelle 109 und der dritten Leitungsengstelle 1 15 angeordnet, wobei die zumindest eine Isolationsschicht 1 1 1 ausgebildet ist, die Leitungsengstellen 107, 109, 1 15 jeweils von den weiteren Leitungsengstellen elektrisch zu isolieren. So ist die erste Leitungsengstelle 107 von der zweiten Leitungsengstelle 109 und der dritten Leitungsengstelle 1 15 mittels der zumindest einen Isolationsschicht 1 1 1 elektrisch isoliert und die zweite Leitungsengstelle 109 ist von der dritten Leitungsengstelle 1 15 elektrisch isoliert.
Die erste Leitungsengstelle 107 und die zweite Leitungsengstelle 109 sind in einem ersten Kontaktbereich 1 17 angrenzend aneinander, insbesondere gekreuzt angeordnet. Die dritte Leitungsengstelle 1 15 ist in einem zweiten Kontaktbereich 1 19 angrenzend an die erste Leitungsengstelle 107 angeordnet und mittels der zumindest einen Isolationsschicht 1 1 1 in dem zweiten Kontaktbereich 1 19 von der ersten Leitungsengstelle 107 elektrisch isoliert. Der erste Kontaktbereich 1 17 und der zweite Kontaktbereich 1 19 sind beabstandet voneinander angeordnet. Die dritte Leitungsengstelle 1 15 ist in einem dritten Kontaktbereich 121 angrenzend an die zweite Leitungsengstelle 109 angeordnet und mittels der zumindest einen Isolationsschicht 1 1 1 in dem dritten Kontaktbereich 121 von der zweiten Leitungsengstelle 109 elektrisch isoliert, wobei der zweite Kontaktbereich 1 19 und der dritte Kontaktbereich 121 beabstandet zueinander angeordnet sind. Ferner ist der dritte Kontaktbereich 121 beabstandet von dem ersten Kontaktbereich 1 17 angeordnet.
Die erste Leitungsengstelle 107, die zweite Leitungsengstelle 109 und/oder die dritte Leitungsengstelle 1 15 sind wärmeleitfähig ausgebildet, um bei Überschreiten der vorbestimmten Temperatur an dem ersten Kontaktbereich 1 17 ein Überschreiten der vorbestimmten Temperatur an dem zweiten Kontaktbereich 1 19 und/oder dem dritten Kontaktbereich 121 zu realisieren.
Die Leitungsanordnung 101 weist für jede elektrische Leitung 103, 105, 1 13 jeweils einen Eingangsanschluss 123, 125, 127 und jeweils einen Ausgangsanschluss 129, 131 , 133 auf. An die Eingangsanschlüsse 123, 125, 127 kann jeweils eine elektrische Zugangsleitung einer Versorgungsnetzanschlussleitung angeschlossen werden, und an die Ausgangsanschlüsse 129, 131 , 133 kann jeweils ein elektrischer Verbraucher oder ein Anschluss eines elektrischen Verbrauchers angeschlossen werden.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Schutzsystems 200 zum Schutz eines elektrischen Verbrauchers 203 vor einem Kurzschlussstrom. Das Schutzsystem 200 umfasst eine Schutzvorrichtung 100, welche dem elektrischen Verbraucher 203 vorgeschaltet ist. Die Schutzvorrichtung 100 umfasst eine Leitungsanordnung 101 mit einer ersten elektrischen Leitung 103 und einer zweiten elektrischen Leitung 105 zur Versorgung des elektrischen Verbrauchers 203 mit elektrischer Energie. Die erste elektrische Leitung 103 weist eine erste Leitungsengstelle 107 mit einem reduzierten Leitungsquerschnitt auf und die zweite elektrische Leitung 105 weist eine zweite Leitungsengstelle 109 mit einem reduzierten Leitungsquerschnitt auf. Die erste Leitungsengstelle 107 und die zweite Leitungsengstelle 109 sind aneinander angrenzend angeordnet, wobei die Leitungsanordnung 101 für die erste elektrische Leitung 103 und die zweite elektrische Leitung 105 jeweils einen Eingangsanschluss 123, 125, 127 und jeweils einen Ausgangsanschluss 129, 131 , 133 aufweist.
Weiterhin umfasst die Schutzvorrichtung 100 zumindest eine Isolationsschicht 1 1 1 , welche die erste Leitungsengstelle 107 von der zweiten Leitungsengstelle 109 elektrisch isoliert, wobei die zumindest eine Isolationsschicht 1 1 1 temperaturabhängig thermisch zerstörbar ist. Die erste Leitungsengstelle 107 und/oder die zweite Leitungsengstelle 109 sind durch einen Stromfluss elektrisch erwärmbar und die zumindest eine Isolationsschicht 1 1 1 ist thermisch beaufschlagbar, um die zumindest eine Isolationsschicht 1 1 1 bei Erreichen einer vorbestimmten Stromstärke des Stroms durch die Leitungsanordnung 101 thermisch zu zerstören und dadurch die erste elektrische Leitung 103 mit der zweiten elektrischen Leitung 105 elektrisch leitend zu verbinden.
Ferner umfasst das Schutzsystem 200 eine Versorgungsnetzanschlussleitung 205 zur Versorgung des elektrischen Verbrauchers 203 mit elektrischer Energie, welche zumindest drei elektrische Zuleitungen 207, 209, 213 zum Transport von elektrischer Energie zu dem elektrischen Verbraucher 203 umfasst, wobei die elektrischen Zuleitungen 207, 209, 213 jeweils mit einem der Eingangsanschlüsse 123, 125, 127 der Leitungsanordnung 101 elektrisch verbindbar sind. Das Schutzsystem 200 umfasst weiterhin eine Abschaltvorrichtung 21 1 , welche der Schutzvorrichtung 100 vorgeschaltet und ausgebildet ist, die elektrische Verbindung zwischen der Versorgungsnetzanschlussleitung 205 und der Schutzvorrichtung 100 bei Vorliegen einer elektrischen Verbindung zwischen der ersten elektrischen Leitung 103 und der zweiten elektrischen Leitung 105 zu unterbrechen, um bei einem Fließen eines elektrischen Kurzschlussstroms durch die Schutzvorrichtung 100 den Transport von elektrischer Energie zu der Schutzvorrichtung 100 zu unterbinden. Der elektrische Verbraucher 203 ist an die Ausgangsanschlüsse 129, 131 , 133 der Schutzvorrichtung 100 anschließbar. Die Schutzvorrichtung 100 umfasst ferner eine Leiterplatte 201 , wobei die erste Leitungsengstelle 107, die zweite Leitungsengstelle 109 und/oder die dritte Leitungsengstelle 1 15 auf der Leiterplatte 201 fixiert sind.
Die erste Leitungsengstelle 107, die zweite Leitungsengstelle 109 und die dritte Leitungsengstelle 1 15 sind angrenzend aneinander angeordnet. Insbesondere kreuzen sich die Leitungsengstellen 107, 109, 1 15 in dem ersten Kontaktbereich 1 17, wobei die Leitungsengstellen in dem ersten Kontaktbereich 1 17 mittels der zumindest einen Isolationsschicht 1 1 1 jeweils voneinander elektrisch isoliert sind. Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung der Schutzvorrichtung 100 zum Schutz eines elektrischen Verbrauchers, welcher der Schutzvorrichtung 100 elektrisch nachgeschaltet ist, vor einem Kurzschlussstrom. Die Schutzvorrichtung 100 umfasst eine Leitungsanordnung 101 mit einer ersten elektrischen Leitung 103 und einer zweiten elektrischen Leitung 105 zur Versorgung des elektrischen Verbrauchers mit elektrischer Energie. Die erste elektrische Leitung 103 weist eine erste Leitungsengstelle 107 mit einem reduzierten Leitungsquerschnitt auf und die zweite elektrische Leitung 105 weist eine zweite Leitungsengstelle 109 mit einem reduzierten Leitungsquerschnitt auf. Die erste Leitungsengstelle 107 und die zweite Leitungsengstelle 109 sind aneinander angrenzend angeordnet. Ferner umfasst die Schutzvorrichtung 100 zumindest eine Isolationsschicht 1 1 1 , welche die erste Leitungsengstelle 107 von der zweiten Leitungsengstelle 109 elektrisch isoliert, wobei die zumindest eine Isolationsschicht 1 1 1 temperaturabhängig thermisch zerstörbar ist. Die erste Leitungsengstelle 107 und/oder die zweite Leitungsengstelle 109 sind durch einen Stromfluss elektrisch erwärmbar und die zumindest eine Isolationsschicht 1 1 1 ist thermisch beaufschlagbar, um die zumindest eine Isolationsschicht 1 1 1 bei Erreichen einer vorbestimmten Stromstärke des Stroms durch die Leitungsanordnung 101 thermisch zu zerstören und dadurch die erste elektrische Leitung 103 mit der zweiten elektrischen Leitung 105 elektrisch leitend zu verbinden.
Die zumindest eine Isolationsschicht 1 1 1 ist durch eine Ummantelung um die erste Leitungsengstelle 107, die zweite Leitungsengstelle 109 und/oder die dritte Leitungsengstelle 1 15 gebildet. Insbesondere umschließt die zumindest eine Isolationsschicht 1 1 1 die Leiterplatte 201 .
Die Leitungsanordnung 101 umfasst eine dritte elektrische Leitung 1 13, wobei die elektrischen Leitungen 103, 105, 1 13 an einem ersten Ende der elektrischen Leitungen 103, 105, 1 13 jeweils einen Eingangsanschluss 123, 125, 127 aufweisen und an einem zweiten Ende der elektrischen Leitungen 103, 105, 1 13 jeweils einen Ausgangsanschluss 129, 131 , 133 aufweisen. Die Leitungsanordnung 101 ist ausgebildet elektrische Energie in Form eines elektrischen Wechselstroms mit einer elektrischen Spannung mittels der elektrischen Leitungen 103, 105, 1 13 von einem Versorgungsnetzleitungsanschluss zu einem elektrischen Verbraucher zu transportieren. Insbesondere wird über die elektrischen Leitungen 103, 105, 1 13 ein Wechselstrom übertragen, welcher in Bezug auf die jeweils anderen elektrischen Leitungen eine abweichende Phase aufweist. Die Phase kann insbesondere zwischen der ersten elektrischen Leitung 107 und der zweiten elektrischen Leitung 109 um 30° verschoben sein und zwischen der zweiten elektrischen Leitung 109 und der dritten elektrischen Leitung 1 13 um weitere 30° verschoben sein, sodass ein Phasenunterschied von 60° zwischen der ersten elektrischen Leitung 107 und der dritten elektrischen Leitung 1 13 realisiert ist.
Bezugszeichenliste
100 Schutzvorrichtung
101 Leitungsanordnung
103 Erste elektrische Leitung
105 Zweite elektrische Leitung
107 Erste Leitungsengstelle
109 Zweite Leitungsengstelle
1 1 1 Isolationsschicht
1 13 Dritte elektrische Leitung
1 15 Dritte Leitungsengstelle
1 17 Erster Kontaktbereich
1 19 Zweiter Kontaktbereich
121 Dritter Kontaktbereich
123 Eingangsanschluss
125 Eingangsanschluss
127 Eingangsanschluss
129 Ausgangsanschluss
131 Ausgangsanschluss
133 Ausgangsanschluss
200 Schutzsystem
201 Leiterplatte
203 Elektrischer Verbraucher
205 Versorgungsnetzanschlussleitung
207 Elektrische Zuleitung
209 Elektrische Zuleitung
21 1 Abschaltvorrichtung
213 Elektrische Zuleitung

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 . Schutzvorrichtung (100) zum Schutz eines elektrischen Verbrauchers, welcher der Schutzvorrichtung (100) elektrisch nachgeschaltet ist, vor einem Kurzschlussstrom, mit: einer Leitungsanordnung (101 ) mit einer ersten elektrischen Leitung (103) und einer zweiten elektrischen Leitung (105) zur Versorgung des elektrischen Verbrauchers mit elektrischer Energie, wobei die erste elektrische Leitung (103) eine erste Leitungsengstelle (107) mit einem reduzierten Leitungsquerschnitt und die zweite elektrische Leitung (105) eine zweite Leitungsengstelle (109) mit einem reduzierten Leitungsquerschnitt aufweisen, wobei die erste Leitungsengstelle (107) und die zweite Leitungsengstelle (109) aneinander angrenzend angeordnet sind; und zumindest einer Isolationsschicht (1 1 1 ), welche die erste Leitungsengstelle (107) von der zweiten Leitungsengstelle (109) elektrisch isoliert, wobei die zumindest eine Isolationsschicht (1 1 1 ) temperaturabhängig thermisch zerstörbar ist; wobei die erste Leitungsengstelle (107) und die zweite Leitungsengstelle (109) durch einen Stromfluss elektrisch erwärmbar und die zumindest eine Isolationsschicht (1 1 1 ) thermisch beaufschlagbar ist, um die zumindest eine Isolationsschicht (1 1 1 ) bei Erreichen einer vorbestimmten Stromstärke des Stroms durch die Leitungsanordnung (101 ) thermisch zu zerstören und dadurch die erste elektrische Leitung (103) mit der zweiten elektrischen Leitung (105) elektrisch leitend zu verbinden.
2. Schutzvorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Isolationsschicht (1 1 1 ) durch eine Ummantelung der ersten elektrischen Leitung (107) und/oder der zweiten elektrischen Leitung (109) gebildet ist.
3. Schutzvorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Isolationsschicht (1 1 1 ) bei Erreichen einer vorbestimmten Temperatur der zumindest einen Isolationsschicht (1 1 1 ) schmilzt und/oder verdampft.
4. Schutzvorrichtung (100) nach Anspruch 3, wobei mittels einer auswählbaren Charakteristik, insbesondere einer Dicke, der zumindest einen Isolationsschicht (1 1 1 ) ein Zeitintervall vorbestimmt ist, nach welchem die zumindest eine Isolationsschicht bei Erreichen der vorbestimmten Temperatur durch die erste Leitungsengstelle (107) und/oder die zweite Leitungsengstelle (109), elektrisch leitend und/oder zerstört ist.
5. Schutzvorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Leitungsengstelle (107) und die zweite Leitungsengstelle (109) unbeweglich ausgebildet sind, um eine Abstoßung der ersten Leitungsengstelle (107) und der zweiten Leitungsengstelle (109) voneinander zu unterbinden.
6. Schutzvorrichtung (100) nach Anspruch 5, mit einer Leiterplatte (201 ), wobei die erste Leitungsengstelle (107) und die zweite Leitungsengstelle (109) auf der Leiterplatte (201 ) fixiert sind.
7. Schutzvorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Isolationsschicht (1 1 1 ) bei einem Fließen eines elektrischen Einschalt- und/oder Nennstroms durch die erste elektrische Leitung (103) und/oder die zweite elektrische Leitung (105) in einem vorbestimmten Zeitintervall, zerstörungsfrei ausgebildet ist, wobei die Stromstärke des elektrischen Einschalt- und/oder Nennstroms ein Vielfaches, insbesondere ein Fünffaches oder Zehnfaches der Stromstärke eines dauerhaft durch die erste elektrische Leitung (103) und/oder die zweite elektrische Leitung (105) fließenden elektrischen Stroms beträgt.
8. Schutzvorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Isolationsschicht (1 1 1 ) durch einen Isolationslack auf und/oder eine Ummantelung um die erste Leitungsengstelle (107) und/oder die zweite Leitungsengstelle (109) gebildet ist.
9. Schutzvorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Leitungsanordnung (101 ) eine dritte elektrische Leitung (1 13) umfasst, welche ausgebildet ist, den elektrischen Verbraucher mit elektrischer Energie zu versorgen, und eine dritte Leitungsengstelle (1 15) aufweist, welche angrenzend an die erste Leitungsengstelle (107) und/oder die zweite Leitungsengstelle (109) angeordnet ist.
10. Schutzvorrichtung (100) nach Anspruch 9, wobei die erste Leitungsengstelle (107), die zweite Leitungsengstelle (109) und die dritte Leitungsengstelle (1 15) angrenzend aneinander angeordnet sind.
1 1 . Schutzvorrichtung (100) nach Anspruch 9 oder 10, wobei die zumindest eine Isolationsschicht (1 1 1 ) zwischen der ersten Leitungsengstelle (107), der zweiten Leitungsengstelle (109) und der dritten Leitungsengstelle (1 15) angeordnet ist, wobei die zumindest eine Isolationsschicht (1 1 1 ) ausgebildet ist, die Leitungsengstellen (107, 109, 1 15) jeweils von den weiteren Leitungsengstellen elektrisch zu isolieren.
12. Schutzvorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Leitungsengstelle (107) und die zweite Leitungsengstelle (109) in einem ersten Kontaktbereich (1 17) angrenzend aneinander, insbesondere gekreuzt angeordnet sind.
13. Schutzvorrichtung (100) nach Anspruch 1 1 oder 12, wobei die dritte Leitungsengstelle (1 15) in einem zweiten Kontaktbereich (1 19) angrenzend an die erste Leitungsengstelle (107) und/oder die zweite Leitungsengstelle (109) angeordnet ist und mittels der zumindest einen Isolationsschicht (1 1 1 ) in dem zweiten Kontaktbereich (1 19) von der ersten Leitungsengstelle (107) und/oder der zweiten Leitungsengstelle (109) elektrisch isoliert ist, wobei der erste Kontaktbereich (1 17) und der zweite Kontaktbereich (1 19) beabstandet voneinander angeordnet sind.
14. Schutzvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei die dritte Leitungsengstelle (1 15) in einem dritten Kontaktbereich (121 ) angrenzend an die erste Leitungsengstelle (107) und/oder die zweite Leitungsengstelle (109) angeordnet ist und mittels der zumindest einen Isolationsschicht (1 1 1 ) in dem dritten Kontaktbereich (121 ) von der ersten Leitungsengstelle (107) und/oder der zweiten Leitungsengstelle (109) elektrisch isoliert ist, wobei der zweite Kontaktbereich (1 19) und der dritte Kontaktbereich (121 ) beabstandet zueinander angeordnet sind.
15. Schutzvorrichtung (100) nach Anspruch 14, wobei die erste Leitungsengstelle (107) und/oder die zweite Leitungsengstelle (109) wärmeleitfähig ausgebildet sind, um bei Überschreiten der vorbestimmten Temperatur an dem ersten Kontaktbereich (1 17) ein Überschreiten der vorbestimmten Temperatur an dem zweiten Kontaktbereich (1 19) und/oder dem dritten Kontaktbereich (121 ) zu realisieren.
16. Schutzvorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Isolationsschicht (1 1 1 ) mittels Umspritzen der ersten Leitungsengstelle (107) und/oder der zweiten Leitungsengstelle (109) herstellbar ist.
17. Schutzvorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Leitungsanordnung (101 ) für jede elektrische Leitung (103, 105, 1 13) jeweils einen Eingangsanschluss (123, 125, 127) und jeweils einen Ausgangsanschluss (129, 131 , 133) aufweist.
18. Schutzsystem (200) zum Schutz eines elektrischen Verbrauchers (203) vor einem Kurzschlussstrom, mit: einer Schutzvorrichtung (100), nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 17, wobei die Leitungsanordnung (101 ) für die erste elektrische Leitung (103) und die zweite elektrische Leitung (105) jeweils einen Eingangsanschluss (123, 125, 127) und jeweils einen Ausgangsanschluss (129, 131 , 133) aufweist; einer Versorgungsnetzanschlussleitung (205) zur Versorgung des elektrischen Verbrauchers (203) mit elektrischer Energie, welche zumindest zwei elektrische Zuleitungen (207, 209) zum Transport von elektrischer Energie zu dem elektrischen Verbraucher (203) umfasst, wobei die elektrischen Zuleitungen (207,209) jeweils mit einem der Eingangsanschlüsse (123, 125, 127) der Leitungsanordnung (101 ) elektrisch verbindbar sind; und einer Abschaltvorrichtung (21 1 ), welche der Schutzvorrichtung (100) vorgeschaltet und ausgebildet ist, die elektrische Verbindung zwischen der Versorgungsnetzanschlussleitung (205) und der Schutzvorrichtung (100) bei Vorliegen einer elektrischen Verbindung zwischen der ersten elektrischen Leitung (103) und der zweiten elektrischen Leitung (105) zu unterbrechen, um bei einem Fließen eines elektrischen Kurzschlussstroms durch die Schutzvorrichtung (100) den Transport von elektrischer Energie zu der Schutzvorrichtung (100) zu unterbinden, wobei der elektrische Verbraucher (203) an die Ausgangsanschlüsse (129, 131 , 133) der Schutzvorrichtung (100) anschließbar ist.
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