[0001] Die Erfindung betrifft eine Überspannungsableiter-Anordnung zum Einsatz in industriellen
Sammelschienen-Verteilersystemen und mit derartigen Systemen ausgerüsteten Schaltanlagen
mit interner induktivitätsarmer und stoßstromfester Verdrahtung sowie einer als Gehäusebestandteil
ausgeführten Trägerplatte gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] Überspannungen, wie sie in Schaltanlagen auftreten, können mit üblichen Schutzkomponenten,
wie z.B. Folgestrom-löschfähigen Funkenstrecken oder Varistorableitern auf ein verträgliches
Spannungsniveau reduziert werden. Allerdings ist die Konzeption herkömmlicher Schutzgeräte
prinzipiell wenig geeignet, da sie im Regelfall für ein anderes Installationsumfeld,
in dem Kabelanschlüsse die gängige Anschlusstechnik darstellen, ausgelegt sind.
Werden derartige Geräte in demgegenüber veränderten Umfeld einer Sammelschienenanlage
eingesetzt, können z.B. über die Impedanzen von Anschlussleitungen oder Kontaktübergangs-Widerstände
ihrer nicht angepassten Anschlusstechnik zusätzliche Überspannungen entstehen, die
einem ansonsten erreichbaren Schutzniveau abträglich sind.
[0003] Industrielle Sammelschienen-Verteilersysteme und derartige Schaltanlagen wiesen zu
ansonsten üblichen Gebäude-Verteileranlagen eine andere Konzeption auf. Dies ist dadurch
bedingt, dass in diesen Schaltanlagen eine erste Aufteilung des Hauptstromkreises
der Stromquelle in Einzelstromkreise erfolgt, an deren End- oder Verzweigungspunkten
sich beispielsweise eine Vielzahl bekannter Gebäude-Hauptverteiler befinden können,
welche die so eingespeiste Energie leistungsmäßig untersetzter weiterer Stromkreise,
d.h. Unterverteilungen, oder an End- bzw. Verbraucherstromkreise aufteilen.
[0004] Aus Sammelschienen-Verteilersystemen werden also komplexe Systeme, wie z.B. Ortsteile
oder Industrieanlagen mit elektrischer Energie versorgt. Entsprechend der hohen Leistungen,
die in diesem Bereich zur Verteilung anliegen, werden die stromführenden Leiter in
der Regel als Kupferschienen, d.h. Sammelschienen ausgeführt. Diese Schienen weisen
einen großen Querschnitt auf und sind meist nicht isoliert, um durch verbesserte Kühlbedingungen
den Querschnitt leistungsmäßig besser ausnutzen zu können.
[0005] Für die Betriebsmittel, die in diesem Bereich eingesetzt werden, ergeben sich dadurch
gegenüber der in den untergeordneten Systemen weit verbreiteten Verbindungstechnik
mittels isolierter Leitungen völlig andere Anschluss- und Einsatzbedingungen.
[0006] Sammelschienen-Verteiler haben eine immer höhere Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit
erreicht, die auch auf einen ständig zunehmenden Automatisierungsgrad der dort zum
Einsatz kommenden Betriebsmittel zurückzuführen ist. Die hierfür notwendigen elektronischen
Schaltkreise agieren aufgrund der hohen Integrationsdichte in zunehmendem Maße empfindlich
gegenüber Spannungen und müssen deshalb aus Verfügbarkeitsgründen wirksam gegenüber
Spannungen aus den verschiedenen Störquellen, die aus dem Umfeld einer Schaltanlage
sowie von externen Quellen auf sie einwirken können, geschützt werden.
[0007] Die Auswirkungen von Überspannungen auf die Steuerelektronik einer Schaltanlage hängen
von verschiedenen Parametern ab. Die wichtigsten Parameter sind der Grad der Spannungsüberhöhung,
der am Eingang der elektronischen Baugruppe zur Wirkung kommt, sowie deren Zeitdauer.
Eine wirksame Schutzschaltung gegen Überspannungen muss demnach einen an die Anwendung
angepassten Schutzpegel und eine kleine Reaktionszeit aufweisen, damit auch schnelle
transiente Überspannungen auf ungefährliche Werte begrenzt werden.
[0008] Die Störquellen im Umfeld einer Schaltanlage sind hauptsächlich transiente Störquellen.
Die von ihnen erzeugten Störpegel weisen ein sehr unterschiedliches Energieniveau
auf, das sich in deren zeitlichen Verlauf sowie auch der Höhe der Strom- und Spannungswerte
und deren Änderungsgeschwindigkeiten bemerkbar macht. Zudem können sich die Störpegel
über verschiedene Medien, z.B. als elektromagnetische Welle durch die Luft oder als
leitungsgebundener Strom-/Spannungsimpuls ausbreiten und so im gesamten System an
unterschiedlichen Stellen zur Wirkung kommen.
[0009] Elektromagnetische Wellen, die sich über die Luft räumlich ausbreiten, können sich
in Leitungssysteme bzw. dort vorhandene Leiterschleifen und Geräte einkoppeln und
wirken somit als sekundäre leitungsgebundene Störung. Seltenere blitzgebundene Überspannungen
weisen ein energiebedingt relativ hohes Störniveau bis hin zur Zerstörung von Betriebsmitteln
auf und stellen bekanntermaßen die größte Bedrohung für elektrische oder elektronische
Betriebsmittel und deren Komponenten dar. Besonders hohe Überspannungen entstehen
dabei längs von bzw. gegen Ableitungen, die direkt eingekoppelte Blitzströme führen.
[0010] Um die durch solche Einwirkungen entstehende hohe Zerstörungsenergie von einem zu
schützenden System fernzuhalten, werden in Verteileranlagen Blitzstrom-Überspannungsableiter
eingesetzt. Derartige Ableiter weisen im Vergleich zur primären Störgröße sehr kleine
Restpegel auf und schützen dadurch die nachfolgenden Betriebsmittel gegen Zerstörung
durch Spannungsüberschläge und Störlichtbögen. Voraussetzung zum Erreichen eines solchen
hohen Schutzniveaus ist eine entsprechend ausgeführte Anschlusstechnik, die selbst
Induktionsschleifen bei der Installation der äußeren Anschlussleitungen minimiert
oder im Idealfall ganz vermeidet.
[0011] Bisher behilft man sich beim Einsatz von Überspannungsableiter-Anordnungen in industriellen
Sammelschienen-Verteilersystemen mit Standardgeräten, die weder von der Anschluss-
noch von der Montagetechnik die notwendigen Voraussetzungen für einen optimierten
Einsatz aufweisen. Konkret ist die bisherige Gehäusetechnik für Betriebsmittel, z.B.
Befestigungsmittel für Schnapphalterung auf einer Hutschiene, nicht zum Einsatz in
Schaltanlagen, sondern für den Verteilereinbau konzipiert. Die konventionelle Anschlusstechnik
über Schraubklemmen entspricht nicht der Verbindungstechnik über Schraubbolzen und
Anschlusslaschen, wie sie in der Schaltanlagen-Verbindungstechnik bevorzugt angewendet
werden. An die Anschlussklemmen von Betriebsmitteln für den Einbau in Standard-Verteileranlagen
können die erforderlichen Leitungsquerschnitte bzw. Leitergeometrien nicht angeschlossen
werden. Über konventionelle Anschlusstechnik lassen sich in Schaltanlagen nicht die
notwendigen, impedanzarmen Verbindungen realisieren, um einen systemverträglichen
Schutzpegel sicherzustellen. Weiterhin erfordern mögliche Kurzschlüsse im Ableiterpfad
externe Kurzschlusssicherungen, die zusätzlichen Platzbedarf benötigen und dadurch
weitere Kosten bezüglich Beschaffung und Wartung verursachen.
[0012] Des weiteren ist es sehr umständlich, in Sammelschienen-Anlagen eine Hutschiene für
die ansonsten übliche, in Standard-Verteilern eingeführte Schnappbefestigung der Geräte
anzubringen, da z.B. die hierfür notwendige Montageplatte systembedingt nicht vorhanden
ist.
[0013] Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die notwendige Anschlusstechnik der Schutzwirkung
des Überspannungsableiters abträglich sein kann, da im Regelfall lange Strecken zwischen
den Anschlusspunkten, zwischen denen die Überspannung begrenzt werden soll, zu überbrücken
sind.
[0014] Weitere Probleme können auftreten, wenn eine extern vorgesehene Ableitersicherung
ausgelöst hat. Für diesen Fall ist es notwendig, den Zustand des zugeordneten Ableiters
zu bewerten, bevor ein neuer Sicherungseinsatz eingebracht werden kann. Dies erfordert
umfangreiche Messungen am Ableiter, die teilweise spezielle Prüfeinrichtungen voraussetzen,
was zu höheren Kosten führt.
[0015] Unter Beachtung obiger Sachverhalte wurden technische Lösungen bekannt, bei denen
Überspannungsschutzgeräte, die für die Hutschienenmontage ausgelegt sind, mittels
der Montage auf speziellen Adapteranordnungen für den Einsatz auf Sammelschienen ergänzt
werden können.
[0016] Beispielsweise sei hierzu auf die
DE 200 04 593 U1 verwiesen. Dort wird von einem Sammelschienen-System mit einer oder mehreren Stromschienen
ausgegangen, die mittels eines Überspannungsableiters mit einem Bezugspotential verbindbar
sind. Das dortige System ist gekennzeichnet durch eine quer auf die Stromschiene aufsetzbare
Adapterbrücke, die für die Kontaktierung der Stromschiene einen stoßstromfesten Kontakt
hat und welche mindestens einen Steckplatz aufweist, der zumindest einen elektrisch
mit dem Kontakt der Stromschiene verbundenen Steckkontakt hat. Der Überspannungsableiter
ist als Steckmodul zur entsprechenden Aufnahme in dem Steckplatz der Adapterbrücke
ausgebildet und weist wenigstens einen mit dem Steckkontakt in Eingriff bringbaren
Gegenkontakt sowie ferner einen Bezugspotentialanschluss auf, der mit dem Bezugspotential
der Anlage verbindbar ist.
Der Nachteil dieser Lösung besteht u.a. darin, dass eine derartige Adapteranordnung
sehr kostenintensiv ist und allein durch den Einsatz eines Adapters der Vorteil extrem
kurzer Anschlusslängen nicht erreicht oder zum Teil wieder zunichte gemacht wird.
[0017] Ergänzend sei noch auf
DE 196 26 390 C2 und die dortige elektrische Klemme mit Sammelschienenanschluss verwiesen. Diese Klemme,
die insbesondere als Reihenklemme ausgeführt ist, umfasst ein Isoliergehäuse mit mindestens
einer Zugfeder, wobei das Isoliergehäuse mindestens eine Leitereinführungsöffnung
zum Einführen eines anzuschließenden elektrischen Leiters und mindestens eine Betätigungsöffnung
zum Einführen eines Betätigungswerkzeugs zum Öffnen der Zugfeder aufweist. Die Zugfeder
wiederum besitzt einen Klemmschenkel mit einer Ausnehmung zum Einführen des anzuschließenden
elektrischen Leiters, einen etwa rechtwinklig zum Klemmschenkel verlaufenden Anlageschenkel
und einen den Klemmschenkel und den Anlageschenkel verbindenden Rücken. Das Isoliergehäuse
wiederum weist mindestens eine Sammelschienenaufnahme auf. Die Sammelschienenaufnahme
ist in einer Ebene mit dem Anlageschenkel der Zugfeder ausgeführt, so dass die Sammelschiene
im eingeführten Zustand direkt am Anlageschenkel der Zugfeder unter Federkraft derselben
anliegt, wobei durch die Zugfeder bei eingeführtem elektrischen Leiter eine direkte
oder indirekte Kontaktierung mit der Sammelschiene möglich wird.
[0018] Bei dieser Klemme mit Sammelschienenanschluss ist als zusätzlicher Nachteil gegeben,
dass für die Montage auf ein Betätigungswerkzeug zurückgegriffen werden muss, was
insbesondere beim Arbeiten unter Spannung zu Problemen führen kann.
[0019] Die vorstehend erwähnten Lösungen zum Stand der Technik sind auf Rastkontakte oder
eine Rastverbindung ausgelegt, die in vielen Fällen nicht die gewünschte Stoßstrom-Belastbarkeit
besitzen, was eine Anwendung in industriellen Anlagen weitgehend ausschließt.
[0020] Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine Überspannungsableiter-Anordnung
zum Einsatz in industriellen Sammelschienen-Verteilersystemen und mit derartigen Systemen
ausgerüsteten Schaltanlagen anzugeben, wobei die elektrischen Eigenschaften auf das
vorerwähnte Umfeld angepasst sind und sowohl die Anschlusstechnik als auch die Ausrüstung
der Ableiteranordnung so erweitert ist, dass eine Anwendung bzw. Installation, ohne
zusätzliche Anwendungsbeschränkungen zu beachten, möglich ist.
[0021] Erfindungsgemäß sind sämtliche Funktionen des Überspannungsableiters einschließlich
der nach dem bisherigen Stand der Technik extern angeordneten Komponenten auf einer
Baugruppe untergebracht. Diese Baugruppe bildet eine elektrische und mechanische Einheit,
die auf die äußere Ausgestaltung des die Baugruppe umgebenden Gehäuses, sowie der
zur Anwendung kommenden Anschlusstechnik abgestimmt ist.
[0022] Erfindungsgemäß ist die Überspannungsableiter-Anordnung als mechanisch stabile, selbsttragende
Einheit modulartig zusammengefasst, die auch die notwendige mechanische Festigkeit
des gesamten Ableiters sicherstellt. Es kann die äußere Gehäusekontur individuell
auf die jeweilige Anwendung abgestimmt ausgelegt und so ausgestaltet sein, dass keine
ergänzenden Stützelemente, wie Stege oder Halterungen, notwendig werden, so dass auch
bei kleineren Stückzahlen eine kostengünstige Herstellung möglich wird.
[0023] Die Lösung der Aufgabe der Erfindung mit den sich ergebenden, oben kurz geschilderten
Vorteilen erfolgt mit einer Merkmalskombination gemäß Schutzanspruch 1, wobei die
Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.
[0024] Die geschaffene Überspannungsableiter-Anordnung geht von einer als Gehäusebestandteil
ausgeführten Trägerplatte aus. Diese Trägerplatte besteht aus einem leitfähigen Material
und weist einen großflächigen, integralen Anschlussflansch-Abschnitt zur elektrischen
und mechanischen Befestigung an einer Sammelschiene auf.
[0025] Auf der Trägerplatte ist ein isolierendes Innentragteil befindlich, welches der Aufnahme
parallel geschalteter Stromsicherungen als Kurzschluss- und Überlastschutzelement
dient.
[0026] Das oder die spannungsbegrenzenden Bauteile des Ableiters sind jeweils mit einem
elektrischen Anschluss unmittelbar mit der Trägerplatte verbunden, wobei der oder
die weiteren elektrischen Anschlüsse über eine Stromschiene mit den Stromsicherungen
in Verbindung stehen, deren weiterer Anschluss auf eine äußere Anschlusslasche führt.
[0027] Im Bereich der Trägerplatte und des dortigen Anschlussflansch-Abschnitts ist eine
Anschlussstelle für eine Lichtwellenleiter (LWL)-Übertragungsstrecke vorgesehen, welche
mit einer Zustandsüberwachungsschaltung zusammenwirkt.
[0028] Die vorgenannten Komponenten bilden eine modulartige Baugruppe, die von einem an
den jeweiligen Einsatzfall angepassten Außengehäuse umgeben ist.
[0029] Ausgestaltend ist am Innentragteil oder in der Nähe dieses Tragteils eine Leiterplatte
mit einer Zünd- und Anzeigeschaltung vorhanden.
[0030] Die Lichtsendeeinheit für die Lichtwellenleiter-Übertragungsstrecke kann in vorteilhafter
Weise als Glimmlampe ausgeführt werden.
[0031] Die integrierte Ableitersicherung ist so ausgelegt, dass sie eine Strombelastung
führen kann, für die das spannungsbegrenzende Bauteil ausgelegt ist, und zwar ohne
selbst auszulösen, wobei bei einem anhaltenden Netzfolgestrom oder einem Ableiterkurzschluss
die Sicherung unterbricht. Hierfür weisen die parallel geschalteten Sicherungselemente
eine unterschiedliche Auslösecharakteristik auf.
[0032] Der weitere Anschluss, der zur äußeren Anschlusslasche geführt ist, wird über einen
mechanisch-konstruktiv verstärkten Abschnitt des Außengehäuses und einen dortigen
Durchbruch fixiert.
[0033] Dieser weitere Anschluss, der zur Anschlusslasche führt, kann als Deckplatte analog
der Trägerplatte ausgebildet sein, so dass auf beiden Stirnseiten des Moduls eine
im Wesentlichen parallel verlaufende Kontaktfläche entsteht.
[0034] Die Trägerplatte und/oder die vorerwähnte Deckplatte besitzen mehrere Ausnehmungen
zur elektrischen und mechanischen Befestigung an der jeweiligen Sammelschiene.
[0035] Das isolierende Innentragteil, welches auf der Trägerplatte befindlich ist, teilt
den auf der Trägerplatte befindlichen Bauraum derart, dass auf der einen Seite des
Innentragteils das oder die spannungsbegrenzenden Bauteile und auf der gegenüberliegenden
Seite die Stromsicherungen sowie im Zwischenbereich die Zustandsüberwachungsschaltung
anordenbar sind.
[0036] Das Außengehäuse wird mit der Trägerplatte und/oder der Deckplatte verbunden, bevorzugt
verschraubt.
[0037] In Ausgestaltung der Erfindung kann der Ableiter als Funkenstrecke, Varistor oder
Kombination dieser Elemente ausgebildet sein.
[0038] Bevorzugt weist die Funkenstrecke eine Zylindergehäuseform auf und ist auf der Trägerplatte
stehend angeordnet.
[0039] Zur optimalen Anpassung an ein Sammelschienen-Verteilersystem ist die äußere Anschlusslasche
bei einer Ausführungsform der Erfindung rechtwinklig zur Trägerplattenfläche orientiert.
[0040] Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme
von Figuren näher erläutert werden.
[0041] Hierbei zeigen:
- Fig. 1
- eine typische Anschluss-Situation für Überspannungsableiter in Sammelschienen-Verteilersystemen
nach dem Stand der Technik;
- Fig. 2
- eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Überspannungsableiter-Anordnung
mit Außengehäuse;
- Fig. 3
- eine Darstellung analog Fig. 2, jedoch ohne Außengehäuse;
- Fig. 4A/4B
- verschiedene Ansichten der funktionswesentlichen Komponenten des Überspannungsableiter-Moduls
ohne Trägerplatte;
- Fig. 5
- ein Prinzipschaltbild mit elektrischer Verschaltung der Anordnung gemäß Fig. 3 sowie
4A oder 4B und
- Fig. 6
- ein Verschaltungsbeispiel des erfindungsgemäßen Sammelschienen-Ableiters in 3+1-Verschaltung
in einem Drehstromsystem.
[0042] Die Eigenschaften der Überspannungsableiter-Anordnung gemäß Ausführungsbeispiel,
welche speziell für Sammelschienensysteme konzipiert ist, lassen sich als modifizierte
Gehäusetechnik, angepasste, bedarfsgerechte Anschlusslösung sowie integrierte Ableitersicherung
mit Zustandsüberwachung zusammenfassen.
[0043] Die Gehäusekonstruktion des erfindungsgemäßen Ableiters ist so ausgelegt, dass die
Möglichkeit einer großflächigen und damit besonders impedanzarmen Anschlusstechnik
gegeben ist.
[0044] Hierfür sind die Anschlüsse als Anschlussflächen, die z.B. in Form von Anschlussflanschen
und/oder Anschlusslaschen ausgebildet sein können, in die Gehäusekonzeption integriert.
[0045] Das Gehäuse umschließt eine selbsttragende Anordnung der einzelnen Komponenten (siehe
Fig. 4A und 4B), die in ihrer Gesamtheit die Funktion des Ableiters bilden.
[0046] Diese Komponenten umfassen Überspannungs- bzw. Blitzstromableiter, ausgeführt als
Funkenstrecke und/oder Varistor sowie deren Kombination oder sonstige Bauelemente
mit ähnlichen Funktionen; Überstromschutzeinrichtungen als Kurzschluss- und/oder Überlastschutz
und sonstige Funktionen, wie z.B. eine Triggerschaltung oder Überwachungseinrichtungen
und/oder Überwachungsanzeigen und eine Zustandssignalisierung.
[0047] Die bedarfsgerechte Anschlusstechnik ist funktionell an das Umfeld der Anwendung
angepasst, um zu verhindern, dass bei der Installation zwangsläufig Stoßstellen durch
zusätzlich notwendige Klemmverbindungen, zusätzliche Impedanzen im Ableiterpfad durch
Leitungslängen oder Installationsschleifen durch ungünstige Anschlusskonfigurationen
entstehen, die durch nicht gewünschte Spannungsüberhöhungen zusätzlich zu dem Schutzpegel
des Ableiters auf nachgeordnete Betriebsmittel negativ einwirken.
[0048] Fig. 1 zeigt eine typische Anschluss-Situation, wie sie üblicherweise bei bekannten
Sammelschienen-Systemen vorzufinden ist.
[0049] Der dort gezeigte Ableiter ist mit seinen Anschlussklemmen A/B über eine Anschlussleitung
mit der Länge L mit einem Schienensystem verbunden, um eine möglicherweise zwischen
diesen Anschlusspunkten auftretende Überspannung zu begrenzen.
[0050] Sobald der Ableiter FS durch die Überspannung gezündet wird, stellt sich ein Stoßstrom
i
S ein, dessen Stromänderungs-Geschwindigkeit di/dt in den Leiterschleifen L1/L2 abhängig
von deren Leitergeometrie und der Stichlänge L eine Induktionsspannung erzeugt. Diese
Induktionsspannung addiert sich mit der Spannung Up über den Anschlussklemmen A/B
des Ableiters zu einer Spannung U
peff auf, die an den Klemmen des zu schützenden Betriebsmittels G als Überspannung zur
Wirkung kommt. Dadurch kann der zu erwartende Schutzpegel Up des Ableiters wesentlich
überschritten werden, wodurch das zu schützende Betriebsmittel einer erhöhten Zerstörungsgefahr
ausgesetzt wird.
[0051] In Sammelschienen-Systemen kann dieser negative Effekt verringert werden, wenn die
beiden Stromschienen, zwischen denen der Ableiter die Spannung begrenzen muss, nahe
beieinander liegen. Dies ist allerdings in der Regel nicht der Fall.
[0052] Ansonsten lässt sich der Wert der zusätzlichen störenden Restgröße im Wesentlichen
nur über die Leitungsinduktivität der Anschlussleitungen des Ableiters beeinflussen.
Diese ist sowohl von der Leitungslänge als auch vom Leitungsquerschnitt abhängig.
Mit zunehmender Leitungslänge nimmt die Leitungsinduktivität bei gleichbleibendem
Querschnitt und gleichbleibender Leitungsgeometrie zu. Hingegen sind Querschnitt (Feldlinienlänge)
und Leitungsinduktivität umgekehrt proportional, so dass sich bei gleicher Leitungslänge
und einem erhöhten Leitungsquerschnitt/Feldlinienlänge eine geringere Induktivität,
als bei dem kleineren Leitungsquerschnitt ergibt, bzw. ein rechteckiger Querschnitt
mit größerer Feldlinienlänge eine geringere Induktivität aufweist, als ein äquivalenter
Leiterquerschnitt mit runder Geometrie.
[0053] So ergeben sich z.B. bezogen auf einen normierten Blitz-Stoßstrom 10/350 µs bei gleichem
Querschnitt und gleicher Leitungslänge, jedoch unterschiedlicher Leitergeometrie Abweichungen
bei der induzierten Spannung bis zum doppelten Wert. Vergleichsweise günstige Werte
ergeben sich dabei bei rechteckigen Leitergeometrien mit großem Seitenverhältnis,
z.B. 1:100.
[0054] Es ist also im Sinne der Effektivität der Schutzmaßnahme erstrebenswert, die Leitungslänge,
d.h. die Stichlänge so auszuführen, dass sich deren Leitungsinduktivität auf einen
vernachlässigbaren Wert reduziert. Da in den meisten Fällen die direkte Anschlusslänge
zwischen den beiden Anschlusspunkten der Potentiale, zwischen denen der Ableiter die
Überspannung begrenzen muss, durch die Geometrie der Schaltanlage vorgegeben ist,
kann in vielen Fällen die Auswirkung der Leitungsinduktivität nur durch den Querschnitt
bzw. dessen Querschnittsgeometrie beeinflusst werden. Hierfür weist erfindungsgemäß
der Ableiter eine Anschlussmöglichkeit für entsprechende Leitungsquerschnitte bzw.
Leitergeometrien auf.
[0055] Die erforderliche optimale Anschlussmöglichkeit erfolgt mit der erfindungsgemäßen
Modulkonstruktion, wie sie insbesondere in der Fig. 3 deutlich wird.
[0056] Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Sammelschienen-Ableiters liegen in der Anordnung
eines integrierten Kurzschlussschutzes. Durch diese Maßnahme wird der Ableiter in
sich kurzschlussfest und es können externe Kurzschluss-Schutzmaßnahmen im Ableiterpfad
entfallen. Damit kann nicht nur die Leitungslänge der Anschlussleitung vorteilhafterweise
kurz ausgeführt werden, sondern es entfällt eine externe Sicherungseinheit, die ansonsten
notwendig wäre.
[0057] Gleichzeitig wird der Kurzschlussschutz als ein an das Alterungsverhalten des Ableiters
angepasster Überlastschutz konzipiert, indem eine Auslegung entsprechend dem Alterungsverhalten
der verwendeten Spannungsbegrenzer 17 Elemente erfolgt. Diese Maßnahme führt zu einem
koordinierten Lebensende der funktionswichtigen Bauteile Ableiter und Ableitersicherung
und damit der gesamten Funktionseinheit, die nach dem Auslösen der Ableitersicherung
erneuert wird. Sobald die Ableitersicherung ausgelöst hat, wird das Ableiterelement
und sein ihm zugeordnetes Abschaltelement gleichzeitig ersetzt, so dass beide Elemente
immer den gleichen Alterungszustand aufweisen. Auf diese Weise fungiert der Kurzschlussschutz
gleichzeitig auch als Überlastschutz, indem nicht nur der einmalige größte Belastungsparameter,
sondern auch eine bestimmte Anzahl energieärmerer Ableitvorgänge eine Abschaltung
bewirken können, die bei dieser Konzeption vorteilhafterweise immer den Austausch
der kompletten Funktionseinheit nach sich zieht.
Eine umfangreiche Bestimmung des Ableiterzustands durch Überprüfung bestimmter Ableiterparameter
kann dadurch entfallen. Die Kontrolle des Ableiterzustands reduziert sich auf eine
optische Prüfung seiner Zustandsanzeige, die z.B. die Spannung zwischen Ableiterelement
und Sicherungselement überwacht.
[0058] Ableiter und Ableitersicherung bilden damit erfindungsgemäß ein aufeinander abgestimmtes
Ableitersystem, das zum einen aus einem leistungsfähigen Ableiter und zum anderen
aus einer der Leistungsfähigkeit des Ableiters angepassten Ableitersicherung besteht.
Das Hauptmerkmal der Abstimmung zwischen Ableitersicherung und Ableiter besteht darin,
dass die Ableitersicherung die Stoßstrombelastung, für die der Ableiter ausgelegt
ist, ohne auszulösen führen kann.
Sobald dieser Wert überschritten wird, löst die Ableitersicherung aus. Führt der Ableitvorgang
zu einem lang anhaltenden Netzfolgestrom oder zu einem Kurzschluss im Ableiter, unterbricht
die Ableitersicherung den auftretenden Kurzschlussstrom.
[0059] Um bei dem erfindungsgemäßen Ableitersystem eine Abstimmung der beiden Elemente zu
erreichen, besteht die Ableitersicherung aus zwei parallelgeschalteten Stromsicherungen
mit unterschiedlicher Auslösecharakteristik. Eine erste der beiden Ableitersicherungen
reagiert auf eine Überschreitung des für den Ableiter spezifizierten Stoßstroms. Wird
der Ableiter dann so geschädigt, dass er den unmittelbar an den Ableitvorgang des
Stoßstroms nachfolgenden Netzfolgestrom nicht mehr löschen kann, wird auch die zweite
Ableitersicherung der Parallelschaltung ausgelöst, die eine Schaltcharakteristik für
relativ langanhaltende, gegenüber dem Stoßstrom jedoch kleinere Stromwerte aufweist.
Behält hingegen der Ableiter seine Löschfunktion, erfolgt lediglich eine Teilabschaltung
und die Schutzfunktion des Ableiters bleibt erhalten. Die nunmehr gegebene eingeschränkte
Funktion kann der Ableiter so lange erfüllen, bis entweder ein weiterer Stoßstrom
die nur noch allein funktionstüchtige Langzeit-Stromsicherung auslöst oder der Ableiter
durch weitere Ableitvorgänge seine Alterungsgrenze über die dadurch auftretenden Folgeströme
erreicht. Alternativ funktioniert aufgrund der Abstimmung der beiden Sicherungen die
Auslösung bei extremer Überlastung durch Stoß- oder Folgeströme sofort, so dass in
einem solchen Fall keine Sicherheitslücke besteht.
[0060] Die lokale Überwachung des Alterungszustands des Ableitersystems gemäß der Erfindung
erfolgt über eine Zustandsüberwachung der Ableitersicherung. Diese lokale Zustandsüberwachung
kann durch eine Fernabfrage ersetzt oder ergänzt werden.
[0061] Im Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sammelschienen-Ableiters basiert die
Fernabfrage auf einer Lichtwellen-Leiterstrecke, die jeweils einem Fotoempfänger zugeordnet
ist, der bei Wegfall des Lichtsignals über einen potentialfreien Kontakt eine Störmeldung
auslöst.
[0062] Über diesen Kontakt kann schaltungstechnisch eine Sammelstörmeldung hergestellt werden,
die alle Ableiterpfade, z.B. eines Drehstromsystems, zu einer gemeinsamen Meldung
zusammengefasst, wie dies in der Fig. 6 dargestellt ist.
[0063] Die Verwendung eines Lichtwellenleiter-Übertragungssystems hat gegenüber anderen
Systemen erhebliche Vorteile. So kann das Problem des Berührungsschutzes im Zusammenhang
mit einem Spannungsabgriff nach der Ableitersicherung gelöst werden, da an der Anschlussstelle
für die äußere Verbindung des Systems keine Spannung, sondern nur Lichtenergie, die
von einem innerhalb des Gehäuses untergebrachten Lichtsender als auswertbare Zustandsmeldung
abgegeben wird, anliegt.
[0064] Die Installation eines äußeren Signalkreises ist somit vollkommen unproblematisch.
[0065] Letztendlich ergeben sich bei einer Lichtwellenleiter-Übertragungsanordnung weitere
Vorteile im rauhen Umfeld einer Sammelschienen-Verteileranlage. Da hier über das Sammelschienen-System
hohe Ströme fließen, entstehen sehr hohe Magnetfelder, die in Leitungen eingestreut
werden und entsprechende Störspannungen verursachen. Diese Störspannungen wiederum
verursachen Systemstörungen, die zu einer Fehlinterpretation der Fernabfrage führen
können. Unter bestimmten Bedingungen kann unter Beachtung der hier vorgeschlagenen
Lösung vermieden werden, dass in der Signalleitung der Fernabfrage selbst Überspannungsschutzgeräte
angeordnet werden müssen, um eine Zerstörung der Abfrageeinrichtung durch energiestarke
Überspannungen zu verhindern.
[0066] Da die ableiterseitige Sendeeinrichtung der Überwachungseinrichtung lediglich die
Aufgabe hat, die Spannung nach dem trennenden Sicherungselement zu überwachen, kann
diese sehr einfach und kostengünstig ausgeführt werden. Hier ist besonders von Vorteil,
wenn anstelle einer üblichen Halbleiter-Sendediode eine einfache Glimmlampe als Lichtwellenleiter-Lichtsender
eingesetzt wird.
[0067] Wenn der erfindungsgemäße Sammelschienen-Ableiter als N/PE-Ableiter in einer so genannten
3+1-Anordnung verschaltet ist, besteht die Möglichkeit, die mit der Abtrennung der
Ableitersicherung verbundene Unterbrechung des Nullleiters zur Überwachung zu nutzen.
Durch eine entsprechende Verschaltung wird dadurch der Nullleiter zur Spannungsversorgung
des Fernauswertegeräts unterbrochen, was letztlich ebenso wie der Ausfall des Lichtsignals
zu einem Ansprechen der Sammelstörmeldung führt. Neben den Ableitersicherungen kann
die Überwachung auch weitere sicherheitsrelevante Funktionen innerhalb des Ableitersystems
erfassen. So ist es z.B. möglich, den Schaltkreis einer Triggerschaltung abzusichern.
Würde dann z.B. statt der Ableitersicherung diese Sicherung auslösen, wäre die Funktion
des Ableitersystems eingeschränkt. Im Fall einer Erfassung des Zustands dieser Sicherung
erfolgt demgegenüber eine Fehlermeldung, was auch für diesen Fall den Austausch des
Ableiters zur Folge hätte.
[0068] Bei der Ausführungsform einer Überspannungsableiter-Anordnung für den Einsatz in
Sammelschienen-Verteilersystemen nach Fig. 2 wird zunächst von einer Grundplatte oder
Trägerplatte 1 ausgegangen, die gleichzeitig ein der Einhausung dienendes, haubenartig
ausgebildetes und kostengünstig zu erstellendes Außengehäuse 2 auf seiner offenen
Seite abschließt.
[0069] Die Trägerplatte 1 ist als Anschlussflansch für den Anschluss des Ableiters auf einer
Sammelschiene ausgebildet und dient gleichzeitig auch als mechanische Befestigung.
[0070] Um einen möglichst großflächigen Kontakt mit der Sammelschiene herzustellen, sind
im Ausführungsbeispiel zwei Befestigungsausnehmungen 1' und 1" in dem Anschlussflansch
der Trägerplatte 1 vorgesehen.
[0071] Auf der Seite des Anschlussflansches der Grundplatte befindet sich ein üblicher Steckadapter
3 für den Anschluss der Lichtwellenleiter-Strecke. Eine solche Positionierung hat
den Vorteil, dass die mechanisch empfindliche Lichtwellenleiter-Anordnung vor mechanischen
Einwirkungen von außen geschützt ist.
[0072] Gegenüber dem Flanschanschluss der Trägerplatte 1 befindet sich als weiterer Anschluss
eine Anschlusslasche 4, die aus einem mechanisch verstärkten Durchbruch 2' der Stirnseite
des Gehäuses 2 herausgeführt ist.
[0073] Diese Anschlusslasche 4 ist so ausgeführt, dass nicht nur runde, sondern auch rechteckige
Querschnitt problemlos anschließbar sind.
[0074] Das Außengehäuse 2 ist an seinen Ecken von unten mit dem Anschlussflansch bzw. der
Trägerplatte 1 mit z.B. vier Befestigungsschrauben 11' bis 11"" verschraubt (siehe
Fig. 3).
[0075] Wie aus den Fig. 3, 4A und 4B ersichtlich, ist der innere Aufbau der Überspannungsableiter-Anordnung
als selbsttragende Einheit ausgeführt, die sich um ein Innentragteil 5 gruppiert,
wobei die elektrischen Komponenten über Stromschienen 6', 6" verbunden sind, was nicht
nur die Montage des Sammelschienen-Ableiters erleichtert, sondern auch auf einfache
Weise die Integration dieses Aufbaus in unterschiedliche Gehäusekonzepte zulässt.
[0076] Es besteht erfindungsgemäß die Möglichkeit, diesen in den Fig. 4A und 4B gezeigten
modularen Einsatz in ein quader- oder zylinderförmiges Gehäuse einzusetzen, dessen
Stirnseiten beidseitig eine Kontaktfläche ähnlich der Trägerplatte 1 aufweisen.
Eine solche Gehäusekonstruktion kann beispielsweise einen Isolierstützer darstellen,
wie er im Schaltanlagenbau als isolierender Abstandshalter zwischen zwei parallel
geführten Stromschienen oder als isolierende Befestigung der Schienen auf Tragegestellen
verwendet wird. Wie bereits erwähnt, entfällt bei einer solchen Anordnung die störende
Leitungsinduktivität im Ableiterzweig, wie sie in Fig. 1 mit Blick auf den Stand der
Technik dargestellt ist, völlig.
[0077] Letztendlich gestattet eine derartige Ausgestaltung der Kontaktflächen spezielle
Anschlussmöglichkeiten z.B. über Kugelbolzen oder Messerleisten. Auf diesem Wege wird
ein gefahrloses Austauschen des Ableiters auch unter Spannung möglich.
[0078] Die parallel geschalteten Stromsicherungen 7', 7" werden von den Stromschienen 6'
und 6" kontaktiert und gleichzeitig mechanisch gehalten, wie aus der Darstellung insbesondere
nach Fig. 4B deutlich wird.
[0079] Als Funkenstrecke 8 findet bevorzugt eine Funkenstrecke mit einem zylindrischen Außengehäuse
Anwendung, welches stehend auf der Trägerplatte 1 montierbar ist.
[0080] Das Innentragteil 5 teilt den Bauraum auf der Trägerplatte 1 in einen gemäß Fig.
3 linksseitigen und rechtsseitigen Bereich. Im linksseitigen Bereich befindet sich
die Funkenstrecke 8 und eine Leiterplatte 9, die eine kombinierte Zünd- und Anzeigeschaltung
aufweist. Der rechte Teil des Bauraums nimmt die parallel geschalteten Stromsicherungen
7' und 7" als Kurzschluss- und Überlastschutzelemente auf.
[0081] Die Kontaktierung zwischen der Zünd- und Anzeigeschaltung 9 und dem Potential der
Trägerplatte 1 erfolgt durch einen Kontaktbügel 9', wie in der Fig. 4A erkennbar.
In dieser Darstellung ist auch deutlich werdend, wie die zur Zündung der Funkenstrecke
und zur Erzeugung des Lichtwellenleiter-Überwachungssignals bzw. der N-Leiterunterbrechung
zum Auswertegerät FM nach Fig. 6 notwendige Zünd- und Anzeigeschaltung innerhalb des
ein quasi Innengehäuse bildendes Tragteil 5 aufgenommen ist.
[0082] Fig. 5 zeigt das mit elektrischen Symbolen dargestellte Prinzipschaltbild und somit
auch die wesentliche elektrische Verschaltung der Anordnung der Komponenten gemäß
der Darstellungen nach Fig. 3, sowie Fig. 4A und 4B des erfindungsgemäßen Sammelschienen-Ableiters.
[0083] Die Baugruppe TRAN befindet sich auf der bereits erwähnten Leiterplatte und besteht
aus einer Kombination Funkenstrecken-Zündeinrichtung und Lichtwellenleiter-Sender,
der das Potential von L über den Anschluss A und die Ableitersicherung F am Punkt
P bzw. entsprechend dem Potential der Stromschiene 6" am Punkt 10', 10" gegen das
Potential N/PEN am Anschluss B überwacht.
[0084] Alternativ kann die Baugruppe TRAN durch eine Baugruppe TR ersetzt werden, die lediglich
die abgesicherte Funkenstrecken-Zündeinrichtung auf der Leiterplatte gemäß Fig. 6
aufweist.
[0085] Die Fig. 6 zeigt ein Verschaltungsbeispiel des erfindungsgemäßen Sammelschienen-Ableiters
in 3+1-Anordnung in einem Drehstromsystem.
Hier sind die netzseitigen Ableiter N1, N2 und N3 mit einer spannungsüberwachenden
Sendeeinrichtung TRAN versehen, die die einzelnen Lichtwellenleiter-Signale LWL1,
LWL2, LWL3 erzeugt, während der Ableiter zwischen N und PE (N/PE-Ableiter) mit seiner
Kurzschluss- und Überlastschutzeinrichtung F die Nullleiterzuführung zu der Fernauswertung
FM unterbricht.
Diese Konzeption der Signalauswertung der Fernabfrage bewirkt in diesem Fall ebenso
wie bei einer Unterbrechung eines der Lichtsignale LWL1 bis LWL3 der netzseitigen
Ableiter eine Störmeldung über den jeweiligen Kontakten K1 bis K3, die in ihrem weiteren
Ausbau in der Regel einen Stromkreis der Fernüberwachung der Ableiter bedienen. Bei
entsprechender Verschaltung der Kontakte K1 bis K3 kann entweder eine Einzel- oder
aber auch eine Sammelstörmeldung realisiert werden.
Bezugszeichenliste
[0086]
- 1
- Trägerplatte
- 2
- Außengehäuse
- 2'
- Gehäusedurchführung
- 3
- Lichtwellenleiter-Steckadapter
- 4
- Anschlusslasche
- 5
- Innentragteil oder Innengehäuse
- 6',6"
- Stromschiene
- 7',7"
- Stromsicherung
- 8
- Funkenstrecke
- 8'
- Erdkontakt
- 9
- Leiterplatte bzw. kombinierte Zünd- und Anzeigeschaltung
- 9'
- Erdkontakt
- 10
- Spannungsüberwachungspunkt
- 11
- Schraubbefestigung
1. Überspannungsableiter-Anordnung zum Einsatz in industriellen Sammelschienen-Verteilersystemen
und mit derartigen Systemen ausgerüsteten Schaltanlagen mit interner induktivitätsarmer
und stoßstromfester Verdrahtung sowie einer als Gehäusebestandteil ausgeführten Trägerplatte
(1),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Trägerplatte (1) aus einem leitfähigen Material besteht und einen großflächigen,
integralen Anschlussflansch-Abschnitt zur elektrischen und mechanischen Befestigung
an einer Sammelschiene aufweist,
auf der Trägerplatte (1) ein isolierendes Innentragteil befindlich ist, welches der
Aufnahme parallel geschalteter Stromsicherungen (7', 7") als Kurzschluss- und Überlastschutzelement
dient,
das oder die spannungsbegrenzenden Bauteile des Ableiters jeweils mit einem elektrischen
Anschluss unmittelbar mit der Trägerplatte (1) verbunden sind, wobei der oder die
weiteren elektrischen Anschlüsse über eine Stromschiene (6', 6") mit den Stromsicherungen
(7', 7") in Verbindung stehen, deren weiterer Anschluss auf eine äußere Anschlusslasche
(4) führt,
im Bereich der Trägerplatte (1) und des dortigen Anschlussflansch-Abschnitts eine
Anschlussstelle für eine Lichtwellenleiter-Übertragungsstrecke vorgesehen ist, welche
mit einer Zustandsüberwachungsschaltung zusammenwirkt und wobei die vorgenannten Komponenten
eine modulartige Baugruppe bilden, die von einem an den jeweiligen Einsatzfall angepassten
Außengehäuse (2) umgeben ist.
2. Überspannungsableiter-Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
am Innentragteil eine Leiterplatte (9) mit einer Zünd- und Anzeigeschaltung vorgesehen
ist.
3. Überspannungsableiter-Anordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Lichtsendeeinheit für die Lichtwellenleiter-Übertragungsstrecke als Glimmlampe
ausgeführt ist.
4. Überspannungsableiter-Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die integrierte Ableitersicherung die Stoßstrombelastung, für die das spannungsbegrenzende
Bauteil ausgelegt ist, führen kann, ohne selbst auszulösen, wobei bei einem anhaltenden
Netzfolgestrom oder Ableiterkurzschluss die Sicherung unterbricht und hierfür die
parallel geschalteten Sicherungselemente eine unterschiedliche Auslösecharakteristik
aufweisen.
5. Überspannungsableiter-Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der weitere Anschluss, der zur äußeren Anschlusslasche (4) geführt ist, über einen
mechanisch-konstruktiv verstärkten Abschnitt des Außengehäuses (2) fixiert ist.
6. Überspannungsableiter-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der weitere Anschluss zu einer Anschlusslasche führt, die als Deckplatte analog der
Trägerplatte (1) ausgebildet ist, so dass auf beiden Stirnseiten des Moduls eine Kontaktfläche
entsteht.
7. Überspannungsableiter-Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Trägerplatte (1) und/oder die Deckplatte mehrere Ausnehmungen zur elektrischen
und mechanischen Befestigung an der jeweiligen Sammelschiene aufweist.
8. Überspannungsableiter-Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das isolierende Innentragteil, welches auf der Trägerplatte befindlich ist, den auf
der Trägerplatte befindlichen Bauraum derart teilt, dass auf der einen Seite des Innentragteils
das oder die spannungsbegrenzenden Bauteile und auf der gegenüberliegenden Seite die
Stromsicherungen (7', 7") sowie im Zwischenbereich die Zustandsüberwachungsschaltung
anordenbar sind.
9. Überspannungsableiter-Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Außengehäuse (2) mit der Trägerplatte (1) verbunden, bevorzugt verschraubt ist.
10. Überspannungsableiter-Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche.
dadurch gekennzeichnet, dass
der Ableiter als Funkenstrecke (8), Varistor oder Kombination dieser Elemente ausgebildet
ist.
11. Überspannungsableiter-Anordnung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Funkenstrecke (8) eine Zylindergehäuseform aufweist und auf der Trägerplatte (1)
stehend angeordnet ist.
12. Überspannungsableiter-Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die äußere Anschlusslasche (4) rechtwinklig zur Trägerplattenfläche orientiert ist.
13. Überspannungsableiter-Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
einer der Anschlussflansch-Abschnitte so ausgebildet ist, dass ein Anbringen der Ableiteranordnung
unter Spannung erfolgen kann.
1. Overvoltage arresting device for use in industrial bus bar distribution systems and
switching systems provided with such systems, comprising an internal low-inductance
and surge current resistant wiring and a support plate (1) embodied as part of a case,
characterized in that
the support plate (1) is made of a conductive material and includes a large-area integral
connecting flange section for the electrical and mechanical attachment to a bus bar,
an insulating inner carrier part is provided on the support plate (1) which serves
to accommodate parallel-connected overcurrent protectors (7', 7") as short-circuit
and overload protection elements,
the voltage-limiting component(s) of the arrester are each directly connected by an
electric terminal to the support plate (1), wherein the further electric terminal(s)
communicate via a bus bar (6', 6") with the overcurrent protectors (7', 7") the further
terminal of which leads to an external terminal lug (4),
a connection point for an optical fiber transmission link is provided in the region
of the support plate (1) and the connecting flange section thereof, which interacts
with a condition monitoring circuit, and wherein the aforementioned components form
a modular assembly surrounded by an outer case (2) adapted to the respective case
of use.
2. Overvoltage arresting device according to claim 1,
characterized in that
a circuit board (9) having an ignition and display circuit is provided on the inner
carrier part.
3. Overvoltage arresting device according to claim 1 or 2,
characterized in that
the light emitting unit for the optical fiber transmission link is embodied as a glow
lamp.
4. Overvoltage arresting device according to one of the preceding claims,
characterized in that
the integrated overvoltage protector can carry the surge current load, for which the
voltage-limiting component is designed, without being activated itself, wherein in
the presence of a persistent supply follow current or arrester short-circuit the protector
disconnects and the parallel-connected protector elements have a different activation
characteristic therefor.
5. Overvoltage arresting device according to one of the preceding claims,
characterized in that
the further terminal which leads to the external terminal lug (4) is fixed by a mechanically
and structurally reinforced section of the outer case (2).
6. Overvoltage arresting device according to one of claims 1 to 4,
characterized in that
the further terminal leads to a terminal lug formed as cover plate analogously to
the support plate (1) so that a contact surface is formed on both front sides of the
module.
7. Overvoltage arresting device according to one of the preceding claims,
characterized in that
the support plate (1) and/or the cover plate comprises several recesses for the electrical
and mechanical attachment on the respective bus bar.
8. Overvoltage arresting device according to one of the preceding claims,
characterized in that
the insulating inner carrier part provided on the support plate (1) divides the space
provided on the support plate such that the voltage-limiting component(s) can be mounted
on the one side of the inner carrier part and the overcurrent protectors (7', 7")
on the opposite side and the condition monitoring circuit in the area therebetween.
9. Overvoltage arresting device according to one of the preceding claims,
characterized in that
the outer case (2) is connected, preferably screwed, to the support plate (1).
10. Overvoltage arresting device according to one of the preceding claims,
characterized in that
the arrester is embodied as spark gap (8), varistor or a combination of these elements.
11. Overvoltage arresting device according to claim 10,
characterized in that
the spark gap (8) has the shape of a cylindrical case and is mounted upright on the
support plate (1).
12. Overvoltage arresting device according to claim 1,
characterized in that
the external terminal lug (4) is oriented at right angles with respect to the support
plate surface.
13. Overvoltage arresting device according to one of the preceding claims,
characterized in that
one of the connecting flange sections is embodied such that the arresting device can
be mounted under voltage.
1. Dispositif de décharge de surtensions destiné à être utilisé dans des systèmes de
distribution industriels à barres omnibus et dans des installations de commutation
équipées de tels systèmes, comportant un câblage interne à faible inductance et résistant
aux pointes de courant, de même qu'une plaque porteuse (1) réalisée à titre de composant
de boîtier,
caractérisé en ce que
la plaque porteuse (1) est en matériau conducteur et présente un tronçon formant bride
de raccordement intégral à grande surface pour la fixation électrique et mécanique
sur un rail omnibus,
sur la plaque porteuse (1) est prévue une partie portante intérieure isolante qui
sert à recevoir des disjoncteurs électriques branchés en parallèle (7', 7") à titre
d'éléments de protection de court-circuit et de surcharge,
le ou les composant(s) de limitation de tension du dispositif de décharge et/sont
respectivement relié(s) par un raccord électrique directement à la plaque porteuse
(1), et le ou les autre(s) raccord(s) électrique(s) et/sont raccordé(s) aux disjoncteurs
électriques (7', 7") via un rail électrique (6', 6"), le second raccord desdits disjoncteurs
menant à une patte de raccordement (4) extérieure,
dans la région de la plaque porteuse (1) et du tronçon formant bride de raccordement
de celle-ci est prévu un point de raccordement pour une ligne de transmission à guide
d'ondes lumineuses, qui coopère avec un circuit de surveillance d'état, lesdits composants
précités formant un groupe structurel modulaire qui est entouré par un boîtier extérieur
(2) adapté au cas d'application respectif.
2. Dispositif de décharge de surtensions selon la revendication 1, caractérisé en ce que, sur la partie portante intérieure, est prévue une plaque à circuits imprimés (9)
avec un circuit d'allumage et d'affichage.
3. Dispositif de décharge de surtensions selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce que l'unité émettrice de lumière pour la ligne de transmission à guide d'ondes lumineuses
est réalisée sous forme de lampe fluorescente.
4. Dispositif de décharge de surtensions selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que le disjoncteur de décharge intégré est capable de laisser passer la charge de courant
de pointe, pour laquelle le composant de limitation de tension est conçu, sans se
déclencher lui-même, et en présence d'un courant permanent dans le réseau ou d'un
court-circuit dans le dispositif de décharge, le disjoncteur se déclenche et les éléments
de disjoncteurs branchés en parallèle présentent à cet effet une caractéristique de
déclenchement différente.
5. Dispositif de décharge de surtensions selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que l'autre raccord, qui mène à la patte de raccordement extérieure (4), est fixé sur
un tronçon, renforcé sur le plan mécanique et structurel, du boîtier extérieur (2).
6. Dispositif de décharge de surtensions selon l'une des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce que l'autre raccord mène à une patte de raccordement qui est réalisée sous forme de plaque
de recouvrement analogue à la plaque porteuse (1), de sorte qu'il en résulte une surface
de contact sur les deux faces frontales du module.
7. Dispositif de décharge de surtensions selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la plaque porteuse (1) et/ou la plaque de recouvrement comporte plusieurs évidements
pour la fixation électrique et mécanique sur le rail omnibus respectif.
8. Dispositif de décharge de surtensions selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la partie portante intérieure isolante, qui se trouve sur la plaque porteuse (1),
subdivise l'espace structurel qui se trouve sur la plaque porteuse de telle façon
qu'il est possible d'agencer sur un côté de la partie portante intérieure le ou les
composant(s) de limitation de tension, et sur le côté opposé les disjoncteurs électriques
(7', 7"), ainsi que dans la région intermédiaire le circuit de surveillance d'état.
9. Dispositif de décharge de surtensions selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que le boîtier extérieur (2) est relié à la plaque porteuse (1), de préférence par vissage.
10. Dispositif de décharge de surtensions selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que le disjoncteur est réalisé sous forme de ligne à éclateur (8), de varistor, ou d'une
combinaison de ces éléments.
11. Dispositif de décharge de surtensions selon la revendication 10,
caractérisé en ce que la ligne à éclateur (8) présente un boîtier de forme cylindrique et est agencée debout
sur la plaque porteuse (1).
12. Dispositif de décharge de surtensions selon la revendication 1,
caractérisé en ce que la patte de raccordement extérieur (4) est orientée à angle droit par rapport à la
surface de la plaque porteuse.
13. Dispositif de décharge de surtensions selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que l'un des tronçons formant bride de raccordement est réalisé de telle manière qu'un
montage du dispositif de décharge peut être effectué sous tension.