DE3228471C2 - Surge protection device - Google Patents
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- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
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- H01T4/10—Overvoltage arresters using spark gaps having a single gap or a plurality of gaps in parallel
Abstract
Die Erfindung geht aus von einem Überspannungsschutzgerät, das aus mindestens einem Varistor und einer dazu elektrisch parallelgeschalteten, bevorzugt blitzstromtragfähigen Funkenstrecke besteht. Dies kann eine Luft-Gleit-Überschlags-Funkenstrecke sein, deren Luftüberschlagsstelle sich außerhalb deren Elektroden befindet. In dem den Varistor (4) enthaltenden Zweig der Parallelschaltung ist eine Überwachungseinrichtung (5) für die Einhaltung der Strom-Spannungskennlinie (12) des Varistors und Abschaltung des Varistors im entsprechenden Fehlerfall vorgesehen. Damit wird auch beim Auftreten eines Leckstromes im Varistor die Funktion der Funkenstrecke nicht beeinträchtigt, wodurch die Funktion des Überspannungsschutzgerätes trotz dieses Fehlers erhalten bleibt.The invention is based on an overvoltage protection device which consists of at least one varistor and a spark gap which is preferably capable of carrying lightning currents and is connected electrically in parallel. This can be an air-glide flashover spark gap, the air flashover point of which is outside the electrodes. In the branch of the parallel circuit containing the varistor (4), a monitoring device (5) is provided for maintaining the current-voltage characteristic curve (12) of the varistor and for switching off the varistor in the event of a fault. This means that the function of the spark gap is not impaired even if a leakage current occurs in the varistor, so that the function of the overvoltage protection device is maintained despite this fault.
Description
Die Erfindung betrifft ein ÜberspannungsschuUgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches Überspannungsschutzgerät ist in der bevoizugtcn Ausführungsform aus der DE-AS 27 18 188 bekannt. Hiermit w;rd der Vorteil erzielt, daß beim Auftreten geringerer Überspannungen und entsprechend geringer abzuleitender Ströme nur der Varistor als erste Schutzstufe anspricht. In solchen Fällen ist der an ihm auftretende Spannungsabfall nicht hoch genug, um die Funkcnstrekke, insbesondere die dort im Ausführungsbeispiel vorgesehene Luft-Gleit-Überschlags-Funkenstrecke zum Überschlag zu bringen. Erst bei größeren Belastungen wird die Funkenstrecke als weitere Schutzstufe und damit als Überlastschutz für den Varistor wirksam. Bei einer solchen Anordnung begrenzt die Funkenstrecke die Spannung am Verbraucher und am Varistor immer auf einen nahezu konstanten Wert. Es können aber auch andere Funkenstrecken als Luft-Gleit-Überschlags-Funkenstrecken vorgesehen sein, z. B. Gasentladungsabieiter, sofern sie die gewünschte Strombelastbarkeit aufweisen. Ein solches Überspannungsschutzgerät ist allgemein einsetzbar, wobei sein bevorzugtes Anwendungsgebiet jedoch der Bereich ist. in dem mit direkten Blitzeinschlägen zu rechnen ist. Solche Überspannungsschutzgeräte werden z. B. in Gebäuden einzusetzen sein, bei denen direkte Blitzeinschläge in die elektrische Anlage zu erwarten sind.The invention relates to an overvoltage protection device according to the preamble of claim 1. Such an overvoltage protection device is known from DE-AS 27 18 188 in the preferred embodiment. Herewith w ; rd has the advantage that when lower overvoltages occur and correspondingly lower currents to be diverted, only the varistor responds as the first protection stage. In such cases, the voltage drop occurring across it is not high enough to cause the radio link, in particular the air-glide-rollover spark gap provided there in the exemplary embodiment, to flash over. The spark gap only becomes effective as a further protection level and thus as overload protection for the varistor when the load is greater. With such an arrangement, the spark gap always limits the voltage at the consumer and at the varistor to an almost constant value. However, spark gaps other than air glide rollover spark gaps can also be provided, e.g. B. Gas discharge arresters, provided they have the desired current carrying capacity. Such an overvoltage protection device can be used in general, but its preferred field of application is the area. in which direct lightning strikes are to be expected. Such surge protection devices are z. B. to be used in buildings where direct lightning strikes in the electrical system are to be expected.
Es ist jedoch der Fall nicht auszuschließen, daß der Varistor, z. B. durch zu häufige Beanspruchung, im Laufe der Zeit durch langanhaltende »Blitzstromschwänze« seine Strom-Spannungskennlinie ändert, d. h. niederohmig wird und dadurch bei normaler Betriebsspannung einen unzulässigen Leckstrom führt. Ein solcher Strom kostet nicht nur Geld sondern kann auch zu einer unzulässigen Anhebung des Erdpotentials und unter Umständen zu einer unzulässig hohen Erwärmung des Varistors und damit des Gerätes führen. Unter Umständen kann der Varistor hierdurch auch zerstört werden. Insbesondere ist bei einer solchen Veränderung der Kennlinie des Varistors aber die Gefahr gegeben, daß am Varistor beim Auftreten eines abzuleitenden Stoßstromes nicht mehr ein hinreichend hoher Spannungsabfall entsteht und damit auch nicht mehr die erforderliche Zündspannung an der Funkenstrecke erreicht wird, die-However, it cannot be ruled out that the Varistor, e.g. B. through too frequent use, over time through long-lasting »lightning current tails« its current-voltage characteristic changes, d. H. becomes low resistance and therefore at normal operating voltage leads to an impermissible leakage current. Such a current not only costs money but can also become inadmissible Raising the earth potential and possibly an impermissibly high heating of the varistor and thus the device. This can also destroy the varistor under certain circumstances. In particular with such a change in the characteristic of the varistor there is a risk that on Varistor no longer has a sufficiently high voltage drop when a surge current to be diverted occurs arises and thus the required ignition voltage is no longer achieved at the spark gap, which-
se also nicht mehr ihre Ableitfunktion ausführen kann.it can no longer perform its derivation function.
Aus dem DE-GM 75 01 349 und 81 05 608 sind Ventil- -bleiter bekannt, die eine Reihenschaltung aus Funkenstrecke, veränderlichem Widerstand (Varistor) und einem Sicherungsstreifen aufweisen. Bei einer unzulässigen Erwärmung wird der Sicherungsstreifen (Lotstelle) zerschmolzen. Damit ist aber der gesamt«; Ventilableiter vom Netz getrennt, d. h. insgesamt unwirksam geworden. From DE-GM 75 01 349 and 81 05 608 valve -conductors known, which are a series connection of spark gaps, have variable resistance (varistor) and a safety strip. In the case of an impermissible The fuse strip (soldering point) is melted when heated. But with that the whole is "; Valve arrester disconnected from the grid, d. H. has become ineffective overall.
Aus der US-PS 42 88 833 sind zwei verschiedene Schaltungen -bekannt, bei denen jeweils ein Varistor, falls der einen unzulässig hohen Leckstrom führt, aufgrund der durch den Leckstrom verursachten Erwärmung vom Netz getrennt wird. Der Varistor erhält mit diesem Abschalten aber die Funktion einer Funken- :»i recke, die beim Auftreten einer Oberspannung durchschlägt, so daß der tntsprechende Stoßstrom über den defekten Varistor zur Erde abgeleitet wird. In einer der vorgenannten Schaltungen ist nur der beschädigte Varistor als Quasi-Funkenstrecke vorgesehen, während in der anderen Schaltung der defekte Varistor als Quasi-Funkenstrecke mit einer weiteren, definierten Funkenstrecke in Reihe liegt. Bei dieser Anordnung fließt zwar bei ungestörten Netzverhältnissen kein Leckstrom, jedoch wird der an sich beschädigte Varistor im Überspannungsfall bewußt als Funkenstrecke, d. h. im Blitzstromfall für das Durchzünden des Blitzstroms eingesetzt. Dies führt aber in der Regel zur Zerstörung des Varistors: unter Umständen auch zum Brand. Die nachfolgend erläuterte Aufgabenstellung und Lösung der Erfindung wird mit dieser Reihenschaltung eines defek ien Varistors in Form einer Quasi-Funkenstrecke nicht berührt. Hat dagegen der Varistor sich nicht aufgrund eines zu hohen Leckstromes in eine Quasi-Funkenstrekke verwandelt, so ist der Überspannungsschutz nach der US-PS 42 88 833 allein durch den Varistor gegeben. Dies aber ist beim Auftreten einer hohen Überspannung (naher Blitzeinschlag) nicht ausreichend und kann ebenfalls /ur Beschädigung, gegebenenfalls Brand des Varistors führen.From US-PS 42 88 833 two different circuits are known, each with a varistor, if it has an impermissibly high leakage current, due to the heating caused by the leakage current is disconnected from the mains. With this shutdown, the varistor takes on the function of a spark : »I stretch that breaks down when an upper tension occurs, so that the corresponding surge current is diverted to earth via the defective varistor. In one of the aforementioned circuits, only the damaged varistor is provided as a quasi-spark gap, while in In the other circuit, the defective varistor acts as a quasi-spark gap with another defined spark gap is in series. With this arrangement, no leakage current flows in undisturbed network conditions, however the damaged varistor is deliberately used as a spark gap in the event of an overvoltage, i. H. in the event of a lightning current used to ignite the lightning current. However, this usually leads to the destruction of the Varistors: possibly also to a fire. The task and solution of the Invention is not with this series connection of a defective varistor in the form of a quasi-spark gap touched. On the other hand, the varistor has not moved into a quasi-spark gap due to an excessively high leakage current transformed, the overvoltage protection according to US Pat. No. 4,288,833 is provided solely by the varistor. However, this is not sufficient in the event of a high surge voltage (near lightning strike) and can also / ur damage, possibly fire of the varistor to lead.
Gegenüber dem vorstehend erläuterten Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Überspannungsschutzgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruches I dahingehend zu verbessern, daß eine durch /u häufige Beanspruchung mit Stoßströmen, insbesondere Blitzstoßströmen oder dergleichen eintretende Schädigung des Varistors (Veränderung der Sironi-Spannungskennlinie des Varistors) und der hiermit auftretende hohe Leckstrom die Funktion der Funkenstrecke nicht beeinträchtigen und damit die Funktion des Überspannungsschutzgerätes insgesamt erhalten bleibt.Compared to the prior art explained above, the object of the invention is to provide a Overvoltage protection device according to the preamble of claim I to the effect that a due to / u frequent exposure to surge currents, in particular lightning surge currents or the like Damage to the varistor (change in the Sironi voltage characteristic of the varistor) and the resulting Occurring high leakage current does not affect the function of the spark gap and thus the function of the overvoltage protection device is retained as a whole.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen, ausgehend vom Oberbegriff des Anspruches l.die Merkmale des Kennzeichens
des Anspruches 1. Abgesehen davon, daß hiermit in an sich bekannter Weise das Fließen eines unzulässig
hohen Leckstromes über einen defekten Varistor und die hieraus resultierenden Folgen verhindert sind,
wird vor allem die Gefahr vermieden, daC in einem Überspannungsfall, bei dem ein Ansprechen der Funkenstrecke
notwendig ist. an der Funkenstrecke nicht mehr die genügende Zündspannung zur Verfügung
Mehl, d.i an dem defekten Varistor ein diese Zündspannung
erzeugender Spannungsabfall nicht mehr entstehen k.inn. Anstelle der nachteiligen Reihenschaltung
tuch L S-PS 42 88 833 geht gemäß dem Oberbegriff des
vorliegenden Anspruches I die Erfindung von einer Parallelschaltunß
von Varistor und Funkenstrecke aus. Damit
ist beim Abschalten des Varistors aufgrund einer Überhitzung dieser zum einen völlig abgeschaltet, d. h.
er wird weder durch einen Leckstrom unzulässig hoch erwärmt, noch erhält er durch eine Überspannung einen
ihn beschädigenden oder zerstörenden Stoßstrom. Eine Brandgefahr durch einen defekten Varistor ist vermieden.
Vielmehr ist dann lediglich noch die Funkenstrecke funktionsbereit, die bei entsprechender Überspannung
anspricht und zündet Das sogenannte Absinken der Varistorkennlinie
im Schadensfall des Varistors hat also keinen Einfluß auf die Funktionsbereitschaft, d. h. sichere
Zündung der Funkenstrecke im Überspannungsfall. Dies steht im Gegensatz zu der erläuterten Anordnung
nach der US-PS 42 88 833, bei der der Varistor nicht abgeschaltet sondern in eine Funkenstrecke umgewandelt
wird. Die vorbekannte Anordnung führt daher den Fachmann auf einen anderen Lösungsweg als den der
Erfindung.
Gegenüber den erläuterten Anordnungen nach DE-GM 75 01 349 und 81 05 608 besteht der Vorteil, daß
nicht das gesamte Überspannungsschutzgerät sondern nur der den Varistor enthaltende Zweig der Parallelschaltung
unterbrochen und damit unwirksam wird. Die Funkenstrecke übernimmt also nach wie vor den Schutz
der nachgeschalteten Anlage. Die Funkensirecke selber ist so stromtragfähig, daß sie auch netzfrequente Ströme
(Folgeströme) sicher ableitet und unterbricht, d. h. das Gerät ist in jeder Betriebsphase unabhängig von
einer eventuell vorhandenen Leitungssicherung. Dies wird z. B. gewährleistet durch der. Einsatz einer Funkenstrecke,
die aus zwei Elektroden mit dazwischen befindlicher Isolationsschicht besteht, wobei die Isolationsschicht
aus einem Material gefertigt ist. das bei der Erhitzung durch den Überschlaglichibogen ein diesen
nach außen drückendes, bzw. blasendes und kühlendes und damit löschendes Gas abgibt, so daß der Netzfolgestrom
unterbrochen wird (DE-PS 29 34 238). Insbesondere empfiehlt sich der Einsatz der zuletzt erläuterten
Funkenstrecke bei Niederspannungsanlagen. Statt des vorgenannten, insbesondere Wasserstoffgas abgebenden
Isolationsmaterials (POM, Teflon = eingetragenes Warenzeichen, u.a.) könnte auch in einer demgegenüber
allerdings nicht so wirksamen Form Glimmer als Isolationsmaterial dienen.To solve this problem, based on the preamble of claim 1. The features of the characterizing part of claim 1. Apart from the fact that this prevents an inadmissibly high leakage current from flowing through a defective varistor and the resulting consequences in a manner known per se above all the risk of being avoided in the event of an overvoltage in which the spark gap has to respond. Sufficient ignition voltage is no longer available at the spark gap, i.e. a voltage drop that generates this ignition voltage can no longer occur on the defective varistor. Instead of the disadvantageous series connection cloth L S-PS 42 88 833, according to the preamble of the present claim I, the invention is based on a parallel connection of varistor and spark gap. Thus, when the varistor is switched off due to overheating, it is completely switched off, ie it is neither heated to an inadmissible level by a leakage current, nor does it receive a surge current that would damage or destroy it due to an overvoltage. The risk of fire from a defective varistor is avoided. Rather, only the spark gap is still ready for operation, which responds and ignites in the event of an overvoltage. This is in contrast to the arrangement described in US Pat. No. 4,288,833, in which the varistor is not switched off but converted into a spark gap. The known arrangement therefore leads the person skilled in the art to a different approach than that of the invention.
Compared to the arrangements explained according to DE-GM 75 01 349 and 81 05 608, there is the advantage that not the entire overvoltage protection device but only the branch of the parallel circuit containing the varistor is interrupted and thus ineffective. The spark gap continues to protect the downstream system. The spark plug itself has such a current-carrying capacity that it also safely diverts and interrupts mains-frequency currents (follow-up currents), ie the device is independent of any line fuse in every operating phase. This is z. B. guaranteed by the. Use of a spark gap, which consists of two electrodes with an insulation layer in between, the insulation layer being made of one material. which when heated by the rollover bow releases a gas that presses it outwards, or blows and cools and thus extinguishes, so that the line follow current is interrupted (DE-PS 29 34 238). In particular, the use of the spark gap explained above is recommended for low-voltage systems. Instead of the aforementioned insulation material that emits hydrogen gas in particular (POM, Teflon = registered trademark, etc.), mica could also serve as insulation material in a form that is not so effective in comparison.
Eine bevorzugte und konstrukiv einfache Auslührunsform der Erfindung ist Inhalt des Anspruches 2. Diese Merkmale sind zwar für sich aus der L1S-PS 42 88 833 bekannt, sie können aber mit Erfolg bei einer Anordnung nach Anspruch 1 eingesetzt weiden. Analoges gilt für die Merkmale des Anspruches 3. Solche Schmelzlotstellen sind auch aus den beiden Gebrauchsmustern bekannt, jedoch nicht in der Anordnung an dieser Stelle einer Parallelschaltung aus Varistor und Funkenstrecke.A preferred and structurally simple Auslührunsform the invention is the content of claim 2. These features are known per se from L 1 S-PS 42 88 833, but they can be used successfully in an arrangement according to claim 1. The same applies to the features of claim 3. Such fusible link points are also known from the two utility models, but not in the arrangement at this point of a parallel connection of varistor and spark gap.
Gemäß Anspruch 4 kann auch eine elektrisch auslösende Überwachungs- und Abschaltvorrichtung für diesen Varistorzweig vorgesehen sein.According to claim 4, an electrically triggering monitoring and disconnection device for this Varistor branch can be provided.
Die Merkmale des Anspruches 5 steilen sicher, daß die Abschaltung des Varistors der Bedienungsperson der Anlage signalisiert wird. Mit den Merkmalen des Anspruches 6 kann die Funktionsfähigkeit einer Anzeigevorrichtung gemäß Anspruch 5 geprüft werden.The features of claim 5 steep sure that the disconnection of the varistor is signaled to the operator of the system. With the features of the Claim 6, the functionality of a display device can be tested according to Claim 5.
Anspruch 7 beinhaltet eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung eines Überspannungsgerätes nach derClaim 7 includes a particularly advantageous embodiment of an overvoltage device according to the
t>5 Erfindung. Sie ist besonders robust und daher auch geeignet, größere Stoßströme auszuhalten.t> 5 invention. It is particularly robust and therefore also suitable withstand larger surge currents.
Weitere Vorteile und Merkmale der F.rfindung sind den weiteren Unteransprt.'chen. sowie der nachstehen-Further advantages and features of the invention are the other sub-participants. as well as the following
den Beschreibung und der Zeichnung von erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen zu entnehmen. In der Zeichnung zeigtthe description and the drawing of the invention Refer to exemplary embodiments. In the drawing shows
Fig. 1 eine einpolige Schaltung der Erfindung,Fig. 1 shows a single pole circuit of the invention,
F i g. 2 eine dreipolige Schaltung nach der Erfindung,F i g. 2 a three-pole circuit according to the invention,
F i g. 3 ein Diagramm mit der Strom-Spannungskennlinie eines Varistors,F i g. 3 shows a diagram with the current-voltage characteristic of a varistor,
Fig.4 in der Draufsicht eine dreipolige Ausführung eines Überspannungsgerätes nach der Erfindung,4 shows a three-pole design in plan view a surge device according to the invention,
F i g. 5 einen Schnitt gemäß der Linie V-V in F i g. 4,F i g. 5 shows a section along the line V-V in FIG. 4,
F i g. 6 einen Schnitt gemäß der Linie Vl-Vl in F i g. 5 undF i g. 6 shows a section along the line VI-VI in FIG. 5 and
Fig. 7 eine Einzelheit der Fig. 5 im vergrößerten Maßstab.7 shows a detail of FIG. 5 on an enlarged scale Scale.
Die Prinzipschaltung nach Fig. 1 zeigt zwischen der spannungsführenden Phase L bzw, 1 des Netzes und der Erde. bzw. der Potentialausgleichsschiene 2 eine Parallelschaltung einer Funkenstrecke, insbesondere einer Luft-Gleit-Überschlags-Funkenstrecke (siehe oben) 3 einerseits und einer Reihenschaltung eines Varistors 4 mit Überwachungs-Abschaltvorrichtung in Form einer Lötstelle 5 andererseits. Ferner ist parallel dazu eine Anzeigevorrichtung 6 mit Kontroll- oder Prüftaste 7 vorgesehen.The basic circuit according to FIG. 1 shows between the live phase L or 1 of the network and the earth. or the equipotential bonding bar 2 is a parallel connection of a spark gap, in particular an air-glide-flashover spark gap (see above) 3 on the one hand and a series connection of a varistor 4 with a monitoring disconnection device in the form of a soldering point 5 on the other. Furthermore, a display device 6 with control or test button 7 is provided in parallel.
F i g. 2 zeigt eine entsprechende drei-polige Ausführung mii den spannungsführenden Phasen L 1, L 2 und L 3. bzw. 1 des Netzes, der Erdungsleitung 2 bzw. Potentialausgleichsschiene PAS und dem Nulleiter N bzw. 8. Das Gehäuse des Überspannungsschutzgerätes ist durch die gestrichelte Linie 9 angedeutet. Die Leitung 10 zwischen Potentialausgleichsschiene PAS und Erdungsleitung 2 einerseits, sowie Nulleiter 8 andererseits ist nur mit einer Funkenstrecke 3 versehen, nicht aber mit dem Parallelzweig aus Varistor 4 und Überwachungs- sowie Abschaltvorrichtung 5. Es können Vorsicherungen 11 vorgesehen sein, die jedoch bei dem Einsatz von Funkenstrecken gemäß Patent 29 34 238 nicht erforderlich sind (siehe oben).F i g. 2 shows a corresponding three-pole version with the live phases L 1, L 2 and L 3. or 1 of the network, the grounding line 2 or equipotential bonding rail PAS and the neutral conductor N or 8. The housing of the overvoltage protection device is indicated by the dashed line Line 9 indicated. The line 10 between the equipotential bonding rail PAS and the grounding line 2 on the one hand, and the neutral conductor 8 on the other hand, is only provided with a spark gap 3, but not with the parallel branch consisting of varistor 4 and monitoring and disconnection device 5. Pre-fuses 11 can be provided, but these are not used during use of spark gaps according to patent 29 34 238 are not required (see above).
Als Beispiel, auf das die Erfindung aber nicht beschränkt ist, seien bei Verwendung von Funkenstrecken nach Patent 29 34 238 folgende elektrische Daten genannt: As an example, to which the invention is not limited, are the use of spark gaps according to patent 29 34 238, the following electrical data is mentioned:
Netzspannung:
Vorsicherung 11:
Parallelzweig Varistor
und Überwachungseinrichtung: Mains voltage:
Backup fuse 11:
Parallel branch varistor
and monitoring device:
Lufi-Gleitüberschlags-Funkenstrecke: Lufi glide-over spark gap:
220/380 V220/380 V
z. B. 50 Az. B. 50 A
ausgelegt für Stoßströme 8/20 von 5 kA,
entsprechend etwadesigned for surge currents 8/20 of 5 kA,
accordingly about
0,1 As und 500 J/Ω0.1 As and 500 J / Ω
ausgelegt für Stoßströme 100 kA, mit
etwa 10 As unddesigned for surge currents 100 kA, with
about 10 As and
500 kJ/Ω500 kJ / Ω
F i g. 3 zeigt das Diagramm einer Strom-(I)-Spannungs(U)-Kennlinie eines Varistors. Dabei bezeichnet 12 die normale, ordnungsgemäße Kennlinie, während die Linien 13 und 14 Kennlinien eines geschädigten Varistors sind, der bereits bei kleineren Spannungen unzulässig hohe Ströme durchläßt. In einem solchen Fall schaltet die Überwachungseinrichtung 5 den schadhaften Varistor 4 ab. Dies kann thermisch mittels eines Lotes geschehen, das bei entsprechender Erwärmung des Varistors schmilzt (siehe z. B. F i g. 4 und folgende). Auch könnte dies durch eine elektrisch auslösende Sicherung bzw. einen Sicherungsautomaten crtolgcn (nicht dargestellt), der so einzustellen ist. daß or den Varistorleckstrom im mA-Bereich abschaltet.F i g. 3 shows the diagram of a current (I) -voltage (U) characteristic a varistor. 12 denotes the normal, proper characteristic curve while lines 13 and 14 are characteristics of a damaged varistor, which is not allowed even at lower voltages allows high currents to pass through. In such a case, the monitoring device 5 switches the defective one Varistor 4 off. This can be done thermally by means of a solder, which is heated appropriately of the varistor melts (see e.g. FIG. 4 and following). This could also be done by an electrically triggered fuse or a circuit breaker crtolgcn (not shown) to be set. that or the Switches off varistor leakage current in the mA range.
Durch die Abschaltung nur des Varistors bleibt die Schutzfunktion des Gerätes durch die Funkenstrecke erhalten. Zur Kontrolle der Varistorabschaluiiig kann eine Anzeigevorrichtung (optisch oder akustisch) vorgesehen sein, die im Beispiel der F i g. 1 schematich mit 6 angedeutet ist und beim öffnen die Abschaltung des Varistors 4 durch die Abschaltvorrichtung 5 in dem die Teile 4, 5 aufweisenden Parallelzweiges anzeigt. Die Funktionsfähigkeit dieser Anzeige kann durch eine Prüftaste 7 kontrolliert we.den. In der dreipoligen Schaltung nach Fig. 2 können solche Überwachung·.· und Kontrollvorrichtungen selbstverständlich aueh vorhanden sein, nur sind sie zur Vereinfachung der Zeichnung in F i g. 2 nicht dargestellt. Es wird aber hieivu auf die F i g. 4 und folgende verwiesen.By switching off only the varistor, the protective function of the device remains through the spark gap obtain. To control the varistor shutdown can a display device (optical or acoustic) can be provided, which in the example of FIG. 1 schematich with 6 is indicated and when opening the disconnection of the varistor 4 by the disconnection device 5 in which the Parts 4, 5 showing parallel branches. The functionality of this display can be checked by a Test button 7 is checked. In the three-pole Circuit according to Fig. 2 such monitoring ·. · and control devices are of course also present, only they are to simplify the drawing in Fig. 2 not shown. However, it will be referred to FIG. 4 and following referenced.
Das Ausführungsbeispiel der Fig.4-7 zeigt einen konstruktive Ausführung nach der Erfindung mit einem Gehäuse oder Grundgestell 15 aus isolierendem Werkstoff, drei Leitungsschienen Γ, die von den bügelartigen Anschlußklemmen 16' für die Leitungen L 1. L 2. L 3 bzw. 1 zu den Halteschrauben 16 für die Verbindung mit den Funkenstrecken 17—19 führen. Ferner ist eine vierte Leitungsschiene 8' zwischen einer bügelartigen Anschlußklemme 16' für den Nulleiter 8 und einer Halteschraube 16 sowie einem Anschluß 20 für die Erdleitung 2 mit PAS vorgesehen. Die Leitungsschiene 8' führt daher betriebsmäßig keine Spannung. Die Leitungsschienen Γ und 8' sind jeweils als geradlinige mit den auftretenden Strömen belastbare, in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung blitzstromtragfähige Leitungen entsprechenden Querschnittes und mit entsprechend stabilen Halteschrauben und Anschlüssen 16, 16' ausgebildet. Die Leitungsschienen. Anschlußklemmen und Halteschrauben sind so ausgeführt, daß sie die auftretende elektrodynamische Beanspruchung eines Stromes, insbesondere Blitzstromes von z. B. 500 k)'Q aushalten. The embodiment of Fig.4-7 shows a structural design according to the invention with a housing or base frame 15 made of insulating material, three line rails Γ, which from the bracket-like terminals 16 'for the lines L 1. L 2. L 3 or 1 lead to the retaining screws 16 for the connection with the spark gaps 17-19. Furthermore, a fourth line rail 8 'is provided between a bracket-like connection terminal 16' for the neutral conductor 8 and a retaining screw 16 and a connection 20 for the earth line 2 with PAS . The line rail 8 'therefore carries no voltage during operation. The line rails Γ and 8 'are each designed as straight lines that can be loaded with the currents that occur and, in the preferred embodiment of the invention, lightning current-carrying lines with corresponding cross-sections and correspondingly stable retaining screws and connections 16, 16'. The line rails. Terminals and retaining screws are designed so that they absorb the electrodynamic stress of a current, especially lightning current of z. B. 500 k) 'Q withstand.
Unterhalb der Halteschrauben 16 befinden sieh die bevorzugt bützstromtragfähigen Funkenstrecken mit Elektrode 17, Isolierstück 18 und gemeinsamer Erdungsplatte 19. Dabei ist das Isolierstück 18 mit einem umlaufenden Ringbund 18' versehen, der die jeweilige Elektrode 17 von der Erdungsplatte 19 isoliert. Der sich dabei bildende Lichtbogen der Gleitentladung ist mit 18" beziffert (siehe Fig. 7). Die Halteschraube 16 durchsetzt das Isolierstück 18 und ist in das Grundgestell 15 aus isolierendem Werkstoff eingeschraubt, so daß kein Überschlag von der Halteschraube 16 zu der Erdungsplatte 19 erfolgen kann.The spark gaps, which are preferably capable of carrying current, are also located below the retaining screws 16 Electrode 17, insulating piece 18 and common grounding plate 19. The insulating piece 18 is with a circumferential annular collar 18 'which isolates the respective electrode 17 from the grounding plate 19. Which The resulting arc of the sliding discharge is numbered 18 "(see FIG. 7). The retaining screw 16 passes through the insulating piece 18 and is screwed into the base frame 15 made of insulating material, see above that no flashover from the retaining screw 16 to the grounding plate 19 can occur.
Die Potentialauslgeichsschiene bzw. die Erdleitung 2 wird an die Klemme 20, die ebenfalls bügelartig ausgebildet ist, angeschlossen. Zwischen den Leitungsschienen Γ und der Erdungsplatte 19 liegt jeweils ein Parallelzweig bestehend aus Varistor 4 und Überwachungsund Abschaltvorrichtung 5, 6 und 7, wobei die Teile 4, 5 räumlich neben den Leitungsschienen Γ liegen. Die Varistoren 4 befinden sich platzsparend nebeneinander. Dabei ist mit 5 die Lotstelle bezeichnet, die die Varistorkontaktierung 25 und den hiermit verbundenen leitenden Teil 21 mit einer Feder 22 elektrisch verbindet. Die Feder 22 ist bei 23 an die betreffende Leiiungsschiene 1' angeschlossen, während 24 eine zusätzliche von den Leitungen 1' isolierende mechanische Befestigung darstellt. Tritt ein unzulässig hoher Leckstrom auf dem Wege 23, 22,5,21,25 und 4 gegen 19 auf. so schmilzt die LötstelleThe potential equalization rail or the earth line 2 is attached to the terminal 20, which is also designed like a bracket is connected. A parallel branch is located between the line rails Γ and the grounding plate 19 consisting of varistor 4 and monitoring and disconnection device 5, 6 and 7, parts 4, 5 next to the line rails Γ. The varistors 4 are located next to one another to save space. Here, 5 denotes the soldering point that connects the varistor 25 and the conductive contacts connected to it Part 21 electrically connects to a spring 22. The spring 22 is at 23 on the relevant line rail 1 ' connected, while 24 represents an additional mechanical attachment isolating from the lines 1 '. If there is an impermissibly high leakage current on paths 23, 22,5,21,25 and 4 against 19. so the solder joint melts
5 und die Feder 22 bewegt sich aufgrund ihrer Eigenspannung in Pfeilrichtung 22', bis sie am Kontakt 26 anliegt. Die Schmelztemperatur des genannten Lotes kann /.. B. 150°C betragen. Der Kontaktteil 26 ist auch in der Prinzipschaltung nach Fig. 1 eingetragen. Hierdurch wird die Trennung dieses Varistors 4 über 5 durch5 and the spring 22 moves due to its internal tension in the direction of the arrow 22 'until it reaches the contact 26 is applied. The melting temperature of the solder mentioned can be / .. B. 150 ° C. The contact part 26 is also in the basic circuit of FIG. 1 entered. This results in the separation of this varistor 4 through 5
6 angezeigt. Die Tasteinrichtung 7 ist in den F i g. 5, 6 ersichtlich. Ihr Stift T tastet bei dieser Kontrolle die über die Feder 22 und den Anschluß 23 dem Teil 21 /ugeführte Neizspannung ab, die in nicht ausgelöster Siellung gemäß F i g. 5 an der Varistorkontaktierung 25 ansteht, bei geöffneter Lotverbindung 5, jedoch durch die Feder 22 abgeschaltet wird.6 displayed. The sensing device 7 is shown in FIGS. 5, 6 can be seen. During this check, your pin T scans the tension applied to the part 21 / ug via the spring 22 and the connection 23, which in the non-triggered position according to FIG. 5 is applied to the varistor contact 25, but is switched off by the spring 22 when the solder connection 5 is open.
Das Gerät nach den F i g. 4 bis 7 kann sehr raumsparend untergebracht werden, wobei man die scheibenförniigen Varistoren 4 parallel zu den Leitungsschienen Γ anordnet. Dabei können die beiden oberen zu den Leitungen Li, L 2 gehörenden Varistoren 4 unmittelbar aneinander liegen und über einen gemeinsamen Erdkontakt 4' mit der Erdungsschiene 19 verbunden werden. The device according to FIGS. 4 to 7 can be accommodated in a very space-saving manner, whereby the disk-shaped varistors 4 are arranged parallel to the conductor rails Γ. The two upper varistors 4 belonging to the lines Li, L 2 can lie directly next to one another and can be connected to the grounding rail 19 via a common ground contact 4 '.
8 I8 I.
Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings
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