CN102812603A - 过电压保护装置 - Google Patents

Abstract

示出且说明了一种用于保护电气的低压安装的过电压保护装置，其带有装置下部(2)和至少一个装置上部(3)，其中，装置下部(2)具有用于待联接的电导体的输入端子和输出端子(4,5)以及与输入端子和输出端子(4,5)相连接的、尤其构造为插座的接触元件(6,7)，且其中，装置上部(3)具有至少一个过电压保护元件(8,9)。在过电压保护装置(1)中，利用少量的不同部件和装置上部(3)的阻抗中性地插和拔由此可实现较大的种类多样性，即，附加地设置有装置中间部(10)，其一方面可插到装置下部(2)上而另一方面可插到装置上部(3)上，其中，装置中间部(10)具有与装置下部(2)的接触元件(6,7)相对应的配对接触元件(11,12)和与配对接触元件(11,12)相连接的接触元件(13,14)，装置中间部(10)具有在两个配对接触元件(11,12)之间接通的至少一个纵向元件(15)，并且装置上部(3)具有与装置中间部(10)的接触元件(13,14)相对应的配对接触元件(16,17)。

Description

过电压保护装置

技术领域

本发明涉及一种用于保护电气的低压安装的过电压保护装置，其带有装置下部和至少一个装置上部，其中，装置下部具有用于电导体的输入端子和输出端子以及与输入端子和输出端子相连接的、尤其构造为插座的接触元件，且其中，装置上部具有至少一个保护元件。

背景技术

电气电路通常无干扰地利用对于其特定的电压(额定电压)工作。如果出现过电压，则这不适用。所有处于额定电压的上公差极限之上的电压适用作为过电压。瞬时过电压特别也属于此，其由于大气放电、但是也由于在能源供应网络中的短路或开关操作可能出现且被电流地、电感地或电容地接合到电气电路中。现在为了保护电气或电子电路(尤其电子测量电路、控制电路、调节电路和开关电路)免于瞬时过电压，开发了过电压保护元件且多年以来是已知的，其拦截或限制过电压峰值。

根据放电器选择和期望的环境影响，用于保护设备和装置的供电的必需的措施划分成不同的级。在此，用于各个级的过电压保护装置通过放电能力的水平和保护电平(Schutzpegel)相区别。

第一保护级(类型1)通常由闪电电流放电器(Blitzstromableiter)形成，其作为功率最强的保护装置被安装在大楼的中央的电力供应中。这样的闪电电流放电器的主要组成部分是带有至少两个电极的火花间隙(Funkenstrecke)，其中，在火花间隙点火的情况下在两个电极之间产生电弧。

第二保护级(类型2)通常形成基于变阻器的过电压放电器。该保护级再次限制了在闪电电流放电器上的遗留的残余电压。根据待保护的设备或者待保护的大楼的潜在危险，当以第二保护级开始时在个别情况中可足够。

第三保护级(类型3)被称为装置保护且通常被直接安装在待保护的装置之前。利用装置保护达到对于所联接的装置无危险的残余电压。这样的过电压保护装置以不同的构型、尤其还作为开关柜模块存在。

在MSR技术中，过电压保护装置由于对过电压的较高的敏感性经常具有带有组合的保护线路(Schutzschaltung)的过电压保护元件，其中，一限制过电压的构件用于粗保护且一限制过电压的构件用于精保护。构件(尤其可以是充气的过电压放电器、火花间隙、变阻器(Varistor)或抑制器二极管(Suppressordiode))在此经常间接并联，其中，在过电压保护元件之间布置有纵向元件作为去耦电阻(Entkopplungswiderstand)，其必须匹配于相应的保护线路、也就是说匹配于所使用的过电压保护元件。

本发明尤其被应用在用于装置保护且构造为开关柜模块的过电压保护装置中。然而，本发明不限于此且原则上也可在类型1或类型2的过电压保护装置中被实现。

出于模块化、灵活性的原因以及为了使维修工作容易，开关柜模块经常两件式地来构造，其中，其由作为装置下部的固定地安装的基础元件和作为装置上部的至少一个可更换的保护插头(Schutzstecker)构成。基础元件在此用于将过电压保护装置固定在支承轨道上以及用于各个电导体的联接，对此基础元件具有相应的输入端子和输出端子，其可以以任意的联接技术(例如螺旋端子、拉簧端子(Zugfederklemme)、直插端子或快速联接端子)来实施。根据实施方案变体，这样的过电压保护装置可构造为双导体、三导体或四导体保护。保护插头具有带有与相应的应用情况相匹配的过电压保护元件的实际的过电压保护线路。原理上，可在支承轨道的纵向上将两个或多个保护插头并排地插到相应宽的基础元件上。

为了装置下部与相应的装置上部的简单的机械和电气接触，装置下部具有与联接端子相连接的插座而装置上部具有对应的插头脚(Steckerstift)，使得装置上部可无工具地插到装置下部上。附加地，已知的过电压保护装置还具有转换触头(Wechslerkontakt)作为用于至少一个保护元件的状态的远程通信(Fernmeldung)的信号发生器，由此舒适的远程监控是可能的。此外，例如从文件DE 20 2004 006 227 U1中已知，装置上部具有光学的状态指示器，其可机械操纵。由此，也可简单直接地在装置处读出过电压保护装置的状态。

本发明所基于的过电压保护装置原则上已在文件DE 33 46 753 C2中来说明。此外，这样的过电压保护装置多年以来由申请人以产品名“PLUGTRAB PT”来销售(参见Phoenix联系册“überspannungsschutz TRABTECH 2007”，第60和61页)。在此，该过电压保护装置的一重要特征在于能够阻抗中性地(impedanzneutral)插和拔各个保护插头的可能性，由此敏感的信号电路(例如温度测量或总线系统)在更换保护插头时不被影响。对此，在装置下部中在彼此相关联的输入端子与输出端子之间连续地延伸的传导路径(Leitungspfad)中布置有纵向元件、尤其去耦电阻。因为基础元件在更换保护插头时还保持安装在连通布线(Durchgangsverdrahtung)中，因此为了检测和更换目的可能不中断地且阻抗中性地拔和插保护插头。

即使先前所提及的过电压保护装置在实践中证明非常有效，其也具有该缺点，即不仅大量与相应的应用情况相匹配的保护插头、而且大量不同的基础元件必须可供使用，其相应具有与布置在保护插头中的保护线路相协调的纵向元件。由过电压保护装置的制造商所提供的基础件的数量在现有技术中由此被减少，即纵向元件也被集成在可插拔的装置上部中，然而这那么引起在插和拔保护插头时电路或信号电路的阻抗被改变。

发明内容

因此，本发明目的在于提供一种开头所说明的过电压保护装置，在其中利用数量尽可能少的不同部件可实现尽可能大的种类多样性，其中，应确保保护插头的阻抗中性的插和拔。

该目的对于开头所说明的过电压保护装置由此来实现，即附加地设置有装置中间部，其一方面可插到装置下部上而另一方面可插到装置上部上，其中，装置中间部具有与装置下部的接触元件相对应的、尤其构造为插头脚的配对接触元件(Gegenkontaktelement)和与配对接触元件相连接的、尤其构造为插座的接触元件。在装置中间部中，此外布置有至少一个在两个配对接触元件之间接通的纵向元件，在其中尤其可以是电阻和/或电感。为了装置上部可插到装置中间部上，装置上部具有与装置中间部的接触元件相对应的配对接触元件，其优选地同样构造为插头脚。

因此，根据本发明的过电压保护装置不仅两件式地而且三件式地地来构造，即除了装置下部和装置上部之外附加地还具有装置中间部，其中，在装置中间部中布置有纵向元件，使得具有过电压保护元件的装置上部的拔和插此外可不中断地且阻抗中性地实现。区别于已知的过电压保护装置“PLUGTRAP PT”，过电压保护装置根据本发明不仅两件式地来构造，而且此外装置下部还再次划分，即划分成可固定地安装的基础元件(其用于各个电导体的联接且此外优选地也用于将过电压保护装置固定在支承轨道上)和可插到基础件上的装置中间部(纵向元件布置在其中)。

根据本发明的过电压保护装置优选地在测量技术、控制技术和调节技术中被用于保护在那里所使用的装置和信号电路及电流电路。尤其在这样的应用中，根据本发明的过电压保护装置有利地具有组合的保护线路，其由至少两个过电压保护元件构成，其中，至少一个过电压保护元件用作精保护元件且至少一个过电压保护元件用作粗保护元件。在此，精保护元件例如由抑制器二极管或变阻器形成而粗保护元件由充气的过电压放电器或火花间隙形成。

根据本发明的过电压保护装置具有该优点，即，装置下部(假定彼此对应的尺寸)可被与不同的装置上部一起使用。因为纵向元件(其在线路技术上布置在装置上部中不同的过电压保护元件之间)处于装置中间部中，不仅纵向元件与相应所使用的过电压保护元件的匹配而且装置上部的阻抗中性的插和拔是可能的。

在装置下部的安装中，首先也不须考虑应使用哪种过电压保护(也就是说保护线路在装置上部中如何来构造)。因此，装置下部的安装可开放应用地实现，因为装置下部不具有与装置上部中的保护线路相协调的纵向元件。只有通过装置中间部利用布置在其中的纵向元件的插接才实现装置下部关于纵向元件的构造。

根据本发明的一设计方案，彼此对应的输入端子和输出端子在装置下部中相应经由可分开的元件导电地相互连接，其在装置中间部插到装置下部上时被分开。如果装置中间部还未被插到装置下部上，则彼此对应的输入端子和输出端子因此导电地相互连接，也就是说装置下部具有电阻非常小、近似为0 Ohm的纵向阻抗。如果反之装置中间部被插到装置下部上，则该直接的连接被分开且输入端子和输出端子那么经由布置在装置中间部中的纵向元件相互连接。

可分开的元件可通过常开触头(Oeffner)或分离触头(Trennkontakt)来实现，其在装置下部中布置在彼此对应的输入端子和输出端子之间。在此，常开触头和分离触头这样布置在装置下部中，使得其在插接装置中间部时被操纵，也就是说常开触头或分离触头通过构造在装置中间部处的操纵部段被打开或被分离。

为了保证仅这样的装置上部(其保护元件协调于相应的纵向元件)可被插到装置中间部上，有利地在装置上部与装置中间部之间构造有编码。对此，装置上部例如可在其下侧处具有凹口而装置中间部在其上侧处具有对应的编码针(Kodierstift)。如果带有不同纵向元件的装置中间部具有在不同位置处的或带有不同尺寸的编码针，则由此可以以简单的方式保证仅合适于此的带有对应的凹口的装置上部可插到装置中间部上。

按照根据本发明的过电压保护器的另一有利的设计方案，在装置下部与装置中间部之间设置有卡锁部(Verrastung)，其优选这样来构造，使得装置中间部在插到装置下部上之后不可遗失地卡锁在装置下部中。由此保证在取下装置上部时装置中间部不(无意地)同样被从装置下部中取下。因为在更换装置上部时装置中间部因此也可靠地与装置下部一起保持安装在连通布线中，为了检测和更换目的确保了保护插头的不中断的且阻抗中性的拔和插。

根据另一优选的设计方案，在根据本发明的过电压保护装置中装置上部还可具有通知保护元件的运行状态的指示器，从而其可直接在现场读取。此外，过电压保护装置也可具有附加的远程通信触头，从而备选地或附加地可实现远程监控。附加地，装置下部和/或装置上部可具有指示器，其通知装置上部在装置中间部上的或装置中间部在装置下部中的正确的安装状态。

如果装置下部具有用于联接地线的接地端子，则接地端子可直接经由布置在装置下部中的金属装配脚或者间接地(例如经由气体放电器)被系连到装配脚处，其中，装配脚优选地直接在装置下部安放到支承轨道上时建立与引导地电势的支承轨道的电气连接。

附图说明

具体地，现在存在大量设计和改进根据本发明的过电压保护装置的可能性。对此参照在权利要求1后面的权利要求以及与附图相联系地参照优选的实施例的接下来的说明。其中：

图1显示了根据本发明的过电压保护装置的一可能的壳体形式，

图2显示了在未插在一起的状态中的根据图1的过电压保护装置，其带有过电压保护元件的线路布置的示意性的图示，

图3显示了在未插在一起的状态中的过电压保护装置的第一变体，其带有过电压保护元件的线路布置的示意性的图示，以及

图4显示了在未插在一起的状态中的过电压保护装置的第二变体，其带有过电压保护元件的线路布置的示意性的图示。

具体实施方式

图1显示了过电压保护装置1的图示，其构造为开关柜模块且具有装置下部2和装置上部3。装置下部3在其两个端面处具有输入端子4和输出端子5，其偏置成两列地相叠地布置。输入端子和输出端子4、5尤其可构造为螺旋端子或构造为拉簧端子。

如从图2中可见，输入端子4与接触元件6而输出端子5与接触元件7相连接，其中，接触元件6、7在示出的实施例中构造为插座。在根据本发明的过电压保护装置1中，具有过电压保护元件8、9的装置上部3不是直接地而是装置中间部10(装置上部3被插到其上)被插到装置下部3上。对此，装置中间部10在其下侧处具有与装置下部2的接触元件6、7相对应的配对接触元件11、12和(为了插接装置上部3)与配对接触元件11、12相连接的接触元件13、14。在此，配对接触元件11、12构造为插头脚而构造在装置中间部10的上侧处的接触元件13、14构造为插座。

在装置中间部10中，在示出的实施例中布置有两个纵向元件15，在其中例如可以是去耦电阻。纵向元件15相应布置在两个配对接触元件11、12之间，使得那么当装置中间部10被插到装置下部2上时，输入端子4相应经由纵向元件15与输出端子5相连接。为了能够将装置上部3插到装置中间部10上，装置上部3在其下侧处具有与接触元件13、14相对应的配对接触元件16、17，其在该情况中又构造为插头脚。如果装置上部3被插到装置中间部10上，则实现两个布置在装置上部3中的过电压保护元件8、9经由接通在其之间的纵向元件15的去耦。

在图2至4中所示出的实施例中，在装置上部3中布置有作为精保护元件8的抑制器二极管和作为粗保护元件9的充气的过电压放电器。为了确保装置上部3仅可被插到这样的装置中间部10(其具有与过电压保护元件8、9协调的纵向元件15)上，在装置上部3的下侧处构造有凹口18且在部3的上侧处构造有凹口18而在装置中间部10的上侧处布置有对应的编码针19。

为了保证在从装置中间部10中取下装置上部3时装置中间部10不被无意地从装置下部2中一起取下，在装置下部2与装置中间部10之间构造有卡锁部，对此在装置下部2中构造有两个凹口20而在装置中间部10的端面处与此对应地相应构造有锁止凸起(Rastvorsprung)21。锁止凸起21的锁止斜面在此如此来设计，使得装置中间件10虽然可相对简单地、尤其无工具地被插到装置下部2上，然而不可(至少不可容易地)实现从装置下部2中取下装置中间部10。

在根据图2的实施例中，当不插上装置中间部10时，输入端子4不与对应的输出端子5相连接。与此相区别，在根据图3和4的实施例中输入端子4相应经由常开触头22(图3)或分离触头23(图4)导电地与对应的输出端子5相连接。在理想情况中，装置下部2那么具有电阻近似为0 Ohm的纵向阻抗。

如果现在在根据图3的实施例中装置中间部10被插到装置下部2上，则这导致，通过在装置中间部10的下侧处构造为操纵部段的凸起24来打开在装置下部2中的两个常开触头22。在根据图4的实施例中，在其中在输入端子4与对应的输出端子5之间相应布置有分离触头23，分离触头23在插上装置中间部10的情况下通过构造在装置中间部10的下侧处的分离销25被彼此分离。

在两个实施例中，在装置中间部10插到装置下部2上之后输入端子4相应经由在装置中间部10中的纵向元件15与输出端子5相连接。因此，首先在装置下部2中实现的“0 Ohm”纵向阻抗被改变到装置中间部10的纵向阻抗上，其与在装置上部3中的保护线路相协调。

此外从图示中可辨识出，装置下部2具有用于将过电压保护装置1固定在支承轨道27上的装配脚26。在此，当装置下部2被卡锁在支承轨道27上时，装置下部2的接触元件6中的一个经由装配脚26导电地与支承轨道27相连接。

此外可从附图中得悉，装置下部2构造成大约U形，由此形成用于装置中间部10和插到其上的、具有相同的基面的装置上部3的容纳腔28。在过电压保护装置1的装配中，通常首先将装置下部2卡锁在支承轨道27上。此后，首先可将装置中间部10卡锁到装置下部2上而此后将装置上部3插到装置中间部10上或者首先将装置上部3插到装置中间部10上而接下来将这两个构件共同插入装置下部2中的容纳部28中且与装置下部2卡锁。

Claims (11)

1. 一种用于保护电气的低压安装的过电压保护装置，其带有装置下部(2)和至少一个装置上部(3)，其中，所述装置下部(2)具有用于待联接的电导体的输入端子和输出端子(4,5)以及与所述输入端子和输出端子(4,5)相连接的、尤其构造为插座的接触元件(6,7)，且其中，所述装置上部(3)具有至少一个过电压保护元件(8,9)，

其特征在于，

附加地设置有装置中间部(10)，其一方面能够插到所述装置下部(2)上而另一方面能够插到所述装置上部(3)上，

所述装置中间部(10)具有与所述装置下部(2)的接触元件(6,7)相对应的、尤其构造为插头脚的配对接触元件(11,12)和与所述配对接触元件(11,12)相连接的、尤其构造为插座的接触元件(13,14)，

所述装置中间部(10)具有在两个配对接触元件(11,12)之间接通的至少一个纵向元件(15)、尤其电阻和/或电感，并且

所述装置上部(3)具有与所述装置中间部(10)的接触元件(13,14)相对应的、尤其构造为插头脚的配对接触元件(16,17)。

2. 根据权利要求1所述的过电压保护装置，其带有至少两个过电压保护元件(8,9)，其特征在于，所述装置上部(3)具有至少一个精保护元件(8)、尤其抑制器二极管或变阻器和至少一个粗保护元件(9)、尤其火花间隙或充气的过电压放电器。

3. 根据权利要求1或2所述的过电压保护装置，其特征在于，在所述装置上部(3)与所述装置中间部(10)之间构造有编码，尤其地，所述装置上部(3)在其下侧处具有凹口(18)而所述装置中间部(10)在其上侧处具有对应的编码针(19)。

4. 根据权利要求1至3中任一项所述的过电压保护装置，其特征在于，在所述装置下部(2)与所述装置中间部(10)之间设置有卡锁部(20,21)，其优选地这样来构造，使得所述装置中间部(10)在插到所述装置下部(2)上之后能够不可遗失地卡锁在所述装置下部(3)中。

5. 根据权利要求1至4中任一项所述的过电压保护装置，其特征在于，彼此相对应的所述输入端子和输出端子(4,5)在所述装置下部(2)中相应经由可分开的元件(22,23)导电地相互连接，其在所述装置中间部(10)插到所述装置下部(2)上的情况下被分开，使得所述输入端子和输出端子(4,5)那么经由布置在所述装置中间部(10)中的所述纵向元件(15)相互连接。

6. 根据权利要求5所述的过电压保护装置，其特征在于，作为可分开的元件(22,23)，常开触头(22)或分离触头(23)在所述装置下部(2)中布置在彼此相对应的所述输入端子与输出端子(4,5)之间。

7. 根据权利要求1至6中任一项所述的过电压保护装置，其特征在于，所述装置下部(2)具有用于卡锁在支承轨道(27)上的装配脚(26)。

8. 根据权利要求1至7中任一项所述的过电压保护装置，其特征在于，在所述装置下部(2)中构造有至少一个检测头、尤其检测插口。

9. 根据权利要求1至8中任一项所述的过电压保护装置，其特征在于，在所述装置上部(2)中具有指示器，其指示所述过电压保护元件(8,9)的运行状态。

10. 根据权利要求1至9中任一项所述的过电压保护装置，其特征在于，所述装置下部(2)和/或所述装置上部(3)具有指示器，其指示所述装置上部(3)在所述装置中间部(10)上的或者所述装置中间部(10)在所述装置下部(2)中的正确的安装状态。

11. 根据权利要求1至10中任一项所述的过电压保护装置，其特征在于，所述装置上部(3)和所述装置中间部(10)具有相同的基面。

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