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Die Erfindung betrifft eine Überspannungsschutzanordnung mit mindestens einer Trennklemme und einem Schutzstecker. Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch einen Schutzstecker zur Verwendung bei einer Überspannungsanordnung.
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Elektrische Reihenklemmen sind seit Jahrzehnten bekannt und werden millionenfach bei der Verdrahtung elektrischer Anlagen und Geräte verwendet. Die Klemmen werden meist nebeneinander auf Tragschienen aufgerastet, die ihrerseits häufig in einer Mehrzahl in einem Schaltschrank angeordnet sind. Als Leiteranschlusselemente werden in Reihenklemmen überwiegend Schraubklemmen oder Zugfederklemmen verwendet. Daneben können aber auch Schneidanschlussklemmen oder seit einigen Jahren zunehmend Schenkelfederklemmen verwendet werden.
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Insbesondere bei Reihenklemmen, die in Strom- und Signalkreisen der Energieerzeugung und -verteilung oder der Eisenbahnsignaltechnik eingesetzt werden, sind häufig verschiedene Schalt-, Trenn- und Prüfaufgaben zu realisieren. Entsprechend ihrer Verwendung werden derartige Reihenklemmen häufig auch als Trennklemmen bezeichnet. Derartige Trennklemmen weisen eine aus zwei Teilstücken bestehende Stromschiene auf, an die jeweils ein Leiter mittels eines Leiteranschlusselements angeschlossen werden kann. Mit Hilfe eines im Klemmengehäuse der Trennklemme zwischen den beiden Teilstücken der Stromschiene angeordneten Trennmessers können dabei die beiden Teilstücke der Stromschiene wahlweise miteinander verbunden oder voneinander getrennt werden, so dass auch die an die Leiteranschlusselement angeschlossenen Leiter miteinander verbunden oder voneinander getrennt werden.
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Eine elektrische Trennklemme, bei der zwei Teilstücke einer Stromschiene über eine Trennstelle auftrennbar sind, ist aus der
DE 41 06 555 A1 bekannt. Bei der dort beschriebenen Trennklemme handelt es sich um eine Doppelstockklemme, die zwei im Klemmengehäuse übereinander verlaufene Stromschienen aufweist, wobei beide Stromschienen durch eine von der Oberseite der Trennklemme zugängliche Trennstelle auftrennbar sind. Die Trennstelle weist dabei ein Trennmesser auf, das ein schwenkbar im Klemmengehäuse gelagert ist.
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Neben derartigen Trennklemmen mit zwar schwenkbar aber unverlierbar im Klemmengehäuse angeordneten Trennmessern gibt es seit über zwanzig Jahren auch Trennklemmen, bei denen das Trennmesser vollständig aus dem Klemmengehäuse der Trennklemme herausgezogen werden kann. Derartige Trennklemmen weisen ein Klemmengehäuse und eine aus zwei Teilstücken bestehende Stromschiene auf, die jeweils mit einem Leiteranschlusselement zum Anschluss von je einem Leiter verbunden sind, wobei die beiden Teilstücke der Stromschiene miteinander verbunden sind, wenn das Trennmesser in eine entsprechende Öffnung im Klemmengehäuse eingesteckt ist. Wird das Trennmesser aus dem Klemmengehäuse herausgezogen, so sind die beiden Teilstücke der Stromschiene voneinander getrennt.
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Derartige Trennklemmen weisen zwar den Nachteil auf, dass das separate Trennmesser bei unsachgemäßer Behandlung verloren gehen kann, dadurch, dass das Trennmesser vollständig aus dem Klemmengehäuse der Trennklemme herausgezogen werden kann, besteht jedoch auch die Möglichkeit, anstelle des Trennmessers andere Bauteile in die Trennklemme einzustecken. Die ursprünglich für das Trennmesser vorgesehene Trennstelle kann somit zum Ein- bzw. Aufstecken anderer Bauteile genutzt werden. Bei den Bauteilen, die anstelle des steckbaren Trennmessers in die Trennklemme eingesteckt werden können, kann es sich beispielsweise um Sicherungsstecker oder um Schutzstecker für den Überspannungsschutz handeln.
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Derartige aus der Praxis bekannte Überspannungsschutzstecker für Trennklemmen weisen ein Steckergehäuse und eine im Steckergehäuse angeordnete Überspannungsschutzschaltung mit mindestens einem Ableiter auf. Der elektrische Anschluss des Überspannungsschutzsteckers an die Trennklemme erfolgt dadurch, dass der Überspannungsschutzstecker auf seiner der Trennklemme zugewandten Unterseite mindestens zwei Kontaktgabeln aufweist, die auf die freien Enden der Teilstücke der Stromschiene in der Trennklemme aufgesteckt werden können. Bei Trennklemmen mit herausziehbaren Trennmesser, d. h. mit Trennsteckern, besteht somit die Möglichkeit, dass ohne Eingriff in die Installation ein Überspannungsschutz für einen an die Trennklemme angeschlossenen Strom- oder Signalpfad realisiert werden kann. Eine Trennung der in der Trennklemme angeordneten Stromschiene ist dabei weiterhin einfach dadurch möglich, dass der Überspannungsschutzstecker – wie der ursprünglich vorgesehene Trennstecker – aus dem Klemmengehäuse der Trennklemme herausgezogen wird, so dass dann die beiden Teilstücke der Stromschiene voneinander getrennt sind.
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Bei einer eingangs beschriebenen Trennklemme mit einem schwenkbar im Klemmengehäuse angeordneten Trennmesser ist dagegen der Austausch des Trennmessers gegen einen Schutzstecker nicht möglich, so dass derartige Trennklemmen bisher nicht ohne weiteres mit einem Überspannungsschutz nachgerüstet werden können. Hier ist vielmehr ein Eingriff in die Installation erforderlich, um bereits installierte Trennklemmen durch andere Trennklemmen, die eine Überspannungschutz integriert haben, oder durch steckbare Überspannungsschutzgeräte auszutauschen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Überspannungsschutzanordnung mit mindestens einer Trennklemme und einem Schutzstecker zur Verfügung zu stellen, die es ermöglichst, dass auch bei einer Trennklemme mit einem schwenkbar im Klemmengehäuse gelagerten Trennmesser ein Überspannungsschutz für den an die Trennklemme angeschlossenen Strom- bzw. Signalpfad realisiert werden kann.
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Diese Aufgabe ist bei einer Überspannungsanordnung mit mindestens einer Trennklemme und einem Schutzstecker mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Bei der erfindungsgemäßen Überspannungsschutzanordnung weist jede Trennklemme ein Klemmengehäuse, eine aus zwei Teilstücken bestehende Stromschiene, zwei Leiteranschlusselemente zum Anschließen von je einem Leiter an ein Teilstück der Stromschiene, zwei Prüfstellen, die jeweils mit einem Teilstück der Stromschiene elektrisch verbunden oder in einem Teilstück der Stromschiene ausgebildet sind und ein schwenkbar im Klemmengehäuse gelagertes Trennmesser auf. Derartige Trennklemmen sind seit viele Jahren bekannt und werden in der Praxis umfangreich eingesetzt. Befindet sich das Trennmesser in einer ersten Stellung, so sind die beiden Teilstücke der Stromschiene über das Trennmesser miteinander verbunden, wobei die Oberseite des Trennmessers bzw. des das Trennmesser aufnehmenden Gehäuses in der Regel mit der Oberseite der Trennklemme abschließt. In einer zweiten Stellung des Trennmessers, in dem dieses in der Regel um ca. 90 ° verschwenkt ist, befindet sich das Trennmesser nicht mehr im Eingriff mit den beiden Teilstücken der Stromschiene, so dass die beiden Teilstücke nicht mehr über das Trennmesser elektrisch leitend miteinander verbunden sind. In dieser zweiten Stellung ragt das Trennmesser über die Oberseite des Klemmengehäuses heraus.
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Der Schutzstecker weist ein Steckergehäuse, mindestens zwei Kontaktelemente, einen die beiden Kontaktelemente miteinander verbindenden Leitungspfad, eine Überspannungsschutzschaltung mit mindestens einem Ableiter und einen Bezugspotentialanschluss auf, wobei die Überspannungsschutzschaltung eingangsseitig mit einem Kontaktelement und ausgangsseitig mit dem Bezugspotentialanschluss verbunden ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Überspannungsschutzanordnung wird nun in vorteilhafter Weise der Umstand ausgenutzt, dass die Trennklemmen neben den beiden Leiteranschlusselementen zum Anschließen von je einem Leiter zusätzlich zwei Prüfstellen – jeweils eine auf einer Seite des Trennmessers – aufweisen, die zum Anschluss jeweils eines Prüfsteckers vorgesehen sind. Die Prüfstellen können dabei beispielsweise als Öffnungen in jeweils einem Teilstück der Stromschiene ausgebildet sein, in die dann ein entsprechend dimensionierter Prüfstecker eingesteckt werden kann. Darüber hinaus können die Prüfstellen jedoch auch als Prüfbuchsen ausgebildet sein, die elektrisch leitend mit den Teilstücken der Stromschiene verbunden sind. Vorzugsweise sind die Prüfstellen dabei als Prüfungsbuchsenschrauben ausgebildet, die die Schrauben der als Schraubklemmen ausgebildeten Leiteranschlusselemente bilden. Diese bei den in der Praxis bekannten Trennklemmen in der Regel bereits vorhandenen Prüfstellen werden erfindungsgemäß nun zum Anschluss des Schutzsteckers an die Trennklemme genutzt, wozu der Schutzstecker entsprechende Kontaktelemente aufweist, die derart angeordnet und ausgebildet sind, dass sie die Prüfstellen kontaktieren, wenn der Schutzstecker auf die Trennklemme aufgesteckt ist.
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Erfindungsgemäße ist darüber hinaus vorgesehen, dass das Steckergehäuse des Schutzsteckers eine auf der der Trennklemme zugewandten Unterseite angeordnete Ausnehmung aufweist, in die das Trennmesser in seiner zweiten, geöffneten Stellung hineinragt, wenn der Schutzstecker auf die Trennklemme aufgesteckt ist. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, den Schutzstecker auch dann auf die Trennklemme aufzustecken, wenn sich das Trennmesser in seiner zweiten, geöffneten Stellung befindet. Die elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Teilstücken der Stromschiene erfolgt dann – bei geöffneten Trennmessern – über den im Schutzstecker angeordneten Leitungspfad. Zusätzlich ist dann der an die Leiteranschlusselemente der Trennklemme angeschlossene Leitungs- bzw. Signalpfad durch die in dem Schutzstecker vorgesehene Überspannungsschutzschaltung gegen Überspannungen geschützt.
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Durch die zuvor beschriebene Ausgestaltung des Schutzsteckers wird somit die Möglichkeit geschaffen, auch bei einer Trennklemme mit einem fest eingebauten, schwenkbar im Klemmengehäuse gelagerten Trennmesser auf einfache Art und Weise einen systemgerechten Überspannungsschutz für den an die Leiteranschlusselemente angeschlossenen Leitungs- bzw. Signalpfad zu realisieren. Dabei ist auch eine Nachrüstung bereits verwendeter Trennklemmen einfach möglich, ohne dass in die bestehende Installation eingegriffen werden muss. Der Schutzstecker kann auf die Trennklemme aufgesteckt werden, unabhängig davon, ob das Trennmesser sich in seiner ersten, geschlossenen Position oder in seiner zweiten, geöffneten Position befindet.
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Der in den Schutzstecker vorgesehene Bezugspotentialanschluss, der mit der Überspannungsschutzschaltung verbunden ist, kann auf unterschiedliche Art und Weise ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Bezugspotentialanschluss mit einem Leiteranschlusselement verbunden sein, an das dann eine Leitung angeschlossen werden kann, die mit dem Bezugspotential oder Erde verbunden wird. Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, dass der Bezugspotentialanschluss innerhalb des Steckergehäuses bereits mit einer Leitung verbunden ist, die über eine Zugentlastung aus dem Steckergehäuse herausgeführt ist. Hierdurch ist ein besonders einfacher Anschluss an das jeweilige örtliche Erdpotential möglich.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Überspannungsschutzschaltung des Schutzsteckers als Ableiter einen Varistor oder einen gasgefüllten Überspannungsableiter auf. Darüber hinaus kann die Überspannungsschutzschaltung auch eine Reihenschaltung aus einem Varistor und einem gasgefüllten Überspannungsableiter aufweisen. Mit diesen Ableitern lässt sich in der Regel eine Überspannungsschutzschaltung realisieren, die den Anforderungen an den Überspannungsschutz in der Mess-, Steuer- und Regeltechnik sowie in der Leit- und Sicherungstechnik, insbesondere in der Eisenbahnsignaltechnik genügt.
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Zuvor ist ausgeführt worden, dass der Schutzstecker einen Leitungspfad aufweist, der mit den beiden Kontaktelementen verbunden ist, so dass bei einem geöffneten Trennmesser die elektrische Verbindung zwischen den beiden Teilstücken der Stromschiene über den Leitungspfad erfolgt. Im einfachsten Fall kann der Leitungspfad lediglich eine Leitung bzw. eine Stromschiene aufweisen, über die die beiden Kontaktelemente des Schutzsteckers dauerhaft elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Leitungspfad jedoch mindestens eine Schutzeinrichtung angeordnet, die den Leitungspfad bei einem unzulässig hohen Strom über den Leitungspfad oder bei einer unzulässigen Erwärmung eines Ableiters der Überspannungsschutzschaltung auftrennt. Bei der Schutzeinrichtung kann es sich beispielsweise einfach um eine Schmelzsicherung oder um eine thermische Abtrennvorrichtung handeln, die in thermischem Kontakt mit dem Ableiter der Überspannungsschutzschaltung steht, so dass sie bei einer unzulässigen Erwärmung des Ableiters den Leitungspfad auftrennt. Selbstverständlich können in dem Leitungspfad auch mehr als eine Schutzeinrichtung angeordnet sein, so dass der Leitungspfad beispielsweise sowohl bei einem unzulässig hohen Strom über den Leitungspfad als auch bei einer unzulässigen Erwärmung des Ableiters unterbrochen wird.
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Ist bei der erfindungsgemäßen Überspannungsschutzanordnung der Schutzstecker bei geöffnetem Trennmesser auf die Trennklemme aufgesteckt, so kann eine Unterbrechung der über den Leitungspfad des Schutzsteckers realisierten Verbindung zwischen den beiden Teilstücken der Stromschiene der Trennklemme zur Fehlerdetektion auf der Anlagenseite genutzt werden. Da der im Normalbetrieb geschlossene Leitungspfad durch das Auftreten eines unzulässigen Betriebszustandes – zu hoher Strom oder zu hohe Temperatur – aufgetrennt wird, wird der Fehlerfall durch das gewollte Auftrennen des Leitungspfades unmittelbar und direkt über den geschützten Leitungs- oder Signalpfad übertragen, so dass der Fehlerfall von entsprechenden Detektionseinrichtungen auf der Anlagenseite angezeigt bzw. ausgewertet werden kann.
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Die elektrisch leitende Verbindung zwischen der Trennklemme und dem Schutzstecker erfolgt bei der erfindungsgemäßen Überspannungsschutzanordnung dadurch, dass die Kontaktelemente des Schutzsteckers mit den Prüfstellen, beispielsweise den Prüfbuchsenschrauben der Trennklemme verbunden werden, wenn der Schutzstecker auf die Trennklemme aufgesteckt wird. Durch eine entsprechende Dimensionierung der Kontaktelemente kann dabei gleichzeitig auch die erforderliche mechanische Befestigung zwischen dem Schutzstecker und der Trennklemme realisiert werden. Zusätzlich kann an dem Klemmengehäuse auch ein Rastelement, insbesondere eine Rastnut, und an dem Steckergehäuse ein korrespondierendes Gegenrastelement, insbesondere ein Rastarm, vorgesehen sein, so dass der Schutzstecker – zusätzlich – über die Rastverbindung zwischen dem Rastelement und dem Gegenrastelement mechanisch an der Trennklemme befestigt werden kann. Hierzu kann beispielsweise an einer Stirnseite – oder an beiden Stirnseiten – des Steckergehäuses ein Rastarm ausgebildet sein, der in eine am Klemmengehäuse der Trennklemme vorgesehene Rastnut, beispielsweise eine für ein Kennzeichnungsschild vorgesehene Nut, eingreift.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Klemmengehäuse ein Kodierelement und das Steckergehäuse ein korrespondierendes Gegenkodierelement auf, so dass der Schutzstecker nur in einer vorgegebenen Orientierung auf die Trennklemme aufsteckbar ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass das Kontaktelement, das mit der Überspannungsschutzschaltung verbunden ist, stets mit der Prüfstelle verbunden wird, die auf der Eingangsseite, d. h. der Feldseite, der Trennklemme angeordnet ist. Dadurch ist der Ableiter stets vor dem zu schützenden Strom- oder Signaleingang angeordnet.
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Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Schutzstecker zwei von der der Trennklemme abgewandten Oberseite des Schutzsteckers aus zugänglichen Prüfstellen auf, die jeweils mit einem Kontaktelement elektrisch leitend verbunden sind. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, auch bei auf der Trennklemme aufgestecktem Schutzstecker die beiden Teilstücke der Stromschiene im Klemmengehäuse der Trennklemme über entsprechende Prüfstecker, die nun in die Prüfstellen des Steckergehäuses eingesteckt werden, elektrisch zu kontaktieren. Die Prüfstellen können dabei beispielsweise als Prüfbuchsen ausgebildet sein.
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Ist der Schutzstecker auf eine Trennklemme mit einem geöffneten Trennmesser aufgesteckt, so dass die beiden Teilstücke der Stromschiene über den Leitungspfad des Schutzsteckers elektrisch miteinander verbunden sind, so muss zur Trennung der beiden Teilstücke der Stromschiene lediglich der Schutzstecker von der Trennklemme abgezogen werden. Ist der Schutzstecker dagegen auf eine Trennklemme mit einem geschlossenen Trennmesser aufgesteckt, so dass die beiden Teilstücke der Stromschiene (auch) über das Trennmesser miteinander verbunden sind, so muss zum Auftrennen der Stromschiene zunächst der Schutzstecker von der Trennklemme abgezogen und anschließend das Trennmesser aus der ersten Position in die zweite Position verschwenkt werden.
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Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Überspannungsschutzanordnung weist der Schutzstecker ein (eigenes) Trennmesser auf, das innerhalb des Leitungspfades angeordnet ist, so dass mittels des Trennmessers eine gewollte Unterbrechung des Leitungspfades im Schutzstecker möglich ist. Das Trennmesser ist dabei vorzugsweise schwenkbar im Steckergehäuse gelagert, wobei die beiden Kontaktelemente in einer ersten Stellung des Trennmessers über das Trennmesser miteinander verbunden und in einer zweiten Stellung des Trennmessers voneinander getrennt sind. Bei einem derart ausgebildeten Schutzstecker kann somit der Schutzstecker auf einer Trennklemme mit einem geöffneten Trennmesser aufgesteckt bleiben, auch wenn die beiden Teilstücke der Stromschiene voneinander getrennt werden sollen. Hierzu muss dann einfach das Trennmesser des Schutzsteckers entsprechend betätigt werden.
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Eingangs ist ausgeführt worden, dass die Überspannungsschutzanordnung mindestens eine Trennklemme und einen Schutzstecker aufweist. Gehört zu der Überspannungsschutzanordnung nur eine Trennklemme, so weist der Schutzstecker – korrespondierend zu den beiden Prüfstellen der Trennklemme – zwei Kontaktelemente auf. Vorzugsweise besteht die Überspannungsschutzanordnung jedoch aus mehreren nebeneinander angeordneten Trennklemmen und einem, auf die Mehrzahl der Trennklemmen aufsteckbaren Schutzstecker. Der Schutzstecker weist dann eine der Anzahl der Prüfstellen der mehreren Trennklemmen entsprechende Anzahl an Kontaktelementen auf, so dass jede Trennklemme über zwei Kontaktelemente kontaktiert wird. Bei beispielsweise zwei nebeneinander angeordneten Trennklemmen mit zusammen vier Prüfstellen weist somit der Schutzstecker ebenfalls vier Kontaktelemente auf, die auf die einzelnen Prüfstellen der Trennklemme aufgesteckt werden.
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Darüber hinaus weist der Schutzstecker eine der Anzahl der Trennklemmen entsprechende Anzahl an Leitungspfaden und Überspannungsschutzschaltungen auf, wobei jeweils zwei einer Trennklemme zugeordnete Kotaktelemente über einen Leitungspfad miteinander verbunden sind und jedem Leitungspfad ein Überspannungsschutzelement zugeordnet ist. Jedem einzelnen an eine Trennklemme angeschlossenen Leitungs- bzw. Signalpfad ist somit eine eigene Überspannungsschutzschaltung und ein eigener Leitungspfad im Schutzstecker zugeordnet, auch wenn die einzelnen Leitungspfade und Überspannungsschutzschaltungen in einem gemeinsamen Steckergehäuse angeordnet sind.
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Wie zuvor ausgeführt, können die den einzelnen Leitungs- bzw. Signalpfaden zugeordneten Überspannungsschutzschaltungen jeweils einen Varistor, einen gasgefüllten Überspannungsableiter oder eine Reihenschaltung aus Varistor und gasgefülltem Überspannungsableiter aufweisen. Darüber hinaus können bei einer Überspannungsschutzanordnung mit mehreren nebeneinander angeordneten Trennklemmen auch mehrere in dem Schutzstecker angeordnete Leitungspfade über jeweils mindestens einen Ableiter miteinander verbunden sein.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der zuvor beschriebenen Überspannungsschutzanordnung mit mindestens zwei nebeneinander angeordneten Trennklemmen und einem Schutzstecker sind die einzelnen Bezugspotentialanschlüsse der einzelnen Überspannungsschutzschaltungen innerhalb des Klemmengehäuses mit einer gemeinsamen Leitung verbunden, die aus dem Klemmengehäuse herausgeführt ist. Der Anschluss der einzelnen Überspannungsschutzschaltungen bzw. der Bezugspotentialanschlüsse an das örtliche Erdpotential kann dann einfach über die eine, aus dem Gehäuse herausgeführte Leitung erfolgen.
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Neben einer Überspannungsschutzanordnung mit mindestens einer Trennklemme und einem Schutzstecker betrifft die vorliegende Erfindung gemäß dem Anspruch 12 auch einen Schutzstecker zur Verwendung bei einer Überspannungsschutzanordnung. Bezüglich der Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schutzsteckers wird auf die Schutzansprüche 12 bis 15 sowie auf die vorstehenden Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Überspannungsschutzanordnung verwiesen.
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Der Schutzstecker weist ein Steckergehäuse, mindestens zwei Kontaktelemente, einen die beiden Kontaktelemente miteinander verbindenden Leitungspfad, eine Überspannungsschutzschaltung mit mindestens einem Ableiter, einen mit der Überspannungsschutzschaltung verbundenen Bezugspotentialanschluss und eine auf der Unterseite des Steckergehäuses angeordnete Ausnehmung auf, wobei die Überspannungsschutzschaltung eingangsseitig mit einem Kontaktelement und ausgangsseitig mit dem Bezugspotentialanschluss verbunden ist.
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Soll der Schutzstecker auf mehrere nebeneinander angeordnete Trennklemmen aufgesteckt werden, so weist der Schutzstecker – wie zuvor im Zusammenhang mit der Überspannungsschutzanordnung beschrieben – eine der Anzahl der Prüfstellen der Trennklemmen entsprechende Anzahl an Kontaktelementen sowie eine der Anzahl der Trennklemmen entsprechende Anzahl an Leitungspfaden und Überspannungsschutzschaltungen auf. Darüber hinaus ist auch die auf der Unterseite des Steckergehäuses angeordnete Ausnehmung in ihren Abmessungen an die Anzahl der Trennklemmen bzw. an die Anzahl der Trennmesser und deren Abmessungen angepasst. Dabei kann die Ausnehmung einzelne, durch Trennwände voneinander getrennte Kammern aufweisen, wobei dann in jede Kammer nur ein Trennmesser in seiner zweiten Stellung hineinragt.
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Im Einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Überspannungsschutzanordnung sowie den erfindungsgemäßen Schutzstecker auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen sowohl auf die den Schutzansprüchen 1 und 12 nachgeordneten Schutzansprüche als auch auf die nachfolgende Beschreibung bevorzugte Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen
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1 eine schematische Darstellung eines auf eine Trennklemme aufgesteckten ersten Ausführungsbeispiels eines Schutzsteckers mit geschlossenem bzw. geöffneten Trennmesser,
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2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines auf eine Trennklemme aufgesteckten Schutzsteckers mit geschlossenem bzw. geöffneten Trennmesser,
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3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Überspannungsschutzanordnung mit einer Trennklemme und einem aufgesteckten Schutzstecker, und
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4 eine weitere schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Überspannungsschutzanordnung mit einer Trennklemme und einem aufgesteckten Schutzstecker.
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Die Figuren zeigen schematische Darstellungen einer Überspannungsschutzanordnung, die jeweils eine Trennklemme 1 und einen auf die Trennklemme 1 aufgesteckten Schutzstecker 2 aufweisen. Die Trennklemme 1 weist ein – in den 3 und 4 angedeutetes Klemmengehäuse 3 auf, in dem eine aus zwei Teilstücken 4, 5 bestehende Stromschiene angeordnet ist. Außerdem weist die Trennklemme 1 zwei Leiteranschlusselemente 6, 7 auf, die beispielsweise als Schraubklemmen ausgebildet sein können. Mittels der beiden Leiteranschlusselemente 6, 7 kann jeweils ein Leiter an eine der beiden Teilstücke 4, 5 der Stromschiene und damit an die Trennklemme 1 angeschlossen werden. Außerdem weist die Trennklemme 1 zwei Prüfstellen 8, 9 auf, die jeweils mit einem Teilstück 4, 5 der Stromschiene elektrisch leitend verbunden sind. Schließlich ist in dem Klemmengehäuse 3 der Trennklemme 1 noch ein Trennmesser 10 schwenkbar gelagert, wobei die beiden Teilstücke 4, 5 der Stromschiene in einer ersten, geschlossenen Stellung des Trennmessers 10 (1a) über das Trennmesser 10 miteinander verbunden sind. In der zweiten, geöffneten Stellung des Trennmessers 10 (1b) sind die beiden Teilstücke 4, 5 der Stromschiene von einander getrennt. In der zweiten, geöffneten Stellung des Trennmessers 10 ragt das Trennmesser 10 dabei über die Oberseite 11 des Klemmengehäuses 3 heraus.
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Der Schutzstecker 2 weist ein Steckergehäuse 12 und zwei aus dem Steckergehäuse 12 herausragende Kontaktelemente 13, 14 auf, die korrespondierend zu den Prüfstellen 8, 9 der Trennklemme 1 ausgebildet sind, so dass der Schutzstecker 2 auf die Trennklemme 1 aufgesteckt werden kann. Im Inneren des Steckergehäuses 12 sind außerdem ein Leitungspfad 15 und eine Überspannungsschutzschaltung 16 mit mindestens einem Ableiter 17 angeordnet, wobei die beiden Kontaktelemente 13, 14 über den Leitungspfad 15 miteinander verbunden sind. Die Überspannungsschutzschaltung 16 bzw. der Ableiter 17 ist eingangsseitig mit einem Kontaktelement 13 oder 14 und ausgangsseitig mit einem Bezugspotentialanschluss 18 verbunden.
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Darüber hinaus ist aus den Figuren ersichtlich, dass auf der der Trennklemme 1 zugewandten Unterseite 19 des Steckergehäuses 12 eine Ausnehmung 20 ausgebildet ist, in die das Trennmesser 10 in seiner zweiten, geöffneten Position hineinragt. Die Ausnehmung 20 ermöglicht es somit, dass der Schutzstecker 2 auch dann auf die Trennklemme 1 aufgesteckt werden kann, wenn sich das Trennmesser 10 gemäß 1b und 2b in seiner geöffneten Position befindet.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß den 1a, 1b unterscheidet sich dadurch von dem Ausführungsbeispiel gemäß 2a, 2b, dass bei der Überspannungsschutzanordnung gemäß 1 eine aus dem Feld kommende Leitung an das Leiteranschlusselement 6 angeschlossen wird, während bei der Trennklemme 1 gemäß 2 eine aus dem Feld kommende Leitung an das Leiteranschlusselement 7 angeschlossen wird. Bei der Darstellung gemäß 1 befindet sich somit die Feldseite bzw. die Eingangsseite (IN) auf der rechten Seite der Trennklemme 1, während bei der Darstellung gemäß 2 die Feldseite bzw. die Eingangsseite (IN) sich auf der linken Seite der Trennklemme 1 befindet.
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Damit die zu schützende Anlage bzw. das zu schützende Gerät, das an die Ausgangsseite (OUT) der Trennklemme 1 angeschlossen wird, zuverlässig gegen Überspannungen geschützt ist, ist bei dem in 1 dargestellten Schutzstecker 2 die Überspannungsschutzschaltung 16 eingangsseitig mit dem Kontaktelement 13 verbunden, während bei der Überspannungsschutzanordnung gemäß 2 die Überspannungsschutzschaltung 16 eingangsseitig mit dem Kontaktelement 14 verbunden ist. Wesentlich ist dabei, dass die Überspannungsschutzschaltung 16 des Schutzsteckers 2 über das entsprechende Kontaktelement 13, 14 jeweils mit der Prüfstelle 8, 9 und damit auch mit dem Leiteranschlusselement 6, 7 verbunden ist, der sich auf der Eingangsseite bzw. Feldseite der Trennklemme 1 befindet, d. h. an das die aus dem Feld kommende Leitung angeschlossen wird.
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Um den Bezugspotentialanschluss 18 der Überspannungsschutzschaltung 16 einfach mit dem örtlichen Erdpotential verbinden zu können, ist innerhalb des Steckergehäuses 12 eine Leitung 21 an dem Bezugspotentialanschluss 18 angeschlossen, die über eine Zugentlastung 22 aus dem Steckergehäuse 12 herausgeführt ist. Alternativ dazu könnte der Bezugspotentialanschluss 18 auch mit einem Leiteranschlusselement verbunden sein, so dass über dieses Leiteranschlusselement ein separater Leiter an den Bezugspotentialanschluss 18 des Schutzsteckers 2 angeschlossen werden könnte.
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In den 1, 2 und 4 ist angedeutet, dass der Leitungspfad 15 des Schutzsteckers nicht lediglich aus einer elektrischen Leitung oder einem durchgehenden Strombalken besteht, wie dies bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Fall ist, sondern dass der Leitungspfad 15 eine Schutzeinrichtung 23 aufweist. Bei der Schutzeinrichtung 23 kann es sich beispielsweise um eine Schmelzsicherung handeln, die den Leitungspfad 15 bei einem unzulässig hohen Strom über den Leitungspfad 15 auftrennt. Alternativ oder zusätzlich kann in dem Leitungspfad 15 entsprechend der Darstellung in 4 auch eine thermische Abtrennvorrichtung als Schutzeinrichtung 23 angeordnet sein, die in thermischen Kontakt mit dem Ableiter 17 steht und bei einer unzulässigen Erwärmung des Ableiters den Leitungspfad 15 auftrennt.
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Bei den beiden Ausführungsbeispielen gemäß den 3 und 4 sind als Leiteranschlusselemente 6, 7 jeweils Schraubklemmen dargestellt, wobei die Prüfstellen 8, 9 von den Prüfbuchsenschrauben der Schraubklemmen gebildet werden. Korrespondierend zu den Prüfbuchsenschrauben sind die Kontaktelemente 13, 14 des Schutzsteckers 2 als Steckerstifte ausgebildet, die in die Buchsen der Prüfbuchsenschrauben eingesteckt werden können. Aus der Darstellung gemäß den 3 und 4 ist darüber hinaus ersichtlich, dass das schwenkbar im Klemmengehäuse 3 angeordnete Trennmesser 10 in einem Gehäuse 24 angeordnet ist. In der geschlossenen Stellung des Trennmessers 10 ist dadurch das Trennmesser 10 durch das Gehäuse 24 vor ungewollten Berührungen geschützt. Außerdem kann an dem Gehäuse 24 ein Griffabschnitt ausgebildet sein, so dass das Trennmesser 10 von einem Monteur einfach von Hand aus der ersten Position in die zweite Position verschwenkt werden kann. In den 3 und 4 ist das Trennmesser 10 jeweils sowohl in der zweiten, geöffneten Position (durchgezogene Linien) als auch in der ersten, geschlossen Position (gestrichelte Linien) dargestellt.
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Während bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 als Ableiter 17 ein gasgefüllter Überspannungsableiter vorgesehen ist, weist der in 4 dargestellte Schutzstecker 2 einen Varistor als Ableiter 17 auf. Zur Überprüfung des Zustandes des Varistors ist dabei eine als thermische Abtrennvorrichtung ausgebildete Schutzeinrichtung 23 in dem Leitungspfad 15 angeordnet, die in thermischem Kontakt mit dem Varistor 17 steht.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 weist der Schutzstecker 2 zwei von der der Trennklemme 1 abgewandten Oberseite 25 des Steckergehäuses 12 aus zugängliche Prüfstellen 26, 27 auf, die jeweils mit einem Kontaktelement 13, 14 elektrisch leitend verbunden sind. Dadurch besteht die Möglichkeit, auch bei auf der Trennklemme 1 aufgestecktem Schutzstecker 2 die beiden Teilstücke 4, 5 der Stromschiene im Klemmengehäuse 3 der Trennklemme 1 über entsprechende Prüfstecker elektrisch zu kontaktieren, wozu die Prüfstecker in die von der Oberseite 25 aus zugänglichen Prüfstellen 26, 27 im Steckergehäuse 12 eingesteckt werden können. Die Prüfstellen 8, 9 der Trennklemme 1 sind somit über die Kontaktelemente 13, 14 und die Prüfstellen 26, 27 an die Oberseite 25 des Steckergehäuses 12 geführt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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