DE202015107128U1

DE202015107128U1 - Blitzschutzvorrichtung

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Publication number: DE202015107128U1
Application number: DE202015107128.0U
Authority: DE
Original assignee: Z-WAVE EUROPE GmbH
Current assignee: Z-WAVE EUROPE GmbH
Priority date: 2015-12-29
Filing date: 2015-12-29
Publication date: 2017-04-03
Anticipated expiration: 2025-12-30

Abstract

Blitzschutzvorrichtung, zum Galvanischen Trennen von Phase (1.3) und Nullleiter (1.1) wenigstens eines elektrischen Verbrauchers (1) vom Stromnetz / von einem Versorger, dadurch gekennzeichnet, dass
– Phase (1.3) und Nullleiter (1.1) des Verbrauchers (1) über die einen ersten Arbeitskontakt (3.2) eines ersten Wechselschalters (3) mit einem Nullleiter (N) und über einen zweiten Arbeitskontakt (4.2) eines zweiten Wechselschalters (4) mit einer Phase (L) des Stromnetzes / des Versorgers zur Stromversorgung verbunden sind, und
– dass der erste Wechselschalter (3) einen ersten Ruhekontakt (3.3) und der zweite Wechselschalter (4) einen zweiten Ruhekontakt (4.3) aufweist, die miteinender mittels einer Verbindung (V) verbunden sind und in dem getrennten Zustand des Verbrauchers (1) vom Stromnetz / von einem Versorger die Phase (1.3) und den Nullleiter (1.1) des Verbrauchers (1) kurzschließen und mit einem Schutzleiter (S) verbinden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Blitzschutzvorrichtung nach dem Oberbegriff des ersten Schutzanspruchs.
Blitzeinschläge in die elektrische Stromversorgung sorgen regelmäßig für Schäden an elektronischen Geräten, die über ihr Netzteil mit der Stromverteilung im Gebäude verbunden sind. Der Blitzeinschlag erzeugt dabei eine kurzzeitige Überspannung, die zur Zerstörung der Elektronik führt.
Es existiert eine Vielzahl von Überspannungs-Schutzschaltungen, die auf elektronischen Bauelementen wie z.B. Varistoren beruhen. Diese können je nach Intensität die Energie der Überspannung abbauen. Normale elektrische Sicherungen können ebenfalls einen Schutz aufbauen, der jedoch wegen Trägheit nicht für alle Fälle von Blitzeinschlägen wirksam ist. Daher ist der einzige immer wirksame Schutz von Blitzschäden die galvanische Trennung des Gerätes vom Netz.
Eine solche galvanische Trennung kann auch über Relais erreicht werden. Dieses Relais kann über eine Steuerung genau dann ein Gerät vom Netz abschalten, wenn ein geeigneter Sensor (Blitzsensor wie z.B. AS3935 der Firma Franklin) Blitzeinschläge in der Nähe registriert so das die Gefahr eines Blitzeinschlages mit entsprechender Überspannung besteht.
Hier wird allerdings der Abstand der Schaltkontakte wiederum ein Überspringen des Überspannungsfunkens erlauben.
Alle elektronische netzbetriebenen Geräte werden mit drei Leitern versorgt: Der Nullleiter, die Phase sowie der Schutzleiter. Der Schutzleiter muss direkt mit dem Gerät verbunden sein und darf nicht durch Steckvorrichtungen oder Relais unterbrechbar sein. Ist wie bei einem Schutzkontaktstecker der Schutzleiter beim herausziehen unterbrochen, muss der Schutzleiter der erste Kontakt sein, der beim Einstecken verbunden ist und auch der letzte Kontakt sein, der beim Herausziehen des Steckers getrennt wird.
Handelsübliche Geräte zum Trennen der Netzversorgung mittels Relais trennen entweder nur die Phase oder Phase und Nullleiter.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Blitzschutzvorrichtung zu entwickeln, die beim Abschalten einen von einem Versorger gespeisten Verbraucher wirkungsvoll vor Überspannungen schützt.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Schutzanspruchs gelöst.
Vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Vorrichtung zum Galvanischen Trennen von Phase und Nullleiter dient als Blitzschutzvorrichtung bzw. als Vorrichtung zum Schutz bei Überspannung wenigstens eines elektrischen Verbrauchers vom Stromnetz bzw. von einem Versorger, wobei erfindungsgemäß die Phase des Verbrauchers über einen ersten Arbeitskontakt eines ersten Wechselschalters mit einem Nullleiter des Stromnetzes bzw. des Versorgers und ein Nullleiter des Verbrauchers über einen zweiten Arbeitskontakt eines zweiten Wechselschalters mit einer Phase des Stromnetzes bzw. des Versorgers zur Stromversorgung verbunden sind und der erste Wechselschalter einen ersten Ruhekontakt und der zweite Wechselschalter einen zweiten Ruhekontakt aufweist, die miteinender mittels einer Verbindung verbunden sind und in einem getrennten Zustand des Verbrauchers vom Stromnetz bzw. von einem Versorger die Phase und den Nullleiter des Verbrauchers kurzschließen und mit einem Schutzleiter des Stromnetzes bzw. eines Versorgers verbinden.
Dabei sind der erste und der zweite Wechselschalter zeitsynchron zwischen den Arbeitskontakten und den Ruhekontakten schaltbar und bevorzugt an einem gemeinsamen Relais ausgebildet. Der erste Wechselschalter des Relais weist dabei einen ersten Kontakt aufweist, der mit dem ersten Anschluss / Nullleiter des Verbrauchers verbunden ist und der zweite Wechselschalter des Relais weist einen zweiten Kontakt auf, der mit dem dritten Anschluss in Form der Phase des Verbrauchers verbunden ist. Ein zweiter Anschluss des Verbrauchers ist mit dem Schutzleiter über die Verbindung verbunden.
Wenigstens eine Blitzschutzvorrichtung ist in einem Gehäuse/Gerät angeordnet und über Steckkontakte, bevorzugt einen Stecker mit dem Stromnetz (Schuko) / dem Versorger verbunden und weist wenigstens eine Steckdose für den Anschluss wenigstens eines Verbrauchers auf.
Die Blitzschutzvorrichtung ist mit einem Blitzschutzsensor, der entsprechend der erkannten Blitze in der Nähe ein Schaltsignal zum Umschalten des Relais generiert, koppelbar, so dass bei einem durch den Blitzschutzsensor ausgegebenen Signal die Blitzschutzvorrichtung betätigt und der Verbraucher vom Stromnetz getrennt wird.
Bevorzugt wird die Verbindung zwischen dem Blitzschutzsensor und der in dem Gehäuse/Gerät integrierten Blitzschutzvorrichtung über eine Funkverbindung realisiert. Dabei ist der Blitzschutzvorrichtung ein Funkempfänger zugeordnet, der bei Empfangen eines durch den Blitzschutzsensor ausgelösten Signals den Schaltvorgang des Relais in den Ruhezustand auslöst, wodurch die Kontakte des ersten und zweiten Schaltkontaktes de Relais in den Ruhemodus schalten.
Die in dem Gehäuse / Gerät angeordnete Blitzschutzvorrichtung weist einen Schalter auf, mit dem nach dem Ruhezustand das Relais wieder in seinen Arbeitszustand überführt und der Verbraucher mit Strom versorgt wird.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird eine Blitzschutzvorrichtung geschaffen, welche wenigstens einen Verbraucher zuverlässig vor Beschädigung durch Blitzschlag schützt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 das Schaltbild der Blitzschutzvorrichtung bei Versorgung eines Verbrauchers,
2 das Schaltbild der Blitzschutzvorrichtung, bei welcher der Verbraucher von der Stromversorgung getrennt ist.
In der 1 ist eine Schaltung einer erfindungsgemäßen Blitzschutzvorrichtung dargestellt, die einen Verbraucher 1 mit Strom versorgt und 2 zeigt das Schaltbild der Blitzschutzvorrichtung, bei welcher der Verbraucher von der Stromversorgung getrennt ist.
Der wenigstens eine Verbraucher 1 weist üblicher Weise einen ersten Anschluss 1.1 einen zweiten Anschluss 1.2 und einen dritten Anschluss 1.3 auf und ist zur Stromversorgung mit einem Nullleiter N, einer Phase L und einem Schutzleiter S eines nicht dargestellten Versorgers verbunden.
Die Verbindung wird erfindungsgemäß über wenigstens ein Relais 2 realisiert, welches einen ersten Wechselschalter 3 und einen zweiten Wechselschalter 4 besitzt.
Der erste Wechselschalter 3 weist einen ersten Kontakt 3.1 auf, der mit dem ersten Anschluss 1.1 des Verbrauchers 1 verbunden ist, sowie einen ersten Arbeitskontakt 3.2 und einen ersten Ruhekontakt 3.3. Der zweite Wechselschalter 4 ist mit einem zweiten Kontakt 4.1 mit dem dritten Anschluss 1.3 des Verbrauchers 1 verbunden und weist einen zweiten Arbeitskontakt 4.2 und einen zweiten Ruhekontakt 4.3 auf. Der erste Ruhekontakt 3.3 des ersten Wechselschalters 3 ist mit dem zweiten Ruhekontakt 4.3 des zweiten Wechselschalters 4 über eine Verbindung V verbunden, mit welcher auch der Schutzleiter S und der zweite Anschluss 1.2 des Verbrauchers 1 kontaktiert sind.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel verbindet gemäß 1 zur Stromversorgung des Verbrauchers 1 der ersten Wechselschalter 3 des Relais 2 über seinen ersten Arbeitskontakt 3.1 den Nullleiter N der Versorgung mit dem Nullleiter des Verbrauchers 1 (hier mit dem ersten Anschluss 1.1) und über seinen zweiten Wechselschalter 4 des Relais 2 über den zweiten Arbeitskontakt 4.2 die Phase der Versorgung mit der Phase des Verbrauchers 1, hier mit dem dritten Anschluss 1.3 des Verbrauchers.
Das Relais weist hier zwei mechanisch synchron arbeitende Umschaltkontakte in Form des ersten Wechselschalters 3 und des zweiten Wechselschalters 4 auf. Sollte nur ein Wechselschalter (3 oder 4) schalten und der andere Wechselschalter aus Fehlergründen im Arbeitszustand (Verbindung mit dem jeweiligen Arbeitskontakt 3.2, 4.2) bleiben, würde dies einen Stromfluss von einem Leiter (L oder N) direkt auf den Schutzleiter bedeuten, der in entsprechend verkabelten Gebäuden sofort den Fehlerstromschutzschalter auslöst.
Phase und Nullleiter können auch vertauscht sein.
Bei Gefahr von Blitzschlag bzw. Überspannung wird das Relais 2 betätigt bzw. stromlos geschaltet und die Stromversorgung zum Verbraucher 1 unterbrochen (siehe 2) da die Wechselschalter 3, 4 schaltsynchron zwischen den Arbeitskontakten 3.2, 4.2 und den Ruhekontakten 3.3 und 4.3 wechseln.
In diesem ausgeschalteten Zustand – bei werden der erste Anschluss 1.1 (Leiter) und der dritte Anschluss 1.3 (Leiter) des Verbrauchers 1 auf den Schutzleiter S gelegt. Damit würde ein Funkenüberschlag des Relais 2 in jedem Fall wirksam zum Schutzleiter S abgeleitet und die damit kurzgeschlossene Stromversorgung des Verbrauchers 1 bleibt immer und zuverlässig geschützt.
Die Erfindung ist damit eine Blitzschutzvorrichtung zum galvanischen Trennen von Phase und Nullleiter eines elektrischen Verbrauchers 1 vom Stromnetz.
Wenigstens eine Blitzschutzvorrichtung ist bevorzugt in ein Gehäuse / Gerät integriert, welches über Steckkontakte (einen Stecker) mit der Stromversorgung (Schuko) des Gebäudes verbunden wird und welches seinerseits wiederum wenigstens eine Steckdose für den Anschluss wenigstens eines Verbrauchers aufweist. Das Schaltsignal zum Umschalten des Relais 2 aus dem Arbeitszustand in 1 in den Ruhezustand in 2 wird bevorzugt über einen Blitzschutzsensor ausgelöst, der entsprechend der erkannten Blitze in der Nähe ein Schaltsignal zum Umschalten des Relais 2 generiert. Die Verbindung zwischen dem Blitzschutzsensor und der Blitzschutzvorrichtung wird bevorzugt über eine Funkverbindung (in 1 und 2 gestrichelt dargestellt) realisiert, wofür der Blitzschutzvorrichtung ein Funkempfänger 5 integriert ist der mit dem Relais 2 gekoppelt ist und der bei Empfangen eines entsprechenden Signals des Blitzschutzsensors den Schaltvorgang des Relais 2 in den Ruhezustand auslöst.
Die in dem Gehäuse angeordnete Blitzschutzvorrichtung weist einen Schalter auf, mit dem nach dem Ruhezustand das Relais wieder in seinen Arbeitszustand gem. 1 überführt wird, so dass der Verbraucher 1 wieder mit Strom versorgt wird.
Bezugszeichenliste

1: Verbraucher
1.1: erster Anschluss
1.2: zweiter Anschluss
1.3: dritter Anschluss
2: Relais
3: erster Wechselschalter
3.1: erster Kontakt
3.2: erster Arbeitskontakt
3.3: erster Ruhekontakt
4: zweiter Wechselschalter
4.1: zweiter Kontakt
4.2: zweiter Arbeitskontakt
4.3: zweiter Ruhekontakt
5: Funkempfänger
L: Phase
N: Nullleiter
S: Schutzleiter
V: Verbindung

Claims

Blitzschutzvorrichtung, zum Galvanischen Trennen von Phase (1.3) und Nullleiter (1.1) wenigstens eines elektrischen Verbrauchers (1) vom Stromnetz / von einem Versorger, dadurch gekennzeichnet, dass – Phase (1.3) und Nullleiter (1.1) des Verbrauchers (1) über die einen ersten Arbeitskontakt (3.2) eines ersten Wechselschalters (3) mit einem Nullleiter (N) und über einen zweiten Arbeitskontakt (4.2) eines zweiten Wechselschalters (4) mit einer Phase (L) des Stromnetzes / des Versorgers zur Stromversorgung verbunden sind, und – dass der erste Wechselschalter (3) einen ersten Ruhekontakt (3.3) und der zweite Wechselschalter (4) einen zweiten Ruhekontakt (4.3) aufweist, die miteinender mittels einer Verbindung (V) verbunden sind und in dem getrennten Zustand des Verbrauchers (1) vom Stromnetz / von einem Versorger die Phase (1.3) und den Nullleiter (1.1) des Verbrauchers (1) kurzschließen und mit einem Schutzleiter (S) verbinden.
Blitzschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Wechselschalter (3, 4) zeitsynchron zwischen den Arbeitskontakten (3.2, 4.2) und den Ruhekontakten (3.3, 4.3) schaltbar sind.
Blitzschutzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dassder erste Wechselschalter (3) und der zweite Wechselschalter an einem Relais (2) ausgebildet sind.
Blitzschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wechselschalter (3) des Relais (2) einen ersten Kontakt (3.1) aufweist, der mit dem ersten Anschluss / Nullleiter (1.1) des Verbrauchers (1) verbunden ist und dass der zweite Wechselschalter (4) des Relais (2) einen zweiten Kontakt (4.1) aufweist, der mit dem dritten Anschluss (1.3)/ Phase des Verbrauchers (1) verbunden ist und dass ein zweiter Anschluss (1.2) des Verbrauchers (1) mit dem Schutzleiter (S) über die Verbindung (V) verbunden ist.
Blitzschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Blitzschutzvorrichtung in einem Gehäuse/Gerät angeordnet und über Steckkontakte/einen Stecker mit dem Stromnetz (Schuko) / dem Versorger verbunden ist und wenigstens eine Steckdose für den Anschluss wenigstens eines Verbrauchers (1) aufweist.
Blitzschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass diese mit einem Blitzschutzsensor, der entsprechend der erkannten Blitze in der Nähe ein Schaltsignal zum Umschalten des Relais generiert, koppelbar ist.
Blitzschutzvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem Blitzschutzsensor und der in dem Gehäuse / Gerät integrierten Blitzschutzvorrichtung über eine Funkverbindung realisiert ist.
Blitzschutzvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Blitzschutzvorrichtung ein Funkempfänger zugeordnet ist, der bei Empfangen eines durch den Blitzschutzsensor ausgelösten Signals den Schaltvorgang des Relais 1 in den Ruhezustand auslöst.
Blitzschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Gehäuse / Gerät angeordnete Blitzschutzvorrichtung einen Schalter aufweist, mit dem nach dem Ruhezustand das Relais (2) wieder in seinen Arbeitszustand überführt und der Verbraucher (1) mit Strom versorgt wird.