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Die
Erfindung betrifft eine schadensbegrenzende Schalteinrichtung für Überspannungsableiter wie
Varistoren, Funkenstrecken oder dergleichen Mittel, umfassend ein
bewegliches, leitfähiges oder leitfähige Abschnitte
aufweisendes Schaltelement, welches unter mechanischer Vorspannung
stehend durch eine Fixiereinrichtung gehalten ist, wobei die Fixiereinrichtung
bei Erwärmung das Schaltelement freigibt, so dass dieses
die Überspannungsableiter-Anschlusskontakte überbrückt,
verbindet oder mindestens einen der Anschlusskontakte abtrennt, gemäß Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Es
ist bekannt, zum Schutz überspannungsempfindlicher Geräte
in Netz- und Datenleitungen Überspannungsableiter auf der
Basis von Varistoren einzusetzen. Solche Varistorableiter besitzen
häufig ein begrenztes Ableitvermögen und können
bei Überlastung allmählich, aber auch schlagartig
zerstört werden.
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Überspannungsableiter
auf der Basis von Varistoren besitzen im Niederspannungsbereich
im Regelfall eine interne Abtrennvorrichtung. Diese interne Abtrennvorrichtung
besteht üblicherweise aus einer Kombination aus einer thermischen
Abtrennvorrichtung sowie einer Sollbruchstelle oder Solltrennstelle
für hohe Ströme. Eine solche Sollbruchstelle ist
als definierte Engstelle des Anschlussquerschnitts des Varistors
ausbildbar und besitzt einen bestimmten Schmelzintegralwert (I2t-Wert).
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Bei
hohen abzuleitenden Impulsströmen schmilzt diese Engstelle.
Das bewegliche Anschlussstück wird dann getrennt und infolge
einer Vorspannung vom Varistor entfernt und dadurch vom Netz isoliert.
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Derartige
Abtrennvorrichtungen sind beispielsweise in der
DE 42 41 311 A1 oder in
der
DE 38 05 889 A1 gezeigt.
Die thermische Abtrennfunktion wird bei diesen Dokumenten des Standes
der Technik häufig von einer Lotverbindung zwischen dem
Varistor und einem beweglichen, unter Federvorspannung stehenden
Anschlussstück realisiert.
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Die
DE 36 06 287 A1 zeigt
einen Überspannungsableiter mit Varistoren, welcher mit
seinen zugehörigen Überstrom- bzw. Übertemperaturschutzeinrichtungen
in einem gemeinsamen Block aus einem thermisch isolierenden Material
vergossen ist.
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Diese
Maßnahme dient der Erhöhung der Widerstandsfestigkeit
des gesamten Ableiters, insbesondere bei einer Varistorzerstörung
infolge einer Beanspruchung oberhalb seiner Belastungsgrenze. Die Vergussmaßnahme
soll insbesondere zu einer erhöhten Brandfestigkeit führen.
Durch das Eingießen der Schutzeinrichtungen wird das Gesamtgerät
auch bei einer Überlastung dieser Einrichtungen geschützt.
Allerdings besitzt der Ableiter nach
DE
36 06 287 keine Abtrenneinrichtung mit einem unter Federvorspannung
stehenden beweglichen Anschlussstück, welches bei Überlastung
eine Trennstelle realisiert. Der dortige Stand der Technik ist also
durch eine rein passive Schutzmaßnahme, welche infolge einer
isolierenden Verdämmung erzielt wird, gekennzeichnet.
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In Überspannungsableitern
mit den erläuterten Abtrenneinrichtungen wird häufig
nur der Varistor mit einer entsprechenden isolierenden Masse vergossen.
Die Abtrennvorrichtung mit dem beweglichen Anschlussstück
befindet sich dann außerhalb des vergossenen Bereichs.
Auch besteht die Möglichkeit, den Varistor mit einer isolierenden
Lackschicht zu versehen. Ebenfalls ist es bekannt, den Bereich zwischen
Varistor und Abtrennvorrichtung durch eine Wand zu trennen. Hier
sei beispielsweise auf die
DE
37 34 214 A1 aufmerksam gemacht.
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Weiterhin
ist es bekannt, die Erwärmung eines Varistors bei Überlastung
in eine mechanische Bewegung umzuwandeln. Eine solche Lösung
ist in der
DE 36 32
224 A1 beschrieben. Bei der dortigen Überspannungsschutzeinrichtung
muss in der Zuleitung ein Schalter integriert werden, welcher impulsstromfest
ausgeführt ist und der keine Verschweißneigung
aufweisen darf. Der Hubweg entspricht dabei nur der Ausdehnung des
verwendeten Materials. Die Verlängerung der Trennstrecke
ist somit nicht nur begrenzt, sondern erfolgt zudem außerordentlich langsam,
wodurch das Schaltvermögen der Trennstrecke selbst reduziert
bleibt.
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Im
Falle eines Überschlags bzw. eines Durchschlags des Varistors
ist jedoch mit sehr hohen Strömen zu rechnen, so dass ein
erhöhtes Schaltvermögen an sich von Vorteil wäre.
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Die
indirekte Betätigung des Schalters erfordert einen erheblichen
Mehraufwand ebenso wie die vorgeschlagene direkte Durchtrennung
eines Sicherungsstreifens. Die Ausdehnung eines an sich festen Stoffes
infolge einer Wärmeeinkopplung oder Wärmeeinwirkung
erfolgt im Übrigen nur sehr verzögert, wodurch
eine im Schadensfall benötigte an sich schnelle Abtrennung
nicht realisierbar ist. Auch ist die in der
DE 36 32 224 A1 erläuterte
notwendige bewegliche Lagerung der Varistoren, um den notwendigen Ausdehnungshub
zu realisieren, problematisch. Es besteht außerdem die
Gefahr, dass heißes Gas entweichen kann, wodurch die an
sich notwendige Erwärmung des Varistors zum Auslösen
der Trennstelle nicht mehr möglich ist oder nur noch eingeschränkt erfolgen
kann.
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Nachstehend
ist noch einmal erläutert, welches Verhalten bei Varistoren
gemäß unterschiedlichen Fehlern auftritt.
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Bei
einer allmählichen Erwärmung eines Varistors,
z. B. durch Alterung oder eine geringe Spannungsüberhöhung,
spricht im Regelfall die thermische Abtrennvorrichtung nach mehreren
Sekunden an. Das Kernelement einer solchen thermischen Abtrennvorrichtung
ist im Regelfall ein Lot, welches schmilzt, wodurch die unter Federkraft
stehende Abtrennvorrichtung öffnet. Der Varistor besitzt
bei diesem Fehlerfall noch einen sehr hohen Widerstand, wodurch
der Strom durch den Varistor stark begrenzt wird. Die Abtrennvorrichtung
kann diese Ströme im Allgemeinen problemlos unterbrechen
und somit den überlasteten Ableiter vom Netz trennen, ohne
dass eine weitere Überstromschutzeinrichtung anspricht oder
erforderlich ist. Die Netzversorgung des Verbrauchers wird hierbei
nicht unterbrochen oder gestört. Es muss lediglich der
defekte Überspannungsableiter bei einer Wartung ausgetauscht
werden.
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Wird
der Ableiter hingegen durch eine hohe Impulsbelastung überlastet,
jedoch noch nicht zerstört oder überschlagen,
kann einerseits die thermische Abtrennvorrichtung, wie oben erläutert,
zu einer verzögerten Abtrennung führen oder es
wird der Schmelzintegralwert der Engstelle erreicht, wodurch diese
schmilzt und den Ableiter sicher vom Netz trennt.
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Wird
allerdings der Ableiter durch eine erhöhte netzfrequente
Spannung oder einen Stoßstrom innerhalb kürzester
Zeit zerstört oder überschlagen, können
Fehlerströme auftreten, welche nicht zwangsweise zum Ansprechen
der Abtrennstelle führen. Aufgrund der undefinierten Impedanz,
welche ein defekter oder überschlagener Varistor besitzt, kann
der resultierende Fehlerstrom selbst bei definierten Netzverhältnissen
stark schwanken. Da die Abtrennvorrichtung bei diesen Belastungen
unter Umständen passiv bleibt, kann dies zu einer erheblichen
Schädigung des Ableiters führen, bevor eine externe
Schutzvorrichtung anspricht.
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Da
eine Abstimmung mit einer externen Überstromschutzeinrichtung
nur bedingt möglich ist, ist es ein Ziel der Erfindung,
ein Ansprechen der internen Abtrennvorrichtung auch bei den oben
erwähnten letztgenannten undefinierten Fehlerzuständen
zu ermöglichen.
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Aus
dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine schadensbegrenzende
Schalteinrichtung für Überspannungsableiter wie
Varistoren, Funkenstrecken oder dergleichen Mitteln anzugeben, die
bei allen denkbaren Fehlerfällen eine sichere Abtrennung
oder einen sicheren Kurzschluss ermöglicht, wobei hinsichtlich
einzusetzender Kurzschließer oder Abtrennvorrichtungen
auch auf bekannte und bewährte Mittel zurückgegriffen
werden soll.
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Die
Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch eine schadensbegrenzende
Schalteinrichtung für Überspannungsableiter wie
Varistoren, Funkenstrecken oder dergleichen Mittel gemäß der Merkmalskombination
nach Patentanspruch 1 sowie mit einem Verfahren zum Betreiben einer
solchen Schalteinrichtung gemäß der Lehre nach
Patentanspruch 15, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige
Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.
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Bei
der Ausführungsform der Schalteinrichtung als Kurzschließeinrichtung
für Überspannungsableiter besteht das Wirkprinzip
darin, im ausgelösten Zustand einen Kurzschlusspfad in
einen Parallelpfad zu dem defekten Ableiter zu schalten, so dass
der ursprüngliche Strom als Kurzschlussstrom in den Parallelpfad
kommutiert. Die Kurzschließeinrichtung besitzt dabei eine
möglichst geringe Verzugszeit, so dass eine unerwünschte
Zerstörung des Überspannungsableiters vermieden
werden kann bzw. der Schaden infolge eines Lichtbogenbildung begrenzbar
ist.
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Erfindungsgemäß wurde
erkannt, dass Überspannungsableiter, z. B. insbesondere
Varistoren, aufgrund der Einbausituation, des Materialaufbaus, der
Geometrie und der Kontaktierung der Anschlussflächen sowie
der Stromverteilung Bereiche unterschiedlicher Erwärmung
besitzen. Demnach ist entsprechend der gegebenen Verhältnisse
der Punkt oder der Bereich der stärksten Erwärmung
für die Positionierung eines thermisch sensiblen Teils,
insbesondere der Fixiereinrichtung gemäß der Erfindung auszuwählen.
Die Fixiereinrichtung, d. h. der thermisch sensible Teil, wird darüber
hinaus über eine möglichst geringe Wärmekapazität
verfügen und eine geringe Wärmeabfuhr besitzen.
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Bei
einer Ausführungsform der Erfindung wird auf den Bereich
des Varistors mit der stärksten Erwärmung ein
thermisch sensibles Teil als Fixiereinrichtung angebracht. Die Fixiereinrichtung
verfügt selbst über eine geringe Wärmekapazität.
Zum Verbinden mit dem Überspannungsableiter bieten sich Wachse,
Kleber, Lote oder geeignete Materialien mit einem Schmelzpunkt oder
einer Erweichungstemperatur knapp oberhalb der üblichen
Betriebstemperatur des Überspannungsableiters an. Diese
Materialien halten dann entweder direkt oder in Verbindung mit Zwischenstücken
das eigentlich bewegliche Teil der Kurzschließeinrichtung
bzw. der Abtrennvorrichtung.
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Bei
sehr steilen und hohen Überspannungen oder Stoßströmen,
bei welchen der Überspannungsableiter, insbesondere ein
Varistor, innerhalb von wenigen Mikrosekunden überlastet
wird, findet vor der Zerstörung des Varistors nahezu keine
nennenswerte Erwärmung statt. In diesen Fällen
ist es vorgesehen, die erfindungsgemäße Schalteinrichtung,
die beispielsweise als Kurzschließein richtung ausgeführt
ist, in einem Bereich einer zusätzlichen Umhausung des Überspannungsableiters
anzuordnen, wobei diese Umhausung im Falle eines entstehenden Lichtbogens
Temperatur- und/oder Gaswirkungen des Lichtbogens sammelt oder bündelt.
Das heißt, das entstehende heiße Gas, welches
im Schadensfall vorliegt, wird überwiegend und direkt zur
Fixiereinrichtung und zu dem dort vorgesehenen thermisch sensiblen
Bereich geleitet.
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Dies
kann im einfachsten Fall dadurch realisiert werden, dass der Überspannungsableiter
bis auf den Bereich der Kontaktierung des temperatursensiblen Materials
vollständig umschlossen ist. Hierbei kann das heiße
Gas oder Plasma zu einem kaminartigen Kanal geführt werden,
in dem z. B. ein Draht oder ein Faden der Fixiereinrichtung befindlich ist
oder der einen Teil eines Überspannungsableiteranschlusses
aufnimmt.
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Bei
einer umhüllten Ausführung des Überspannungsableiters
kann zusätzlich auch die Druckentwicklung für
den Kurzschluss genutzt werden. Hierzu wirkt der Druck, z. B. in
Form eines Kolbensystems, direkt auf den Kurzschlusskontakt ein.
Die mechanische Festigkeit des Haltesystems (Kontaktstelle und Festigkeit
des Drahtes) wird hierbei bereits bei relativ geringen Drücken überlastet.
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Der
in den Kanal hineinreichende oder dort befindliche Überspannungsableiteranschluss
besitzt eine geringe Abbrandfestigkeit. Weiterhin kann der in den
Kanal hineinreichende oder dort befindliche Überspannungsableiteranschluss
eine Engstelle, z. B. ausgebildet als geometrische Engstelle, besitzen.
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Der
weitere Überspannungsableiteranschluss ist abbrandfest
ausgeführt und ist überwiegend im Inneren der
abbrandfesten und druckstabilen Umhausung befindlich.
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Verfahrensgemäß wird
zum Betreiben der Schalteinrichtung der Überspannungsableiter
mit einer separaten, abbrandfesten Kapselung versehen, um im Schadensfall
entstehende Abwärme des resultierenden Lichtbogens zu sammeln,
wobei die gesammelte Wärmeenergie konzentriert einem Schaltelement
in Form der erwähnten Abtrennvorrichtung oder eines Kurzschließers
zur Betätigung desselben zugeführt wird.
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Mit
anderen Worten wird zur Lösung der Aufgabe der Erfindung
der Überspannungsableiter, insbesondere Varistor, so separat
gekapselt, dass die entstehende Abwärme des Lichtbogens
und/oder der Abbrand infolge des Lichtbogens für die Betätigung der
Abtrennvorrichtung bzw. des Kurzschließers nutzbar ist.
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Bei
der eingangs erläuterten Überlastung des Varistors
begrenzt dieser infolge eines Über- oder eines Durchschlags
häufig noch den Folgestrom, wodurch auch die Funktion der üblichen
Abtrennvorrichtung und auch externer Schutzeinrichtungen, wie z.
B. Überstromsicherungen, beeinträchtigt werden
kann.
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In
einem solchen Fall entsteht in der unmittelbaren Umgebung des Varistors
ein Lichtbogen, der bekanntermaßen mit einem heißen
Plasma verbunden ist. Dieser Lichtbogen bewirkt einen Abbrand an den
Anschlusselementen, z. B. metallischen Kontaktblechen bzw. den Zuleitungen
zum Varistor. Diese Wirkungen werden zur Verbesserung des Ansprechvermögens
einer Abtrennvorrichtung genutzt.
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Bei
einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Varistor nahezu
vollständig von einer abbrandfesten und druckstabilen Umhausung
oder Abschottung umgeben. Die Varistoranschlüsse werden unterschiedlich
weitergebildet. Ein erster Varistoranschluss ist überwiegend
mit einer zusätzlichen Isolation versehen, wodurch ein
Fußpunkt oder eine Verlängerung des Lichtbogens
hinein in diesen Bereich weitestgehend unterbunden werden kann.
Dadurch wird vermieden, dass die Umhausung des Varistors in diesem
Bereich des Varistoranschlusses zerstört wird. Aus diesem
Grund kann auch das diesbezügliche Varistoranschlussblech
verstärkt werden bzw. mit einem separaten, zusätzlichen,
kontaktierten oder nicht kontaktierten, bevorzugt abbrandfesten Material
hinterlegt werden. Hierdurch wird, wie dargelegt, vermieden, dass
sich der Lichtbogen unkontrolliert in diesen Anschlussbereich ausbreiten
kann.
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Der
weitere, im Regelfall gegenüberliegende Anschluss hingegen
wird minimal oder überhaupt nicht isoliert und führt
unmittelbar zur Abtrennvorrichtung. Die Umhausung besitzt unmittelbar
um diesen weiteren Anschluss eine Aussparung oder einen Kanal, der
kaminartig ausgeführt ist. Dies bewirkt, dass der Lichtbogen
in diesem Bereich ungehindert einen Fußpunkt finden kann.
Das entstehende heiße Gas wird zu dem nicht isolierten
Anschluss und damit zur Abtrennvorrichtung geleitet. Die Anordnung
ist dabei so gestaltet, dass die Stromkräfte den Lichtbogen
in Richtung dieses Anschlusses treiben.
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Die
Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels
sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert
werden.
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Hierbei
zeigen:
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1 ein
Ausführungsbeispiel, bei welchem ein Überspannungsableiter
in Form eines Varistors mit einer zusätzlichen Umhausung
versehen ist und wobei die Fixiereinrichtung sich in einem Bereich
befindet, in dem sich im Fall eines entstehenden Lichtbogens Temperatur-
und/oder Gaswirkungen des Lichtbogens sammeln oder bündeln,
und
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2 eine
Ausführungsform eines mit einer zusätzlichen Umhausung
versehenen Varistors mit kaminartigem Kanal, wobei sich die Abtrennvorrichtung
im Bereich der Ausströmung des kaminartigen Kanals befindet.
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Bei
der Ausführungsform der schadensbegrenzenden Schalteinrichtung
für Überspannungsableiter wie Varistoren gemäß 1 ist
das Schaltelement als Kurzschließer ausgebildet.
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Der
Kurzschließer umfasst ein bewegliches Kontaktstück 1 sowie
zwei separate gegenpolige Kontaktstücke 2. Die
Kurzschluss-Auslösebewegung ist mit den Pfeildarstellungen
hinsichtlich des beweglichen Kontaktstücks 1 symbolisiert.
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Das
bewegliche Kontaktstück 1 ist als Deckel ausbildbar,
wobei ein Federbalg 3 vorgesehen sein kann, der den Raum
unterhalb des als Deckel ausgeführten beweglichen Kontaktstücks 1 nahezu
dicht abschließt.
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Der
Deckel ist dann quasi mit seitlichen Überhängen über
einen Kamin 4 gestülpt und es wird ein Kolben
geschaffen, der auf die Druckwirkung des Lichtbogens 5 reagiert.
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Durch
den Druck wird die mechanische Festigkeit des Drahtes oder Fadens 6 bzw.
der Verbindungsstelle auch ohne erhöhte Temperatur überschritten
und es wird der Kurzschließer rein mechanisch ausgelöst.
Dies ist insbesondere bei einer sehr schnellen potentiellen Zerstörung
des Varistors von Vorteil, da ein Umweg über eine unmittelbare
Erwärmung nicht mehr benötigt wird.
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Der
Draht 6 muss nicht als Elektrode ausgebildet sein. Es ist
allerdings von Vorteil, dass der Draht 6 bei Bedarf mit
einem Potential behaftet ist, um so für den Lichtbogen
einen lukrativen Weg darzustellen, so dass der Draht durch die Lichtbogeneinwirkung
abgebrannt werden kann und somit den eigentlichen Kurzschließer
frei gibt. Dabei ist der Draht nicht zwingend als Stromzuführung
zu dem Varistor anzusehen und befindet sich auch nicht im Hauptstrompfad.
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Es
ist gezeigt, dass die funktionstragenden Teile der thermischen Auslösefunktion
von den stromführenden Anschlussteilen sowohl körperlich als
auch funktional getrennt sind und somit jeweils in ihrer eigentlichen
Funktion optimiert werden können.
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Gemäß dem
Ausführungsbeispiel nach 1 steht
ein erster Varistoranschluss 7 mit einer abbrandfesten
Kontaktplatte 8 in Verbindung. Ein zweiter Varistoranschluss 9 führt
auf das gegenpolige Kontaktstück 2. Mit dem Bezugszeichen 10 ist
die Anordnung des temperatursensiblen Materials zum Befestigen des
Drahtes 6 symbolisiert.
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Um
den Varistor 11 ist eine druckfeste und abbrandfeste Umhausung 12 ausgebildet,
die zum erwähnten Kamin 4 führt.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel nach 2 wird die
im Kamin 4 gesammelte Abwärme nicht zum Betätigen
eines Kurzschließers, sondern zum Auslösen einer
Abtrennvorrichtung 13 genutzt.
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Auch
bei dieser Ausführungsform ist eine Umhausung 12 vorhanden,
die den Varistor 11 abbrandfest und druckdicht umgibt.
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Der
erste Varistoranschluss 7 steht auch dort mit einer abbrandfesten
Kontaktplatte 8 in Verbindung. Der zweite Varistoranschluss 9 wird
nicht oder nur gering isoliert und führt unmittelbar zur
Abtrennvorrichtung 13. Die Umhausung 12 des Varistors 11 führt
zur Aussparung oder zum Kamin 4, so dass der Lichtbogen 5 in
diesem Bereich ungehindert einen Fußpunkt finden kann.
Des weiteren wird das gesamte heiße Gas 14, welches
innerhalb der Umhausung 12 entsteht, zu dem zweiten Varistoranschluss 9 und somit
zur Abtrennvorrichtung 13 geleitet. Dabei ist die Anordnung
so ausgeführt, dass die Stromkräfte den Lichtbogen 5 in
Richtung des Anschlusses 9 treiben.
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Der
erste Varistoranschluss 7 ist mit einer zusätzlichen
Isolation versehen, so dass ein Fußpunkt oder eine Verlängerung
des Lichtbogens in diesen Bereich hinein weitestgehend unterbunden
werden kann. Dadurch ist verhindert, dass die Umhausung 12 des
Varistors 11 in diesem Bereich zerstört wird. Aus
diesem Grund kann auch das Varistoranschlussblech durch die erwähnte
abbrandfeste Kontaktplatte verstärkt werden. Ebenso besteht
die Möglichkeit, hier ein Hinterlegen mit einem abbrandfesten
Material vorzunehmen. Auch hierdurch ist sichergestellt, dass sich
der Lichtbogen 5 nicht unkontrolliert in diesen Bereich
ausbreiten kann.
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Um
schnellstmöglich einen gezielten Lichtbogenabbrand im Varistoranschlussbereich 9 zu
ermöglichen, können geeignete Maßnahmen
zur Gestaltung des Varistors und der entsprechenden Anschlüsse
ergriffen werden.
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Dabei
kann der Varistor mit einer definierten Schwachstelle oder Substratstörung
versehen werden, welche zu einer bevorzugten Stelle des Durchschlags
oder Überschlags führt. Das Varistoranschlussblech
kann aber auch bevorzugte Ansatzsteilen für den Lichtbogen
bieten, welche durch die Stromkräfte, die Isolation oder
die elektrische Feldstärke bedingt, genutzt werden. Durch
die Gestaltung des Anschlussabschnitts kann zudem die Wärmeverteilung
und/oder die Stromverteilung des Varistors so ausgebildet werden,
dass sich ein bevorzugter Weg für den Durchschlag des Varistors
herausbildet.
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Die
Energie, die im Schadensfall im Bereich um den Varistor 11 entsteht,
unterstützt somit gezielt die Funktion der Abtrennvorrichtung 13.
Die Wärme steht somit der Engstelle 15 der Abtrennvorrichtung, aber
auch der nicht gezeigten Lotstelle der Abtrennvorrichtung 13 zur
Verfügung, wodurch deren Schmelzen beschleunigt wird.
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Sowohl
der bewegliche Teil der Abtrennvorrichtung als auch der feste Varistoranschluss 9 können
aus Bimetall oder Materialien mit ähnlichen Effekten gefertigt
werden, wodurch bei Erwärmung eine zusätzliche
Kraft zur Abtrennung zur Verfügung steht.
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Gemäß der
Darstellung nach 2 wurde die Engstelle 15 des
Abtrennstreifens unmittelbar in den Varistoranschluss 9 integiert
und in den Kamin 4 der Umhausung verlagert. Hierdurch kann
neben der Wärme auch der unmittelbare Lichtbogenabbrand zur
Auftrennung der Engstelle in sehr effektiver Weise genutzt werden.
Diese Maßnahme kann auch dadurch unterstützt werden,
dass der Engstellenbereich für die Wahl des Materials,
der Geometrie bzw. einer Passivierung anderer Bereiche für
den Lichtbogenfußpunkt attraktiv ausgeführt wird.
Die Umhausung bewirkt zudem eine Begrenzung des Schadens innerhalb
des Ableiters 11.
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Gemäß der
Ausführungsvariante nach 2 ist darauf
zu achten, dass die heißen Gase 14 bzw. die Abbrandprodukte,
welche in Richtung der Abtrennvorrichtung 13 gelangen,
nach dem Verlassen des Kamins 4 so geführt werden,
dass sie nicht die Schaltfunktion der eigentlichen Abtrennvorrichtung negativ
beeinflussen können. Eine Ionisierung des Schaltraums ist
also wirksam zu vermeiden.
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Zusammenfassend
ist der Varistor so druck- und abbrandfest gekapselt, dass die entstehende Wärme
im Fehlerfall unmittelbar auf die Abtrennvorrichtung, eine Kurzschlusseinrichtung
und/oder einen Fernmeldekontakt einwirken kann. Die Kapselung weist
eine kaminartige Aussparung auf, in welche Teile der Abtrennvorrichtung
bzw. die Fixiereinrichtung hineinreichen. Der Varistor besitzt einen
Anschluss, welcher abbrandfest ausgeführt ist, wobei sich
auf der entgegengesetzten Seite bezogen auf diesen Anschluss die
Abtrennvorrichtung bzw. die Fixiereinrichtung befindet. Weiterhin
besitzt der Varistor einen Anschluss, welcher eine äußerst
geringe Abbrandfestigkeit gegenüber dem Lichtbogen besitzt.
Dieser Anschluss ist an oder in der Nähe der Abtrennvorrichtung
ausgeführt oder Teil derselben. Die abbrand- und druckfeste
Ummantelung des Ableiters ist durch eine definierte Isolation und
Bemessung der Anschlussteile des Ableiters in der Lage, den Lichtbogenfußpunkt
zur Engstelle und/oder zur thermischen Trennstelle der Abtrennvorrichtung
zu lenken. Die vorerwähnte Engstelle befindet sich entweder
im beweglichen Leiterstück der Abtrennvorrichtung oder
direkt in dem über eine Lotstelle mit der Abtrennvorrichtung
verbundenen Anschlussteil des Ableiters.
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- 1
- bewegliches
Kontaktstück
- 2
- separate,
gegenpolige Kontaktstücke
- 3
- Feder
- 4
- Kamin
- 5
- Lichtbogen
- 6
- Draht/Fixiereinrichtung
- 7
- erster
Varistoranschluss
- 8
- abbrandfeste
Kontaktplatte
- 9
- zweiter
Varistoranschluss
- 10
- temperatursensibles
Material
- 11
- Varistor
- 12
- Umhausung
- 13
- Abtrennvorrichtung
- 14
- heißes
Gas
- 15
- Engstelle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4241311
A1 [0005]
- - DE 3805889 A1 [0005]
- - DE 3606287 A1 [0006]
- - DE 3606287 [0007]
- - DE 3734214 A1 [0008]
- - DE 3632224 A1 [0009, 0011]