EP2812963B1

EP2812963B1 - Überspannungsableiter

Info

Publication number: EP2812963B1
Application number: EP12805922.7A
Authority: EP
Inventors: Jürgen SCHURWANZ; Jürgen PRÖPPER; Wolfgang Breithaupt; Jürgen Trinkwald
Original assignee: Obo Bettermann GmbH and Co KG
Current assignee: Obo Bettermann GmbH and Co KG
Priority date: 2012-02-08
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2016-04-06
Anticipated expiration: 2032-11-09
Also published as: IN2014CN02196A; EP2812963A1; CN104081600A; WO2013117176A1; SI2812963T1; CN104081600B

Description

Die Erfindung betrifft einen Überspannungsableiter, der zwischen einen Phasenleiter und einen N-Leiter oder PE-Leiter geschaltet ist, und zwar mit mindestens einer Funkenstrecke und mindestens einem weiteren dazu in Reihe geschalteten elektrischen Bauteil, wie er im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben ist.
Überspannungsableiter sind in unterschiedlichsten Bauarten bekannt. Beispielsweise aus der DE 10 2010 021 155 A1 ist ein Überspannungsableiter mit einer Funkenstrecke und einem weiter dazu in Reihe geschalteten elektrischen Bauteil bekannt. Solche blitzstromtragfähige Funkenstrecken werden zur Vermeidung von Schäden in Folge eines Blitzeinschlages oder eines sonstigen Überspannungsereignisses eingesetzt. Die Funkenstrecken werden zum transienten Potentialausgleich eingesetzt, wobei auch der nachfolgende Netzfolgestrom gelöscht werden soll.
Sofern bei einem solchen Überspannungsableiter die Funkenstrecke defekt ist, nämlich einen Kurzschluss bildet, so fließt ständig Strom über den Überspannungsableiter, der beispielsweise zwischen den Phasenleiter und den PE-Leiter eines zu schützenden Systems angeschlossen ist, wodurch sich Elemente des Überspannungsableiters infolge des hochohmigen Kurzschlusses aufheizen.
Dies führt zu einer Beschädigung, nicht nur des Überspannungsableiters, sondern auch der umgebenden elektrischen Bauteile und Anlagenteile.
In der angegebenen Druckschrift ist ein Überspannungsableiter angegeben, der einerseits ein gutes Ansprechverhalten und ein gutes Folgestromlöschvermögen aufweist, der andererseits aber im Falle eines Kurzschlusses der Funkenstrecke Schäden an dem Überspannungsableiter oder benachbarten Anlageteilen vermeiden sollen.
Hierzu ist zwischen zwei Elektroden des Überspannungsschutzelementes ein elektrischer Leiter mit einem diesen Leiter umgebenden Isolierstoffteil angeordnet. Sofern das Isolierstoffteil einer kurzzeitigen Temperaturbelastung, wie sie im Falle eines Überspannungsereignisses auftritt, beaufschlagt wird, so hält das Isolierbauteil stand. Bei höheren Temperaturen, die sich beispielsweise infolge eines Kurzschlusses ergeben können, oder bei längerer Temperaturbelastung zerfällt das Isolierstoffteil oder es wird elektrisch leitend, so dass dann eine leitende Verbindung zwischen den Elektroden hergestellt ist.
Durch den Stromfluss über den Überspannungsableiter wird erreicht, dass die in den Schaltkreis des Überspannungsableiters geschaltete elektrische Sicherung auslöst und den Stromkreis auftrennt, so dass eine übermäßige Erhitzung infolge des Kurzschlusses der Funkenstrecke vermieden wird.
Der in dieser Druckschrift geschilderten Lösung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass im Kurzschlussfall eine wesentliche Erwärmung des Überspannungsableiters auftritt und die Erwärmung des Überspannungsableiters dazu genutzt wird, eine entsprechende Schaltfunktion zu realisieren.
Aus der DE 20 2009 018 086 U1 ist ein gattungsgemäßer Überspannungsableiter bekannt. Auch die EP 0 046 545 A1 beschreibt einen gattungsgemäßen Überspannungsableiter.
Dies bedeutet aber, dass nach wie vor der Überspannungsableiter durchaus mit hohen Temperaturen belastet ist, wenn ein Kurzschluss auftritt.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Überspannungsableiter gattungsgemäßer Art zu schaffen, der bei einem Kurzschluss der Funkenstrecke eine sehr schnelle Auftrennung des beispielsweise zwischen Phasenleiter und PE-Leiter bestehenden Kurzschlusskreises realisiert, ohne dass dazu die erhöhte Temperatur des Überspannungsableiters ausgenutzt wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass eines der Anschlussbauteile für den Phasenleiter oder N-Leiter oder PE-Leiter aus zwei voneinander elektrisch isolierten, voneinander beabstandeten Teilen besteht, die durch ein Kontaktteil miteinander in elektrischer Verbindung stehen, dass dem Kontaktteil ein mechanisches Stellmittel zugeordnet ist, welches dazu geeignet und bestimmt ist, das Kontaktteil aus der die beiden Teile verbindenden ersten Lage in eine die Verbindung unterbrechende zweite Lage zu verstellen, und dass das Stellmittel mittels eines Aktuators aus der ersten in die zweite Lage verstellbar ist, der dadurch auslösbar ist, dass ein Kurzschlussstrom über den Überspannungsableiter fließt, wobei das das erste Teil der beiden voneinander elektrisch isolierten Teile des ersten Anschlussbauteiles direkt an Phase, N oder PE angeschlossen ist und das zweite dieser Teile des ersten Anschlussbauteiles über das Kontaktteil mit dem ersten Teil elektrisch verbunden ist, dass das zweite Teil mit dem zweiten Anschlussbauteil durch eine elektrische Schaltung verbunden ist, die aus einer Parallelschaltung einer trägen Sicherung einerseits und einem Vorwiderstand und dem Aktuator andererseits besteht, und die träge Sicherung so dimensioniert ist, dass sie einem Überspannungsereignisfall standhält, im Falle des längeren Fließens eines Kurzschlussstromes über den Überspannungsableiter aber auftrennt.
Gemäß der Erfindung ist eines der Anschlussbauteile für den Phasenleiter oder für den N-Leiter oder den PE-Leiter aus zwei Teilen realisiert, die voneinander elektrisch isoliert und gegebenenfalls auch beabstandet sind. Diese beiden Teile stehen über ein Kontaktteil miteinander in elektrisch leitender Verbindung. Das Kontaktteil wiederum ist mit einem mechanischen Stellmittel kombiniert, welches dazu geeignet und bestimmt ist, das Kontaktteil aus der Grundstellung, in der die beiden Teile miteinander elektrisch verbunden sind, in eine Unterbrecherlage zu verstellen, in der die Verbindung zwischen den beiden Teilen unterbrochen ist. Das Stellmittel wird beispielsweise mittels eines Aktuators aus der ersten in die zweite Lage verstellt und es ist dadurch auslösbar, dass ein Kurzschlussstrom über den Überspannungsableiter fließt. Im Normalzustand, wenn also die Funkenstrecke korrekt arbeitet, fließt kein Strom über den Überspannungsableiter. Im Überspannungsfall wird der Überspannungsableiter kurz mit einer hohen Spannung beaufschlagt, wodurch aber das Stellmittel noch nicht ausgelöst wird und somit das Kontaktteil in der Verbindungslage verbleibt. Nur dann, wenn die Funkenstrecke defekt ist, sich also ein Kurzschluss über den Überspannungsableiter einstellt, wird durch den Kurzschlussstrom der Aktuator ausgelöst, der wiederum das Stellmittel betätigt und das Kontaktteil aus der Verbindungslage in die unterbrochene Lage verstellt.
Damit ist im Kurzschlussfall eine sehr schnelle Unterbrechung des Kurzschlussstromkreises erreicht, wobei diese Unterbrechung nicht davon abhängig ist, dass sich der Überspannungsableiter erwärmt, sondern schon ein kurzzeitig fließender Kurzschlussstrom führt zur Auslösung und zur Trennung der Elemente voneinander durch Verstellung des Kontaktteiles.
Die Besonderheit hierbei ist, dass das zweite Teil des ersten Anschlussbauteiles mit dem zweiten Anschlussbauteil durch eine elektrische Schaltung verbunden ist, die aus einer Parallelschaltung einer trägen Sicherung einerseits und einem Vorwiderstand und dem Aktuator andererseits besteht. Hierdurch wird erreicht, dass im Normalfall, also bei einer funktionstüchtigen Funkenstrecke im Falle eines Blitzstromereignisses oder Überspannungsereignisses ein Strom über die träge Sicherung fließt, ohne dass diese Sicherung auftrennt. Andererseits fließt im Falle eines Kurzschlusses der Funkenstrecke ein Strom über die Sicherung. Dieser wird so groß, dass die Sicherung auftrennt. Hierdurch wird ein Strom in den eigentlichen, vorzugsweise hochohmigen Parallelzweig mit Vorwiderstand und Aktuator getrieben. Der Aktuator löst nach wenigen Stromhalbwellen aus.
Damit wird die Verbindung getrennt und weiterer Stromfluss unterbunden.
Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass der Parallelschaltung Vorwiderstände in Serienschaltung vorgeschaltet sind.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, dass der Aktuator ein elektrisch auslösbarer Gasgenerator ist.
Solche Gasgeneratoren sind im Stand der Technik an sich bekannt, insbesondere bei der Sicherheitsausstattung von Automobilen, beispielsweise zur Betätigung von Airbags oder anderen sicherheitsrelevanten Einrichtungsteilen. Ein solcher Gasgenerator ist äußerst kleinbauend, kann also in einfacher Weise in einen Überspannungsableiter integriert werden, wobei andererseits das durch diesen erzeugbare Gasvolumen relativ groß ist, so dass es ausreicht, um das Stellmittel in die zweite Lage zu verstellen und das Kontaktteil in die unterbrechende zweite Lage zu verstellen.
Eine bevorzugte Ausbildung wird darin gesehen, dass die elektrische Schaltung mit den Schaltelementen, Schaltpfaden und dem Aktuator auf einer Steuerplatine aufgebaut ist.
Hierbei ist die gesamte elektrische Schaltung auf einer Steuerplatine aufgebaut, die entsprechende Schaltpfade aufweist und die mit entsprechenden Anschlusselementen an die relevanten Kontaktteile des Überspannungsableiters angeschlossen werden kann. Auf der Steuerplatine ist die elektrische Schaltung mit den Schaltelementen und dem Aktuator (insbesondere Gasgenerator) aufgebaut. Die komplette Steuerplatine kann in einfacher Weise in den Überspannungsableiter beziehungsweise in dessen Gehäuse integriert werden, so dass die Montage in einfacher Weise und bei geringem Platzbedarf erfolgen kann.
Eine weitere Besonderheit wird darin gesehen, dass der Aktuator in einen Hohlraum eines Isolierbauteiles hineinragt, welches zwischen den beiden voneinander elektrisch isolierten, voneinander beabstandeten Teilen, angeordnet ist und welches das mechanische Stellmittel in Form eines Schiebers bildet oder aufnimmt.
Hierbei ragt in das Isolierbauteil, beispielsweise an einem Ende der Aktuator in Form vorzugsweise des Gasgenerators hinein. Andererseits ist in dem Hohlraum des Isolierbauteiles das mechanische Stellmittel in Form eines Schiebers angeordnet. Der Schieber wird bei Auslösung des Aktuators aus dem Isolierbauteil in Richtung auf das vor dessen Mündung befindliche Kontaktteil verstellt, so dass das Kontaktteil aus der verbindenden ersten Lage in die unterbrechende zweite Lage verstellt wird.
Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass das Kontaktteil ein Kontaktblech ist, welches zwischen den beiden voneinander isolierten, beabstandeten Teilen eingespannt ist, oder eine elektrisch leitende Litze, die an einem der Teile gehalten und am anderen lösbar befestigt ist.
Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass das Kontaktblech mit einem ersten Endbereich am ersten Teil des ersten Anschlussbauteils lösbar geklemmt ist und mit einem zweiten Endbereich am zweiten Teil des ersten Anschlussbauteils schwenkbar gehalten ist.
Diese Ausgestaltung dient insbesondere dazu, dass das Kontaktblech bei Auslösung des mechanischen Stellmittels quasi um den zweiten Endbereich schwenkt und aus dem ersten Endbereich entfernt wird, so dass eine Trennung der Verbindung stattfindet, dabei aber das Kontaktblech weiterhin an dem zweiten Endbereich an dem Anschlussbauteil gehalten ist, so dass es nicht verloren geht und innerhalb des Gesamtbauteiles des Überspannungsschutzableiters zu Fehlfunktionen oder dergleichen führen könnte.
Eine weitere Besonderheit wird darin gesehen, dass der Aktuator an seinem dem von ihm betätigbaren Stellmittel abgewandten Ende elektrische Anschlussleiter aufweist, die mit einer Platine kontaktiert sind.
Hierbei ist der vorzugsweise als Gasgenerator ausgebildete Aktuator an einem Endbereich mit zwei elektrischen Anschlussleitern ausgestattet, die in einfacher Weise in entsprechende Kontakte einer Platine eingesteckt und dort kontaktiert werden können, beispielsweise durch Verlötung.
Eine weitere Besonderheit wird darin gesehen, dass der Aktuator mit Anschlussleitern versehen ist, die aus dem Isolierbauteil entgegengerichtet zum Stellmittel herausragen und dort mit einer Platine kontaktiert sind und dass das Isolierbauteil eine trichterartige Aufnahme für den Aktuator aufweist oder bildet, die sich zum Stellmittel hin erweitert.
Durch diese Ausgestaltung ist die Montage erleichtert, da der Aktuator in einfacher Weise in der korrekten Lage in die trichterartige Aufnahme des Isolierbauteils eingeschoben werden kann, so dass dessen Anschlussleiter aus einer entsprechenden Öffnung oder aus Lochungen am Boden des Isolierbauteiles herausragen. Es ist somit das Zuführen und Einführen des Aktuators in den Hohlraum des Isolierbauteiles vereinfacht und eine richtige Lageposition sichergestellt.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass das Stellmittel mittelbar über das Kontaktteil oder unmittelbar in der zweiten Lage auf einen Signalisierungsstift einwirkt, der in einem Gehäuseteil des Überspannungsableiters verschieblich geführt ist und durch das Stellmittel aus einer Normalstellung in eine Defektanzeigestellung verstellbar ist, in der der Signalisierungsstift aus dem Gehäuseteil optisch erkennbar vorragt und/oder in der durch den Signalisierungsstift ein im Gehäuseteil installierter Mikroschalter geschaltet ist, der mit einem Fernsignalisierungsmittel in elektrischer Verbindung steht.
Hierdurch wird erreicht, dass eine optische Signalisierung des Fehlerzustandes oder auch eine Fernanzeige des Fehlerzustandes des Überspannungsableiters nach Auftreten eines Kurzschlussfalles infolge eines Defektes der Funkenstrecke ermöglicht ist. Durch das Stellmittel wird nicht nur auf das Kontaktteil eingewirkt, sondern zusätzlich wird über das Kontaktteil oder auch durch das Stellmittel selbst auf einen Signalisierungsstift eingewirkt, der in einem Gehäuseteil des Überspannungsableiters verschieblich geführt ist. In der Normalstellung liegt der Signalisierungsstift beispielsweise innerhalb des Gehäuses. Im Defektfall wird der Signalisierungsstift aus dem Gehäuseteil ausgeschoben, so dass er optisch erkennbar aus dem Gehäuseteil vorragt. Zusätzlich oder alternativ wirkt der Signalisierungsstift mit einem im Gehäuseteil installierten Mikroschalter zusammen, der im Fehlerfall, also bei verstelltem Signalisierungsstift durch den Signalisierungsstift geschaltet ist und mit einer Fernsignalanzeige in elektrischer Verbindung steht, so dass alternativ oder zusätzlich eine Fernanzeige des Zustandes des Überspannungsableiters ermöglicht ist.
Zudem ist bevorzugt vorgesehen, dass das Stellmittel in einer Führung geführt ist, die zumindest einen Schaft des Stellmittels umgibt, dass das Stellmittel oder sein Schaft federnde Schenkelteile aufweist, die in der Normalstellung des Stellmittels von Teilen der Führung umgeben und ungespreizt gehalten sind und in der Defektstellung aus der Führung ausgeschoben sind, aufgespreizt sind und eine Rückbewegungssperre für das Stellmittel bilden, die sich an der Mündung der Führung abstützt.
Hierbei ist der Schieber, der das mechanische Stellmittel bildet, in einer Führung geführt und von dieser umgeben. Im Normalfall, wenn also der Schieber noch nicht durch den Aktuator ausgeschoben ist, werden die federnden Schenkelteile des Schiebers oder des Schaftes des Schiebers durch die Führung zusammengedrückt gehalten. Sofern der Schieber durch den Aktuator in die Defektstellung verschoben wird, ist er soweit verschoben, dass die federnden Schenkelteile aus der Führung ausgeschoben sind und aufgrund der materialimmanenten Federung aufgespreizt sind. Hierdurch wird eine Rückbewegungssperre für den Schieber gebildet, da sich die aufgespreizten Schenkelteile an der Mündung der Führung abstützen. Ein Prellen des Schiebers wird damit vermieden und somit die Qualität des Überspannungsableiters verbessert.
Zudem kann vorgesehen sein, dass das zu der Funkenstrecke in Reihe geschaltete Bauteil mindestens ein elektrisches Element mit zwei Elektroden und zwischen diesen angeordneten Granulat aus elektrisch leitfähigem Werkstoff ist, wobei das Element von einer temperaturfesten Isolierstofffhülle umgeben ist.
Ein solches Bauteil ist an sich aus der DE 10 2010 021 155 A1 bekannt.
Ein solches Element samt Funkenstrecke kann in singulärer Form vorgesehen sein. Es ist aber auch möglich, mehrere solcher Elemente in Reihe zu schalten, um diese Überspannungsableiter für unterschiedliche Spannungsfälle einsetzbar zu gestalten.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im Folgenden näher beschrieben. Es zeigt:

Figur 1: eine erste Ausführungsform eines Überspannungsableiters in Seitenansicht, teilweise aufgebrochen;
Figur 2: eine zweite Ausführungsform in gleicher Ansicht in einer ersten Funktionsstellung;
Figur 3: desgleichen in einer zweiten Funktionsstellung;
Figur 4: eine Variante in einer Ansicht ähnlich Figur 1 gesehen;
Figur 5 a bis Figur 5 c: eine Einzelheit in Vorderansicht, Rückansicht und Seitenansicht;
Figur 6: ein Prinzipschaltbild;
Figur 7: eine Einzelheit in einer ersten Funktionslage;
Figur 8: die Einzelheit in einer zweiten Funktionslage;
Figur 9: eine Einzelheit von unten gesehen;
Figur 10: eine Einzelheit ebenfalls von unten gesehen;
Figur 11: die Einzelheit von oben gesehen.

In der Zeichnung ist ein Überspannungsableiter 1 gezeigt, der zwischen einen Phasenleiter L und einen N- oder PE-Leiter geschaltet ist. Der Phasenleiter L und der N- beziehungsweise PE-Leiter ist nur symbolisch dargestellt. Ferner weist der Überspannungsableiter mindestens eine Funkenstrecke und mindestens ein weiteres dazu in Reihe geschaltetes elektrisches Bauteil auf. Diese Komponenten sind schematisch bei 2 angegeben. Der Aufbau solcher Komponenten ist an sich bekannt. Beispielsweise wird hierzu auf die DE 10 2010 021 155 A1 verwiesen. Im Ausführungsbeispiel besteht das Anschlussbauteil für den Phasenleiter L aus zwei voneinander elektrisch isolierten, voneinander beabstandeten, elektrisch leitenden Teilen 3,4, die durch ein Kontaktteil 5 miteinander in elektrisch leitender Verbindung stehen. Dem Kontaktteil 5 ist ein mechanisches Stellmittel 6 zugeordnet, welches dazu geeignet und bestimmt ist, das Kontaktteil 5, aus der die beiden Teile 3,4 verbindenden ersten Lage, die insbesondere in Figur 2 gut ersichtlich ist, in eine die Verbindung unterbrechende zweite Lage, die in Figur 3 besonders gut ersichtlich ist, zu verstellen. Das mechanische Stellmittel 6 ist mittels eines Aktuators 7 aus der ersten in die zweite Lage verstellbar. Dieser Aktuator 7 ist dadurch aktivierbar und auslösbar, dass im Falle eines Defektes der Funkenstrecke ein Kurzschlussstrom über den Überspannungsableiter 1 fließt.
Insbesondere ist das erste der beiden voneinander elektrischen Teile 3 des ersten Anschlussbauteiles direkt an Phase L angeschlossen und das zweite dieser Teile, nämlich das Teil 4, ist nur über das Kontaktteil 5 mit dem ersten Teil 3 elektrisch leitend verbunden. Das zweite Teil 4 ist mit dem zweiten Anschlussteil 8, welches im Ausführungsbeispiel an den N- oder PE-Leiter angeschlossen ist, durch eine elektrische Schaltung verbunden, deren Schaltungsaufbau in Figur 6 gezeigt ist. Es handelt sich hierbei um eine Parallelschaltung einer trägen Sicherung 9 einerseits und andererseits einem Vorwiderstand 10 und dem Aktuator 7. Zudem sind dieser Parallelschaltung noch Vorwiderstände 11, 12 in Serienschaltung vorgeschaltet.
Die träge Sicherung 9 ist so dimensioniert, dass sie einem Überspannungsereignisfall standhält, im Falle des längeren Fließens eines Kurzschlussstromes über den Überspannungsableiter aber auftrennt. Insbesondere ist der Vorwiderstand 10 vor dem Aktuator 7 hochohmiger als die Sicherung 9, so dass im Normalfall im Falle eines Überspannungsereignisses der Strom über die Sicherung 9 fließt, während im Fall einer defekten Funkenstrecke, also eines Kurzschlusses der Funkenstrecke, der Strom zwar zunächst über die Sicherung 9 fließt. Dieser Strom wird aber so groß, dass die träge Sicherung dann auftrennt. Hierdurch wird ein Strom in den eigentlich hochohmigen Parallelzweig mit Vorwiderstand 10 und Aktuator 7 getrieben. Der Aktuator 7 löst nach wenigen Stromhalbwellen aus. Somit wird dann das Stellmittel 6 in die zweite Lage verstellt und das Kontaktteil 5, aus der die Teile 3,4 verbindenden Lage in die unterbrechende zweite Lage verstellt.
Vorzugsweise ist der Aktuator 7 ein elektrisch auslösbarer Gasgenerator.
Die elektrische Schaltung, wie sie in Figur 6 gezeigt ist, ist mit den Schaltelementen, Schaltpfaden und dem Aktuator 7 auf einer Steuerplatine 13 aufgebaut, die beispielsweise in Figur 5a bis Figur 5c gezeigt ist. Die Anschlusskontakte zur Verbindung mit den entsprechenden Teilen 4 beziehungsweise 8 sind durch einen Federkontakt 14 gebildet, der mit dem Teil 8 kontaktiert ist, sowie mit einer Kontaktschraube 15, die mit dem Teil 4 kontaktiert ist.
Im Ausführungsbeispiel ragt der Aktuator 7 in einen Hohlraum 16 eines Isolierbauteils 17 hinein, welches zwischen den voneinander elektrisch isolierten, voneinander beabstandeten Teilen 3,4 angeordnet ist und welches das mechanische Stellmittel 6 in Form eines Schiebers aufnimmt.
Das Kontaktteil 5 ist ein Kontaktblech, welches vorzugsweise vorgespannt zwischen den beiden voneinander isolierten beabstandeten Teilen 3,4 eingespannt ist. Mit einem ersten Endbereich 18 ist dieses Kontaktblech am ersten Teil 3 des ersten Anschlussbauteiles lösbar geklemmt gehalten, beispielsweise in einer Nut, während es mit einem zweiten Endbereich 19 am zweiten Teil 4 des ersten Anschlussbauteiles schwenkbar gehalten ist, so dass es in der Unterbrechungslage zwar von dem Teil 3 weggeschwenkt ist, aber an dem Teil 4 noch unverlierbar gehalten ist.
Wie beispielsweise in Figur 5 c ersichtlich, weist der Aktuator 7 an seinem dem von ihm bestätigten Stellmittel 6 abgewandten Ende elektrische Anschlussleiter auf, die mit der Platine 13 beziehungsweise deren Kontaktpfaden kontaktiert sind.
Wie beispielsweise in Figur 1 ersichtlich, ist der Aktuator 7 mit Anschlussleitern versehen, die aus dem Isolierbauteil 17 entgegengerichtet zum Stellmittel 6 herausragen und dort mit der Platine 13 kontaktiert sind, wobei das Isolierbauteil 17 eine trichterartige Aufnahme 20 für den Aktuator 7 aufweist oder bildet, die sich zum Stellmittel 6 hin erweitert. Dies dient der vereinfachten Positionierung und Montage des Aktuators 7, der beispielsweise auch mit dem Stellmittel 6 als Hilfswerkzeug montiert werden kann.
Das Stellmittel 6 kann mittelbar über das Kontaktteil 5 oder auch unmittelbar, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, in der zweiten Lage, beispielsweise gemäß Figur 3, auf einen Signalisierungsstift 21 einwirken, der in einem Gehäuseteil 22 des Überspannungsableiters 1 verschieblich geführt ist und durch das Stellmittel 6 aus einer Normalstellung gemäß Figur 2 in eine Defektanzeigestellung gemäß Figur 3 verstellbar ist. In dieser Stellung ragt das vordere Ende des Signalisierungsstiftes 21 aus dem Gehäuseteil 22 optisch erkennbar vor. Das Stellmittel 6 weist zur Betätigung des Signalisierungsstiftes Vorsprünge 23 auf, die auf eine Keilfläche 24 des Signalisierungsstiftes 21 einwirken, um diesen in der Zeichnung nach oben zu verschieben. Die Verschiebung erfolgt gegen die Kraft einer Vorspannfeder 25, die sich einerseits am Gehäuseteil 22 und andererseits an einem Absatz 26 des Signalisierungsstiftes abstützt. Der Signalisierungsstift 21 kann zusätzlich oder alternativ auch mit einem im Gehäuseteil 22 installierten Mikroschalter kombiniert sein, so dass der Mikroschalter betätigt wird oder geschaltet ist, wenn der Signalisierungsstift in der Defektanzeigestellung ist, so dass dann über den Mikroschalter und einen angeschlossenen Steuerkreis in einer weiteren Anzeigeeinrichtung, beispielsweise in einer Fernanzeige ein Signal ausgelöst wird, um den Mangelzustand des Überspannungsableiters 1 zu signalisieren.
Wie beispielsweise in Figur 10 ersichtlich, ist das Stellmittel 6 als Schieber in einer Führung 27 des Isolierteiles 17 geführt, wobei diese Führung eine Nut 28 aufweist, die mit einer Führungsrippe 29 des Schiebers (6) zusammenwirkt, so dass ein verwechslungsfreies Einsetzen möglich ist. Darüber hinaus umgibt die Führung 28 den Schaft des als Schieber ausgebildeten Stellmittels 6. Dieser Schaft weist federnde Schenkelteile 30 auf, die in der Normalstellung des Stellmittels 6 von Teilen der Führung 27 umgeben sind und ungespreizt gehalten werden. In der Defektstellung sind diese Schenkelteile 30 aus der Führung 27 herausgeschoben und aufgrund materialeigener Federelastizität aufgespreizt, so dass eine Rückbewegungssperre für das Stellmittel 6 gebildet ist.
Das zu der Funkenstrecke des Überspannungsableiters 1 in Reihe geschaltete Bauteil kann ein elektrisches Element mit zwei Elektroden und zwischen diesem angeordneten Granulat aus elektrisch leitfähigem Werkstoff sein, wobei dieses Element von einer temperaturfesten Isolierstoffhülle umgeben ist. Es können aber auch mehrere solche Elemente in Reihe angeordnet sein, wie dies beispielsweise aus der Gegenüberstellung der Figuren 1 zum Ausführungsbeispiel nach Figur 2 und 3 ersichtlich ist.
Die Erfindung stellt ein äußerst funktionstüchtiges Mittel zur Verfügung, um im Falle eines Defektes der Funkenstrecke des Überspannungsableiters 1 eine Unterbrechung des möglichen Stromflusses zwischen dem Phasenleiter und dem Null- beziehungsweise PE-Leiter sicherzustellen.
Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

Claims

Überspannungsableiter (1), der zwischen einen Phasenleiter (L) und einen N-Leiter (N) oder PE-Leiter (PE) geschaltet ist, und zwar mit mindestens einer Funkenstrecke und mindestens einem weiteren dazu in Reihe geschalteten elektrischen Bauteil, wobei eines der Anschlussbauteile für den Phasenleiter oder N-Leiter oder PE-Leiter aus zwei voneinander elektrisch isolierten, voneinander beabstandeten Teilen (3,4,) besteht, die durch ein Kontaktteil (5) miteinander in elektrischer Verbindung stehen, wobei dem Kontaktteil (5) ein mechanisches Stellmittel (6) zugeordnet ist, welches dazu geeignet und bestimmt ist, das Kontaktteil (5) aus der die beiden Teile (3,4) verbindenden ersten Lage in eine die Verbindung unterbrechende zweite Lage zu verstellen, und dass das Stellmittel (6) mittels eines Aktuators (7) aus der ersten in die zweite Lage verstellbar ist, der dadurch auslösbar ist, dass ein Kurzschlussstrom über den Überspannungsableiter (1) fließt, wobei das erste Teil (3) der beiden voneinander elektrisch isolierten Teile (3,4) des ersten Anschlussbauteiles direkt an Phase, N oder PE angeschlossen ist und wobei das zweite dieser Teile (3,4) des ersten Anschlussbauteiles über das Kontaktteil (5) mit dem ersten Teil (3) elektrisch verbunden ist, dadurch gekenzeichnet, das zweite Teil (4) mit dem zweiten Anschlussbauteil (8) durch eine elektrische Schaltung verbunden ist, die aus einer Parallelschaltung einer trägen Sicherung (9) einerseits und einem Vorwiderstand (10) und dem Aktuator (7) andererseits besteht, und dass die träge Sicherung (9) so dimensioniert ist, dass sie einem Überspannungsereignisfall standhält, im Falle des Fließens eines längeren Kurzschlussstromes über den Überspannungsableiter (1) aber auftrennt.
Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Parallelschaltung Vorwiderstände (11,12) in Serienschaltung vorgeschaltet sind.
Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (7) ein elektrisch auslösbarer Gasgenerator ist.
Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Schaltung mit den Schaltelementen, Schaltpfaden und dem Aktuator (7) auf einer Steuerplatine (13) aufgebaut ist.
Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (7) in einen Hohlraum (16) eines Isolierbauteiles (17) hineinragt, welches zwischen den beiden voneinander elektrisch isolierten, voneinander beabstandeten Teilen (3,4), angeordnet ist und welches das mechanische Stellmittel (6) in Form eines Schiebers bildet oder aufnimmt.
Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktteil (5) ein Kontaktblech ist, welches zwischen den beiden voneinander isolierten, beabstandeten Teilen (3,4) eingespannt ist, oder eine elektrisch leitende Litze, die an einem der Teile gehalten und am anderen lösbar befestigt ist.
Überspannungsableiter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktblech mit einem ersten Endbereich (18) am ersten Teil (3) des ersten Anschlussbauteils lösbar geklemmt ist und mit einem zweiten Endbereich (19) am zweiten Teil (4) des ersten Anschlussbauteils schwenkbar gehalten ist.
Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (7) an seinem dem von ihm betätigbaren Stellmittel (6) abgewandten Ende elektrische Anschlussleiter aufweist, die mit einer Platine (13) kontaktiert sind.
Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (7) mit Anschlussleitern versehen ist, die aus dem Isolierbauteil (17) entgegengerichtet zum Stellmittel (6) herausragen und dort mit einer Platine (13) kontaktiert sind und dass das Isolierbauteil (17) eine trichterartige Aufnahme (20) für den Aktuator (7) aufweist oder bildet, die sich zum Stellmittel (6) hin erweitert.
Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellmittel (6) mittelbar über das Kontaktteil (5) oder unmittelbar in der zweiten Lage auf einen Signalisierungsstift (21) einwirkt, der in einem Gehäuseteil (22) des Überspannungsableiters (1) verschieblich geführt ist und durch das Stellmittel (6) aus einer Normalstellung in eine Defektanzeigestellung verstellbar ist, in der der Signalisierungsstift (21) aus dem Gehäuseteil (22) optisch erkennbar vorragt und/oder in der durch den Signalisierungsstift (21) ein im Gehäuseteil (22) installierter Mikroschalter geschaltet ist, der mit einem Fernsignalisierungsmittel in elektrischer Verbindung steht.
Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellmittel (6) in einer Führung (27) geführt ist, die zumindest einen Schaft des Stellmittels (6) umgibt, dass das Stellmittel (6) oder sein Schaft federnde Schenkelteile (30) aufweist, die in der Normalstellung des Stellmittels (6) von Teilen der Führung (27) umgeben und ungespreizt gehalten sind und in der Defektstellung aus der Führung (27) ausgeschoben sind, aufgespreizt sind und eine Rückbewegungssperre für das Stellmittel (6) bilden, die sich an der Mündung der Führung (27) abstützen.
Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das zu der Funkenstrecke in Reihe geschaltete Bauteil mindestens ein elektrisches Element mit zwei Elektroden und zwischen diesen angeordneten Granulat aus elektrisch leitfähigem Werkstoff ist, wobei das Element von einer temperaturfesten Isolierstoffhülle umgeben ist.