SE451653B - Anordning for overspenningsskydd - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 451 653 därigenom även bli fördärvad. Särskilt uppstår vid en dylik förändring av varistorns karakteristika den faran. att vid uppträdande av en stötström som skall avledas ej längre uppstår ett tillräckligt stort spänningsfall. och därmed ej längre den erforderliga tändspänningen för gniststräckan. vilken alltså ej längre kan utföra sin avledningsfunktion.

Genom de båda skrifterna DE-GM 75 01 349 och 81 05 608 är ven- tilavledare kända. som har en seriekoppling med gniststräcka. föränderligt motstånd (varístor) och en säkringsremsa. Vid alltför stor uppvärmning kommer säkringsremsan (lödstället) att smälta. Därmed blir emellertid hela ventilavledaren skild från nätet. dvs. blir helt overksam.

I förhållande till den ovannämnda teknikens ståndpunkt består uppgiften för uppfinningen i att åstadkomma en förbättrad anordning av den typ som anges i ingressen till patentkrav 1. genom att en genom alltför ofta förekommande aktivering med stötströmmar. särskilt blixtstötströmmar eller liknande. inträ- dande skada på varistorn (förändring av varistorns ström-spän- ningskarakteristíka) och därmed uppträdande hög läckström ej påverkar funktionen av gniststräckan, och varigenom överspän- ningsskyddsanordningens funktion totalt sett bevaras.

Till lösning av denna uppgift tjänar. med utgångspunkt från in- gressen till patentkrav l. i första hand de i patentkrav 1 an- givna kännetecknen. Därigenom undvikes en varaktigt flytande otillåtet hög läckström och framför allt undvikes den faran. att gniststräckan ej längre erhåller tillräcklig tändspänning.

I förhållande till de nämnda anordningarna enligt DE-GH 75 01 349 och Bl 05 608 föreligger den fördelen. att icke hela anordningen för överspänníngsskydd utan bara den gren som innehåller varistorn blir bruten och därmed overksam. Gnist- sträckan övertar alltså liksom förut skyddet av den efterkopp- lade anläggningen. Gniststräckan själv har så hög förmåga att bära ström. att den även säkert avleder nätfrekventa strömmar (följströmmar) och bryter dessa, dvs. anordningen är i varje driftsfas oberoende av eventuellt föreliggande ledningssäkring.

Detta kan t.ex. åstadkommas genom insättande av en nfiïj' 10 15 20 25 30 35 451 65.3 gniststräcka, som består av två elektroder med mellan dessa befintligt isoleringsskikt. varvid isoleringsskiktet är gjort av ett material. som vid upphettning genom överslagsljusbâgen avger en utåt tryckande resp. blásande och kylande och därmed släckande gas, så att nätföljströmmen brytes (DE-PS 29 34 238).

Särskilt lämpligt är insättandet av sistnämnda gniststräcka vid lâgspänningsanläggningar. I stället för de nyssnämnda isolationsmaterial. som särskilt avger vätgas (POM. Teflon (Inregistrerat varumärke) och liknande) kan även i en i förhållande därtill ej lika verksam utföringsform användas glimmer som isolationsmaterial.

En föredragen och konstruktivt enkel utföringsform av uppfin- ningen anges i patentkrav 2. vilken genom kännetecknen i patentkrav 3 ytterligare fullkomnas. Dylika smältlödställen är i sig kända (se de båda ovannämnda Gebrauchsmuster). ehuru i dessa fall ej förekommer någon parallellkoppling med varistor och gniststräcka.

I enlighet med krav 4 kan man även anordna en elektrisk utlö- sande övervaknings- och urkopplingsanordning för denna varis- torgren.

Kännetecken enligt krav 5 säkerställer att urkopplingen av varistorn blir signalerad för den som betjänar anläggningen.

Genom kännetecken 1 krav 6 kan den riktiga funktionen hos en visad anordning enligt krav 5 prövas.

Krav 7 beskriver en särskilt fördelaktig utföringsform av en anordning för överspänningsskydd enligt uppfinningen.

Ytterligare fördelar och kännetecken hos uppfinningen framgår _av de ytterligare underkraven. liksom av den fortsatta beskriv- ningen med ritningar av utföringsexempel. Därvid visar fig. 1 en enpolig koppling enligt uppfinningen. Fig. 2 visar en trepo- lig koppling enligt uppfinningen. Fig. 3 visar ett diagram över strömspänningskarakteristikan för en varistor. Fig. 4 visar en vy av en trepolig utföringsform av ett överspänningsskyd enligt uppfinningen. Fig. 5 visar ett snitt enligt linjen V - V 10 15 20 25 30 35 451 653 i fig. 4. Fíg. 6 visar ett snitt enligt linjen VI - VI i fig. 5. Fíg. 7 visar en detalj ur fig. 5 i förstorad skala.

Principschemat enligt fig. 1 visar mellan den spänningsförande fasen L resp. 1 i nätet och jord. resp. potentialutjämningsske- nan 2 en parallellkoppling av en gniststräcka särskilt en över- slagsanordning av typ glídande gnista 1 luft (se ovan) 3. å ena sidan och en seriekoppling med en varístor 4 och en över- vaknings- och urkopplingsanordning i form av ett lödställe 5.

Vidare ligger parallellt därmed en visaranordning 6 med en kontroll- eller provningsknapp 7.

Fíg. 2 visar en motsvarande. trepolig utföringsform med de spänningsförande faserna L1. L2 och L3. resp. l för nätfaserna. jordningsledningen 2 resp. potentialutjämningsskenan PAS och nolledaren N resp. 8. Höljet till anordningen för överspän- ningsskydd är antytt med den streckade linjen 9. Ledningen 10 mellan potentialutjämningsskenan PAS och jordningsledningen 2 å ena sidan och nolledaren 8 å den andra är försedd med en gnist- sträcka 3. men dock icke med parallellgrenan med varistor 4 och övervaknings- resp. urkopplingsanordníng 5. Man kan ha för-säk- ringar ll. vilka dock vid insättande av gniststräckor i enlig- het med tyska patentet 29 34 238 ej erfordras (se ovan).

Som ett exempel. till vilket uppfinningen emellertid ej är be- gränsad. kan vid användning av griststräckor enligt nämnda patentet 29 34 238 följande elektriska data nämnas: 220/380 V 50 A Nätspänning: För-säkring ll: g T.ex.

Parallellgren med varístor och Konstruerad för stötströmmar 8/20 om 5 kb. motsvarande övervakningsanordníng: ungefärligen 0.1 As och 500 Jhfl Beräknad för stötströmmar 100 kh. med ungefär 10 As och 500 kJL¶ Luft-glidgniststräcka: Pig. 3 visar ett diagram över en ström (I)-spänníngs-(U) karak- 10 15 20 25 30 35 451 653 teristíka för en varistor. Därvid betecknar 12 den normala och riktiga karakteristikan. under det att linjerna 13 och 14 är karakteristikor för en skadad varistor. vilken redan vid mindre spänningar släpper igenom otillåtet höga strömmar. I ett dylikt fall urkopplar övervakningsanordningen 5 den skadade varistorn 4. Detta kan ske termiskt medelst ett lod. som smälter vid mot- svarande uppvärmning av varistorn (se t.ex. fig. 4 och föl- ijande). Detta kan även utföras genom en elektriskt utlösande säkring resp. en säkringsautomat (ej visat), vilken bör instäl- las på så sätt. att den urkopplar varistorläckströmmen i mA-intervallet. _ Genom'att bara varistorn frânkopplas. kvarstår anordningens skyddsfunktion genom gniststräckan. För kontroll av varistorur- kopplingen kan anordnas en visaranordning (optisk eller akus- tisk), vilken i exemplet i fig. 1 schematiskt antytts genom 6 och vid öppnande visar urkopplingen av varistorn 4 genom ur- kopplingsanordningen 5 i den parallellgren som består av kompo- nenterna 4 och 5. Funktionsförmågan för denna visning kan kon- trolleras genom en provknapp 7. I den trepoliga kopplingen en- ligt fig. 2 kan dylika övervaknings- och kontrollanordningar naturligtvis också finnas. men för att förenkla fig. 2 har de ej visats. Beträffande detta hänvisas emellertid till fig. 4 och följande.

Det i fig. 4 - 7 visade utföringsexemplet visar en konstruktiv utföringsform enligt uppfinningen med ett hölje eller en grund- ram 15 av isolerande material. tre ledningsskenor l', vilka från de bygelartade anslutningsklämmorna 16' för ledningarna Al. L2. L3 resp. l leder till fasthâllningsskruvarna 16 för an- slutning till gniststräckorna 17 - 19. Vidare finns en fjärde ledningsskena 8' mellan en bygelartad anslutningsklämma 16' för nolledaren B och en fasthâllningsskruv 16 liksom en anslutning 20 för jordledningen 2 med PAS. Ledningsskenan 8' är därvid under drift ej spänningsförande. Ledningsskenorna 1' och 8' är vardera utförda som rätlinjiga och med de uppträdande strömmar- na belastningsbara. i den föredragna utföringsformen av uppfin- ningen till blixtströmsledning dugande ledningar med motsvaran de tvärsnitt och stabila fasthâllningsskruvar och anslutningarí 10 15 20 25 30 35 451 653 16. l6'. Ledningsskenorna. anslutningsklämmorna och fasthåll- ningsskruvarna är så utförda. att de håller för den elektro- dynamiska påkänníng som orsakas av en ström. särskilt blixt- ström. av t.ex. 500 kJ/SL.

Under fasthâllningsskruvarna 16 befinner sig de företrädesvis för blixtströmsledníng utförda gniststräckorna med elektrod 17. isoleringsstycke 18 och gemensam jordningsplatta 19. Därvid är isoleringsstycket 18 försett med en runtomgâende ring 18'. som isolerar resp. elektrod 17 från jordningsplattan 19. Den ljus- båge som därvid bildas genom glidgnisturladdning är betecknad 18" (se fig. 7). Fasthållningsskruven 16 går igenom isolerings- stycket 18 och är inskruvad i grundstativet 15 av isolerande material. så att det ej kan ske något överslag från hâllarskru- ven 16 till jordningsplattan 19.

Potentialutjämningsskenan resp. jordledningen 2 är ansluten till klämman 20. vilken likaså är bygelaktigt konstruerad.

Mellan ledningsskenorna 1' och jordningsplattan 19 ligger var sin parallellgren. bestående av varistor 4 och övervak- nings- och urkopplingsanordníng 5. 6 och 7. varvid komponenter- na 4. 5 rumsligt ligger bredvid ledningsskenorna l'. Varisto- rerna 4 befinner sig på platsbesparande sätt bredvid varandra.

Därvid betecknar 5 lödstället. vilket förbinder varistorkontak- ten 25 och den därmed sammankopplande ledande delen 21 elektriskt med en fjäder 22. Fjädern 22 är vid 23 ansluten till resp. ledningsskena l'. under det att 24 visar en extra. från ledningen 1' isolerande mekanisk infästning. Om en otillåtet hög läckström uppträder på strömvägen 23. 22. 5. 21. 25 och 4 mot 19. så smälter lödstället 5. och fjädern 22 rör sig på grund av sin egenspänning i pilens 22' riktning. tills den anligger mot kontakten 26. Smälttemperaturen för det nämnda lodet kan t.ex. vara l50°C. Kontaktpartiet 26 är även visat i principkopplingen enligt fig. 1. Härigenom kommer avskiljningen av denna varistor 4 via 5 att visas genom 6. Knappanordningen 7 framgår av fig. 5. 6. Dess stift 7' avkänner vid denna kontroll den via fjädern 22 och anslutningen 23 till komponenten 21 tillförda mätspänningen. vilken i icke|utlöst läge 1 enlighet m, 451 653 med fiig. 5 ligger an mot varistorkontakten 25, men vid öppnad lödförbindelse 5 frånkopplas genom fjädern 22.

Anordningen enligt fig. 4 - 7 kan konstrueras mycket platsbe- sparande. varvid man anordnar de skivformiga varistorerna 4 parallellt med ledningsskenorna l'. Därvid kan de båda övre. till ledningarna Ll. L2 hörande varístorerna 4 ligga omedelbart vid varandra och vara kopplade till jordskenan 19 via en gemen- sam jordkontakt 4'.

Claims (11)

10 15 20 25 30 35 451 653 Patentkrav

1. l. Anordning för överspänningsskydd bestående av minst en varistor och en med denna elektrisk parallellkopplad. före- trädesvis med förmåga att leda blixtström försedd gníststräcka. vilken kan vara utförd som en luftglidgniststräcka. vars luft- överslagsställe ligger utanför dess elektroder. R ä n n e - t e c k n a d av att den gren i parallellkopplingen som inne- håller varistorn (4). har en övervakningsanordning (5) för att övervaka att varistorn håller sig inom sin rätta ström-spän- ningskarakteristíka (12) och för varistorns bortkoppling vid motsvarande feltillstând.

2. Anordning för överspänningsskydd enligt krav 1. k ä n n e - t e c k n a d av att övervaknings- och bortkopplingsanordningen (5) är utförd såsom en termiskt pâ- verkníngsbar. genom en mot en läckström genom varistorn sva- rande uppvärmning bortkopplande anordning.

3. Anordning för överspänningsskydd enligt krav 2. k ä n n e - t e c k n a d av att övervaknings- och bortkopplingsanordning- en (5) är utbildad såsom en vid motsvarande värmebelastning brytande lödförbindelse.

4. Anordning för överspänningsskydd enligt krav 1. k ä n n e - t e c k n a d av att den har en till en bestämd läckström genom varistorn inställbar och av denna utlösningsbar elektrisk säkring eller säkringsautomat.

5. S. Anordning för överspänningsskydd enligt något av krav l - 4. k ä n n e t e c k n a d av en visaranordníng (6). vilken vid urkoppling av den parallellgren som innehåller varistorn (4) medelst övervakníngs- och urkopplingsanordningen (5) inkopplas av densamma.

6. Anordning för överspänníngsskydd enligt krav 5. k ä n n e - (I), J1\ 10 15 20 25 30 35 451 653 t e o k n a d av en för hand manövreringsbar kontroll. t.ex. en prövoknapp (7) i visaranordningen (6).

7. Anordning för överspänningsskydd enligt något av krav l - 6. av att i ett hölje eller en grundram (15) för varje fas finnes en i det väsentliga rätlin- k ä n n e t e c k n a d jigt löpande, termiskt och dynamiskt i motsvarande grad ström- belastbar och företrädesvis blixtströmstâlig ledningsskena (l'. 8'). varvid denna ledningsskena utgör den parallellgren eller en del därav. vari gfiststräckan (3) ingår, att utefter eller vid änden av denna ledningsskena gniststräckan (3: resp. 17. 18. 19) finnes och att den tillhörande varistorn (4) ligger rumsligt i närheten av den därtill hörande ledníngsskenan.

8. Anordning för överspänningsskydd enligt något av krav 1 - 7. k ä n n e t e c k n a d av att vid en flerfasig anord- ning fasledningarna och en PEN-ledning är anordnade bredvid varandra. varvid dock endast fasledningarna är försedda med en parallellkoppling med en varistor med övervaknings- och 7 urkopplingsanordníng.

9. Anordning för överspänningsskydd enligt krav 7 eller 8n k ä n n e t e c k n a d av att de skivformiga varistorernas (4) plan är anordnade parallella med ledningsskenorna (l').

10. Anordning för överspänningsskydd enligt något av krav 1 - 9. k ä n n e t e c k n a d av att i den parallellkopp- lingsgren som innehåller varistorn (4) en fjäder (22) via ett lödställe (5) är kopplad till varístorn och med denna elekt- riskt seriekopplad. och att fjädern (22) har en mekanisk egen- spänning. vilken vid lödställets (5) uppsmältning drar densamma till ett visarläge.

11. ll. Anordning för överspänningsskydd enligt något av krav 7 - 10. av att i höljet eller grund- ramen (15) är anordnad en kontakt (26) i visaranordningen (6). mot vilken fjädern (22) efter utlösning anligger och att i höl- jet vidare kontrollanordningen, t.ex. en manövreringsknapp (7) med kontaktstift (7') är anordnad. vilken vid manövreringsläge k ä n n e t e c k n a d 451 653 10 vid ännu ej utlöst fjäder överbrygga: mellan denna och den nämnda kontakten (26). m, I: u,