SI23112A - Nizko napetostni odvodnik prenapetosti z vgrajeno visoko uäśinkovito odklopno napravo - Google Patents

Abstract

Predmet izuma je nizko napetostni odvodnik prenapetosti z vgrajeno visoko učinkovito odklopno napravo z dvojnim delovanjem. Odklopna naprava je sposobna delovati v primeru povečanih izgubnih tokov in v primeru toka kratkega stika. Izum rešuje tehnični problem izvedbe nizko napetostnega odvodnika prenapetosti z vgrajeno visoko učinkovito odklopno napravo v enem ohišju, pri čemer sta v isto ohišje vgrajena kovinsko oksidni nelinearni upor (varistor) in visokoučinkovita odklopna naprava, katera je sestavljena iz dela izvedenega na osnovi nizko- temperatume spajke in dela, ki je izveden na principu toplotnega učinka od gostote toka. Z izvedbo nizko napetostnega odvodnika prenapetosti z vgrajeno visoko učinkovito odklopno napravo je prav tako rešen problem izbire pravilnega dimenzioniranja talilne varovalke, prav tako se poceni strošek izvedbe naprave in odstrani možnost nevgradnje talilne varovalke.

Description

NIZKO NAPETOSTNI ODVODNIK PRENAPETOSTI Z VGRAJENO VISOKO UČINKOVITO ODKLOPNO NAPRAVO

OPIS IZUMA

Področje tehnike

Nizko napetostni odvodnik prenapetosti z vgrajeno visoko učinkovito odklopno napravo nizko napetostni odvodnik prenapetosti; nizko napetostna omrežja; zvišanje električne zaščite pri odvajanju prenapetosti v nizko napetostnih omrežjih.

Prikaz problema

Predmet izuma je nizko napetostni odvodnik prenapetosti z vgrajeno visoko učinkovito odklopno napravo za notranjo montažo, namenjen za odvajanje prenapetosti v nizkonapetostnih električnih omrežjih, katera ob svojem delovanju (porušitvi) zaradi spremenjene U-I (napetostno-tokovne) karakteristike ali preobremenitve onemogoča nastanek kratkega stika v električnem tokokrogu.

Nizko-napetostni odvodniki prenapetosti so namenjeni zaščiti pred prenapetostmi, kot posledica delovanja strele ali kot posledica stikalnih manipulacij v omrežju. Osnovo prenapetostnih odvodnikov predstavljajo kovinsko oksidni (ZnO) nelinearni upori, kateri imajo veliko vrsto dobrih lastnosti, ki omogočajo učinkovito ščitenje naprav in porabnikov pred prenapetostmi.

Kot dodatni varnostni element se v praksi običajno montira ustrezna predvarovalka, ki je pri dosedaj znanih rešitvah odvodnikov prenapetosti za njihovo ustrezno delovanje nujno potrebna. Zaradi dodatnega potrebnega dela z vgradnjo ustrezne predvarovalke, se dogaja, da se takšna predvarovalka na objektu ne vgradi, kar ima lahko ob udaru strele za posledico gorenje električne omarice oziroma posledično objekta na katerem so montirani prenapetostni odvodniki.

Stanje tehnike

Pri spremenjeni napetostno-tokovni karakteristiki ali preobremenitvi nizkonapetostnega odvodnika prenapetosti zaradi preobremenitve deluje odklopna naprava. Pri znanih rešitvah je odklopna naprava sposobna varno prekiniti izgubni tok, ki znaša nekaj 100 mA in v večini primerov ni sposobna prekiniti toka kratkega stika. Zaradi navedenega je potrebno pred odvodnik prenapetosti dodatno montirati ustrezno predvarovalko. V najslabših primerih se montaža te varovalke izpusti, v večini primerov pa je vgrajena predvarovalka nepravilno dimenzionirana . V zelo malo primerih je sklop odvodnik prenapetosti in predvarovalka ustrezen.

Pri znanih rešitvah pri preobremenitvi nizko napetostnega odvodnika prenapetosti deluje odklopna naprava. Ker znane odklopne naprave v večini primerov niso sposobne prekiniti toka kratkega stika, pride do gorenja na zračni reži. Gorenje je možno preprečiti z dodatno vgrajeno predvarovalko, če je ta pravilno dimenzionirana. Če predvarovalka ne deluje ustrezno, lahko pride do gorenja električne omarice in posledično do požara na objektu na katerem so montirani prenapetostni odvodniki.

Opis nove rešitve

Predmet izuma je nizko napetostni odvodnik prenapetosti z vgrajeno visoko učinkovito odklopno napravo z dvojnim delovanjem. Odklopna naprava je sposobna delovati v primeru povečanih izgubnih tokov in v primeru toka kratkega stika. Del odklopne naprave, ki deluje pri izgubnih tokovih je izveden na osnovi nizko temperaturne spajke. Delovanje tega dela odklopne naprave je učinkovito samo v primeru izgubnih tokov do nekaj 100 mA. Drugi del odklopne naprave je izveden tako, da deluje v primeru kratkostičnih tokov ob uničenju odvodnika prenapetosti in ne deluje pri izgubnih in visokih udarnih tokovih. Deluje na principu toplotnega učinka od gostote toka.

Glede na pomanjkljivosti do sedaj znanih odklopnih naprav nizkonapetostnih odvodnikov prenapetosti za notranjo montažo, predstavljeni izum od delovanju odklopne naprave onemogoči nastanek kratkega stika v električnem tokokrogu.

• ·

Vgrajena odklopna naprava je sposobna prekiniti izgubne in kratkostične tokove. Nizko napetostni odvodnik prenapetosti z vgrajeno visoko učinkovito odklopno napravo se prikluči kot dodaten element med električni vodnik in ozemljitev.

Izum rešuje tehnični problem izvedbe nizko napetostnega odvodnika prenapetosti z vgrajeno visoko učinkovito odklopno napravo v enem ohišju, pri čemer sta v isto prednostno kompaktno ohišje vgrajena kovinsko oksidni nelinearni upor (varistor) in visokoučinkovita odklopna naprava, katera je sestavljena iz dela izvedenega na osnovi nizko-temperatume spajke in dela, ki je izveden na principu toplotnega učinka od gostote toka. Bistvo izuma je, daje nizko napetostni odvodnik prenapetosti z vgrajeno visoko učinkovito odklopno napravo z dvojnim delovanjem integriran v enem ohišju pri čemer sta oba posamezna dela odklopne naprave že zaobsežena s stanjem tehnike. Del visokoučinkovite odklopne naprave, ki je izveden na osnovi nizko-temperatume spajke je lahko izveden tako, da se pri preobremenitvi stali spajka in posledično odklopi odvodni priključni del, del visokoučinkovite odklopne naprave izveden na principu toplotnega učinka od gostote toplotnega toka je lahko izveden kot namenska talilna varovalka, ki ne deluje pri odvodnih tokovih tudi do 100 kA, deluje pa pri zelo nizkih vrednostih kratkostičnih tokov (nekaj A). Seveda sta oba dela visokoučinkovite odklopne naprave lahko izvedena tudi drugače, kar pa ne omejuje bistva izuma. Z izvedbo nizko napetostnega odvodnika prenapetosti z vgrajeno visoko učinkovito odklopno napravo je prav tako rešen problema izbire pravilnega dimenzioniranja talilne varovalke na terenu, saj se le-ta vključno z ostalimi sestavnimi deli vgradi pri proizvodnji integriranega sklopa. Prav tako se odstrani možnost nevgradnje talilne varovalke. Strošek pravilno izvedene naprave se poceni, saj je strošek vgradnje visoko učinkovite odklopne naprave v proizvodnem obratu za tekočim trakom nižji, kot pa strošek vgradnje talilne varovalke na terenu.

Prvi del odklopne naprave za nizkonapetostni odvodnik prenapetosti obsega odvodni priključni del, spodnji pokrov odklopne naprave, vzmet odklopne naprave, zgornji pokrov odklopne naprave. Drugi del odklopne naprave obsega dovodni priključni del, odvodni priključni del in del, ki prekine tokokrog v primeru kratkega stika.

• ·

Odvodni priključni del nizkonapetostnega odvodnika prenapetosti je z lotanjem, lepljenjem ali na kakršenkoli način spojen s ploščico za odvodni priključni del. Ploščica za odvodni priključni del je z lotanjem, lepljenjem ali na kakršenkoli način spojena z kovinsko oksidnim nelinearnim uporom (varistorjem). Prav tako je možno na kakršenkoli način spojiti odvodni priključni del nizkonapetostnega odvodnika direktno na kovinsko oksidni nelinearni upor (varistor).

Nizko napetostni odvodnik prenapetosti ob pravilnem dimenzioniranju sestavnih delov deluje ne glede po kakšnem vrstnem redu so spojeni posamezni sestavni elementi:

kovinsko oksidni nelinearni upor (varistor) del visokoučinkovite odklopne naprave izveden na osnovi nizko-temperaturne spajke del visokoučinkovite odklopne naprave izveden na principu toplotnega učinka od gostote toka.

Podrobneje je bistvo izuma pojasnjeno v nadaljevanju z opisom izvedbenega primera in priloženih skic, pri čemer so skice del pričujoče patentne prijave in je na skicah prikazano:

Skica 1 prikazuje kovinsko oksidni nelinearni upor 1, del visokoučinkovite odklopne naprave izveden na osnovi nizko-temperaturne spajke 2 in del visokoučinkovite odklopne naprave iz dela izvedenega na principu toplotnega učinka od gostote toka 3 in ohišje nizko napetostnega odvodnika prenapetosti z vgrajeno visoko učinkovito odklopno napravo 4, električni vodnik 5, ozemljitveni vodnik 6, zemlja 7.

Vsi sestavni deli nizko napetostnega odvodnika prenapetosti: kovinsko oksidni nelinearni upor (varistor) 1 del visokoučinkovite odklopne naprave izveden na osnovi nizko-temperaturne spajke 2 del visokoučinkovite odklopne naprave izveden na principu toplotnega učinka od gostote toka 3 so vgrajeni v isto ohišje nizko napetostnega odvodnika prenapetosti z vgrajeno visoko učinkovito odklopno napravo 4. Del visokoučinkovite odklopne naprave izvedenega na osnovi nizko-temperaturne spajke je izveden tako, da se pri preobremenitvi stali spajka in posledično odklopi odvodni priključni del, del visokoučinkovite odklopne naprave izveden na principu toplotnega učinka od gostote toplotnega toka je v izvedbenem primeru izveden kot namenska talilna varovalka.

Ohišje nizko napetostnega odvodnika prenapetosti z vgrajeno visoko učinkovito odklopno napravo 4 je na eni strani povezano z električnim vodnikom 5, na drugi strani pa preko ozemljitvenega vodnika 6 z zemljo 7.

Ob prenapetosti (na primer udaru strele) in nomalnem delovanju kovinsko oksidni nelinearni upor 1 odvede tok v zemljo. Kovinsko oksidni nelinearni upor 1 je sposoben večkratnega odvajanja toka, pri čemer je število odvajanj toka odvisno predvsem od jakosti odvodnega toka.

V primeru izgubnih tokov do nekaj 100 mA je učinkovit del visokoučinkovite odklopne naprave iz dela izvedenega na osnovi nizko-temperaturne spajke 2, saj spajka popusti in električni tokokrog se prekine .

Po večkratni obremenitvi kovinsko oksidnega nelinearnega upora 1 s kratkostičnimi tokovi izgubi le-ta svoje karakteristike, zaradi česar bi lahko prišlo do gorenja. V primeru kratkostičnih tokov učinkuje drugi del odklopne naprave izveden na principu toplotnega učinka od gostote toka 3.

Razumljivo je, daje mogoče opisano rešitev izvesti tudi v drugačni oblikovni izvedenki, ki ne spreminja bistva izuma.

Za Izoelektro d.o.o.

dr. Marjan DeličftUniv.dipl.inž.str.

Claims (7)

1. PATENTNI ZAHTEVKI

   1. Nizko napetostni odvodnik prenapetosti z vgrajeno visoko učinkovito odklopno napravo označen s tem, da so v isto ohišje vgrajeni:

   kovinsko oksidni nelinearni upor (varistor) del visokoučinkovite odklopne naprave izveden na osnovi nizkotemperatume spajke del visokoučinkovite odklopne naprave izveden na principu toplotnega učinka od gostote toka.
2. 2. Izum po zahtevku 1, označen s tem, daje visokoučinkovita odklopna naprava, sestavljena iz dela izvedenega na osnovi nisko-temperatume spajke in dela izvedenega na principu toplotnega učinka od gostote toka.
3. 3. Izum po kateremkoli od zahtevkov 1 do 2 označen s tem, da del odklopne naprave, ki deluje na osnovi nizko-temperaturne spajke deluje v primeru povečanih izgubnih tokov.
4. 4. Izum po kateremkoli od zahtevkov 1 do 3 označen s tem da del odklopne naprave, ki deluje na principu toplotnega učinka od gostote toka deluje v primeru kratkostičnih tokov
5. 5. Izum po kateremkoli od zahtevkov 1 do 4 označen s tem, da prvi del odklopne naprave za nizkonapetostni odvodnik prenapetosti obsega odvodni priključni del, spodnji pokrov odklopne naprave, vzmet odklopne naprave in zgornji pokrov odklopne naprave.
6. 6. Izum po kateremkoli od zahtevkov 1 do 5 označen s tem, da drugi del odklopne naprave obsega dovodni priključni del, odvodni priključni del in del ki prekine tokokrog v primeru kratkega stika.

   • · • · • ·
7. 7. Izum po kateremkoli od zahtevkov 1 do 6 označen s tem, da so lahko posamezni sestavni deli v istem ohišju sestavljeni v poljubnem vrstnem redu.