專利名稱：過壓保護設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于保護電氣低壓設(shè)備的過壓保護設(shè)備，該過壓保護設(shè)備由設(shè)備底部和由至少一個可插接到該設(shè)備底部上的設(shè)備上部組成，其中設(shè)備底部具有電導體的輸入端子和輸出端子、至少兩個分別將分配給彼此的輸入端子和輸出端子互相連接的線路路徑、以及與輸入端子和輸出端子連接的尤其是構(gòu)成為插座的接觸元件，其中在線路路徑中布置有縱向阻抗，其中設(shè)備上部具有與接觸元件相對應的尤其是構(gòu)成為插銷的對向接觸元件、和至少一個連接在兩個對向接觸元件之間的粗略保護元件、以及至少一個連接在兩個另外的對向接觸元件之間的精細保護元件，并且其中至少一個粗略保護元件和至少一個精細保護元件可通過將上部插接到底部上與縱向阻抗在電氣上相連接。
背景技術(shù)：
測量技術(shù)、控制技術(shù)和調(diào)節(jié)技術(shù)(MSR技術(shù))的線路形成了工業(yè)設(shè)施的神經(jīng)通道。連接在這些工業(yè)設(shè)備上的電子測量回路、控制回路和調(diào)節(jié)回路以及開關(guān)回路對于瞬間的過壓是敏感的，所述過壓可能尤其是通過大氣的放電，但是也可能通過開關(guān)動作、由于感應負載引起的電網(wǎng)影響或通過能量供應網(wǎng)絡(luò)中的短路而出現(xiàn)。該敏感性在使用電子器件、尤其是晶體管和晶閘管的范圍內(nèi)增加；尤其是越來越多地采用的集成電路強烈地受到瞬間過壓的危及。電路通常無干擾地以特定于其的電壓、額定電壓工作。當出現(xiàn)過壓時，這則不適用。所有位于額定電壓的公差上限之上的電壓視作為過壓。屬于此的尤其是還有瞬間過壓，所述瞬間過壓可能由于大氣放電，但是也可能通過開關(guān)動作或在能量供應網(wǎng)絡(luò)中的短路出現(xiàn)并且可能電流地、感應地或電容地輸入耦合到電路中。為了現(xiàn)在保護電氣或電子電路、尤其是電子測量電路、控制電路、調(diào)節(jié)電路和開關(guān)電路在也總是采用它們的場合防止瞬間過壓，已開發(fā)了過壓保護元件，并且?guī)资陙硪阎薪孬@或限制過壓尖峰。按照放電器選擇和要預期的環(huán)境影響而定，用于保護設(shè)施和設(shè)備的電源的必要措施劃分為不同的等級。在此，各個等級的過壓保護設(shè)備原則上通過漏導能力的高低和保護電平來區(qū)分。在此，第一保護等級(類型I)通常由作為效能最強的保護設(shè)備而被安裝在樓宇的中央電源中的避雷器來形成。這樣的避雷器的主要組成部分是具有至少兩個電極的火花隙，其中在火花隙點火時，在兩個電極之間產(chǎn)生電弧。第二保護等級(類型2)通常形成基于壓敏電阻的過壓放電器。該保護等級再次限制了在避雷器上的剩余的殘余電壓。按照要保護的設(shè)置或要保護的樓宇的危險電勢而定，如果用第二保護等級、即用過壓放電器開始，則在個別情況下可以是足夠的。第三保護等級(類型3)稱為設(shè)備保護，并且通常直接安裝在要保護的設(shè)備之前。用設(shè)備保護達到了對于所連接的設(shè)備沒有危險的殘余電壓。這樣的過壓保護設(shè)備以不同的結(jié)構(gòu)形式存在，例如作為插座、插座裝入模塊或作為開關(guān)柜模塊。在MSR技術(shù)中，過壓保護設(shè)備由于相對于過壓的較高靈敏度常常具有帶有組合的保護電路的過壓保護元件，其中一個過壓保護元件用于粗略保護并且一個過壓保護元件用于精細保護。在此，可以尤其是充氣的過壓放電器、火花隙、壓敏電阻或抑制二極管的過壓保護元件經(jīng)常間接地并聯(lián)，其中在過壓保護元件之間布置了縱向元件作為去耦電阻，這些縱向元件必須與相應的保護電路、即與所使用的過壓保護元件相匹配。本發(fā)明尤其是應用在過壓保護設(shè)備中，其中所述過壓保護設(shè)備用于設(shè)備保護并且構(gòu)成為開關(guān)柜模塊。但是本發(fā)明不局限于此，并且原則上也可以實現(xiàn)在類型I或類型2的過壓保護設(shè)備中。由于模塊性、靈活性的原因以及為了方便維修工作，開關(guān)柜模塊經(jīng)常構(gòu)成為兩部分的，其中所述開關(guān)柜模塊由作為設(shè)備底部的固定安裝的基礎(chǔ)元件和作為設(shè)備上部的至少一個可更換的保護插頭組成?；A(chǔ)元件在此用于將過壓保護設(shè)備固定在支承軌道上以及用于連接各個電導體，為此基礎(chǔ)元件具有可以以任意的連接技術(shù)一例如螺紋端子、牽引彈簧端子、直接插接端子或快速連接端子一所實施的相應的輸入端子和輸出端子。按照實施變型方案而定，這樣的過壓保護設(shè)備可以構(gòu)成為雙導體保護、三導體保護或四導體保護。保護插頭具有真正的過壓保護電路，該過壓保護電路具有與相應的使用目的相匹配的過壓保護元件。原則上也可以將兩個或更多個保護插頭在支承軌道的縱向上毗鄰地插接到相應地寬的基礎(chǔ)元件上。為了使設(shè)備底部與相應的設(shè)備上部簡單地在機械和電氣上接點接通，設(shè)備底部具有與連接端子相連接的插座，并且設(shè)備上部具有相對應的插銷，使得設(shè)備上部可以不用工具地插接到設(shè)備底部上。已知的過壓保護設(shè)備附加地經(jīng)常還具有轉(zhuǎn)換觸點作為用于遠程通知至少一個保護元件的狀態(tài)的信號傳感器，由此可以舒適地遠程監(jiān)視。除此之外，例如從DE20 2004 006 227 Ul中已知，設(shè)備上部具有可以機械操作的光學狀態(tài)指示器。因此也可以直接在設(shè)備上就地讀取過壓保護設(shè)備的狀態(tài)。基本上已經(jīng)在DE 33 46 753 C2中說明了本發(fā)明從其出發(fā)的過壓保護設(shè)備。除此之外，這樣的過壓保護設(shè)備多年來由申請人在產(chǎn)品名稱“PLUGTRAB PT”之下銷售(請參閱Phoenix Contact 產(chǎn)品宣傳冊 “Uberspannungsschutz TRABTECH 2007，，, 60 和 61 頁)。在此這些過壓保護設(shè)備的一個主要特征在于以下的可能性，即可以阻抗中性地插入或拔出各個保護插頭，由此在更換保護插頭時不影響諸如溫度測量裝置或總線系統(tǒng)的敏感的信號回路。為此在設(shè)備底部中在分配給彼此的輸入端子和輸出端子之間連續(xù)分布的線路路徑中布置了縱向元件，尤其是去耦電阻或電感。由于基礎(chǔ)元件在更換保護插頭時也保持安裝在貫穿布線中，因此為了檢查和更換目的，可以無中斷地和阻抗中性地拔出和插入保護插頭。帶有組合的兩級保護電路的過壓保護設(shè)備具有由此可以達到很小的保護錐體的優(yōu)點，其中所述保護電路具有粗略保護以及精細保護。在兩個線路路徑之間的分支線路中的精細保護元件的裝置中，僅僅由用作為精細保護元件的部件、例如抑制二極管來確定保護電平UP。在同時確保阻抗中性的可插接性的情況下，將組合的兩級保護電路集成在作為設(shè)備上部的保護插頭中，即將兩級的阻抗中性的可插接的電路和模塊化的可插接的構(gòu)造相組合，在已知的過壓保護設(shè)備中導致顯著的保護電平提高。已知的兩級的組合保護電路是如此設(shè)計的，即在過壓情況下，電流首先流經(jīng)縱向阻抗和精細保護元件。如果因此所產(chǎn)生的電壓超出了與此平行的粗略保護元件的點火電壓，則該粗略保護元件變得導通，使得電流換向到粗略保護元件上，即通過精細保護元件及其引線的電流突然下降。在此情況下，由于大的電流變化，在精細保護元件的引線中感應出完全可能大于空閑的保護元件的電壓限制的電壓，使得導致保護電平提高。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明所基于的任務在于，提供一種開始時所說明的過壓保護設(shè)備，該過壓保護設(shè)備在保留兩級的組合保護電路的優(yōu)點和過壓保護設(shè)備的兩部分構(gòu)造的優(yōu)點的情況下具有盡可能低的保護電平。該任務在具有權(quán)利要求1的特征的開始時所說明的過壓保護設(shè)備中通過如下方式來解決，即至少一個精細保護元件用其第一接頭與兩個第一對向接觸元件相連接，并且用其第二接頭與兩個第二對向接觸元件相連接，其中兩個第一對向接觸元件被分配給第一線路路徑中的兩個接觸元件，并且第二接觸元件被分配給第二線路路徑中的兩個接觸元件。在此在第一線路路徑中的上述接觸元件和第二線路路徑中的上述接觸元件之間，分別布置有開關(guān)，其中當上部插接到底部上時，開關(guān)斷開。如果相反地上部沒有插接到底部上，則兩個開關(guān)閉合。根據(jù)本發(fā)明因此實現(xiàn)了一種防止上面所說明的保護電平提高的精細保護元件的V布線，因為在通向終端設(shè)備側(cè)的線路路徑的分段上在電流從精細保護元件換向到粗略保護元件上時不出現(xiàn)電流變化，從而也沒有感應出提高保護電平的電壓。為了保留阻抗中性的可插接性，在設(shè)備底部中在線路路徑中的精細保護元件的接頭之間設(shè)置開關(guān)，其中所述開關(guān)可以是機械的開關(guān)或可以是半導體開關(guān)。在設(shè)備上部插接到設(shè)備底部上時，首先建立了通向設(shè)備上部中的過壓保護元件的連接，并因此也建立了通向精細保護元件的連接。隨后斷開線路路徑中的開關(guān)，使得工作電流流經(jīng)設(shè)備上部中的精細保護元件的V布線。正如基本上已經(jīng)從現(xiàn)有技術(shù)中已知的那樣，也在本發(fā)明過壓保護設(shè)備中有利地在設(shè)備底部和設(shè)備上部之間構(gòu)成一種編碼，使得排除了例如在不同電壓層的保護插頭情況下的誤安裝。為此，設(shè)備上部例如可以在其下側(cè)上具有缺口，并且設(shè)備底部在其上側(cè)上具有相對應的編碼元件。在此可以優(yōu)選“自編碼地”構(gòu)成編碼，使得在首次插接設(shè)備上部時，按照設(shè)備上部的相應類型對設(shè)備底部進行編碼。為此在供貨狀態(tài)下，在設(shè)備上部上固定編碼元件。在插頭首次插入沒有編碼的設(shè)備底部中時，編碼元件的一部分持久地定位在設(shè)備底部中。在插入備用插頭之前，必須從設(shè)備底部中除去余留的編碼；另一設(shè)備上部的無意插入不再可能。根據(jù)另一優(yōu)選的構(gòu)型，在本發(fā)明過壓保護設(shè)備中，設(shè)備上部也可以具有用信號通知保護元件的工作狀態(tài)的指示器，使得可以直接就地讀取該工作狀態(tài)。除此之外，過壓保護設(shè)備也可以具有附加的遠程通信聯(lián)系，使得替代地或附加地可以遠程監(jiān)視。設(shè)備底部和/或設(shè)備上部可以附加地具有指示器，該指示器用信號通知設(shè)備上部在設(shè)備底部中的正確裝入狀態(tài)。所述指示器在此尤其是可以是光學的或機械的指示器。如果設(shè)備底部具有用于連接地導體的接地端子，則接地端子可以要么直接經(jīng)過布置在設(shè)備底部中的金屬的安裝腳要么間接地、例如經(jīng)過氣體放電器連接到安裝腳上。所述安裝腳在此優(yōu)選直接在設(shè)備底部裝配到支承軌道上時建立與引導地電勢的支承軌道的電氣連接。


現(xiàn)在詳細地存在構(gòu)造和擴展本發(fā)明的過壓保護設(shè)備的許多可能性。對此參考排在權(quán)利要求1之后的權(quán)利要求以及參考結(jié)合附圖對優(yōu)選實施例的以下說明。在附圖中，
圖1示出本發(fā)明的過壓保護設(shè)備的一種可能的殼體形狀，
圖2以示意圖示出從現(xiàn)有技術(shù)中已知的過壓保護設(shè)備的電路裝置，和 圖3以示意圖示出本發(fā)明的過壓保護設(shè)備的實施例的電路裝置。
具體實施例方式圖1示出構(gòu)成為開關(guān)柜模塊的過壓保護設(shè)備I的圖示，該過壓保護設(shè)備I具有設(shè)備底部2和可插接到該設(shè)備底部2上的設(shè)備上部3。設(shè)備底部2在其兩個端面上具有輸入端子4和輸出端子5，這些輸入端子4和輸出端子5以兩列錯開地相疊布置，并且優(yōu)選構(gòu)成為螺紋端子或構(gòu)成為牽引彈簧端子。圖2和3示出過壓保護設(shè)備I的電路裝置的示意圖，其中在圖2中示出了從現(xiàn)有技術(shù)中已知的過壓保護設(shè)備I的電路裝置，并在圖3中示出了本發(fā)明的過壓保護設(shè)備I的電路裝置。在此，在兩個圖中通過虛線表明了在設(shè)備底部2和設(shè)備上部3之間的兩部劃分。從圖2中以及從圖3中可以看出，分配給彼此的輸入端子和輸出端子4，5經(jīng)過設(shè)備底部2中的線路路徑6a，6b互相連接。除此之外，從圖中可以看出，輸入端子4與(僅僅表明為點的)接觸元件7a，7b相連接，并且輸出端子5與接觸元件8a，8b相連接。除此之夕卜，在圖3中所示出的本發(fā)明電路裝置中，設(shè)置了同樣與設(shè)備底部2中的輸出端子5相連接的兩個另外的接觸元件9a，9b。此外，在設(shè)備底部2中布置了例如可以是去耦電阻的兩個縱向阻抗10。縱向阻抗10在此如此方式地布置在線路路徑6a，6b中，使得它們在所插接的設(shè)備上部3中是兩級保護電路的組成部分。設(shè)備上部3具有與設(shè)備底部2中的接觸元件相對應的(僅僅表明為條的)對向接觸元件11a，11b，12a，12b，并且(在根據(jù)圖3的本發(fā)明電路裝置中)具有附加的對向接觸元件13a，13b。在對向接觸元件11a，Ilb之間布置了構(gòu)成為充氣的過壓放電器的粗略保護元件14，這些對向接觸元件11a，Ilb在設(shè)備上部3的插接狀態(tài)下與同輸入端子4連接的接觸元件7a，7b相連接。在根據(jù)圖2的從現(xiàn)有技術(shù)中已知的實施例中，在分配給與輸出端子5相連接的接觸元件8a，8b的對向接觸元件12a，12b之間，布置了作為精細保護元件15的抑制二極管。在過壓情況下，電流于是首先流經(jīng)縱向阻抗10和精細保護元件15。如果在此存在的電壓超出了粗略保護元件14的點火電壓，使得該粗略保護元件14變得導通，則電流換向到粗略保護元件14上。這意味著,通過精細保護元件15及其引線的電流突然下降，由此在引線中感應出顯著提高在輸出端子5上的保護電平的電壓，因為保護電平由在精細保護元件15上下降的電壓和在引線上所感應的電壓的總和得出。在根據(jù)圖3的本發(fā)明過壓保護設(shè)備I的電路裝置中，通過如下方式來避免上面所說明的保護電平提高，即經(jīng)過V布線來連接設(shè)備上部3中的精細保護元件15。為此，精細保護元件15用其第一接頭16與兩個第一對向接觸元件12a，13a相連接，并用其第二接頭17與兩個第二對向接觸元件12b，13b相連接。與第一接頭16相連接的第一對向接觸元件12a，13a被分配給第一線路路徑6a中的兩個相對應的接觸元件8a，9a，而與第二接頭17相連接的兩個第二對向接觸元件12b，13b被分配給第二線路路徑6b中的兩個相對應的接觸元件8b, 9b。因此,在這里所示出的設(shè)備上部3插接到設(shè)備底部2上的狀態(tài)下,精細保護元件15的第一接頭16與第一線路路徑6a相連接，并且第二接頭17與第二線路路徑6b相連接。除此之外，從圖3中可以看出，在笫一線路路徑6a中的相應接觸元件8a，9a之間或在第二線路路徑6b中的相應接觸元件8b，9b之間分別布置了開關(guān)18a，18b，其中如此構(gòu)成開關(guān)18a，18b，使得當設(shè)備上部3插接到設(shè)備底部2上時，這些開關(guān)18a，18b斷開，從而工作電流于是流經(jīng)設(shè)備上部3中的精細保護元件15的V布線。因此在本發(fā)明的構(gòu)型中，精細保護元件15的引線中的強烈的電流變化和由此所感應的電壓不會導致保護電平的提高，因為沒有沖擊電流流經(jīng)從精細保護元件15的第一接頭16通向?qū)ο蚪佑|元件13a的線路和從第二接頭17通向?qū)ο蚪佑|元件13b的線路，使得在這些線路上也不會導致強烈的電流變化并且也因此不導致電壓感應。因此僅由在精細保護元件15上下降的電壓來確定保護電平。為了確保設(shè)備上部3可靠地固定在設(shè)備底部2中，在設(shè)備上部2和設(shè)備底部2之間設(shè)置有定位機構(gòu)19,該定位機構(gòu)19可以由成型在一個殼體部分上的定位凸起和由構(gòu)成在另一殼體部分中的相對應的定位缺口所組成。除此之外，從根據(jù)圖1的過壓保護設(shè)備I的圖示中可以看出，設(shè)備底部3具有用于將過壓保護設(shè)備I固定在支承軌道21上的安裝腳20。如果過壓保護設(shè)備I具有接地端子，則相應的接頭可以要么直接地要么經(jīng)過氣體放電器地與由此金屬的安裝腳20相連接，該安裝腳20建立了通向接地的支承軌道21的電氣連接。
權(quán)利要求
1.用于保護電氣低壓設(shè)備的過壓保護設(shè)備，由設(shè)備底部(2)和由至少一個可插接到設(shè)備底部(2)上的設(shè)備上部(3)組成， 其中設(shè)備底部(2)具有電導體的輸入端子和輸出端子(4，5)、至少兩個分別將分配給彼此的輸入端子和輸出端子(4，5)互相連接的線路路徑(6)、以及與輸入端子和輸出端子(4，5)相連接的尤其是構(gòu)成為插座的接觸元件(7a，7b，8a，8b，9a，％)，其中在線路路徑(6a，6b)中布置有縱向阻抗(10)， 其中設(shè)備上部(3)具有與接觸元件(7a，7b，8a，8b，9a，9b)相對應的尤其是構(gòu)成為插銷的對向接觸元件(11a，lib, 12a，12b，13a，13b)、和至少一個連接在兩個對向接觸元件(11a，lib)之間的粗略保護元件(14)、以及至少一個連接在兩個另外的對向接觸元件(12a，12b)之間的精細保護元件(15)，并且 其中至少一個粗略保護元件(14)和至少一個精細保護元件(15)能通過將上部(3)插接到底部(2)上與縱向阻抗(10)在電氣上相連接， 其特征在于， 至少一個精細保護元件(15)用其第一接頭(16)與兩個第一對向接觸元件(12a，13a)相連接，并用其第二接頭(17)與兩個第二對向接觸元件(12b，13b)相連接， 兩個第一對向接觸元件(12a，13a)被分配給第一線路路徑(6a)中的兩個在其之間布置有開關(guān)(18a)的接觸元件(8a，9a)，和 兩個第二對向接觸元件(12b，13b)被分配給第二線路路徑(6b)中的兩個在其之間布置有開關(guān)(18b)的接觸元件(8b，9b)，和 當設(shè)備上部(3)插接到設(shè)備底部(2)上時，開關(guān)(18a，18b)斷開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的過壓保護設(shè)備，其特征在于，設(shè)置有半導體開關(guān)作為開關(guān)(18a，18b)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的過壓保護設(shè)備，其特征在于，在設(shè)備上部(3)和設(shè)備底部(2)之間構(gòu)成編碼，尤其是設(shè)備上部(3)在其下側(cè)上具有缺口并且設(shè)備底部(2)在其上側(cè)上具有相對應的編碼銷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一的過壓保護設(shè)備，其特征在于，在設(shè)備上部(3)和設(shè)備底部(2)之間設(shè)置定位機構(gòu)(19)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的過壓保護設(shè)備，其特征在于，在設(shè)備底部(2)中構(gòu)成至少一個檢查抽頭，尤其是檢查插座。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一的過壓保護設(shè)備，其特征在于，設(shè)備上部(2)具有用信號通知至少一個粗略保護元件(14)和/或至少一個精細保護元件(15)的工作狀態(tài)的指示器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一的過壓保護設(shè)備，其特征在于，設(shè)備底部(2)和/或設(shè)備上部(3)具有用信號通知設(shè)備上部(3)在設(shè)備底部(2)中的正確裝入狀態(tài)的指示器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一的過壓保護設(shè)備，其特征在于，設(shè)備底部(2)具有用于在支承軌道(21)上定位的安裝腳(20 )。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8之一的過壓保護設(shè)備，其特征在于，設(shè)備底部(2)具有至少一個接地端子，該接地端子尤其是經(jīng)過金屬的安裝腳(20)直接地或間接地與地電勢、尤其是與支承軌道(21)相連接。
全文摘要
示出和說明一種用于保護電氣低壓設(shè)備的過壓保護設(shè)備，該過壓保護設(shè)備由設(shè)備底部和由至少一個可插接到設(shè)備底部上的設(shè)備上部組成，其中設(shè)備底部具有電導體的輸入端子和輸出端子、至少兩個分別將分配給彼此的輸入端子和輸出端子互相連接的線路路徑、以及與輸入端子和輸出端子相連接的接觸元件，其中在線路路徑中布置有縱向阻抗，其中設(shè)備上部具有與接觸元件相對應的對向接觸元件、和至少一個連接在兩個對向接觸元件之間的粗略保護元件、以及至少一個連接在兩個另外的對向接觸元件之間的精細保護元件，并且其中至少一個粗略保護元件和至少一個精細保護元件能通過將上部插接到底部上與縱向阻抗在電氣上相連接。
文檔編號H02H3/20GK103050936SQ201210385830
公開日2013年4月17日 申請日期2012年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月12日
發(fā)明者T.邁耶, S.普費特納 申請人:菲尼克斯電氣公司