Защита перенапряжения элемент

элемент защиты от перенапряжения

Представлен и описан элемент защиты от перенапряжения с корпусом и по меньшей мере одним установленным в корпусе ограничивающим перенапряжение компонентом, прежде всего газонаполненным разрядником (1), искровым разрядником, защитным диодом (2) или варистором. Согласно изобретению контроль работоспособности и состояния элемента защиты от перенапряжения во время работы является возможным за счет того, что с ограничивающим перенапряжение компонентом соотнесен контролирующий компонент, который регистрирует протекающий через ограничивающий перенапряжение компонент ток (i), и что предусмотрен блок обработки результатов, оценивающий сигнал контролирующего компонента. Технический результат — возможность контроля работоспособности и состояния элемента защиты от перенапряжения во время работы. 2н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Рисунки к патенту РФ 2523703

Изобретение относится к элементу защиты от перенапряжения с корпусом и по меньшей мере одним установленным в корпусе ограничивающим перенапряжение компонентом, прежде всего газонаполненным разрядником, искровым разрядником, защитным диодом или варистором.

Защита от перенапряжения может быть классифицирована по разным областям применения. При этом прежде всего делают различие между защитой от перенапряжения для техники измерения, управления и регулирования и для информационной техники и телекоммуникаций. Интерфейсы техники измерения, управления и регулирования намного чувствительней к перенапряжению, чем системы электроснабжения. Поэтому для защиты от перенапряжения в области техники измерения, управления и регулирования используют большей частью элементы защиты от перенапряжения с комбинированными схемами защиты, при этом по меньшей мере один ограничивающий перенапряжение компонент служит для грубой защиты и по меньшей мере один ограничивающий перенапряжение компонент служит для тонкой защиты. Поэтому часто используют косвенное параллельное включение газонаполненного разрядника и защитного диода, при этом между газонаполненным разрядником и защитным диодом располагается развязывающий резистор.

Известные элементы защиты от перенапряжения часто конструктивно выполнены в виде «защитных штекеров», которые вместе с нижней часть прибора образуют прибор для защиты от перенапряжения. Для установки подобного прибора для защиты от перенапряжения в нижней части прибора предусматривают соответствующие соединительные клеммы для отдельных проводников. Для простого механического и электрического контактирования нижней части прибора с элементом защиты от перенапряжения присоединительные элементы на элементе защиты от перенапряжения выполнены как штекеры, которым в нижней части прибора соответствуют связанные с соединительными клеммами штекерные гнезда, так что элемент защиты от перенапряжения просто вставляется в нижнюю часть прибора.

У таких приборов для защиты от перенапряжения установка и монтаж путем вставления элемента защиты от перенапряжения осуществляются очень легко и с экономией времени. Вдобавок, подобные приборы для защиты от перенапряжения имеют устройство дистанционной индикации в качестве датчика сигналов состояния элемента защиты от перенапряжения, выполненное обычно в виде реле, а также оптический индикатор состояния в элементе защиты от перенапряжения. Индикатор состояния показывает, являются ли находящиеся в элементе защиты от перенапряжения компоненты все еще работоспособными или нет. В качестве ограничивающего напряжения компонента в зависимости от области применения используются варисторы, газонаполненные разрядники, искровые разрядники или диоды, прежде всего защитные диоды.

Вследствие старения, предповреждения под действием процессов утечек и иногда возникающих перенапряжений длительностью в несколько секунд наблюдается, прежде всего, у элементов защиты от перенапряжения с варистором в качестве ограничивающего перенапряжение компонента нежелательное увеличение токов утечки варистора при рабочих напряжениях. Поэтому элементы защиты от перенапряжения с варистором в качестве разрядника в настоящее время часто имеют в своем составе тепловые отключающие устройства, с помощью которых уже не работающий безупречно варистор отключается от защищаемой токопроводящей дорожки. Кроме того, тепловые отключающие устройства используются также у элементов защиты от перенапряжения с искровым разрядником.

Подобный элемент защиты от перенапряжения известен, например, из DE 202004006227 U1. У существующих элементов защиты от перенапряжения наблюдение за состоянием ограничивающего перенапряжение компонентом, прежде всего варистора, осуществляется по принципу температурного выключателя, так что при перегреве варистора происходит разъединение паяного соединения, предусмотренного между варистором и разделительным элементом, что приводит к электрическому отсоединению варистора. Кроме того, при разъединении паяного соединения пластмассовый элемент под действием возвращающей силы пружины переводится из первого положения во второе положение, в котором выполненный в виде пружинного металлического язычка разделительный элемент отделяется пластмассовым элементом термически и электрически от варистора. Поскольку пластмассовый элемент имеет две расположенные рядом цветные метки, то он дополнительно выполняет функции оптического индикатора состояния, благодаря чему состояние элемента защиты от перенапряжения может быть легко считано. Однако с помощью такого встроенного индикатора может быть лишь подан сигнал о дефекте элемента защиты от перенапряжения.

Поскольку приборы защиты от перенапряжения подвержены воздействию высоких ударных токовых нагрузок, то некоторые ограничивающие перенапряжение компоненты в зависимости от величины и частоты нагрузок могу повреждаться, так что регулярно должна контролироваться работоспособность элемента защиты от перенапряжения. Для контроля работоспособности штекерных элементов защиты от перенапряжения заявителем продается переносный прибор для проверки разрядников под названием «CHECKMASTER» (каталог TRABTECH 2007, страницы с 166 по 173), имеющий контрольный разъем, в который вставляется подлежащий проверке защитный прибор со штекерами. При этом определяются фактические электрические параметры ограничивающего перенапряжение компонента и сравниваются с заданными значениями, при этом путем измерения величин допуска сильно нагруженные компоненты могут быть идентифицированы как предварительно поврежденные. Тем самым, прибор для проверки разрядников позволяет — в дополнение к индикации поврежденных элементов защиты от перенапряжения — профилактическое обследование элемента защиты от перенапряжения. Недостатком, однако, является то, что для этого элемент защиты от перенапряжения должен быть снят с нижней части прибора, так что проверка во время работы невозможна.

Поэтому в основе данного изобретения лежит задача создания описанного в начале элемента для защиты от перенапряжения, который делает возможным контроль работоспособности и состояния элемента защиты от перенапряжения во время работы.

Эта задача в случае описанного в начале элемента защиты от перенапряжения решена посредством того, что с ограничивающим перенапряжение компонентом соотнесен контролирующий компонент, который измеряет протекающий через ограничивающий перенапряжение компонент ток, и что предусмотрен блок обработки результатов, оценивающий сигнал контролирующего компонента.

Благодаря тому, что с ограничивающим перенапряжение компонентом соотнесен контролирующий компонент, который измеряет протекающий через ограничивающий перенапряжение компонент ток, прежде всего ток утечки, возможно определение нагрузки на ограничивающий перенапряжение компонент во время работы. Благодаря использованию соответствующего блока обработки результатов, который оценивает сигнал, вырабатываемый контролирующим компонентом на основании протекающего через ограничивающий перенапряжение компонент тока, можно судить о нагрузке на ограничивающий перенапряжение компонент, прежде чем произойдет повреждение компонента. Тем самым, могут быть своевременно обнаружены и заменены находящиеся в предповрежденном состоянии ограничивающие перенапряжение компоненты. При этом блок обработки результатов предпочтительно устроен так, что он, наряду с частотой и величиной нагрузки на ограничивающий перенапряжение компонент, оценивает также и длительность воздействия нагрузки, то есть продолжительность протекания тока утечки.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения блок обработки результатов гальванически изолирован от пути протекания тока утечки, по которому протекает измеряемый контролирующим компонентом ток. Поскольку при приложении перенапряжения через ограничивающий перенапряжение компонент, прежде всего газонаполненный разрядник или искровой разрядник, может протекать очень большой ток, то гальваническая изоляция блока обработки результатов от пути протекания тока утечки защищает блок обработки результатов от повреждения и позволяет снизить амплитуду оцениваемого блоком обработки результатов сигнала.

В первом предпочтительном варианте элемента защиты от перенапряжения согласно изобретению в качестве контролирующего компонента используется катушка, которая индуктивно связана с путем протекания тока утечки, при этом катушка соединена с интегратором. Благодаря использованию катушки ток утечки может быть измерен без оказания влияния на фактическую цепь защиты, то есть на путь протекания тока утечки. Благодаря использованию интегратора измеряется не только сила протекающего через катушку обусловленного током утечки тока, но и его энергия. Исходя из определенной таким образом энергии импульса, могут быть определены и оценены по отдельности или в сумме нагрузки на ограничивающий перенапряжение компонент, прежде всего, газонаполненный разрядник.

В простейшем случае в качестве интегратора может быть использован конденсатор, который заряжается протекающим через катушку током, так что в конце концов оценивается напряжение на конденсаторе. Как альтернатива в качестве интегратора может быть использован микроконтроллер с, предпочтительно, встроенным аналого-цифровым преобразователем.

Согласно второму варианту элемента защиты от перенапряжения согласно изобретению в качестве контролирующего компонента используется фотоэлемент, при этом в этом варианте в качестве ограничивающего перенапряжение компонента предусмотрены газонаполненный разрядник или искровой разрядник. В случае газонаполненного разрядника или искрового разрядника при приложении перенапряжения между двумя электродами возникает электрическая дуга, через которую протекает ток утечки. При этом фотоэлемент оптически связан с газонаполненным разрядником или искровым разрядником таким образом, что фотоэлемент регистрирует образовавшуюся электрическую дугу. Посредством фотоэлемента происходит гальваническая изоляция пути протекания тока утечки и расположенного после фотоэлемента блока обработки результатов.

Блок обработки результатов в этом варианте элемента защиты от перенапряжения выполнен так, что, предпочтительно, могут быть оценены как интенсивность, так и длительность горения электрической дуги. Преимущество этого варианта заключается, прежде всего, в том, что путем оценки длительности горения электрической дуги можно определить случаи, когда после собственно процесса отвода тока не происходит гашения электрической дуги, следствием чего может быть протекание через не погасшую электрическую дугу нежелательного тока последействия.

Согласно еще одному варианту элемента защиты от перенапряжения согласно изобретению, в качестве контролирующего компонента используется оптопара, которая подключена параллельно резистору, подключенному последовательно с ограничивающим перенапряжение компонентом, и регистрирует протекающий через резистор ток. Использование оптопары в качестве контролирующего компонента пригодно как в случае ограничивающих перенапряжение компонентов, которые служат для грубой защиты, например газонаполненного разрядника или искрового разрядника, так и в случае ограничивающих перенапряжение компонентов, которые служат для тонкой защиты, например защитного диода.

Если оптопара используется для контроля работы газонаполненного разрядника или искрового разрядника, то подключенный последовательно с ограничивающим перенапряжение компонентом резистор, который подключен параллельно оптопаре, выполняет функцию шунта. Тем самым резистор имеет относительно низкую величину сопротивления, так что не влияет на работу ограничивающего перенапряжение компонента.

Согласно предпочтительному осуществлению третьего варианта, в случае которого в элементе защиты от перенапряжения в качестве ограничивающего перенапряжение компонента присутствуют как газонаполненный разрядник или искровой разрядник, так и защитный диод, и в случае которого между газонаполненным разрядником или искровым разрядником и защитным диодом имеется развязывающий резистор, оптопара подключена параллельно развязывающему резистору. Элемент защиты от перенапряжения с газонаполненным разрядником, защитным диодом и развязывающим резистором известен из современного состояния техники, прежде всего, в области измерения, управления и регулирования. Для контроля состояния защитного диода параллельно уже имеющемуся развязывающему резистору в качестве контролирующего компонента подключена оптопара. При высокоомной нагрузке элемента защиты от перенапряжения ток через развязывающий резистор соответствует току через защитный диод, так что путем измерения тока, протекающего через развязывающий резистор, с помощью оптопары может быть определена нагрузка на защитный диод и сделан вывод о его предполагаемом сроке службы. Кроме того, может быть обнаружено превышение допустимого протекающего через развязывающий резистор тока нагрузки, так что может быть подан сигнал о повреждении резистора или предотвращено его повреждение.

Независимо от того, используется ли оптопара для наблюдения за работой газонаполненного разрядника или защитного диода, за счет использования оптопары создается гальваническая изоляция блока обработки результатов и измеренный ток в линии пути протекания тока утечки преобразуется в меньший, легко измеряемый и поддающийся анализу ток. При этом, естественно, также возможно, что у элемента защиты от перенапряжения с газонаполненным разрядником или искровым разрядником и защитным диодом работоспособность газонаполненного разрядника контролируется одной оптопарой, а работоспособность защитного диода контролируется другой оптопарой.

Согласно альтернативному варианту осуществления изобретения вышеназванная задача в случае элемента защиты от перенапряжения с защитным диодом в качестве ограничивающего перенапряжения компонента решена за счет того, что защитный диод располагается в одном плече диодной мостовой схемы и к защитному диоду подключен прибор для измерения емкости, при этом с помощью прибора для измерения емкости измеряются емкость или изменение емкости защитного диода. В качестве прибора для измерения емкости может быть использован, например, генератор. Путем размещения защитного диода в плече диодной мостовой схемы возможно измерение емкости или измерение изменения емкости без нарушения работоспособности защитного диода в качестве ограничивающего перенапряжение компонента. При этом изменение емкости защитного диода является сигналом об изменении защитного диода и, тем самым, о воздействии на защитный диод нагрузки.

Преимуществом является то, что четыре диода диодной мостовой схемы имеют существенно более низкую емкость, чем защитный диод. За счет этого снижается общая емкость диодной мостовой схемы, благодаря чему становится возможной работа подключенной схемы на более высокой частоте сигнала.

Согласно варианту выполнения элемента защиты от перенапряжения согласно изобретению, который может быть предпочтительно реализован как в случае первой альтернативы, так и в случае второй альтернативы в корпусе находится по меньшей мере один оптический индикатор состояния по меньшей мере для одного ограничивающего перенапряжение компонента, так что возможна непосредственная индикация состояния ограничивающего перенапряжение компонента. Индикатор состояния может при этом иметь предпочтительно три области с различной маркировкой, прежде всего три области с разным цветом, например зеленым, желтым и красным, так что возможна индикация не только повреждения ограничивающего перенапряжение компонента, но и состояния предповреждения. Если элемент защиты от перенапряжения содержит несколько ограничивающих перенапряжение компонентов, то возможна индикация состояния для каждого отдельного компонента.

Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления изобретения элемент защиты от перенапряжения наряду с оптическим индикатором состояния имеет также контакт дистанционной индикации для дистанционной индикации состояния элемента защиты от перенапряжения или состояния отдельных ограничивающих перенапряжение компонентов.

В частности, имеется множество возможностей конструктивного выполнения и дальнейшего совершенствования элемента защиты от перенапряжения согласно изобретению. По этому вопросу следует обратиться к пунктам 1 и 10 приведенной ниже формулы изобретения, а также последующему описанию предпочтительных примеров осуществления вместе с фигурами.

На изображении показаны:

Фиг.1 — упрощенная схема первого варианта выполнения элемента защиты от перенапряжения согласно изобретению,

Фиг.2 — упрощенная схема второго варианта выполнения элемента защиты от перенапряжения согласно изобретению,

Фиг.3 — упрощенная схема третьего варианта выполнения элемента защиты от перенапряжения согласно изобретению,

Фиг.4 — упрощенная схема четвертого варианта выполнения элемента защиты от перенапряжения согласно изобретению, и

Фиг.5 — упрощенная схема еще одного варианта выполнения элемента защиты от перенапряжения согласно изобретению.

На каждой из фигур показана упрощенная схема различных вариантов выполнения элемента защиты от перенапряжения согласно изобретению, при этом на каждой схеме показаны лишь ограничивающий перенапряжение компонент или ограничивающие перенапряжение компоненты, а также контролирующий компонент.Фиг.1-3 иллюстрируют при этом по одному примеру выполнения, в котором в качестве ограничивающего перенапряжение компонента предусмотрен газонаполненный разрядник 1. В примерах выполнения согласно фиг.4 и 5 в дополнение к газонаполненному разряднику 1 в качестве грубой защиты предусмотрен еще защитный диод 2 в качестве тонкой защиты. Представленные на фигурах упрощенные схемы имеют по два входных контакта 3 для подключения двух проводов и по два выходных контакта 4 для подключения защищаемого прибора, например датчика или устройства управления. Могут быть предусмотрены и другие контакты, например контакт для соединения с корпусом, хотя они на фигурах не показаны.

Общим для примеров выполнения согласно фиг.1-4 является то, что с газонаполненным разрядником 1 (фиг.1-3) или защитным диодом 2 (фигура 4) соотнесен контролирующий компонент, который измеряет ток i, протекающий через газонаполненный разрядник 1 или защитный диод 2. Вырабатываемый контролирующим компонентом в зависимости от тока i сигнал анализируется не показанным здесь блоком обработки результатов, при этом блок обработки результатов в примерах выполнения согласно фиг.1-4 гальванически изолирован от пути 5 протекания тока утечки, по которому протекает ток через газонаполненный разрядник 1 или защитный диод 2.

В примере выполнения согласно фиг.1 контролирующим компонентом является катушка 6, которая индуктивно связана с путем 5 протекания тока утечки, так что катушкой 6 регистрируется протекающий через газонаполненный разрядник ток i. Катушка 6 соединена с интегратором 7, с помощью которого может быть определена энергия импульса тока, протекающего через газонаполненный разрядник 1. Исходя из энергии импульса, может быть определена нагрузка на газонаполненный разрядник 1 под действием тока утечки i.

В примере выполнения согласно фиг.2 в качестве контролирующего компонента используется фотоэлемент 8, при этом фотоэлемент 8 расположен вблизи газонаполненного разрядника 1 таким образом, что фотоэлемент 8 регистрирует электрическую дугу, возникающую при приложении перенапряжения в газонаполненном разряднике 1. Путем подходящей обработки сигнала можно определить на основании зарегистрированной фотоэлементом 8 электрической дуги интенсивность и продолжительность процесса разряда и, тем самым, вычислить величину нагрузки на газонаполненный разрядник 1.

В случае обоих примеров выполнения согласно фиг.3 и 4 в качестве контролирующего компонента используется оптопара 9, при этом в варианте согласно фиг.3 оптопара подключена параллельно к включенному последовательно с газонаполненным разрядником 1 резистору 10. В то время как в случае примера выполнения согласно фиг.3 оптопарой 9 осуществляется контроль работоспособности газонаполненного разрядника 1, в примере выполнения согласно фиг.4 оптопара 9 контролирует защитный диод 2. Для этого оптопара 9 подключена параллельно развязывающему резистору 11, который расположен между газонаполненным разрядником 1 и защитным диодом 2.

На пути тока через оптопару 9 расположен еще один резистор 12, сопротивление которого намного выше сопротивления резистора 10 или развязывающего резистора 11. В примере выполнения согласно фиг.4 величина сопротивления развязывающего резистора 11 лежит в диапазоне нескольких Ом, в то время как величина сопротивления резистора 12 лежит в диапазоне, например, нескольких сотен Ом.

При этом оптопара 9 используется для регистрации протекающего через резистор 10 или развязывающий резистор 11 тока, при этом оптопарой 9 или подключенным к ней блоком обработки результатов регистрируются как амплитуда, так и длительность импульса тока i, протекающего через резистор 10 или развязывающий резистор 11 и, тем самым, при высокоомной нагрузке также через газонаполненный разрядник 1 или защитный диод.

На фиг.5 показан вариант выполнения элемента защиты от перенапряжения с газонаполненным разрядником 1 и защитным диодом 2, у которого состояние защитного диода 2 проверяется посредством того, что регистрируются емкость Сх или изменение емкости защитного диода 2, для чего к защитному диоду подключен прибор 13 для измерения емкости, например генератор и/или микроконтроллер. Как видно на фиг.5, защитный диод 2 находится в плече 14 диодной мостовой схемы 15, благодаря чему возможно измерение емкости Сх без оказания влияния на работу защитного диода 12 как ограничивающего перенапряжение компонента, а именно, ограничивающего перенапряжение компонента для тонкой защиты. Отдельные диоды диодной мостовой схемы 15 обладают существенно меньшей емкостью, чем защитный диод 2.

Хотя на фиг.1-5 предусмотрен соответственно только один контролирующий компонент для наблюдения за работоспособностью ограничивающего перенапряжение компонента, специалисту ясно, что для наблюдения за несколькими ограничивающими перенапряжение компонентами могут быть также предусмотрены несколько одинаковых или различных контролирующих компонентов.

Так, например, в элементе защиты от перенапряжения согласно фиг.4, у которого имеется как газонаполненный разрядник 1, так и защитный диод 2, работоспособность газонаполненного разрядника 1 контролируется посредством первой оптопары 9, а работоспособность защитного диода 2 посредством второй оптопары 9. Также, например, можно в случае представленного на фиг.4 и 5 элемента защиты от перенапряжения контролировать работоспособность газонаполненного разрядника 1 с помощью катушки 6 согласно фиг.1 или с помощью фотоэлемента 8 согласно фиг.2.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Элемент защиты от перенапряжения с корпусом и по меньшей мере одним установленным в корпусе ограничивающим перенапряжение компонентом, прежде всего газонаполненным разрядником (1), искровым разрядником, защитным диодом (2) или варистором,
отличающийся тем, что
с ограничивающим перенапряжение компонентом соотнесен контролирующий компонент, который регистрирует протекающий через ограничивающий перенапряжение компонент ток (i),
что контролирующим компонентом является оптопара (9), которая подключена параллельно включенному последовательно с ограничивающим перенапряжение компонентом резистору (10, 11) и которая регистрирует протекающий через резистор (10, 11) ток, и
что предусмотрен оценивающий сигнал контролирующего компонента блок обработки результатов, который гальванически изолирован от пути (5) протекания тока утечки, по которому протекает регистрируемый контролирующим компонентом ток (i).

2. Элемент защиты от перенапряжения по п.1, отличающийся тем, что последовательно оптопаре (8) подключен резистор (12), величина сопротивления которого больше, предпочтительно существенно больше, чем величина сопротивления включенного последовательно с ограничивающим перенапряжение компонентом резистора (10, 11).

3. Элемент защиты от перенапряжения по п.1 или 2 с газонаполненным разрядником (1) или искровым разрядником и защитным диодом (2) в качестве ограничивающего перенапряжение компонента, отличающийся тем, что между газонаполненным разрядником (1) или искровым разрядником и защитным диодом (2) подключен развязывающий резистор (11), при этом оптопара (9) подключена параллельно развязывающему резистору (11).

4. Элемент защиты от перенапряжения по п.1, отличающийся тем, что в корпусе размещено оптическое устройство индикации по меньшей мере для одного ограничивающего перенапряжение компонента.

5. Элемент защиты от перенапряжения по п.1, отличающийся тем, что в корпусе размещен контакт дистанционной индикации для дистанционной индикации состояния по меньшей мере одного ограничивающего перенапряжение компонента.

6. Элемент защиты от перенапряжения с корпусом и по меньшей мере одним находящимся в корпусе защитным диодом (2) в качестве ограничивающего перенапряжение компонента, отличающийся тем, что защитный диод (2) включен в плечо (14) диодной мостовой схемы (15), и к защитному диоду (2) подключен прибор для измерения емкости, при этом с помощью прибора (13) для измерения емкости регистрируют емкость или изменение емкости защитного диода (2).

7. Элемент защиты от перенапряжения по п.6, отличающийся тем, что в качестве прибора (13) для измерения емкости используют генератор и/или микроконтроллер.

8. Элемент защиты от перенапряжения по п.6 или 7, отличающийся тем, что диоды диодной мостовой схемы (15) соответственно имеют меньшую емкость, чем защитный диод (2).

9. Элемент защиты от перенапряжения по п.6, отличающийся тем, что в корпусе размещено оптическое устройство индикации по меньшей мере для одного ограничивающего перенапряжение компонента.

10. Элемент защиты от перенапряжения по п.6, отличающийся тем, что в корпусе размещен контакт дистанционной индикации для дистанционной индикации состояния по меньшей мере одного ограничивающего перенапряжение компонента.

Элемент защиты от перенапряжения STBP120

STBP120 – компонент компании STMicroelectronics, позволяющий организовать защиту устройств от превышения напряжения питания. Имеет встроенную защиту от перегрева.

Смотрите так же:  Светодиодные лампы на 220 вольт схема

В случае превышения заданного порога входного напряжения производится немедленное отключение цепи встроенным N-канальным MOSFET-транзистором.

Компонент выпускается в миниатюрном корпусе, что позволяет использовать его в портативных устройствах.

  • выдерживает перенапряжение до 28 В;
  • наличие встроенного ключа;
  • сопротивление открытого состояния: 90 мОм;
  • встроенная защита от перегрева;
  • номинальное входное напряжение: 5 В;
  • порог срабатывания защиты:
    STBP120AVDK6F: 5,375 В
    STBP120DVDK6F: 6,02 В
  • температурный диапазон: -40°C. +85°С;
  • корпус TDFN-10.

Области применения: смартфоны, цифровые камеры, портативные компьютеры, MP3-плееры, переносные устройства с низким энергопотреблением.

Связаться с нами:

Москва, Новохохловская ул. д. 23, стр. 1, БП Ринг Парк
Телефоны: +7 (495) 221-78-04

Элемент защиты от перенапряжения

Владельцы патента RU 2558383:

Изобретение относится к элементу защиты от перенапряжения. Устройство содержит корпус с выводами для электрического подключения элемента защиты от перенапряжения к подлежащей защите токо- или сигналопроводящей линии, с двумя расположенными внутри корпуса и включенными электрически параллельно варисторами и, по меньшей мере, с частично расположенным между варисторами центральным электродом, корпус имеет две состоящие из металла электрически соединенные друг с другом половины (7, 8) корпуса, причем центральный электрод (6) изолирован от половин (7, 8) корпуса и своими противолежащими друг другу сторонами соответственно электрически соединен с первой присоединительной областью варистора, оба варистора и центральный электрод расположены по типу сэндвича между обеими половинами (7, 8) корпуса. Техническим результатом является обеспечение компенсации допуска разных толщин применяемых варисторов. 3 н. и 25 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к элементу защиты от перенапряжения с корпусом, с выводами для подключения элемента защиты от перенапряжения к подлежащей защите токо- или сигналопроводящей линии, с двумя расположенными внутри корпуса включенными электрически параллельно варисторами и расположенным, по меньшей мере, частично между варисторами центральным электродом, причем корпус имеет две состоящих из металла, электрически соединенных друг с другом половины корпуса, причем центральный электрод изолирован относительно половин корпуса и своими противолежащими друг другу сторонами соответственно электрически соединен с первой присоединительной областью варистора, и причем варисторы и центральный электрод расположены по типу сэндвича между обеими половинами корпуса.

Электрические цепи и установки работают на специфицированном для них напряжении, номинальном напряжении, обычно безотказно. Но это не относится к случаям, когда возникают перенапряжения. Перенапряжениями считаются все напряжения, которые превышают верхний предел допуска номинального напряжения. К ним также относятся, прежде всего, и переходные перенапряжения, которые могут возникать в связи с атмосферными разрядами, но и в результате переключательных действий или коротких замыканий в сетях энергоснабжения, и гальванически, индуктивно или емкостно могут вводиться в электрические цепи. Для того чтобы электрические или электронные цепи, прежде всего электронные измерительные, управляющие, регулировочные и переключательные цепи, где бы они ни применялись, защитить от переходных перенапряжений, были разработаны и много лет известны элементы защиты от перенапряжения.

В связи со старением и периодически возникающими перенапряжениями в секундном диапазоне, прежде всего, в элементах защиты от перенапряжения с варистором в качестве разрядника происходит нежелательное повышение тока утечки варистора при рабочих напряжениях. Поэтому элементы защиты от перенапряжения с варистором в качестве разрядника в настоящее время зачастую имеют термическое разъединительное устройство, посредством которого уже небезупречно работоспособный варистор электрически отделяется от подлежащей контролю токопроводящей линии. В известных элементах защиты от перенапряжения контроль состояния варистора происходит по принципу температурного выключателя, причем при перегреве варистора -например, из-за возникших токов утечки — предусмотренное между варистором и разделителем паяное соединение разъединяется, что приводит к электрическому отделению варистора.

Такой элемент защиты от перенапряжения известен, например, из DE 69503743 T2. В известном элементе защиты от перенапряжения, который имеет два расположенных параллельно друг другу варистора, термическое разъединительное устройство дополнительно соединено еще и с оптическим индикатором состояния, так что состояние элемента защиты от перенапряжения может быть считано прямо на месте с оптического индикатора состояния. В качестве оптического индикатора состояния этот элемент защиты от перенапряжения имеет расположенный в корпусе первый ползунок, который приводится в действие разделительными язычками, которые образуют разделитель, и причем взаимодействует со вторым ползунком, который является перемещаемым в зависимости от положения первого ползунка относительно смотрового окошка.

Однако недостатком известных приборов защиты от перенапряжения или же элементов защиты от перенапряжения является то, что каждый размыкающийся контакт под рабочими напряжениями больше 30 вольт и высокими токовыми нагрузками может производить электрическую дугу. Таким образом, при разъединении паяного соединения может иметь место электрическая дуга между варистором и разделителем, что может привести к повреждению расположенных внутри элемента защиты от перенапряжения деталей или всего элемента защиты в целом, прежде всего, окружающего варистор пластикового корпуса. Поскольку такие элементы защиты от перенапряжения или же приборы защиты от перенапряжения зачастую расположены рядом со многими соседствующими друг с другом и с другими электронными приборами, из-за возникающей внутри корпуса электрической дуги может произойти и разрушение или повреждение соседних приборов защиты от перенапряжения или других электронных приборов.

Из DE 60112410 T2 известен прибор защиты от перенапряжения, который имеет расположенный в металлическом корпусе варисторный диск (кремниевую пластину), который с помощью выполненного в виде поршня электрода закреплен относительно дна имеющего форму чаши корпуса. Корпус закрывается крышкой, которая, либо ввинчивается в чашеобразный корпус, либо закрепляется посредством пружинного кольца или же зажима, который защелкивается в канавке в боковой стенке корпуса. При этом в крышке предусмотрено отверстие, через которое стержень электрода выведен из корпуса для электрического подсоединения электрода. При этом второй вывод для электрического подключения прибора защиты от перенапряжения к подлежащим защите токо- или сигналопроводящим линиям выполнен на корпусе. Для электрической изоляции электрода относительно корпуса предусмотрено изоляционное кольцо, которое расположено внутри корпуса и тоже имеет отверстие для стержня электрода.

Согласно другому варианту осуществления известный из DE 60112410 T2 прибор защиты от перенапряжения имеет два варисторных диска, которые соответственно с помощью выполненного в виде поршня электрода закреплены относительно средней стенки цилиндрического корпуса. Для подсоединения корпуса на корпусе выполнена накладка. За счет выполнения корпуса из алюминия, хотя и предотвращается разрушение корпуса при возникающей на варисторе электрической дуге, однако электрическое контактирование варистора, а также его расположение в корпусе и расположение и форма выполнения электродов делают конструкцию и монтаж известного прибора защиты от перенапряжения относительно дорогостоящими.

Из DE 102007030653 A1 известен описанный вначале элемент защиты от перенапряжения, который тоже имеет состоящий из двух половин металлический корпус.Как в известном из DE 102007030653 A1, так и в известном из DE 60112410 T2 элементе защиты от перенапряжения проблема состоит в том, что расположенные внутри корпуса варисторные диски, прежде всего, по своей толщине, имеют допуск, так что для обеспечения надежного контакта присоединительных областей варисторов в обоих элементах защиты от перенапряжения в корпусе применяются пружинные элементы.

При этом в известном из DE 102007030653 A1 элементе защиты от перенапряжения в соответствии с предпочтительной формой осуществления два пружинящих контактных элемента расположены соответственно между половиной корпуса и соответствующей первой присоединительной областью варистора. Электрическое соединение между обеими половинами корпуса и обоими варисторами, хотя и может быть реализовано посредством чисто механического соединения, так что при монтаже элемента защиты от перенапряжения не требуется процессов сварки или пайки, но в зависимости от соответственно фактической толщины обоих варисторов возникают разные силы контакта, в результате чего надежная и длительная работа элемента защиты от перенапряжения при определенных обстоятельствах может быть ухудшена. Кроме того, применение пружинящих контактных элементов имеет тот недостаток, что за счет полного сопротивления пружинящих контактных элементов увеличивается полное сопротивление электрического соединения с варисторами, а тем самым повышается и возможный защитный уровень. Кроме того, уменьшается площадь контакта варисторов с половинами корпуса, что дополнительно повышает полное сопротивление электрического соединения.

Поэтому в основе настоящего изобретения лежит задача усовершенствовать описанный вначале элемент защиты от перенапряжения так, чтобы с его помощью был достижимым как можно более низкий защитный уровень. Кроме того, элемент защиты от перенапряжения, предпочтительно, должен быть выполнен особо прочным и долговечным, а также должен быть как можно более просто и экономично сконструированным и монтируемым.

В описанном вначале элементе защиты от перенапряжения эта задача решена за счет того, что одна половина корпуса выполнена в виде крышки, которая имеет покровный участок и утапливаемый участок зацепления, причем в соединенном состоянии обеих половин корпуса участок зацепления входит в зацепление с образованным другой половиной корпуса соответствующим приемным пространством, а покровный участок перекрывает приемное пространство. При этом обе половины корпуса выполнены таким образом и является соединяемыми между собой, что в соединенном состоянии между обеими половинами корпуса имеется видимый зазор, причем его ширина варьируется в зависимости от толщины обоих варисторов, т.е. зависит от толщины варисторов. Однако максимальная ширина видимого зазора всегда меньше, чем соответствующая протяженность участка зацепления выполненной в виде крышки второй половины корпуса.

За счет выполнения видимого зазора между обеими половинами корпуса согласно изобретению простым образом является возможной компенсация допуска разных толщин применяемых варисторов, причем ширина зазора варьируется в зависимости от допусков толщины. Благодаря принципу конструирования с видимым зазором не требуется никаких дополнительных элементов, таких как используемые в уровне техники пружинящие контактные элементы, для компенсации допуска различных варисторов с получающимися в связи с производственным процессом разными толщинами. Необходимое контактное давление между включенными параллельно варисторами и расположенным между обоими варисторами, контактирующим с первой присоединительной областью обоих варисторов центральным электродом, предпочтительно, реализуется посредством свинчивания обеих половин корпуса между собой, то есть крышки с первой, выполненной в виде чаши половиной корпуса.

В элементе защиты от перенапряжения согласно изобретению центральный электрод, предпочтительно, имеет плоскостной участок, размеры которого по существу соответствуют размерам варисторов, прежде всего размерам первых присоединительных областей варисторов, так что присоединительные области обоих варисторов могут плоскостно контактировать соответственно с одной стороной центрального электрода. За счет этого может быть реализовано электрическое соединение с варисторами с очень низким полным сопротивлением, так что является достижимым и низкий защитный уровень.

Согласно еще одному благоприятному варианту центральный электрод состоит из двух расположенных параллельно друг другу и электрически соединенных друг с другом металлических частей, причем обе металлические части, по меньшей мере, в области между обоими варисторами, имеют между собой расстояние. В этом промежуточном пространстве между обеими металлическими частями, предпочтительно, расположен пружинный элемент, посредством которого обе металлические части в этой области разжимаются и, тем самым, своими обращенными друг от друга сторонами соответственно прижимаются к первой присоединительной области варистора.

Эта форма центрального электрода дает возможность в корпусе элемента защиты от перенапряжения выборочно располагать варисторы разной толщины. Поскольку номинальное напряжение варисторов пропорционально толщине варистора, то, тем самым, в корпусе элемента защиты от перенапряжения могут выборочно приниматься и контактироваться разные варисторы с разными номинальными напряжениями без необходимости дополнительных мер или изменений на корпусе. При этом центральный электрод, предпочтительно, состоит из двух одинаковых, согнутых листов, которые монтируются с поворотом на 180° относительно друг друга. За счет этого обе металлические части центрального электрода в области вне варисторов могут лежать непосредственно друг на друге, в то время как в области между обоими варисторами из-за сгиба они разнесены между собой.

Согласно еще одному техническому решению изобретения, которое в принципе может быть реализовано и в описанном вначале элементе защиты от перенапряжения, в котором обе половины корпуса не образуют видимого зазора, внутри корпуса расположен по меньшей мере один термочувствительный закорачивающий переключатель таким образом, что при достижении заданной предельной температуры T1 из-за чрезмерного нагрева по меньшей мере одного варистора, закорачивается, по меньшей мере, этот варистор. В принципе, причем существует возможность того, что при достижении заданной предельной температуры из-за чрезмерного нагрева варистора, либо оба варистора вместе, либо только нагретый варистор, а тем самым и оба варистора закорачиваются независимо друг от друга.

Как уже было указано вначале, в варисторах в связи со старением и частой импульсной нагрузкой в конце их срока службы имеет место уменьшение изоляционных свойств, в результате чего мощность потерь в варисторе преобразуется, что приводит к нагреву варистора. При этом температура варистора может подниматься так сильно, что возникает опасность пожара. Для того чтобы предотвратить такой сильный нагрев варисторов, согласно еще одному техническому решению изобретения предусмотрен по меньшей мере один термочувствительный закорачивающий переключатель, однако при этом посредством закорачивающего переключателя или переключателей варистор или же варисторы только закорачиваются, а не-как обычно в уровне техники — отделяются электрически от подлежащей контролю токопроводящей линии.

В соответствии с принципиально первой конструктивной формой элемента защиты от перенапряжения согласно изобретению обе половины корпуса соответственно электрически соединены со второй присоединительной областью варистора. Таким образом, оба включенных параллельно варистора, с одной стороны, контактируются расположенным между ними центральным электродом, а с другой стороны, обеими половинами корпуса, причем корпус является соединяемым с опорным потенциалом, а центральный электрод прямо или опосредованно соединен с первым выводом элемента защиты от перенапряжения для подсоединения по меньшей мере одного активного провода подлежащей защите токо- или сигналопроводящей линии.

В этой конструктивной форме, предпочтительно, предусмотрен только один термочувствительный закорачивающий переключатель, который имеет закорачивающий бугель, механически соединенный с закорачивающим бугелем изолирующий удерживающий элемент, по меньшей мере один пружинный элемент и металлический удерживающий элемент. В нормальном температурном состоянии варисторов, то есть когда варисторы не перегреты, закорачивающий бугель расположен на расстоянии от центрального электрода, хотя на изолирующем удерживающем элементе действует сила натяжения пружинящего элемента в направлении центрального электрода. При этом изолирующий удерживающий элемент удерживается в этом (первом) положении за счет того, что изолирующий удерживающий элемент выступающим через отверстие в центральном электроде дистанционным элементом опирается на металлический удерживающий элемент, который посредством паяного соединения соединен с центральным электродом.

Если происходит нагрев варисторов, это также приводит к нагреву центрального электрода, что при заданной температуре, например 140°, приводит к расплавлению или же разъединению паяного соединения, так что закорачивающий бугель или же изолирующий удерживающий элемент более не удерживается металлическим удерживающим элементом в первом положении. Силой натяжения пружинного элемента изолирующий удерживающий элемент и, тем самым, закорачивающий бугель тогда переводится во второе положение, в котором закорачивающий бугель контактирует, как с центральным электродом, так и с корпусом, так что варисторы закорачиваются закорачивающим бугелем.

При этом согласно одному предпочтительному варианту закорачивающий бугель выполнен по существу U-образным, так что закорачивающий бугель имеет U-образную спинку и две U-образных стороны. Тогда в случае короткого замыкания U-образная спинка контактирует с центральным электродом, а обе U-образных стороны с корпусом. Для этого на корпусе выполнены соответствующие контактные участки, которые в случае короткого замыкания контактируют с U-образными сторонами.

В соответствии с принципиально второй конструктивной формой элемента защиты от перенапряжения согласно изобретению центральный электрод соединен с первым выводом для подсоединения по меньшей мере одного активного провода подлежащей защите токо- или сигналопроводящей линии, и между обеими половинами корпуса и обращенными к ним вторыми присоединительными областями обоих варисторов расположен соответственно металлический соединительный элемент, причем металлические соединительные элементы изолированы от половин корпуса за счет соответственно изолирующего элемента. Таким образом, в этой конструктивной форме оба включенных параллельно варистора контактируют, с одной стороны, с расположенным между ними центральным электродом, а с другой стороны, соответственно с металлическим соединительным элементом, причем металлические соединительные элементы прямо или опосредованно соединяются с корпусом. Однако оба варистора не-как в описанной выше первой конструктивной форме — прямо плоскостно соединены с обеими половинами корпуса, а, предпочтительно, также плоскостно с соответственно металлическим соединительным элементом.

В этой конструктивной форме, предпочтительно, обоим варисторам придан соответственно закорачивающий переключатель, причем каждый закорачивающий переключатель имеет гибкий участок провода, приводной штифт и пружинный элемент. При этом первый конец гибкого участка провода электрически соединен с контактным участком на соответствующем металлическом соединительном элементе, а второй конец гибкого участка провода с концом соответствующего приводного штифта. В нормальном температурном состоянии приданного закорачивающему переключателю варистора второй конец гибкого участка провода расположен на расстоянии от выполненного на центральном электроде контактного участка, причем на приводном штифте действует действующая в направлении контактного участка центрального электрода сила натяжения пружинного элемента. Силе натяжения пружинного элемента в нормальном состоянии противодействует термочувствительный элемент, которым приводной штифт удерживается в своем первом положении против силы натяжения пружинного элемента.

Если происходит нагрев варистора, то при заданной температуре это приводит к размягчению термочувствительного элемента, так что второй конец гибкого участка провода за счет действующей на приводной штифт силы натяжения пружинного элемента переводится во второе положение, в котором второй конец гибкого участка провода контактирует с контактным участком центрального электрода. Тогда варистор закорочен через гибкий участок провода, так как соединенный с первой присоединительной областью варистора центральный электрод через гибкий участок провода электрически проводящим образом соединен с металлическим соединительным элементом, который соединен со второй присоединительной областью варистора.

В этом конструктивном варианте приводные штифты, предпочтительно, установлены соответственно в отверстии на соответствующем контактном участке металлического соединительного элемента, а пружинные элементы расположены соответственно между первым концом приводных штифтов и контактным участком металлического соединительного элемента. При этом в нормальном температурном состоянии варисторов пружинные элементы сжаты против их силы натяжения, причем приводные штифты удерживаются в своем первом положении за счет того, что в приводных штифтах расположен соответственно термочувствительный штифт, который находится на противолежащей пружинному элементу стороне контактного участка металлического соединительного элемента и прилегает к нему. Если происходит нагрев варистора, то это приводит и к нагреву контактирующего с варистором металлического соединительного элемента, а тем самым и контактного участка металлического соединительного элемента. Это приводит к тому, что термочувствительный штифт также нагревается и в результате этого с заданной температуры теряет свою твердость, так что штифт более не может удерживать приводной штифт первом положении против силы натяжения пружинного элемента.

Согласно одному предпочтительному варианту этой конструктивной формы обоим варисторам придано по одному входному предохранителю, прежде всего плавкому предохранителю, причем вывод входных предохранителей в каждом случае электрически проводящим образом соединен с соответствующим металлическим соединительным элементом. Второй вывод входного предохранителя прямо или опосредованно соединен с корпусом элемента защиты от перенапряжения.

За счет интеграции входных предохранителей в корпус элемента защиты от перенапряжения можно отказаться от применения дополнительных, отдельных входных предохранителей. Кроме того, эта конструктивная форма имеет то преимущество, что только перегруженный варистор закорачивается, а затем -при возникновении тока короткого замыкания — посредством входного предохранителя отделяется от подлежащей контролю токо- или сигналопроводящей линии. Если перегруженный варистор отделен от напряжения питания, то защитная функция элемента защиты, хотя и снижается, но основная защита обеспечивается остающимся активным вторым варистором.

Как правило, применяемые в качестве входных предохранителей плавкие предохранители в соответствии с характерным интегралом плавления являются лишь условно стойкими к импульсным токам. За счет того, что в описанной выше конструктивной форме предусмотрено два закорачивающих переключателя и два входных предохранителя, зависящий от перенапряжения импульсный ток распределяется на оба предохранителя, так что номинальные величины предохранителя могут быть меньше. Кроме того, в случае короткого замыкания имеют место более низкие токи короткого замыкания с более коротким временем тока, в результате чего вызванное током короткого замыкания внезапное появление напряжения уменьшается. Тем самым меньше напрягаются предохранители установок, улучшается качество сети и в целом повышается готовность оборудования.

В качестве альтернативы использованию входных предохранителей и термического закорачивающего переключателя также может быть использован (только) один предохранитель с плавким проводом, который тогда расположен и выполнен так, что он выполняет, как функцию входного предохранителя, так и функцию термического закорачивающего переключателя. Для этого электрически проводящим образом соединенный с варистором предохранитель выполнен таким образом, что он срабатывает, как при достижении заданной предельной температуры из-за чрезмерного перегрева варистора, так и при возникновении короткого замыкания и, тем самым, электрически отделяет соответствующий варистор от цепи.

Для этого предохранитель, предпочтительно, имеет плавкий провод из легкоплавкого материала, например олова, так что предохранитель — в отличие от обычных предохранителей — срабатывает не только при возникающем токе короткого замыкания, но и при слишком сильном нагреве, причем из-за тока короткого замыкания или нагрева плавкий провод разрушается. Возникающая внутри предохранителя коммутационная дуга гасится соответствующими вспомогательными средствами гашения, например, песком.

Согласно еще одному техническому решению изобретения описанный вначале элемент защиты от перенапряжения имеет другой разрядник, прежде всего газонаполненный разрядник защиты от перенапряжения, который расположен между выводом элемента защиты от перенапряжения и параллельной схемой обоих варисторов. Согласно этому техническому решению изобретения, таким образом, внутри корпуса элемента защиты от перенапряжения расположены не только оба включенных параллельно варистора, но и, кроме того, другой разрядник, предпочтительно газонаполненный разрядник защиты от перенапряжения, причем другой разрядник расположен последовательно относительно параллельной схемы обоих варисторов.

В принципиально первой конструктивной форме элемента защиты от перенапряжения, в которой обе половины корпуса соответственно электрически соединены со второй присоединительной областью варистора, первый вывод другого разрядника электрически проводящим образом соединен с первым вывода элемента защиты от перенапряжения для подсоединения по меньшей мере одного активного провода подлежащей защите токо- или сигналопроводящей линии, а второй вывод другого разрядника с центральным электродом. Таким образом, в этой конструктивной форме первый вывод элемента защиты от перенапряжения, к которому может быть подсоединен активный провод подлежащей защите токо- или сигналопроводящей линии, с первым выводом другого разрядника, второй вывод другого разрядника с центральным электродом, центральный электрод своими противолежащими друг другу сторонами соответственно электрически с первой присоединительной областью обоих варисторов, а оба варистора своей второй присоединительной областью с соответственно одной половиной корпуса, причем корпус через второй вывод является соединяемым с опорным потенциалом.

Расположение второго разрядника, прежде всего газонаполненного разрядника защиты от перенапряжения, между выводом элемента защиты от перенапряжения для активного провода и центральным электродом имеет то преимущество, что сначала должно быть превышено характерное напряжение зажигания другого разрядника до того, как на варисторах будет перенапряжение. Это приводит к тому, что варисторы нагружаются только при релевантных, подвергающих опасности установку или же подлежащую защите токо- или сигналопроводящую линию перенапряжениях. Таким образом, меньшие пики напряжения, которые ниже напряжения зажигания другого разрядника, не приводят к нагрузке на варисторы, что приводит к более медленному старению и повреждению варисторов. Кроме того, расположение другого разрядника имеет то преимущество, что элемент защиты от перенапряжения все еще имеет функцию защиты от перенапряжения и тогда, когда один варистор или оба варистора закорочены.

В принципиально второй конструктивной форме элемента защиты от перенапряжения, в которой центральный электрод соединен с первым выводом для подсоединения по меньшей мере одного активного провода подлежащей защите токо- или сигналопроводящей линии, и в которой между обеими половинами корпуса и обращенными к ним вторыми присоединительными областями обоих варисторов расположен соответственно металлический соединительный элемент, причем металлические соединительные элементы изолированы от половин корпуса за чет соответственно изоляционного элемента, первый вывод другого разрядника прямо или опосредованно соединен с корпусом, а второй вывод другого разрядника с обоими металлическими соединительными элементами. Таким образом, в этой конструктивной форме первый вывод элемента защиты от перенапряжения, который соединяется с активным проводом, с центральным электродом, центральный электрод своими противолежащими друг другу сторонами — соответственно электрически с первой присоединительной областью обоих варисторов, оба варистора — соответственно своей второй присоединительной областью с обоими металлическими соединительными элементами, оба металлических соединительных элемента — соответственно прямо или опосредованно со вторым выводом другого разрядника, а первый вывод другого разрядника — с корпусом элемента защиты от перенапряжения, причем также и здесь корпус через второй вывод является соединяемым с опорным потенциалом.

Выше было указано, что второй вывод другого разрядника прямо или опосредованно соединен с обоими металлическими соединительными элементами. Если второй вывод другого разрядника прямо соединен с обоими металлическими соединительными элементами, то между вторым выводом и обоими металлическими соединительными элементами длительно существует электропроводное соединение. Однако согласно предпочтительному варианту этой конструктивной формы второй вывод другого разрядника (только) опосредованно соединен с обоими металлическими соединительными элементами за счет того, что между вторым выводом другого разрядника и обоими металлическими соединительными элементами расположен соответственно входной предохранитель, прежде всего плавкий предохранитель. Металлические соединительные элементы имеют по одному контактному участку, который электрически проводящим образом соединен с первым выводом соответствующего входного предохранителя, в то время как вторые выводы обоих входных предохранителей электрически проводящим образом соединены со вторым выводом другого разрядника.

В принципе, как второе, так и третье техническое решение изобретения могут быть реализованы, как независимо друг от друга, так и независимо от первого технического решения изобретения, в описанном вначале элементе защиты от перенапряжения. Однако, предпочтительно, в элементе защиты от перенапряжения реализованы все три технических решения изобретения вместе, так что корпус имеет видимый зазор, и внутри корпуса расположен по меньшей мере один термочувствительный закорачивающий переключатель и другой разрядник.

Выше уже было указано, что металлический корпус через второй вывод является соединяемым с опорным потенциалом. При этом в одной конструктивной форме второй вывод конструктивно может быть реализован посредством того, что корпус имеет крепежную область, через которую корпус является соединяемым с монтажной пластиной в качестве опорного потенциала. В качестве альтернативы или дополнительно корпус, прежде всего, первая половина корпуса, в качестве второго вывода имеет вывод для защитного провода, через который (дополнительно) защитный провод является электрически соединяемым с корпусом.

Первый вывод элемента защиты от перенапряжения для подсоединения по меньшей мере одного активного провода подлежащей защите токо- или сигналопроводящей линии согласно одной предпочтительной конструктивной форме может быть образован проходной клеммой многоамперного тока, которая, предпочтительно, расположена на торце, прежде всего верхней стороне, первой половины корпуса. За счет применения проходной клеммы многоамперного тока является возможной защищенная от соприкосновения установка присоединительного провода или же присоединительных проводов, причем потенциал проводится в корпус изолированно и со способностью выдерживать многоамперный ток. За счет применения дополнительных изолирующих фасонных деталей внутри корпуса могут быть дополнительно повышены воздушные зазоры и пути тока утечки в этой области.

В качестве альтернативы проходной клемме многоамперного тока, прежде всего во второй конструктивной форме элемента защиты от перенапряжения согласно изобретению, предпочтительно, монолитно соединенный с центральным электродом присоединительный электрод может быть проведен внутрь корпуса через изолирующий ввод в корпусе.

В соответствии с последним вариантом элемента защиты от перенапряжения согласно изобретению на корпусе выполнено или же расположено оптическое индикаторное устройство и, предпочтительно, дополнительно также выполненное с возможностью дистанционной передачи индикаторное устройство для индикации состояния варисторов. При этом индикаторное устройство, предпочтительно, имеет печатную плату, на которой находится несколько светодиодов. Кроме того, индикаторное устройство еще имеет несколько температурных предохранителей, которые находятся в термическом контакте с центральным электродом. Если температура центрального электрода достигает первой заданной предельной температуры, то срабатывает первый температурный предохранитель, что приводит к тому, что показывающий исправное состояние, предпочтительно зеленый, светодиод гаснет. Одновременно начинает гореть второй, предпочтительно красный, светодиод, чем индицируется случай неисправности. Предпочтительно предусмотренный второй температурный предохранитель может быть опрашиваемым через вставляемый соединитель печатной платы как дистанционный индикатор работы. Кроме того, может быть предусмотрен третий температурный предохранитель, который по своей температуре срабатывания настроен на включение закорачивающего переключателя, так что и включение закорачивающего переключателя или же достижение температуры включения закорачивающего переключателя является передаваемым на расстояние.

Таким образом, в частности, имеется множество возможностей выполнения и усовершенствования элемента защиты от перенапряжения согласно изобретению. В этой связи делается ссылка на зависимые от п. 1 пункты формулы изобретения, а также на нижеследующее описание предпочтительных примеров осуществления со ссылкой на чертежи.

фиг. 1 — первый пример осуществления элемента защиты от перенапряжения согласно изобретению, со снятой крышкой,

фиг. 2 — покомпонентное изображение элемента защиты от перенапряжения согласно фиг. 1,

фиг. 3 А и Б — изображение элемента защиты от перенапряжения в разрезе, с закорачивающим бугелем в нормальном температурном состоянии варисторов в случае короткого замыкания,

фиг. 4 — изображение варианта прибора защиты от перенапряжения согласно фиг. 1 в разрезе,

фиг. 5 — второй пример осуществления элемента защиты от перенапряжения согласно изобретению, со снятой крышкой,

фиг. 6 — покомпонентное изображение элемента защиты от перенапряжения согласно фиг. 5,

фиг. 7 — изображение части прибора защиты от перенапряжения согласно фиг. 1 в разрезе.

На чертежах показаны две принципиальные конструктивные формы элемента 1 защиты от перенапряжения, причем первая конструктивная форма, прежде всего, показана на фиг. 1, 2 и 3 А и Б, а вторая конструктивная форма — на фиг. 5 и фиг. 6. В отличие от представленных конструктивных форм, не все показанные в корпусе конструктивные элементы должны быть реализованы в элементе 1 защиты от перенапряжения согласно изобретению. Кроме того, отдельные представленные в одной конструктивной форме признаки могут быть реализованы и в другой конструктивной форме. Прежде всего, представленные на фиг. 4 и фиг. 7 признаки могут быть реализованы, как в первой конструктивной форме, так и во второй конструктивной форме.

Показанный на фигурах элемент 1 защиты от перенапряжения имеет корпус с выводами 2, 3 для электрического подсоединения элемента 1 защиты от перенапряжения к подлежащей защите токо- или сигналопроводящей линии. Внутри корпуса расположены два включенных параллельно варистора 4, 5, которые имеют соответственно круглую основную поверхность, причем диаметр обоих варисторов 4, 5 — не считая обусловленных допуском отклонений — один и тот же. Между обоими варисторами 4, 5 расположен центральный электрод 6, который изолирован от обеих образующих корпус половин 7, 8 корпуса. Центральный электрод 6 своими противолежащими друг другу сторонами соответственно электрически проводящим образом соединен с первой присоединительной областью 9 обоих варисторов 4, 5, причем оба варистора 4, 5 и центральный электрод 6, как это, прежде всего, видно на фиг. 2 и фиг. 6, расположены по типу сэндвича между обеими половинами 7, 8 корпуса.

Прежде всего, на фиг. 2 и фиг. 3 видно, что обе половины 7, 8 корпуса выполнены по-разному, причем вторая половина 8 корпуса выполнена в виде крышки, которая имеет покровный участок 10 и утапливаемый участок 11 зацепления. В соединенном состоянии обеих половин 7, 8 корпуса (ср. фиг. 3 А и Б) участок 11 зацепления крышки 8 входит в зацепление с образованным первой половиной 7 корпуса соответствующим приемным пространством 12, в то время как приемное пространство 12 перекрывается покровным участком 10. Кроме того, на фиг. 3 А и Б видно, что и в соединенном состоянии обеих половин 7, 8 корпуса между обеими половинами 7, 8 корпуса имеется видимый зазор 13. При этом ширина В видимого зазора 13 варьируется в зависимости от толщины обоих варисторов 4, 5, т.е. зависит от толщины варисторов. При этом обе половины 7, 8 корпуса выполнены так, что — в любом случае при использовании допустимых варисторов 4, 5 — максимальная ширина В видимого зазора 13 всегда меньше, чем соответствующая протяженность, то есть ширина b участка 11 зацепления.

За счет выполнения видимого зазора 12 технологически обусловленный допуск варисторов 4, 5 по толщине может быть простым образом компенсирован без необходимости в дополнительных элементах для компенсации допуска. Необходимое контактное давление между обеими половинами 7, 8 корпуса и варисторами 4, 5 или же между варисторами 4, 5 и центральным электродом 6 может быть достигнуто просто свинчиванием обеих половин 7, 8 корпуса.

Центральный электрод 6 имеет плоскостной участок 14, размер или же диаметр которого по существу соответствует диаметру варисторов 4, 5, так что противолежащие обеим сторонам центрального электрода 6 первые присоединительные области 9 варисторов, которые снабжены металлизацией, плоскостно контактируются центральным электродом 6. В конструктивной форме согласно фиг. 1 и фиг. 2 варисторы 4, 5 своей второй присоединительной областью 15 напрямую контактируются обеими половинами 7, 8 корпуса, так что обе присоединительные области 9, 15 обоих варисторов 4, 5 плоскостно контактируются, за счет чего достигается присоединение варисторов 4, 5 с низким полным сопротивлением. Кроме того, плоскостное соединение обоих варисторов 4, 5 с обеими половинами 7, 8 корпуса приводит к тому, что имеется оптимальный отвод тепла от варисторов 4, 5 к корпусу, что положительно сказывается на работоспособности и сроке службы варисторов 4, 5.

На фиг. 4 показан вариант элемента 1 защиты от перенапряжения согласно фиг. 1-3, в котором центральный электрод 6 состоит из двух расположенных параллельно друг другу и электрически соединенных друг с другом металлических частей 6а, 6b. В области между обоими варисторами 4, 5 обе металлические части 6а, 6b находятся на расстоянии друг от друга, причем в образованном таким образом промежуточном пространстве 16 расположен пружинный элемент 17, предпочтительно волнистая пружина. Посредством пружинного элемента 17 обе металлические части 6а, 6b разжимаются, так что обе металлические части 6а, 6b своими обращенными друг от друга сторонами прижимаются соответственно к первой присоединительной области 9 варистора 4, 5 и, тем самым, контактируют с обоими варисторами 4, 5. Напротив, в расположенной вне обоих варисторов 4, 5 области обе металлические части 6а, 6b напрямую плоскостно соединены друг с другом, причем обе металлические части 6а, 6b в этой области зафиксированы предохранительной гайкой 18. Изготовление обеих металлических частей 6а, 6b является особо простым за счет того, что обе металлические части 6а, 6b выполнены и загнуты одинаково и лишь монтируются с поворотом на 180° относительно друг друга.

В показанных на фигурах примерах осуществления элемента 1 защиты от перенапряжения согласно изобретению внутри корпуса расположен по меньшей мере один термочувствительный закорачивающий переключатель, так что при достижении заданной предельной температуры T1 из-за чрезмерного перегрева по меньшей мере одного варистора 4, 5 закорачивается, либо оба варистора 4, 5 (конструктивная форма 1), либо только нагретый варистор (конструктивная форма 2). Тем самым предотвращается возникновение опасности пожара из-за слишком сильного нагрева варистора 4, 5, который мог бы привести не только к разрушению варистора 4, 5, но и, кроме того, к разрушению других конструктивных деталей, а также при определенных условиях к повреждению соседних приборов, или даже к причинению повреждений людям.

В первой конструктивной форме согласно фиг. 1-3 внутри корпуса предусмотрен только один закорачивающий переключатель, который имеет закорачивающий бугель 19, механически соединенный с закорачивающим бугелем 19 изолирующий удерживающий элемент 20, два пружинных элемента 21 и металлический удерживающий элемент 22. В нормальном температурном состоянии варисторов 4, 5, которое показано на фиг. 3А, закорачивающий бугель 19 расположен на расстоянии от центрального электрода 6, хотя изолирующий удерживающий элемент 20 нагружен сжатыми против их силы натяжения пружинными элементами 21 с силой натяжения в направлении центрального электрода 6. В нормальном температурном состоянии варисторов 4, 5 закорачивающий бугель 19 удерживается в первом, находящемся на расстоянии от центрального электрода 6 положении именно за счет того, что изолирующий удерживающий элемент 20 с помощью выступающего через отверстие 23 в центральном электроде 6 дистанционным элементом 24 опирается на металлический удерживающий элемент 22, который посредством паяного соединения соединен с нижней стороной центрального электрода 6. Если происходит чрезмерный нагрев варисторов 4, 5, то это приводит и к нагреву центрального электрода 6, в результате чего паяное соединение между центральным электродом 6 и металлическим удерживающим элементом 22 с определенной температуры, например 140°C, разъединяется. Таким образом, металлический удерживающий элемент 22 или же паяное соединение более не может создать противодействующую силу силе натяжения. В результате этого металлический удерживающий элемент 22 на основе силы натяжения пружинных элементов 21 отжимается дистанционным элементом 24 изолирующего удерживающего элемента 20 от центрального электрода 6 вниз, и удерживаемый изолирующим удерживающим элементом 20 закорачивающий бугель 19 прижимается к центральному электроду 6. В этом втором положении изолирующего удерживающего элемента 20 закорачивающий бугель 19 контактирует, как с центральным электродом 6, так и с первой половиной 7 корпуса, так что варисторы 4, 5 закорочены через закорачивающий бугель 19 (фиг. 3Б). Поскольку металлический удерживающий элемент 22 посредством точек фиксации удерживается на обоих расположенных на изолирующем удерживающем элементе 20 направляющих штифтах, падение металлического удерживающего элемента 22 предотвращается и после разъединения паяного соединения.

Закорачивающий бугель 19 в нормальном температурном состоянии варисторов 4, 5 расположен в корпусе в механически ненагруженном состоянии, а именно, захвачен изолирующим удерживающим элементом 20. Поскольку закорачивающий бугель 19 для разъединения паяного соединения между центральным электродом 6 и металлическим удерживающим элементом 22 не должен быть выполнен пружинящим, закорачивающий бугель 19 по своему поперечному сечению и своей проводимости может быть оптимально настроен на электрические требования элемента 1 защиты от перенапряжения в случае короткого замыкания. Поскольку пружинные элементы 21 натягиваются лишь только при монтаже в результате закрывания крышки 8, является возможным простой и при этом экономичный монтаж отдельных конструктивных деталей в первой половине 7 корпуса, так как все конструктивные детали могут быть вставлены свободными от механических напряжений, поэтому дополнительные фиксирующие детали не требуются.

Как видно на фиг. 3, закорачивающий бугель 19 имеет U-образную спинку 25 и две U-образных стороны 26, которые в случае короткого замыкания прилегают к соответствующим контактным участкам 27 части 7 корпуса. Рядом с контактными участками 27 на половине 7 корпуса выполнены контактные ребра 28, которые в случае короткого замыкания также контактируются U-образными сторонами 26 закорачивающего бугеля 19. Для этого концы U-образных сторон 26 имеют соответственно отогнутый назад концевой участок 29, который в случае короткого замыкания прилегает соответственно к контактному ребру 28.

За счет U-образной формы закорачивающего бугеля 19, а также выполнения отогнутых назад концевых участков 29 U-образных сторон 26 динамические силы тока в случае короткого замыкания благоприятным образом используются для улучшения контактных свойств. В U-образных сторонах 26 и отогнутых назад концевых участках 29, которые имеют между собой угол α, в случае короткого замыкания течет противоположный ток, что приводит к тому, что U-образные стороны 26 и отогнутые назад концевые участки 29 силами тока разгибаются, то есть угол α увеличивается. Это приводит к увеличению сил контакта межу закорачивающим бугелем 19 и частью 7 корпуса, как на контактных участках 27, так и на контактных ребрах 28. Кроме того, контактное давление между U-образными сторонами 26 и контактными участками 27 также увеличивается и за счет того, что угол β между U-образной спинкой 25 и обеими U-образными сторонами 26 тоже увеличивается силами тока, которые вызываются текущим через закорачивающий бугель 19 током короткого замыкания. Таким образом, в целом, за счет предпочтительного выполнения закорачивающего бугеля 19, а также выполнения половины 7 корпуса достигается хороший переход тока между закорачивающим бугелем 19 и половиной 7 корпуса.

Во второй конструктивной форме согласно фиг. 5 и фиг. 6 обоим варисторам придано по одному закорачивающему выключателю. В этой конструктивной форме центральный электрод 6 соединен с присоединительным электродом 30, который через ввод 31 в корпусе изолированно проведен внутрь корпуса. Через присоединительный электрод 30 центральный электрод 6 может быть соединен с активным проводом. Вторые присоединительные области 15 обоих варисторов 4, 5 контактируют соответственно с металлическим соединительным элементом 32, который расположен соответственно на обращенной от центрального электрода 6 стороне варисторов 4, 5. Между половинами 7, 8 корпуса и металлическими соединительными элементами 32 расположен соответственно изоляционный элемент 33, который может быть образован, например, силиконовой пленкой или изоляционной бумагой, в результате чего оба металлических соединительных элемента 32 изолированы относительно половин 7, 8 корпуса.

Оба закорачивающих переключателя имеют соответственно гибкий участок 34 провода, приводной штифт 35 и пружинный элемент 36. При этом первый конец 37 гибкого участка 34 провода соединен с контактным участком 38 металлического соединительного элемента 32, а второй конец 39 гибкого участка 34 провода с концом 40 приводного штифта 35. В нормальном температурном состоянии соответствующего варистора 4, 5 (ср. фиг. 5) второй конец 39 гибкого участка 34 провода расположен на расстоянии от контактного участка 41 центрального электрода 6. При этом пружинный элемент 36, окружая участок приводного штифта 35, расположен между контактным участком 38 металлического соединительного элемента 32 и тарельчатым концом 40 приводного штифта 35, причем пружинный элемент 36 сжат против силы своего натяжения. Приводной штифт 35 термочувствительным элементом 42 в виде штифта удерживается в этом первом положении против силы натяжения пружинного элемента 36.

Если происходит нагрев варистора 4, 5, то это приводит и к нагреву соответствующего металлического соединительного элемента 32, а также контактного участка 38, в результате чего термочувствительный элемент 42 нагревается, пока он при достижении определенной предельной температуры не потеряет свою твердость, так что он более не может создать силу противодействия силе натяжения пружинного элемента 36. Тогда приводной штифт 35 пружинным элементом 36 — на изображении согласно фиг. 3 — отжимается вниз, и, тем самым, второй конец 39 гибкого участка 34 провода переводится во второе положение, в котором второй конец 39 контактирует с контактным участком 41 центрального электрода 6, так что варистор 4, 5 является закороченным через гибкий участок 34 провода. При этом приводной штифт 35 находится в выполненном в контактном участке 38 металлического соединительного элемента 32 отверстии. В качестве материала для термочувствительного штифта 42 может быть использован пластик или металл, который при заранее определенной температуре теряет свою твердость, так что происходит желаемое короткое замыкание перегретого варистора 4, 5, причем центральный электрод 6 через гибкий участок 34 провода электрически проводящим образом соединяется с металлическим соединительным элементом 32.

В показанной на фиг. 5 и фиг. 6 конструктивной форме элемента 1 защиты от перенапряжения обоим варисторам 4, 5 придан соответственно еще один входной предохранитель 43. При этом соответствующий контактный участок 44 металлических соединительных элементов 32 контактирует соответственно с первым выводом 45 приданного входного предохранителя 43.

Как в показанной на фиг. 1 и фиг. 2 конструктивной форме, так и в показанной на фиг. 5 и фиг. 6 конструктивной форме элемента 1 защиты от перенапряжения, кроме того, дополнительно к обоим варисторам 4, 5 в корпусе в качестве еще одного разрядника расположен газонаполненный разрядник 46 защиты от перенапряжения. При этом газонаполненный разрядник 46 защиты от перенапряжения расположен последовательно к параллельной схеме обоих варисторов 4, 5. За счет того, что к параллельно включенным варисторам 4, 5 последовательно включен другой газонаполненный разрядник 46 защиты от перенапряжения, элемент 1 защиты от перенапряжения все еще выполняет функцию защиты от перенапряжения и в том случае, если один варистор или оба варистора 4, 5 закорочены. Если после короткого замыкания варисторов 4, 5 возникает перенапряжение, это приводит к зажиганию газонаполненного разрядника 46 защиты от перенапряжения, так что прибор или установка, для защиты которого (которой) применен элемент 1 защиты от перенапряжения, в результате перенапряжения не повреждается.

В конструктивном примере согласно фиг. 1 и фиг. 2 первый вывод 47 газонаполненного разрядника 46 защиты от перенапряжения электрически проводящим образом соединен с первым выводом 2 элемента 1 защиты от перенапряжения для подсоединения активного провода, а второй вывод 48 с центральным электродом 6. При этом в области газонаполненного разрядника 46 защиты от перенапряжения внутри корпуса расположена дополнительная изоляция 49, которая дополнительно изолирует относительно корпуса, по меньшей мере, другой разрядник 46 и соединительную область первого вывода 47 разрядника 46 защиты от перенапряжения с первым выводом 2 элемента 1 защиты от перенапряжения. За счет этого увеличиваются воздушные зазоры и пути тока утечки, так что монтаж газонаполненного разрядника 46 защиты от перенапряжения может происходить в уменьшенном монтажном пространстве.

В конструктивном примере согласно фиг. 5 и фиг. 6 первый вывод 47 газонаполненного разрядника 46 защиты от перенапряжения, напротив, соединен с корпусом, точнее, с половиной 7 корпуса, а второй вывод 48 через оба входных предохранителя 43 — с обоими металлическими соединительными элементами 32. Для того чтобы оба входных предохранителя 43 могли быть электрически соединены параллельно со вторым разъемом 48 газонаполненного разрядника 46 защиты от перенапряжения, между вторым выводом 48 газонаполненного разрядника 46 защиты от перенапряжения и вторыми выводами 50 входных предохранителей 43 расположен контактный металл 51.

В одном — здесь не показанном — варианте осуществления согласно фиг. 5 и фиг. 6 оба термочувствительных закорачивающих выключателя и оба входных предохранителя 43 заменены соответственно предохранителем с легкоплавким проводом. Тогда оба предохранителя соответственно соединены, с одной стороны, через металлический соединительный элемент 32 с варистором 4, 5, а с другой стороны, через контактный металл 51 с газонаполненным разрядником 46 защиты от перенапряжения. Нагрев варистора переходит на предохранители, так что состоящий из легкоплавкого материала легкоплавкий провод термически разрушается. В случае короткого замыкания легкоплавкий провод разрушается текущим тогда током короткого замыкания, так что в обоих случаях соответствующий варистор электрически отделяется от цепи.

Для того чтобы металлический корпус можно было соединить с опорным потенциалом, половина 7 корпуса согласно фиг. 1 и фиг. 2 в качестве второго вывода 3 имеет крепежную область 52, с помощью которой половина 7 корпуса может быть закреплена на монтажной пластине. На нижней стороне крепежной области 52 в половине 7 корпуса выполнено углубление 53, с помощью которого может быть надстроена возможно имеющаяся несущая шина. Тогда с помощью вставленных в крепежные канавки 54 винтов корпус может быть надежно закреплен, причем одновременно происходит электрическое соединение половины 7 корпуса с монтажной пластиной. Дополнительно сбоку на половине 7 корпуса в качестве второго вывода 3 выполнен еще один вывод 55 для защитного провода, через который с корпусом электрически может быть соединен защитный провод. Для этого вывод 55 для защитного провода имеет приемную канавку 56, в которую для подсоединения соединенного с защитным проводом кольцевого кабельного наконечника со стопорением вращения может быть вставлен винт и прижат к боковой стенке половины 7 корпуса. Также и в конструктивном примере согласно фиг. 5 и фиг. 6 в качестве второго вывода 3 может быть выполнена соответствующая крепежная область и, предпочтительно, также вывод для защитного провода.

В конструктивном примере согласно фиг. 1 и фиг. 2 на верхней стороне половины 7 корпуса в качестве первого вывода 2 закреплена проходная клемма 57 многоамперного тока, через которую потенциал активного провода изолируется и с возможностью проведения многоамперного тока вводится внутрь корпуса. Изолирующая деталь 58 дополнительно повышает пути воздуха и утечек в этой области и одновременно служит в качестве опоры вращательного момента при подсоединении проводов. Через соединительный уголок 59 оба вывода проходной клеммы 57 многоамперного тока электрически соединены с первым выводом 47 газонаполненного разрядника 46 защиты от перенапряжения. За счет этого вывод проходной клеммы 57 многоамперного тока могут быть смонтированы как параллельная схема.

Кроме того, на фиг. 1 и фиг. 2 также можно видеть, что внутри корпуса выполнен окружающий, по меньшей мере, варисторы 4, 5, участок 14 центрального электрода 6 и закорачивающие переключатели, выполненный из двух частей внутренний корпус, который состоит из соединенной с первой половиной 7 корпуса первой части 60 корпуса и соединенной с крышкой 8 второй части 61 корпуса. Для достижения полного уплотнения внутреннего корпуса, в канавку в первой части 60 корпуса вложен уплотнительный шнур 62, а на центральный электрод 6 надвинут изолирующий проход 63, через который центральный электрод 6 введен во внутренний корпус и, тем самым, изолирован относительно корпуса.

На фиг. 7 показан пример осуществления индикаторного устройства для индикации состояния варисторов 4, 5, которое делает возможной, как оптическую индикацию на корпусе, так и выполненную с возможностью дистанционной передачи индикацию состояния. Индикаторное устройство имеет печатную плату 64, которая соединена с основной планкой выведенного из корпуса штекера 65. Через штекер 65 местное оптическое индикаторное устройство работает на вспомогательной энергии. На печатной плате 64 находится в нормальном состоянии горящий зеленый светодиод 66 и в нормальном состоянии не горящий красный светодиод 67. Кроме того, предусмотрено несколько температурных предохранителей 68, которые, с одной стороны, соединены с печатной платой 64, а с другой стороны посредством держателя 69 температурных предохранителей, который закреплен на центральном электроде 6, находятся в хорошем электрическом контакте с центральным электродом 6.

Если температура центрального электрода 6 достигает первой заданной предельной температуры, первый температурный предохранитель 68 срабатывает, что приводит к тому, что показывающий исправное состояние зеленый светодиод 66 гаснет. Одновременно начинает гореть красный светодиод 67, чем индицируется неисправность. По световоду 70 свет светодиодов 66, 67 передается на индикаторное окошко на верхней стороне половины 7 корпуса. Второй температурный предохранитель 68 в качестве выполненного с возможностью дистанционной передачи индикатора работы является опрашиваемым через штекер 65. Через третий температурный предохранитель 68, который по своей температуре срабатывания настроен на переключение закорачивающего переключателя, может быть запрошено достижение температуры переключения закорачивающего переключателя.

1. Элемент защиты от перенапряжения с корпусом, с выводами (2, 3) для электрического подключения элемента (1) защиты от перенапряжения к подлежащей защите токо- или сигналопроводящей линии, с двумя расположенными внутри корпуса и включенными электрически параллельно варисторами (4, 5) и, по меньшей мере, с частично расположенным между варисторами (4, 5) центральным электродом (6), причем корпус имеет две состоящие из металла электрически соединенные друг с другом половины (7, 8) корпуса, причем центральный электрод (6) изолирован от половин (7, 8) корпуса и своими противолежащими друг другу сторонами соответственно электрически соединен с первой присоединительной областью (9) варистора (4, 5), и причем оба варистора (4, 5) и центральный электрод (6) расположены по типу сэндвича между обеими половинами (7, 8) корпуса,
отличающийся тем, что
одна половина (8) корпуса выполнена в виде крышки, которая имеет покровный участок (10) и утапливаемый участок (11) зацепления, причем в соединенном состоянии обеих половин (7, 8) корпуса участок (11) зацепления входит в зацепление с образованным другой половиной (7) корпуса соответствующим приемным пространством (12), а покровный участок (10) перекрывает приемное пространство (12),
обе половины (7, 8) корпуса выполнены таким образом и являются соединяемыми друг с другом, что в соединенном состоянии между обеими половинами (7, 8) корпуса имеется видимый зазор (13),
причем ширина (В) видимого зазора (13) зависит от толщины обоих варисторов (4, 5), однако максимальная ширина (В) видимого зазора (13) меньше, чем соответствующая протяженность участка (11) зацепления выполненной в виде крышки половины (8) корпуса.

2. Элемент защиты от перенапряжения по п. 1, отличающийся тем, что центральный электрод (6) имеет плоскостной участок (14), размеры которого по существу соответствуют размерам варисторов (4, 5), и что присоединительные области (9) варисторов (4, 5) плоскостно контактируют с соответственно одной стороной центрального электрода (6).

3. Элемент защиты от перенапряжения по п. 1 или 2, отличающийся тем, что центральный электрод (6) состоит из двух расположенных параллельно друг другу и электрически соединенных друг с другом металлических частей (6а, 6b), причем обе металлических части (6а, 6b), по меньшей мере, в области между обоими варисторами (4, 5) имеют между собой расстояние, в котором предпочтительно, расположен пружинный элемент (17) таким образом, что обе металлических части (6а, 6b) своими обращенными друг от друга сторонами прижимаются соответственно к присоединительной области (9) варистора (4, 5).

4. Элемент защиты от перенапряжения с корпусом, с выводами (2, 3) для электрического подключения элемента (1) защиты от перенапряжения к подлежащей защите токо- или сигналопроводящей линии, с двумя расположенными внутри корпуса и включенными электрически параллельно варисторами (4, 5) и, по меньшей мере, с частично расположенным между варисторами (4, 5) центральным электродом (6), причем корпус имеет две состоящие из металла, электрически соединенные друг с другом половины (7, 8) корпуса, причем центральный электрод (6) изолирован от половин (7, 8) корпуса и своими противолежащими друг другу сторонами соответственно электрически соединен с первой присоединительной областью (9) варистора (4, 5), и причем оба варистора (4, 5) и центральный электрод (6) расположены по типу сэндвича между обеими половинами (7, 8) корпуса, отличающийся тем, что внутри корпуса расположен по меньшей мере один термочувствительный закорачивающий переключатель таким образом, что при достижении заданной предельной температуры Т1 из-за чрезмерного нагрева по меньшей мере одного варистора (4, 5) по меньшей мере один варистор (4, 5) закорачивается.

5. Элемент защиты от перенапряжения по п. 4, отличающийся тем, что обе половины (7, 8) корпуса соответственно электрически соединены со второй присоединительной областью (15) варистора (4, 5), что закорачивающий переключатель имеет закорачивающий бугель (19), механически соединенный с закорачивающим бугелем (19) изолирующий удерживающий элемент (20), по меньшей мере один пружинный элемент (21) и металлический удерживающий элемент (22), причем в нормальном температурном состоянии варисторов (4, 5) закорачивающий бугель (19) против действующей на изолирующем удерживающем элементе (20) силы натяжения пружинного элемента (21) расположен на расстоянии от центрального электрода (6) за счет того, что изолирующий удерживающий элемент (20) с помощью выступающего через отверстие (23) в центральном электроде (6) дистанционного элемента (24) опирается на соединенный с центральным электродом (6) посредством паяного соединения металлический удерживающий элемент (22), и
причем при разъединении паяного соединения из-за нагрева варисторов (4, 5) изолирующий удерживающий элемент (20) с закорачивающим бугелем (19) силой натяжения пружинного элемента (21) переводится во второе положение, в котором закорачивающий бугель (19) контактирует как с центральным электродом (6), так и с корпусом, так что варисторы (4, 5) закорочены через закорачивающий бугель (19).

6. Элемент защиты от перенапряжения по п. 5, отличающийся тем, что закорачивающий бугель (19) имеет U-образную спинку (25) и две U-образных стороны (26), причем концы U-образных сторон (26) в случае короткого замыкания прилегают к соответствующим контактным участкам (27) на половине (7) корпуса.

7. Элемент защиты от перенапряжения по п. 6, отличающийся тем, что половина (7) корпуса имеет два контактных ребра (28), которые расположены соответственно по соседству с контактными участками (27), и что концы U-образных сторон (26) закорачивающего бугеля (19) имеют соответственно отогнутый назад концевой участок (29), причем концевые участки (29) U-образных сторон (26) в случае короткого замыкания прилегают соответственно к контактному ребру (28), а противолежащая область U-образных сторон (26) прилегает к противолежащему контактному участку (27).

8. Элемент защиты от перенапряжения по п. 4, отличающийся тем, что центральный электрод (6) соединен с первым выводом (2) для подсоединения по меньшей мере одного активного провода (L) подлежащей защите токо- или сигналопроводящей линии, что между обеими половинами (7, 8) корпуса и обращенными к ним вторыми присоединительными областями (15) обоих варисторов (4, 5) расположен соответственно металлический соединительный элемент (32), причем металлические соединительные элементы (32) изолированы от половин (7, 8) корпуса соответственно за счет изоляционного элемента (33),
что обоим варисторам (4, 5) придано по одному закорачивающему переключателю, причем закорачивающие переключатели имеют соответственно гибкий участок (34) провода, приводной штифт (35) и пружинный элемент (36),
что первый конец (37) гибкого участка (34) провода соответственно электрически соединен с контактным участком (38) металлического соединительного элемента (32), а второй конец (39) гибкого участка (34) провода соответственно соединен с концом (40) соответствующего приводного штифта (35),
причем в нормальном температурном состоянии варисторов (4, 5) второй конец (39) гибкого участка (34) провода против действующей на приводном штифте (35) силы натяжения пружинного элемента (36) расположен на расстоянии от контактного участка (41) центрального электрода (6) за счет того, что приводной штифт (35) удерживается в своем первом положении термочувствительным элементом (42) и причем при размягчении термочувствительного элемента (42) в связи с нагревом варисторов (4, 5) второй конец (39) гибкого участка (34) провода действующей на приводном штифте (35) силой натяжения пружинного элемента (36) переводится во второе положение, в котором второй конец (39) гибкого участка (34) провода контактирует с контактным участком (41) центрального электрода (6), так что соответствующий варистор (4, 5) является закороченным через гибкий участок (34) провода.

9. Элемент защиты от перенапряжения по п. 8, отличающийся тем, что приводные штифты (35) установлены соответственно в отверстии (42) на соответствующем контактном участке (38) металлического соединительного элемента (32), что пружинные элементы (36) расположены соответственно между концом (40) приводных штифтов (35) и контактным участком (38) металлического соединительного элемента (32) и что в приводных штифтах (35) в выемке расположен соответственно термочувствительный штифт (42), причем штифт (42) в нормальном температурном состоянии варисторов (4, 5) находится на противолежащей пружинному элементу (36) стороне контактного участка (38) металлического соединительного элемента (32), и штифт (42) при нагреве теряет свою твердость, так что приводной штифт (35) более не удерживается штифтом (42) в своем первом положении против силы натяжения пружинного элемента (36).

10. Элемент защиты от перенапряжения по п. 8 или 9, отличающийся тем, что обоим варисторам (4, 5) придан соответственно входной предохранитель (43), прежде всего плавкий предохранитель, и что металлические соединительные элементы (32) имеют соответственно второй контактный участок (44), который соответственно электрически проводящим образом соединен с первым выводом (45) входного предохранителя (43).

11. Элемент защиты от перенапряжения по п. 1 или 2, отличающийся тем, что внутри корпуса расположен по меньшей мере один предохранитель с легкоплавким проводом таким образом и электрически проводящим образом соединен с варисторами (4, 5), что предохранитель срабатывает как при достижении заданной предельной температуры из-за чрезмерного нагрева по меньшей мере одного варистора (4, 5), так и при возникновении короткого замыкания и тем самым электрически отделяет варисторы (4, 5) от цепи, причем предохранитель, предпочтительно, имеет плавкий провод из легкоплавкого материала, например олова, и предпочтительно имеет вспомогательное средство гашения, например песок.

12. Элемент защиты от перенапряжения по одному из пп. 4-9, отличающийся тем, что внутри корпуса расположен по меньшей мере один предохранитель с легкоплавким проводом таким образом и электрически проводящим образом соединен с варисторами (4, 5), что предохранитель срабатывает как при достижении заданной предельной температуры из-за чрезмерного нагрева по меньшей мере одного варистора (4, 5), так и при возникновении короткого замыкания и тем самым электрически отделяет варисторы (4, 5) от цепи, причем предохранитель предпочтительно имеет плавкий провод из легкоплавкого материала, например олова, и предпочтительно имеет вспомогательное средство гашения, например песок.

13. Элемент защиты от перенапряжения с корпусом, с выводами (2, 3) для электрического подключения элемента (1) защиты от перенапряжения к подлежащей защите токо- или сигналопроводящей линии, с двумя расположенными внутри корпуса и включенными электрически параллельно варисторами (4, 5) и, по меньшей мере, с частично расположенным между варисторами (4, 5) центральным электродом (6), причем корпус имеет две состоящие из металла электрически соединенные друг с другом половины (7, 8) корпуса, причем центральный электрод (6) изолирован от половин (7, 8) корпуса и своими противолежащими друг другу сторонами соответственно электрически соединен с первой присоединительной областью (9) варистора (4, 5) и причем оба варистора (4, 5) и центральный электрод (6) расположены по типу сэндвича между обеими половинами (7, 8) корпуса,
отличающийся тем, что
между выводом (2, 3) элемента (1) защиты от перенапряжения и параллельной схемой обоих варисторов (4, 5) расположен другой разрядник (46), прежде всего газонаполненный разрядник защиты от перенапряжения.

14. Элемент защиты от перенапряжения по п. 13, отличающийся тем, что обе половины (7, 8) корпуса соответственно электрически соединены со второй присоединительной областью (15) варистора (4, 5) и что первый вывод (47) другого разрядника (46) электрически проводящим образом соединен с первым выводом (2) для подсоединения по меньшей мере одного активного провода (L) подлежащей защите токо- или сигналопроводящей линии, а второй вывод (48) другого разрядника (46) электрически проводящим образом соединен с центральным электродом (6).

15. Элемент защиты от перенапряжения по п. 14, отличающийся тем, что в области другого разрядника (46) в корпусе расположена изоляция (49), которая дополнительно изолирует от корпуса другой разрядник (46) и соединительную область первого вывода (47) другого разрядника (46) с первым выводом (2) элемента (1) защиты от перенапряжения.

16. Элемент защиты от перенапряжения по п. 13, отличающийся тем, что центральный электрод (6) соединен с первым выводом (2) для подсоединения по меньшей мере одного активного провода (L) подлежащей защите токо- или сигналопроводящей линии, что между обеими половинами (7, 8) корпуса и обращенными к ним вторыми присоединительными областями (15) обоих варисторов (4, 5) расположен соответственно металлический соединительный элемент (32), причем металлические соединительные элементы (32) изолированы от половин (7, 8) корпуса соответственно за счет изоляционного элемента (33) и что первый вывод (47) другого разрядника (46) соединен с корпусом, а второй вывод (48) другого разрядника (46) прямо или опосредованно соединен с обоими металлическими соединительными элементами (32).

17. Элемент защиты от перенапряжения по п. 16, отличающийся тем, что между вторым выводом (48) другого разрядника (46) и обоими металлическими соединительными элементами (32) расположен соответственно входной предохранитель (43), прежде всего плавкий предохранитель, и что металлические соединительные элементы (32) имеют соответственно второй контактный участок (44), который электрически проводящим образом соединен соответственно с первым выводом (45) входного предохранителя (43).

18. Элемент защиты от перенапряжения по п. 1 или 2, отличающийся тем, что корпус в качестве второго вывода (3) имеет крепежную область (52), через которую корпус является соединяемым с монтажной пластиной в качестве опорного потенциала.

19. Элемент защиты от перенапряжения по п. 1 или 2, отличающийся тем, что корпус в качестве второго вывода (3) имеет вывод (55) для защитного провода, через который защитный провод является электрически соединяемым с корпусом, причем вывод (55) для защитного провода предпочтительно расположен на первой половине (7) корпуса и имеет приемную канавку (56).

20. Элемент защиты от перенапряжения по одному из пп. 4-9, отличающийся тем, что корпус в качестве второго вывода (3) имеет вывод (55) для защитного провода, через который защитный провод является электрически соединяемым с корпусом, причем вывод (55) для защитного провода предпочтительно расположен на первой половине (7) корпуса и имеет приемную канавку (56).

21. Элемент защиты от перенапряжения по одному из пп. 13-17, отличающийся тем, что корпус в качестве второго вывода (3) имеет вывод (55) для защитного провода, через который защитный провод является электрически соединяемым с корпусом, причем вывод (55) для защитного провода предпочтительно расположен на первой половине (7) корпуса и имеет приемную канавку (56).

22. Элемент защиты от перенапряжения по п. 1 или 2, отличающийся тем, что на корпусе, предпочтительно на торце первой половины (7) корпуса, в качестве первого вывода (2) для подсоединения по меньшей мере одного активного провода (L) подлежащей защите токо- или сигналопроводящей линии расположена проходная клемма (57) многоамперного тока.

23. Элемент защиты от перенапряжения по п. 1 или 2, отличающийся тем, что внутри корпуса выполнен окружающий варисторы (4, 5) внутренний корпус, причем внутренний корпус выполнен состоящим из двух частей и состоит из соединенной с первой половиной (7) корпуса первой части (60) корпуса и соединенной со второй половиной (8) корпуса второй части (61) корпуса, причем внутренний корпус предпочтительно имеет еще по меньшей мере один уплотнительный элемент (62, 63).

24. Элемент защиты от перенапряжения по одному из пп. 4-9, отличающийся тем, что внутри корпуса выполнен окружающий, по меньшей мере, варисторы (4, 5) внутренний корпус, причем внутренний корпус выполнен состоящим из двух частей и состоит из соединенной с первой половиной (7) корпуса первой части (60) корпуса и соединенной со второй половиной (8) корпуса второй части (61) корпуса, причем внутренний корпус предпочтительно имеет еще по меньшей мере один уплотнительный элемент (62, 63).

25. Элемент защиты от перенапряжения по одному из пп. 13-17, отличающийся тем, что внутри корпуса выполнен окружающий варисторы (4, 5) внутренний корпус, причем внутренний корпус выполнен состоящим из двух частей и состоит из соединенной с первой половиной (7) корпуса первой части (60) корпуса и соединенной со второй половиной (8) корпуса второй части (61) корпуса, причем внутренний корпус предпочтительно имеет еще по меньшей мере один уплотнительный элемент (62, 63).

26. Элемент защиты от перенапряжения по п. 1 или 2, отличающийся тем, что на корпусе выполнено или же расположено оптическое индикаторное устройство и/или выполненное с возможностью дистанционной передачи индикаторное устройство для индикации состояния варисторов (4, 5).

27. Элемент защиты от перенапряжения по одному из пп. 4-9, отличающийся тем, что на корпусе выполнено или же расположено оптическое индикаторное устройство и/или выполненное с возможностью дистанционной передачи индикаторное устройство для индикации состояния варисторов (4, 5).

28. Элемент защиты от перенапряжения по одному из пп. 13-17, отличающийся тем, что на корпусе выполнено или же расположено оптическое индикаторное устройство и/или выполненное с возможностью дистанционной передачи индикаторное устройство для индикации состояния варисторов (4, 5).

Похожие статьи:

  • Выключатель аварийки схема Схема включения указателей поворота ВАЗ 2113, 2114, 2115 26352 Просмотра Обсудить Схема включения указателей поворота и аварийной сигнализации ВАЗ 2113, 2114, 2115 : 1 — лампы указателей поворота; 2 — монтажный блок; 3 — […]
  • Схема подключения таймера электронного тэ 15 Таймер электронный ТЭ-15 Недельный 1-канальный таймер ТЭ15 предназначен для отсчета интервалов времени, автоматического включения/отключения электротехнического оборудования через заданный промежуток времени в течение недели и управления […]
  • Утюг включен в сеть с напряжением 220 в работа Утюг включен в сеть с напряжением 220 в работа Привет! Меня зовут Решалкин и моя работа - решение задач по любым предметам - это у меня получается на отлично! Я к Вашим услугам! Гарантирую быстрое, качественное и подробное решение любой […]
  • Как проверить трансформатор мультиметром в мониторе Подскажите по проверке трансофрматора (Acer 203H гаснет подсветка через пару секунд) [РЕШЕНО] Здравствуйте! пишу сразу в песочницу. В схеме инвертора монитора Acer 20" имеется 2 трансформатора 80GL17T-47-V(№1) и 80GL22T-1-V (№2). В №2 […]
  • Заземляющий нулевой провод Заземления нулевой точки трансформатора и нулевого провода 1836 Занулением называется преднамеренное соединение частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением, с глухозаземленой нейтралью генератора или трансформатора в […]
  • Схема работы ламп дневного света Схема работы ламп дневного света 1.Дроссель 2. Слой люминофора 3.Пары ртути 4.Вывода стартёра 5.Электроды стартёра 6.Стеклянная колба стартёра 7.Биметаллический контакт 8.Свечение инертного газа 9.Вольфрамовые нити накала лампы 10.Капля […]