DE102019203505A1

DE102019203505A1 - Überspannungsschutzeinrichtung-Anordnung

Info

Publication number: DE102019203505A1
Application number: DE102019203505.1A
Authority: DE
Inventors: Monika Stuckmann; Peter Berg; Christian Ramsel; Hannes Sagebiel
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2018-03-16
Filing date: 2019-03-15
Publication date: 2019-09-19
Also published as: DE202018101464U1

Abstract

Die Erfindung betrifft Überspannungsschutzeinrichtung-Anordnung mit einer Trageeinrichtung (1).

Description

Die Erfindung betrifft Überspannungsschutzeinrichtung-Anordnungen.
Hintergrund der Erfindung
In den unterschiedlichsten Wechselspannungssystemen werden Überspannungsschutzeinrichtungen eingesetzt. Dabei unterscheiden sich die eingesetzten Schaltungen je nach System.
Um eine Anlage oder Installation vor externen Überspannungen zu schützen werden häufig Überspannungsschutzeinrichtungen am Beginn der Verdrahtung eingesetzt. Beispielsweise bei einer Hausinstallation werden solche Überspannungsschutzeinrichtungen im so genannten Hauptstrom-Versorgungssystem oder unmittelbar nach dem Zähler eingesetzt.
Der Einsatz von Überspannungsschutzeinrichtungen kann auch normativ vorgegeben sein.
Um einen guten Schutz zur Verfügung stellen zu können ist die Anschlusslänge vom zu schützenden System, z.B. der Niederspannungsversorgung, über die jeweilige Überspannungsschutzeinrichtung zu einem Potentialausgleich gering zu halten, da lange Anschlusslängen zu einem induktiven Spannungsabfall führen, die zu einer Minderung des Schutzpegels beitragen.
In bisherigen Installationen sind häufig Überspannungsschutzeinrichtungen vorzufinden, die auf einer Hutschiene aufgebracht sind, wobei die elektrische Kontaktierung mittels geeigneter Zu- und Abführungsleitungen erfolgt.
In einer solchen Konstellation kann nicht ausgeschlossen werden, dass die Anschlussleitungen so lang sind, dass der Schutzpegel beeinträchtigt oder aber die Wirkung nahezu vollständig verhindert wird. D.h., das Vorhandensein einer solchen Überspannungsschutzeinrichtung ohne Kenntnis der Verkabelung täuscht eine falsche Sicherheit vor.
Um den Einfluss der Anschlussleitungen für eine nachfolgende Installation gering zu halten wird gelegentlich auf die sogenannte V-Verdrahtung zurückgegriffen, bei der die Überspannungsschutzeinrichtung nicht über eine Stichleitung angeschlossen wird, sondern bei der die Versorgungsseite als auch die Installationsseite direkt an der Überspannungsschutzeinrichtung verbunden werden.
Allerdings stellt eine derartige V-Verdrahtung hohe Anforderungen an die mechanische Ausführung der Leiterklemmen sowie die Betriebsstrom-Tragfähigkeit aller elektrischen Verbindungen, da bei einer derartigen Installation die Anschlussklemmen vom Betriebsstrom durchflossen werden und unter Umständen eine unzulässige Erwärmung des Überspannungsschutzgeräts im normalen Betriebsfall auftreten kann.
Um diesen Problemen zu entgehen wurde in der Vergangenheit bereits vorgeschlagen, Überspannungsschutzeinrichtungen direkt auf ein Sammelschienensystem und damit ohne externe Anschlusskabel aufzubringen. Die sich hieraus ergebende geringe Anschlussinduktivität stellt sicher, dass während eines Ableitvorgangs auch bei größten Stoßstromwerten nur geringe induktive Spannungsabfälle auftreten.
Beispielsweise werden für sogenannte Typ 1 Ableiter (z.B. entsprechend der DIN VDE 0100-443 (VDE 0100-443):2007-06 oder IEC 60364-4-44:2001-08 bzw. DIN VDE 0110/IEC Publikation 664) oftmals Funkenstrecken-basierte Ableiter eingesetzt.
Um mit den Funkenstrecken bessere Schutzpegel zu erzielen, werden diese Funkenstrecken mit externen Triggerkreisen beschaltet, welche das Zünden der Funkenstrecken bei niedrigeren Spannungen ermöglichen.
Diese Triggerkreise müssen dazu in elektrisch leitender Verbindung mit den Funkenstrecken stehen. Der Triggerkreis von Funkenstrecken wird dabei direkt auf das Außengehäuse der Funkenstrecken kontaktiert, da dieses mit der entsprechenden Triggerelektrode verbunden ist.
Die Kontaktierung des Funkenstrecken-Gehäuses wird dabei mittels Druckkontaktierung über Federelemente realisiert. Für diese Federelemente gibt es verschiedenste Ausführungsformen, z.B.: federnd gelagerte Stifte, Druckfedern, Blattfedern, Federspangen, etc.
Beispielsweise ist aus der DE 10 2004 037 083 A1 ein fertig konfektioniertes Gerät bekannt, das auf ein Sammelschienensystem aufgebracht werden kann. In diesem Gerät sind alle Einrichtungen integriert. Fällt eine der Überspannungsschutzeinrichtungen aus, ist das Gerät zwar noch für die anderen Leitungen verwendbar, jedoch stellt dies im eigentlichen Sinne keine Schutzfunktion mehr dar. Da das Gerät vollintegriert ist, um einen niedrigen Schutzpegel bereitzustellen, können einzelne Überspannungsschutzeinrichtungen nicht getauscht werden. Somit muss der Verwender im Fehlerfall das gesamte Gerät ersetzen, was zu hohen Kosten führt.
Beispielsweise ist aus der DE 200 04 593 U1 der Anmelderin bereits ein Sammelschienensystem mit Überspannungsschutz bekannt. Dort wird eine Adapterbrücke mit elektrischen Verbindungseinrichtungen zu den Stromschienen vorgeschlagen, auf die die Überspannungsschutzeinrichtungen wechselbar aufgesteckt werden können.
Es ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Überspannungsschutzeinrichtung-Anordnung anzugeben, die für eine direkte Montage auf einem Sammelschienensystem mit mehreren Stromschienen geeignet sind, wobei die Montage leicht und ohne separates Werkzeug, d.h. sehr anwenderfreundlich, vonstattengehen kann. Bei der anzugebenden Anordnung soll die Montage unter Spannung möglich sein.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Überspannungsschutzeinrichtung-Anordnung gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind insbesondere Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Nachfolgend wird die Erfindung näher unter Bezug auf die Figuren erläutert. In diesen zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines Aspektes von Ausführungsformen der Erfindung,
2 eine schematische Darstellung eines Aspektes von weiteren Ausführungsformen der Erfindung,
3 eine schematische Darstellung eines Aspektes von noch weiteren Ausführungsformen der Erfindung,
4 eine schematische Darstellung eines Aspektes gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, und
5 eine schematische Darstellung eines Aspektes gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Nachfolgend wird die Erfindung eingehender unter Bezugnahme auf die 1-5 dargestellt werden. Dabei ist anzumerken, dass unterschiedliche Aspekte beschrieben werden, die jeweils einzeln oder in Kombination zum Einsatz kommen können. D.h. jeglicher Aspekt kann mit unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden, soweit nicht explizit als reine Alternative dargestellt.
Weiterhin wird nachfolgend der Einfachheit halber in aller Regel immer nur auf eine Entität Bezug genommen werden. Soweit nicht explizit vermerkt, kann die Erfindung aber auch jeweils mehrere der betroffenen Entitäten aufweisen. Insofern ist die Verwendung der Wörter „ein“, „eine“ und „eines“ nur als Hinweis darauf zu verstehen, dass in einer einfachen Ausführungsform zumindest eine Entität verwendet wird.
Soweit nachfolgend Verfahren beschrieben werden, sind die einzelnen Schritte eines Verfahrens in beliebiger Reihenfolge anordenbar und/oder kombinierbar, soweit sich durch den Zusammenhang nicht explizit etwas Abweichendes ergibt. Weiterhin sind die Verfahren - soweit nicht ausdrücklich anderweitig gekennzeichnet - untereinander kombinierbar.
Angaben mit Zahlenwerten sind in aller Regel nicht als exakte Werte zu verstehen, sondern beinhalten auch eine Toleranz von +/- 1% bis zu +/- 10 %.
Bezugnahme auf Standards oder Spezifikationen oder Normen sind als Bezugnahme auf Standards bzw. Spezifikationen bzw. Normen, die zum Zeitpunkt der Anmeldung und/oder - soweit eine Priorität beansprucht wird - zum Zeitpunkt der Prioritätsanmeldung gelten / galten zu verstehen. Hiermit ist jedoch kein genereller Ausschluss der Anwendbarkeit auf nachfolgende oder ersetzende Standards oder Spezifikationen oder Normen zu verstehen.
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird eine Überspannungsschutzeinrichtung-Anordnung bereitgestellt. Die Überspannungsschutzeinrichtung-Anordnung weist eine Trageeinrichtung 1 auf. Die Trageeinrichtung kann z.B. als (ein- oder mehrteiliges) Element eine mechanische Befestigung auf den Sammelschienen bereitstellen, wobei der mindestens eine Überspannungsschutzeinrichtung SPD auf der Trageeinrichtung 1 oder in einem Gehäuse fixierbar ist. D.h. die Trageeinrichtung stellt eine mechanische Verbindung dar.
Somit können z.B. bereits verfügbare steckerartige Überspannungsschutzeinrichtungen SPD für diesen Verwendungszweck herangezogen werden. Hierdurch können erhebliche Kostenvorteile bei großer Flexibilität und induktivitätsarmen / stoßstromfestem Anschluss realisiert werden.
Je nach Ausgestaltung der Überspannungsschutzeinrichtungen und der Sammelschienen kann es vorgesehen sein, dass in der Trageeinrichtung 1 oder an den Überspannungsschutzeinrichtungen SPD selbst externe Anschlussmittel zum Kontaktieren der jeweiligen Stromschiene im Rasterabstand des Sammelschienensystems vorgesehen sind. D.h. die Überspannungsschutzeinrichtung-Anordnung eignet sich zur unmittelbaren Montage auf einem Sammelschienensystem mit mehreren Stromschienen, z.B. PE; L₁ ; L₂ ; L₃ , N.
Durch die Ausgestaltung der externen Anschlussmittel als kupplungsartige Mittel kann sowohl eine elektrische als auch eine (zusätzliche) mechanische Verbindung bereitgestellt werden.
An der Unterseite der Trageeinrichtung 1 werden im Abstand der Stromschienen des Sammelschienensystems verlaufende nutförmige Rücksprünge oder Ausnehmungen bereitgestellt, wobei in diesen Federkontaktelemente mittelbar oder unmittelbar befestigt und/oder geführt sind.
Wie aus 1 ersichtlich ist kann die Überspannungsschutzeinrichtung SPD getrennt von der Trageeinrichtung 1 (de)montiert werden.
Ohne Weiteres kann in diesem Ansatz z.B. auch ein Zündkreis/Triggerkreis elektrisch vorkonfektioniert oder steck-/wechselbar auf der Trageeinrichtung 1 vorgesehen sein.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, welche in 2 dargestellt ist, weist die Überspannungsschutzeinrichtung-Anordnung wiederum eine Trageeinrichtung 1 auf. Weiterhin weist die Überspannungsschutzeinrichtung-Anordnung mindestens eine Überspannungsschutzeinrichtung SPD auf, wobei die Überspannungsschutzeinrichtung SPD auf der Trageeinrichtung oder in einem Gehäuse fixierbar sowie mit externen Anschlussmitteln versehen ist.
Damit eignet sich die Überspannungsschutzeinrichtung-Anordnung zur unmittelbaren Montage auf einem Sammelschienensystem mit mehreren Stromschienen PE; L₁ ; L₂ ; L₃ .
An oder in der Unterseite der Trageeinrichtung 1 sind im Rasterabstand des Sammelschienensystems kupplungsartige Mittel zum elektrischen und mechanischen Verbinden angeordnet. Diese kupplungsartigen Mittel können unmittelbar an den Überspannungsschutzeinrichtungen SPD angeordnet sein und sich durch Öffnungen in der Trageeinrichtung erstrecken.
In der Unterseite (Seite zu den Stromschienen hin) der Trageeinrichtung 1 sind nutförmige Rücksprünge oder Ausnehmungen 5 vorgesehen, wobei in diesen Federkontaktelemente 6 befestigt und/oder geführt sind, wobei die Rücksprünge oder Ausnehmungen 5 zumindest zwei unterschiedliche Abstände aufweisen. D.h. A₁≠A₂ und/oder A₄≠A₃ ,etc..
Hierdurch kann z.B. der seitliche Berührschutz am Schutzleiter / Potentialausgleich PE entfallen, da hier in aller Regel keine gefährlichen Spannungen zu erwarten sind. Hierdurch kann z.B. auf Grund der unsymmetrischen Gestaltung ein optischer Hinweis auf eine korrekte Einbaulage gegeben werden. Zudem kann durch eine geeignete Anordnung die Stabilität bei geringem Materialeinsatz verbessert werden. Beispielsweise ist in 2 die Ausnehmung 5 so angeordnet, dass die Materialwand, die einen Berührschutz und/oder Funkenschutz zur Verfügung stellt, möglichst nah an der Stromschiene N und/oder L₃ angeordnet ist. D.h. die äußeren Wände können zur Verbesserung der mechanischen Stabilität verwendet werden, während die inneren Materialwände beispielsweise nur einen Funkenschutz bereitstellen.
In einer Ausführungsform der Erfindung, welche in 3 dargestellt ist, sind im Abstand der Stromschienen des Sammelschienensystems verlaufende L-förmige Ausnehmungen 5 vorgesehen, wobei in diesen Federkontaktelemente 6 befestigt und geführt sind. Solche L-förmigen Ausnehmungen stellen eine hohe mechanische Stabilität zur Verfügung.
In noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, welche in 4 dargestellt ist, sind die Federkontaktelemente 6 in der Trageeinrichtung 1 / dem Gehäuse angeordnet. Allerdings sind die Federkontaktelemente 6 direkt elektrisch als auch mechanisch mit einer jeweiligen Überspannungsschutzeinrichtung SPD verbunden und werden hierdurch innerhalb der Öffnungen in der Trageeinrichtung 1 / dem Gehäuse geführt.
D.h. dieser Aufbau ist besonders kostengünstig herstellbar, da nunmehr eine Selbstfixierung durch z.B. eine vorgefertigte Verdrahtung / Platine mit Überspannungsschutzeinrichtungen SPD und den jeweiligen Federkontaktelementen daran zur Verfügung gestellt wird. Beispielsweis kann ein Federkontaktelement 6 und eine Überspannungsschutzeinrichtung SPD mittels einer Verschraubung verbunden sein. Hierfür können geeignete Außen- bzw. Innengewinde, Schrauben und Muttern zum Kontern vorgesehen sein.
In noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, welche in 5 dargestellt ist, wird mindestens ein Fixierungs-Element F_1..3 zur Verfügung gestellt, mit dem die Überspannungsschutzeinrichtung-Anordnung lösbar auf dem Sammelschienensystem fixierbar ist.
Das Fixierungs-Element F₁ kann z.B. schieberartig eine Verriegelung zur Verfügung stellen (siehe 5). Alternativ oder zusätzlich kann auch durch ein drehbares Fixierungs-Element F2 eine Verriegelung zur Verfügung gestellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch durch ein verformbares Fixierungs-Element F₃ eine Verriegelung zur Verfügung gestellt werden.
Beispielsweise weist das Fixierungs-Element F₃ einen (elastisch deformierbaren) Vorsprung im Rastbereich auf. Die Fixierungs-Elemente können zusätzliche Federelemente aufweisen.
Ohne Beschränkung der Allgemeinheit kann dieses Fixierungs-Element F₁ auf eine Sammelschiene oder auf mehrere Sammelschienen einwirken. Weiterhin ohne Beschränkung der Allgemeinheit kann auch eine Vielzahl von gleichartigen oder unterschiedlichen Fixierungs-Elementen F vorgesehen sein.
In Ausführungsformen der Erfindung kann zudem vorgesehen sein, dass das Fixierungs-Element eine vorgespannte Halterung aufweist, wobei die vorgespannte Halterung mittels einer Öffnungseinrichtung gelöst werden kann. Weiterhin kann ohne Beschränkung der Allgemeinheit auch vorgesehen sein, dass ein Auswurfelement vorgesehen ist, mit dem die Überspannungsschutzeinrichtung-Anordnung von dem Sammelschienensystem gelöst werden kann.
Weiterhin kann in allen Ausführungsformen zumindest ein Teil der elektrischen Verbindungen induktivitätsarm ausgebildet sein. Beispielsweise können möglichst kurze Verbindungsstücke zur Verwendung kommen. Zudem können die Federkontaktelemente 6 unmittelbar auf einer entsprechenden Überspannungsschutzeinrichtung SPD angeordnet sein.
Weiterhin kann in allen Ausführungsformen zumindest ein Teil der elektrischen Verbindungen stoßstromfest ausgebildet sein. Hierzu können geeignete Leiterquerschnitte gewählt sein.
Weiterhin kann die Trageeinrichtung 1 als Bestandteil eines Gehäuses ausgeführt sein. So kann z.B. in dem Gehäuse sowohl ein Teil als auch alle Elemente vorgefertigt bereitgestellt werden. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass z.B. einzelne Elemente, wie z.B. Überspannungsschutzeinrichtungen SPD steckerartig und damit selbstständig wechselbar ausgeführt sind.
Von besonderem Interesse ist, dass die Überspannungsschutzeinrichtungen SPD und damit auch die Anordnung gemäß der Erfindung zum Schutz von Niederspannungs-Versorgungssystemen ausgelegt sind.
Als Niederspannung bezeichnet man Wechselspannungen bis 1000 Volt und Gleichspannungen bis 1500 Volt. Der Bereich der Niederspannung umfasst neben Kleinspannungen zum Beispiel auch die 230/400 Volt-Netze. Rechtliche Regelungen von Niederspannungsanlagen sind z.B. im Rahmen der Niederspannungsrichtlinie festgelegt, siehe z.B. DIN EN 50110-1:2014 Betrieb von elektrischen Anlagen - Teil 1: Allgemeine Anforderungen; Deutsche Fassung EN 50110-1:2013, DIN EN 50110-2:2011 Betrieb von elektrischen Anlagen - Teil 2: Nationale Anhänge; Deutsche Fassung EN 50110-2:2010.
Weiterhin kann eine Vielzahl von Überspannungsschutzeinrichtungen SPD zur Verfügung gestellt werden. In aller Regel ist die Anzahl der Überspannungsschutzeinrichtungen SPD geringer als die Anzahl der Stromschienen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass anstatt einer Überspannungsschutzeinrichtung SPD ein Überspannungsschutzensemble mit einer Parallel und/oder Reihenschaltung von gleichartigen oder unterschiedlichen Überspannungsschutzeinrichtungen zum Einsatz kommt oder zusätzliche SPD zum Beispiel für einen direkten Schutz zwischen zwei Phasen (z. B. L₁ - L₂) eingesetzt werden.
D.h. es können übliche Schaltungen mit der Erfindung realisiert werden.
In noch einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Sammelschienensystem ein Gleichspannungssystem, ein Zweileiterwechselspannungssystem oder ein Mehrleiterwechselspannungssystem.
Ohne Beschränkung der Allgemeinheit ist die Erfindung nicht auf Wechselspannungssysteme (Zwei-, Drei oder Mehrleitersystem) beschränkt, sondern kann gleichermaßen auch in Gleichspannungssystemen Anwendung finden.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Kontaktierung der Überspannungsschutzeinrichtung-Anordnung und der in diesen befindlichen Überspannungsschutzeinrichtungen auf der Sammelschienenanordnung sowohl elektrisch als auch mechanisch über das Kupplungssystem fixierbar ist.
Bei den Ausführungsformen der Erfindung werden für dieses Kupplungssystem keine Hilfswerkzeuge benötigt. Die mechanische Fixierung und die elektrische Kontaktierung der Überspannungsschutzeinrichtungen erfolgt vielfach durch Verrasten der Kontaktelemente mit dem Stromschienensystem.
Hierdurch sind sowohl kurze Montagezeiten als auch eine weitgehend unabhängig von dem Profil und der Positionierung der zu kontaktierenden Stromschiene mögliche Montagevorgänge erreichbar.
Bei Ausführungsform der Erfindung umfassen die kupplungsartigen Mittel Federelemente und mindestens eine Verrastung.
An der Unterseite der Trägereinrichtung 1 können im Bereich zwischen den Stromschienen des Sammelschienensystems zungenartige Vorsprünge als Störlichtbogenschutz vorgesehen sein, so dass auch im Falle des Auftretens und Ableitens von Stoßströmen eine Beschädigung des eigentlichen Sammelschienensystems durch Lichtbogeneinwirkung wirksam verhindert werden kann.
An der Unterseite der Trägereinrichtung 1 können im Abstand der Stromschienen des Sammelschienensystems verlaufende, nutförmige Rücksprünge oder derartige Ausnehmungen vorgesehen sein, wobei in diesen Rücksprüngen / Ausnehmungen Federkontaktelemente befestigt sein können.
In einem ersten, außenseitigen Rücksprung kann ein Federkontaktelement fixiert sein, welches eine erste Stromschiene klemmend an die horizontale Rücksprungfläche presst, wobei das Federkontaktelement eine offene Bogenform zum Einschieben und Aufnehmen der entsprechenden Stromschiene aufweist.
An einem zweiten, außenseitigen Rücksprung, welcher dem ersten Rücksprung gegenüberliegt, kann eine Rastnase befindlich sein. Diese Rastnase umgreift eine weitere Stromschiene im montierten Zustand mindestens teilweise unterseitig und hält so die gesamte Überspannungsschutzeinrichtung-Anordnung am Sammelschienensystem.
Zwischen dem ersten und dem zweiten außenseitigen Rücksprung können weitere nutförmige, parallel verlaufende Rücksprünge in der Trägerplatte vorhanden sein. Diese können die weiteren Stromschienen des Sammelschienensystems aufnehmen.
Im oder am zweiten außenseitigen Rücksprung und/oder den weiteren parallel verlaufenden Rücksprüngen können jeweils spezielle, z.B. V-förmige Federkontaktelemente vorgesehen sein, welche die jeweilige Stromschiene sowohl seitlich, vertikal als auch oberflächenseitig, horizontal kontaktieren und so einen multiplen Stromübergang ermöglichen.
Die Federkontaktkraft der V-förmigen Federkontaktelemente kann zwischen der Trägereinrichtung oder Rücksprungfläche und der jeweiligen Fläche der Stromschiene wirken, was den Kontaktübergangs-Widerstand verringert und eine sichere Kontaktierung und Befestigung auch bei Toleranzen des Gesamtsystems ermöglicht.
Die V-förmigen Federkontaktelemente können eine sich von einem Schenkel seitlich erstreckende, bogenförmig verlaufende federelastische Kontaktfläche aufweisen. Der weitere Schenkel der V-förmigen Federkontaktelemente kann mit seinem freien Ende in einer Federbefestigungsnut geführt und dort fixiert sein.
An der Rastnasenseite der Trägerplatte gegenüberliegend kann ein Anschlag vorgesehen sein. Für die Montage kann die Überspannungsschutzeinrichtung-Anordnung mit diesem Anschlag in gekippter bzw. Winkelstellung, bevorzugt in Kontakt mit einer PE-Stromschiene gebracht werden, wobei diese dann bereits klemmend mit dem im dortigen Rücksprung befindlichen Federkontaktelement in Verbindung kommt.
Im Anschluss kann die Gesamtanordnung weiter in Richtung des Sammelschienensystems bewegt werden, mit der Folge, dass nun die weiteren Federkontaktelemente mit den jeweiligen Stromschienen in Kontakt kommen. Am Ende dieses Bewegungsvorgangs kann die erwähnte Rastnase, die bevorzugt eine keilförmige oder schräge Gleitfläche aufweist, eine Position an der äußeren Stromschiene erreichen und kann an dieser entlang gleiten, bis die Rastposition erreicht wird.
Gegebenenfalls kann die Rastnase auch einen gelagerten Schenkel aufweisen, der so unter Federspannung steht, dass er die Rastposition einnimmt. In diesem Fall kann die Demontage des Geräts unter manueller Betätigung des Entriegelungshebels erfolgen, der dabei die Verrastung aufhebt.
Für den Fall einer Demontage der Überspannungsschutzeinrichtung-Anordnung kann ein leichtes seitliches Verschieben so lange vorgenommen werden, bis die Rastnase außer Kontakt mit der zugeordneten Stromschiene tritt. Durch die Kraft der Federkontaktelemente kann sich nunmehr die Anordnung bereits leicht abheben und kann dann auf umgekehrten Weg durch Kippen und Zurückschieben vom Sammelschienensystem entfernt werden. Der Einsatz irgendwelcher Werkzeuge ist hierbei nicht notwendig.
Zwischen der Anschlaginnenseite und dem Federkontaktelement kann im ersten außenseitigen Rücksprung ein elastisches Teil zum Zweck einer horizontalen Verschiebbarkeit oder zum Toleranzausgleich des Sammelschienensystems vorgesehen sein. Dieser elastische Teil kann als diskretes Teil angeordnet, aber auch integral mit dem dort befindlichen Federkontaktelement, d.h. als Bestandteil dieses, ausgeführt werden.
Die Federelemente können eine Form aufweisen, welche beim Stromfluss im Überspannungsfall Kontaktkraft unterstützend ein Magnetfeld aufbauen. Die Profilierung der Federelemente oder der Federkontaktelemente ermöglicht, wie bereits erwähnt, einen multiplen Stromübergang zu dem Sammelschienensystem und sichert damit die erforderliche Stoßstromfestigkeit.
Bei der Montage wird die zu installierende Überspannungsschutzeinrichtung-Anordnung beispielsweise in einer Schräglage an der PE-Schiene fixiert und so weit nach unten gedrückt, bis auf der Gegenseite eine Verrastung wirksam wird. Hierbei kann eine allpolige, stoßstromfeste Kontaktierung über die Federelemente erfolgen.
Um auch eine abweichende Profilierung oder abweichende Positionen der einzelnen Stromschienen PE, L1, L2 und L3 zu kontaktieren, kann der Kontaktdruck der Federelemente in horizontaler und in vertikaler Richtung wirken. Ein Störlichtbogenschutz 4, realisiert durch eine Abschottung zwischen den Kontakten, kann verhindern, dass durch Sprüheffekte einzelne Störlichtbögen zwischen den Kontakten entstehen können.
Die Kontaktkraft kann bei den Ausführungsformen nicht nur von der mechanischen Kraftwirkung abhängig sein, sondern kann zusätzlich durch die Kraftwirkung des Magnetfelds, das von dem Blitzstrom durchflossenen Leiter ausgeht, in positiver Weise beeinflusst werden. Die Profilierung der Kontaktfedern kann auf vielfältige Weise realisiert werden. So bieten speziell geformte Kontaktfedern einen multiplen Stromübergang, was als Vorteil gegenüber Anordnungen mit Einzelkontakten anzusehen ist.
Als Kontaktmaterial kann ein Material mit Federeigenschaften verwendet werden, das gleichzeitig einen sehr guten elektrischen Leitwert aufweist, um einen geringen Kontaktübergangs-Widerstand zu erzielen. Beispielsweise sei hier auf Kupfer-Beryllium verwiesen.
Um eine Austauschbarkeit oder Positionsänderung des Überspannungsschutzgeräts zu gewährleisten, kann möglichst abbrandfreies Kontaktmaterial gewählt werden.
Soweit vorstehend Bezug auf Funkenstrecken genommen wurde, ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt. Vielmehr kann jegliche Art von Überspannungsschutzeinrichtungen, z.B. Varistoren, Gasableitern, TVS-Dioden, etc. Verwendung finden.
Weiterhin kann die Überspannungsschutzeinrichtung eine Zündhilfe aufweisen. Die Zündhilfe kann z.B. auf die Überspannungsschutzeinrichtung SPD ausgerastet werden.
Bezugszeichenliste

1: Trageeinrichtung
SPD: Überspannungsschutzeinrichtung
N,PE; L_1..3: Stromschienen
4: Störlichtbogenschutz
5: Rücksprung / Ausnehmung
6: Federkontaktelement
F_1..3: Fixierungs-Element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102004037083 A1 [0015]
DE 20004593 U1 [0016]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN VDE 0100-443 (VDE 0100-443):2007-06 [0011]
DIN VDE 0110/IEC [0011]
DIN EN 50110-1:2014 [0049]
EN 50110-1:2013 [0049]
DIN EN 50110-2:2011 [0049]
EN 50110-2:2010 [0049]

Claims

Überspannungsschutzeinrichtung-Anordnung mit einer Trageeinrichtung (1) mit mindestens einer Überspannungsschutzeinrichtung (SPD), wobei die Überspannungsschutzeinrichtung (SPD) auf der Trageeinrichtung oder in einem Gehäuse fixierbar sowie mit externen Anschlussmitteln versehen ist, wobei zur unmittelbaren Montage auf einem Sammelschienensystem mit mehreren Stromschienen (PE; L₁; L₂; L₃) an oder in der Unterseite der Trageeinrichtung (1) im Rasterabstand des Sammelschienensystems kupplungsartige Mittel zum elektrischen und mechanischen Verbinden angeordnet sind, und die Unterseite der Trageeinrichtung (1) im Abstand der Stromschienen des Sammelschienensystems verlaufende nutförmige Rücksprünge (5) oder Ausnehmungen aufweisen, wobei in diesen Federkontaktelemente (6) befestigt und geführt sind.
Überspannungsschutzeinrichtung-Anordnung mit einer Trageeinrichtung (1), mit mindestens einer Überspannungsschutzeinrichtung (SPD), wobei die Überspannungsschutzeinrichtung (SPD) auf der Trageeinrichtung oder in einem Gehäuse fixierbar sowie mit externen Anschlussmitteln versehen ist, wobei zur unmittelbaren Montage auf einem Sammelschienensystem mit mehreren Stromschienen (PE; L₁; L₂; L₃) an oder in der Unterseite der Trageeinrichtung (1) im Rasterabstand des Sammelschienensystems kupplungsartige Mittel zum elektrischen und mechanischen Verbinden angeordnet sind und die Unterseite der Trageeinrichtung (1) nutförmige Rücksprünge (5) oder Ausnehmungen aufweisen, wobei in diesen Federkontaktelemente (6) befestigt und geführt sind, wobei die Rücksprünge oder Ausnehmungen zumindest zwei unterschiedliche Abstände aufweisen.
Überspannungsschutzeinrichtung-Anordnung mit einer Trageeinrichtung (1), mit mindestens einer Überspannungsschutzeinrichtung (SPD), wobei die Überspannungsschutzeinrichtung (SPD) auf der Trageeinrichtung oder in einem Gehäuse fixierbar sowie mit externen Anschlussmitteln versehen ist, wobei zur unmittelbaren Montage auf einem Sammelschienensystem mit mehreren Stromschienen (PE; L₁; L₂; L₃) an oder in der Unterseite der Trageeinrichtung (1) im Rasterabstand des Sammelschienensystems kupplungsartige Mittel zum elektrischen und mechanischen Verbinden angeordnet sind, und die Unterseite der Trageeinrichtung (1) im Abstand der Stromschienen des Sammelschienensystems verlaufende L-förmige Ausnehmungen aufweisen, wobei in diesen Federkontaktelemente (6) befestigt und geführt sind.
Überspannungsschutzeinrichtung-Anordnung mit einer Trageeinrichtung (1), mit mindestens einer Überspannungsschutzeinrichtung (SPD), wobei die Überspannungsschutzeinrichtung (SPD) auf der Trageeinrichtung oder in einem Gehäuse fixierbar sowie mit externen Anschlussmitteln versehen ist, wobei zur unmittelbaren Montage auf einem Sammelschienensystem mit mehreren Stromschienen an oder in der Unterseite der Trageeinrichtung (1) im Rasterabstand des Sammelschienensystems kupplungsartige Mittel zum elektrischen und mechanischen Verbinden angeordnet sind und die Unterseite der Trageeinrichtung (1) im Abstand der Stromschienen des Sammelschienensystems verlaufende nutförmige Rücksprünge (5) oder Ausnehmungen aufweisen, wobei in diesen Federkontaktelemente (6) angeordnet sind, die durch eine elektromechanisch direkte Verbindung mit einer jeweiligen Überspannungsschutzeinrichtung geführt und befestigt sind.
Überspannungsschutzeinrichtung-Anordnung mit einer Trageeinrichtung (1), mit mindestens einer Überspannungsschutzeinrichtung (SPD), wobei die Überspannungsschutzeinrichtung (SPD) auf der Trageeinrichtung oder in einem Gehäuse fixierbar sowie mit externen Anschlussmitteln versehen ist, wobei zur unmittelbaren Montage auf einem Sammelschienensystem mit mehreren Stromschienen an oder in der Unterseite der Trageeinrichtung (1) im Rasterabstand des Sammelschienensystems kupplungsartige Mittel zum elektrischen und mechanischen Verbinden angeordnet sind, und die Unterseite der Trageeinrichtung (1) im Abstand der Stromschienen des Sammelschienensystems angeordnete Federkontaktelemente (6) befestigt und geführt sind, wobei mittels eines Fixierungs-Elements die Überspannungsschutzeinrichtung-Anordnung lösbar auf dem Sammelschienensystem fixierbar ist.
Überspannungsschutzeinrichtung-Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierungs-Element einen (elastisch deformierbaren) Vorsprung im Rastbereich aufweist.
Überspannungsschutzeinrichtung-Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierungs-Element eine vorgespannte Halterung aufweist, wobei die vorgespannte Halterung mittels einer Öffnungseinrichtung gelöst werden kann.
Überspannungsschutzeinrichtung-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sammelschienensystem ein Gleichspannungssystem, ein Zweileiterwechselspannungssystem oder ein Mehrleiterwechselspannungssystem ist.
Überspannungsschutzeinrichtung-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der elektrischen Verbindungen induktivitätsarm ausgebildet sind.
Überspannungsschutzeinrichtung-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der elektrischen Verbindungen stoßstromfest ausgebildet sind.
Überspannungsschutzeinrichtung-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trageeinrichtung (1) als Bestandteil eines Gehäuses ausgeführt ist.
Überspannungsschutzeinrichtung-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überspannungsschutzeinrichtung (SPD) zum Schutz von Niederspannungs-Versorgungssystemen ausgelegt ist.
Überspannungsschutzeinrichtung-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Überspannungsschutzeinrichtungen (SPD) zur Verfügung gestellt wird, wobei die Anzahl der Überspannungsschutzeinrichtungen (SPD) geringer als die Anzahl der Stromschienen ist.
Überspannungsschutzeinrichtung-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Überspannungsschutzeinrichtung (SPD) eine Zündhilfe ausgerastet werden kann.