DE102021105876A1

DE102021105876A1 - Technik zum Überspannungsschutz und Melden eines Zustands des Überspannungsschutzes

Info

Publication number: DE102021105876A1
Application number: DE102021105876.7A
Authority: DE
Inventors: Friedrich-Eckhard Brand; Steffen Pförtner; Gernot FINIS; Christian Birkholz
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2020-03-26
Filing date: 2021-03-11
Publication date: 2021-09-30
Also published as: CN216750643U

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (100) und ein System zum Überspannungsschutz und Melden eines Zustands des Überspannungsschutzes. Die Vorrichtung (100) umfasst einen Überspannungsableiter (110) zum Überspannungsschutz eines elektrischen Stromkreises. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung (100) einen zwischen einer Betriebsstellung und mindestens einer Fehlerstellung quer zu einem Lichttunnel (120) beweglichen Schieber (112) mit einem dem Lichttunnel (120) zugewandten ersten Ende (122, 124). In der Betriebsstellung ist das erste Ende (122, 124) außerhalb des Lichttunnels (120) angeordnet, und in der mindestens einen Fehlerstellung ist das erste Ende (122, 124) zumindest abschnittsweise im Lichttunnel (120) angeordnet. Ferner umfasst die Vorrichtung (100) eine Spanneinrichtung (114), die dazu ausgebildet ist, den Schieber (112) in der Betriebsstellung mit einer Vorspannung in Richtung der mindestens einen Fehlerstellung vorzuspannen. Die Vorrichtung (100) umfasst außerdem mindestens ein wärmeempfindliches Material (116, 118), welches die Bewegung des Schiebers (112) entgegen der Vorspannung in der Betriebsstellung blockiert. Das mindestens eine wärmeempfindliche Material (116, 118) steht mit dem Überspannungsableiter (110) in Wärmekontakt und ist dazu ausgebildet, bei einer Erwärmung einen Phasenübergang zu durchlaufen, der die Bewegung des Schiebers (112) in die mindestens eine Fehlerstellung freigibt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Technik zum Überspannungsschutz und Melden eines Zustands des Überspannungsschutzes. Insbesondere sind, ohne darauf beschränkt zu sein, eine Vorrichtung zum Überspannungsschutz und Melden eines Zustands eines Überspannungsschutzes und ein System mit mindestens einer solchen Vorrichtung bereitgestellt.
Im Bereich der elektrischen Installation, insbesondere im Bereich des Überspannungsschutzes, wird der Zustand von Komponenten oder Geräten des Überspannungsschutzes überwacht. Die Überwachung wird dazu genutzt, eine überlastete Komponente oder ein überlastetes Gerät vom Stromkreis abzutrennen und/oder einen Kurzschluss zum Bezugspotenzial, beispielsweise einer Schutzerdung (fachsprachlich: „Protective Earth“ oder PE), herzustellen. Die Abtrennung dient der weiteren Verfügbarkeit des Stromkreises, beispielsweise trotz defektem Schutzgerät. Der Kurzschluss dagegen setzt den Fokus auf die Schutzwirkung vor Überspannungen oder Überströmen bei nicht mehr sicher funktionierenden Schutzkomponenten.
Bei beiden Varianten, Abtrennung und Kurzschluss, ist es für den Betreiber des elektrischen Stromkreises oder Stromnetzes vorteilhaft, eine Zustandsanzeige der überlasteten Komponente oder des überlasteten Geräts zu haben, damit diese bzw. dieses kurzfristig repariert oder getauscht werden kann, um den normalen Betriebszustand wiederherzustellen.
Eine bestehende Technik zur Zustandsüberwachung ist in der sogenannten TTC-Produktfamilie der PHOENIX CONTACT GmbH & Co. KG integriert. Im Fall einer Überlastung des überwachten Bauteils wird ein Lichtsignal auf mechanischem Wege unterbrochen. Diese Technik wird auch als „Lichtschrankenprinzip“ bezeichnet.
Das Dokument DE 10 2011 052 689 B4 beschreibt einen gasgefüllten Überspannungsableiter (englisch: „Gas Discharge Tube“ oder GDT) mit einer Kurzschlussfeder und einer Messeinrichtung zur indirekten Überwachung der Kurzschlussfeder, wobei die Messeinrichtung eine Temperaturänderung und/oder eine Helligkeitsänderung messen kann. Die Kurzschlussfeder ist mittels eines niedrigschmelzenden Lots gesichert, welches bei einem Temperaturanstieg des GDT schmilzt, wodurch die Kurzschlussfeder einen Kurzschlussbügel betätigt. Ein Lichtbogen in dem GDT führt zu einem von der Messeinrichtung beobachtbaren Helligkeitsanstieg.
Die Dokumente DE 10 2013 202 795 C5 , DE 10 2013 202 796 B4 und DE 10 2013 202 793 B4 beschreiben jeweils eine reversible Abtrennvorrichtung, die mit einer Überspannungsschutzeinrichtung in Serie geschaltet ist und eine Parallelschaltung von zwei Stromzweigen umfasst, wobei ein Stromzweig einen Schalter aus einer Formgedächtnislegierung umfasst, der in thermischer Verbindung mit der Überspannungsschutzeinrichtung steht. Der andere Stromkreis umfasst in den Dokumenten DE 10 2013 202 795 C5 und DE 10 2013 202 793 B4 einen veränderlichen Widerstand mit induktivem Anteil bzw. eine Impedanz, sowie im Dokument DE 10 2013 202 796 B4 ein spannungsschaltendes Überspannungsschutzelement, insbesondere einen GDT.
Das Dokument US 9,941,691 B2 beschreibt einen Überlastschutz, der ein spannungsbegrenzendes Element, insbesondere einen Varistor, und ein spannungsschaltendes Element, insbesondere eine Funkenstrecke oder ein GDT, umfasst, welche in Serie geschaltet sind. Das spannungsbegrenzende Element hat eine Überwachungsfunkenstrecke parallel geschaltet, welche als Bypass wirken kann. Mittels einer Temperaturüberwachung kann ein weiterer Bypass sowohl die Überwachungsfunkenstrecke als auch das spannungsschaltende Element kurzschließen im Falle von Alterung, unerlaubt hohen Netzspannungen und/oder niederenergetischen periodischen hochfrequenten Überspannungen.
Das Dokument DE 20 2019 101 517 U1 beschreibt ein Überspannungsschutzmodul mit zumindest zwei parallel geschalteten Überspannungsschutzeinrichtungen, wobei das Überspannungsschutzmodul über eine lokale mehrstufige Anzeige zum Anzeigen von mindestens einem Betriebszustand (auch: „OK“-Zustand), einem Warn-Zustand und einem Defekt-Zustand (auch: Fehler-Zustand) verfügt, die durch eine mechanische Wippe, welche durch beide parallel geschaltete Überspannungsschutzeinrichtungen betätigt werden, geändert wird, wobei der Warn-Zustand durch ein Auslösen einer Überspannungsschutzeinrichtung eingestellt wird und der Defekt-Zustand durch das Auslösen beider Überspannungsschutzeinrichtungen.
Im Stand der Technik werden insbesondere Halbleiter thermisch überwacht und bei Überlastung abgetrennt. Die Halbleiter sind zum einen wesentlich empfindlicher als ein GDT, zum anderen sind die Anforderungen an die Trennstellen geringer als bei einem Gasableiter oder GDT, weil die an den Halbleitern auftretenden Ströme geringer sind als bei den gasgefüllten Ableitern, insbesondere GDTs, die teilweise bis zu 20 kA (8/20 µs) betragen können.
Insbesondere im Telekommunikationsbereich werden jedoch GDTs mit integriertem Kurzschlussmechanismus eingesetzt, die einen Schutz vor Überspannungen und Überströmen, etwa durch ein sogenanntes „Powercross“ bieten, beispielsweise wenn Netzspannung auf Signaladern anliegt.
Somit besteht die Aufgabe, eine Technik zum Überspannungsschutz bereitzustellen, dessen Zustand gemeldet, vorzugsweise ferngemeldet, werden kann. Eine weitere oder alternative Aufgabe ist, eine Technik zum Überspannungsschutz bereitzustellen, der ohne elektrische Hilfsenergie überwacht werden kann.
Die Aufgabe wird bzw. die Aufgaben werden mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
Gemäß einem ersten Aspekt ist eine Vorrichtung zum Überspannungsschutz und Melden eines Zustands des Überspannungsschutzes bereitgestellt. Die Vorrichtung umfasst einen Überspannungsableiter zum Überspannungsschutz eines elektrischen Stromkreises. Die Vorrichtung umfasst ferner einen zwischen einer Betriebsstellung und mindestens einer Fehlerstellung quer zu einem Lichttunnel beweglichen Schieber mit einem dem Lichttunnel zugewandten ersten Ende. In der Betriebsstellung ist das erste Ende außerhalb des Lichttunnels angeordnet. In der mindestens einen Fehlerstellung ist das erste Ende zumindest abschnittsweise im Lichttunnel angeordnet. Außerdem umfasst die Vorrichtung eine Spanneinrichtung, die dazu ausgebildet ist, den Schieber in der Betriebsstellung mit einer Vorspannung in Richtung der mindestens einen Fehlerstellung vorzuspannen. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung mindestens ein wärmeempfindliches Material, welches die Bewegung des Schiebers entgegen der Vorspannung in der Betriebsstellung blockiert. Das mindestens eine wärmeempfindliche Material steht mit dem Überspannungsableiter in Wärmekontakt und ist dazu ausgebildet, bei einer Erwärmung einen Phasenübergang zu durchlaufen, der die Bewegung des Schiebers in die mindestens eine Fehlerstellung freigibt.
Der Schieber kann längsbeweglich und/oder schwenkbeweglich sein. Der schwenkbewegliche Schieber kann auch als Hebel bezeichnet werden. Der mechanisch vorgespannte Schieber oder Hebel kann auch als mechanisches Element bezeichnet werden.
Das erste Ende des Schiebers kann auch als Fähnchen bezeichnet werden. Das Fähnchen kann halbtransparent und/oder opak (z.B. lichtundurchlässig) sein. Alternativ oder ergänzend kann das erste Ende mindestens zwei Abschnitte umfassen. Der erste Abschnitt kann halbtransparent sein. Alternativ oder ergänzend kann der zweite Abschnitt opak sein. Weiterhin alternativ oder ergänzend können der erste und der zweite Abschnitt jeweils halbtransparent mit unterschiedlichen (beispielsweise disjunkten) Spektralbereichen sein.
Ein durch den Lichttunnel geleiteter Lichtstrahl kann als Lichtschranke zum Melden des Zustands fungieren. Eine Verdunklung und/oder Unterbrechung eines durch den Lichttunnel geleiteten Lichtstrahls mittels des ersten Endes des Schiebers kann als Unterbrechung der Lichtschranke bezeichnet werden.
Ausführungsbeispiele der Vorrichtung können durch die Anordnung des ersten Endes des Schiebers im Lichttunnel den Zustand des Überspannungsschutzes melden. Diese Ausführungsbeispiele oder weitere Ausführungsbeispiele können das Melden des Zustands des Überspannungsschutzes und/oder ein Überwachen des Überspannungsableiters ohne elektrische Hilfsenergie ermöglichen.
Ausführungsbeispiele der Vorrichtung können eine thermische Erkennung einer Überlastung des Überspannungsableiters (beispielsweise eines GDTs) ermöglichen. Eine Warn- und/oder Defekt-Anzeige (beispielsweise der Vorrichtung oder außerhalb der Vorrichtung) kann den mittels des Lichttunnels gemeldete Zustand des Überspannungsschutzes ausgeben. Das Melden des Zustands kann auch als Anzeigen des Zustands (beispielsweise als Defektanzeige) bezeichnet werden.
Das wärmeempfindliche Material kann einen Thermoplast, einen Kleber, ein Wachs und/oder ein Lot umfassen. Der Wärmekontakt kann dadurch erreicht sein, dass an einem Gehäuse des zu überwachenden Überspannungsableiters das wärmeempfindliche Material befestigt ist (beispielsweise in der Betriebsstellung).
Der Übergang von der Betriebsstellung in die Fehlerstellung kann mit einer Abtrenneinrichtung und/oder Kurzschlusseinrichtung des Überspannungsableiters thermisch und/oder mechanisch gekoppelt sein.
Der Überspannungsableiters kann eine Abtrenneinrichtung oder eine Kurzschlusseinrichtung umfassen, die dazu ausgebildet ist, in der Fehlerstellung den Überspannungsableiter vom Stromkreis abzutrennen bzw. kurzzuschließen. Beispielsweise kann die Abtrenneinrichtung oder die Kurzschlusseinrichtung mit dem Schieber mechanisch gekoppelt sein. Alternativ oder ergänzend kann eine Auslösetemperatur der Abtrenneinrichtung oder der Kurzschlusseinrichtung kann mit einer Übergangstemperatur des Phasenübergangs des wärmeempfindlichen Materials übereinstimmen.
So ist es beispielsweise möglich, das Auslösen einer Kurzschlusseinrichtung, beispielsweise eines Kurzschlussbügels (fachsprachlich auch: „fail-safe-Bügel“) eines Überspannungsableiters, beispielsweise GDTs, zu melden (vorzugsweise fernzumelden) und/oder anzuzeigen.
Um das Melden (beispielsweise eine Defektanzeige oder eine Fernmeldung) eines Fehlerzustands (beispielsweise ein Auslösen oder eine Überlastung des Überspannungsableiters) unabhängig von dem bzw. den zu schützenden elektrischen Stromkreisen bereitzustellen, kann die Spanneinrichtung die für das Melden notwendige Energie als mechanische Energie bereitstellen. Vorzugsweise bewegt die Vorspannung der Spanneinrichtung im Fehlerzustand des Überspannungsableiters den Schieber in die Fehlerstellung und unterbricht dadurch eine Lichtschranke.
Der Fehlerzustand (auch: Fehlerfall) des Überspannungsableiters kann ein Überlastzustand (auch: Überlastfall) sein, beispielsweise eine Überspannung und/oder ein Überstrom im elektrischen Stromkreis und/oder am Überspannungsableiter.
Der Schieber (d.h. das mechanische Element) kann dazu von der Spanneinrichtung als einer mechanisch wirkenden Kraftquelle angetrieben sein, die typischerweise mit Federelementen als Spanneinrichtungen realisiert sein kann. Die Federelemente können insbesondere Schraubenfedern und/oder Torsionsfedern sein.
Vorzugsweise wird die Bewegung des Schiebers (d.h. der Übergang von der Betriebsstellung in die Fehlerstellung) im Überlastfall durch einen Wärmeeintrag des zu überwachenden Überspannungsableiter ausgelöst. Vorzugsweise nutzt man hier die thermische Wirkung, da sie in direktem Zusammenhang mit einer Überlastung des Überspannungsableiters steht. Eine weitere Möglichkeit, insbesondere bei einem Gasableiter (englisch: „Gas Discharge Tube“, kurz „GDT“), besteht in einer optischen Auswertung. Die optische Auswertung erfordert aber Hilfsenergie, um zum Beispiel den Lichtbogen innerhalb des GDT erkennen zu können. Das Erfordernis der Bereitstellung von Hilfsenergie wird für die Überwachung einer Überlast als nachteilig angesehen.
Der Überspannungsableiter kann eine Funkenstrecke und/oder einen Gasableiter (GDT) und/oder einen Varistor und/oder eine Suppressordiode umfassen.
Der Phasenübergang des mindestens einen wärmeempfindlichen Materials kann einen Phasenübergang erster Ordnung und/oder einen Phasenübergang zweiter Ordnung und/oder einen Glasübergang umfassen.
Durch den Phasenübergang kann das mindestens eine wärmeempfindliche Material seinen Aggregatzustand verändern. Beispielsweise kann das wärmeempfindliche Material in der Betriebsstellung den Schieber stoffschlüssig gegen die Vorspannung blockieren (beispielsweise mittels als fester Klebstoff einer Klebverbindung oder als festes Lot einer Lötverbindung). Ein Wärmeeintrag vom Überspannungsableiter in das wärmeempfindliche Material aufgrund des Wärmekontakts mit dem Überspannungsableiter kann im Fehlerfall des Überspannungsableiters oder des elektrischen Stromkreises das wärmeempfindliche Material verflüssigen und dadurch die stoffschlüssige Verbindung zwischen lösen.
Beim Phasenübergang kann das mindestens eine wärmeempfindliche Material von einem festen Zustand oder Glaszustand in einen fluiden Zustand, beispielsweise einen flüssigen und/oder gasförmigen Zustand, übergehen. Beispielsweise kann beim Phasenübergang (vorzugsweise einem Glasübergang) die Viskosität abnehmen, beispielsweise um den Faktor 100 oder 1000 oder mehr.
Das mindestens eine wärmeempfindliche Material kann einen Thermoplast und/oder einen Klebstoff und/oder ein Wachs und/oder ein Lot umfassen.
Die Spanneinrichtung kann ein Federelement, insbesondere eine Schraubenfeder und/oder eine Torsionsfeder, umfassen.
Das mindestens eine wärmeempfindliche Material kann ein erstes wärmeempfindliches Material und ein zweites wärmeempfindliches Material umfassen.
Das erste wärmeempfindliche Material kann die Bewegung des Schiebers entgegen der Vorspannung in der Betriebsstellung blockieren. Das erste wärmeempfindliche Material und/oder dessen Wärmekontakt zum Überspannungsableiter kann dazu ausgebildet sein, zu einem ersten Zeitpunkt einen ersten Phasenübergang zu durchlaufen oder einen ersten Phasenübergang des ersten wärmeempfindlichen Materials zu bestimmen, der die Bewegung des Schiebers aus der Betriebsstellung in eine erste Fehlerstellung freigibt. Das zweite wärmeempfindliche Material kann die Bewegung des Schiebers entgegen der Vorspannung in der ersten Fehlerstellung blockieren.
Das zweite wärmeempfindliche Material und/oder dessen Wärmekontakt zum Überspannungsableiter kann dazu ausgebildet sein, zu einem zweiten Zeitpunkt, der später als der erste Zeitpunkt ist, einen zweiten Phasenübergang zu durchlaufen oder einen zweiten Phasenübergang des zweiten wärmeempfindlichen Materials zu bestimmen, der die Bewegung des Schiebers aus der ersten Fehlerstellung in eine zweite Fehlerstellung freigibt.
Die Betriebsstellung kann einem Betriebszustand des Überspannungsschutzes (beispielsweise einem Regelbetrieb des Überspannungsableiters) entsprechen. Alternativ oder ergänzend kann die erste Fehlerstellung einem Warn-Zustand des Überspannungsschutzes entsprechen. Alternativ oder ergänzend kann die zweite Fehlerstellung einem Defekt-Zustand des Überspannungsschutzes entsprechen.
Der erste Phasenübergang kann einer ersten Übergangstemperatur des ersten wärmeempfindlichen Materials (vorzugsweise und einer entsprechenden Betriebstemperatur des Überspannungsableiters) entsprechen. Der zweite Phasenübergang kann einer zweiten Übergangstemperatur des zweiten wärmeempfindlichen Materials (vorzugsweise und einer entsprechenden Betriebstemperatur des Überspannungsableiters) entsprechen, die größer als die erste Übergangstemperatur ist. Alternativ oder ergänzend kann der erste Zeitpunkt einem ersten Wärmeeintrag durch den Überspannungsableiter und der zweite Zeitpunkt einem zweiten Wärmeeintrag durch den Überspannungsableiter entsprechen, wobei der zweite Wärmeeintrag größer als der erste Wärmeeintrag ist. Der erste Wärmeeintrag kann durch eine erste Wärmekapazität des ersten wärmeempfindlichen Materials und/oder eine erste Wärmeleitung des Wärmekontakts des ersten wärmeempfindlichen Materials zum Überspannungsableiter bestimmt sein. Der zweite Wärmeeintrag kann durch eine zweite Wärmekapazität des zweiten wärmeempfindlichen Materials und/oder eine zweite Wärmeleitung des Wärmekontakts des zweiten wärmeempfindlichen Materials zum Überspannungsableiter bestimmt sein.
Eine erste Übergangstemperatur des ersten Phasenübergangs des ersten wärmeempfindlichen Materials kann kleiner sein als eine zweite Übergangstemperatur des zweiten Phasenübergangs des zweiten wärmeempfindlichen Materials. Alternativ oder ergänzend kann eine erste Wärmeleitung des Wärmekontakts des ersten wärmeempfindlichen Materials größer sein als eine zweite Wärmeleitung des Wärmekontakts des zweiten wärmeempfindlichen Materials. Weiterhin alternativ oder ergänzend kann eine erste Wärmekapazität des ersten wärmeempfindlichen Materials kleiner sein als eine zweite Wärmekapazität des zweiten wärmeempfindlichen Materials.
Die erste Fehlerstellung kann eine erste Längsverschiebung oder eine erste Drehbewegung des Schiebers um eine (vorzugsweise festgelegte) erste Wegstrecke L1 oder einen (vorzugsweise festgelegten) ersten Drehwinkel W1 relativ zur Betriebsstellung umfassen. Die zweite Fehlerstellung kann eine zweite Längsverschiebung oder eine zweite Drehbewegung des Schiebers um eine (vorzugsweise festgelegte) zweite Wegstrecke L2 oder einen (vorzugsweise festgelegten) zweiten Drehwinkel W2 relativ zur Betriebsstellung umfassen. Vorzugsweise ist L1<L2 oder W1<W2. Beispielsweise kann die erste Fehlerstellung eine festgelegte erste Winkeländerung des Schiebers um eine Schwenkachse relativ zu der Betriebsstellung umfassen. Die zweite Fehlerstellung kann eine zweite Winkeländerung des Schiebers um dieselbe Schwenkachse mit demselben Drehsinn umfassen.
Das dem Lichttunnel zugewandte erste Ende kann einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt umfassen. In der ersten Fehlerstellung kann der erste Abschnitt im Lichttunnel angeordnet sein. In der zweiten Fehlerstellung kann der zweite Abschnitt im Lichttunnel angeordnet sein. Eine erste Lichtfiltereigenschaft des ersten Abschnitts kann von einer zweiten Lichtfiltereigenschaft des zweiten Abschnitts verschieden sein.
Die erste Lichtfiltereigenschaft kann eine Halbtransparenz umfassen. Die zweite Lichtfiltereigenschaft kann eine Opazität umfassen. Alternativ oder ergänzend kann die erste Lichtfiltereigenschaft eine erste Farbe und die zweite Lichtfiltereigenschaft eine von der ersten Farbe verschiedene Farbe betreffen.
Der halbtransparente erste Abschnitt kann wellenlängenselektiv oder farbselektiv sein.
Alternativ oder ergänzend kann die erste Farbe „Gelb“ sein. Die erste Farbe, beispielsweise „Gelb“, kann einer „Warn“-Meldung entsprechen. Alternativ oder ergänzend kann die zweite Farbe „Rot“ sein. Die zweite Farbe, beispielsweise „Rot“, kann einem „Fehler“-Meldung entsprechen.
In der Betriebsstellung können der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt außerhalb des Lichttunnels angeordnet sein. Alternativ oder ergänzend kann in der ersten Fehlerstellung der zweite Abschnitt außerhalb des Lichttunnels angeordnet sein. Alternativ oder ergänzend kann in der zweiten Fehlerstellung der erste Abschnitt außerhalb des Lichttunnels angeordnet sein.
Gemäß einem zweiten Aspekt ist ein System zum Überspannungsschutz und Meiden eines Zustands des Überspannungsschutzes bereitgestellt. Das System umfasst eine Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt. Alternativ umfasst das System mindestens zwei Vorrichtungen gemäß dem ersten Aspekt, wobei die Lichttunnel der mindestens zwei Vorrichtungen zueinander fluchtend angeordnet sind. Ferner umfasst das System eine Lichtquelle, die dazu ausgebildet ist, einen Lichtstrahl (beispielsweise einen Nadelstrahl oder einen Laser-Strahl) in den Lichttunnel oder in die mindestens zwei zueinander fluchtenden Lichttunnel zu emittieren. Das System umfasst außerdem eine Erfassungseinheit, die dazu ausgebildet ist, den Lichtstrahl zu erfassen. Der oder die mindestens zwei fluchtenden Lichttunnel ist bzw. sind (vorzugsweise entlang des Lichtstrahls) zwischen der Lichtquelle und der Erfassungseinheit angeordnet.
Die mindestens zwei Vorrichtungen können jeweils einen längsbeweglichen Schieber umfassen. Die Längsachsen der längsbeweglichen Schieber können beabstandet und parallel verlaufen.
Alternativ oder ergänzend kann die Längsachse des oder jedes längsbeweglichen Schiebers quer (vorzugsweise senkrecht) oder in einem Winkel (vorzugsweise von 90°) relativ zu der durch den Lichttunnel bestimmten Längsachse angeordnet sein.
Alternativ oder ergänzend können die mindestens zwei Vorrichtungen jeweils einen schwenkbeweglichen Schieber umfassen. Die Schwenkachsen der schwenkbeweglichen Schieber können parallel oder koaxial (d.h. identisch) sein.
Alternativ oder ergänzend kann die Schwenkachse des oder jedes schwenkbeweglichen Schiebers parallel zu der durch den Lichttunnel bestimmten Längsachse angeordnet sein.
Die Erfassungseinheit kann dazu ausgebildet sein, eine Helligkeit und/oder eine Intensität und/oder eine Farbe des Lichtstrahls im Lichttunnel und/oder eine Änderung der Helligkeit und/oder der Intensität und/oder der Farbe des Lichtstrahls im Lichttunnel zu erfassen. Optional kann die Erfassungseinheit dazu ausgebildet sein, mindestens zwei Stufen der Helligkeit und/oder der Intensität und/oder der Farbe des Lichtstrahls im Lichttunnel und/oder zwei Stufen der Änderung der Helligkeit und/oder der Intensität und/oder der Farbe des Lichtstrahls im Lichttunnel zu erfassen.
Die Erfassungseinheit kann ferner dazu ausgebildet sein, in Abhängigkeit von der erfassten Helligkeit und/oder Intensität und/oder Farbe des Lichtstrahls mindestens ein Warnsignal auszugeben. Alternativ oder ergänzend kann die Erfassungseinheit ferner dazu ausgebildet sein, eine Stromquelle wahlweise von dem oder von den mindestens zwei elektrischen Stromkreisen zu trennen.
Das mindestens eine Warnsignal kann zwei verschiedenfarbige Markierungen und/oder zwei verschiedenfarbige Leuchtsignale umfassen, die in Abhängigkeit der zwei erfassten Stufen ausgegeben werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Überspannungsschutz und zum Melden eines Zustands des Überspannungsschutzes;
2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Überspannungsschutz und zum Melden eines Zustands des Überspannungsschutzes;
3A bis 3C das zweite Ausführungsbeispiel der Vorrichtung jeweils in einer Betriebsstellung, einer ersten Fehlerstellung bzw. einer zweiten Fehlerstellung; und
4 ein Ausführungsbeispiel eines Systems zum Überspannungsschutz und zum Melden eines Zustands des Überspannungsschutzes, das mindestens ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung umfasst.

1 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer allgemein mit Bezugszeichen 100 bezeichneten Vorrichtung zum Überspannungsschutz und zum Melden eines Zustands des Überspannungsschutzes.
Die in 1 gezeigte Vorrichtung 100 umfasst einen Überspannungsableiter 110, beispielsweise einen Gasableiter (englisch „Gas Discharge Tube“ oder „GDT“), und einen längsbeweglichen Schieber 112, der mittels einer Spanneinrichtung 114, insbesondere einer Feder, in Betriebsstellung vorgespannt ist. Der längsbewegliche Schieber 112 ist mittels eines wärmeempfindlichen Materials 116, beispielsweise Lot, an dem Überspannungsableiter 110 in der Betriebsstellung blockiert, so dass das erste Ende (wahlweise mit zwei Abschnitten 122, 124) des Schiebers einen Lichttunnel 120 frei lässt.
Bei Erwärmung des Überspannungsableiters 110, insbesondere durch eine Überlastung eines elektrischen Stromkreises, zu dem der Überspannungsableiter 110 beispielsweise parallel geschaltet ist, durchläuft das wärmempfindliche Material 116 einen Phasenübergang. Beispielsweise kann Lot über seinen Schmelzpunkt erhitzt werden. Aufgrund der Aggregatszustandsänderung des wärmeempfindlichen Materials 116 wird die Vorspannung des längsbeweglichen Schiebers 112 gelöst. Der Schieber 112 wird nun durch die Spanneinrichtung 114, beispielsweise Feder, entlang seiner Längsachse bewegt und verdeckt in der Fehlerstellung mit seinem ersten Ende (wahlweise mit zwei Abschnitten 122, 124) mindestens teilweise den Lichttunnel 120. An einem von der Vorrichtung 100 räumlich getrennten Lichtsensor (nicht gezeigt in 1) kann der Fehler aufgrund einer Änderung der Helligkeit, Lichtintensität und/oder Farbe eines durch den Lichttunnel 120 geleiteten Lichtstrahls angezeigt werden.
Die thermische Überlasterkennung mit nachfolgender Anzeige ist möglich durch das Blockieren des Schiebers 112 (auch: „mechanisches Element“) mittels eines wärmeempfindlichen Materials 116, welches seine Viskosität oder Klebekraft bei steigender Temperatur verringert.
Der Schieber 112 (beispielsweise ein Hebel) mechanisch ist vorgespannt und am zu überwachenden Überspannungsableiter 110, z.B. einem GDT, mithilfe des wärmeempfindlichen Materials 116 blockiert (beispielsweise festgelegt).
Varianten jedes Ausführungsbeispiels können den Schieber 112 als Linearschieber oder Schwenkschieber (auch: Hebel) oder ein anderes mechanisches Element realisieren.
Das wärmeempfindliche Material 116 kann beispielsweise aus einem Thermoplast, Kleber, Wachs oder Lot bestehen.
Bei einer, beispielsweise durch den Phasenübergang des wärmeempfindlichen Materials 116, festgelegten Temperatur, die auf eine Überlastung, beispielsweise des Überspannungsableiter 110 (z.B. eines GDTs) oder des (vorzugsweise zum Überspannungsableiter 110 parallel geschalteten) elektrischen Stromkreises zurückzuführen ist, löst sich die Blockierung, und das mechanische Element 112 kann sich bewegen und zum Beispiel einen Lichtstrahl im Lichttunnel 120 unterbrechen, optional ferner einen Schalter (beispielsweise zur Abtrennung oder zum Kurzschluss des Überspannungsableiters 110) betätigen.
In einer Ausführungsform kann zum Beispiel die Übergangstemperatur (d.h. die Auslösetemperatur) des wärmeempfindlichen Materials 116 dem Auslöseverhalten (beispielsweise der Auslösetemperatur) einer Kurzschlusseinrichtung, vorzugsweise eines Kurzschlussbügels (fachsprachlich auch: „fail-safe-Bügel“), entsprechen. So ist es ermöglicht, das Auslösen der am Überspannungsableiter 110, z.B. GDT, angeschlossenen Kurzschlusseinrichtung, galvanisch getrennt und ohne zusätzliche Hilfsspannung, anzuzeigen und fernzumelden.
Die Kurzschlusseinrichtung kann einen Schalter aus einer Formgedächtnislegierung umfassen.
Die Kurzschlusseinrichtung kann ein Löschen eines Lichtbogens in einem GDT bewirken.
Alternativ oder ergänzend kann eine Abtrenneinrichtung oder eine Sicherungseinrichtung eine galvanische Trennung des Überspannungsableiters 110 von dem elektrischen Stromkreis bewirken, zu dessen Überspannungsschutz der Überspannungsableiter 110 dient.
2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer allgemein mit Bezugszeichen 100 bezeichneten Vorrichtung zum Überspannungsschutz und zum Melden eines Zustands des Überspannungsschutzes. Das zweite Ausführungsbeispiel kann für sich oder Weiterbildung des ersten Ausführungsbeispiels realisierbar sein. Übereinstimmende oder austauschbare Merkmale (beispielsweise Komponenten oder Bauteile) wie in 1 sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Die in 2 gezeigte Vorrichtung 100 umfasst einen Überspannungsableiter 110, beispielsweise einen GDT, und einen längsbeweglichen Schieber 112, der mittels zweier wärmeempfindlicher Materialien 116, 118 mit dem Überspannungsableiter 110 mechanisch verbunden und/oder in Wärmekontakt stehen. In der Betriebsstellung ist der Schieber 112 durch eine Spanneinrichtung 114, beispielsweise eine Feder, vorgespannt. Das erste wärmeempfindliche Material 116 blockiert den Schieber 112 in der Betriebsstellung, die beispielsweise einem Betriebszustand des elektrischen Stromkreises und/oder des Überspannungsableiters 110 entspricht. Beispielsweise ist ein seitlicher Steg 115 am Schieber 112 mittels des wärmeempfindlichen Materials 116 mit dem Überspannungsableiter 110 stoffschlüssig verbunden.
Ferner ist der Schieber 112 in der Betriebsstellung durch das zweite wärmeempfindliche Material 118 hindurchgeführt, ohne mit ihm mechanisch oder stoffschlüssig verbunden zu sein. Der Schieber 112 kann entlang der durch seine Längsachse definierten Richtung durch das zweite wärmeempfindliche Material 118, beispielsweise frei oder zumindest reibungsarm, gleiten. Alternativ oder ergänzend umfasst das zweite wärmeempfindliche Material 118 eine Durchgangsausnehmung, deren Innendurchmesser oder Quermaß größer ist als ein Außendurchmesser oder Quermaß des Schiebers 112.
Das erste Ende des Schiebers 112 umfasst einen halbtransparenten ersten Abschnitt 122 und einen opaken zweiten Abschnitt 124.
An einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende 113 des Schiebers 112 ist der Schieber 112 verbreitert, vorzugsweise zur formschlüssigen Anlage des zweiten Endes 113 am zweiten wärmeempfindlichen Material 118 in der ersten Fehlerstellung.
In der Betriebsstellung ist der erste Abschnitt 122 außerhalb des Lichttunnels 120 angeordnet, beispielsweise in einem Abstand L1 (bei Bezugszeichen 126) zum Lichttunnel 120, vorzugsweise zur gegenüberliegenden Seite des Lichttunnels 122. Alternativ oder ergänzend kann ein Abstand zwischen dem zweiten wärmeempfindlichen Material 118 und dem zweiten Ende 113 die Länge L1 bestimmen.
Beispielsweise ist ein Quermaß oder Durchmesser des Schiebers 112 an dem zweiten Ende 113 größer als der Außendurchmesser oder das Quermaß (vorzugsweise eines konstanten Querschnitts) des Schiebers 112 zwischen dem zweiten Abschnitt 124 des ersten Endes und dem zweiten Ende 113 und/oder größer als der Innendurchmesser oder das Quermaß (vorzugsweise eines konstanten Querschnitts) der Durchgangsausnehmung im zweiten wärmeempfindlichen Material 118.
Das zweite wärmeempfindliche Material 118 kann sich in Längsrichtung des Schiebers 112 über eine mit Bezugszeichen 128 bezeichnete Länge L2 erstrecken. Die durch die Längen L1 und L2 festgelegten Teilstücke des Schiebers 112 sind in der 2 mit den Bezugszeichen 126 bzw. 128 bezeichnet.
Im Betriebszustand ist der erste Abschnitt 122 am ersten Ende des Schiebers 122 von einem Lichttunnel 120 beabstandet. Der Lichttunnel 120 bleibt im Betriebszustand frei. Im zweiten Ausführungsbeispiel entspricht der Abstand L1 links in 2 bei Bezugszeichen 126 zwischen dem zweiten Ende 113 des Schiebers 112 und dem zweiten wärmeempfindlichen Material 118 dem Abstand L1 rechts in 2 zwischen dem Mittelpunkt des ersten Abschnitts 122 am ersten Ende des Schiebers 112 und dem von dem ersten Ende des Schiebers 112 abgelegenen Seite des Lichttunnels 120.
Die 3A, 3B und 3C zeigen eine Variante des zweiten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung 100 in der Betriebsstellung sowie einer ersten und zweiten Fehlerstellung. Austauschbare oder übereinstimmende Merkmale (beispielsweise Komponenten) wie in 2 sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Die in 3A gezeigte Variante des zweiten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung 100 im Betriebszustand unterscheidet sich von der in 2 gezeigten Variante des zweiten Ausführungsbeispiels dadurch, dass der Abstand L1 bei Bezugszeichen 126 am ersten Ende des Schiebers 112 rechts in 3A jeweils von den Mittelpunkten des ersten Abschnitts 122 und des Lichttunnels 120 aus bestimmt ist.
3B zeigt das zweite Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 100 in einer ersten Fehlerstellung. Aufgrund des Wärmekontakts des ersten wärmeempfindlichen Materials 116, beispielsweise Lot, mit dem Überspannungsableiter 110 hat das erste wärmeempfindliche Material 116 einen Phasenübergang durchlaufen, beispielsweise ist das Lot geschmolzen. Aufgrund des Phasenübergangs des ersten wärmeempfindlichen Materials 116 ist die Blockierung des Schiebers 112 mittels des seitlichen Stegs 115 von dem Überspannungsableiter 110 gelöst worden und aufgrund der Vorspannung der Spanneinrichtung 114, beispielsweise einer Feder, hat sich der Schieber 112 um die Wegstrecke L1 (nicht eingezeichnet in 3B) in den durch den Lichttunnel 120 fallenden Lichtstrahl geschoben. Der halbtransparente erste Abschnitt 122 bedeckt den Lichttunnel 120.
Der Schieber 112 ist durch das verbreiterte zweite Ende 113 des Schiebers 112 an einem Durchdringen des zweiten wärmeempfindlichen Materials 118 vor dessen Phasenübergang gehindert. Die Spanneinrichtung 114, beispielsweise die Feder, bleibt in der ersten Fehlerstellung vorgespannt mit einer Vorspannung, beispielsweise die geringer ist als die Vorspannung in der Betriebsstellung.
3C zeigt das zweite Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 100 in einer zweiten Fehlerstellung. Aufgrund des Wärmekontakts zwischen dem Überspannungsableiter 110 und dem zweiten wärmeempfindlichen Material 118 hat dieses einen Phasenübergang durchlaufen, beispielsweise hat ein zweites Lot seine Viskosität verringert oder ist bei einer höheren Schmelztemperatur als jene des ersten wärmeempfindlichen Materials geschmolzen. Das verbreiterte zweite Ende 113 des Schiebers 112 hat sich entlang der Wegstrecke L2 bei Bezugszeichen 128 durch das, beispielsweise verflüssigte, zweite wärmeempfindliche Material 118 aufgrund der noch vorhandenen restlichen Vorspannung der Spanneinheit 114 bewegt. Der opake zweite Abschnitt 124 am ersten Ende des Schiebers 112 dunkelt den Lichttunnel 120 vollständig ab. Die vollständige Abdunkelung kann einem Unterbrechen einer Lichtschranke durch den Lichttunnel entsprechen.
Vorzugsweise verfährt der Schieber 112 zum Melden (beispielsweise zum Anzeigen) einer Belastung und/oder Überlastung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in Abhängigkeit von zwei Temperaturstufen. Die erste Stufe (beispielsweise „warm“) wird, vorzugsweise in einem Warn-Zustand, ausgelöst bei einer ersten Belastung des Überspannungsableiters 110 (z.B. GDT), die größer ist als die Belastung im Betriebszustand mit einer entsprechenden Wärmeentwicklung im Vergleich zum Betriebszustand. Bei dieser ersten Übergangstemperatur löst sich der Schieber 112 durch Aufweichen des ersten wärmeempfindlichen Materials 116 (beispielsweise einem Thermoplast, Wachs, Kleber oder Lot) von dem Überspannungsableiter 110, z.B. GDT, ab.
Da der Schieber 112 durch den Block des zweiten wärmeempfindlichen Materials 118 geführt ist, der beispielsweise eine zweite Auslösetemperatur oder Übergangstemperatur aufweist, die größer als die erste Übergangstemperatur ist, bleibt der Schieber 112 zunächst nach einer Wegstrecke L1 stehen, da das Ende 113 mit größerem Durchmesser als der Hauptteil oder Schaft des Schiebers 112 nicht durch die Durchgangsausnehmung im Block des zweiten wärmeempfindlichen Materials 118 passt. Vorzugsweise erstreckt sich in der ersten Fehlerstellung der Hauptteil des Schiebers 112 zwischen dem zweiten Ende 113 und dem zweiten Abschnitt 124 des ersten Endes des Schiebers 112 (insbesondere die entlang der mit L1 und L2 bei Bezugszeichen 126 bzw. 128 links in 3A bezeichneten Teilstücke des Schiebers 112) im Block des zweiten wärmeempfindlichen Materials 118 oder zwischen dem Block und dem Lichttunnel 120.
Eine Lichtausbreitung im Lichttunnel 120 wird beeinflusst durch den halbtransparenten ersten Abschnitt 122 (auch: ersten Bereich), beispielsweise einen farbigen ersten Abschnitt 122. Diese Beeinflussungen können von einer Empfangseinheit entsprechend ausgewertet und z.B. als Zustand des Überspannungsschutzes (beispielsweise als „Gelb“-Status oder Warn-Zustand) angezeigt werden.
Eine höhere Temperaturstufe (beispielsweise „heiß“) als die erste Übergangstemperatur (beispielsweise „warm“) löst oder verflüssigt den Block des zweiten wärmeempfindlichen Materials 118, so dass der Schieber 112 weiter in Richtung der zweiten Fehlerstellung verfahren kann. Dies führt zu einer Beeinflussung des Lichttunnels 120 durch den zweiten Abschnitt 124 (auch: zweiten Bereich). Beispielsweise ist der Lichttunnel 120 in der zweiten Fehlerstellung lichtundurchlässig oder verschlossen, d.h. eine Lichtschranke durch den Lichttunnel 120 ist unterbrochen. Alternativ oder ergänzend ist in der zweiten Fehlerstellung der Lichttunnel 120 lichtdurchlässig nur für eine von der ersten Fehlerstellung abweichenden Lichtfarbe. Die Empfangseinheit kann diese Änderung erfassen und als Fehlerzustand (auch: Defektzustand) oder „Rot“-Status anzeigen.
Alternativ oder ergänzend können die erste Fehlerstellung und die zweite Fehlerstellung (die einem Warn-Zustand bzw. einem Defekt-Zustand des Überspannungsschutzes entsprechen können) direkt als Farbmarkierungen an einem Sichtfenster der Vorrichtung 100 angezeigt.
4 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Systems zum Überspannungsschutz und zum Melden eines Zustands des Überspannungsschutzes. Das System 400 umfasst mindestens ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 100.
Im Fall mehrere Vorrichtungen 100 sind diese (beispielsweise auf einer gemeinsamen Tragschiene, insbesondere Hutschiene) so angeordnet, dass die Lichttunnel 120 aller Vorrichtungen 100 fluchten.
Die Vorrichtung 100 oder die mehreren Vorrichtungen 100 sind zwischen einer Lichtquelle 410 und einer Empfangseinheit 412 angeordnet, so dass (beispielsweise im Betriebszustand und/oder im ersten Fehlerzustand) der Lichtstrahl 414 durch den Lichttunnel 120 oder die fluchtenden Lichttunnel 120 verläuft. Vorzugsweise sind die Lichtquelle 410 und die Empfangseinheit 412 auf derselben Tragschiene wie die Vorrichtung 100 oder die Vorrichtungen 100 angeordnet.
Optional umfasst eine Vorrichtung 100 an einem ersten Ende des System 400 die Funktionalität der Lichtquelle 410 und/oder eine Vorrichtung 100 an einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende des System 400 umfasst die Funktionalität der Empfangseinheit 412.
Obwohl die Erfindung in Bezug auf exemplarische Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist es für einen Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Äquivalente als Ersatz verwendet werden können. Ferner können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehre der Erfindung anzupassen. Folglich ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst alle Ausführungsbeispiele, die in den Bereich der beigefügten Patentansprüche fallen.
Bezugszeichenliste

100: Vorrichtung
110: Überspannungsableiter
112: Schieber
113: Verbreitertes Ende des Schiebers
114: Spanneinrichtung, vorzugsweise Feder
115: Seitlicher Steg am Schieber
116: Erstes wärmeempfindliches Material
118: Zweites wärmeempfindliches Material
120: Lichttunnel
122: Erster Abschnitt am ersten Ende des Schiebers,vorzugsweise halbtransparenter Abschnitt
124: Zweiter Abschnitt am ersten Ende des Schiebers vorzugsweise opaker Abschnitt
126: Erste Wegstrecke L1
128: Zweite Wegstrecke L2
400: System
410: Lichtquelle
412: Empfangseinheit
414: Lichtstrahl

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 102011052689 B4 [0005]
DE 102013202795 C5 [0006]
DE 102013202796 B4 [0006]
DE 102013202793 B4 [0006]
US 9941691 B2 [0007]
DE 202019101517 U1 [0008]

Claims

Vorrichtung (100) zum Überspannungsschutz und Melden eines Zustands des Überspannungsschutzes, umfassend: einen Überspannungsableiter (110) zum Überspannungsschutz eines elektrischen Stromkreises; einen zwischen einer Betriebsstellung und mindestens einer Fehlerstellung quer zu einem Lichttunnel (120) beweglichen Schieber (112) mit einem dem Lichttunnel (120) zugewandten ersten Ende (122, 124), wobei in der Betriebsstellung das erste Ende (122, 124) außerhalb des Lichttunnels (120) angeordnet ist und in der mindestens einen Fehlerstellung das erste Ende (122, 124) zumindest abschnittsweise im Lichttunnel (120) angeordnet ist; eine Spanneinrichtung (114), die dazu ausgebildet ist, den Schieber (112) in der Betriebsstellung mit einer Vorspannung in Richtung der mindestens einen Fehlerstellung vorzuspannen; und mindestens ein wärmeempfindliches Material (116, 118), welches die Bewegung des Schiebers (112) entgegen der Vorspannung in der Betriebsstellung blockiert, wobei das mindestens eine wärmeempfindliche Material (116, 118) mit dem Überspannungsableiter (110) in Wärmekontakt steht und dazu ausgebildet ist, bei einer Erwärmung einen Phasenübergang zu durchlaufen, der die Bewegung des Schiebers (112) in die mindestens eine Fehlerstellung freigibt.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei der Überspannungsableiter (110) eine Funkenstrecke; einen Gasableiter, GDT; einen Varistor; und/oder eine Suppressordiode umfasst.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Phasenübergang des mindestens einen wärmeempfindlichen Materials (116, 118) einen Phasenübergang erster Ordnung, einen Phasenübergang zweiter Ordnung, oder einen Glasübergang umfasst.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das mindestens eine wärmeempfindliche Material (116, 118) einen Thermoplast, einen Klebstoff, ein Wachs, und/oder ein Lot umfasst.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Überspannungsableiters (110) eine Abtrenneinrichtung oder eine Kurzschlusseinrichtung umfasst, die dazu ausgebildet ist, in der Fehlerstellung den Überspannungsableiter vom Stromkreis abzutrennen oder kurzzuschließen, vorzugsweise wobei die Abtrenneinrichtung oder die Kurzschlusseinrichtung mit dem Schieber (112) mechanisch gekoppelt ist.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Spanneinrichtung (114) ein Federelement, vorzugsweise eine Schraubenfeder und/oder eine Torsionsfeder, umfasst.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das mindestens eine wärmeempfindliche Material (116, 118) ein erstes wärmeempfindliches Material (116) und ein zweites wärmeempfindliches Material (118) umfasst, wobei das erste wärmeempfindliche Material (116) die Bewegung des Schiebers (112) entgegen der Vorspannung in der Betriebsstellung blockiert, und wobei das erste wärmeempfindliche Material (116) und/oder dessen Wärmekontakt zum Überspannungsableiter (110) dazu ausgebildet ist, zu einem ersten Zeitpunkt einen ersten Phasenübergang zu durchlaufen, der die Bewegung des Schiebers (112) aus der Betriebsstellung in eine erste Fehlerstellung freigibt, und wobei das zweite wärmeempfindliche Material (118) die Bewegung des Schiebers (112) entgegen der Vorspannung in der ersten Fehlerstellung blockiert, und wobei das zweite wärmeempfindliche Material (118) und/oder dessen Wärmekontakt zum Überspannungsableiter (110) dazu ausgebildet ist, zu einem zweiten Zeitpunkt, der später als der erste Zeitpunkt ist, einen zweiten Phasenübergang zu durchlaufen, der die Bewegung des Schiebers (112) aus der ersten Fehlerstellung in eine zweite Fehlerstellung freigibt.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 7, wobei - eine erste Übergangstemperatur des ersten Phasenübergangs des ersten wärmeempfindlichen Materials (116) kleiner ist als eine zweite Übergangstemperatur des zweiten Phasenübergangs des zweiten wärmeempfindlichen Materials (118), und/oder - eine erste Wärmeleitung des Wärmekontakts des ersten wärmeempfindlichen Materials (116) größer ist als eine zweite Wärmeleitung des Wärmekontakts des zweiten wärmeempfindlichen Materials (118), und/oder - eine erste Wärmekapazität des ersten wärmeempfindlichen Materials (116) kleiner ist als eine zweite Wärmekapazität des zweiten wärmeempfindlichen Materials (118).
Vorrichtung (100) nach Anspruch 7 oder 8, wobei das dem Lichttunnel (120) zugewandte erste Ende (122, 124) einen ersten Abschnitt (122) und einen zweiten Abschnitt (124) umfasst, und wobei in der ersten Fehlerstellung der erste Abschnitt (122) im Lichttunnel (120) angeordnet ist und in der zweiten Fehlerstellung der zweite Abschnitt (124) im Lichttunnel (120) angeordnet ist, wobei eine erste Lichtfiltereigenschaft des ersten Abschnitts (122) von einer zweiten Lichtfiltereigenschaft des zweiten Abschnitts (124) verschieden ist.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 9, wobei die erste Lichtfiltereigenschaft eine Halbtransparenz und die zweite Lichtfiltereigenschaft eine Opazität umfasst, oder wobei die erste Lichtfiltereigenschaft eine erste Farbe und die zweite Lichtfiltereigenschaft eine von der ersten Farbe verschiedene zweite Farbe betrifft.
System (400) zum Überspannungsschutz und Melden eines Zustands des Überspannungsschutzes, umfassend: - eine Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, oder mindestens zwei Vorrichtungen (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, deren Lichttunnel (120) fluchtend angeordnet sind; - eine Lichtquelle (410), die dazu ausgebildet ist, einen Lichtstrahl (414) in den Lichttunnel (120) oder die mindestens zwei fluchtenden Lichttunnel (120) zu emittieren; und - eine Erfassungseinheit (412), die dazu ausgebildet ist, den Lichtstrahl (414) zu erfassen, wobei der Lichttunnel (120) oder die mindestens zwei fluchtenden Lichttunnel (120) zwischen der Lichtquelle (410) und der Erfassungseinheit (412) angeordnet ist beziehungsweise sind.
System nach Anspruch 11, wobei die Erfassungseinheit (412) dazu ausgebildet ist, eine Änderung einer Helligkeit, einer Intensität, und/oder einer Farbe des Lichtstrahls (414) im Lichttunnel (120) zu erfassen.
System nach Anspruch 12, wobei die Erfassungseinheit (412) dazu ausgebildet ist, mindestens zwei Stufen der Änderung der Helligkeit, der Intensität, und/oder der Farbe des Lichtstrahls (414) im Lichttunnel (120) zu erfassen.
System nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Erfassungseinheit (412) ferner dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von der erfassten Helligkeit, Intensität, und/oder Farbe des Lichtstrahls (414): - mindestens ein Warnsignal auszugeben; und/oder - eine Stromquelle von dem oder von den mindestens zwei elektrischen Stromkreisen zu trennen.
System nach Anspruch 13 und 14, wobei das mindestens eine Warnsignal zwei verschiedenfarbige Markierungen und/oder zwei verschiedenfarbige Leuchtsignale umfasst, die jeweils in Reaktion auf die zwei erfassten Stufen ausgegeben werden.