CN106688069B - 模块化设计的过电压保护 - Google Patents

Abstract

一模块化设计中的过电压保护，包括一机电装置，其包括具有至少一保护组件(3)的一基座(4)、具有一点火电路(6)的至少一可拆装模块(5)以及该点火电路(6)的至少一主连接系统(7)，其由该点火电路(6)的一多极组公触点(8)以及相应的母触点(9)组成，而这些公触点(8)位于该可拆装模块(5)的一底表面(18)上，其优点在于为三极金属配置，而这些相应的母触点(9)位于该基座(4)的一上部(19)上，其优点在于为三极金属设计，且同时，各保护组件(3)由其一极连接至与其本身相关联的至少一第一终端线夹(1)，其位于该基座(4)的一侧上，并由其第二极连接至与其本身相关联的至少一第二终端线夹(2)，其位于该基座(4)的一相反侧上。

Description

模块化设计的过电压保护

技术领域

本发明涉及模块化设计的过电压保护，其为具有需要一点火电路确保其正确性能的至少一保护组件的电子保护装置的区域的一部分，并特别用于人员、装置、机械与金属结构的个人保护以免于危险的接触电压、过电压或杂散电流的影响。

背景技术

目前已知过电压保护设计大部分具有一第一终端线夹(terminal clamp)、第二终端线夹以及一保护组件，该保护组件通常连接于一结构单元中的一火花隙(spark gap)与点火电路(ignition circuit)上。此于个别电路组件考虑之下为一简洁且不可替代的设计。其缺点在于若该点火电路损坏，必须对整个产品进行更换。另一缺点在于该产品难以检查，必须断开该过电压保护。这些设计，例如，出现于文献WO2007065997《具有改进安全性用于过电压保护的装置以及相应的制造方法》以及DE102007012760《避雷器(Surgearrester)，具有旋转对称、绝缘的放电器(insulated dischargers)，设置于以堆栈设计的串联安装壳体中，以及电子终端线夹，其通过导线连接至放电器》中。

如上所述的缺点在另一已知设计中被部分地解决，其中，该第一终端线夹与第二终端线夹位于该基座中，而该保护组件、点火电路与该点火电路的操作状态的信号发送都位于通过一连接系统连接至该基座的一可拆装模块中。在该设计中，通过移动该可拆装模块可轻易进行检查。然而，该昂贵的保护组件必须与该损坏的点火电路一同替换，因此仍存有缺点。另一技术缺点是对于该基座与该可移动模块间的连接系统有严格要求，其必须传递来自该脉冲电流的极大应力(stress)。该一设置范例如文献EP1900072《包括至少一过电压组件的可插式避雷器》与DE202004006227《电涌保护器》所显示。

过电压保护的一模块概念的另一范例显示于文件DE102008031200《(原文误植为@，请确认是否可修改)用于单芯或多芯信号电路的电涌保护装置，其具有紧固于一安装轨道的一基座部件，以及两个插头部，每一插头部包括两个用于个别电导体的终端线夹》中。该结构设计以容易增加受保护通道或线路的数量。该基座特征在于其部件紧固于该异型棒(profiled bar)的底部，该基座的上部件经修改用于可拆装模块的连接，这些可拆装模块包括过电压保护与其他连接部件。这使更多可拆装模块可连接彼此上，而该最后位于最上方的可拆装模块具有这些过电压保护装置的操作状态的光学信号，其中，包括这些过电压保护装置的操作状态的远距信号的可能性。此解决方案主要特别用于通道或线路的过电压保护，故其不使用该火花隙类型的功率保护组件，该功率保护组件需要一点火电路使其发挥功能。

一产品范例包括至少两个具有相关点火电路的保护组件，其如文献DE10058977《多极浪涌电涌保护器(Mehrpoliger stossstromfester)》与DE10125941《具避雷舱(arrester capsule)的多极电子防突波(surge-proof)避雷器》所显示。基本问题在于，例如该点火电路无法与该相关保护组件相分离，在这些配置中也未得到解决，因此无法在不能同时更换未损坏的保护组件情况下对该损害的点火电路进行更换。

发明内容

前述缺点在很大程度上可通过根据本发明一模块化设计的过电压保护消除，其由一机电配置所产生，该机电装置的特征在于具有至少一保护组件的一基座与具有一点火电路的至少一可拆装模块，以及最后一个，该点火电路的至少一主连接系统，其由该点火电路的一多极组公触点以及相应的母触点的组成，而这些公触点位于该可拆装模块的该一底表面上，其优点在于为一三极金属设计，而对应的这些母触点位于该基座的一上部上，其优点在于为一三极金属设计，且同时，每一保护组件由其这些极的其中一个连接至位于该基座一侧上的至少一受指定的第一终端线夹，且其第二极连接至位于该基座相反侧上的至少一受指定的第二终端线夹。

此种配置的优点在于若该点火电路受过电压而损坏，则可借由以该点火电路取代该可拆装模块以恢复该过电压保护的功能，而不需要更换位于该基座中的保护组件。该基座通常可包括超过一个的保护组件，且其允许超过一个的可拆装模块连接至该点火电路。

于此有利设计中的一模块化设计的过电压保护，具有该点火电路操作状态的一光学状态指示器，其位于该可拆装模块上，较佳的位于其上表面上。

该点火电路操作状态的该光学状态指示器用于目视检查并快速识别该可拆装模块具有无功能性的点火电路或点火电路受过电压所损坏。

于此有利设计中的一模块化设计的过电压保护，具有至少一连接系统以发出操作状态信号，位于该可拆装模块连接至该点火电路操作状态发讯器主要部分的该侧上，位于该基座连接至该操作状态发讯器次要部分的该侧上，连接至该操作状态发讯器的连接点，其优点在于为一二极(two-pole)或三极(three-pole)设计，并位于该基座的其中一侧上，而该操作状态发讯器的连接系统具有该操作状态发讯器的公触点组件，其优点在于为该二极或三极设计，并位于该可拆装模块的底表面上，以及具有该操作状态发讯器相对应的母触点组件，其优点在于为该二极或三极设计，并位于该基座的上部上。

这种配置处理该点火电路的远程操作状态发讯，并使该具有一无功能性点火电路或受过电压而损坏点火电路的可拆装模块，在没有任何操作人员参与下，能够在该过电压保护安装于该模块设计中的位置中受到定位。若该基座具有超过一个保护组件并经修改以将该超过一个可拆装模块与该点火电路相连接，则该点火电路的操作状态远程信号可被提供给各可拆装模块或这些可拆装模块中的部分。

在一模块化设计的过电压保护的有利设计包括此种配置，例如该点火电路的公触点与/或操作状态发讯器的公触点组件具有固设或弹簧加载销，且该点火电路的母触点与/或该操作状态发讯器的母触点组件由插头或接触表面所实现。

在此配置中，该点火电路的公触点与母触点以及/或该操作状态发讯器的公触点组件与母触点组件的可替代性设计，可以以此方式提供，其可确保该点火电路的该主连接系统与/或该操作状态发讯器的连接系统具有可靠的功能性。

在一模块化设计的过电压保护以此种方式所配置，使该保护组件有利的具有一火花隙，该火花隙具有对称或不对称排列的电极，或包括多个，其具有至少两个火花隙彼此以串联方式连接，或来自至少两个以串联方式配置的气体放电管。

此种配置代表位于该基座内的该保护组件的一替代方案。

在一模块化设计中的此过电压保护以此种方式所配置，其基座紧固至该成型底部件的方式是由位于该基座的该底侧上的一反向成型紧固部件所提供，或该基座紧固至该平坦表面的方式是通过具有开口的一平面所提供，或该基座经容纳至一承载件中，该承载件的形状、尺寸以及负载能力与该基座相匹配。

在该有利设计中，该基座的安装经提供以允许将该基座紧固至一成型或平坦的底表面，或该基座以最小安装条件安装于一承载件中。

在一模块化设计中的过电压保护的该可拆装模块，于连接状态下以一可拆卸接头或紧固系统或一机械锁固设于该基座上。

此种配置应付该弹簧加载销与接触表面形成该点火电路的主连接系统以及/或该操作状态发讯器的连接系统的状态。

附图说明

本发明可通过附图获得详细说明，其中图1中显示一方块图，说明在一具有操作状态发讯器的模块化设计中的过电压保护机电系统。

图2显示一模块化设计中的过电压保护，其具有断开且远程的可拆装模块，该点火电路的主连接系统，包括该点火电路的三对公触点与母触点以及该操作状态发讯器的该连接系统，包括该发讯器的三对公触点组件与该操作状态发讯器的母触点组件。

图3显示一模块化设计中过电压保护的基座，其具有该点火电路的主连接系统，包括三个该点火电路的母触点，而不具该操作状态发讯器的连接系统。

图4显示一模块化设计中的过电压保护，接设有一可拆装模块于该第一终端线夹侧的一位置上。

图5显示一模块化设计中的过电压保护，接设有一可拆装模块于该第一终端线夹侧。

图6显示一模块化设计中的过电压保护，具有一断开且分离的可拆装模块，该点火电路的该主连接系统包括该点火电路的三对公触点与母触点以及该操作状态的连接发讯系统，包括该发讯器的公触点组件，其通过一机械接合连接至该操作状态发讯器的母触点组件。

图7显示一模块化设计中的过电压保护的可拆装模块，其连接至该基座，该点火电路的主连接系统包括该点火电路的三个公触点，并不具该操作状态发讯器的连接系统。

图8显示一模块化设计中的过电压保护的可拆装模块，其底表面朝上，特征是具有该点火电路的主连接系统，包括该点火电路的三个公触点，并不具该操作状态发讯的连接系统。

图9显示一模块化设计的过电压保护的可拆装模块，其底表面朝上，特征是具有该点火电路的主连接系统，包括该点火电路的三个公触点，并具有该操作状态发讯器的连接系统，其包括三个该操作状态发讯器的公触点组件。

附图标记说明

1 第一终端线夹

2 第二终端线夹

3 保护组件

4 基座

5 可拆装模块

6 点火电路

7 主连接系统

8 公触点

9 母触点

10 光学状态指示器

11 发讯器主要部分

12 发讯器次要部分

13 发讯器连接系统

14 发讯器公触点组件

15 发讯器母触点组件

16 发讯器连接点

17 表面

18 底表面

19 上部

20 紧固部件。

具体实施方式

根据图1与图2所示，一模块化设计中的过电压保护包括一机电装置，其配置包括具有保护组件3的基座4、具有点火电路6的可拆装模块5以及该点火电路6的主连接系统7，其由该点火电路6的多极组公触点8以及相关联的母触点9组成，而这些公触点8的优点在于为一三极金属设计，并位于该可拆装模块5的一底表面18上，而相对应的这些母触点9优点在于为一三极金属设计，并位于该基座4的一上部19上，且同时，该保护组件3的一极连接至位于该基座4的一侧上的至少一第一终端线夹1，并以其第二极连接至位于该基座4相反侧上的至少一第二终端线夹2。

这些公触点8与这些母触点9的三极设计对应于当该保护组件3以具有三个对称或不对称排列电极的一火花隙所表示的状态。该基座4可具有更多数量的该第一终端线夹1与该第二终端线夹2，以使导体的连接更加容易。

该基座4可有利的设有更多保护组件3以及与其中每一个相关联的第一终端线夹1与第二终端线夹2。该点火电路6的一主连接系统7以及具有该点火电路6的一可拆装模块5因此与每一保护组件3相关联。

根据图1、2、4、5、6、7所示的模块化设计中的过电压保护有利设计在于设有该点火电路6操作状态的一光学状态指示器10，其位于该可拆装模块5上，并具有设于其上表面17的优点。

该光学状态指示器10用以评估该点火电路6的操作状态，并在该可拆装模块5丧失功能或受过电压而损坏时警示操作人员需要更换该可拆装模块5。

根据图1与图2所示一模块化设计中的过电压保护有利设计具有该操作状态发讯器的一连接系统13，其连接至该点火电路6的操作状态发讯器具有可拆装模块5的一侧上的一主要部分11，位于该基座4连接至该操作状态发讯器的一第二部分12的一侧上，连接至该操作状态发讯器的一连接点16，其具有以该二极或三极设计的优点，并位于该基座4的一侧上，而该操作状态发讯器的连接系统13设有该操作状态发讯器的公触点14，其具有以二极或三极设计的优点，并位于该可拆装模块5的底表面18上，且该操作状态发讯器相对应的母触点组件15具有以二极或三极设计的优点，并位于该基座4的上部19上。

该操作状态发讯器的连接系统13用以将该点火电路6的操作状态上的信息自该可拆装模块5传输至位于该基座上4的操作状态发讯器的连接点16。其可设有该操作状态发讯器，如图2所示的一金属设计或如图6所示的一机械设计的公触点组件14与母触点组件15。

如图1所示操作状态信号的连接系统13通常也可经实施为非接触或无线结构，其使用通过一短半径电磁场的信息传递方式。该操作状态发讯器的主要部分11作为该载波频率的一发射器以及/或接收器，该公触点组件14作为一发射以及/或接收天线，该操作状态发讯器的次要部分作为该载波频率的一接收器以及/或发射器，且该母触点组件15作为一接收以及/或发射天线。具有根据RFID技术的无线电芯片也可被纳入考虑，或是所谓的无线射频辨识系统(Radio Frequency Identification)、或近场通讯(NFC)，或使用电磁频谱的光学或红外线部分的传输技术。拜无线射频辨识与近场通讯科技之赐，这些芯片可以包括其自身电源的一主动式设计与不具自身电源的一被动式设计两种方式所制造，例如可适合安装至该可拆装模块5中。此两种所述技术可在末端设备间至少进行单向通讯，此足以用于特定目的。

这些金属公触点组件14与母触点组件15的二极设计在电流连接情况下，仅能发送该点火电路6状态的基本操作信息信号，例如其是否处于操作或失败/缺陷状态；其在该机械设计中的运作也相似。信息的多状态传递可用于这些金属公触点组件14与母触点组件15的三极设计电流连接的情况，或用于无线电芯片技术用途中。

若该基座4设有更多保护组件3并经修改以将所需数量的可拆装模块5与点火电路6连接，所有可拆装模块5或其中部分可具备该点火电路6操作状态发讯器的这些主要部分11，以及连接该操作状态发讯器的这些连接系统13。在该基座4的一侧上，该操作状态发讯器的各连接系统13可连接至其自身于该基座4该侧上的操作状态发讯器的次要部分12，或连接至该操作状态发讯器可供该操作状态发讯器的所有连接系统13安装的一寻常次要部分12。对应于所使用的设计，该操作状态发讯器的连接点16可以单独方式提供，例如专用于特定的可拆装模块5，或普遍用于整体可拆装模块5。

如图1、2、3、7、8、9所示，以该有利设计的一模块化设计的过电压保护，包括该点火电路6的公触点8以及/或该操作状态发讯器的公触点组件14，其以固定或弹簧加载销所表示，以及该点火电路6的母触点9以及/或该操作状态发讯器的母触点组件15，其以插座或接触面表示。

该点火电路6的主连接系统7以及/或该操作状态发讯器的连接系统13可如图2、3、7、8、9所示包括固定销与相关联的插座以及/或与其相关联的弹簧加载销或表面触点。

如图1所示为一模块化设计中的过电压保护，该设计中包括该保护组件3，其有利的由具有对称或非对称电极的一火花隙，或包括至少两个以串联方式连接的火花隙的一多火花隙，或至少两个串联的气体放电管所形成。

该保护组件3包括至少一电子组件，其特点是正确发挥功能所必须的该点火电路6。

如图2至图6所示为一模块化设计中的过电压保护，显示该基座4利用位于该基座4底侧上的一反向成型紧固部件20紧固至该成型表面，或者该基座4利用具有开口的一板片紧固于一平坦表面上，或者该基座4经容纳以安装至一承载件中，该承载件的形状、尺寸与负载能力与该基座4相匹配。

在基本设计中，该过电压保护通过将该基座4滑动至一适当成型轮廓上，其通常为一安装杆。若该底表面为平坦，使用可拆卸接头将该基座4固定至该底表面，例如将螺丝或螺栓插入位于该基座4的底侧上的板面中的开口。该基座4的底侧可设有叶片，其经特定用于插入叶片形底部件中。该乘载件也可设置为一U形，其弹性臂包围该基座4的这些侧面并使用互锁件将其固定于该锁固状态中。

一模块化设计中的过电压保护在该有利设计中包括在该连接状态下将可拆装模块5固定至该基座4上，其特点是为一可拆卸接头、紧固系统或机械锁。

在该连接状态下将该可拆装模块5固定至该基座4上为必要，特别是当该点火电路6的主连接系统7，且同时该操作状态发讯器的连接系统13具有弹簧加载销与相对应的表面触点的情况下。在此状态中，可拆装模块5被推离该基座4。若这些弹簧加载销设置于这些连接系统其中一个中且该第二个连接系统设有固定销时，及可能发生类似情形。这些弹性销将可拆装模块5推离基座4，可能导致机械损坏或这些固定销的弯曲。

在该连接状态下将该可活动模块5固定至基座4上，其为一可拆卸接头最简单的设计，其包括至少一螺丝经驱使穿过可拆装模块5并螺固至基座4中。另一种选择是使用该系统的紧固结构，例如通过一弹性夹钳，并具有金属质的优点。最后，在该连接状态下将该可拆装模块5固定至基座上，可通过一机械锁的帮助达成，如例示的互锁件。

产业应用性

根据本发明所示的一模块化设计的过电压保护为一产品，其可被使用以确保人员、设备、机器与金属结构受到保护免于危险性的接触电压、过电压，以及免于电杂散电流的影响。与已知产品相比较，其允许在不必同时更换保护组件的情况下替换一损坏或无功能性的点火电路。

Claims (6)

1.一种模块化设计中的过电压保护，包括一机电装置，其包括具有至少一保护组件（3）的一基座（4）、具有一点火电路（6）的至少一可拆装模块（5）以及该点火电路（6）的至少一主连接系统（7），该主连接系统（7）由该点火电路（6）的一多极组的公触点（8）与相对应的母触点（9）组成，而这些公触点（8）位于该可拆装模块（5）的一底表面（18）上，其优点在于为三极金属设计，而相对应的这些母触点（9）位于该基座（4）的一上部（19）上，其优点在于为三极金属设计，且同时，各保护组件（3）由其一极连接至位于该基座（4）一侧上至少一相关的第一终端线夹（1），并由其第二极连接至位于该基座（4）一相反侧上至少一相关的第二终端线夹（2），其特征在于，还包括一操作状态发讯器的至少一连接系统（13），其位于该可拆装模块（5）连接至该操作状态发讯器点火电路（6）的一主要部分（11）的一侧上，位于该基座（4）连接至该操作状态发讯器的一次要部分（12）的一侧上，连接至该操作状态发讯器的一连接点（16），其优点在于为二极或三极设计，并位于该基座（4）的一侧上，而该操作状态发讯器的该连接系统（13）设有该操作状态发讯器的公触点组件（14），其优点在于为二极或三极设计，并位于该可拆装模块（5）的一底表面（18）上，而该操作状态发讯器相对应的母触点组件（15），其优点在于为二极或三极设计，并位于该基座（4）的一上部（19）上。

2.如权利要求1所述的一种模块化设计中的过电压保护，其特征在于，包括该点火电路（6）的操作状态的一光学状态指示器（10），其位于该可拆装模块（5）上，并有利的位于该可拆装模块（5）的上表面（17）上。

3.如权利要求1或2所述的一种模块化设计中的过电压保护，其特征在于，包括以固定或弹簧加载销所表示的该点火电路（6）的这些公触点（8）以及/或该操作状态发讯器的这些公触点组件（14），以及以插座或接触面所表现的该点火电路（6）的这些母触点（9）以及/或该操作状态发讯器的这些母触点组件（15）。

4.如权利要求1或2所述的一种模块化设计中的过电压保护，其特征在于，包括一保护组件（3），由具有对称或非对称排列电极的一火花隙，或包括至少两个以串联方式连接的火花隙的一多火花隙，或至少两个串联的气体放电管形成。

5.如权利要求1或2所述的一种模块化设计中的过电压保护，其特征在于，包括将该基座（4）紧固至成型面杆件上，该紧固结构具有位于该基座（4）的底侧上的一反向成型的紧固部件（20），或使用具有开口的一板片将该基座（4）紧固至平坦面，或该基座（4）被容纳以安装至一承载件中，该承载件的形状、尺寸以及负载能力与该基座（4）相匹配。

6.如权利要求1或2所述的一种模块化设计中的过电压保护，其特征在于，包括在连接状态下使用一可拆离接头或紧固系统或机械锁将该可拆装模块（5）固定至该基座（4）上。