用于保护电气设备的装置和电气设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于保护电气设备(2)防止过压的装置(1)和电气设备，该装置具有布置在第一纵向分支(11)中的过流保护装置(S)和布置在过流保护装置和需要保护的电气设备(2)之间的横向分支(20)，其导向第二纵向分支(12)，在横向分支中布置了用于导出瞬态过压的二极管(D)，其设计用于在超出电压阈值时变得具有导电性，由此能够通过横向分支引导从过压中产生的电流从需要保护的设备旁经过进入第二纵向分支中，第一电感线圈(L1)与二极管串联布置，二极管利用第一二极管接口(3)连接在第一纵向分支上并利用第二二极管接口(4)连接在第一电感线圈上，由此在存在短暂的过压时，过流保护装置不会提前被触发。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于保护电气设备防止过压的装置和电气设备，该装置具有布置在第一纵向分支中的过流保护装置和布置在过流保护装置与需要保护的电气设备之间的横向分支，该横向分支导向第二纵向分支，其中，在该横向分支中布置了用于导出瞬态过压的二极管，该二极管设计用于在超出电压阈值时变得具有导电性，由此能够通过横向分支引导从过压中产生的电流从需要保护的装置旁经过进入第二纵向分支中。
技术介绍
普遍已知的是，在电气设备的电压输送中常见的是，在设备保险后布置用于限制过压的抑制二极管。已知的这种装置的缺点是，在存在短暂电压脉冲时可能出现设备保险提前触发的情况。在通常情况下，器械保险设计用于在存在静态过压或过流时才触发，因此不希望通过短暂电压脉冲便已触发设备保险。迄今已有回避该问题的解决方案，该解决方案这样设计设备保险，即实现其响应行为的放大，该响应行为在真正的故障情况下可能会导致出现问题，这是由于可能的确短暂地向需要保护的设备提供了过流。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，对已知的用于保护电气设备防止过压的装置做如下改进，即虽然电气设备是受到了全面保护的，但保险或者说用于电气设备的过流保护装置并不会提前触发。对于开头提到的装置来说，该目的这样实现，即第一电感线圈与二极管串联地布置，在此，二极管利用第一二极管接口连接在第一纵向分支上，并且利用第二二极管接口连接在第一电感线圈上，由此，在存在短暂的过压时，过流保护装置不会提前触发。在存在短暂的过压脉冲时、例如由于电磁兼容(EMV)效应或者由于上级区域-然而该上级区域却通过迂回路导电地与需要保护的装置相连接-中的闪击而产生的瞬态过压时，由于二极管的响应、特别是在二极管设计为抑制二极管时会导致过流保护装置的触发。此时为了避免过流保护装置的提前触发，在二极管的分支中引入电感线圈。该电感线圈对于过压脉冲的高频部件来说是高无功电阻，其限制电流。本装置的另一种优化的设计方案设计为，在横向分支和需要保护的电气设备之间的第一纵向分支中接入第二电感线圈并且附加地在第二电感线圈和需要保护的电气设备中接入电容，该电容连接第一和第二纵向分支。第二电感线圈此时防止-在存在过压脉冲的情况下-第一纵向分支中的电流过快地增大。同时实现电容上的、特别是电容器上的电压的降低。电容通常设计成充电式电容器，并且位于第二电感线圈的后面，这意味着，在过压脉冲期间，过压的主要部分在第二电感线圈上下降，并且通常与电容并联的、需要保护的电气设备由此得到保护。本装置的经过再次改进的设计方案设计为，第一电感线圈与第二电感线圈这样耦合，即这两个电感线圈在磁方面相互作用，其中，它们的绕组方向同向地布置，其中，第一电感线圈的第一绕组始端连接在二极管的第二二极管接口上，并且第二电感线圈的第二绕组始端连接在二极管的第一二极管接口上。如果第一电感线圈和第二电线圈例如设计成一个具有尽可能稳定的耦合的传输器或者变压器，则上述效果将通过相互的电感作用得到增强。在出现过压脉冲时，几乎全部的电压越过第二电感线圈下降。该电压被变压式地传输至第一电感线圈中，并使二极管的电压电势升高几乎相等的量。因此，明显较小的过流流经二极管、特别是流经抑制二极管。该减小了的过流电流又引起第一电感线圈中的一个流，其导致第二电感线圈中的电压的感应。本装置的输出端上的电平被减小了该感应电压。本装置由此降低其输出端上的电压，并在出现干扰脉冲时减小流经抑制二极管的电流。观察所提到传输器的两侧上的感应电压，它们始终反作用于电流，并由此减小流经过流保护装置的和抑制二极管的电流以及流经总电路的电流。在存在静态过压时，第一电感线圈作为直流电阻起作用，其中，电压值受到抑制二极管限制，并且在触发抑制二极管时能够根据意愿触发过流保护装置。协同效应(Synergieeffekt)这样产生，即第一电感线圈和第二电感线圈在其被耦合的设计方案中已经以例如电流补偿扼流圈的形式以较大的差异被提供。但根据本专利技术，该电流补偿扼流圈此时完全不同于否则在电流补偿扼流圈中所习惯地那样接通。这种新的接通方式导致用于保护电气设备防止过压的装置的脉冲稳固性得到飞跃式的改进。需要保护的设备或者说电气设施由此得到极大的质量改进和关于在EMV受到危害的环境中的应用方面的更高的稳固性。特别是在对电气设备的稳固性的要求较高的工业自动化技术方面有利的是，提供具有用于连接供电电压的第一接口和第二接口的电气设备，其中，根据权利要求1至4中任一项所述的装置这样连接在第一接口和第二接口上，即在第一接口和第二接口之间布置电容，并且供电电压通过该装置被引导至设备上。此外，如果电气设备设计为用于在工业自动化中应用的自动化组件，则所应用的自动化组件能够有利地以高度的稳固性、特别是在EMV受到负荷的工业环境中应用。附图说明附图示出实施例。图中示出：图1示出用于保护电气设备的装置，和图2示出设计为工业环境中的自动化组件的电气设备。具体实施方式根据图1示出了用于保护电气设备2防止过压的装置1。该装置1具有用于连接供电电压的输入端21和用于连接电气设备2的输出端22。第一纵向分支11和第二纵向分支12在输入端21和输出端22之间延伸。第二纵向分支12主要用于对装置1的接地连接。从输入端21出发，在输出端22的方向上处在第一纵向分支11中的首先是过流保护装置S、例如熔断保险或者自动保险装置，在过流保护装置S后，用于导出瞬态过压的二极管D利用第一二极管接口3连接在第一纵向分支11上。此外，第二电感线圈L2与过流保护装置S串联地位于第一纵向分支11中。第一纵向分支11从第二电感线圈L2进一步导向输出端22，在该输出端上最终能够连接电气设备2。为了保护电气设备2防止过压，在过流保护装置S和需要保护的电气设备2之间布置了横向分支20。在横向分支20中布置了用于导出瞬态过压的二极管D。该二极管D设计用于，在超出输入端21上的电压阈值时变得具有导电性，由此能够通过横向分支20引导从过压中产生的电流从需要保护的设备2旁经过进入第二纵向分支12中。在此，第一电感线圈L1与二极管D串联地布置，其中，二极管D利用其第一二极管接口3连接在第一纵向分支11上，并且利用第二二极管接口4连接在第一电感线圈L1上。第一电感线圈L1与第二电感线圈L2这样耦合，即这两个电感线圈L1，L2在磁方面相互作用，其中，其绕组方向同向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于保护电气设备(2)防止过压的装置(1)，所述装置具有布置在第一纵向分支(11)中的过流保护装置(S)和布置在所述过流保护装置(S)和需要保护的所述电气设备(2)之间的横向分支(20)，所述横向分支导向第二纵向分支(12)，其中，在所述横向分支(20)中布置了用于导出瞬态过压的二极管(D)，所述二极管设计用于在超出电压阈值时变得具有导电性，由此能够通过所述横向分支(20)引导从过压中产生的电流从需要保护的所述设备(2)旁经过进入所述第二纵向分支(12)中，其特征在于，第一电感线圈(L1)与所述二极管(D)串联地布置，在此，所述二极管(D)利用第一二极管接口(3)连接在所述第一纵向分支(11)上并且利用第二二极管接口(4)连接在所述第一电感线圈(L1)上，由此，在存在短暂的过压时，所述过流保护装置(S)不会提前被触发。

【技术特征摘要】
2014.12.03 EP 14196062.51.一种用于保护电气设备(2)防止过压的装置(1)，所述装置具有布
置在第一纵向分支(11)中的过流保护装置(S)和布置在所述过流
保护装置(S)和需要保护的所述电气设备(2)之间的横向分支(20)，
所述横向分支导向第二纵向分支(12)，其中，在所述横向分支(20)
中布置了用于导出瞬态过压的二极管(D)，所述二极管设计用于在
超出电压阈值时变得具有导电性，由此能够通过所述横向分支(20)
引导从过压中产生的电流从需要保护的所述设备(2)旁经过进入所
述第二纵向分支(12)中，其特征在于，第一电感线圈(L1)与所
述二极管(D)串联地布置，在此，所述二极管(D)利用第一二极
管接口(3)连接在所述第一纵向分支(11)上并且利用第二二极管
接口(4)连接在所述第一电感线圈(L1)上，由此，在存在短暂的
过压时，所述过流保护装置(S)不会提前被触发。
2.根据权利要求1所述的装置(1)，其中，在所述横向分支(20)和需
要保护的所述电气设备(2)之间将第二电感线圈(L2)接入所述第
一纵向分支(11)中，并且附加地在所述第二电感线圈(L2)和需要
保护的所述电气设备(2)之间，电容(C)连接所...

【专利技术属性】
技术研发人员：迪尔克·普罗查斯卡，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE