ВСТАВНОЕ УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ
PLUG-IN OVERVOLTAGE PROTECTION DEVICE

Область техники
Настоящее изобретение касается съемного устройства защиты от перенапряжений на контактных планках для присоединения компонентов и проводов, не требующего пайки, отрезки или зачистки изоляции, в частности в области телекоммуникационных технологий, а также технологии сбора, передачи и обработки данных, которое содержит магазин с электрическими контактными элементами для выполнения соединения с контактной планкой, а также для секционирования соответствующей цепи тока и встраивания элементов защиты от перенапряжений в соответствующую цепь тока, а также содержит шину заземления или зажим для заземления, причем магазин содержит съемную часть и корпус, где корпус служит приемной частью для базирования элементов защиты от перенапряжений, а съемная часть входит во взаимодействие с контактной планкой в соответствии с ограничительной частью формулы изобретения, представленной в п.1.
Уровень техники
Современный стандарт на контактные системы в области систем дальней связи характеризуется так называемой технологией LSA-PLUS (зарегистрированный знак компании Krone GmbH), которая обеспечивает очень быстрое, чистое и надежное подключение проводов и компонентов. Под „LSA" здесь понимается технология, не требующая пайки, отрезки и зачистки изоляции. В случае технологии LSA-PLUS, контакты, по существу, находятся под углом 45° таким образом, что контактирование осуществляется в оптимальных условиях и обеспечивается уменьшение растягивающего усилия кабеля.
Применительно к технологии LSA-PLUS предварительно известны присоединительные планки, разъединительные планки, планки заземления и аналогичные контактные планки. Разъединительные планки позволяют добиться секционирования за счет простого штекерного разъема, обеспечивающего возможность подключения или изменения направления проводов. В случае присоединительных контактных планок подключение может осуществляться за счет простого штекерного разъема. В случае планок заземления, именуемых также заземляющими планками, приложение направлено на то, чтобы различные компоненты или также провода можно было надежно вывести на тот потенциал «земли», которого требует система защиты от перенапряжений, выполненная с возможностью подключения через штекерные разъемы, с тем, чтобы соответствующее количество энергии отводить на землю и предотвращать разрушение присоединенных систем связи.
Информация об изделиях фирмы Phoenix Contact GmbH & Со. KG, Бломберг, касающаяся съемной системы защиты от перенапряжений на планках LSA-PLUS для разрядника COMTRAB, демонстрирует штекерный разъем для защиты от перенапряжений, рассчитанный на парные жилы в количестве от одной до десяти или соответственно на одиночные жилы в количестве от двух до двадцати.
В качестве типичного случая применения там ссылаются на кросс телефонной установки с разъединительными планками LSA-PLUS или соединительными монтажными планками. Магазин системы защиты от перенапряжений COMTRAB может комбинироваться с самыми различными штекерными разъемами с защитными контактами. Сам магазин имеет приемную емкость, рассчитанную на базирование до десяти штекеров для защиты от перенапряжений, причем схема защиты состоит из комбинации реверсивных компонентов токовой защиты и мощных газовых разрядников с отказобезопасным контактом.
За счет установки штекеров для защиты от перенапряжений в разъединительные планки LSA-PLUS или в соединительную монтажную планку осуществляется секционирование и одновременное включение схемы защиты в цепь тока.
Подключение к схеме выравнивания потенциалов в случае устройства COMTRAB выполняется с помощью шины заземления, встроенной в магазин.
Недостатком быстроразъемной системы защиты от перенапряжений COMTRAB фирмы Phoenix является тот факт, что при установке штекера с защитными контактами в присоединительную контактную планку LSA-PLUS последняя становится недоступной для целей кроссировки, разъединения и измерений. Если требуется решить задачи, связанные с проведением измерений, соответствующий элемент для защиты от перенапряжений или соответственно штекер для защиты от перенапряжений, или даже весь магазин для защиты от перенапряжений должны быть демонтированы с планки LSA-PLUS.
Что касается других вариантов осуществления присоединительных планок для телекоммуникационной техники со встроенным элементом заземления для формирования электропроводящего соединения, содержащего узел для защиты от перенапряжений и/или экранирующий узел, то настоящим ссылаются, например, на DE 20000506 U1.
Что касается крепления контактной планки к монтажной раме, следует обратить внимание на DE 19881273 С2, а в отношении варианта осуществления контактной планки со штекерными контактами для монтажа печатных плат - на ЕР 1286420 А2.
Из уровня техники известны устройства защиты от перенапряжений различной конструкции. С одной стороны, существуют магазины для защиты от перенапряжений для базирования газовых разрядников. С другой стороны, предварительно известны устройства защиты от перенапряжений, которые содержат комбинации из элементов малочувствительной защиты и элементов высокочувствительной защиты. Эти устройства выполняются в виде конструкций для монтажа парной жилы, вплоть до монтажа десяти парных жил, в соответствии с предыдущим пояснением.
Применительно к уровню техники в области магазинов для защиты от перенапряжений следует упомянуть, например, патентные документы РСТ/ЕР99/02621, DE 19917824 А1 и DE 19900759 A1.
Устройства защиты от перенапряжений в комбинации из низкочувствительных и высокочувствительных элементов защиты, в том числе и в форме разъемного соединения, известны из патентного документа DE 10007173 A1, а применительно к внутренней конструкции устройства защиты от перенапряжений для парных жил - из ЕР 0797379 В1.
Подключение к земле устройств защиты от перенапряжений для парных жил через групповое заземление, которое охватывает все устройства защиты от перенапряжений контактной планки, показывает ЕР 1290760 В1.
Применительно к вышепоясненному уровню техники остается констатировать, что, с одной стороны, технология LSA-PLUS очень широко распространена, и что, с другой стороны, предварительно известны съемные модули защиты от перенапряжений для такого рода планок, а именно в форме штекеров для защиты от перенапряжений, которые базируются в магазине.
Однако при установке системы защиты от перенапряжений по известной технологии возможность обычно имеющегося доступа к контактам контактной планки прекращается.
Устройства защиты от перенапряжений, представленные на рынке в настоящее время, выполнены либо в виде магазинов защиты от перенапряжений для базирования газовых разрядников, либо содержат низкочувствительные и высокочувствительные элементы защиты, а также необходимые развязывающие сопротивления, сведенные в одно единственное устройство.
Комбинация магазинов для защиты от перенапряжений с устройством защиты от перенапряжений, которое имеет высокочувствительные элементы защиты, с электрической, а также с механической точки зрения в соответствии с предшествующим уровнем техники не предусматривается, а также совершенно невозможна без конструктивных изменений.
Раскрытие изобретения
Поэтому на основании вышесказанного задача изобретения заключается в том, чтобы представить усовершенствованное съемное устройство защиты от перенапряжений, предназначенное для контактных планок для присоединения компонентов и проводов, не требующего пайки, отрезки и зачистки изоляции, в частности в области телекоммуникационных технологий и технологий сбора, передачи и обработки данных, причем устройство защиты от перенапряжений, будучи установленным в контактные планки или для них, должно обеспечить, чтобы имеющиеся там контакты не были заняты с тем, чтобы кроссировка или измерения были возможны, как и прежде, без необходимости демонтажа элементов защиты от перенапряжений или магазина защиты от перенапряжений.
Задача изобретения решена посредством съемного устройства защиты от перенапряжений на контактных планках для присоединения компонентов и проводов, не требующего пайки, отрезки и зачистки изоляции, в соответствии с комбинацией признаков по п.1, причем зависимые пункты формулы изобретения содержат, по меньшей мере, целесообразные варианты осуществления и усовершенствования.
В соответствии с этим основная идея изобретения состоит в том, что во вставленном состоянии видимая верхняя сторона магазина имеет непосредственно доступные штекерные контакты, каждый из которых соответствует внешнему виду разъема планки со штекерными контактами и электрически соединен с ней в вышеозначенном вставленном положении.
Кроме того, первые элементы для защиты от перенапряжений расположены рядом со штекерными контактами магазина, причем они находятся сбоку от них, предпочтительно с обеих сторон.
Между соответствующими контактными элементами съемной части и соответствующими первыми элементами для защиты от перенапряжений предусмотрено электрическое соединение в виде контактного бугеля или в виде контактной части.
В усовершенствованном варианте изобретения предусмотрена дополнительная штекерная часть для защиты от перенапряжений (далее называемая штекерной частью), которая имеет вторые элементы защиты, причем эта штекерная часть содержит вставную перемычку, которая при насаживании на магазин сверху входит во взаимодействие с находящимися там свободными штекерными контактами.
Эта штекерная часть предпочтительно имеет состоящий из двух частей корпус, содержащий объединительную монтажную панель под второй элемент или элементы защиты от перенапряжений.
Свободный выступающий из корпуса конец объединительной монтажной панели может при этом образовывать вставную перемычку, позволяющую свести к минимуму общее количество деталей.
Кроме того, в штекерной части предусмотрен заземляющий бугель, выполненный предпочтительно из металлической фасонной детали.
Корпус штекерной части для защиты от перенапряжений имеет отверстие, ориентированное в направлении вставной перемычки, с тем, чтобы обеспечить возможность электрического контакта с заземляющим бугелем.
В свою очередь, заземляющий бугель выполнен с возможностью контактирования с шиной заземления через соединительное заземляющее устройство.
В соответствии с изобретением имеется промежуточная рама, выполненная с возможностью насаживания на магазин и фиксации на нем, причем промежуточная рама служит для базирования и фиксации множества штекерных частей. При этом сначала может насаживаться промежуточная рама, а затем вставляются штекерные части, либо же возможен такой вариант осуществления, при котором промежуточная рама может надвигаться поверх этих уже вставленных штекерных частей.
Соединительное заземляющее устройство или соответственно множество соединительных заземляющих устройств находятся внутри промежуточной рамы и зафиксированы там. Эти заземляющие соединительные устройства могут быть также выполнены в виде металлической детали, полученной гибкой в штампе.
В предпочтительном варианте осуществления и усовершенствования изобретения первые элементы защиты от перенапряжений выполнены в виде двух- или трехэлектродных газовых разрядников, каждый из которых электрически подключен через зажимные или пружинные контакты и зафиксирован механическим путем.
Корпус магазина выполнен таким образом, что обеспечена легкодоступность газовых разрядников сбоку и/или сверху для целей монтажа и контроля.
Вторые элементы защиты от перенапряжений в штекерной части содержат схему защиты, приданную первым элементам защиты от перенапряжений и состоящую из высокочувствительного элемента защиты и развязывающих сопротивлений.
В предпочтительном варианте усовершенствования изобретения штекерные части возможно насаживать непосредственно на колодку штекерного разъема LSA, причем без необходимости использования усовершенствованного магазина с дополнительными, непосредственно доступными штекерными контактами. За счет этого обеспечивается универсальная применимость штекерных частей в качестве модульного компонента всей системы защиты от перенапряжений.
В целом, усовершенствованный магазин для защиты от перенапряжений выполнен таким образом, что на его верхней стороне сформировано контактное устройство, содержащее пары контактов, которые по своему исполнению соответствуют внешнему виду разъема контактной планки LSA-PLUS. К такому контактному устройству выполненного таким образом устройства защиты от напряжений согласно стандарту LSA-PLUS подходят штекерные контакты, которые, например, используются в кросссировочных шнурах или иных принадлежностях системы LSA-PLUS.
Чтобы добиться центрального расположения этих пар контактов, как это принято и в контактных планках LSA-PLUS, первые элементы защиты от перенапряжений, предпочтительно газовые разрядники, могут располагаться по обеим сторонам контактов. Соответствующие приемные участки магазина для защиты от перенапряжений позволяют базировать вышеозначенные трехэлектродные газовые разрядники, а также двухэлектродные разрядники.
Предлагаемый магазин для защиты от перенапряжений может использоваться для нескольких парных жил в количестве до десяти штук, в каждую из которых вставляется по одной штекерной части.
Штекерное соединение между магазином для защиты от перенапряжений и штекерной частью, как упоминалось выше, выполнено таким образом, что оно совместимо зажимными планками LSA-PLUS. В соответствии с этим контакты, расположенные на верхней стороне, выполнены таким образом, чтобы установка штекерных систем LSA-PLUS была возможна сразу.
Благодаря штекерным частям, оснащенным высокочувствительными элементами защиты, в комбинации с универсальным магазином для защиты от перенапряжений пользователь может создать защиту от перенапряжений, оптимальную для конкретной установки, причем штекерные части выполнены с возможностью дооснащения таким образом, чтобы обеспечить простую адаптацию под возможные изменения установки.
Поскольку контакты на верхней стороне магазина для защиты от перенапряжений в соответствии с изобретением выполняют функцию контактов зажимной планки LSA-PLUS, все работы по техническому обслуживанию, как, например, разъединение, измерения и кроссировка, могут проводиться также при вставленном магазине для защиты от перенапряжений и во время функционирования находящихся в нем элементов защиты от перенапряжений.
В соответствии с изобретением контактирование штекерных частей с «землей» может осуществляться через магазин для защиты от перенапряжений в направлении монтажного поддона.
Изобретение поясняется ниже на примере осуществления, а также с помощью чертежей,
где на фиг.1 - вид в разрезе магазина согласно изобретению с находящейся поверх него промежуточной рамой, а также штекерной частью для защиты от перенапряжений, показанной в верхней части чертежа;
на фиг.2 - горизонтальная проекция устройства согласно фиг.1 с показанным здесь центральным расположением свободно доступных штекерных контактов и соответственно соседними приемными гнездами для базирования элементов защиты от перенапряжений;
на фиг.3 - магазин для защиты от перенапряжений со вставленным боковым заземляющим бугелем, вид сверху при открытом корпусе;
на фиг.4 - общий вид, а также детализованное представление детали, полученной гибкой в штампе и представляющей собой РЕ-контакт для низкочувствительных элементов защиты;
на фиг.5 - возможный вариант исполнения заземляющего бугеля в том виде, в котором он может использоваться в штекерной части для защиты от перенапряжений в качестве детали, полученной гибкой в штампе, для РЕ-контакта;
на фиг.6 - деталь, полученная гибкой в штампе, в качестве РЕ-планки для стороны разъема в том виде, в котором она может использоваться в промежуточном пространстве;
на фиг.7 - различные представления колодки штекерного разъема с пружинными гнездами в качестве контактов для низкочувствительных элементов защиты в качестве первых элементов защиты от перенапряжений для их установки внутри магазина, причем из изображений понятно, что эти контакты служат как для электрического и механического подключения, так и для фиксации элементов защиты от перенапряжений, образуя при этом в зоне U-образного бугеля дополнительный свободно доступный штекерный контакт;
на фиг.8 - вариант осуществления, аналогичный варианту согласно фиг.7, но с более длинными бугелями для низкочувствительных элементов защиты;
на фиг.9 - изображение контактов для низкочувствительных элементов защиты, а именно - с выходной стороны;
на фиг.10 - перспективный вид нижней части корпуса магазина для базирования низкочувствительных элементов защиты и соответствующих контактов и присоединительных деталей;
на фиг.11 - верхняя часть магазина в качестве замыкающей детали корпуса с выемками для базирования контактных элементов, показанных на фиг.4, 6, а также фиг.7-9;
на фиг.12 - перспективный вид промежуточной рамы для удерживания и размещения множества штекерных частей для защиты от перенапряжений;
на фиг.13 - разнесенный вид штекерной части для защиты от перенапряжений с обоими полукорпусами, заземляющим бугелем и объединительной монтажной панелью и
на фиг.14 - изображение магазина без верхней детали корпуса, но со всеми контактными элементами для базирования элементов защиты от перенапряжений для низкочувствительной защиты и с доступными штекерными контактами, которые по внешнему виду выполнены аналогично разъему планки со штекерными контактами.
Осуществление изобретения
В соответствии с фиг.1 магазин 1 для защиты от перенапряжений выполнен таким образом, что на его верхней стороне имеются доступные штекерные контакты 2. Контакты съемной части 3 электрически соединены с этим доступным сверху устройством со штекерными контактами. Таким образом, контакты съемной части 3 не только соединяются, как у традиционных магазинов для защиты от перенапряжений, с элементами защиты от перенапряжений, например с газовыми разрядниками, но и одновременно формируется соответствующая пара контактов, которая по своему исполнению внешне соответствует разъему обычной контактной планки LSA-PLUS.
В соответствии с этим под штекерные контакты 2 подходят штекерные контакты LSA-PLUS в том виде, в котором они используются в кроссировочных шнурах или иных принадлежностях LSA-PLUS.
Магазин 1 служит для базирования первых элементов защиты от перенапряжений, находящихся с обеих сторон от штекерных контактов, например, в форме двух- или трехэлектродных газовых разрядников.
Штекерная часть 6 для защиты от перенапряжений имеет объединительную монтажную панель 20, которая служит для базирования высокочувствительных элементов защиты и развязывающих сопротивлений 7. Штекерная часть 6 состоит, как видно на фиг.13, из двух пластмассовых полукорпусов, в которых устанавливаются объединительная монтажная панель 20 и заземляющий бугель 21.
Корпус 22 имеет отверстие 23, ориентированное в направлении вставной перемычки, которая может быть выполнена в виде концевой части объединительной монтажной панели 20, с тем, чтобы обеспечить электрический контакт с находящимся в корпусе заземляющим бугелем 21.
Заземляющий бугель 21 посредством заземляющего соединительного устройства 9 находится в электрическом контакте с РЕ-контактом, показанным на фиг.4.
Промежуточная рама 8 согласно фиг.1 и соответственно, фиг.12 также состоит из отлитой под давлением или прессованной пластмассовой детали и может служить для базирования, содержания и фиксации нескольких штекерных частей 6.
Высокочувствительные элементы защиты и развязывающие сопротивления в штекерной части 6 в энергетическом отношении согласованы с низкочувствительными элементами защиты, которые действуют как первые элементы защиты от перенапряжений таким образом, что обеспечивается возможность простой адаптации к конкретным условиям защиты.
В штекерных частях 6 имеются соответствующие элементы защиты от перенапряжений для каждой парной жилы. Таким образом, на системе защиты от перенапряжений, которая рассчитана, например, на десять парных жил, могут крепиться, например, десять штекерных частей 6.
На фиг.2 показан вид магазина согласно фиг.1 сверху, а именно с различимыми зонами 5 для базирования, которые служат для электрического контактирования и механического удерживания трехэлектродных газовых разрядников или двухэлектродных газовых разрядников.
Магазин 1 для защиты от перенапряжений без кожуха, но с заземляющим бугелем 11 показан на фиг.3.
Представленные на фиг.7 и 9 контакты для входной стороны низкочувствительных элементов защиты в форме деталей, полученных гибкой в штампе, выполняют двойную функцию таким образом, что, с одной стороны, они могут контактировать как низкочувствительные первые элементы защиты от перенапряжений и фиксироваться механическим способом, а, с другой стороны, возникают дополнительные штекерные контакты, свободно доступные сверху, а именно за счет U-образных язычковых деталей.
Контактные элементы, представленные на фиг.4 и фиг.6-9, могут, как явствует из фиг.14, вставляться в соответствующие выемки и прорези в нижней части магазина (фиг.10) и фиксироваться там таким образом, что изготовление и монтаж устройства защиты от перенапряжений могут быть реализованы с низкими затратами и условиях высокого уровня автоматизации.