NO855381L - Anordning for beskyttelse av elektriske koblinger. - Google Patents

Abstract

Anordningen ifølge oppfinnelsen beskytter elektriske koblinger ved hjelp av et avskjermingshus (2) og overspenningsavledere~(4.2.3), som er integrert i en nor-mert pluggforbindelse (4) for tilkoblings- og tilfør-selsledningene (3), mot elektrisk stråling og ledningsbundne forstyrrelser. Anordningen er spesielt egnet for NEMP-beskyttelse.

Description

Oppfinnelsen vedrører en anordning som angitt i den inn-ledende del av patentkrav 1.

En slik anordning beskytter elektriske koblinger, riktignok mot forstyrrelser som forårsakes av elektromagnetiske felter, men ikke mot forstyrrelser som via tilkoblings-eller forsyningsledningene kan trenge inn i huset, dvs. mot såkalte ledningsbundne forstyrrelser. Riktignok blir elektriske koblinger så å si standardmessig beskyttet ved hjelp av Zenerdioder mot ledningsbundne forstyrrelser, spesielt overspenninger, men som regel er de anordnet innenfor huset. Forstyrrelsene kan derfor trenge seg inn i det indre av avskjermingshuset og der, selv ved for-skriftsmessig trigging av Zenerdioden, ved tilsvarende amplitude forårsake betydelige skader ved overkobling. Spesielt i tilfellet av en nukleær elektromagnetisk puls (NEMP) må man regne med slike amplituder. For å gjøre elektriske koblinger sikre mot NEMP, må man forhindre at forstyrrelsene i det hele tatt kan trenge seg inn i det indre av avskjermingshuset.

Oppfinnelsen, slik det er angitt i den kjennetegnende

del av patentkrav 1, løser oppgaven ved å hindre ledningsbundne forstyrrelser å trenge inn i avskjermingshuset på en teknisk enkel, rasjonell og derfor kostnadsgunstig måte.

Fordelene ved oppfinnelsen kan man se deri at de ledningsbundne forstyrrelser, før de kan trenge seg inn i avsk jermingshuset, blir avledet på dette. Anordningen av overspenningsleder i pluggforbindelsen har den fordel at der ikke gis noen ledningsavsnitt utenfor avskjermingshuset, hvor forstyrrelsene kan kobles inn via elektromagnetiske felter. Den oppfinnelsesmessige tildan-nelse av pluggforbindelsen med hensyn til poltallet såvel som funksjonstilordningen av den enkelte pol, oppviser den spesielle fordel at for en flerhet av forskjellige elektriske koblinger kan der anvendes universelt en eneste type pluggforbindelse. En tilpasning av pluggfor bindelsen til den til enhver tid spesielle elektriske kobling, spesielt en individuell særegen dimensjonering av overspenningsavlederen, er således ikke nødvendig. Alle-rede eksisterende elektriske koblinger kan således også, uten at man trenger å bekymre seg om deres indre oppbyg-ning, på et senere stadium sikres mot ledningsbundne forstyrrelser .

Fordelaktige utførelsesformer for oppfinnelsen er kjenne-tegnet i de avhengige patentkrav.

I det følgende vil oppfinnelsen bli nærmere omtalt i forbindelse med tegningsfigurene. Fig. 1 viser et snitt gjennom anordningen ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser et snitt gjennom den del av pluggforbindelsen som kan løses fra avskjermingshuset, tatt etter lin-jen A-A på fig. 1.

På fig. 1 betegner henvisningstall 1 en lederplate som på en ikke nærmere vist måte tjener som bærer for en elektrisk kobling. Lederplaten 1 er innelukket i et elektrisk ledende avskjermingshus 2. Tilkoblings- og tilførselsled-ningen 3 for den på lederplaten 1 monterte elektriske kobling, idet der på fig. 1 er vist et antall av 8, er ført via en flerpolig pluggforbindelse 4 gjennom veggen av avskjermingshuset 2. Pluggforbindelsen 4 oppviser en første del 4.1 som er montert fast i veggen av avskjermingshuset 2, såvel som en annen del 4.2 som kan løses fra avskjermingshuset. Sistnevnte del kan, slik det fremgår av fig. 1, omfatte kontaktstifter 4.2.1 som kan stikkes inn i motsvarende bøssinger 4.1.1 på den faste del av pluggforbindelsen 4.1. Kontaktstiftene og bøssingene kan imidlertid også hver for seg være anordnet i den mot-satte del av pluggforbindelsen 4. I den del av pluggforbindelsen 4.2 som kan løses fra avskjermingshuset 2, er tilkoblings- og tilførselsledningene 3 koblet via over-spenningsledere 4.2.3 mot en felles kontakt 4.4.4. Denne er fortrinnsvis utformet som ytre ledende avskjerming av den løsbare del av pluggforbindelsen 4.2, såvel av tilkoblings- og tilførselsledningene 3, og står i påplug-get tilstand av den løsbare del av pluggforbindelsen 4.2 på den faste del av pluggforbindelsen 4.1 i god ledende forbindelse med avskjermingshuset 2. En god ledende forbindelse med kontakten 4.2.4. til avskjermingshuset 2 kan eksempelvis oppnås ved tilsvarende store utlagte kontaktflater av kontakten 4.2.4 på huset 2.

Som overspenningsavledere 4.2.3 blir fortrinnsvis ZnO-varistorer anvendt. I dette tilfellet kan tilkoblings-og tilførselsledningene 3, slik det på fig. 2 i et snitt gjennom den løsbare del av pluggforbindelsen 4.2 langs snittlinjen A-A er fremstilt, enkelt være ført gjennom ZnO-skiver, som står i forbindelse med den felles kontakt 4.2.4. Tykkelsen d av ZnO-skiktet mellom tilkoblings- og tilførselsledningene 3 og den felles kontakt 4.2.4 bestemmer da til enhver tid triggerbølgen, dvs. be-skyttelsesnivået for varistoren. De enkelte ZnO-skiver kan være innleiret i et ikke ledende materiale 4.2.5

og derved være mekanisk forankret og elektrisk isolert mot hverandre.

Istedenfor ZnO-varistorer kan der som overspenningsavledere også anvendes raske Zenerdioden, dvs. slike som kobler i løpet av få ns-sekunder.

Dersom spenningen på en av tilkoblings- eller tilførsels-ledningene 3 når triggenivået for den respektive over-spenningsavleder 4.2.3, så inntar denne sin ledende tilstand og begrenser spenningen gjennom strømavledning på den felles kontakt 4.2.4 og derfra på avskjermingshuset 2. Overspenninger som blir forårsaket på tilkoblings- eller tilførselsledningene 3 med en ytre forstyr-relse, kan således ikke trenge inn i det indre av av skjermingshuset 2 til den elektriske kobling. Ved hjelp av overspenningsavlederne 4.2.3 blir på den annen side naturligvis også slike overspenninger begrenset, som har sin opprinnelse innenfor avskjermingshuset 2. Den elektriske kobling 1 kan derfor for andre koblinger som den er forbundet med via tilkoblings- og tilførselsledning-ene 3, ikke utgjøre noen kilde for overspenninger.

For å kunne bruke den på figurene viste anordning ufor-andret for et gitt antall av forskjellige elektriske koblinger som hver har forskjellig antall og forskjellig form for tilkoblings- og tilførselsledninger 3, er det nødvendig å normere pluggforbindelsen 4. Som typisk forskjellige ledningsarter skal nevnes energiforsyningsled-ninger med spenninger på 6 - 220 V og datatilkoblingsled-ninger f.eks. for TTL-signaler. På fig. 1 betegner 3.1 to energitilførselsledninger og 3.2 og 3.3 respektive dataledninger, av hvilke dataledningene 3.2 eksempelvis kan være datainngangsledninger og dataledningene 3.3 datautgangsledninger. I det minste for energitil-førselsledningene 3.1 på den ene side, og dataledningene 3.2 og 3.3 på den annen side, er som regel et forskjellig triggenivå for overspenningsavlederne 4.2.3 nødvendig. I området for datainngangsledningene 3.2

og datautgangsledningene 3.3 er der på fig. 1 alltid to poler av pluggkoblingen 4 som ikke er tilkoblet. Disse overskytende poler kan imidlertid finne anvendel-se ved tilkobling av en annen elektrisk kobling enn den ved eksempelet på fig. 1. Den kan hensiktsmessig for-bindes med den samme kontakt 4.2.4, og kan dertil bidra til at en overlapping av de tilstøtende poler blir for-hindret.

For hver ledningstype er der i pluggforbindelsen 4 anordnet så mange poler som under alle forhåndsgitte koblinger den kobling med de fleste ledninger av denne led-ningsart oppviser. Alt i alt må derfor pluggforbindelsen 4 i det minste oppvise så mange poler som ved det forhåndsgitte antall av forskjellige elektriske koblinger, tilkoblingsmengden av alle tilkoblings- og tilførselsled-ninger 3 inneholde elementer, som i henhold til sin type, spesielt med hensyn til den tillatte spenningsamplitude, skiller seg fra hverandre. Normeringen av pluggforbindelsen 4 blir hensiktsmessig komplettertderved at for alle forhåndsgitte koblinger får de enkelte ledningsarter tilordnet faste poler, respektive polgrupper av pluggforbindelsen 4, og overspenningsavlederne 4.2.3. blir tilordnet ved ønskede beskyttelsesnivå for de enkelte ledningsarter.

Pluggforbindelsen kan også være oppdelt i flere delen-heter, som hver for seg er tilpasset en bestemt ledningstype hva angår overspenningsavlederne 4.2.3. Underoppdel-ingen kan også finne sted derved at der i de enkelte de-ler av pluggforbindelsen blir sammenfattet bestemte funk-sjonsgrupper av ledninger, f.eks. bare inngangs- eller utgangsledninger.

Ved siden av overspenningsavlederne 4.2.3 kan der i pluggforbindelsen 4 være innbygget også andre elektriske filterelementer som kapasiteter, induktiviteter eller ohmske motstander for avledning av også transiente forstyrrelser såvel som sinusformede spenninger med amplituder under triggerspenningen for overspenningsavlederne 4.2.3, idet avledningen finner sted på den felles kontakt 4.2.4 og av-sk jermingshuset . Også disse fi1terelementer kan tilpas-ses de enkelte ledningsarter gjennom numeringen av pluggforbindelsen, og spesielt med hensyn til det forhåndsbe-stemte frekvensområde for den respektive ledning.

Claims (6)

1. Anordning for beskyttelse av elektriske koblinger mot. forstyrrelser, idet den elektriske kobling er innelukket i et elektrisk ledende avskjermingshus (2) og tilkoblings-og tilførselsledningene (3) er ført gjennom husveggen via en flerpolet pluggforbindelse (4), karakterisert ved at pluggforbindelsen (4) oppviser i det minste så mange poler som ved et forhåndsgitt antall av forskjellige elektriske koblinger, kombinasjonsmengden av alle tilkoblings- og tilfø rselsledninger (3) inneholder elementer, idet polene med hensyn til den tillatte spenningsamplitude skiller seg fra hverandre, at i den del (4.2) av pluggforbindelsen (4) som kan løses fra avskjermingshuset (2), er der fra tilkoblings- og tilførselsled-ningene (3) koblet overspenningsavledere (4.2.3) mot en felles kontakt (4.2.4.) som i sammenkoblet tilstand er ledende forbundet med avskjermingshuset (2), og at overspenningsavlederne (4.2.3) etter en eneste fast tilord-ning av de forskjellige ledningsarter til de forskjellige poler av pluggforbindelsen (4), er tilpasset til de respektive tillatte spenningsnivåer.

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at der som overspenningsavledere (4.2.3) benyttes ZnO-varistorer.

3. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at der som overspenningsavledere (4.2.3) benyttes Zenerdioder som kobler i løpet av ns-sekunder.

4. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at pluggforbindelsen (4) er oppdelt i avsnitt for flere like ledningstyper.

5. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at pluggforbindelsen (4) er underopp- delt i et første avsnitt som omfatter alle inngangsled-ninger og et annet avsnitt som omfatter alle utgangsledninger.

6. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at der i pluggforbindelsen (4) i til-legg til overspenningsavlederne (4.2.3) er anordnet yt-terligere filterelementer, ved hjelp av hvilke transiente forstyrrelser og sinusformede spenninger med amplituder under triggerspenningen for overspenningsavlederne (4.2.3) kan absorberes, og at disse på lignende måte er tilpasset den respektive ledningstype, spesielt hva angår frekvensområdet.