DE102012207928A1

DE102012207928A1 - Überspannungsableiter

Info

Publication number: DE102012207928A1
Application number: DE201210207928
Authority: DE
Inventors: Ingo Gottschalk; Erhard Pippert; Dirk Springborn
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2012-05-11
Filing date: 2012-05-11
Publication date: 2013-11-14
Also published as: CN104272402A; EP2831892A1; WO2013167440A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich u. a. auf einen Überspannungsableiter (50) mit zumindest einem eine Ausblasschute (15) aufweisenden Flansch (10), wobei im Falle eines Überstroms eine Druckentlastung durch einen Gasstrom vom Inneren des Überspannungsableiters (50) durch die Ausblasschute (15) erfolgen kann. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Flansch (10) eine umlaufende Wulst (20) aufweist, die von einer umlaufenden Wasserablaufrinne (25) des Flansches (10) umschlossen wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Überspannungsableiter mit zumindest einem eine Ausblasschute aufweisenden Flansch, wobei im Falle eines Überstroms eine Druckentlastung durch einen Gasstrom vom Inneren des Überspannungsableiters durch die Ausblasschute erfolgen kann.
Ein solcher Überspannungsableiter ist in der "ip.com Prior-ArtDatabase" unter dem Titel "Auswahlanzeige an Überspannungsableitern" veröffentlicht (Siemens AG, IPCOM000143897D, Veröffentlichungsdatum 10. Januar 2007).
Ein anderer Überspannungsableiter ist aus der europäischen Patentschrift EP 1 977 434 B1 bekannt. Dieser Überspannungsableiter weist einen Käfig auf, in dem eine Vielzahl an Widerstandselementen übereinander gestapelt angeordnet ist. Der Käfig selbst besteht aus einem oberen Halter, einem unteren Halter und einer Mehrzahl an voneinander getrennten Isolierstangen, die jeweils mit ihrem einen Stabende von einem Durchgangsloch im oberen Halter und mit ihrem anderen Stabende von einem Durchgangsloch im unteren Halter gehalten werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Überspannungsableiter anzugeben, bei dem sich Korrosion durch Wasser, beispielsweise durch Regenwasser, besser als bei vorbekannten Überspannungsableitern vermeiden lässt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Überspannungsableiter mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Überspannungsableiters sind in Unteransprüchen angegeben.
Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Flansch eine umlaufende Wulst aufweist, die von einer umlaufenden Wasserablaufrinne des Flansches umschlossen wird.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Überspannungsableiters besteht darin, dass sich durch die erfindungsgemäß vorgesehene umlaufende Wulst und die erfindungsgemäß vorgesehene umlaufende Wasserablaufrinne ein Wassereintritt vom Flanschbereich in den Überspannungsableiter hinein zuverlässig verhindern lässt. Korrosion im Inneren des Überspannungsableiters lässt sich in dieser Weise erheblich reduzieren.
Vorzugsweise läuft die umlaufende Wulst um den Innenbereich des Überspannungsableiters herum. Die umlaufende Wulst ist vorzugsweise ringförmig, vorzugsweise kreisförmig, oval oder elliptisch.
Um einen Wasserablauf aus dem Überspannungsableiter heraus besonders einfach zu ermöglichen, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die umlaufende Wasserablaufrinne mit der Ausblasschute in Verbindung steht und einen Wasserablauf von in der Wasserablaufrinne befindlichem Wasser durch die Ausblasschute ermöglicht.
Bevorzugt ist auf den Flansch ein Deckel, vorzugsweise ein Umlenkdeckel, aufgesetzt. Ein solcher Deckel deckt vorzugsweise die umlaufende Wulst ab, um ein Hineintropfen von Wasser in den von der umlaufenden Wulst geschützten Innenbereich zu vermeiden.
Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Deckel mit seinem Deckelrand derart auf den Flansch aufgesetzt ist, dass der Deckelrand auf der Wasserablaufrinne aufliegt und die umlaufende Wulst von dem Deckel abgedeckt bzw. unter dem Deckel eingeschlossen wird.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Deckel um einen Umlenkdeckel, der derart auf den Flansch aufgesetzt ist, dass eine seitliche Ausblasöffnung des Umlenkdeckels an die Ausblasschute angrenzt. Eine solche Anordnung des Umlenkdeckels ermöglicht es, dass der Umlenkdeckel einen im Falle eines Überstromes auftretenden Gasstrom umlenken und vom Inneren des Überspannungsableiters in Richtung Ausblasschute lenken kann. In dieser Weise werden ein optimales Verhalten im Falle eines Überstromes und gleichzeitig ein optimales Abdichtverhalten im Normalbetrieb erreicht.
Auch wird es als vorteilhaft angesehen, wenn der Deckelboden des Umlenkdeckels eine nach innen gewölbte Vertiefung aufweist, die sich von dem Mittenbereich des Deckelbodens in Richtung der seitlichen Ausblasöffnung erstreckt. Wie weiter unten noch im Detail erläutert wird, ermöglicht die nach innen gewölbte Vertiefung eine Vielzahl an Funktionen; so kann die Vertiefung ein Abfließen von äußerem Tropfwasser, ein Abfließen von innerem Kondenswasser sowie gleichzeitig eine kurzzeitige Pufferung des im Falle eines Überstromes (z. B. bei einem Blitzeinschlag) abrupt erzeugten Gasstromes und damit eine Begrenzung des abrupt auftretenden Druckanstiegs ermöglichen.
Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn der Deckelboden plastisch verformbar ist, und zwar vorzugsweise derart, dass der im Falle eines Überstroms auftretende Gasstrom die nach innen gewölbte Vertiefung unter plastischer Verformung nach außen biegen kann. Durch eine plastische Verformung des Deckelbodens lassen sich ein Energieabbau und eine Druckbegrenzung bei Einsetzen des Gasstroms in besonders einfacher Weise erreichen.
Darüber hinaus wird es als vorteilhaft angesehen, wenn sich die Tiefe der nach innen gewölbten Vertiefung vom Mittenbereich des Deckelbodens in Richtung der seitlichen Ausblasöffnung vergrößert. Durch eine entsprechende Vergrößerung der Tiefe lässt sich ein effizientes Ableiten von äußerem auf dem Deckelboden des Umlenkdeckels aufliegenden Tropfwasser, ein effizientes Ableiten von innerem Kondenswasser und/oder ein optimales plastisches Verformungsverhalten zum Begrenzen des Druckanstiegs bei Einsetzen des Gasstromes erreichen.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass sich die Breite der nach innen gewölbten Vertiefung vom Mittenbereich des Deckelbodens in Richtung der seitlichen Ausblasöffnung vergrößert. Auch durch eine entsprechende Variation der Breite lässt sich das Ableiten von Wasser und das plastische Verformen in besonders einfacher Weise optimieren.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Überspannungsableiters ist vorgesehen, dass die nach innen gewölbte Vertiefung eine Rinne oder Furche bildet, deren Tiefe und Breite vom Mittenbereich des Deckelbodens in Richtung der seitlichen Ausblasöffnung größer wird. Durch eine Rinnen- oder Furchenbildung, deren Tiefe und Breite vom Mittenbereich des Deckelbodens nach außen hin größer wird, sind ein optimales Verformungsverhalten des Deckelbodens zur Druckbegrenzung und ein optimales Wasserableitverhalten erreichbar.
Mit anderen Worten kann die nach innen gewölbte Vertiefung in vorteilhafter Weise eine äußere Wasserleitrinne bilden, die außen auf dem Deckelboden aufliegendes Wasser in Richtung seitlicher Ausblasöffnung und in Richtung Ausblasschute lenkt.
Darüber hinaus wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die nach innen gewölbte Vertiefung – von innen betrachtet – eine innere Ablaufbeule bildet, die innen auf dem Deckelboden kondensiertes Wasser unter Ausnutzung der auf das kondensierte Wasser wirkenden Schwerkraft in Richtung der seitlichen Ausblasöffnung und damit in Richtung der Ausblasschute lenkt.
Um eine zuverlässige Überspannungsableitung zu gewährleisten, wird der Überspannungsableiter vorzugsweise mit mindestens einem elektrischen Widerstandselement ausgestattet, das im Inneren des Überspannungsableiters angeordnet ist. Zur Trennung des oder der elektrischen Widerstandselemente von dem oben beschriebenen Flansch ist vorzugsweise mindestens eine Membran vorgesehen. Diese Membran ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sie im Falle eines Überstroms aufplatzen und einen Gasstrom vom Inneren des Überspannungsableiters durch die Ausblasschute ermöglichen kann.
Der Flansch wird nach außen vorzugsweise mit einer Abdeckplatte verschlossen. Bei einer solchen Ausgestaltung wird es als vorteilhaft angesehen, wenn der Umlenkdeckel zwischen der Abdeckplatte und der Membran angeordnet ist und der Deckelboden plastisch verformbar ist, und zwar derart, dass der im Falle eines Überstroms auftretende Gasstrom die nach innen in Richtung Membran gewölbte Vertiefung unter plastischer Verformung nach außen in Richtung Abdeckplatte biegen kann. Die Abdeckplatte bildet vorzugsweise für die plastische Verformung einen mechanischen Anschlag.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Anordnung, insbesondere für einen Überspannungsableiter, mit einem eine Ausblasschute aufweisenden Flansch. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Flansch eine umlaufende Wulst aufweist, die von einer umlaufenden Wasserablaufrinne des Flansches umschlossen wird.
Bezüglich der Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Überspannungsableiter verwiesen, weil die Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung denen des erfindungsgemäßen Überspannungsableiters im Wesentlichen entsprechen. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Flansches und des Umlenkdeckels sind bereits oben beschrieben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft:
1 ein Ausführungsbeispiel für einen Flansch wie er bei einem erfindungsgemäßen Überspannungsableiter und/oder bei einer erfindungsgemäßen Anordnung mit Flansch und Umlenkdeckel eingesetzt werden kann,
2 eine Wulst und eine Wasserablaufrinne des Flansches gemäß 1 näher im Detail,
3 ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Überspannungsableiter in einer dreidimensionalen Sicht von der Seite in einer Explosionsdarstellung,
4 einen Umlenkdeckel des Überspannungsableiters gemäß 3,
5 den Umlenkdeckel gemäß 4 in einer Sicht von oben,
6 den Umlenkdeckel gemäß den 4 und 5 im Querschnitt und
7 den Überspannungsableiter gemäß 4 im Querschnitt.
In den Figuren werden der Übersicht halber für vergleichbare oder identische Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.
Die 1 zeigt einen Flansch 10, der mit einer Ausblasschute 15 ausgestattet ist. Die Ausblasschute 15 dient dazu, im Falle eines Überstromes durch einen mit dem Flansch 10 ausgestatteten Überspannungsableiter einen Gasstrom vom Inneren des Überspannungsableiters durch die Ausblasschute nach außen zu ermöglichen, um eine Druckentlastung herbeizuführen.
In der 1 ist erkennbar, dass der Flansch 10 mit einer umlaufenden Wulst 20 ausgestattet ist, die von oben betrachtet kreisförmig oder zumindest näherungsweise kreisförmig ist. Die Wulst 20 wird von einer umlaufenden Wasserablaufrinne 25 umgeben bzw. umschlossen. Die Funktion der Wasserablaufrinne 25 besteht darin, Wasser, das in den Flansch 10 eindringt, außen an der Wulst 20 vorbei in Richtung Ausblasschute 15 zu lenken, damit das Wasser durch die Ausblasschute 15 nach außen treten und in der 1 nach unten abtropfen kann. Die Wasserflussrichtung und die Abtropfrichtung des Wassers sind in der 1 schematisch mit Pfeilen angedeutet.
Der Flansch 10 ist mit Bohrungen 30 ausgestattet, die ein Aufschrauben einer in der 1 aus Gründen der Übersicht nicht dargestellten Abdeckplatte ermöglicht. Mit einer solchen Abdeckplatte kann der Flansch 10 nach oben hin verschlossen werden.
Zur Montage des Flansches 10 in einem Überspannungsableiter wird der in der 1 untere Abschnitt 35 des Flansches 10 auf einen Keramikkörper, beispielsweise ein Keramikrohr aufgesetzt. Dies wird weiter unten im Zusammenhang mit den 2 bis 7 näher erläutert.
Die 2 zeigt einen Abschnitt des Flansches 10 im Querschnitt. Man erkennt die Wulst 20, die außen – von der Mitte des Flansches betrachtet radial außen – von der Wasserablaufrinne 25 umgeben wird. Wasser, das sich in der Wasserablaufrinne 25 sammelt, wird in der 2 auf der rechten Seite durch die Wulst 20 und auf der linken Seite durch eine innere Wand 11 des Flansches 10 in Richtung der Ausblasschute 15 gemäß 1 geleitet, um aus dem Flansch 10 abtropfen zu können.
Die 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Überspannungsableiter, der in der 3 mit dem Bezugszeichen 50 gekennzeichnet ist. Der Überspannungsableiter 50 weist den Flansch 10 gemäß 1 auf, der auf einen innen hohlen Keramikkörper beispielsweise in Form eines außen gerippten Keramikrohres 55 aufgesetzt ist.
Von dem Flansch 10 lassen sich die Wulst 20 sowie die Wasserablaufrinne 25 erkennen, die die Wulst 20 außen umgibt und mit der Ausblasschute 15 in Verbindung steht. In der Wasserablaufrinne 25 befindliches Wasser kann somit in Richtung der Ausblasschute 15 abfließen, die auch eine Wasserabtropföffnung zum Abtropfen des Wassers bildet.
In dem von der Wulst 20 eingeschlossenen inneren Bereich des Flansches 10 lässt sich ein Klemmring 60 erkennen, in dessen offenem Innenbereich eine Membran 65 ersichtlich ist. Die Membran 65 befindet sich räumlich zwischen dem Klemmring 60 und Widerstandselementen, die in der 3 nicht erkennbar sind und im Keramikrohr 55 des Überspannungsableiters 50 angeordnet sind.
Die Funktion der Membran 65 besteht darin, die im Innenbereich des Keramikrohres 55 befindlichen Widerstandselemente von der Ausblasschute 15 zu trennen, so dass diese im Normalbetrieb von der äußeren Umgebung getrennt sind. Die Membran 65 kann beispielsweise durch ein dünnes Blech gebildet sein, das erst im Falle eines Überstromes (z. B. im Falle eines Blitzeinschlags) aufgrund der auftretenden Überhitzung und des dadurch erzeugten Überdrucks im Inneren des Überspannungsableiters 50 aufreißt und nach dem Aufreißen einen Gasfluss vom Innenbereich des Überspannungsableiters 50 in Richtung Ausblasschute 15 ermöglicht.
In der 3 erkennt man darüber hinaus einen Umlenkdeckel 80, der einen Deckelboden 85, einen den Deckelboden 85 begrenzenden Deckelrand 90 sowie eine seitliche Ausblasöffnung 100 umfasst.
Die 3 zeigt, dass der Mittenbereich 105 des Deckelbodens 85 eine nach innen gewölbte Vertiefung 110 aufweist, die die Form einer Beule, einer Delle, einer Furche, einer Rinne oder dergleichen aufweisen kann. Die nach innen gewölbte Vertiefung 110 erstreckt sich vom Mittenbereich 105 des Deckelbodens 85 zu der seitlichen Ausblasöffnung 100.
In der 3 lässt sich erkennen, dass die Breite und die Tiefe der nach innen gewölbten Vertiefung 110 von der Mitte zum Rand hin, also vom Mittenbereich 105 zur seitlichen Ausblasöffnung 100 hin, ansteigen. Dies wird weiter unten noch näher im Detail erläutert.
Der Umlenkdeckel 80 sitzt auf dem Flansch 10 vorzugsweise unmittelbar auf, wobei der Deckelrand 90 in der Ablaufrinne 25 des Flansches 10 aufliegt. Die umlaufende Wulst 20 befindet sich somit innerhalb des Bereichs, der von dem Umlenkdeckel 80 abgedeckt wird.
Die Ausrichtung des Umlenkdeckels 80 auf den Flansch 10 ist vorzugsweise derart gewählt, dass sich die seitliche Ausblasöffnung 100 an die Ausblasschute 15 anschließt.
Wie weiter unten noch näher im Detail erläutert werden wird, hat der Umlenkdeckel 80 vorzugsweise zumindest eine der nachfolgend aufgeführten Funktionen:
Eine erste Funktion des Umlenkdeckels 80 besteht vorzugsweise darin, im Falle eines Überstromes und eines Überdrucks im Inneren des Keramikrohres 55 und im Falle eines Aufbrechens der Membran 65 das aus dem Inneren austretende Gas in Richtung Ausblasschute 15 umzuleiten. Dieses Umleiten ist möglich, da die seitliche Ausblasöffnung 100 von ihrer Lage her mit der Lage der Ausblasschute 15 korrespondiert, so dass das den Umlenkdeckel 80 durch die seitliche Ausblasöffnung 100 verlassende Gas durch die Ausblasschute 15 austreten kann.
Eine zweite Funktion des Umlenkdeckels 80 besteht vorzugsweise darin, den nach dem Aufreißen der Membran 65 abrupt bzw. impulsartig ansteigenden Gasdruck im Umlenkdeckel 80 aufzufangen bzw. zu begrenzen; dies wird durch die nach innen gewölbte Vertiefung 110 erreicht, die im Falle eines abrupten Anstiegs des Gasdrucks nach außen hin plastisch verformt werden kann. Durch eine solche plastische Verformung wird das Volumen innerhalb des Umlenkdeckels 80 vergrößert und dadurch eine zeitweise Druckbegrenzung innerhalb des Umlenkdeckels 80 erreicht. Gleichzeitig wird dennoch eine Weiterleitung des Gases vom Innenbereich des Umlenkdeckels 80 in Richtung der seitlichen Ausblasöffnung 100 und damit in Richtung der Ausblasschute 15 gewährleistet.
Eine dritte Funktion der nach innen gewölbten Vertiefung 110 des Umlenkdeckels 80 besteht vorzugsweise darin, dass etwaig vorhandenes Tropfwasser, das außen auf den Deckelboden 85 des Umlenkdeckels 80 aufliegt, nach außen in Richtung der seitlichen Ausblasöffnung und damit in Richtung der Ausblasschute 15 gelenkt wird. Das Wasser wird nicht im Mittenbereich 105 des Deckelbodens 85 verbleiben, sondern aufgrund der Formgestaltung der nach innen gewölbten Vertiefung 110 in Richtung Ausblasschute 15 abfließen.
Eine vierte Funktion des Umlenkdeckels 80 besteht vorzugsweise darin, Kondenswasser, das sich im Inneren des Umlenkdeckels 80 bildet, unter Mitwirkung der auf das Wasser einwirkenden Schwerkraft in Richtung seitlicher Ausblasöffnung 100 und damit in Richtung Ausblasschute 15 zu lenken. Aufgrund der Formgestaltung der nach innen gewölbten Vertiefung 110 wird das Wasser nämlich nicht im Mittenbereich 105 des Deckelbodens "hängen bleiben", sondern statt dessen innen am Deckelboden 85 entlang der nach innen gewölbten Vertiefung 110 in Richtung der seitlichen Ausblasöffnung 100 ablaufen. Auch Kondenswasser wird somit aufgrund der Formgestaltung des Deckelbodens 85 nach außen durch die Ausblasschute 15 abgeleitet.
Eine fünfte Funktion des Umlenkdeckels 80 wird vorzugsweise durch das Zusammenwirken des Deckelrandes 90 mit der Ablaufrinne 25 bzw. der Wulst 20 bewirkt. Wasser, das vom Deckelboden 85 nach außen hin abtropft bzw. abfließt, wird am Deckelrand 90 in die Ablaufrinne 25 fließen und von der Wulst 20 in Richtung der Wasserausblasschute 15 hin abgeleitet. Ein Hineinlaufen von Wasser in das Innere des Überspannungsableiters bzw. in das Innere des Keramikrohres 55 wird durch die Wulst 20, die Ablaufrinne 25 sowie den Deckelrand 90 des Umlenkdeckels 80 somit zuverlässig verhindert.
Die 4 zeigt den Umlenkdeckel 80 in einer dreidimensionalen Sicht von der Seite. Man erkennt den Deckelrand 90, der einen kreisbogenartig umlaufenden Auflageabschnitt des Umlenkdeckels 80 bildet, mit dem dieser auf dem Flansch 10 gemäß 3 aufliegt. Darüber hinaus lässt sich die seitliche Ausblasöffnung 100 erkennen, die mit der nach innen gewölbten Vertiefung 110 in Verbindung steht. Es lässt sich erkennen, dass die nach innen gewölbte Vertiefung 110 sich von der Mitte M des Deckelbodens 85 radial (Pfeilrichtung r) nach außen erstreckt und dabei breiter wird.
Der Umlenkdeckel 80 kann beispielsweise durch ein tiefer gezogenes Blechteil gebildet sein, dessen Blechdicke derart gewählt ist, dass es zu einem plastischen Verformen des Umlenkdeckels 80 im Falle eines Überstromes durch den Überspannungsableiter kommen kann, wie dies oben im Zusammenhang mit der 3 bereits im Detail erläutert worden ist.
Die 5 zeigt den Umlenkdeckel 80 in einer Sicht von oben. Es lässt sich erkennen, dass die Breite B(r) der Vertiefung 110 von der Mitte M des Deckelbodens 85 radial nach außen – also radial entlang der Richtung r in 5 – größer wird. Die Breite der nach innen gewölbten Vertiefung 110 am äußeren Randbereich des Umlenkdeckels 80 entspricht vorzugsweise der Breite der Ausblasöffnung 100.
Die 6 zeigt den Umlenkdeckel 80 im Querschnitt entlang der Schnittlinie VI-VI näher im Detail. Es lässt sich erkennen, dass die Tiefe T(r) der Vertiefung 110 vom Mittenbereich 105 des Umlenkdeckels 80 radial nach außen in Richtung der seitlichen Ausblasöffnung 100 ansteigt.
Der Anstieg der Tiefe T(r) sowie der Anstieg der Breite B(r) der Vertiefung 110 nach außen erfolgt vorzugsweise stetig.
Die 7 zeigt den Überspannungsableiter 50 gemäß 3 in einem Querschnitt. Man erkennt den Flansch 10 mit der Ausblasschute 15. Darüber hinaus ist erkennbar, dass der Flansch 10 nach oben hin mit einer Abdeckplatte 150 verschlossen ist. Zwischen der Abdeckplatte 150 und dem Keramikrohr 55 befindet sich der Umlenkdeckel 80 mit seiner nach innen gewölbten Vertiefung 110.
Darüber hinaus lassen sich in der 7 elektrische Widerstandselemente 200 erkennen, die in einem Käfig 210 angeordnet sind. Der Käfig wird durch Käfigstangen 220 gebildet, die außen an den Widerstandselementen 200 anliegen und deren relative Lage zueinander definieren.
Das in der 7 obere Widerstandselement 200a steht über einen Tragstern 230, einen Dichtring 235 sowie einen Klemmring 240 mit dem Flansch 10 in Verbindung. Zur äußeren Abdichtung des Innenbereiches des Keramikrohres 55 ist außerdem ein O-Ring 245 vorgesehen, der den Tragstern 230 radial außen umgibt und zwischen dem Keramikrohr 55 sowie dem Dichtring 235 eingeklemmt ist.
Die in der 3 mit dem Bezugszeichen 65 gekennzeichnete Membran ist in der 7 aus Gründen der Übersicht nicht dargestellt, sie ist beispielsweise zwischen dem Tragstern 230 und dem Dichtring 235 eingeklemmt und trennt den Innenbereich des Keramikrohres und damit die darin befindlichen Widerstandselemente 200 von dem Flanschbereich bzw. von dem Umlenkdeckel 80.
In der 7 lässt sich darüber hinaus die Anordnung des Umlenkdeckels 80 auf dem Flansch 10 näher erkennen. Man sieht, dass der Deckelrand 90 auf der Ablaufrinne 25 des Flansches 10 aufliegt und die Wulst 20 im Innenbereich des Umlenkdeckels 80 eingeschlossen ist.
Der Umlenkdeckel 80 weist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 folgende Funktionen auf:
1. Gasumlenkeinrichtung:
Kommt es im Falle eines Überstroms zu einem zu großen Druck innerhalb des Keramikrohres 55 und damit zu einem Aufreißen der Membran 65 gemäß 3, so wird das aus dem Innenbereich austretende Gas vom Umlenkdeckel 80 – bei der Darstellung gemäß 7 – nach rechts umgeleitet und in Richtung der Ausblasschute 15 geführt.
2. Pufferwirkung:
Eine weitere Funktion des Umlenkdeckels 80 besteht darin, dass ein abrupter Druckanstieg zum Zeitpunkt des Aufreißens der Membran 65 gemäß 3 durch die nach innen gewölbte Vertiefung 110 im Umlenkdeckel 80 abgefangen bzw. begrenzt werden kann. Das nach oben entlang der Pfeilrichtung P1 aus dem Innenbereich des Keramikrohres 55 ausströmende Gas wird nämlich den Deckelboden 85 im Bereich der nach innen gewölbten Vertiefung 110 entlang der Pfeilrichtung P2 nach oben drücken und den Umlenkdeckel 80 dabei deformieren. Die Abdeckplatte 150, die oberhalb des Umlenkdeckels 80 angeordnet ist, dient dabei als Anschlag für die plastische Verformung. Ein Teil der Druckenergie, die beim Bersten der Membran 65 frei wird, wird also durch die plastische Verformung des Umlenkdeckels 80 abgefangen.
3. Kondenswasserabfuhr:
Kommt es im Normalbetrieb vor einem Aufreißen der Membran 65 aufgrund von Temperaturschwankungen zu einer Bildung von Kondenswasser im Inneren des Umlenkdeckels 80, so werden die inneren Kondenswassertropfen, die in der 7 mit dem Bezugszeichen Ti gekennzeichnet sind, aufgrund der Formgestaltung der nach innen gewölbten Vertiefung 110 in Richtung der Ausblasschute 15 geleitet, so dass das Kondenswasser durch die Ausblasschute 15 nach außen hin abfließen kann.
4. Rinne für äußeres Wasser:
Kommt es zu einem Eintreten von Wasser infolge einer mangelnden Abdichtung zwischen der Abdeckplatte 150 und dem Flansch 10, so werden die auf dem Deckelboden 85 befindlichen Wassertropfen Ta durch die Formgestaltung der nach innen gewölbten Vertiefung 110 in Richtung Ausblasschute 15 gelenkt, so dass das Wasser nach außen hin abfließen kann.
5. Äußere Wasserableitung:
Wasser, das durch eine mangelnde Abdichtung zwischen der Abdeckplatte 150 und den Flansch 10 in das Innere eindringt, wird darüber hinaus durch den Deckelrand 90 sowie die Wasserablaufrinne 25 und die Wulst 20 abgefangen. Wie sich in der 7 erkennen lässt, liegt der Deckelrand unmittelbar auf der Ablaufrinne 25 auf, so dass er zusammen mit der Wulst 20 ein Eindringen von Wasser in den Innenbereich des Umlenkdeckels 80 verhindert. Wasser, das außen am Deckelrand 90 in Richtung Flansch bzw. in Richtung Ablaufrinne 25 fließt, wird von der Ablaufrinne 25 in Richtung zu der Ausblasschute 15 gelenkt und von dieser nach außen hin abgeführt.
Bei der Darstellung in den 3 und 7 ist der Flansch 10 oben an dem Überspannungsableiter 50 angebracht. Alternativ kann der Flansch 10 auch unten an dem Überspannungsableiter 50 angebracht sein.
Besonders bevorzugt weist der Überspannungsableiter 50 zwei Flansche 10 auf, nämlich einen zum unteren Abschluss des Überspannungsableiters 50 und einen zum oberen Abschluss des Überspannungsableiters 50.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1977434 B1 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

"ip.com Prior-ArtDatabase" unter dem Titel "Auswahlanzeige an Überspannungsableitern" veröffentlicht (Siemens AG, IPCOM000143897D, Veröffentlichungsdatum 10. Januar 2007) [0002]

Claims

Überspannungsableiter (50) mit zumindest einem eine Ausblasschute (15) aufweisenden Flansch (10), wobei im Falle eines Überstroms eine Druckentlastung durch einen Gasstrom vom Inneren des Überspannungsableiters (50) durch die Ausblasschute (15) erfolgen kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (10) eine umlaufende Wulst (20) aufweist, die von einer umlaufenden Wasserablaufrinne (25) des Flansches (10) umschlossen wird.
Überspannungsableiter (50) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Wasserablaufrinne (25) mit der Ausblasschute (15) in Verbindung steht und einen Wasserablauf von in der Wasserablaufrinne (25) befindlichem Wasser durch die Ausblasschute ermöglicht.
Überspannungsableiter (50) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Deckel (80) auf den Flansch (10) aufgesetzt ist.
Überspannungsableiter (50) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (80) mit seinem Deckelrand (85) derart auf den Flansch (10) aufgesetzt ist, dass der Deckelrand (85) auf der Wasserablaufrinne (25) aufliegt und die umlaufende Wulst (20) von dem Deckel (80) abgedeckt wird.
Überspannungsableiter (50) nach einem der voranstehenden Ansprüche 3–4, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel ein Umlenkdeckel (80) ist und derart auf den Flansch (10) aufgesetzt ist, dass eine seitliche Ausblasöffnung (100) des Umlenkdeckels (80) an die Ausblasschute (15) angrenzt.
Überspannungsableiter (50) nach einem der voranstehenden Ansprüche 3–5, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckelboden (85) des Deckels (80) eine nach innen gewölbte Vertiefung (110) aufweist, die sich von dem Mittenbereich (105) des Deckelbodens (85) in Richtung der seitlichen Ausblasöffnung (100) erstreckt.
Überspannungsableiter (50) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckelboden (85) plastisch verformbar ist, und zwar derart, dass der Gasstrom im Falle eines Überstroms die nach innen gewölbte Vertiefung (110) unter plastischer Verformung nach außen biegen kann.
Überspannungsableiter (50) nach einem der voranstehenden Ansprüche 6–7, dadurch gekennzeichnet, dass die nach innen gewölbte Vertiefung (110) eine Rinne oder Furche bildet, deren Tiefe (T(r)) und Breite (B(r)) vom Mittenbereich (105) des Deckelbodens (85) in Richtung der seitlichen Ausblasöffnung (100) größer wird.
Überspannungsableiter (50) nach einem der voranstehenden Ansprüche 6–8, dadurch gekennzeichnet, – dass die nach innen gewölbte Vertiefung (110) eine äußere Wasserleitrinne bildet, die außen auf dem Deckelboden (85) aufliegendes Wasser in Richtung seitlicher Ausblasöffnung (100) und in Richtung Ausblasschute (15) lenkt, und/oder – dass die nach innen gewölbte Vertiefung (110) – von innen betrachtet – eine innere Ablaufbeule bildet, die innen auf dem Deckelboden (85) kondensiertes Wasser unter Ausnutzung der auf das kondensierte Wasser wirkenden Schwerkraft in Richtung seitlicher Ausblasöffnung (100) und in Richtung Ausblasschute (15) lenkt.
Überspannungsableiter (50) nach einem der voranstehenden Ansprüche 3–9, dadurch gekennzeichnet, dass – der Überspannungsableiter (50) mindestens ein elektrisches Widerstandselement (200, 200a) aufweist und – das mindestens eine elektrische Widerstandselement (200, 200a) von dem Deckel (80) durch eine Membran (65) getrennt ist, die im Falle eines Überstroms aufplatzen und einen Gasstrom vom Inneren des Überspannungsableiters (50) durch die Ausblasschute (15) ermöglichen kann.
Überspannungsableiter (50) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – der Flansch (10) mit einer Abdeckplatte (150) verschlossen ist, – ein Umlenkdeckel (80) mit seinem Deckelrand (85) derart auf den Flansch (10) aufgesetzt ist, dass der Deckelrand (85) auf der Wasserablaufrinne (25) aufliegt und die umlaufende Wulst (20) von dem Umlenkdeckel (80) abgedeckt wird, – der Umlenkdeckel (80) zwischen der Abdeckplatte (150) und der Membran (65) angeordnet ist und – der Deckelboden (85) plastisch verformbar ist, und zwar derart, dass der Gasstrom im Falle eines Überstroms die nach innen in Richtung Membran (65) gewölbte Vertiefung (110) unter plastischer Verformung nach außen in Richtung Abdeckplatte (150) biegt, die für die plastische Verformung einen mechanischen Anschlag bildet.
Anordnung, insbesondere für einen Überspannungsableiter (50) nach einem der voranstehenden Ansprüche, mit einem eine Ausblasschute (15) aufweisenden Flansch (10), dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (10) eine umlaufende Wulst (20) aufweist, die von einer umlaufenden Wasserablaufrinne (25) des Flansches (10) umschlossen wird.