DE10241253A1

DE10241253A1 - Druckentlastungsanordnung für Überspannungsableiter mit Varistoren

Info

Publication number: DE10241253A1
Application number: DE10241253A
Authority: DE
Inventors: Steffen Bohrisch
Original assignee: Tridelta Ueberspannungsableiter GmbH
Current assignee: Tridelta Ueberspannungsableiter GmbH
Priority date: 2002-01-19
Filing date: 2002-09-06
Publication date: 2003-07-31
Anticipated expiration: 2022-09-07
Also published as: PL205709B1; WO2003060926A2; DE10241253B4; EP1466334A2; EP1466334B1; PL371196A1; BR0302716A; JP2005515626A; WO2003060926A3

Abstract

Aufgabe der Erfindung ist es, Ort und Richtung einer Druckentlastung bei Überbelastung eines Überspannungsableiters mit Varistoren vorzugeben, um damit einer explosionsartigen Zerstörung des Überspannungsableiters mit unkontrollierter Flugbahn von Bruchstücken desselben entgegenzuwirken. DOLLAR A Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung gelöst, bei welcher zwischen mindestens zwei der Varistoren (1) oder zwischen einem Varistor (1) und einer oder beiden stirnseitigen Kontaktplatte(n), eine elektrisch leitfähige Scheibe (2) mit kammförmig von einer Seite ausgehenden Schlitzen (3) eingelegt ist. DOLLAR A Die Erfindung ist bei Überspannungsableitern mit gesteigertem Ableitvermögen anwendbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckentlastungsanordnung für Überspannungsableiter mit Varistoren, vorzugsweise mit Metalloxid-Varistoren, deren Umfangsfläche von einer Umhüllung bzw. einem Gehäuse dicht umschlossen ist.

Überspannungsableiter mit Varistoren ohne Luftspalt an der Mantelfläche der Varistoren (d. h. die gestapelten zylindrischen Varistoren sind von einer Umhüllung bzw. einem Gehäuse dicht umschlossen) besitzen normalerweise keine Druckentlastungsanordnung. Im Falle eines Kurzschlusses infolge Überbelastung des Ableiters werden die im Lichtbogenkanal entstehenden hoch ionisierten Gase durch die Umhüllung an der jeweils mechanisch labilsten Stelle nach außen getrieben. Das heißt, die Druckentlastung erfolgt stochastisch an verschiedenen Stellen über der gesamten Länge des Ableitergehäuses. Es kann damit nicht in jedem Falle garantiert werden, daß der Kurzschlußvorgang keine größeren keramischen Bruchstücke aus dem Gehäuse schleudert, wodurch Menschen oder Ausrüstungen zu Schaden kommen können.

Bei einer bekannten Anordnung sind bereits konstruktive Vorkehrungen getroffen worden, die bei Überbelastung eine Druckentlastung durch die Kunststoffumhüllung des Ableiters hindurch vorzugsweise zwischen zwei Varistoren ermöglichen sollen, indem ein flexibles Band eine Verklebung zwischen den ZnO-Varistoren und der Prepreg-Lage verhindert (DE 199 27 940 A1). Diese Lösung funktioniert zufriedenstellend bei kleinen geforderten Kurzschlußströmen und kleinen Varistordurchmessern. Bei größeren Varistordurchmessern und höheren Kurzschlußströmen wächst die Gefahr, daß die Überlastung des Überspannungsableiters explosionsartig erfolgt. Im Varistorzentrum wächst ein Gasdruck an, weil eine Druckentlastung zwischen den ZnO-Scheiben infolge des hohen Durchmessers und des Anpreßdruckes nur langsam erfolgen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, Ort und Richtung einer Druckentlastung bei Überbelastung des Überspannungsableiters vom o. g. Typ vorzugeben, um damit einer explosionsartigen Zerstörung des Überspannungsableiters mit unkontrollierter Flugbahn von Bruchstücken desselben entgegenzuwirken.

Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen beschriebene Erfindung gelöst.

Um den entstehenden Gasdruck sofort als Druckwelle an der vorbestimmten Stelle der Umhüllung (des Gehäuses) des Überspannungsableiters zur Verfügung zu haben, wird zwischen die Varistoren 1 eihe elektrisch leitfähige Scheibe 2 mit kammförmig von einer Seite ausgehenden Schlitzen 3, wie sie in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, eingelegt. Dabei ist die Breite "b" des Schlitzes 3 so zu wählen, daß bei den vorgeschriebenen Impulsbelastungen die Schoopschicht des Varistors 1 nicht funktionsmindernd beeinträchtigt wird.
Die Fig. 3 und 4 zeigen die Druckentlastungsanordnung im zusammengebauten Zustand. Zwischen zwei ZnO-Varistoren 1 ist eine erfindungswesentliche Scheibe 2 eingelegt. Die Verbindungsstelle ist, wie in der deutschen Patentanmeldung Nr. 199 27 940 A1 näher beschrieben, mit einem flexiblen Band 4 umwickelt. Das Ganze ist von einer Umhüllung 5 (Gehäuse, "Prepreg") dicht umschlossen.
Auf diese Weise kann die Druckwelle sich in vorbestimmter Richtung an den vorbestimmten Spalt oder Punkt des Gehäuses ohne größere Hindernisse bewegen und diese Stelle des Gehäuses aufreißen und auf diese Weise den Außenkurzschluß über dem gesamten Ableitergehäuse einleiten. Es ist nicht erforderlich, daß zwischen allen Varistoren eines Metalloxidvaristor-Überspannungsableiters "Kammscheiben" eingebracht werden. Dies richtet sich nach geforderte Kurzschlußfestigkeit und jeweiliger Gehäuselänge. Um die volle Wirksamkeit dieser Druckentlastungsanordnungen zu erzielen, ist es zweckmäßig, wenn alle Schlitze der "Kammscheiben" radial in die gleiche Richtung zeigen.

Claims

1. Druckentlastungsanordnung für Überspannungsableiter mit Varistoren (1), vorzugsweise mit Metalloxid-Varistoren, deren Umfangsfläche von einer Umhüllung (5) dicht umschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen mindestens zwei der Varistoren (1) eine elektrisch leitfähige Scheibe (2) mit kammförmig von einer Seite ausgehenden Schlitzen (3) eingelegt ist.

2. Druckentlastungsanordnung für Überspannungsableiter mit einem Varistor (1), vorzugsweise mit einem Metalloxid-Varistor, dessen Umfangsfläche von einer Umhüllung (5) dicht umschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Varistor (1) und einer oder beiden stirnseitigen Kontaktplatte(n) eine elektrisch leitfähige Scheibe (2) mit kammförmig von einer Seite ausgehenden Schlitzen (3) eingelegt ist.

3. Druckentlastungsanordnung nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Überspannungsableiter mit mehreren Scheiben (2) die Schlitze (3) aller Scheiben (2) in die gleiche Richtung weisen.

4. Druckentlastungsanordnung nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Scheiben entprechend der geforderten Kurzschlußfestigkeit des Überspannungsableiters derart gewählt ist, daß ein Außenkurzschluß über dem Gehäuse des Überspannungsableiters wirksam einleitbar ist.

5. Druckentlastungsanordnung nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (d) der Scheiben (2) und die Breite (b) der Schlitze (3) entsprechend der geforderten Kurzschlußfestigkeit des Überspannungsableiters derart gewählt sind, daß die Gehäusewand des Überspannungsableiters leicht aufreißbar ist.

6. Druckentlastungsanordnung nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (3) an Schwächungsbereichen der Umhüllung (5) und/oder des Gehäuses münden.

7. Druckentlastungsanordnung nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Scheibe (2) gleich dem Durchmesser des Varistors (1) bzw. der Varistoren (1) ist.

8. Druckentlastungsanordnung nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (2) aus Aluminium besteht.