DE10241253B4 - Überspannungsableiter - Google Patents

Abstract

Überspannungsableiter mit Varistoren (1), vorzugsweise mit Metalloxid-Varistoren, deren Umfangsfläche von einer Prepreg-Umhüllung (5) dicht und ohne Zwischenraum umschlossen ist, wobei zwischen mindestens zwei der Varistoren (1) eine elektrisch leitfähige Scheibe (2) mit kammförmig von einer Seite ausgehenden Schlitzen (3) eingelegt ist.

Description

• Die Erfindung betrifft einen 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.
• JP 08-31 60 07 A offenbart einen Überspannungsableiter mit Porzellangehäuse und eingeschlossenem Gasvolumen, bei dem die Varistoren an ihren Kontaktflächen mit einer Elektrode versehen sind, in der Nuten vorgesehen sind. Die Nuten dienen der Zirkulation des Gases zur besseren Kühlung der Varistoren.
• 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 Bruckstücken desselben entgegenzuwirken.
• Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen beschriebene Erfindung gelöst.
• Um den entstehenden Gasdruck sofort als Druckwelle an der vorbestimmenten Stelle der Umhüllung (des Gehäuses) des Überspannungsableiters zur Verfügung zu haben, wird zwischen die Varistoren 1 eine elektrisch leitfähige Scheibe 2 mit kammförmig von einer Seite ausgehenden Schlitzen 3, wie sie in den 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 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 (7)

1. Überspannungsableiter mit Varistoren (1), vorzugsweise mit Metalloxid-Varistoren, deren Umfangsfläche von einer Prepreg-Umhüllung (5) dicht und ohne Zwischenraum umschlossen ist, wobei zwischen mindestens zwei der Varistoren (1) eine elektrisch leitfähige Scheibe (2) mit kammförmig von einer Seite ausgehenden Schlitzen (3) eingelegt ist.
2. Überspannungsableiter mit einem Varistor (1), vorzugsweise mit einem Metalloxid-Varistor, dessen Umfangsfläche von einer Prepreg-Umhüllung (5) dicht und ohne Zwischenraum umschlossen ist, bei dem 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. Überspannungsableiter nach einem der bisherigen Ansprüche, bei dem bei mehreren Scheiben (2) die Schlitze (3) aller Scheiben (2) in die gleiche Richtung weisen.
4. Überspannungsableiter nach einem der bisherigen Ansprüche, bei dem die Anzahl der Scheiben entsprechend der geforderten Kurzschlussfestigkeit des Überspannungsableiters derart gewählt ist, dass ein Außenkurzschluss über dem Gehäuse des Überspannungsableiters wirksam einleitbar ist.
5. Überspannungsableiter nach einem der bisherigen Ansprüche, bei dem die Schlitze (3) an Schwächungsbereichen der Prepreg- Umhüllung (5) und/oder des Gehäuses münden.
6. Überspannungsableiter nach einem der bisherigen Ansprüche, bei dem der Durchmesser der Scheibe (2) gleich dem Durchmesser des Varistors (1) bzw. der Varistoren (1) ist.
7. Überspannungsableiter nach einem der bisherigen Ansprüche, bei dem die Scheibe (2) aus Aluminium besteht.