DE19731312A1 - Überspannungsableiter mit äußerer Kurzschlußeinrichtung - Google Patents
Überspannungsableiter mit äußerer KurzschlußeinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektrischen Bauele
mente und ist bei der konstruktiven Ausgestaltung eines Über
spannungsableiters anzuwenden, der mit einer äußeren Kurz
schlußeinrichtung versehen ist. Derartige Kurzschlußeinrich
tungen sind sowohl bei Zwei-Elektroden- als auch bei
Drei-Elektroden-Überspannungsableitern üblich, die üblicherweise
eine zylindrische Bauform aufweisen, wobei die Elektroden
isoliert voneinander angeordnet sind. Die Kurzschlußeinrich
tungen dienen zum Schutz des Überspannungsableiters bei Lang
zeitbelastungen; eine solche Kurzschlußeinrichtung enthält in
aller Regel ein bei höheren Temperaturen schmelzbares Kon
struktionselement, mit dessen Hilfe die beiden Elektroden
bzw. die Mittelelektrode und eine oder beide Endelektroden
kurzgeschlossen werden.
Für Drei-Elektroden-Ableiter ist eine äußere Kurzschlußein
richtung bekannt, die aus einem auf die Mittelelektrode mit
tels einer Klammer aufgesetzten, sich längs der Achse des
Überspannungsableiters erstreckenden federnden Bügels be
steht. Die freien Enden der beiden Arme dieses Federbügels
liegen dabei nicht radial sondern stirnseitig axial an den
beiden Endelektroden unter Zwischenschaltung eines im Über
lastfall schmelzbaren, mittig zur jeweiligen Endelektrode an
geordneten isolierenden Kunststoffkörpers an. Die Enden der
Arme des Federbügels sind dabei als Kontaktlaschen ausgebil
det, die den abstandhaltenden Kunststoffkörper diagonal über
ragen und im Kurzschlußfall die jeweilige Endelektrode in de
ren Randbereich kontaktieren (US 4,984,125 A, Fig. 1a und
1b).
Bei einem anderen, ähnlich aufgebauten Überspannungsableiter
sind die freien Enden des Kurzschlußbügels als halbzylindri
sche Schale mit radial abstehenden Kontaktflächen ausgebil
det, wobei die jeweilige Schale zur Fixierung eines diametral
auf die Stirnfläche der jeweiligen Endelektrode aufgelegten
zylindrischen Abstandhalters dient (GB 2 230 900 A).
Es sind weiterhin Kurzschlußeinrichtungen bekannt, die für
Überspannungsableiter sowohl mit zwei Elektroden als auch mit
drei Elektroden einsetzbar sind. Diese Kurzschlußeinrichtun
gen bestehen ebenfalls aus einem federnden Bügel mit zwei
freien Enden, die axial an den Endelektroden anliegen. Bei
Überspannungsableitern mit zwei Elektroden ist zwischen dem
einen freien Ende des federnden Kurzschlußbügels und der zu
gehörigen Elektrode eine schmelzbare Isolierfolie angeordnet,
die im Kurzschlußfall vom Kontaktbereich des freien Endes des
Kurzschlußbügels durchstoßen wird. Dieser Kontaktbereich kann
dabei gabelartig aus zwei flachen Kontaktlaschen bestehen,
sofern der Überspannungsableiter mit axial angelöteten An
schlußdrähten versehen ist (FR 2 621 184 A). Bei Überspan
nungsableitern mit drei Elektroden kontaktiert der Kurz
schlußbügel die Mittelelektrode und liegt mit seinen freien
Enden an den beiden Endelektroden axial unter Zwischenschal
tung einer Isolierfolie an (US 5,029,302 A).
Ausgehend von einem Überspannungsableiter in zylindrischer
Bauform mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspru
ches 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine mög
lichst einfach aufgebaute robuste Kurzschlußeinrichtung zu
schaffen, die auch für Überspannungsableiter mit axial ange
schweißten Anschlußdrähten geeignet ist und eine hohe Wech
selstromtragfähigkeit (max. 30 Amp/15 min je Ableitstrecke)
aufweist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen,
daß der federnd auf Abstand gehaltene Kontaktbereich des
Kurzschlußbügels von zwei Kontaktlaschen gebildet ist, die
zwischen sich den Mittenbereich der ersten Elektrode freige
ben,
wobei der Abstandhalter außermittig zur ersten Elektrode zwi
schen dem gemeinsamen Basisbereich der Kontaktlaschen und der
ersten Elektrode angeordnet ist.
Eine derartige Ausgestaltung der Kurzschlußeinrichtung ermög
licht - unabhängig davon, ob und wie (radial oder axial ab
stehend) die Anschlußdrähte an die stirnseitigen Elektroden
angeschlossen sind - eine großflächige Kontaktgabe an den
stirnseitigen Elektroden durch Ausformung von zwei Kontaktla
schen, die im Randbereich der Elektroden ohne Beeinträchti
gung durch geschmolzenes Isoliermaterial zur Kontaktgabe ge
langen; der relativ weit von den Kontaktstellen entfernt an
geordnete Abstandhalter kann dabei sehr klein ausgebildet
sein.
Die gemäß der Erfindung ausgebildete Kurzschlußeinrichtung
wird für Überspannungsableiter mit zwei Elektroden, von denen
die zweite Elektrode das andere stirnseitige Ende des Über
spannungsableiters bildet und von der ersten Elektrode durch
einen rohrförmigen Isolator auf Abstand gehalten wird, zweck
mäßig in der Weise angewendet, daß der Kurzschlußbügel in
Achsrichtung des Überspannungsableiters symmetrisch ausgebil
det und mittels einer Klammer auf dem Isolator fixiert ist.
Dabei kann das andere Ende des Kurzschlußbügels ebenfalls
mittels eines Abstandhalters auf Abstand zur zweiten Elektro
de gehalten werden; das andere Ende des Kurzschlußbügels kann
aber auch direkt an der zweiten Elektrode anliegen.
Die Anwendung des gemäß der Erfindung ausgebildeten Kurz
schlußbügels bei Überspannungsableitern mit drei Elektroden,
von denen die zweite Elektrode das andere stirnseitige Ende
des Überspannungsableiters bildet und die dritte Elektrode
zwischen der ersten und der zweiten Elektrode angeordnet und
von diesen Elektroden mittels eines ersten und eines zweiten
hohlzylindrischen Isolators isoliert ist, erfolgt zweckmäßig
in der Weise, daß der Kurzschlußbügel in Achsrichtung eben
falls symmetrisch ausgebildet ist und mittels einer Klammer
auf der dritten Elektrode aufsitzt.
Die örtliche Fixierung des bzw. der Abstandhalter an der
Stirnseite der jeweiligen Elektrode kann konstruktiv dadurch
erleichtert werden, daß der gemeinsame Basisbereich der Kon
taktlaschen jeweils mit einem Schlitz versehen ist, in dem
der isolierende Abstandhalter mit einem Halteansatz fixiert
wird. Der Halteansatz kann dabei als kurzer zylindrischer
Stutzen ausgebildet sein oder auch von einer ringförmigen
Ausnehmung gebildet sein, die beispielsweise in die Mantel
fläche eines zylindrischen Körpers eingearbeitet ist.
Drei Ausführungsbeispiele eines gemäß der Erfindung ausgebil
deten Überspannungsableiters sind in den Fig. 1 bis 7 dar
gestellt. Dabei zeigen
Fig. 1 und 2 einen Drei-Elektroden-Überspannungsableiter
in zwei Ansichten,
Fig. 3 einen Zwei-Elektroden-Ableiter in Seitenan
sicht,
Fig. 4 eine Variante zum Überspannungsableiter ge
mäß Fig. 3 und
Fig. 5 bis 7 drei Ausführungsformen eines isolierenden
Abstandhalters.
Der Überspannungsableiter 1 gemäß den Fig. I und 2 weist
eine erste Endelektrode 11, eine zweite Endelektrode 12 und
eine dritte Elektrode 13 auf, die als Mittelelektrode ausge
bildet und von den beiden Endelektroden 11 und 12 mittels der
rohrförmigen Isolatoren 14 und 15 isoliert angeordnet ist.
Alle Elektroden bestehen aus Kupfer und sind ähnlich der in
der US-PS 4,433,354 dargestellten Konfiguration ausgebildet.
Dabei sind die beiden Endelektroden 11 und 12 mit axial ange
schweißten Anschlußdrähten 16 versehen, insbesondere gemäß
Fig. 1 der US-PS 4,362,962. Die Mittelelektrode 13 ist mit
einem tangential angeschweißten und radial verlaufenden An
schlußdraht versehen.
Der Überspannungsableiter 1 ist mit einer Kurzschlußeinrich
tung 2 bestückt, die im wesentlichen aus einem zweiarmigen,
federnden Kurzschlußbügel 21 und zwei isolierenden Abstand
haltern 31 besteht. Der Kurzschlußbügel 21 weist zwei paral
lel zur Längsachse des Überspannungsableiters verlaufende Ar
me 22 und 23 auf, die im Bereich der beiden Endelektroden
senkrecht zur Längsachse A abgewinkelt sind und anschließend
etwa parallel zu den Stirnflächen der beiden Endelektroden 11
und 12 verlaufen. Die Enden der Arme 22 und 23 bilden Kon
taktbereiche 24 und 25, die gemäß Fig. 2 aus je zwei Kon
taktlaschen 26 und 27 bestehen. Die Kontaktlaschen geben den
Mittenbereich 11 A der jeweiligen Endelektrode frei, wobei
die eigentliche Kontaktfläche dem Randbereich 11 B der jewei
ligen Elektrode gegenüber steht.
Die Kontaktlaschen 26 und 27 haben eine gemeinsame Basis 28,
die mit einem Schlitz 29 versehen ist. In diesen Schlitz 29
ist ein Halteansatz 32 des isolierenden Abstandhalters 31
eingesetzt. Der isolierende Abstandhalter befindet sich somit
zwischen der gemeinsamen Basis 28 und dem Randbereich 11 B
der jeweiligen Endelektrode und ist so bemessen, daß zwischen
den Kontaktlaschen 26, 27 und dem Randbereich 11 B der End
elektroden ein Luftspalt Ls eingehalten wird.
Der Kurzschlußbügel 21 ist noch mit einer Klammer 30 verse
hen, die die Isolatoren 14 und 15 auf mehr als der Hälfte ih
res Umfanges umfaßt und mit deren Hilfe der Kurzschlußbügel
auf der Mittelelektrode 13 aufsitzt.
Bei dem Überspannungsableiter gemäß Fig. 3 handelt es sich
um einen Zwei-Elektroden-Ableiter mit den beiden Endelektro
den 11 und 12, die mittels des Isolators 33 voneinander iso
liert sind. Die Kurzschlußeinrichtung ist gemäß der Kurz
schlußeinrichtung gemäß den Fig. 1 und 2 aufgebaut und be
steht aus einem Federbügel 34 und den beiden isolierenden Ab
standhaltern 31, wobei die Klammer 35 direkt auf den Isolator
33 aufgesetzt ist, ohne dort eine elektrische Kontaktierung
zu bewirken.
Gemäß Fig. 4 kann bei dem Überspannungsableiter gemäß Fig.
3 der eine isolierende Abstandhalter 31 auch weggelassen wer
den, so daß der Kontaktbereich des federnden Armes 23 stets
direkt am stirnseitigen Randbereich der Endelektrode 11 an
liegt.
Fig. 5 zeigt den isolierenden Abstandhalter 31 mit dem Hal
teansatz 32. - Gemäß Fig. 6 kann der isolierende Abstandhal
ter aus einem zylindrischen Teil 36 bestehen, das mit einer
ringförmigen Ausnehmung 37 versehen ist, mit der der Abstand
halter in den Schlitz 29 der Kontaktbereiche 24 und 25 einge
fügt werden kann. - Gemäß Fig. 7 kann der Abstandhalter auch
leidglich aus einer Scheibe 38 bestehen, die dann zwischen
die gemeinsame Basis 28 der Laschen 26 und 27 und dem Randbe
reich 11 B der jeweiligen Elektrode eingefügt wird und dort
durch die Federspannung der Arme 22, 23 festgehalten wird.
Claims (8)
1. Überspannungsableiter in zylindrischer Bauform mit wenig
stens einer ein stirnseitiges Ende des Überspannungsableiters
bildenden ersten Elektrode und mit einer von der ersten iso
liert angeordneten zweiten Elektrode und mit einem federnden
Kurzschlußbügel, dessen eines Ende einen Kontaktbereich auf
weist, der einem stirnseitigen Randbereich der ersten Elek
trode zugeordnet ist,
wobei der Kontaktbereich des Kurzschlußbügels dadurch axial auf Abstand zur ersten Elektrode gehalten wird, daß stirnseitig zwischen der ersten Elektrode und dem einen Ende des Kurzschlußbügels ein isolierender, im Überlastfall schmelzbarer Abstandhalter angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der auf Abstand (Ls) gehaltene Kontaktbereich (24, 25) des federnden Kurzschlußbügels (21) von zwei Kontaktlaschen (26, 27) gebildet ist, die zwischen sich den Mittenbereich (11A) der ersten Elektrode (11) freigeben,
wobei der Abstandhalter (31) außermittig zur ersten Elektrode (11) zwischen dem gemeinsamen Basisbereich (28) der Kontakt laschen (26,27) und dem Randbereich (11B) der ersten Elek trode (11) angeordnet ist.
wobei der Kontaktbereich des Kurzschlußbügels dadurch axial auf Abstand zur ersten Elektrode gehalten wird, daß stirnseitig zwischen der ersten Elektrode und dem einen Ende des Kurzschlußbügels ein isolierender, im Überlastfall schmelzbarer Abstandhalter angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der auf Abstand (Ls) gehaltene Kontaktbereich (24, 25) des federnden Kurzschlußbügels (21) von zwei Kontaktlaschen (26, 27) gebildet ist, die zwischen sich den Mittenbereich (11A) der ersten Elektrode (11) freigeben,
wobei der Abstandhalter (31) außermittig zur ersten Elektrode (11) zwischen dem gemeinsamen Basisbereich (28) der Kontakt laschen (26,27) und dem Randbereich (11B) der ersten Elek trode (11) angeordnet ist.
2. Überspannungsableiter nach Anspruch 1 mit zwei Elektroden,
von denen die zweite Elektrode das andere stirnseitige Ende
des Überspannungsableiters bildet, und mit einem zwischen den
beiden Elektroden angeordneten rohrförmigen Isolator,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kurzschlußbügel in Achsrichtung des Überspannungsab
leiters symmetrisch ausgebildet und mittels einer Klammer
(35) auf dem Isolator (33) fixiert ist.
3. Überspannungsableiter nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das andere Ende des Kurzschlußbügels direkt an der zwei
ten Elektrode (12) anliegt.
4. Überspannungsableiter nach Anspruch 1 mit drei Elektroden,
von den die zweite Elektrode das andere stirnseitige Ende des
Überspannungsableiters bildet und die dritte Elektrode zwi
schen der ersten und der zweiten Elektrode angeordnet und von
diesen Elektroden mittels eines ersten und eines zweiten
hohlzylindrischen Isolators isoliert ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kurzschlußbügel (21) in Achsrichtung symmetrisch aus
gebildet ist und mittels einer Klammer (30) auf der dritten
Elektrode (13) aufsitzt.
5. Überspannungsableiter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der gemeinsame Basisbereich (28) der Kontaktlaschen mit
einem Schlitz (29) versehen ist, in dem der isolierende Ab
standhalter (31) mit einem Halteansatz (32) fixiert ist.
6. Überspannungsableiter nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Halteansatz von einer ringförmigen Ausnehmung (37)
gebildet ist.
7. Überspannungsableiter nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der gemeinsame Basisbereich der Kontaktlaschen an beiden
Enden des federnden Kurzschlußbügels mit einem Schlitz verse
hen ist, in den der isolierende Abstandhalter mit einem Hal
teansatz fixiert ist.
8. Überspannungsableiter nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Halteansatz von einer ringförmigen Ausnehmung gebil
det ist.
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