DE2907985A1

DE2907985A1 - Zinkoxidueberspannungsableiter

Info

Publication number: DE2907985A1
Application number: DE19792907985
Authority: DE
Inventors: Yoshio Kawai; Yutaka Kitano; Shinichi Owada; Shingo Shirakawa
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-03-03
Filing date: 1979-03-01
Publication date: 1979-09-06
Also published as: JPS54116655A; SE438056B; SE7901911L; GB2021857B; JPS5919448B2; US4262318A; DE2907985C2; BR7901298A; GB2021857A

Description

SCHIFF ν. FONER STREHL SCHDBEL-HOPF EBBINSHAUS FINCK O Q Π *7 Q O C

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BESCHREIBÜHG

Die Erfindung betrifft einen Zinkoxidüberspannungsablelter, bei welchem Zinkoxidelemente verwendet werden, von denen jedes aus einem Sinterkörper besteht, der Zinkoxid als Hauptkomponente enthält.

Es sind bereits Reihenspaltüberspannungsableiter bekannt, die aus einer Kombination von in Reihe geschalteten Reihenspalten und Ableiterelementen gebildet werden. Bei solchen überspannungsableitern wird ein dynamischer Stromlichtbogen zu schmalen Spalten in einer Lichtbogenlöschkammer getrieben, welche die Reihenspalte enthält. Die Lichtbogentemperatur wird angehoben, um den Lichtbögen zu unterbrechen. Derartige überspannungsableiter sind sogenannte Röhrenüberspannungsableiter, bei denen die Ableiterelemente hauptsächlich aus Siliziumkarbid SiC zusammengesetzt sind.

Bekannt sind außerdem spaltfreie überspannungsableiter, bei denen als Äbleiterelement ein Zinkoxidelement anstelle des Siliziurakarbidelements verwendet wird. Das Zinkoxidelement wird in folgender Weise hergestellt: Zu Zinkoxid ZnO als Hauptbestandteil wird eine kleine Menge Bi₃O₃, CoO, MnO oder Sb₃O₃ zugegeben und damit vermischt. Die Mischung wird zu einer festgelegten Form gepreßt und dann auf Temperaturen über 100O⁰C erhitzt. Das erhaltene Zinkoxidelement hat eine derartige Spannungs-(V)-Strom(I)-Kennlinie, daß eine angelegte Spannung auf einem annähernd konstanten Wert in einem Strombereich gehalten wird, der verglichen mit dem SiIiziumkarbidelement breiter ist.

Da der Zinköxid-Überspannungsableiter die extreme Nichtlinearität der V-I-Kennlinie des Zinkoxidelements ausnutzt, hängt die Lebensdauer des Ableiters von dem Wert der an das Zinkoxidelement angelegten Spannung ab.

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Die V-I-Kennlinie des Zinkoxidelernents hat eine Temperaturabhängigkeit, wie sie in Fig. 1 der beiliegenden Zeichnungen gezeigt ist. Man sieht, daß das Element für den üblichen Gebrauch eine extrem nichtlineare Kennlinie hat. Wenn jedoch die Temperatur des Elements über 150⁰C angehoben wird, nimmt der Leckstrom des Elements von 1 πώ bei Normaltemperaturen auf mehr als 5 mA. zu, so daß für das Element die Gefahr eines thermischen Instabilwerdens besteht. Ein solcher Zustand wird erreicht, wenn der Überspannungsableiter die häufigen Überspannungen absorbiert, die als Lichtbogen oder beim Schalten auftreten. Um deshalb eine derartige V-I-Kennlinie aufrecht zu erhalten, bei welcher eine angelegte Spannung auf einem konstanten Wert in einem breiteren Strombereich gehalten wird, ist es wesentlich, den Temperaturanstieg des Elements zu dem Zeitpunkt zu unterdrücken, wenn das Element die häufige überspannung absorbiert.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, einen Zinkoxidüberspannungsableiter zu schaffen, der, nachdem er mehrfach Überspannungen absorbiert hat, ein hervorragendes Temperaturrestitutionsvermögen hat. Dabei soll der Zinkoxidüberspannungsableiter eine Vielzahl von gestapelten Zinkoxidelementen in einfacher Weise tragen können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Zinkoxidüberspannungsableiter gelöst, der Zinkoxidelemente von annähernd zylindrischer Form enthält, die in einem hermetisch abgedichteten Behälter angeordnet sind, der ein Isoliermedium enthält. Der hohle Abschnitt der Zinkoxidelemente ist zur Umgebung hin offen. Die inneren und äußeren Seitenflächen des Elements sind dem Isoliermedium ausgesetzt. Das Zinkoxidelement der beschriebenen Form hat mit dem Isoliermedium im Vergleich zu den herkömmlichen scheibenförmigen Zinkoxidelementen eine größere Kontaktfläche. Wenn beispielsweise die Fläche, mit welcher die gestapelten Zinkoxidelemente miteinander in Kontakt stehen, gleich ist, kann ein Element mit zylindrischer Form und einem bestimmten Volumen eine etwa 1,5 mal so große Kontaktfläche mit dem Isoliermedium wie ein herkömmliches scheibenförmiges Element haben, welches

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das gleiche Volumen hat. Dementsprechend kann die Temperaturrestitutionscharakteristik nach dem Absorbieren der Mehrfachüberspannung verbessert werden, d.h. die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Zinkoxidüberspannungsableiter, bei welchem eine Vielzahl von Zinkoxidelementen, von denen jedes ein durchgehendes Loch im Mittelabschnitt hat, derart gestapelt sind, daß ein isolierender Haltestab, von dem wenigstens ein Ende festgelegt ist, in das durchgehende Loch eines jeden Elements eingeführt wird. Bei dem Zinkoxidüberspannungsableiter ist somit die Wärmeübergangsfläche des Elements vergrössert und der Halteaufbau vereinfacht.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in einem Diagramm Spannungs-Strom-Kennlinien für ein erfindungsgemäßes Zinkoxidelement mit der Temperatur als Parameter,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines Zinkoxidelements gemäß der Erfindung,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Zinkoxidüberspannungsableiters,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Zinkoxidüberspannungsableiters,

Fig. 5 in einem Diagramm die Temperaturrestitutionskennlinie

Zeitpunkt der Absorption der Mehrfachüberspannung,

Fig. 6 in einem Teilschnitt eine dritte Ausführungsform eines Zinkoxidüberspannungsableiters,

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Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine vierte Ausführungsform eines Zinkoxidüberspannungsableiters,

Fig. 8 im Längsschnitt ein' zweites Beispiel für die Ausgestaltung des Hauptteils des Ableiters von Fig. 7,

Fig. 9 im Querschnitt ein drittes Beispiel für die Ausführung des Hauptteils des Ableiters von Fig. 7,

Fig. 10 im Längsschnitt eine fünfte Ausführungsform eines Zinkoxidüberspannungsableiters und

Fig. 11 einen Schnitt längs der Linie XI-XI von Fig. 10.

Fig. 2 zeigt ein Zinkoxidelement 1 gemäß der Erfindung, das auf folqende Weise hergestellt wird: Zunächst wird eine kleine Menge BigOo/ CoO, MnO, Sb^O-, und dergleichen der Hauptkomponente ZnO zugesetzt und damit vermischt. Die Mischung wird in die Form eines Zylinders gepreßt und auf hohe Temperaturen erhitzt. Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, hat das Element 1 ein durchgehendes Loch 2, welches sich durch einen Mittelabschnitt des Elements in Axialrichtung erstreckt. An den beiden Stirnseiten des Elements in seiner Axialrichtung sind Elektroden 3 und 4 vorgesehen, die durch Aufdampfen von Metall oder auf andere Weise ausgebildet werden. Der Innendurchmesser der Elektroden ist um mehrere Millimeter größer als der Durchmesser des durchgehenden Lochs. Das mit den Elektroden versehene Loch, welches einen derartigen Innendurchmesser aufweist, ist für die Verwendung in einem Zinkoxidüber spannungsableiter geeignet, wie er später anhand von Fig. 4 näher erläutert wird. Das in Fig. 2 gezeigte Element 1 soll bezogen auf ein Nennvolumen mit einem herkömmlichen Element verglichen werden. Das herkömmliche Element hat einen Außendurchmesser von 85 mm,wegen der Form der Scheibe. Das Element 1 von Fig. 2 kann einen Außendurchmesser von 93 mm und einen Innendurchmesser von 31 mm haben. Obwohl die Stirnfläche senkrecht zur Achse bei beiden Elementen die gleiche ist, ist die Oberfläche der Seitenfläche des Elements 1 um etwa 48% größer als die des herkömm-

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lichen Elements.

Fig. 3 zeigt einen Zinkoxidüberspannungsableiter mit Elementen 1 von Fig. 2. Die breiten Enden eines Isolierrohrs 5 sind mit einer stirnseitigen Abdeckung 7 und einer weiteren stirnseitigen Abdeckung 6 so abgedichtet, daß ein luftdicht verschlossener Behälter erhalten wird. Die stirnseitige Abdeckung 7 ist mit einer Hauptschaltung verbunden und bildet einen Hochspannungsleiter, an den eine Hochspannung angelegt wird. Die stirnseitige Abdeckung 6 liegt auf Erdpotential bzw. an Masse. Der Innenteil des luftdicht abgeschlossenen Behälters ist mit einem Isolieritiedium, beispielsweise mit gasförmigem N₂, SF, oder einem Isolieröl gefüllt. Die stirnseitige Abdeckung 7 ist mit einem Abschirmungskörper 8 versehen, der so angeordnet ist, daß er die stirnseitige Abdeckung umgibt. Der Abschirmungskörper 8 dient zum Führen des Isoliermediums von einer Druckfreigabeplatte 9 aus, die eine öffnung der stirnseitigen Abdeckung 7 abdichtet. Die Druckfreigabeplatte kann zerplatzen, wenn der Innendruck des Isolierrohrs 5 in nicht normaler Weise ansteigt, beispielsweise bei einem Spannungsrückschlag des Elements 1 usw. Auf diese Weise wird der Innendruck durch Freigabe von Isoliermedium über den Abschirmkörper 8 reduziert, so daß das Isolierrohr 5 geschützt wird. An der stirnseitigen Abdeckung 6 ist eine untere Endplatte 10 festgelegt. Eine Vielzahl der in Fiq. 2 qezeiqten Elemente 1 ist auf der unteren Endplatte auf einem zylindrischen Leiter 27 gestapelt, der ein Loch 27a hat. An dem oberen Ende der gestapelten Elemente sind nacheinander ein zylindrischer Leiter 26 mit einem Loch 26a, eine obere Endplatte 18, eine Feder 17 und eine Zwischenplatte 11 angeordnet. Die qestapelten Elemente sind durch eine Vielzahl von Isolierstäben 12 festgelegt, welche die untere Endplatte 10 und die Zwischenplatte -11 überbrücken. Die Isolierstäbe 12 sind mit einem vorgegebenen Abstand in der Nähe des Außenumfangs der gestapelten Elemente angeordnet. An der Zwischenplatte 11 ist eine Vielzahl von Querstreben 13, beispielsweise aus Hartpappe, befestigt. Sie stehen in Kontakt mit der Innenfläche des Isolierrohres 5, um eine Abweichung der Zwischenplatte 1 1 zu verhindern. Die obere Endplatte 18 und die Zwischen-

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platte 11 können sich längs der Isolierstangen 12 frei zur unteren Endplatte 10 bewegen- An der Innenfläche der stirnseitigen Abdeckung 7 ist ein ringartiger Leiter 14 zum Befestigen der Druckfreigabeplatte 9 festgelegt. Zwischen dem Leiter 14 und der Zwischenplatte 11 ist eine Feder 15 angeordnet. Der zwischen die benachbarten Elemente 1 angelegte Kontaktdruck wird hauptsächlich durch die Feder 17 erteilt, während die Feder 15 so wirkt, daß sie den an den Isolierstangen 12 durch die Feder 17 verursachten Zug verringert. In der Nähe der Federn 15 und 17 sind leitende elastische Körper 16 bzw. 19 vorgesehen. Die elektrische Verbindung zwischen der Zwischenplatte 11 und dem Leiter 14 erfolgt durch den elastischen Körper 16, während die elektrische Verbindung zwischen der Zwischenplatte 1 und der oberen Endplatte 18 durch den elastischen Körper 19 erfolgt.

Bei dem beschriebenen Aufbau ist das durchgehende Loch 2 eines jeden Elements 1 mit Isoliermedium gefüllt. Dementsprechend unterdrückt der Wärmeübergang von der Innenfläche und der Außenfläche des Elements auf das Isoliermediura einen Temperaturanstieg im Element 1. Insbesondere dann, wenn SF_g als Gas oder ein Isolieröl als isolierendes Medium verwendet wird, zirkuliert dieses Medium hauptsächlich in dem System bestehend aus dem durchgehenden Loch 2 des Elements 1, dem Loch 26a des zylindrischen Leiters 26, dem Loch 27a des zylindrischen Leiters 27 und dem Loch 2 des Elements 1, aufgrund der Wärmeabgabe aus dem Elementen 1 . In diesem Fall kann der Temperaturanstieg in dem Element wirksam unterdrückt werden. Auch wenn die Elemente zur Zeit t und zur Zeit t den Oberstrom der Mehrfachspannungsstoße absorbieren und die Temperatur der Elemente, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, schnell ansteigt, werden die Elemente in der durch die Restitutionskurve 20 gezeigten Art und Weise schnell gekühlt, so daß ein thermisches Instabilwerden, wie dies durch die Restitutionskurve 21 gezeigt ist, verhindert werden kann. Besonders wichtig ist es, dieses thermische Umkippen von Zinkoxidüberspannungsableitern zu verhindern, die keinen Reihenspalt haben. Bei der beschriebenen Ausführungsform wird ein solches

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thermisches Umkippen nur durch Ändern der Form des Elements 1 erreicht. Es kann jedoch auch ein Aufbau vorgesehen werden, der eine Kühlrippe in der Nähe der oberen Endplatte 18 aufweist. Außerdem kann ein Isolatorrohr vorgesehen werden, das mit einem Kühlmittel gefüllt ist und in das durchgehende Loch 2 des EIe- . ments 1 eingeführt wird.

Der in Fig. 4 gezeigte Zinkoxidüberspannungsableiter unterscheidet sich von der Ausführungsform von Fig. 3 hauptsächlich durch die Konstruktion zum Halten der Elemente 1. Auf einer Basis 25, die an der stirnseitigen Abdeckung 6 festgelegt ist, sind die untere Endplatte 10, eine Vielzahl von Elementen 1 und die obere Endplatte 18 aufeinandergesetzt. Die Elemente 1 werden durch eine isolierende Haltestange 22 gehalten, deren unteres Ende an der Basis 25 festgelegt ist und deren oberes Ende aus der oberen Endplatte 18 vorsteht. Ihr vorstehender Abschnitt ist mit Verbindung spaß stücken 23 durch Klebstoffe oder Schraubverbindungen gekoppelt. Die Querstreben 13 sind an der Zwischenplatte 11 befestigt , die ihrerseits mit den Verbindungspaßstücken 23 über eine Mutter 24 gekoppelt ist. Die Querstreben 13 stehen weiterhin in Kontakt mit der Innenfläche des Isolierrohrs 5, um eine Abweichung des oberen Endes der isolierenden Haltestange 22 zu verhindern. Zwischen der Zwischenplatte 11 und der oberen Endplatte ist die Feder 17 angeordnet, die einen Kontaktdruck auf die benachbarten Elemente 1 ausübt. Die Zwischenplatte 11 und die obere Endplatte 18 sind elektrisch mittels eines elastischen verbindenden Leiters 19 verbunden, beispielsweise durch eine Blattfeder» Die Feder 15 ist zwischen der Zwischenplatte 11 und dem Leiter 14 angeordnet. Sie kann die Zugspannung reduzieren_# die auf die isolierende Haltestange 22 durch die Feder 17 ausgeübt wird. Wenn die Feder 15 ebenfalls einen Kontaktdruck zwischen benachbarten Elementen 1 ausüben soll, muß die Zwischenplatte 11 der isolierenden Haltestange 22 so angepaßt werden, daß sie frei längs der Stange 22 gleiten kann, so daß sich die Platte 11 zu der unteren Endplatte 10 hin bewegen kann. Die Zwischenplatte

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11 und der Leiter 14 sind ebenfalls elektrisch durch den elastischen verbindenden Leiter 16 verbunden. Zwischen der Wandflache des durchgehenden Loches 2 des Elements 1 und der isolierenden Haltestange 22 ist ein freier Raum von etwa 1 mm vorgesehen, der sich ohne Unterbrechung in Richtung der Achse der Stange 22 erstreckt.

Bei dem in Fig. 4 gezeigten Zinkoxidüberspannungsableiter werden die Elemente 1 durch das isolierende Medium gekühlt, das sich in dem durchgehenden Loch 2 eines jeden Elements 1 befindet, wie dies bei dem in Fig. 3 gezeigten Ableiter der Fall ist. Der in Fig. 4 gezeigte Ableiter ist sehr einfach im Aufbau bezüglich des Haltens der Elemente 1, da die gestapelten Elemente 1 von einer einzigen Stange 22 gehalten werden können. Da der Innendurchmesser der Elektroden 3 und 4, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, größer als der Durchmesser des durchgehenden Loches 2 ist, führt die Verwendung der isolierenden Haltestange 22 nicht zu Schwierigkeiten bezüglich der Isolation. Da die isolierende Haltestange 22 in das durchgehende Loch 2 zur Kühlung eingesetzt ist, können die Leiter in dem isolierenden Rohr 5, wenn eine Hochspannung angelegt ist, im Durchmesser klein gemacht werden. Beispielsweise kann der Durchmesser der Zwischenplatte 11 etwa gleich dem Außendurchmesser des Elements 1 sein. Dies ist günstig hinsichtlich der Durchmesser reduzierung des isolierenden Rohres 5. Der Abstand zwischen dem Umfang des Elements 1 und der Zwischenplatte 11 und der Innenfläche des isolierenden Rohres 5 kann ebenfalls dadurch groß gemacht werden, daß der Außendurchmesser des Elements 1 und der der Platte 11 verringert werden. Mit einem derartig großen Abstand können die Elemente 1 nicht leicht durch eine Änderung der Oberflächenpotentialverteilung des isolierenden Rohres 5 zu einem Zeitpunkt beeinflußt werden, wenn das Rohr 5 verunreinigt wird.

Bei dem in Fig. 4 gezeigten Aufbau wird das obere Ende der isolierenden Haltestange 22 von den Querstreben 13 getragen. Das obere Ende der Stange 22 kann jedoch auch so gehalten werden, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. Dabei haben die verbindenden Paßstücke

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23 einen Kopf 28 mit einer Stangenform, der nach oben von der Zwischenplatte 11 vorsteht. Der Kopf 28 paßt in eine Ausnehmung 29a eines AufnahmepaßStücks 29, das an der stirnseitigen Abdeckung 7 befestigt ist. Das obere Ende der isolierenden Haltestange 22 wird mittels des Paßstücks zwischen dem stangenförmigen Kopf 28 und der Ausnehmung 29a gehalten und kann somit nicht schwingen. Bei diesem Aufbau können die Querstreben 13 von Fig. 3 entfallen.

Die in den Figuren 3, 4 und 6 gezeigten Ausführungsformen werden als Isolator-Zinkoxidüberspannungsableiter bezeichnet, da der luftdichtabschließende Behälter mit den Zinkoxidelementen im Inneren von einem isolierenden Rohr 5 gebildet wird. Bekannt sind außerdem tankartige Zinkoxidüberspannungsableiter, bei welchen der luftdicht abgeschlossene Behälter von einem Metalltank bzw. einem Metallbehälter qebildet wird. Die im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen der Erfindunq betreffen derartige tankartige Zinkoxidüberspannunqsableiter.

Der Metallbehälter eines solchen tankartigen Zinkoxidüberspannungsableiters liegt auf Erdpotential, ist also geerdet. Die Querstreben 13 von Fig. 3 und 4 würden hinsichtlich der elektrischen Isolierung zu Schwierigkeiten führen. Die Konstruktionen der Figuren 3 und 4 sind mit Ausnahme der Querstreben 13 für einen tankartigen Zinkoxidüberspannungsableiter verwendbar.

Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines tankförmigen Zinkoxidüberspannungsableiters mit einem Behälter 31. Der Behälter 31 hat einen mit einer Hauptschaltung verbundenen Hochspannungsleiter 30 und ist über ein isolierendes Distanzstück 32 mit einem Metallbehälter 33 verbunden. An dem Hochspannungsleiter 30 ist auf der Seite des Metallbehälters 33 bezogen auf das isolierende Distanzstück 32 ein Halteleiter 34 mit einer Ausnehmung 34a zum Einpassen festgelegt. Die Elemente 1 werden von einer isolierenden Haltestange 22 gehalten, die in dem durchgehenden Loch 2 wie bei der Ausführungsform von Fig. 6 angeordnet ist. Das obere Ende der Stange 22 ist mit den Verbindungspaßstücken 23 über eine Schraub-

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kupplung verbunden, wenn die Feder 17 und die Zwischenplatte 11 auf der oberen Endplatte 18 angeordnet worden sind. Die Feder 17 ist durch die Schraubkupplung zwischen der Stange 22 und den Verbindungspaßstücken 23 zusammengedrückt, wodurch ein Kontaktdruck zwischen benachbarten Elementen ausgeübt wird. Ein vorstehender Stab 28 der Verbindunqspaßstücke 23 paßt in die Ausnehmunq 34a des Halteleiters 34 und träqt das obere Ende der Stange 22. Der Verbindungsleiter 34 ist mit einem Kontakt 35 versehen, durch welchen der Verbindungsleiter 34 und die Verbindungspaßstücke 23 elektrisch gekoppelt sind. Der Kontakt 35 wird von einem Abschirmungszylinder 36 umgeben, um die Störung durch das elektrische Feld zu unterdrücken.

Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 8 sind andere Einrichtungen zum Tragen der aufeinanderliegenden Elemente vorgesehen. Die Halteeinrichtung von Fig. 8 besteht aus einem isolierenden Zylinder 37 und aus einer Vielzahl von keramischen Kondensatorelementen 38, die im Zylinder 37 gestapelt sind. Das keramische Kondensatorelement 38 hat Stirnplatten 39, die mit den beiden Oberflächen eines Keramikblocks verbunden sind. Durch die Wirkung einer Feder 40 wird zwischen benachbarten Elementen 38 ein Kontaktdruck ausgeübt. Die Halteeinrichtung wird anstelle der isolierenden Haltestange 22 von Fig. 7 verwendet. Da bei dem tankartigen Zinkoxidüberspannung sableiter der Tank 33 geerdet ist, wird die Potentialverteilung in dem Tank bzw. Behälter gestört, so daß eine angelegte Hochspannung nicht immer gleichförmig jedem Zinkoxidelement zugeführt wird. Wenn jedoch die Halteeinrichtung von Fig. 8 verwendet wird, welche eine Spannungsverteilende Kondensatoreinrichtung ist, wird die Störung der Potentialverteilung durch die Kondensatorelemente 38 beseitigt, so daß die angelegte Hochspannung gleichförmig auf jedes Zinkoxidelement aufgeteilt wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel für die Einrichtung zum Halten der gestapelten Elemente von Fig. 9 ist eine Vielzahl von isolierenden Haltestangen 22a, 22b und 22c in dem durchgehenden Loch 2

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des Zinkoxidelements 1 vorgesehen. Die Halteeinrichtung ermöglicht das Füllen des durchgehenden Lochs 2 mit einer größeren Menge an isolierendem Medium, wodurch die Kühlwirkung weiter verbessert wird.

Die in Fig. 8 und 9 gezeigten Halteeinrichtungen sind bei dieser Äusführungsform des Zinkoxidüberspannungsableiters der Isolatorbauweise ebenfalls verwendbar.

Bei der in Fig. 10 gezeigten Ausführungsform des tankartigen Zinkoxidüberspannungsableiters ist, wie auch aus Fig. 11 zu ersehen ist, eine Vielzahl von Gruppen von gestapelten Elementen nach Fig. 7 in dem Behälter 33 angeordnet. Die Gruppen werden jeweils von isolierenden Haltestangen 22 gehalten. Es wird jedoch eine gemeinsame Zwischenplatte 11 für die drei Gruppen verwendet» An der gemeinsamen Zwischenplatte 11 ist ein gemeinsamer Leiter 40 festgelegt und elektrisch über den Kontakt 35 mit dem Hochspannungsleiter 30 verbunden. Die oberen Enden der drei isolierenden Haltestangen 22 können bei dieser Ausführungsform fest abgestützt werden, da die drei Stangen fest mit einer einzigen Zwischenplatte 11 gekoppelt sind. Die drei Gruppen von Elementen 1 können zwischen der Basis 25 und der gemeinsamen Zwischenplatte 11 parallel oder in Reihe geschaltet werden.

Bei einem tankartigen Zinkoxidüberspannungsableiter wird der Tank bzw. der Behälter 33 manchmal horizontal angeordnet. Der in Fig. 7 gezeigte Ableiter kann dabei horizontal positioniert werden, ohne daß sich irgendwelche Schwierikeiten ergeben, da beide Enden der isolierenden Haltestange 22 festgelegt sind. Auch die Ausführungsform nach Fig. 10 kann horizontal angeordnet werden, wenn eine Haltekonstruktion von Fig. 7 zwischen dem gemeinsamen Leiter 30 und dem Hochspannungsleiter 40 verwendet wird.

Bei dem tankartigen Zinkoxidüberspannungsableiter ist es möglich, an einem seitlichen Abschnitt des Behälters 33 einen Strömungs-

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weg für einen Zwangsumlauf des isolierenden Mediums vorzusehen, da der Tank geerdet ist und das Innere des Tanks mit dem isolierenden Medium gefüllt ist. Wenn in diesem Fall Haltekonstruktionen nach den Figuren 3 und 9 verwendet werden, wird die Kühlwirkung des isolierenden Mediums auf die Elemente 1 weiter
verbessert.

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Claims

e-ft /et Λ A 2~C>. ζ ^Q P AT t£ U TA N WA .TE SCHIFF v.FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÖNCHEN 9O POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 6O, D-8OQO MÖNCHEN 93 PROFESSIONAL REPRESENTATIVES ALSO BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE KARL LUDWIS SCHIFF (1964-1 DIPL. CHEM, DR. ALEXANDER V. FUNER DIPL, INS. PETER STREHL DIPL. CHEM. DR. URSULA SCHÜBEL-HOPF DiPL. INQ. DIETER EBSINQHAUS DR, INS. DIETER FINCK TELEFON (Ο39) 48 20 54. TELEX 5-33 S6S AURO D TELEGRAMME AUROMARCPAT MÜNCHEN HITACHI, LTD. DEÄ-14406 Fi/Rf

1. März 1979

Zinkoxidüberspannungsableiter PATENTANSPRÜCHE

! 1. Jzinkoxidüberspannungsableiter gekenri zeichnet durch einen luftdicht abgeschlossenen Behälter (5, 33), der ein Isolierrtiedium enthält, durch eine Gruppe von Elementen (1) bestehend aus einer Vielzahl von Zinkoxidelementen, die in einer Richtung gestapelt sind, ein durchgehendes Loch {2) an einem annähernd mittigen Abschnitt des Elements und auf beiden Stirnseiten senkrecht zu der Stapelrichtung Elektroden (3, 4} aufweisen, deren Innendurchmesser größer als der Durchmesser eines der durchgehenden Löcher (2) ist, die für wenigstens einen Teil der Elemente einen Einströmabschnitt für das isolierende Medium ohne Unterbrechung in Stapelrichtung bilden, durch Federeinrichtungen (15, 17) zum Anlegen eines Kontaktdrucks zwischen den Elementen (1) der Elementengruppe und durch eine isolierende Halteeinrichtung (11, 12, 13, 23, 28, 29, 34) zum Halten der Gruppe von Elementen (1).

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2. Zinkoxidüberspannungsablexter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine eine Verbindung des Einströmteils mit der Innenseite des luftdicht abgeschlossenen Behälters {5, 33) herstellende Öffnungseinrichtung {10a, 26a, 27a), die in der Nähe der beiden Stirnseiten der Gruppen von Elementen (1) vorgesehen ist, wobei die Stirnseiten die Enden in Stapelrichtung bilden.

3. Zinkoxidüberspannungsablexter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine isolierende Halteeinrichtung (22) in Stangenform, die in einer Reihe von durchgehenden Löchern (2) der Elemente (1) derart angeordnet ist, daß die durchgehenden Löcher (2) von wenigstens einem Teil der Elemente (1) einen Einströmteil des isolierenden Mediums ohne Unterbrechung in Stapelrichtung bilden, wobei wenigstens eine Stirnseite der stangenförmigen isolierenden Halteeinrichtung an dem luftdicht abgeschlossenen Behälter (5, 33) festgelegt ist.

4. Zinkoxidüberspannungsablexter nach Anspruch 3, dadurch g e kennze ichnet, daß die stangenförmige isolierende Halteeinrichtung aus einer Vielzahl von isolierenden Stangen (22) besteht, die im Abstand voneinander angeordnet sind.

5. Zinkoxidüberspannungsablexter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die stangenförmige isolierende

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Halteeinrichtung aus einem isolierenden Zylinder (37) und aus einer Vielzahl von Kondensatorelementen (38) besteht, die in dem isolierenden Zylinder (37) enthalten sind, und daß die isolierende Halteeinrichtung und die Gruppe von Elementen (1) elektrisch parallelgeschaltet sind.

6. Zinkoxidüberspannungsableiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter aus einem isolierenden Rohr (5) besteht, welches an beiden Stirnseiten durch stirnseitige Abdeckungen (6, 7) abdichtend verschlossen ist.

7. Zinkoxidüberspannungsableiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (11 j, 23), die am anderen Ende der stangenförmigen isolierenden Halteeinrichtung (22) festgelegt ist, und durch eine zweite isolierende Haiteeinrichtung (13), die an der festgelegten Einrichtung (11, 23) befestigt ist, in Kontakt mit der Innenfläche des isolierenden Rohres (5) angeordnet ist und das andere Ende der stangenförmigen isolierenden Halteeinrichtung trägt.

8. Zinkoxidüberspannungsableiter nach Anspruch 7„ dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (17) zwischen der festgelegten Einrichtung (11, 23) und einem Ende der Gruppe von Elementen (1) auf der Seite des anderen Endes der stangenförmigen isolierenden Halteeinrichtung (22, 37) angeordnet ist.

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9. Zinkoxidüberspannungsableiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen ersten Paßteil (28) an der Einrichtung (23), die am anderen Ende der stangenförmigen isolierenden Halteeinrichtung festgelegt ist, durch einen Hochspannungsleiter (7, 30), der elektrisch mit einem Ende der Gruppe von Elementen (1) auf der Seite des anderen Endes der stangenförmigen isolierenden Halteeinrichtung verbunden ist, wobei die Verbindung in dem luftdicht abgeschlossenen Behälter {5, 33) ausgeführt ist, und durch eine Halteeinrichtung (29, 34), die an dem Hochspannungsleiter (7, 30) festgelegt ist und ein zweites Paßteil (29a, 34a) aufweist, das das erste Paßteil (28) festlegt.

10. Zinkoxidüberspannungsableiter nach Anspruch 9, dadurch g e kenn ze ichnet, daß die festgelegte Einrichtung (23) und die Halteeinrichtung elektrisch durch einen Kontakt verbunden sind, der um die festgelegte Einrichtung und die Halteeinrichtung herum angeordnet ist.

11. Zinkoxidüberspannungsableiter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Gruppen von Elementen (1) nebeneinander angeordnet sind und daß die festgelegte Einrichtung von einer einzigen Platte gebildet wird, die an den anderen Enden der jeweiligen stangenförmigen isolierenden Halteeinrichtungen der Gruppen von Elementen festgelegt ist.

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