EP0061990B1

EP0061990B1 - Überspannungsableiter mit eine Säule von Ableiterelementen umschliessenden Abschirmkörpern

Info

Publication number: EP0061990B1
Application number: EP82730019A
Authority: EP
Inventors: Mohamed Aziz Dipl.-Ing. Hassan
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-03-26
Filing date: 1982-03-03
Publication date: 1985-11-21
Also published as: EP0061990A1; DE3112477A1; US4463404A; DE3112477C2; JPS57189475A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Überspannungsableiter mit einer in einem geerdeten Gehäuse angeordneten, aus einer Vielzahl von Ableiterelementen gebildeten Säule, mehreren die Säule umschließenden Abschirmkörper und zwischen benachbarten Abschirmkörpern angeordneten spannungssteuernden Elementen.
Ein derartiger Überspannungsableiter ist aus der DE-A-29 38 073 bekannt. Bei diesem bekannten Überspannungsableiter sind die scheibenförmigen Ableiterelemente säulenförmig übereinander gestapelt, wobei die unterste mit der Erde und die oberste Scheibe mit Hochspannung verbunden ist. Diese Säule ist von ringförmigen, elektrisch leitfähigen Abschirmkörpern umgeben, zwischen denen als spannungssteuernde Elemente ohmsche Widerstände angeordnet sind, die eine parallel zur Reihenschaltung der Ableiterelemente liegende Kette bilden. Dadurch soll eine Vergleichmäßigung der Spannungsverteilung des bekannten, in einem metallischen geerdeten Gehäuse anordneten Überspannungsableiters erzielt werden, wobei das Gehäuse mit einem Isoliermittel, wie Schwefelhexafluorid, gefüllt ist.
Weiterhin ist es zur Vergleichmäßigung der Spannungsverteilung bei Überspannungsableitern bereits bekannt, spannungssteuernde Elemente in Form von Kondensatoren parallel zu der Reihenschaltung von Ableiterelementen zu schalten (DE-C-11 20567). Auch bei Überspannungsableitern, deren aus Ableiterelementen gebildete Säule von Abschirmkörpern umschlossen ist, ist es bekannt, zur Spannungssteuerung zwischen den Abschirmkörpern Kondensatoren anzuordnen (DE-A-23 48 134 = CH-A 555 610).
Schließlich ist aus der europäischen Patentanmeldung EP-A-37 364 (Anmeldüngsnümmer 81730024.7) ein Überspannungsableiter mit einer in einem geerdeten Gehäuse angeordneten, aus einer Vielzahl von Ableiterelementen gebildeten Säule und mehreren die Säule umschließenden Abschirmkörper bekannt, bei dem die Abschirmkörper untereinander durch Stützkörper verbunden sind und eine Einrichtung zur Befestigung von Ableiterelementen besitzen. Die Abschirmkörper sind hierbei die tragenden Teile der Ableiterelemente. Die zwischen ihnen liegenden Stützkörper können leitend ausgebildet sein, wenn sie zur Stromleitung zwischen benachbarten Etagen der Ableiterelemente beteiligt sind, oder auch isolierend. Die Abschirmkörper haben einen Einfluß auf die Spannungsverteilung über die Länge der gesamten Säule von Ableiterelementen. Durch nahe benachbarte geerdete Bauteile, z. B. eine geerdete Metallkapselung als geerdetes Gehäuse der Säule von Ableiterelementen, kann jedoch trotzdem eine ungleiche Spannungsverteilung hervorgehoben werden, welche die Funktion des Überspannungsableiters stört.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung spannungssteuernder Elemente die Spannungsverteilung über die Länge des Überspannungsableiters zu verbessern.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß bei einem Überspannungsableiter der eingangs genannten Art die Abschirmkörper untereinander durch Stützkörper verbunden sind und eine Einrichtung zur Befestigung von Ableiterelementen besitzen und daß die spannungssteuernden Elemente zwischen durch isolierende Stützkörper verbundenen Abschirmkörpern angebracht sind und dieselbe Größe und Art der Befestigung wie die isolierenden Stützkörper aufweisen.
Die spannungssteuernden Elemente gelangen somit in eine mechanisch parallele Anordnung zu den zwischen denselben Abschirmkörpern vorhandenen isolierenden Stützkörpern. Deren Stützwirkung wird durch die spannungssteuernden Elemente verstärkt, was eine günstige Dimensionierung ermöglicht.
Unter Umständen kann es erwünscht sein, eine örtlich unterschiedlich stark wirkende Spannungssteuerung zu erreichen. Dazu empfiehlt es sich, bei gleicher elektrischer Bemessung der spannungssteuernden Elemente eine von Abschirmkörper zu Abschirmkörper unterschiedliche Anzahl der Elemente anzuordnen zum Ausgleich des Einflusses der Erdkapazität im Sinne einer gleichmäßigen Spannungsverteilung über die Länge des Überspannungsableiters.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Die Figur 1 zeigt eine Überspannungsableiter in einer Seitenansicht.
Die Figuren 2 und 3 stellen Querschnitte unterschiedlich ausgerüsteter Überspannungsableiter der in Fig. 1 gezeigten Art dar.

Der Überspannungsableiter 1 gemäß der Fig. 1 besitzt ein geerdetes Metallgehäuse 2, das mit einer Durchführung 3 zum Anschluß an einen Hochspannung führenden Leiter 4 versehen ist. Im Inneren des Gehäuses 2 befindet sich eine aus Abschirmkörpern 5, 6 und 7 gebildete Säule von Ableiterelementen. Dabei weisen die mittleren sechs Abschirmkörper 5 einen etwas geringeren Durchmesser als der obere Abschirmkörper 6 und der untere Abschirmkörper 7 auf. Jeder dieser Abschirmkörper 5, 6 und 7 umschließt eine Anzahl von Ableiterelementen, z. B. von spannungsabhängigen Widerständen auf der Basis von Zinkoxid oder eine Kombination von spannungsabhängigen Widerständen und Funkenstrecken. In der Fig. 2 ist als Beispiel gezeigt, daß zwischen dem mittleren Verbindungskörper 10 und einem der Abschirmkörper 5 sternförmig vier Ableiterelemente 11 angeordnet sind. Es kann sich dabei um Zinkoxidwiderstände handeln, die in einem eigenen Gehäuse untergebracht sind. Am Umfang des Abschirmkörpers 5 befinden sich drei isolierende Stützkörper 12 und gleichfalls drei spannungssteuernde Elemente 13, z. B. Kondensatoren, die dieselbe Größe und Art der Befestigung wie die isolierenden Stützkörper aufweisen. Zwischen diesen Bauteilen 12 und 13 sind gleiche Abstände vorhanden. Im Bedarfsfall ist auch eine größere oder kleine Anzahl von spannungssteuernden Elementen 13 unterzu-. bringen. Hierzu braucht nur der Teilungswinkel entsprechend geändert zu werden, um z. B. zwischen zwei aufeinanderfolgenden isolierenden Stützkörpern 12 statt eines spannungssteuernden Elementes 13 hiervon zwei unterzubringen.
Eine andere Möglichkeit zur Variierung der Anzahl spannungssteuernder Elemente zeigt die Fig. 3. In diesem Fall wird ein spannungssteuerndes Element 14 verwendet, das im wesentlichen die gleichen mechanischen Eigenschaften wie die isolierenden Stützkörper 12 aufweist, d. h. ebenso wie diese eine Stützfunktion besitzt. Aufgrund dieser Eigenschaft kann das spannungssteuernde Element 14 die isolierenden Stützkörper ganz oder teilweise ersetzen. Die Einhaltung einer symmetrischen Anordnung der isolierenden Stützkörper wie in der Fig. 2 ist damit entbehrlich. Dementsprechend ist in der Fig. 3 gezeigt, daß drei isolierende Stützkörper 12 und ein spannungssteuerndes Element 14 in den Eckpunkten eines Quadrates angeordnet sind.

Claims

1. Überspannungsableiter (1) mit

einer in einem geerdeten Gehäuse (2)' angeordneten, aus einer Vielzahl von Ableiterelementen (11) gebildeten Säule,

mehreren die Säule umschließenden Abschirmkörpern (5, 6, 7) und

zwischen benachbarten Abschirmkörpern angeordneten spannungssteuernden Elementen (13, 14),

dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmkörper (5, 6, 7) untereinander durch Stützkörper verbunden sind und eine Einrichtung zur Befestigung von Ableiterelementen (11) besitzen und daß die spannungssteuernden Elemente (13, 14) zwischen durch isolierende Stützkörper verbundenen Abschirmkörpern angebracht sind und dieselbe Größe und Art der Befestigung wie die isolierenden Stützkörpern (12) aufweisen.

2. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleicher elektrischer Bemessung der spannungssteuernden Elemente (13, 14) eine von Abschirmkörper zu Abschirmkörper unterschiedliche Anzahl der Elemente (13, 14) angeordnet ist zum Ausgleich des Einflusses der Erdkapazität im Sinne einer gleichmäßigen Spannungsverteilung über die Länge des Überspannungsableiters (1).