EP0163053A1

EP0163053A1 - Überspannungsableiter

Info

Publication number: EP0163053A1
Application number: EP85103827A
Authority: EP
Inventors: Martin Dipl.-Ing. Schuster; Dieter Dipl.-Ing. Sander; Gottfried Ing. Bäuerle (grad.); Albert Ing. Bachmeier (Grad.); Werner Dipl.-Ing. Heiss
Original assignee: Karl Pfisterer Elektrorechnische Spezialartikel GmbH and Co KG
Current assignee: Karl Pfisterer Elektrorechnische Spezialartikel GmbH and Co KG
Priority date: 1984-03-30
Filing date: 1985-03-29
Publication date: 1985-12-04
Also published as: DE3567333D1; EP0163053B1; DE3411735A1

Abstract

Bei einem Überspannunsableiter mit einem aus wenigstens einem Zinkoxidelement bestehenden Ableiterkörper (2) in einem Gehäuse (10), das außerhalb der Kapselung einer Schaltanlage anzuordnen und an der die Kapselung bildenden Wand (25) zu befestigen ist, wobei der Ableiterkörper (22) einerseits mit der Wand (25) und andererseits über eine Durchführung in der Wand (25) der Kapselung mit einem Leiter (1) im Inneren der Kapselung zu verbinden ist, ist die Durchführung als Steckbuchse (24) ausgebildet und das Gehäuse (10) mit einem in die Steckbuchse (24) einsteckbaren Stecker (16,17,19,21) baulich vereinigt, der im eingesteckten Zustand die Verbindung des Ableiterkörpers (2) mit der Wand (25) der Kapselung sowie dem Leiter (1) im Inneren der Kapselung herstellt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Überspannungsableiter, der die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruches 1 aufweist.
Es ist bei Überspannungsableitern bekannt (DE-AS 22 47 999, DE-AS 23 34 420), das metallische Gehäuse, in dem sich der aus Funkenstrecken und/oder Zinkoxid-Elementen gebildete Ableiterkörper befindet, von der Außenseite einer metallischen Kapselung einer gasisolierten Schaltanlage abstehend an dieser Kapselung festzulegen und den Ableiterkörper durch eine Durchführung hindurch mit dem im Inneren der Kapselung liegenden Leiter zu verbinden, während der Ableiterkörper andererseits elektrisch leitend mit dem metallischen Gehäuse verbunden ist, das ebenso wie die Kapselung geerdet ist. Eine derartige Anordnung eines Überspannungsableiters macht eine Berücksichtigung bereits bei der Konstruktion der Kapselung erforderlich. Zumindest ist eine nachträgliche Anbrin- g_ung schwierig. Weitere Nachteile sind darin zu sehen, daß sowohl die Kontrolle des Überspannungsableiters als auch ein eventuell erforderlicher Austausch nicht ohne weiteres möglich sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Überspannungsableiter für gekapselte Anlagen zu schaffen, der ohne Schwierigkeiten und insbesondere auch nachträglich montiert werden kann sowie eine bequeme Kontrolle und Austauschbarkeit erlaubt. Diese Aufgabe löst ein Überspannungsableiter mit den Merkmalen des Anspruches 1.
Infolge der Ausbildung der Durchführung als der eine Teil einer Steckverbindung, beispielsweise als Steckbuchse für einen Kabelstecker, sowie wegen der baulichen Vereinigung des den Ableiterkörper enthaltenden Gehäuses mit dem anderen, korrespondierenden Teil einer Steckverbindung, beschränkt sich die Montage und Demontage des Überspannungsableiters auf das Einstecken bzw. Ziehen des Steckverbindungsteils, der im eingesteckten Zustand nicht nur die mechanische Verbindung, sondern auch die elektrischen Verbindungen herstellt. Der Austausch ist somit problemlos und erfordert nicht ein öffnen der Kapselung. Entsprechendes gilt für die Wartung und Überprüfung des Überspannungsableiters, selbst wenn hierzu der Steckverbindungsteil gezogen werden muß. Da Schaltanlagen häufig mit zusätzlichen, für den Kabelanschluß nicht benötigten Steckbuchsen versehen sind, welche, wenn sie nicht gebraucht werden, mit einem Blindstecker verschlossen sind, können vielfach derartige Steckbuchsen für die Anbringung des überspannungsableiters verwendet werden. Aber selbst dann, wenn keine freie Steckbuchse vorhanden ist, braucht die Kapselung nicht mit einer zusätzlichen Steckbuchse versehen zu werden, weil in diesem Falle ein Stecker Verwendung finden kann, der auch eine Anschlußvorrichtung für ein Kabel, eine Steckbuchse für einen Kabelanschluß oder mehr als eine Steckbuchse aufweisen kann, von denen eine für einen Kabelanschluß und die andere für einen mit dem Überspannungsableiter baulich vereinigten Stecker dienen kann. Der Überspannungsabieiter ist dabei also mit einem Kabelstecker kombiniert.
Die Steckverbindung kann in üblicher Weise, also entweder mit einem Außenkonus oder mit einem Innenkonus des Steckers, zur Erzielung eines elektrisch dichten Verschlusses der Steckbuchse, ausgebildet sein.Damit in einfacher Weise die elektrisch leitenden Verbindungen mit der geerdeten Kapselung und dem an den anderen Steckverbindungsteil angeschlossenen Leiter hergestellt werden können, ist der erfindungsgemäße Überspannungsableiter vorteilhafterweise gemäß Anspruch 2 ausgebildet.
Das den Ableiterkörper enthaltende Gehäuse ist zweckmäßigerweise gemäß Anspruch 3 ausgebildet, wobei eine lösbare Verbindung mit dem Gehäuse des Steckverbindungsteils vor allem dann von Vorteil ist, wenn es sich bei dem Steckverbindungsteil um einen Kabelstecker handelt. Der Zugang zum Ableiterkörper erfordert dann nicht ein Öffnen des Gehäuses des Steckverbindungsteils. Vorteilhafte Ausbildungen des Gehäuses, der Verbindungen des Ableiterkörpers mit dem Kontaktkörper des Steckverbindungsteils und dessen Gehäuse sowie eines den Ableiterkörper umgebenden Isolierrohres einschließlich dessen Verschlußteile sind Gegenstand der Ansprüche 4 bis 7. Die Isolierung des Ableiterkörpers kann zusätzlich zu der Isolierung durch einen ihn im Abstand umgebenden Isolator mit einem Gas erfolgen, aber auch mit anderen Isoliermaterialien. Beispielsweise ist auch eine Einbettung in Silikonkautschuk möglich.
Um bei einer Gasisolation in einfacher Weise Gas in den Überspannungsableiter einfüllen oder nachfüllen zu können, kann man die Merkmale des Anspruches 8 vorsehen. Außerdem ist vorteilhafterweise am Boden eine Uberdruckentlastungseinrichtung mit Kennmelder vorgesehen.
Sofern der Steckverbindungsteil auch dem Anschluß eines Kabels dienen soll, kommen nicht nur Ausführungsformen in Frage, bei denen der Steckverbindungsteil mit einer Anschlußvorrichtung für ein Kabelende versehen ist. Vorteilhaft können auch solche Ausführungsformen sein, bei denen der Steckverbindungsteil mit einer Steckbuchse für einen Kabelstecker ausgerüstet ist. In beiden Fällen kann der Steckverbindungsteil als gerader Stecker oder als Winkelstecker ausgebildet sein. Ferner kann das den Ableiterkörper enthaltende topfförmige Gehäuse sowohl gemäß Anspruch 13 als auch gemäß Anspruch 14 relativ zum Steckerstift angeordnet sein.
Bei den bekannten Überspannungsableiteirn ist die Spannungsverteilung über die Länge des in der Regel stäbförmigen Ableiterkorpers ungleichmäßig, d.h. die zwischen dem Ableiterkörper und dem ihn mit konstantem Abstand umgebenden, geerdeten Mantel des Ableitergehäuses vorhandene Spannung nimmmt nicht linear vom geerdeten Ende des Ableiterkörpers zum anderen Ende hin zu. Um ohne zusätzliche Hilfsmittel eine günstigere Spannungsverteilung zu erhalten, ist deshalb bei einer bevorzugten Ausführungsform der Abstand des Mantels des Ableitergehäuses vom Ableiterkörper nicht konstant, sondern vorzugsweise so gewählt, daß die Spannung zwischen dem Ableiterkörper und dem Mantel des Gehäuses in Längsrichtung des Mantelkörpers sich linear ändert, also eine isodynamische Spannungsverteilung erreicht wird.
Im folgenden ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels im montierten Zustand,
Fig. 2 einen Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeibeispiels im montierten Zustand,
Fig. 3 einen Längsschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels im montierten Zustand,
Fig. 4 einen Längsschnitt eines vierten Ausführungsbeispiels im montierten Zustand,
Fig. 5 eine teilweise in Längsrichtung geschnitten dargestellte Ansicht eines fünften Ausführungsbeispiels im montierten Zustand,
Fig. 6 einen Längsschnitt eines sechsten Ausführungsbeispiels im montierten Zustand,
Fig. 7 eine teilweise in Längsrichtung geschnitten dar gestellte Ansicht eines siebten Ausführungsbeispiels.

Ein außerhalb eines metallgekapselten Schalters anzuordnender und mit einem innerhalb der Kapselung des Schalters liegenden Leiter 1 zu verbindender Überspannungsableiter weist einen säulenförmigen, aus mehreren aufeinandergestapelten Zinkoxidscheiben gebildeten Ableiterkörper 2 auf, den im Abstand konzentrisch ein Porzellanrohr 3 umgibt. Dieses Porzellanrohr 3 ist an seinem einen Ende mittels eines in dieses Ende unter Zwischenlage einer Dichtung 4 eingesetzten, scheibenförmigen Bodens 5 fest und gasdicht verschlossen. An der Innenseite des Bodens 5 stützt sich unter Zwischenlage einer Kontaktplatte 6 und eines vorgespannten Federpaketes 7 die eine Stirnseite des Ableiterkörpers 2 ab. Die andere Stirnfläche des Ableiterkörpers 2 liegt an einem abnehmbaren, metallischen Deckel 8 an, welcher dieses Rohrende übergreift und unter Zwischenlage einer Dichtung 9 einen ebenfalls gasdichten Verschluß bildet.
Die dem Ableiterkörper 2 abgekehrte Seite des Deckels 8 liegt am Boden eines topfförmigen, metallischen Gehäuses 10 an, das das Porzellanrohr 3 konzentrisch im Abstand umgibt. Sowohl den Boden des Gehäuses 10 als auch den mit ihm verbundenen Deckel 8 durchdringen Kanäle eines Füllventils 11 bzw. einer einen Kennmelder aufweisenden Überdruckentlastungseinrichtung 12, die beide an der Außenseite des Bodens des Gehäuses 10 angeordnet sind.
Durch den Boden 5 ist gasdicht eine einerseits an der Kontaktplatte 6 angeschlossene Verbindungsleitung 13 durchgeführt, deren anderes Ende mit einem kalottenförmigen Gegenkontaktstück 14 verbunden ist, dessen Vertiefung zum Boden 5 hin offen ist. In diese Vertiefung greift das eine Ende einer vorgespannten Schraubenfeder 15 ein, deren anderes Ende sich am Boden 5 abstützt. Der Zwischenraum zwischen dem Gehäuse 10 und dem Porzellanrohr 3 ist mit einem Isolierstoff ausgefüllt. Das Innere des Porzellanrohres 3 ist mit Stickstoff gefüllt, könnte aber auch beispielsweise mit Silikonkautschuk gefüllt sein.
Das Gehäuse 10 ist an seiner offenen Seite an das metallische Gehäuse 16 eines Steckers so angeflanscht, daß die Längsachse des Gehäuses 10 und des in ihm enthaltenen Ableiterkor^pers 2 mit der Längsachse des Steckers fluchten. Wie Fig. 1 zeigt, erweitert sich das metallische Gehäuse 16 im Anschluß an das mit dem Gehäuse 10 verbindbare, einen Flansch aufweisende Ende konisch und geht dann in einen zylindrischen Endabschnitt über. An der Innenseite des konischen Abschnittes liegt ein aus Silikonkautschuk bestehender Isolierkörper 17 des Steckers an, der sich noch vor dem Beginn des zylindrischen Abschnittes zunächst stark verjüngt und im Anschluß hieran einen sich zu seinem freien Ende hin leicht verjüngenden konischen Stopfen bildet, wie er bei Kabelsteckern üblich ist, um die zugeordnete Steckbuchse elektrisch dicht verschließen zu können.
In der Längsachse des Isolierkörpers 17 liegt ein Stab 19 aus elektrisch gut leitendem Material, dessen eines Ende ein kugelkappenförmiges Kontaktstück 20 trägt, das mit seiner ebenen Kontaktfläche an der ebenen Kontaktfläche des Gegenkontaktstückes 14 anliegt und dieses gegen den Stab 19 hin zu einer Kugel ergänzt. Mit dem anderen Ende des Stabes 19 ist fest eine Kontakthülse 21 verbunden, die ein Viellinienkontaktelement 22 trägt, falls die Steckbuchse nicht mit einem radial federnden Buchsenkörper ausgestattet ist. Ein einerseits am Isolierkörper 17 und andererseits an der Kontakthülse anliegender Druckkörper 23 hat aus Gründen der Feldsteuerung gegen den Isolierkörper hin eine abgerundete Form.
Zur Aufnahme des vorstehend beschriebenen Steckers ist eine als Ganzes mit 24 bezeichnete Steckbuchse vorgesehen, wie sie für Kabelstecker verwendet wird. Da die Steckbuchse die Durchführung durch die Wand 25 der Kapselung bildet, ist das becherförmige, aus Isoliermaterial bestehende Gehäuse 26 in eine Öffnung 27 der Wand 25 eingesetzt. Der am offenen Rand des Gehäuses 26 vorgesehene Flansch wird mittels Schrauben 28 unter Zwischenlage einer Dichtung 29 gegen die Außenseite der Wand 25 gepreßt, so daß die Öffnung 27 dicht verschlossen ist. Den Boden des becherförmigen Gehäuses 26 durchdringt zentral ein dem Anschluß des Leiters 1 dienender Anschlußbolzen 30, der im Inneren des Gehäuses 26 mit dem becherförmigen Buchsenkörper 31 der Steckbuchse mechanisch fest und elektrisch leitend verbunden ist. Diesen becherförmigen Buchsenkörper 31 kontaktiert das Viellinienkontaktelement 22, auf das verzichtet werden kann, wenn der Buchsenkörper 31 radial federnde Zungen aufweist, die sich an die Kontakthülse 21 mit dem erforderlichen Kontaktdruck anlegen können.
Wie Fig. 1 zeigt, übergreift, wenn der Stecker in die Steckbuchse 24 eingesetzt ist, das metallische Gehäuse 16 den Flansch des becherförmigen Gehäuses 26 samt den Schrauben 28 und kommt in Anlage an die Außenseite der Wand 25. Die Kraft, mit der das Gehäuse 16 an die Wand 25 gedrückt und in Anlage an dieser gehalten wird, wird auf die Außenseite des konischen Teils des Gehäuses 16 mit Hilfe von Pratzen 32 aufgebracht, die mittels auf je einem Stehbolzen 33, die nach außen von der Wand 25 abstehen; angeordneter Muttern 34 gegen die Wand 25 hin bewegbar sind.
Sofern eine überzählige Steckbuchse vorhanden ist, kann der den Überspannungsableiter tragende Stecker in diese Steckbuchse eingesetzt werden. Für ein Auswechseln des Ableiterkörpers 2 genügt es, das Gehäuse 10 vom Gehäuse 16 zu trennen, indem die Verbindungsschrauben gelöst werden. Selbstverständlich kann man aber auch den Stecker aus der Steckbuchse 24 ziehen und in die Steckbuchse einen anderen, mit einem Überspannungsableiter ausgerüsteten Stecker einsetzen oder auch vorübergehend mittels eines Blindsteckers verschließen, falls ein elektrisch dichter Verschluß erforderlich ist,-während der Ableiterkörper ausgetauscht wird.
Der Stecker könnte auch in der Form eines Winkelsteckers ausgebildet sein. Hierzu wäre es nur erforderlich, daß sich an den konischen Teil des Gehäuses 16 ein Abschnitt beispielsweise in Form eines Rohrkrümmers anschließt, der dann an seinem freien Ende den Flansch aufweist, mit dem das Gehäuse 10 verschraubt wird. Der Stab 19 und der Isolierkörper 17 würden sich in diesem Falle durch den krümmerartigen Abschnitt hindurch bis zu dem den Flansch aufweisenden Ende erstrecken.
Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt, daß es sich bei dem Stecker auch um einen Kabelstecker handeln kann, also einen Stecker mit einer Anschlußverrichtung für ein Kabel 135, bei dem es sich im Ausführungsbeispiel um ein kunstoffisoliertes, einadriges Kabel handelt.
Da Teile dieses zweiten Ausführungsbeispiels mit solchen des ersten Ausführungsbeispiels identisch sind, sind sich entsprechende Teile mit um hundert größeren Bezugszahlen gekennzeichnet. Außerdem wird hinsichtlich der identischen Teile auf die Ausführungen zu dem ersten Ausführungsbeispiel Bezug genommen. Dies gilt sowohl für das topfförmige Gehäuse 110 mit den in ihm enthaltenen Bauteilen, insbesondere dem Ableiterkörper 102, als auch für die Steckbuchse 124, die in eine öffnung 127 der Wand 125 der Kapselung eines gasisolierten Schalters eingreift und diese Öffnung gasdicht verschließt.
Wie Fig. 2 zeigt, hat das metallische Gehäuse 116 des Steckers eine T-ähnliche Form. Die beiden Teile 136 und 137 des Gehäuses 116, welche dessen beide sich in entgegengesetzte Richtungen erstreckende Arme bilden, sind als Rohrstück mit einem Ringflansch für die Verbindung mit dem Gehäuae 110 bzw. als eine glockenähnliche Kappe ausgebildet, welche mit einer Einführöffnung für die Ader 135 versehen ist. Im rechten Winkel zu diesen beiden Teilen 136 und 137 erstreckt sich ein kurzer zylindrischer Abschnitt, auf den ein sich konisch erweiternder Abschnitt und dann wieder ein zylindrischer Abschnitt folgt. Dieser Teil des Gehäuses 116 hat also, abgesehen vom fehlenden Flansch, die Form des Gehäuses 16 des ersten Ausführungsbeispiels. Daher kann das Gehäuse 116 wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel den Flansch des becherförmigen Gehäuses 126 der Steckbuchse 124 sowie die Schrauben 128 übergreifen und an der Außenseite der Wand 125 der Kapselung anliegen, wenn der Stecker vollständig in die Steckbuchse 124 eingesteckt ist. An der Außenseite des konischen Gehäuseabschnitts anliegende Pratzen 132 positionieren in Verbindung mit den Stehbolzen 133 und auf diesen angeordneten Muttern 134 den Stecker in dieser Lage und üben die erforderliche Druckkraft auf ihn aus.
Der Stab 119, welcher wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 einen Druckkörper 123 durchdringt und dessen über diesen Druckkörper überstehender Endabschnitt den in den Buchsenkörper 131 der Steckbuchse eingreifenden Steckerstift bildet oder eine Kontakthülse 121 trägt, die ihrerseits, sofern erforderlich, ein Viellinienkontaktelement tragen kann. Das andere Ende des Stabes 119 trägt einen Klemmenkörper 138 einer Schraubklemme zum Anschluß der Ader 135. Der Stab 119 kann mit diesem Klemmenkörper 138, dessen Längsachse in der Längsachse der beiden Teile 136 und 137 liegt, mechanisch fest und elektrisch leitend verbunden oder, wie im Ausführungsbeispiel, einstückig ausgebildet sein. Der Klemmenkörper 138 ist mit einer zum Teil 137 des Gehäuses 116 hin offenen, in der Klemmenkörperlängsachse liegenden Sacklochbohrung versehen, in welche das abisolierte Ende 135' der Ader 135 eingeführt wird. Von der dem Stab 119 gegenüberliegenden Seite her dringt eine Gewindebohrung, in der eine Klemmschraube 139 geführt ist, in die Sacklochbohrung ein. Mit dieser Klemmschraube 139 wird der Endabschnitt 135' im Klemmenkörper 138 festgelegt.
Über eine Verbindungsleitung 140 ist das Kontaktstück 120, welches von dem Gegenkontaktstück 114 kontaktiert wird, elektrisch leitend mit dem Klemmenkörper 138 verbunden.
Die Verbindungsleitung 140 ist ebenso wie der Klemmenkörper 138 und der Stab 119 bis zum Druckkörper 123 in den Isolierkörper 117 eingebettet, welcher an der Innenwand der Teile 136 und 137 sowie auf einem Teil der Länge des den Stab 119 umgebenden Gehäuseteils anliegt. Um die Ader 135 in die Klemme einführen zu können, ist der im Teil 137 des Gehäuses liegende Abschnitt des Isolierkörpers 117 mit einem auf die Sacklochbohrung des Klemmenkörpers 138 ausgerichteten Kanal versehen, in welchem der Isolierkörper 117, der wie im Ausführungsbeispiel aus Silikonkautschuk besteht, an der Aderisolation anliegt. Ein in den Isolierkörper 117 eingebetteter Feldsteuerkörper 141 kontaktiert die zwischen Aderisolation und Mantel liegende Leitfläche.
Auf die Gewindebohrung des Klemmenkörpers 138, in welcher die Klemmschraube 139 geführt ist, ist im Isolierkörper 117 ein sich nach außen konisch erweiternder Kanal ausgerichtet, in den ein entsprechend konisch ausgebildeter Verschlußstopfen 142 eingesetzt ist, der hier einen elektrisch dichten Verschluß bildet. Der Verschlußstopfen kann entfernt werden, wenn ein Zugang zur Klemmschraube 139 oder beispielsweise das Anlegen einer Prüfspannung an den Klemmenkörper 138 gewünscht wird.
Da der Überspannungsableiter mit einem Kabelstecker kombiniert ist, ist hier keine zusätzliche Steckbuchse erforderlich. Sofern der Stecker nicht als Winkelstecker ausgebildet sein soll, könnte die Sacklochbohrung im Klemmenkörper 138 mit der Längsachse des Stabes 119 fluchten. Die Klemmschraube könnte dann von der der Verbindungsleitung 140 gegenüberliegenden Seite her in den Klemmenkörper 138 eindringen.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel kann der mit dem überspannungsableiter baulich vereinigte Stecker ebenfalls in eine Steckbuchse eingesetzt werden, welche für die Aufnahme eines Kabelsteckers bestimmt ist. Die Verbindung des Kabels mit dem Stecker erfolgt jedoch nicht direkt, sondern mittels eines Kabelsteckers, welcher in eine als Ganzes mit 243 bezeichnete Steckbuchse eingeführt werden kann. Ist kein Kabelanschluß an den mittels des Überspannungsableiters abzusichernden, im Inneren der Kapselung liegenden Leiter 201 vorgesehen, dann wird die Steckbuchse 243 mittels eines Blindsteckers elektrisch dicht verschlossen.
Da wesentliche Teile dieses dritten Ausführungsbeispiels in gleicher Weise ausgebildet sind wie bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel, sind im folgenden für sich entsprechende Teile um zweihundert bzw. hundert größere Bezugszahlen verwendet.
Das Gehäuse 216 des Winkelsteckers, mit dem das Gehäuse 210, in dem sich der Ableiterkörper 202 befindet, lösbar verbunden ist, unterscheidet sich von dem Gehäuse 116 des zweiten Ausführungsbeispiels nur dadurch, daß der gleichachsig mit dem Gehäuse 210 angeordnete, jedoch von diesem wegweisende Teil 237 wie der Teil 236, an den das Gehäuse 210 angeschraubt ist, als ein Rohrstück mit einem Flansch an seinem freien Ende ausgebildet ist. In den Teil 237 des Gehäuses 216 ist das becherförmige, aus elektrisch isolierendem Material bestehende Gehäuse 244 der Steckbuchse 243 eingesetzt. Durch den Boden des Gehäuses 244 ist in dessen Zentrum ein abgewinkelter Abschnitt des Stabes 219 dicht hindurchgeführt, der an seinem aus dem Gehäuse 216 herausragenden Ende den Steckerstift des Steckers bildet oder, wie im Ausführungsbeispiel, eine Kontakthülse 221 trägt, auf der ein Viellinienkontaktelement angeordnet sein kann. Der abgewinkelte, in das Gehäuse 244 eindringende Abschnitt des Stabes 219 ist mechanisch fest und elektrisch leitend mit einem Buchsenkörper 245 der Steckbuchse 243 verbunden.
Mit dem Stab 219, im Ausführungsbeispiel über einen zweiten, abgewinkelten Abschnitt, welcher mit dem anderen, das Gehäuse 244 durchdringenden Abschnitt fluchtet, ist das die Verbindung zum Ableiterkörper 202 herstellende Kontaktstück 220 verbunden, welches vom Gegenkontaktstück 214 kontaktiert wird.
Wie bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 und 2 befindet sich im Gehäuse 216 des Steckers ein aus einem elastischen Material, im Ausführungsbeispiel Silikonkautschuk, bestehender Isolierkörper 217, der nicht nur an den sich im Gehäuse 216 befindenden Teilen, sondern auch an der Innenseite des Gehäuses 216 anliegt, mit Ausnahme desjenigen Endabschnitts, der wie bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 und 2 das offene Ende der Steckbuchse 224 übergreift, welche die Durchführung durch die Wand 225 der Kapselung bildet.
Diejenigen Teile des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3, welche vorstehend nicht erläutert sind, sind wie bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 und 2 ausgeführt, so daß insoweit auf die dort gegebenen Erläuterungen verwiesen werden kann.
Es wäre selbstverständlich möglich, die Steckbuchse 243 oder das den Ableiterkörper 202 enthaltende Gehäuse 210 in einer anderen Winkellage bezüglich des in die Steckbuchse 224 eingreifenden Abschnitts des Stabes 219 anzuordnen, insbesondere mit diesem fluchtend.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist das den Ableiterkörper 302 enthaltende Gehäuse 310 an das metallische Gehäuse 316 eines Steckers angeflanscht, wie dies auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 der Fall ist. Wegen Einzelheiten kann deshalb auf die Ausführungen zu dem ersten Ausführungsbeispiel verwiesen werden. Dieser Stecker wird jedoch nicht unmittelbar in eine Steckbuchse 324 eingesetzt, welche als Durchführung durch eine Wand 325 einer Kapselung dient. Vielmehr ist, wie Fig. 4 zeigt, das Gehäuse 316 des in die Steckbuchse 324 einzuführenden Steckers mit zwei Steckbuchsen 343 und 346 versehen, die im Ausführungsbeispiel beide gleich ausgebildet sind, jedoch auch eine unterschiedliche Ausbildung haben könnten. Die Ausgestaltung dieser beiden Steckbuchsen 343 und 346 stimmt mit der Ausbildung der Steckbuchse 243 des dritten Ausführungsbeispiels überein. Daher wird auf die zu der Steckbuchse 243 gemachten Ausführungen Bezug genommen.
In eine der beiden Steckbuchsen, im Ausführungsbeispiel die Steckbuchse 346, wird der baulich mit dem Gehäuse 316 vereinigte Stecker eingesetzt. In die andere Steckbuchse 343 kann ein Kabelstecker eingeführt werden. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist somit wie dasjenige gemäß Fig. 3 dann verwendbar, wenn keine freie Steckbuchse in der Wand der Kapselung vorhanden ist. Es unterscheidet sich deshalb von dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 im wesentlichen nur durch die andere Art der Verbindung zwischen dem Ableiterkörper und dem in die als^-Durchführung dienende Steckbuchse 324 einsetzbaren Stecker. Wegen weiterer Einzelheiten wird deshalb auf die Ausführungen zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 Bezug genommen.
Selbstverständlich wäre es möglich, anstelle der Y-Form des in die Steckbuchse 324 einsetzbaren Steckers und seiner beiden Steckbuchsen 343 und 346 eine andere Form, beispielsweise eine T-Form, zu wählen.
Das in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Oberspannungsableiters unterscheidet sich von demjenigen gemäß Fig.l nur durch eine andere Ausbildung des Steckers, mit dem der Überspannungsableiter baulich vereinigt ist. Hinsichtlich des Überspannungsableiters wird deshalb auf die Ausführungen zu dem ersten Ausführungsbeispiel verwiesen.
Das metallische Gehäuse 410, in dem sich der Ableiterkörper 402 befindet, ist lösbar und elektrisch leitend mit dem metallischen Gehäuse 416 des Steckers verbunden. Dieses Gehäuse 416 hat eine zylindrische Form, wobei die dem Gehäuse 410 abgewandte Randzone aufgeweitet ist, um einen Flansch 450 einer als Ganzes mit 424 bezeichneten Steckbuchse übergreifen zu können. Die Form des Gehäuses 416 ist jedoch weitgehend von der Form der Steckbuchse 424 abhängig. Daher kann das Gehäuse 416 auch eine andere Form haben, beispielsweise eine Form wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.l. Der wesentliche Unterschied des Ausführungsbeispiels gemäß Fig.5 gegenüber demjenigen gemäß Fig.l besteht deshalb darin, daß der Isolierkörper 417 des Steckers keinen Außenkonus, sondern einen Innenkonus bildet, so daß der Steckerstift 421 in einen sich konisch zum offenen Ende hin erweiternden Hohlraum ragt.
Bei derartigen Steckern mit Innenkonus ist, wie Fig.5 zeigt, die den Steckerstift 421 aufnehmende Steckbuchse 431 vertieft in einem Isolierkörper 426 angeordnet, der einen auf den Innenkonus des Isolierkörpers 417 abgestimmten Außenkonus bildet und dadurch die Steckverbindung elektrisch dicht nach außen zu verschließen vermag.
Wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bildet die Steckbuchse 424 eine Durchführung durch die Wand 425 einer Kapselung, innerhalb deren sich der Leiter befindet, mit dem der Ableiterkörper 402 elektrisch leitend zu verbinden ist. Die Erdung des Ableiterkörpers 402 erfolgt über die metallischen Gehäuse 410 und 416 sowie die auf Erdpotential liegende Wandung 425.
Selbstverständlich könnten auch die Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 2 bis 4 mit diesem sogenannten Außenkonussystem ausgerüstet sein, bei dem der Steckerstift in einen konischen Hohlraum seines Isolierkörpers ragt, weil sich der erfindungsgemäße Überspannungsableiter an alle Steckverbindungssysteme anpassen läßt.
Ein anderes Ausführungsbeispiel mit Innenkonus seines Steckers zeigt Fig.6. Hier ist der Isolierkörper 517 und der Steckerstift 521 des baulich mit dem Überspännungsableiter vereinigten Stekkers in das metallische Gehäuse 510 des Überspannungsableiters integriert. Der Isolierkörper 517 ragt sogar ein Stück weit in das aus Keramikmaterial bestehende Isolierrohr 503 hinein, das den Ableiterkörper 502 im Abstand umgibt. Der Isolierkörper 5₁₇ verschließt das eine Ende des Isolierrohres 503, dessen anderes Ende mittels eines metallischen Deckels 508 verschlossen ist, welcher das eine Ende des Ableiterkörpers 502 kontaktiert. Das andere Ende des Ableiterkörpers 502 wird von einem den Isolierkörper 517 zentral durchdringenden Leiterstab 519 kontaktiert, dessen anderer Endabschnitt in einen vom Isolierkörper 517 begrenzten Hohlraum ragt, welcher sich konisch zum offenen Ende hin erweitert. Der in diesen Hohlraum ragende Endabschnitt des Leiterstabes 519 oder ein auf ihm angeordnetes Kontaktstück bildet den Steckerstift des baulich mit dem Überspannungableiter vereinigten Steckers.
An seinem offenen Ende ist das metallische Gehäuse 510 mit einem Flansch versehen, der an einen Flanschring 550 einer Steckbuchse 524 anschraubbar ist. Der Flanschring 550 einer eine Durchführung durch die Wandung 525 einer Kapselung bildenden Steckbuchse 524 ist fest und dicht sowie elektrisch leitend mit der Wandung 525 verbunden. Die Steckbuchse 524 weist einen den Steckerstift 521 aufnehmenden Buchsenkörper 531 auf, den ein konischer, nach außen über den Ringflansch 550 überstehender Isolierkörper der Steckbuchse 524 berührungssicher enthält.
Bei den bisher beschriebenen Ausführunsbeispielen hat das den Ableiterkörper im Abstand umgebende metallische Gehäuse eine kreiszylindrische Querschnittsform. Diese Gehäuseform hat zur Folge, daß die zwischen dem Ableiterkörper und dem metallischen Gehäuse wirksame Spannung nicht linear von dem geerdeten Ende des Ableiterkörpers aus gegen das andere Ende hin ansteigt. Ein linearer Sp-annungsanstieg, also eine isodynamische Spannungsverteilung über die Länge des Ableiterkörpers erhält man bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.7, das sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.5 nur durch eine andere .form des metallischen Gehäuses 610 unterscheidet, in dem der Ableiterkörper 602 innerhalb des rohrförmigen Isolators 603 angeordnet ist. Wie Fig.7 zeigt, nimmt der Abstand der Wand des metallischen Gehäuses 610 vom Ableiterkörper 602, beginnend von dem Boden des Gehäuses 610, über den das eine Ende des Leiterkörpers 602 geerdet ist, zunächst entsprechend einer Parabel oder parabelartigen Funktion zu. In dem anschließenden Abschnitt ist die Zunahme überproportional, so daß sich insgesamt eine glockenartige Form ergibt.
Eine isodynamische Spannungsverteilung durch ein entsprechend geformtes, metallisches Gehäuse des Überspannungsabieiters läßt sich selbstverständlich auch bei anderen Ausführungsformen, insbesondere auch bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen, verwirklichen.
Bei allen Ausführungsbeispielen kann, wenn die elektrische Verbindung mit der Wand der Kapselung über das Gehäuse des Steckers nicht ausreichend sein sollte, am Steckergehäuse oder an dem den Ableiterkörper enthaltenden Gehäuse ein Anschluß für einen Verbindungsleiter vorgesehen sein, der andererseits mit einem auf Erdpotential liegenden Bauteil verbindbar ist.
Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten sowie auch die nur allein aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale sind als weitere Ausgestaltungen Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.

Claims

1. U_berspannungsableiter mit einem aus wenigstens einem Zink- _oxidelement bestehenden Ableiterkörper in einem Gehäuse, das außerhalb der Kapselung einer Schaltanlage anzuordnen und an der die Kapselung bildenden Wand zumindest indirekt zu befestigen ist, wobei der Ableiterkörper einerseits mit der Wand und andererseits über eine Duchführung in der Wand der Kapselung mit einem Leiter im Inneren der Kapselung zu verbinden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10; 110; 210; 310;410;510;610) mit dem einen Teil einer Steckverbindung baulich vereinigt ist, der in einen an der Durchführung vorgesehenen, korrespondierenden Teil (24; 124; 224; 324; 424; 524) einer derartigen Steckverbindung einsteckbar ist, und daß im eingesteckten Zustand der Ableiterkörper (2; 102; 202; 302; 402; 502; 602) über sein Gehäuse (10; 110; 210; 310; 410; 510; 610) mit der Wand (25; 125; 225; 325; 425; 525) der Kapselung und über die Steckverbindung mit dem Leiter im Inneren der Kapselung verbunden ist.

₂. Ü_berspannungsleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der baulich mit dem Gehäuse (10; 110; 210; 310; 410; 510; 610) des Ableiterkörpers vereinigte Teil der Steckverbindung ein metallisches Gehäuse (16; 116; 216; 316; 510) aufweist, das mit der Wand der Kapselung elektrisch leitend verbindbar ist, und daß der Ableiterkörper (2; 102; 202; 302; 402; 502; ₆₀2) einerseits mit dem Gehäuse des Steckverbindungsteils und andererseits mit dem Kontaktkörper des Steckverbindungsteils elektrisch leitend verbunden ist, wobei im eingesetzten Zustand des Steckverbindungsteils dessen Kontaktkörper (21; 121; 221; 421; 521) einen Gegenkontakt des an der Durchführung vorgesehenen Steckverbindungsteiles kontaktiert, welcher in elektrisch leitender Verbindung mit dem Leiter im tnneren der Kapselung steht.

3. Überspannungsableiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das den Ableiterkörper (2;102;202;302) enthaltende Gehäuse (10;110;210;310) aus Metall besteht und durch einen Teil des Gehäuses (16;116;216;316) des Steckverbindungsteils gebildet oder mit diesem, vorzugsweise lösbar, verbunden ist.

4. Überspannungsableiter nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine lösbare Verbindung in dem Leitungszug zwischen dem Ableiterkörper (2;102;202;302) und dem Kontaktkörper (21) des Steckverbindungsteils, welche ein von einem Isolierkörper (17;-117;217) des Steckverbindungsteils fixiertes Kontaktstück (20) sowie ein mit Federkraft an dieses andrückbares Gegenkontaktstück (14) aufweist, das in ständiger Verbindung mit dem Ableiterkörper (2;102;202;302) steht.

5. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sein Gehäuse (10;110;210;310) die Form eines Topfes hat, der gegen das Gehäuse (16;116;216;316) des Steckverbindungsteils hin offen ist und mit einem stutzenartigen Teil des Gehäuses des Steckerverbindungsteils lösbar verbunden ist.

6. Überspannungsableiter nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein den Ableiterkörper (2;102;202;302) im Abstand umgebendes Isolierrohr (3), das an seinem einen Ende mittels eines metallischen Deckels (8) verschlossen ist, an dem innen der Ableiterkörper (2;102;202;306) elektrisch leitend abgestützt ist und dessen Außenseite an der Innenseite des Bodens des topfförmigen Gehäuses (10) elektrisch leitend festgelegt ist.

7. Überspannungsableiter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende des Isolierrohres (3) gasdicht mittels eines zweiten Deckels (5) verschlossen ist, an dem sich das eine Ende einer vorgespannten Feder (15) abstützt, die mit ihrem anderen Ende das Gegenkontaktstück (14) gegen das Kontaktstück (20) drückt.

8. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch ein in den Boden des topfförmigen Gehäuses (10;110;210;310) und den an diesem Boden anliegenden Deckel (8) eingesetztes Füllventil (11).

9. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 5 bis 8, gekennzeichnet durch eine in den Boden des topfförmigen Gehäuses (10;110;210;310) und den an ihm anliegenden Deckel (8) eingesetzte Überdruckentlastungseinrichtung (12) mit Kennmelder.

10. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckverbindungsteil als Kabelstecker mit einer Anschlußvorrichtung (138,139) für ein Kabel (135) ausgebildet ist.

11. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckverbindungsteil eine Steckbuchse (243) zur Aufnahme eines Kabelsteckers aufweist.

12. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckverbindungsteil als Winkelstecker ausgebildet ist.

13. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse des topfförmigen Gehäuses (10;110;210) im rechten Winkel zur Längsachse des Stekkerstiftes (19,21;119,121;219,221) angeordnet ist.

14. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse des topfförmigen Gehäuses (10) gleichachsig oder parallelachsig zum Steckerstift (19,21) angeordnet ist.

15. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stecker (316), der in die die Durchführung bildende Steckbuchse (324) einsteckbar ist, zwei Steckbuchsen (343,346) zur Aufnahme eines Kabelsteckers bzw. des baulich mit dem Gehäuse (310) des Ableiterkörpers (302) vereinigten Steckers (316) aufweist.

16. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel des den stabförmig ausgebildeten Ableiterkörpers (602) enthaltenden metallischen Gehäuses (610) den Ableiterkörper in einem Abstand umgibt, der vom Bereich des mit der Kapselung zu verbindenden Endes des Ableiterkörpers (602) gegen dessen anderes Ende hin zunimmt.

17. Überspannungsableiter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Mantels des metallischen Gehäuses (610) vom Ableiterkörper (602) entsprechend einer isodynamischen Spannungsverteilung gewählt ist.