EP0847062B1 - Überspannungsableiter - Google Patents

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Publication number
EP0847062B1
EP0847062B1 EP97810853A EP97810853A EP0847062B1 EP 0847062 B1 EP0847062 B1 EP 0847062B1 EP 97810853 A EP97810853 A EP 97810853A EP 97810853 A EP97810853 A EP 97810853A EP 0847062 B1 EP0847062 B1 EP 0847062B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tube
insulating material
suppressor according
overvoltage suppressor
fittings
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP97810853A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0847062A1 (de
Inventor
Andreas Rubinski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Schweiz AG
Original Assignee
ABB Schweiz AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB Schweiz AG filed Critical ABB Schweiz AG
Publication of EP0847062A1 publication Critical patent/EP0847062A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0847062B1 publication Critical patent/EP0847062B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/10—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
    • H01C7/12—Overvoltage protection resistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C1/00—Details
    • H01C1/02—Housing; Enclosing; Embedding; Filling the housing or enclosure
    • H01C1/024—Housing; Enclosing; Embedding; Filling the housing or enclosure the housing or enclosure being hermetically sealed

Definitions

  • the invention is based on a surge arrester after the The preamble of claim 1.
  • Such a surge arrester is used in medium or high voltage systems for Measuring, protection or control tasks used and has a in a Isolierstoffgeophuse arranged active part, which at least one varistor based on contains selectively with selected elements, such as Bi, Sb, Co and Mn, doped zinc oxide.
  • the active part is fixed by means of a layer of lsolierma.terial inside the housing.
  • This surge arrester contains a lsolierstoffrohr from a Composite material, such as a glass fiber reinforced polyester, in which a along the Tube axis aligned stack of varistor elements is arranged.
  • a Composite material such as a glass fiber reinforced polyester
  • the insulating tube has Through openings through which insulating means, such as oil or Sulfur hexafluoride, can penetrate into the interior of the pipe or at a undesired operating state ionized gases from the inside of the tube to the outside can occur.
  • a weather jacket enclosing the tube on the shell side elastomeric material protects the surge arrester from harmful Environmental influences.
  • a surge arrester which has a with Weathersheds porcelain porcelain with a cylinder bore has, in the a cylindrical active part based on several columnar stacked Varistors based on doped zinc oxide is introduced.
  • the active part is with help one provided between the wall of the bore and the lateral surface of the active part Adhesive layer fixed on the basis of glass.
  • Two on the end faces of the active part Guided metal fittings close the inside of the housing to the outside and serve as Power connections.
  • the invention is based on the object to specify a surge arrester of the type mentioned, which itself due to a high mechanical strength and good dielectric properties characterized and yet produced in a simple and cost-effective manner can.
  • the inventive surge arrester is characterized by the fact that it is in few and easy-to-carry out procedures quickly and in the utmost can be produced inexpensively and still have excellent mechanical and electrical properties.
  • Typical process steps are making an injection molded or extruded fiber reinforced pipe and an elastomeric tube, as well as the nesting and screwing each other tuned parts to form the active part receiving arrester housing and filling the arrester housing with an insulating material forming, preferably room temperature curable liquid.
  • the injection-molded or extruded tube can be simultaneously in the direction of the tube axis aligned guide rails are formed, which form the inner wall of the Fiber-reinforced tube from the cladding area of the active part space.
  • the thus formed Hollow-cylindrical space after filling with insulating material improves the dielectric Characteristics of the surge arrester in addition.
  • the in 1 surge arrester has a two-part insulating 1 on, which of an insulating tube 2 and on the outer surface of the tube. 2 with the help of a layer of grease in a watertight manner deferred, shielded Weather protection 3 is formed.
  • the insulating tube 2 contains predominantly a thermoplastic Polymer, such as preferably a polyamide, and embedded in the thermoplastics Filler, preferably glass fibers in a proportion of 20-60, for example 30 or 50% by weight of the insulating tube.
  • a thermoplastic Polymer such as preferably a polyamide
  • the thermoplastics Filler preferably glass fibers in a proportion of 20-60, for example 30 or 50% by weight of the insulating tube.
  • Such a tube can be particularly simple and be produced inexpensively by extrusion or injection molding.
  • the weather protection 3 is of an elastomeric polymer, preferably based an ethylene, propylene, silicone, fluorosilicone or fluoro rubber, formed and is advantageously produced by injection molding.
  • the umbrellas 4 of the weather protection 3 are guided radially.
  • the for the pouring of the Weatherproof 3 necessary form can then be designed so that the not too avoiding Giessnaht forms the outer edge of the umbrellas 4 and between the Umbrellas run, but not in the dielectrically most heavily loaded areas above the top and bottom of the lowest screen. 4
  • the provided between the insulating tube 2 and the weatherproof 3 grease is preferably a silicone grease. This grease seals the insulating tube 2 and the Weather protection 3 against each other, reducing the ingress of moisture between Isolierstoffrohr 2 and weather protection 3-prevented. At the same time, the grease makes it easier Sliding the weather protection 3 on the insulating tube 2 during assembly of the Surge arrester and also improves the dielectric properties the insulating housing 1.
  • Isolierstoffrohrs 2 In the production of Isolierstoffrohrs 2 by injection molding or extrusion is a the lower end of the tube 2 final, cylindrical fitting 5 from an electrically conductive material such as alloyed or non-alloyed Aluminum or copper, molded into the tube 2.
  • a suitably trained Armature 6 made of the same material closes the insulating tube 2 from above.
  • the Isolierstoffrohrs 2 are in the inside of the tube 2 at the same time at least three aligned in the direction of the tube axis guide rails. 7 formed.
  • the guide rails 7 are in the circumferential direction of the insulating material. 2 arranged uniformly distributed and thus spaced the inner wall of the insulating tube 2 of the lateral surface of a located in the interior of the insulating tube, Cylindrically shaped active part 8.
  • This active part 8 contains a columnar formed varistor on the basis of metal oxide or several disk-shaped trained and arranged with the interposition of contact discs columnar Varistors each based on metal oxide.
  • the hollow cylindrical space between Active part 8 and insulating tube 3 is to improve the dielectric behavior of the Surge arrester filled with insulating material.
  • this insulating material formed by a room-temperature-cured silicone-based resin, which in the installation of the surge arrester initially in the form of a Liquid is filled into the interior of the insulating material 1.
  • the fittings 5, 6 each one in an outward pointing end face formed and guided on the lateral surface, annular Have a depression.
  • This depression is in FIG. 3 with reference numeral 9 characterized.
  • the depression of the lower end of the Isolierstoffrohrs second final fitting 5 serves to receive a radially inwardly guided Collar 10 of the tube, which is formed in the manufacture of the tube 2.
  • Collar 10 engages behind the valve 5 and thus closes in the recess. 9 formed and guided in the direction of the tube axis through holes 11.
  • the Depression of the fitting 6 serves to receive insulating material, which after the Filling the insulating material housing 1 with the first liquid insulating agent from the tube 2 occurs and then cured at room temperature to the insulating material.
  • the two fittings 5, 6 On its two inwardly facing end faces, the two fittings 5, 6 in each case a plurality of contact cam 12, while on their two outwards pointing end faces in each case an internal thread 13 is inserted, which is the Receiving a threaded bolt 14 for establishing a galvanic connection to a power connection conductor is used (Fig.1).
  • a threaded bolt 14 for establishing a galvanic connection to a power connection conductor is used (Fig.1).
  • Fig. 1 In the lateral surfaces of the two fittings. 5 and 6 each have an external thread 15 is inserted.
  • the external thread 15 of Armature 5 holds this formed on the pipe 2 fitting in the action of an axial Force stationary in the insulating tube 2, whereas the external thread 15 of the valve 6 with a molded into the upper end of the tube 2 internal thread to form a cooperates axially acting force.
  • This surge arrester has with the active part 8, the insulating tube 2, the Weather protection 3, the two fittings 5 and 6, the unmarked insulating material between the active part 8 and insulating tube 2 and the two covers 16 and 17 eight easy to install parts, of which in addition two each, namely the fittings 5, 6 and the lid 16, 17, are formed similarly. Therefore, the surge arrester can quickly and in a process that is particularly suitable for mass production getting produced.
  • Such a method is advantageously carried out as follows: In the already the lower armature 3 containing and therefore cup-shaped Isolierstoffrohr 5, the active part 8 is inserted and subsequently closed the upper end of the tube 2 by screwing the valve 6. To screw in can engage in the through holes 11 a tool. The valve 6 is screwed into the inside of the tube until the contact cam 12 of the two valves 5 and 6 rest with sufficient contact force on the two end faces of the active part 8. Since the tube 2 has a relatively high elasticity, it is ensured that this contact force is maintained during the operation of the surge arrester.
  • the two covers 16, 17 are made of metal, such as steel or aluminum or an aluminum alloy.
  • at least the lid 17 is made of a material which to form a joint 19 in a simple manner with the insulating tube 2 non-positively welded, soldered or glued.
  • a particularly solid Mechanical connection is achieved when the lid 17 of the same material consists of the insulating tube 2, and if the connection by welding the upper edge of the insulating tube 2 and the cover 17, in particular with ultrasound, is reached.
  • Such a produced surge arrester is distinguished by a great mechanical strength, since the active part 8, especially at a current impulse load, delivered tensile forces now not only on the external thread 15, but also on the connection point 19 of the valve 6 on the Insulating tube 2 are transferred. At the same time, by connecting the two Parts 2 and 17 further hinder the penetration of water into the housing interior.
  • the weather protection 3 is at its upper end formed closed and has a cover part 20, which the lid 17th dispensable.
  • the Distribute pins in the circumferential direction evenly.
  • the mechanical strength is significantly increased.
  • the diameter of the Isollerstoffrohrs 2 but can also be used more than three pins.

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Description

TECHNISCHES GEBIET
Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Überspannungsableiter nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Ein derartiger Überspannungsableiter wird in Mittel- oder Hochspannungsanlagen für Mess-, Schutz- oder Steueraufgaben eingesetzt und weist ein in einem Isolierstoffgehäuse angeordnetes Aktivteil auf, welches mindestens einen Varistor auf der Basis von gezielt mit ausgewählten Elementen, wie Bi, Sb, Co und Mn, dotiertem Zinkoxid enthält. Das Aktivteil ist mittels einer Schicht aus lsolierma.terial im Gehäuseinneren festgesetzt.
STAND DER TECHNIK
Ein Überspannungsableiter der eingangs genannten Art ist in EP 0 595 376 A2 angegeben. Dieser Überspannungsableiter enthält ein lsolierstoffrohr aus einem Verbundwerkstoff, wie etwa einem glasfaserverstärkten Polyester, in dem ein längs der Rohrachse ausgerichteter Stapel von Varistorelementen angeordnet ist. In die Enden des lsolierstoffrohrs sind Innengewinde eingeformt, welche jeweils der Aufnahme eines Aussengewindes einer metallenen Anschlussarmatur dienen. Das Isolierstoffrohr weist Durchgangsöffnungen auf, durch welche Isoliermittel, wie etwa Öl oder Schwefelhexafluorid, ins Innere des Rohrs eindringen kann oder bei einem unerwünschten Betriebszustand ionisierte Gase aus dem Rohrinneren nach aussen treten können. Ein das Rohr mantelseitig umhüllendes Wetterschutzgehäuse aus einem elastomeren Material schützt den Überspannungsableiter vor schädlichen Umgebungseinflüssen.
In EP 0 103 454 B1 ist ein Überspannungsableiter beschrieben, der ein mit Wetterschirmen versehenes Porzellangehäuse mit einer Zylinderbohrung aufweist, in die ein zylinderförmiges Aktivteil auf der Basis von mehreren säulenförmig gestapelten Varistoren auf der Basis von dotiertem Zinkoxid eingeführt ist. Das Aktivteil ist mit Hilfe einer zwischen der Wand der Bohrung und der Mantelfläche des Aktivteils vorgesehenen Haftschicht auf der Basis von Glas festgesetzt. Zwei an die Stirnflächen des Aktivteils geführte Metallarmaturen schliessen das Gehäuseinnere nach aussen ab und dienen als Stromanschlüsse. Bei der Herstellung dieses Überspannungsableiters ist das Porzellangehäuse hohen Temperaturen ausgesetzt, da bei der Bildung der Haftschicht flüssiges Glas in das Porzellangehäuse eingegossen wird. Zudem ist es erforderlich, die Armaturen mit einem Zement an den Enden des Porzellangehäuses anzubringen.
Ein weiterer Überspannungsableiter mit einem zylinderförmigen Aktivteil auf der Basis von Metalloxidvaristoren ist in EP 0 335 479 B1 beschrieben. Dieser Überspannungsableiter weist als Gehäuse ein fadengewickeltes und von zwei Metallarmaturen abgeschlossenes Isolierstoffrohr und einen elastomeren Wetterschutz auf, welcher auf der Mantelfläche des Isolierstoffrohres gehalten ist. Bei der Herstellung dieses Überspannungsableiters wird das Isolierstoffrohr durch Bewickeln des die beiden Armaturen und die Varistoren enthaltenden Aktivteils gebildet.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung, wie sie in Patentanspruch 1 angegeben ist, liegt die Aufgabe zugrunde, einen Überspannungsableiter der eingangs genannte Art anzugeben, welcher sich durch eine hohe mechanische Festigkeit und gute dielektrische Eigenschaften auszeichnet und dennoch in einfacher und kostengünstiger Weise hergestellt werden kann.
Der erfindungsgemässe Überspannungsableiter zeichnet sich dadurch aus, dass er in wenigen und leicht auszuführenden Verfahrensschritten rasch und in äusserst kostengünstiger Weise hergestellt werden kann und dennoch über hervorragende mechanische und elektrische Eigenschaften verfügt. Typische Verfahrensschritte sind das Herstellen eines spritzgegossenen oder extrudierten, faserverstärkten Rohrs und eines elastomeren Rohres, sowie das Ineinanderstecken und Verschrauben aufeinander abgestimmter Teile unter Bildung des das Aktivteil aufnehmenden Ableitergehäuses sowie das Füllen des Ableitergehäuses mit einer Isoliermaterial bildenden, vorzugsweise raumtemperaturhärtbaren Flüssigkeit. Durch geeignete Wahl des faserverstärkten und des elastomeren Materials können die mechanische Festigkeit und das dielektrische Verhalten des Überspannungsableiters verbessert werden. Bei der Herstellung des spritzgegossenen oder extrudierten Rohrs können zugleich in Richtung der Rohrachse ausgerichtete Führungsschienen eingeformt werden, welche die Innenwand des faserverstärkten Rohrs von der Mantelfäche des Aktivteils beabstanden. Der so gebildete hohlzylindrische Raum verbessert nach dem Füllen mit Isoliermaterial die dielektrischen Eigenschaften des Überspannungsableiters zusätzlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt, und zwar zeigt
Fig.1
eine Aufsicht auf ein in axialer Richtung geschnittenes erstes Ausführungsbeispiel des Überspannungsableiters nach der Erfindung mit einem in einem Isolierstoffgehäuse befindlichen und zwischen zwei zylinderförmigen Armaturen angeordneten, zylinderförmigen Aktivteil,
Fig.2
eine Draufsicht auf die dem Aktivteil des Überspannungsableiters gemäss Fig.1 zugewandte Stirnseite einer der beiden Armaturen,
Fig.3
eine Seitenansicht der Armatur gemäss Fig.2, und
Fig.4
eine Aufsicht auf ein in axialer Richtung geschnittenes zweites Ausführungsbeispiel des Überspannungsableiters nach der Erfindung.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
In allen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen auch gleichwirkende Teile. Der in Fig.1 dargestellte Überspannungsableiter weist ein zweiteiliges Isolierstoffgehäuse 1 auf, welches von einem Isolierstoffrohr 2 und einem auf die Mantelfläche des Rohrs 2 mit Hilfe einer Fettschicht in wasserdichter Weise aufgeschobenen, beschirmten Wetterschutz 3 gebildet ist. Das Isolierstoffrohr 2 enthält überwiegend ein thermoplastisches Polymer, wie vorzugsweise ein Polyamid, und in den Thermoplasten eingelagerten Füllstoff, vorzugsweise Glasfasern mit einem Anteil von 20 - 60, beispielsweise 30 oder 50, Gew% am Isolierstoffrohr. Ein solches Rohr kann in besonders einfacher und kostengünstiger Weise durch Extrudieren oder Spritzgiessen hergestellt werden.
Der Wetterschutz 3 ist von einem elastomeren Polymer, vorzugsweise auf der Basis eines Äthylen-, Propylen-, Silikon-, Fluorsilikon- oder Fluor-Kautschuks, gebildet und wird mit Vorteil durch Spritzgiessen hergestellt. Von besonderem Vorteil ist es hierbei, wenn die Schirme 4 des Wetterschutzes 3 radial geführt sind. Die für das Giessen des Wetterschutzes 3 notwendige Form kann dann so ausgebildet werden, dass die nicht zu vermeidende Giessnaht den Aussenrand der Schirme 4 bildet und zwischen den Schirmen verläuft, nicht aber in den dielektrisch am stärksten belasteten Bereichen oberhalb des obersten und unterhalb des untersten Schirmes 4.
Das zwischen dem Isolierstoffrohr 2 und dem Wetterschutz 3 vorgesehene Fett ist vorzugsweise ein Silikonfett. Dieses Fett dichtet das Isolierstoffrohr 2 und den Wetterschutz 3 gegeneinander ab, wodurch das Eindringen von Feuchtigkeit zwischen Isolierstoffrohr 2 und Wetterschutz 3 -verhindert wird. Zugleich erleichtert das Fett das Aufschieben des Wetterschutzes 3 auf das Isolierstoffrohr 2 bei der Montage des Überspannungsableiters und verbessert zudem auch die dielektrischen Eigenschaften des Isolierstoffgehäuses 1.
Bei der Herstellung des Isolierstoffrohrs 2 durch Spritzgiessen oder Extrudieren wird eine das untere Ende des Rohres 2 abschliessende, zylinderförmige Armatur 5 aus einem elektrischen Strom gut leitenden Material, wie etwa legiertem oder unlegiertem Aluminium oder Kupfer, in das Rohr 2 eingeformt. Eine entsprechend ausgebildete Armatur 6 aus dem gleichen Material schliesst das Isolierstoffrohr 2 nach oben ab.
Beim Herstellen des Isolierstoffrohrs 2 werden in die Innenseite des Rohrs 2 zugleich mindestens drei in Richtung der Rohrachse ausgerichtete Führungsschienen 7 eingeformt. Die Führungsschienen 7 sind in Umfangsrichtung des Isolierstoffrohrs 2 gleichmässig verteilt angeordnet und beabstanden so die Innenwand des Isolierstoffrohrs 2 von der Mantelfläche eines im Inneren des Isolierstoffrohrs befindlichen, zylinderförmig ausgebildeten Aktivteils 8. Dieses Aktivteil 8 enthält einen säulenförmig ausgebildeten Varistor auf der Basis von Metalloxid oder mehrere scheibenförmig ausgebildete und unter Zwischenlage von Kontaktscheiben säulenförmig angeordnete Varistoren jeweils auf der Basis von Metalloxid. Der hohlzylinderförmige Raum zwischen Aktivteil 8 und Isolierstoffrohr 3 ist zur Verbesserung des dielektrischen Verhaltens des Überspannungsableiters mit Isoliermaterial gefüllt. Mit Vorteil wird dieses Isoliermaterial von einem bei Raumtemperatur gehärteten Harz auf der Basis eines Silikons gebildet, welches bei der Montage des Überspannungsableiters zunächst in Form einer Flüssigkeit ins Innere des Isolierstoffgehäuses 1 gefüllt wird.
Aus Fig.1 ist ersichtlich, dass die Armaturen 5, 6 jeweils eine in eine nach aussen weisende Stirnfläche eingeformte und auf die Mantelfläche geführte, ringförmige Einsenkung aufweisen. Diese Einsenkung ist in Fig.3 ist mit dem Bezugszeichnen 9 gekennzeichnet. Die Einsenkung der das untere Ende des Isolierstoffrohrs 2 abschliessenden Armatur 5 dient der Aufnahme eines radial nach innen geführten Kragens 10 des Rohrs, welcher bei der Herstellung des Rohres 2 gebildet wird. Der Kragen 10 hintergreift die Armatur 5 und verschliesst so in die Einsenkung 9 eingeformte und in Richtung der Rohrachse geführte Durchgangsöffnungen 11. Die Einsenkung der Armatur 6 dient der Aufnahme von Isoliermaterial, welches nach dem Füllen des Isolierstoffgehäuses 1 mit dem zunächst flüssigen lsoliermittel aus dem Rohr 2 tritt und danach bei Raumtemperatur zum Isoliermaterial gehärtet wird.
Auf ihren beiden nach innen weisenden Stirnflächen weisen die beiden Armaturen 5, 6 jeweils mehrere Kontaktnocken 12 auf, während auf ihren beiden nach aussen weisenden Stirnseiten jeweils ein Innengewinde 13 eingelassen ist, welches der Aufnahme eines Gewindebolzens 14 zur Herstellung einer galvanischen Verbindung zu einem Stromanschlussleiter dient (Fig.1). In die Mantelflächen der beiden Armaturen 5 und 6 ist jeweils ein Aussengewinde 15 eingelassen. Das Aussengewinde 15 der Armatur 5 hält diese an das Rohr 2 angeformte Armatur bei der Wirkung einer axialen Kraft ortsfest im Isolierstoffrohr 2, wohingegen das Aussengewinde 15 der Armatur 6 mit einem in das obere Ende des Rohrs 2 eingeformten Innengewinde unter Bildung einer axial wirkenden Kraft zusammenarbeitet.
Am unteren Ende des Isolierstoffgehäuses 1 angeordnete Metalldeckel 16 und 17 sind mittels zweier auf den Gewindebolzen 14 geführter Muttern 18 gegen das Gehäuse 1 gepresst und verhindern so, dass unerwünschte Feuchtigkeit ins Innere des Überspannungsableiters gelangt.
Dieser Überspannungsableiter weist mit dem Aktivteil 8, dem Isolierstoffrohr 2, dem Wetterschutz 3 , den beiden Armatur 5 und 6, dem nicht bezeichneten Isoliermaterial zwischen Aktivteil 8 und Isolierstoffrohr 2 sowie den beiden Deckeln 16 und 17 acht einfach zu montierende Teile auf, von denen zudem je zwei, nämlich die Armaturen 5, 6 und die Deckel 16, 17, gleichartig ausgebildet sind. Daher kann der Überspannungsableiter rasch und in einem für eine Serienfertigung besonders geeigneten Verfahren hergestellt werden.
Ein solches Verfahren wird mit Vorteil wie folgt ausgeführt:
In das bereits die untere Armatur 3 enthaltende und daher becherförmig ausgebildete Isolierstoffrohr 5 wird das Aktivteil 8 eingeschoben und nachfolgend das obere Ende des Rohrs 2 durch Einschrauben der Armatur 6 verschlossen. Zum Einschrauben kann in den Durchgangsöffnungen 11 ein Werkzeug eingreifen. Die Armatur 6 wird soweit ins Rohrinnere eingeschraubt, bis die Kontaktnocken 12 der beiden Armaturen 5 und 6 mit ausreichender Kontaktkraft auf den beiden Stirnflächen des Aktivteils 8 aufliegen. Da das Rohr 2 eine relativ hohe Elastizität aufweist, ist gewährleistet, dass diese Kontaktkraft während des Betriebs des Überspannungsableiters beibehalten wird.
Nachfolgend wird beispielsweise mittels einer Injektionsnadel durch die in der oberen Armatur 6 vorgesehenen Durchgangsöffnungen 11 in den durch die Führungsschienen 7 gestützten hohlzylinderförmigen Raum zwischen dem Aktivteil 8 und dem Isolierstoffrohr 2 flüssiges Isoliermittel eingeführt. Da die in der unteren Armatur 5 vorgesehenen Durchgangsöffnungen 11 durch den Kragen 10 verschlossen sind, kann das Isoliermittel nicht nach unten entweichen. Beim Aushärten aus den Durchgangsöffnungen 11 der oberen Armatur 6 austretendes flüssiges Isoliermittel wird in der Einsenkung 9 der Armatur 6 gesammelt und bildet nach Beendigung des Aushärtevorganges ebenfalls einen das Gehäuseinnere abdichtenden Kragen. Durch die über die Enden des Wetterschutzes 3 kragenden Deckel 16 und 17 wird das Gehäuseinnere noch zusätzlich abgedichtet.
Im allgemeinen bestehen die beiden Deckel 16, 17 aus Metall, wie beispielsweise Stahl oder Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht jedoch mindestens der Deckel 17 aus einem Material, welches sich unter Bildung einer Verbindungsstelle 19 in einfacher Weise mit dem Isolierstoffrohr 2 kraftschlüssig verschweissen, verlöten oder verkleben lässt. Eine besonders feste mechanische Verbindung wird erreicht, wenn der Deckel 17 aus dem gleichen Material besteht wie das Isolierstoffrohr 2, und wenn die Verbindung durch Verschweissen des oberen Randes des Isolierstoffrohrs 2 und des Deckels 17, insbesondere mit Ultraschall, erreicht wird. Ein solchermassen hergestellter Überspannungsableiter zeichnet sich durch eine grosse mechanische Festigkeit aus, da vom Aktivteil 8, insbesondere bei einer Stromimpulsbelastung, abgegebene Zugkräfte nun nicht nur über das Aussengewinde 15, sondem auch über die Verbindungsstelle 19 von der Armatur 6 auf das Isolierstoffrohr 2 übertragen werden. Zugleich wird durch das Verbinden der beiden Teile 2 und 17 das Eindringen von Wasser ins Gehäuseinnere zusätzlich erschwert.
Bei der Ausführungsform nach Fig.4 ist der Wetterschutz 3 an seinem oberen Ende geschlossen ausgebildet und weist ein Deckteil 20 auf, welches den Deckel 17 entbehrlich macht. Darüber hinaus erhöhen bei dieser Ausführungsform durch den Wetterschutz 3 und das Isolierstoffrohr 2 in die Armaturen 5, 6 geführte Stifte 21 die mechanische Festigkeit der von Isolierstoffrohr 2, Wetterschutz 3 und den Armaturen 5, 6 gebildeten Umhüllung des Aktivteils 8, insbesondere bei Zugbelastung, ganz erheblich. Um eine gleichmässige Kraftübertragung zu gewährleisten, empfiehlt es sich, die Stifte in Umfangsrichtung gleichmässig zu verteilen. Bereits mit drei Stiften pro Armatur wird die mechanische Festigkeit wesentlich gesteigert. Je nach Durchmesser des Isollerstoffrohrs 2 können aber auch mehr als drei Stifte verwendet werden.
Durch die Stifte 21 kann die mechanische Festigkeit des Überspannungsableiters gemäss dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel noch zusätzlich verbessert werden.
Bezeichnungsliste
1
Isolierstoffgehäuse
2
Isolierstoffrohr
3
Wetterschutz
4
Schirme
5, 6
Armaturen
7
Führungsschienen
8
Aktivteil
9
Einsenkung
10
Kragen
11
Durchgangsöffnungen
12
Kontaktnocken
13
Innengewinde
14
Gewindebolzen
15
Aussengewinde
16, 17
Metalldeckel
18
Muttern
19
Verbindungsstelle
20
Deckteil
21
Stifte

Claims (13)

  1. Überspannungsableiter mit einem zwischen zwei stromführenden, zylinderförmigen Armaturen (5, 6) angeordneten, mindestens einen Varistor auf der Basis von Metalloxid enthaltenden, zylinderförmigen Aktivteil (8) und mit einem das Aktivteil (8) mantelförmig umgebenden und von den Armaturen (5, 6) stirnseitig abgeschlossenen Isolierstoffgehäuse (1), welches von einem Isolierstoffrohr (2) sowie einem auf der Mantelfläche des Rohrs (2) gehaltenen, beschirmten Wetterschutz (3) gebildet und mit Isoliermaterial gefüllt ist, wobei eine erste (5) beider Armaturen (5, 6) an einem ersten beider Enden in das Rohr (2) eingeformt ist, und die zweite Armatur (6) mit einem Aussengewinde (15) unter Bildung von Kontaktkraft in ein Innengewinde des Rohrs (2) einschraubt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierstoffrohr (2) von einem faserverstärkten, spritzgegossenen oder extrudierten Thermoplasten gebildet ist, und dass in die Innenseite des Rohrs (2) mindestens drei in Richtung der Rohrachse ausgerichtete Führungsschienen (7) eingeformt sind, welche die Innenseite des Rohrs (2) unter Bildung eines mit dem Isoliermaterial gefüllten Raums von der Mantelfläche des Aktivteils (8) beabstanden.
  2. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Thermoplast ein ca. 20 - 60, vorzugsweise 30 bis 50, Gew% Glasfaser enthaltendes Polyamid ist.
  3. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Armaturen (5, 6) jeweils eine in deren nach aussen weisende Stirnfläche eingeformte und auf deren Mantelfläche geführte, ringförmige Einsenkung (9) aufweisen.
  4. Überspannungsableiter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsenkung (9) der ersten Armatur (5) einen radial nach innen geführten Kragen (10) des Rohrs (2) aufnimmt.
  5. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in die Einsenkung (9) mindestens eine in Richtung der Rohrachse geführte Durchgangsöffnung (11) eingeformt ist.
  6. Überspannungsableiter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsenkung der zweiten Armatur (6) durch Aushärten von flüssigem Isoliermittel gebildetes Isoliermaterial aufnimmt, wobei das flüssige Isoliermittel vorwiegend über die Durchgangsöffnungen (11) aus dem Gehäuseinneren in die Einsenkung (9) getreten ist.
  7. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Armaturen (5, 6) jeweils auf ihrer nach innen weisenden Stirnfläche auf einer Stirnfläche des Aktivteils (8) aufsitzende Kontaktnocken (12) enthalten.
  8. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wetterschutz (3) mindestens einen radial geführten Schirm (4) aufweist.
  9. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseiten des Isolierstoffgehäuses (1) abgeschlossen sind mit zwei über die Enden des Wetterschutzes (3) kragenden Deckeln (16, 17).
  10. Überspannungsableiter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass einer (17) der beiden Deckel über mindestens eine Verbindungsstelle (19) mit der zweiten Armatur (6) verbunden ist.
  11. Überspannungsableiter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstelle (19) durch Schweissen, insbesondere Ultraschallschweissen, Löten oder Kleben gebildet ist.
  12. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Stirnseiten des Isolierstoffgehäuses (1) abgeschlossen ist mit einem in den Wetterschutz (3) integrierten Deckteil (20).
  13. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der beiden Armaturen (5, 6) zusätzlich mit Stiften (21) fixiert ist, welche von aussen durch das Isolierstoffrohr (2) in die mindestens eine Armatur (6) geführt sind.
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