EP1466334B1 - Überspannungsableiter - Google Patents
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- EP1466334B1 EP1466334B1 EP03704226A EP03704226A EP1466334B1 EP 1466334 B1 EP1466334 B1 EP 1466334B1 EP 03704226 A EP03704226 A EP 03704226A EP 03704226 A EP03704226 A EP 03704226A EP 1466334 B1 EP1466334 B1 EP 1466334B1
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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
- H01C7/126—Means for protecting against excessive pressure or for disconnecting in case of failure
Definitions
- the invention relates to a surge arrester with Varistorblöcken, preferably with metal oxide Varistorblöcken, and a pressure relief arrangement for such a surge arrester.
- EP-A-0 233 022 discloses a generic surge arrester having a core with a stack of terminal blocks, varistor blocks, and optionally heat sink blocks / spacer blocks, a shell surrounding the core, and a plastic outer housing provided with isolating bells.
- the varistor blocks, terminal blocks and the optional heat sink / spacer blocks are in head-to-head contact with each other and are fixed together, for example by gluing.
- Surge arresters are usually provided in power supply networks to protect them from overvoltage due to lightning or the like.
- the varistor blocks are preferably cylindrical blocks of sintered ceramic, so-called metal oxide varistors, in particular zinc oxide varistors.
- varistor vari able resi stor
- Zinc oxide varistors consist of n-doped zinc oxide ceramics with electrically conductive crystallites or "grains" and potential barriers at the grain boundaries. Up to a certain voltage, the "varistor voltage" U 0 , the varistor blocks are high-impedance, because the potential barriers prevent the transport of the electrons and the voltage drops almost exclusively at the grain boundaries.
- the Ceramic varistor block becomes electrically conductive.
- the varistor voltage depends on the number of grain boundaries between the electrodes, that is, the thickness and the size of the grains. Below the varistor voltage, in AC operation, such a zinc oxide varistor block behaves like a capacitor due to the grain boundary capacitance. Its capacity is greater the smaller U 0 .
- the current / voltage characteristic is extremely non-linear with differential resistors in the M ⁇ range slightly below the varistor voltage and in the m ⁇ range just above the varistor voltage.
- the envelope of the surge arrester is said EP-A-0 233 022 made of a glass fiber reinforced plastic material, which is firmly applied to the outer periphery of these blocks and crosslinked with them. In this way, a rigid structure forms, which withstands high internal pressures.
- German Offenlegungsschrift DE 199 27 940 A1 which is based on the same applicant as the present application, proposes to arrange an additional adhesive tape around the core in the area of the aluminum contact disks with which the glass fiber material of the casing does not crosslink, so that predetermined breaking points are present at least there.
- JP 05 020947 A discloses a surge arrester according to the preamble of claim 1.
- the annular varistor blocks provided in this prior art are held under tension by a glass fiber rod extending in the openings of the rings.
- a glass fiber rod extending in the openings of the rings.
- This gas volume tends to increase in pressure as the temperature increases.
- annular elements are contained in the stack of varistor blocks, in which through holes for pressure equalization are provided perpendicular to the stacking direction.
- JP 08 316007 A1 Another surge arrester is out JP 08 316007 A1 known.
- cylindrical varistor blocks are provided, in which the electrodes provided on or at the end faces of the varistor blocks have recesses. Between the core and the outer housing, a gas or air volume is provided. Air is a good heat insulator. This leads to a heating of the core and requires appropriate countermeasures in the form of air circulation channels in the electrodes.
- the object of the invention is therefore to provide a surge arrester of the above type, which avoids this problem and in particular excludes an explosive bursting in case of overload.
- a pressure relief arrangement for a surge arrester which has the shape of a flat disc with comb-shaped outgoing from one side slots.
- the object is achieved by a surge arrester whose core is equipped with one or a row of slots extending in a plane perpendicular to the longitudinal direction of the arrester.
- the pressure relief arrangement according to the invention for a surge arrester has the shape of a disc which has a passageway for gas from the interior of the disc towards its periphery and between two blocks.
- FIG. 1 An embodiment of a surge arrester according to the invention is in Fig. 1 shown.
- the surge arrester has two terminal blocks 2 at its opposite ends. Between these terminal blocks 2, a stack of varistor blocks 1 and, optionally, heat sinks / spacer blocks 3 are arranged.
- a pressure relief arrangement 11 is provided, which below is described in detail. Distributed over the length of the surge arrester, a plurality of pressure relief arrangement may be present.
- a plastic tape 15 is wound around the core.
- the core with the plastic strip 15 is received in a shell 5.
- this shell 5 is formed by wrapping the core with the plastic tape 15 with a preimpregnated material, such as a prepreg mat, which is then crosslinked at higher temperatures to the core.
- a preimpregnated material such as a prepreg mat
- Prepreg is a generic term for a glass fiber reinforced plastic material.
- Prepregs offer one of the most precise ways to combine a reinforcing material with a resin matrix. This technology also makes it possible to combine the strongest and best matrix systems with all fiber types used in polymer composites today.
- the so-prepared "module” is heated in an oven so that the plastic material of the prepreg liquefies and crosslinks with the outer surfaces of the blocks in the core.
- the plastic strip 15 is chosen so that no crosslinking of the prepreg with the plastic strip 15 occurs. In addition, prevents the plastic strip 15 that during manufacture, liquefied plastic of the prepreg in the interstices between Varistorblöcken 1, terminal blocks 2 and heat sink / spacer blocks or penetrates into the pressure relief assembly 11 during manufacture.
- This outer housing 7 may for example be formed of a heat-shrinkable material, as in the German utility model DE-U-75 31 935 or the British patent application GB-2073965-A is shown.
- the outer housing 7 may also be formed from a mechanically releasable elastomeric material, which is relaxed on the sheath 5. According to a further alternative, the outer housing 7 can be cast or molded on site.
- FIGS. 2 and 3 show in detail the pressure relief arrangement 11 of this surge arrester. How best in Fig. 3 can be seen, in a preferred embodiment, the pressure relief assembly 11 on a flat disc 11 ', for example, a 2 mm thick aluminum disc.
- the disc 11 ' has the same diameter and outer shape as the varistor blocks 1, but is much thinner.
- In the disc 11 'comb-like recesses or cutouts 13 are provided, which extend to each other in parallel and are open in one direction. These recesses form passageways extending from the interior of the disc to its periphery.
- the number and width of the comb-like recesses is not relevant to the invention, as long as both a good electrical contact between the two blocks, the surface adjacent to the pressure relief arrangement, as well as a sufficiently good pressure discharge of the resulting inside the core gas is ensured.
- Fig. 4 shows a longitudinal section through the core with plastic tape 15 and sheath 5 of a surge arrester according to the invention, showing in detail how two varistor blocks 1, with an intermediate pressure relief assembly 11 in the form of a disc 11 'are contained in the core.
- Fig. 5 shows a section in the plane perpendicular to the representation Fig. 4 by the pressure relief arrangement 11.
- sheath 5 of a prepreg material is wound around the entire core with varistor blocks 1, terminal blocks 2, heat sink blocks / spacer blocks 2 and pressure relief assembly 11, other plastic sheaths 5 may also be used for the core, for example in shape Shrink tubing or preformed plastic tubes in which the core is taken and poured.
- the pressure relief assembly 11 is shown here in connection with a surge arrester without a spark gap, it can also be used in surge arresters, which in addition to a stack of varistor blocks 1 also have a spark gap.
- surge arresters which in addition to a stack of varistor blocks 1 also have a spark gap.
- Zinoxid varistor blocks other non-linear blocks, such as conventional silicon carbide varistor blocks, are possible.
- the pressure relief assembly 11 of the preferred embodiment is designed as an aluminum disc 11 'with comb-like recesses.
- other shapes are possible, such as star-shaped recesses or the like.
- a passageway be formed from the interior of the core to its periphery, while at the same time maintaining good eclectic contact of the adjacent blocks. It is also possible not to open the passageways 13 completely to the periphery of the core, but to provide a thin occlusive edge which breaks open when pressure is developed inside.
- a passageway for gas from the interior of the core to the core perimeter also means such a passageway opening only above a predetermined pressure or temperature.
- the shell 5 and the outer housing 7 further layers may be provided in the surge arrester, such as an adhesive layer between the shell 5 and the outer housing 7. Also for thermal insulation of the outer housing 7 relative to the core and / or for dissipating heat additional layers can be incorporated from the core.
- a plastic band 15 is provided at the abutting locations of adjacent blocks of the core and in the pressure relief assemblies, the invention is not limited thereto.
- the entire core may be surrounded with such an adhesive tape, or the adhesive tape may be omitted altogether.
- the shell 5 and / or the outer housing 7 may be provided at the pressure relief arrangement 11 corresponding points with additional predetermined breaking points, for example with perforations or partial perforations.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Überspannungsableiter mit Varistorblöcken, vorzugsweise mit Metalloxid-Varistorblöcken, und eine Druckentlastungsanordnung für einen solchen Überspannungsableiter.
-
EP-A-0 233 022 offenbart einen gattungsgemäßen Überspannungsableiter, der einen Kern mit einem Stapel Anschlußblöcke, Varistorblöcke und wahlweise Wärmesenkenblöcke/ Abstandshalterblöcke, eine den Kern umgebende Hülle und ein mit Isolierglocken versehenes Kunststoffaußengehäuse aufweist. Die Varistorblöcke, Anschlußblöcke und die wahlweise vorhandenen Wärmesenke/Abstandshalterblöcke stehen miteinander in Kopf-an-Kopf-Kontakt und sind fest miteinander verbunden, beispielsweise durch Verkleben. - Überspannungsableiter werden üblicherweise in Energieversorgungsnetzwerken vorgesehen, um diese vor einer Überspannung aufgrund eines Blitzeinschlages oder ähnlichem zu schützen.
- Die Varistorblöcke sind vorzugsweise zylindrische Blöcke aus gesinterter Keramik, s.g. Metalloxid-Varistoren, insbesondere Zinkoxid-Varistoren. Der Ausdruck Varistor (variable resistor) hat sich als Fachbegriff für nichtlineare Wiederstände eingebürgert. Zinkoxid-Varistoren bestehen aus n-dotierten Zinkoxidkeramiken mit elektrisch leitenden Kristalliten oder "Körnern" und Potenzialbarrieren an den Korngrenzen. Bis zu einer bestimmten Spannung, der "Varistorspannung" U0, sind die Varistorblöcke hochohmig, weil die Potentialbarrieren den Transport der Elektronen verhindern und die Spannung praktisch ausschließlich an den Korngrenzen abfällt. Oberhalb der Spannung von ca. 3,7 Volt pro Korngrenze brechen die Potentialbarrieren unter Beteiligung von "heißen" Endelektronen und Löchern zusammen, und der keramische Varistorblock wird elektrisch leitend. Die Varistorspannung hängt von der Anzahl der Korngrenzen zwischen den Elektroden ab, also von der Dicke und der Größe der Körner. Unterhalb der Varistorspannung, bei Wechselspannungsbetrieb, verhält sich ein derartiger Zinkoxid-Varistorblock aufgrund der Korngrenzenkapazität wie ein Kondensator. Seine Kapazität ist um so größer, je kleiner U0 ist. Die Strom/Spannungs-Kennlinie ist extrem nicht-linear mit differentiellen Widerständen dem MΩ-Bereich leicht unterhalb der Varistorspannung und im mΩ-Bereich gleich oberhalb der Varistorspannung.
- Im Fall einer Überbelastung des Überspannungsableiters, beispielsweise durch einen Blitzeinschlag, entstehen in einem sogenannten Lichtbogenkanal innerhalb der Varistorblöcke hochionisierte Gase, die einen hohen Druck entwickeln. In Ergebnis besteht die Gefahr, dass der gesamte Überspannungsableiter explosionsartig zerbirst.
- Um dieser Gefahr entgegenzuwirken, ist die Hülle des Überspannungsableiters der genannten
EP-A-0 233 022 aus einem glasfaserverstärktes Kunststoffmaterial, das fest auf dem Außenumfang dieser Blöcke aufgebracht und mit diesen vernetzt ist. Auf diese Art bildet sich ein starres Gebilde, das hohen inneren Drücken standhält. - Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß eine derartige starre Umhüllung den heutigen Anforderungen nicht genügt, und insbesondere bei extremen Beanspruchungen kann es weiterhin zu einer explosionsartigen Zerstörung des Überspannungsableiters kommen, mit der zusätzlichen Gefahr von Folgeschäden in der näheren Umgebung.
- In der deutschen Offenlegungsschrift
DE 34 26 054 A1 ist vorgeschlagen worden, zwischen den Varistorblöcken, Anschlußblöcken und den wahlweise vorhandenen Wärmesenke/Abstandshalterblöcken dünne Aluminiumscheiben vorzusehen, die als Sollbruchstellen dienen. Bei einem Kurzschluß, bricht der Kern an den Nahtstellen zwischen Varistorblöcken und diesen als Kontaktscheiben bezeichneten Aluminiumscheiben auf, das heiße hochionisierte Gas tritt in einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung des Ableiters nach außen aus, durchschlägt die Hülle und das Kunststoffaußengehäuse und leitet einen Außenkurzschluß ein. Auf diese Art wird eine vollständige Zerstörung des Überspannungsableiters durch Explosion verhindert. Um die Flexibilität des Kerns an diesen "Sollbruchstellen" beizubehalten, schlägt dieDE 34 26 054 A1 vor, eine "Wärmeleitschicht" zwischen der Hülle und dem Kern vorzusehen. - Die
deutsche Offenlegungsschrift DE 199 27 940 A1 , die auf die gleiche Anmelderin wie die vorliegende Anmeldung zurückgeht, schlägt vor, im Bereich der Aluminiumkontaktscheiben ein zusätzliches Klebeband um den Kern anzuordnen, mit dem das Glasfasermaterial der Hülle nicht vernetzt, so daß zumindest dort Sollbruchstellen vorhanden sind. - Die oben beschriebenen Lösungen funktionieren zufriedenstellend bei überspannungsableitern mit geringem Durchmesser von ca. 30 mm für kleine geforderte Kurzschlüßströme von ca. 5 kA. Bei größeren Durchmessern z.B. 50 mm für höhere Kurzschlußströme von 10 kA wächst jedoch die Gefahr, daß die Überlastung des Überspannungsableiters explosionsartig erfolgt. In der Mitte des Kerns wächst der Druck an, weil eine Druckentlastung zwischen den Varistorblöcken infolge ihres großen Durchmessers und des Anpreßdrucks nur langsam erfolgen kann. Es besteht also die Gefahr, daß trotz der vorhandenen Sollbruchstellen, der gesamte Überspannungsableiter explosionsartig zerbirst.
-
JP 05 020947 A - Ein weiterer Überspannungsableiter ist aus
JP 08 316007 A1 - Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Überspannungsableiter des oben genannten Typs bereitzustellen, der dieses Problem vermeidet und insbesondere ein explosionsartiges Zerbersten im Überlastungsfall ausschließt.
- Die Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Patentansprüchen beschriebene Erfindung gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen weitere vorteilhafte Aspekte der Erfindung.
- Insbesondere wird die Aufgabe durch eine Druckentlastungsanordnung für einen Überspannungsableiter gelöst, die die Form einer flachen Scheibe mit kammförmig von einer Seite ausgehenden Schlitzen hat.
- Des weiteren wird die Aufgabe durch einen Überspannungsableiter gelöst, dessen Kern mit einem oder einer Reihe in einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung des Ableiters verlaufender Schlitzen ausgestattet ist.
- Der erfindungsgemäße Überspannungsableiter enthält:
- einen Kern mit einem oder mehreren Varistorblöcken;
- ein Außengehäuse, das den Kern umgibt;
- und eine Druckentlastungsanordnung, die einen Durch-lassweg für Gas von dem Inneren des Kerns hin zum Kernumfang aufweist.
- Die erfindungsgemäße Druckentlastungsanordnung für einen Überspannungsableiter die Form einer Scheibe hat die einen Durchlassweg für Gas von dem Inneren der Scheibe hin zu deren Umfang aufweist und zwischen zwei Blöcken zwischenliegt.
- Die Erfindung wird aus der folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich.
- Fig. 1
- zeigt einen Überspannungsableiter mit der erfindungsgemäßen Druckentlastungsanordnung.
- Fig. 2
- zeigt eine Seitenansicht der Druckentlastungsanordnung.
- Fig. 3
- zeigt eine Aufsicht auf die Druckentlastungsanordnung.
- Fig. 4
- zeigt eine Druckentlastungsanordnung im eingebauten Zustand.
- Fig. 5
- zeigt einen Querschnitt durch einen Überspannungsableiter in der Ebene einer Druckentlastungsanordnung.
- Eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Überspannungsableiters ist in
Fig. 1 gezeigt. Der Überspannungsableiter weist zwei Anschlußblöcke 2 an seinen gegenüberliegenden Enden auf. Zwischen diesen Anschlußblöcken 2 sind ein Stapel Varistorblöcke 1 und, wahlweise Wärmesenken/ Abstandsblöcke 3 angeordnet. - Zumindest zwischen zwei Blöcken 1, 3 ist eine Druckentlastungsanordnung 11 vorgesehen, die weiter unten detailliert beschrieben wird. Verteilt über die Länge des Überspannungsableiters können mehrere Druckentlastungsanordnung vorhanden sein.
- An den Kontaktstellen von zwei in Kopf-an-Kopf-Kontakt stehenden Blöcken bzw. im Bereich der Druckentlastungsanordnung 11 ist ein Kunststoffband 15 um den Kern gewickelt.
- Der Kern mit dem Kunststoffband 15 wird in eine Hülle 5 aufgenommen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird diese Hülle 5 gebildet, indem der Kern mit dem Kunststoffband 15 mit einem vorimprägnierten Material, etwa einer Prepreg-Matte, umwickelt wird, das dann bei höheren Temperaturen mit dem Kern vernetzt wird. Prepreg ist ein generischer Begriff für ein glasfaserverstärktes Kunststoffmaterial. Prepregs bieten eine der präzisesten Möglichkeiten ein Verstärkungsmaterial mit einer Harzmatrix zu kombinieren. Diese Technologie erlaubt es außerdem die stärksten und besten Matrixsysteme mit allen Fasertypen, die heutzutage in Polymer-Verbundbauteilen zur Anwendung kommen, zu kombinieren.
- Nach dem Umwickeln des Kerns mit dem Prepreg wird das so hergestellte "Modul" in einem Ofen erwärmt, so daß das Kunststoffmaterial des Prepregs verflüssigt und mit den Außenflächen der Blöcke im Kern vernetzt. Das Kunststoffband 15 ist so gewählt, daß kein Vernetzen des Prepregs mit dem Kunststoffband 15 auftritt. Darüber hinaus verhindert das Kunststoffband 15, daß während der Herstellung, beim Erwärmen verflüssigter Kunststoff des Prepregs in die Zwischenräume zwischen Varistorblöcken 1, Anschlußblöcken 2 und Wärmesenke/ Abstandshalterblöcken oder in die Druckentlastungsanordnung 11 eindringt.
- Das gesamte Modul wird dann in ein Außengehäuse 7 eingebracht, das daran ausgeformte Isolierglocken 9 hat, oder auf das derartige Isolierglocken 9 später angebracht werden. Dieses Außengehäuse 7 kann beispielsweise aus einem Wärmeschrumpfmaterial gebildet sein, wie es in dem deutschen Gebrauchsmuster
DE-U-75 31 935 oder der britischen PatentanmeldungGB-2073965-A - Alternativ zu diesen Wärmeschrumpfmaterialien kann das Außengehäuse 7 auch aus einem mechanisch entspannbaren Elastomermaterial gebildet sein, das auf die Hülle 5 hin entspannt wird. Entsprechend einer weiteren Alternative, kann das Außengehäuse 7 vor Ort angegossen oder angespritzt werden.
-
Fig. 2 und 3 zeigen detailliert die Druckentlastungsanordnung 11 dieses Überspannungsableiters. Wie am besten inFig. 3 zu sehen ist, weist bei einer bevorzugten Ausführungsform die Druckentlastungsanordnung 11 eine flache Scheibe 11' auf, beispielsweise eine 2 mm starke Aluminiumscheibe. Die Scheibe 11' hat den gleichen Durchmesser und die gleiche Außenform wie die Varistorblöcke 1, ist jedoch sehr viel dünner. In der Scheibe 11' sind kammartige Aussparungen oder Ausschnitte 13 vorgesehen, die sich zu parallel zueinander erstrecken und in eine Richtung hin offen sind. Diese Aussparungen bilden Durchlasswege, die sich vom inneren der Scheibe zu ihrem Umfang erstrecken. - Die Anzahl und Breite der kammartigen Aussparungen ist nicht erfindungsrelevant, solang sowohl eine gute elektrische Kontaktierung der beiden Blöcke, die flächig an die Druckentlastungsanordnung angrenzen, als auch eine hinreichend gute Druckabführung des im Inneren des Kerns entstehenden Gases gewährleistet ist.
-
Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch den Kern mit Kunststoffband 15 und Hülle 5 eines erfindungsgemäßen Überspannungsableiters, wobei detailliert gezeigt ist, wie zwei Varistorblöcke 1, mit einer dazwischenliegenden Druckentlastungsanordnung 11 in Form einer Scheibe 11' in dem Kern enthalten sind. -
Fig. 5 zeigt einen Schnitt in der Ebene senkrecht zu der Darstellung ausFig. 4 durch die Druckentlastungsanordnung 11. - Im folgenden wird kurz die Funktionsweise der Druckentlastungsanordnung 11 beschrieben.
- Im Fall einer Überbelastung des Überspanhungsableiters entwickelt sich im Inneren der Varistorblöcke 1 hoch-ionisiertes Gas, das zu einem Druckaufbau im Inneren führt. Durch die kammartigen Aussparungen 13 der Druckentlastungsanördnung 11 schießt dieses Gas nach außen, durchschlägt das Kunststoffband 15, die Hülle 5 und das angrenzende Außengehäuse 7, wodurch eine Druckentlastung des Kerns bewirkt wird. Außerdem leitet dieses heiße hochionisierte Gas einen Außenkurzschluß zwischen den beiden Anschlußblöcken 2 ein. Auf diese Art wird verhindert, daß weiteres Gas im Inneren entsteht, und der Überspannungsableiter wird davor geschützt, explosionsartige zu zerbersten. Das Kunststoffband 15 sorgt dafür, dass im Bereich der Druckentlastungsanordnung 11 der Kern die nötige Flexibilität hat, da das Kunststoffband 15 nicht mit der steifen Hülle 5 verklebt ist. Beispiele für derartige Kunststoffbänder sind dem Fachmann bekannt und u.a. von der Firma 3M erhältlich. Auch ein Teflonband kann verwendet werden.
- Bei Überspannungsableitern mit größeren Längen, wie sie beispielsweise im Hochspannungsbereich verwendet werden, kann es sinnvoll sein, mehrere Druckentlastungsanordnungen 11 verteilt über die Länge des Überspannungsableiters anzubringen. In diesem Fall sind die kammartigen Aussparungen 13 aller Druckentastungsanordnungen 11 annähernd parallele zueinander ausgerichtet.
- Um bei dieser Anordnung allerdings zu verhindern, daß in den sich so ergebenden Gaseinschlüssen Luftdurchschläge beim regulären Betrieb des Überspannungsableiters auftreten, ist es hilfreich, diese Lufteinschlüsse elektrisch kurz zu schließen, beispielsweise indem die Oberflächen der Aussparungen 13 bzw. Durchlasswege mit Aluminium beschichtet werden.
- Obwohl bei der bevorzugten Ausführungsform eine Hülle 5 aus einem Prepreg-Material um den gesamten Kern mit Varistorblöcken 1, Anschlussblöcken 2, Wärmesenkenblöcken/Abstandshalter-Blöcken 2 und Druckentlastungsanordnung 11 gewickelt ist, können auch andere Kunststoffhüllen 5 für den Kern verwendet werden, beispielsweise in Form von Schrumpfschläuchen oder auch vorgeformte Kunststoffrohre, in denen der Kern aufgenommen und eingegossen ist.
- Zusätzlich können aus dem Stand der Technik bekannte Kontaktscheiben, beispielsweise aus Aluminium, zwischen benachbarten Blöcken des Kerns vorhanden sein.
- Obwohl die Druckentlastungsanordnung 11 hier mit im Zusammenhang mit einem Überspannungsableiter ohne eine Funkenstrecke gezeigt ist, kann sie auch bei Überspannungsableitern verwendet werden, die zusätzlich zu einem Stapel Varistorblöcke 1 auch eine Funkenstrecke aufweisen. Anstelle von Zinoxid-Varistorblöcken sind auch andere nichtlineare Blöcke, beispielsweise herkömmlich Siliziumcarbid-Varistorblöcke, möglich.
- Die Druckentlastungsanordnung 11 der bevorzugten Ausführungsform ist als Aluminiumscheibe 11' mit kammartigen Aussparungen ausgeführt. Jedoch sind auch andere Formen möglich, beispielsweise sternförmige Aussparungen oder ähnliches. Wichtig ist hierbei, das eine Durchlaßweg von dem Inneren des Kerns zu dessen Umfang gebildet wird, während gleichzeitig ein guter eklektischer Kontakt der angrenzenden Blöcke gewahrt wird. Es ist auch möglich, die Durchlasswege 13 nicht zum Umfang des Kerns ganz zu öffnen, sondern einen dünnen verschließenden Rand vorzusehen, der bei Druckentwicklung im Inneren aufbricht. In diesem Zusammenhang sei klargestellt, dass unter einem Durchlassweg für Gas von dem Inneren des Kerns hin zum Kernumfang auch ein solcher Durchlaßweg zu verstehen ist, der sich erst oberhalb eines vorgegebenen Drucks oder einer vorgegebenen Temperatur öffnet.
- Der Fachmann wird erkennen, daß obwohl eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in dieser Beschreibung und im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen dargelegt wurde, dies nicht als Beschränkung sondern nur als Beispiel gedacht ist. Verschiedene Abwandlungen, die dem Fachmann aus der vorangehenden Beschreibung ersichtlich sind, sollen vom Schutzumfang mit umfaßt sein. Beispielsweise kann anstelle eines Stapels Varistorblöcke 1 auch zwei parallel angeordnete Stapel in einem Außengehäuse 7 aufgenommen sein, wobei in diesem Fall kammartigen Aussparungen der Druckentlastungs-anordnung 11 jeweils nach außen gerichtet sind.
- Außer dem Kunststoffband 15, der Hülle 5 und dem Außengehäuse 7 können weitere Schichten in dem Überspannungsableiter vorgesehen sein, etwa in Form einer Klebstoffschicht zwischen Hülle 5 und Außengehäuse 7. Auch zur thermischen Isolation des Außengehäuses 7 gegenüber dem Kern und/oder zum Ableiten von Wärme aus dem Kern können zusätzliche Schichten eingebracht sein.
- Obwohl bei der gezeigten erfindungsgemäßen Ausführungsform ein Kunststoffband 15 an den Stoßstellen aneinandergrenzender Blöcke des Kerns bzw. bei den Druckentlastungsanordnungen vorgesehen ist, ist die Erfindung hierauf nicht beschränkt. Alternativ kann beispielsweise der gesamte Kern mit einem solchen Klebeband umgeben sein, oder das Klebeband kann ganz weggelassen sein.
- Zusätzlich kann auch die Hülle 5 und/oder das Außengehäuse 7 an den der Druckentlastungsanordnung 11 entsprechenden Stellen mit zusätzlichen Sollbruchstellen versehen sein, beispielsweise mit Perforationen bzw. Teilperforationen.
- Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform ist das Außengehäuse 7, ohne dazwischen liegender Hülle 5, direkt auf dem Kern aufgebracht.
Claims (8)
- Überspannungsableiter mit:einem Kern mit einem oder mehreren Varistorblöcken (1);einem Außengehäuse (7), das den Kern umgibt;einer Druckentlastungsanordnung, die zumindest einen Durchlassweg (13) für Gas von dem Inneren des Kerns hin zum Kernumfang aufweist und an mindestens einem Übergang zwischen zwei Blöcken des Kerns vorgesehen ist; wobeieine Hülle (5) aus einem Kunststoffmaterial um den Kern vorgesehen ist;dadurch gekennzeichnet, daßder oder die Varistorblöcke (1) zylindrisch sind, wobei die Druckentlastungsanordnung (11) in Form einer elektrisch leitfähigen Scheibe ausgebildet ist.
- Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckentlastungsanordnung mit kammförmig von einer Seite ausgehenden Aussparungen (13) ausgebildet ist.
- Überspannungsableiter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Überspannungsableiter verteilt über seine Länge mehrere Druckentlastungsanordnungen (11) aufweist, die in die gleiche Richtung weisen.
- Überspannungsableiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hülle (5) bzw. dem Außengehäuse (7) korrespondierend mit dem Durchlassweg (13) der Druckentlastungsanordnung Sollbruchstellen ausgebildet sind.
- Überspannungsableiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch:ein die Druckentlastungsanordnung umwickelndes Kunststoffband (15),wobei die Hülle (5) aus einem glasfaserverstärkten Kunststoffmaterial gewickelt und mit den Varistorblöcken des Kerns vernetzt ist;wobei das Außengehäuse (7) aus einem mechanisch entspannbaren Elastomermaterial, das auf die Hülle (5) entspannt ist, gebildet ist;und wobei Isolierglocken (9) auf dem Außengehäuse (7) angebracht sind.
- Druckentlastungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckentlastungsanordnung (11') derart bemessen ist, daß sie mit der Kontur der Varistorblöcke (1) übereinstimmt.
- Druckentlastungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckentlastungsanordnung (11') mehrere Durchlasswege aufweist, die sternförmig ausgebildet sind.
- Druckentlastungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckentlastungsanordnung (11') aus Aluminium gebildet ist.
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