EP1977433B1 - Überspannungsableiter mit käfig-design - Google Patents
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- EP1977433B1 EP1977433B1 EP06830505A EP06830505A EP1977433B1 EP 1977433 B1 EP1977433 B1 EP 1977433B1 EP 06830505 A EP06830505 A EP 06830505A EP 06830505 A EP06830505 A EP 06830505A EP 1977433 B1 EP1977433 B1 EP 1977433B1
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Classifications
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- 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
Definitions
- the invention relates to a surge arrester with cage design, as for example from the JP 62-149511 (Application number) is known.
- Surge arresters are connected in power supply systems between live lines and ground to derive in the event of an overvoltage in the line this to ground and to protect other components of the power grid.
- Such a surge arrester contains a stack of varistor blocks, which is held between two connection elements or end fittings. This arrangement is accommodated in a housing.
- GRP rods glass fiber reinforced plastic rods
- a problem with such surge arresters is to securely fasten the reinforcing elements to the end fittings, so that the necessary strength is obtained even in the case of mechanical stresses which occur in the case of surge arresters mounted outdoors.
- this problem is solved in that in the end fittings grooves in the stacking direction of the varistor blocks are provided, in which the reinforcing elements are inserted, and in that the end of the reinforcing elements is provided with a thread on which a nut is screwed, the in diameter is larger than the.Nut in the end fitting is, and so on Reinforcement - essentially by positive locking - holds.
- reinforcing elements can be anchored to the end fittings of a surge arrester.
- this document proposes to hold the reinforcing elements by a pin or a screw which extends perpendicular to the longitudinal direction of the reinforcing elements and is guided through a through hole by the rods. The pin or screw are then held in a corresponding recess or a threaded hole in the valve.
- the said European patent also shows the possibility to fix the reinforcing elements with wedges in the end fitting.
- a wedge tapering towards the stack center of the varistor blocks is brought between each reinforcing element and a correspondingly inclined surface of the end fitting, and both are held together by an external part of the end fitting under radial pressure.
- the wedges are dragged by friction and ensure that the reinforcing elements frictionally or frictionally held between the associated wedge and the end fitting.
- the reinforcing elements are preferably thin, in cross section circular segment-shaped strips of glass fiber reinforced plastic material, in such a way that the curvature of the glass fiber reinforced reinforcing element corresponds to the radius of curvature of the Varistorblöcke.
- the publication DE 19940939 shows a further surge arrester according to the preamble of the main claim.
- the object of the invention is to provide a surge arrester with cage design, which avoids the disadvantages mentioned above and is suitable for low-cost mass production.
- the in Fig. 1 Cage design surge arresters shown include at least one varistor block 1.
- varistor blocks known ceramic disks having a variable resistor can be used. At low voltages they work as near-perfect insulators, while at high voltages they have good conductivity.
- Commercially available varistor blocks are manufactured on the basis of zinc oxide (ZnO).
- ZnO zinc oxide
- the invention is not limited to such zinc oxide surge arresters, and other metal oxides as well as silicon carbide can be used for the varistor blocks, for example.
- even more blocks, such as metal blocks or spark gap blocks may be included in the stack, so as to adjust the length of the surge arrester to the requirements of each use.
- Common varistor blocks 1 are formed as circular cylinders with a diameter of for example 5 cm and a height of about 4 cm. On both sides of the varistor blocks 1 aluminum electrodes not shown in detail are applied to ensure a better contact. It is also customary, between the varistor blocks 1 to further improve the contact also not shown thin aluminum discs or spring elements to lay.
- FIG Fig. 1 A stack formed by stacking such varistor blocks 1 and any metal blocks is shown in FIG Fig. 1 shown surge arrester between two end fittings 3 held.
- the end fittings are usually formed of aluminum or stainless steel and designed so that they can be easily integrated into existing electrical installations or power grids, for example by one of the surge arrester outstanding central screw 4, which contacts well with the Varistorblöcken 1 well.
- surge arresters are surrounded by an outer housing 5, often made of silicone.
- the housing can be formed by spraying or pouring.
- umbrellas 7 are formed on the outside of the housing.
- Surge arresters when used in the open environment, are subject to significant bending moments due to the transmission of power through the electrical wires connected to them. It is therefore necessary to ensure that the contacting of the varistor blocks 1 with each other and to the end fittings is maintained even with greater mechanical stresses and edge breakage of the varistor blocks is avoided by an inner Verenciesr two adjacent Varistorblöcke.
- glass fiber reinforced plastic rods or ropes 9 are clamped as reinforcing elements between the two end fittings 3. These hold the Varistorblöcke 1 between the two end fittings 3 together under tensile stress.
- spring elements are inserted into the stack of the varistor blocks 1, so as to secure the contact even with temperature fluctuations or the like.
- rods 9 the anchoring elements will be referred to as rods 9, without any limitation of the invention.
- Fig. 2 shows a plan view of an end fitting of a surge arrester according to the invention.
- the end fitting 3 is formed substantially as a circular-cylindrical block whose diameter is larger than that of the varistor blocks.
- through holes 11 extending in the stapling direction along the circumference of the end fitting are formed.
- In the middle of the end fitting in another through hole 25 for the central screw 4, preferably with an internal thread formed.
- the through-holes 11 deviate from the circular shape in cross-section at least in a subsection, preferably they are widened in the tangent direction on the side of the end fitting facing away from the varistor blocks.
- Fig. 3 shows a cross section through an end fitting 3 along the line AA in Fig. 2 ,
- a detail view of such a through-hole 11 is shown in a sectional view along the line BB Fig. 2 in Fig. 4 shown.
- the through hole 11 has a first conical portion 11b and a second straight portion 11a.
- the shape of the straight portion 11a is formed in correspondence with the glass fiber reinforced rod 9 to accurately surround it.
- the through hole in the region of the second portion is circular in cross section.
- the first portion 11b is conically widened in one direction.
- an angle of inclination of the conical surfaces an angle of about 5 ° is preferred.
- a glass fiber reinforced plastic rod 9 is received in the through hole 11, and a wedge 13 is driven into the rod 9 in order to split it.
- the glass fiber reinforced rods at their end faces with a notch into which the wedges are driven during manufacture.
- an end fitting 3 In the manufacture of an end fitting 3 is first provided with glass fiber reinforced rods 9 and the wedges 13 used. In the "cage" thus formed, the varistor blocks 1 are inserted from the open side, wherein care must be taken that the varistor blocks are arranged centrally and a constant distance between their outer surfaces and the glass fiber reinforced plastic rods 9 is maintained. In the stack of Varistorblöcke one or more disc springs can be inserted. Likewise, control discs and aluminum blocks can adjust the length of the stack according to the intended use.
- the second end fitting 3 After insertion of the varistor disks and the plate spring, the second end fitting 3 is applied, wherein the glass fiber reinforced rods 9 are guided through the corresponding through holes 11. Subsequently, while the entire stack is pressed together with external force, the wedges 13 are driven into the bars and the screws 4 are inserted through the end fittings 3 for contacting the varistor blocks 1.
- the glass fiber reinforced rods according to the invention are preferably circular in cross section.
- the rods 9 can be relatively easily and completely surrounded by the low-viscosity silicone, and the low-viscosity silicone also completely penetrates into the space between the glass-fiber-reinforced rods 9 and the outer surface of the varistor blocks 1.
- the circular cross section offers the great advantage that there is only a very small area in which the distance between the bars 9 and the varistor blocks 1 is minimal. This small area can easily be filled with the help of common low-viscosity silicones and known injection or casting techniques.
- Glass fiber reinforced plastic rods 9 with a circular cross section are commercially available and inexpensive to manufacture.
- FIG Fig. 5 A second embodiment of the invention is shown in FIG Fig. 5 shown.
- the through hole 11 has an oval cross section throughout. However, the division of the through-hole 11 into a straight portion 11a and a conical portion 11b is maintained. The two portions 11a and 11b of the through hole of this embodiment differ only in the dimension of the longer axis of the oval.
- two semicircular glass fiber reinforced plastic rods 9 are inserted into each through hole 11. Between two bars 9 of a through hole, a gap remains over the entire length of the surge arrester.
- the size of this gap can be about 5 mm, with larger or smaller gap widths are possible.
- Such fiberglass reinforced rods 9 of semicircular cross section can be relatively easily formed by selecting a suitable tool in the manufacture of the rods by pulling.
- the bars 9 and the associated wedge 13 are arranged so that the gap between the two bars 9 of a through-hole 11 runs radially with respect to the stack of the varistor blocks 1.
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Description
- Die Erfindung betrifft einen Überspannungsableiter mit Käfig-Design, wie er beispielsweise aus der
JP 62-149511 - Um sicherzustellen, dass auch bei mechanischen Belastungen die Varistorblöcke gut miteinander kontaktieren, ist es erforderlich, den Stapel unter Druck zusammenzuhalten. Bei Überspannungsableitern mit Käfig-Design erfolgt dies durch Verstärkungselemente, in der Regel Stäbe oder Seile, vorzugsweise glasfaserverstärkte Kunststoffstäbe (GFK-Stäbe), die an den beiden Endarmaturen unter Zug gehalten sind.
- Ein Problem bei derartigen Überspannungsableitern besteht darin, die Verstärkungselemente sicher an den Endarmaturen zu befestigen, so dass auch bei mechanischen Beanspruchungen, wie sie bei im Freien montierten Überspannungsableitern auftreten, die nötige Festigkeit erhalten wird.
- In der genannten japanischen Patentanmeldung wird dieses Problem dadurch gelöst, dass in den Endarmaturen Nuten in Stapelrichtung der Varistorblöcke vorgesehen sind, in die die Verstärkungselemente eingelegt werden, und indem das Ende der Verstärkungselemente mit einem Gewinde ausgestattet ist, auf das eine Mutter aufgeschraubt wird, die im Durchmesser größer als die.Nut in der Endarmatur ist, und so das Verstärkungselement - im wesentlichen durch Formschluss - hält.
- Obwohl auf diese Art ein Überspannungsableiter effektiv ausgebildet werden kann, besteht das Problem darin, Gewinde in die als Verstärkungselemente dienenden GFK-Stäbe zu schneiden, ohne diese zu beschädigen. Dies ist sehr aufwendig und teuer.
- Aus dem europäischen Patent
EP 0 646 276 (Anmeldenumer93 915 343.3 - Obwohl es wesentlich einfacher ist ein Loch in der Richtung senkrecht zur Ausdehnungsrichtung der als Glasverstärkungselemente dienenden GFK-Stäbe auszubilden als ein Gewinde in diese zu schneiden, besteht bei dieser Bauweise die Gefahr, die Verstärkungselemente im Bereich des Loches derart zu schwächen, dass sie reißen.
- Das genannte europäische Patent zeigt darüber hinaus auch die Möglichkeit die Verstärkungselemente mit Keilen in der Endarmatur festzulegen. Hierzu wird ein in Richtung der Stapelmitte der Varistorblöcke zulaufender Keil zwischen ein jedes Verstärkungselement und eine entsprechend geneigte Fläche der Endarmatur gebracht und beide zusammen durch einen äußeren Teil der Endarmatur unter radialem Druck zusammengehalten. Bei Zugbeanspruchung auf die Verstärkungselemente werden durch Haftreibung die Keile mitgezogen und sorgen dafür, dass die Verstärkungselemente reib- bzw. kraftschlüssig zwischen dem zugehörigen Keil und der Endarmatur gehalten werden.
- Bei diesem vorgeschlagenen Überspannungsableiter sind die Verstärkungselemente vorzugsweise dünne, im Querschnitt kreissegmentförmige Streifen aus glasfaserverstärktem Kunststoffmaterial, und zwar derart, dass die Krümmung des glasfaserverstärkten Verstärkungselements dem Krümmungsradius der Varistorblöcke entspricht.
- Diese Bauweise führt bei der Ausbildung des Isolier-gehäuses durch Gießen oder Umspritzen zu Schwierigkeiten, da zwischen dem glasfaserverstärktem Kunststoffelement und den Varistorblöcken leicht Hohlräume verbleiben. In derartigen Hohlräumen kann es zu Teilentladungen mit der damit verbundenen Gefahr der Schädigung der Isolation bei Dauerbeanspruchung durch von der Teilentladungsstelle aus sich entwickelnden Errosionsdurchschlagskanäle und durch zusätzliche Erwärmung kommen.
- Darüber hinaus sind derart geformte glasfaserverstärkte Verstärkungselemente in der Herstellung aufwendig und teuer.
- Die Druckschrift
DE 19940939 zeigt einen weiteren Überspannungsableiter gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. - Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Überspannungsableiter mit Käfig-Design bereitzustellen, der die oben genannten Nachteile vermeidet und für eine preiswerte Massenfertigung geeignet ist.
- Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Überspannungsableiter nach Anspruch 1 oder 2 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen weitere vorteilhafte Aspekte der Erfindung.
- Im folgenden wird die Erfindung ausführlich unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen zeigt:
- Fig. 1
- eine Gesamtansicht eines gattungsgemäßen Überspannungsableiters mit teilweise weggeschnittenem Außengehäuse;
- Fig. 2
- eine Aufsicht auf die Endarmatur des erfindungsgemäßen Überspannungsableiters;
- Fig. 3
- eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in
Fig. 2 ; - Fig. 4
- eine Schnittansicht entlang der Linie B-B aus
Fig. 2 mit eingesetztem Keil; und - Fig. 5
- eine Schnittansicht entlang der Linie B-B aus
Fig. 2 mit eingesetztem Keil gemäß einer zweiten Ausführungsform. - Der in
Fig. 1 gezeigte Überspannungsableiter mit Käfig-Design enthält mindestens einen Varistorblock 1. Als Varistorblöcke 1 können bekannte Keramikscheiben mit einem spannungsabhängigen Widerstand (variable resistor) verwendet werden. Bei niedrigen Spannungen arbeiten sie als nahezu perfekte Isolatoren, während sie bei hoher Spannung eine gute Leitfähigkeit haben. Handelsübliche Varistorblöcke werden auf Grundlage von Zinkoxid (ZnO) hergestellt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf derartige Zinkoxid-Überspannungsableiter beschränkt, und auch andere Metalloxide und auch Siliziumcarbid können beispielsweise für die Varistorblöcke verwendet werden. Außerdem können zusätzlich zu Varistorblöcken 1 noch weitere Blöcke, etwa Metallblöcke oder Funkenstreckenblöcke in dem Stapel enthalten sein, um so die Länge des Überspannungsableiters an die Erfordernisse des jeweiligen Einsatzes anzupassen. - Gängige Varistorblöcke 1 sind als Kreiszylinder mit einem Durchmesser von beispielsweise 5 cm und einer Höhe von etwa 4 cm ausgebildet. An beiden Seiten der Varistorblöcken 1 sind nicht detailliert gezeigte Aluminiumelektroden aufgebracht, um eine bessere Kontaktierung sicherzustellen. Auch ist es üblich, zwischen die Varistorblöcke 1 zur weiteren Verbesserung der Kontaktierung ebenfalls nicht gezeigte dünne Aluminiumscheiben oder auch Federelemente zu legen.
- Ein durch Aufeinanderstapeln derartiger Varistorblöcke 1 und eventueller Metallblöcke gebildeter Stapel ist bei dem in
Fig. 1 gezeigten Überspannungsableiter zwischen zwei Endarmaturen 3 gehalten. Die Endarmaturen sind üblicherweise aus Aluminium oder Edelstahl gebildet und derart ausgestaltet, dass sie leicht in bestehende elektrische Installationen bzw. Stromversorgungsnetze eingebunden werden können, beispielsweise durch eine aus dem Überspannungsableiter herausragende zentrale Schraube 4, die elektrisch mit den Varistorblöcken 1 gut kontaktiert. - Zum Schutz gegenüber der Umwelt werden diese Überspannungsableiter mit einem äußeren Gehäuse 5, oft aus Silikon, umgeben. Das Gehäuse kann durch Spritzen oder Gießen gebildet werden.
- Zur Vergrößerung des Kriechwegs des Stroms sind an der Außenseite des Gehäuses 5 Schirme 7 ausgebildet.
- Überspannungsableiter sind, wenn sie in der freien Umgebung verwendet werden, aufgrund der Kraftübertragung durch die mit ihnen verbundenen elektrischen Leitungen erheblichen Biegemomenten ausgesetzt. Es ist daher erforderlich sicherzustellen, dass auch bei größeren mechanischen Beanspruchungen die Kontaktierung der Varistorblöcke 1 untereinander und zu den Endarmaturen beibehalten und ein Kantenbruch der Varistorblöcke durch ein inneres Verkannter zweier benachbarter Varistorblöcke vermieden wird. Um dies zu erreichen, werden glasfaserverstärkte Kunststoffstäbe oder Seile 9 als Verstärkungselemente zwischen den beiden Endarmaturen 3 eingespannt. Diese halten die Varistorblöcke 1 zwischen den beiden Endarmaturen 3 unter Zugbeanspruchung zusammen. Des Weiteren werden gelegentlich noch Federelemente in den Stapel der Varistorblöcke 1 eingefügt, um so auch bei Temperaturschwankungen oder ähnlichem die Kontaktierung zu sichern.
- Im Folgenden werden die Verankerungselemente als Stäbe 9 bezeichnet, ohne dass hierin eine Beschränkung der Erfindung zu sehen wäre.
-
Fig. 2 zeigt eine Aufsicht auf eine Endarmatur eines erfindungsgemäßen Überspannungsableiters. Die Endarmatur 3 ist im wesentlichen als kreis-zylindrischer Block ausgebildet, dessen Durchmesser größer als der der Varistorblöcke ist. In dem radialen Bereich der Endarmatur, der über die Varistorblöcke hinausragt sind entlang des Umfangs der Endarmatur in Staplerichtung verlaufende Durchgangslöcher 11 ausgebildet. In der Mitte der Endarmatur in ein weiteres Durchgangsloch 25 für die zentrale Schraube 4, vorzugweise mit einem Innengewinde, ausgebildet. - Die Durchgangslöcher 11 weichen zumindest in einem Teilabschnitt im Querschnitt von der Kreisform ab, vorzugsweise sind sie in Tangenten-Richtung auf der den Varistorblöcken abgewandten Seite der Endarmatur geweitet.
- In der gezeigten Ausführungsform sind acht Durchgangslöcher gezeigt, aber auch jede andre Anzahl ist möglich, etwa drei oder vier Durchgangslöcher 11.
-
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch eine Endarmatur 3 entlang der Linie A-A inFig. 2 . - Eine Detailansicht eines derartigen Durchgangslochs 11 ist in einer Schnittansicht entlang der Linie B-B aus
Fig. 2 inFig. 4 gezeigt. - Wie hier zu erkennen ist, weist das Durchgangsloch 11 einen ersten konischen Abschnitt 11b und einen zweiten gerade verlaufenden Abschnitt 11a auf. Die Form des geraden Abschnitts 11a ist entsprechend dem glasfaserverstärkten Stab 9 ausgebildet, um diesen passgenau zu umgeben. Vorzugweise ist das Durchgangsloch im Bereich des zweiten Abschnitts im Querschnitt kreisförmig.
- Der erste Abschnitt 11b ist in einer Richtung konisch geweitet. Als Neigungswinkel der konischen Flächen ist ein Winkel von ca. 5° bevorzugt.
- Wie in
Fig. 4 gezeigt ist, wird ein glasfaserverstärkter Kunststoffstab 9 in der Durchgangsbohrung 11 aufgenommen, und ein Keil 13 wird in den Stab 9 hineingetrieben, um diesen zu spalten. - Auf diese Art werden entlang des Umfangs der Varistorblöcke mehrere glasfaserverstärkte Kunststoffstäbe sowohl an den Endarmatur 3 an beiden Seiten des Varistorblockstapels mit den Keilen 13 befestigt.
- Um das Einsetzen der Keile zu erleichtern ist es möglich, die glasfaserverstärkten Stäbe an ihren Endflächen mit einer Kerbe zu versehen, in die die Keile bei der Herstellung eingetrieben werden.
- Durch die erfindungsgemäße Bauweise der Endarmaturen 3 mit ihren Durchgangslöchern 11 und dem konischen Abschnitt 11b in Zusammenwirken mit dem Keil 13 und den glasfaserverstärkten Stäben 9 wird erreicht, dass die beiden Hälften des glasfaserverstärkten Stabes 9 im Bereich, in dem dieser gespalten ist, fest gegen die schräg verlaufenden Seitenwände des konischen Abschnitts 11d angepresst werden. Unter Zugbelastung der glasfaserverstärkten Kunststoffstäbe 9 zieht sich diese Keilverbindung immer weiter zu und hält den Glasfaserverstärkten Stab kraftschlüssig in dem Durchgangsloch 11 der Endarmatur 3. Versuche haben gezeigt, dass auf diese Art eine Befestigung der glasfaserverstärkten Stäbe 9 in den Endarmaturen 3 möglich ist, die einen sicheren Halt bis zur Zerreißgrenze der glasfaserverstärkten Stäbe 9 gewährleistet.
- Um die Verbindung zwischen dem Keil 13 und den glasfaserverstärkten Stäben 9 zu erhöhen ist es möglich, auf den Keilflächen des Keils 13 Schneidkanten senkrecht zur Stabrichtung des glasfaserverstärkten Kunststoffstabs 9 auszubilden, die in den glasfaserverstärkten Stab 9 bei Belastung einschneiden.
- Um die Keilverbindung und den gesamten Überspannungsableiter vor Feuchtigkeit zu schützen, ist es möglich, das Durchgangsloch 11 nach dem Einsetzen der Stäbe und der Keile mit Silikonmasse dicht zu verschließen.
- Bei der Herstellung wird zunächst eine Endarmatur 3 mit glasfaserverstärkten Stäben 9 versehen und die Keile 13 eingesetzt. In dem so gebildeten "Käfig" werden von der offenen Seite her die Varistorblöcke 1 eingesetzt, wobei darauf zu achten ist, dass die Varistorblöcke zentrisch angeordnet sind und eine konstanten Abstand zwischen ihren Außenflächen und den glasfaserverstärkten Kunststoffstäben 9 beibehalten wird. In dem Stapel der Varistorblöcke kann eine oder mehrere Tellerfedern eingefügt werden. Ebenso können Steuerscheiben und Aluminiumblöcke die Länge des Stapels entsprechend dem geplanten Einsatz anpassen.
- Nach dem Einführen der Varistorscheiben und der Tellerfeder wird die zweite Endarmatur 3 aufgebracht, wobei die glasfaserverstärkten Stäbe 9 durch die entsprechenden Durchgangslöcher 11 geführt werden. Anschließend werden, während der gesamte Stapel mit Kraft von außen zusammengepreßt wird, die Keile 13 in die Stäbe getrieben und die Schrauben 4 durch die Endarmaturen 3 zur Kontaktierung der Varistorblöcke 1 eingebracht.
- Der so gebildete Käfig mit darin aufgenommenen Varistorblöcken 1 wird in eine Form gelegt und mit einem niederviskosen Silikon umgossen bzw. umspritzt, um das Außengehäuse 5 gegebenenfalls mit den Schirmen 7 zu bilden. Wie gezeigt, sind die erfindungsgemäßen glasfaserverstärkten Stäbe vorzugsweise im Querschnitt kreisförmig. Dies führt dazu, dass die Stäbe 9 relativ leicht und vollständig mit dem niederviskosen Silikon umgeben werden können, und dass das niederviskose Silikon auch in den Zwischenraum zwischen den glasfaserverstärkten Stäben 9 und der Außenfläche der Varistorblocke 1 vollständig eindringt. Im Vergleich mit dem kreissegmentförmigen Querschnitt des Stands der Technik bietet der kreisrunde Querschnitt den großen Vorteil, dass es nur einen sehr kleinen Bereich gibt, in dem der Abstand zwischen den Stäben 9 und den Varistorblöcken 1 minimal ist. Dieser kleine Bereich kann problemlos mit Hilfe der gängigen niederviskosen Silikone und bekannter Spritz- bzw. Gußtechniken gefüllt werden.
- Glasfaserverstärkte Kunststoffstäbe 9 mit kreisförmigem Querschnitt sind handelsüblich und preiswert in der Herstellung.
- Eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform ist in
Fig. 5 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform hat das Durchgangsloch 11 durchgehend einen ovalen Querschnitt. Die Aufteilung des Durchgangslochs 11 in einen geraden Abschnitt 11a und einen konischen Abschnitt 11b wird jedoch beibehalten. Die beiden Abschnitte 11a und 11b des Durchgangslochs dieser Ausführungsform unterscheiden sich nur in der Abmessung der längeren Achse des Ovals. - Gemäß der zweiten Ausführungsform werden in jedes Durchgangsloch 11 zwei halbkreisförmige glasfaserverstärkte Kunststoffstäbe 9 eingesetzt. Zwischen zwei Stäben 9 eines Durchgangslochs bleibt über die gesamte Länge des Überspannungsableiters ein Spalt. Die Größe dieses Spaltes kann etwa 5 mm betragen, wobei auch größere oder kleinere Spaltweiten möglich sind..
- Derartige glasfaserverstärkte Stäbe 9 mit halbkreisförmigem Querschnitt können durch Wahl eines geeigneten Werkzeuges bei der Herstellung der Stäbe durch Ziehen relativ einfach gebildet werden. Erfindungsgemäß sind bei dieser Ausführungsform die Stäbe 9 und der zugehörige Keil 13 so angeordnet, dass der Spalt zwischen den beiden Stäben 9 eines Durchgangslochs 11 radial in bezug auf den Stapel der Varistorblöcke 1 verläuft.
- Dies hat den Vorteil, dass beim Ausbilden des Außengehäuses das niederviskose Silikon besser und effektiver in den Zwischenraum zwischen den Stäben 9 und den Varistorblöcken 1 eindringen kann.
- Wie bei der ersten Ausführungsform ist es möglich, auch bei dieser Ausführungsform den Keil 13 mit entsprechenden Schneidkanten zu versehen, um die Verbindungskraft zwischen dem Keil 13 und den glasfaserverstärkten Stäben 9 zu erhöhen.
- Tests haben auch bei dieser Ausführungsform ergeben, dass die Keilverbindung der glasfaserverstärkten Kunststoffstäbe 9 mit der Endarmatur 3 bis zur Zerreißgrenze der glasfaserverstärkten Stäbe 9 hält. Die Ausbildung in zwei halbkreisförmige glasfaserverstärkte Kunststoffstäbe 9 im Voraus, gegenüber den Spalten eines einzelnen Stabes 9 mit einem Keil gemäß der ersten Ausführungsform, bietet den Vorteil, dass eine Beschädigung der Stäbe 9 vermieden werden kann.
- Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung vorangehend beschrieben wurden, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt, sondern durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 bzw. 2 definiert. Insbesondere besteht keine Notwendigkeit, die glasfaserverstärkten Kunststoffstäbe 9 in beiden Endarmaturen 3 auf die gleiche Art und Weise zu befestigen. Beispielsweise können anstelle von glasfaserverstärkten Stäben 9 auch "Seile" verwendet werden, wobei diese bei einer der Endarmaturen zur Verankerung über eine Schulter geführt werden, und nur bei der gegenüberliegenden Endarmatur mit den erfindungsgemäßen Verankerungselementen befestigt werden.
Claims (7)
- Überspannungsableiter mit:mindestens einem Varistorblock (1);zwei Endarmaturen (3), die auf gegenüberliegenden Seiten des Varistorblocks (1) angeordnet sind;mindestens einem Verstärkungselement (9), das den Varistorblock (1) und die Endarmaturen (3) zusammenhält;mindestens einem Verankerungselement (13), das das Verstärkungselement (9) in einem Durchgangsloch (11) mindestens einer der Endarmaturen (3) hält;dadurch gekennzeichnet, dassdas Verankerungselement (13) ein Keil ist, der das Verstärkungselement (9) in dessen Längsrichtung spaltet und gegen die Außenwände des Durchgangslochs (11) verspannt.
- Überspannungsableiter mit:mindestens einem Varistorblock (1);zwei Endarmaturen (3), die auf gegenüberliegenden Seiten des Varistorblocks (1) angeordnet sind;mindestens zwei Verstärkungselementen (9), die den Varistorblock (1) und die Endarmaturen (3) zusammenhalten;mindestens einem Verankerungselement (13), das die Verstärkungselemente (9) in einem Durchgangsloch (11) mindestens einer der Endarmaturen (3) hält;dadurch gekennzeichnet, dassin dem Durchgangsloch (11) der einen Endarmatur (3) mindestens zwei Verstärkungselemente (9) aufgenommen sind,wobei das Verankerungselement (13) ein gemeinsamer Keil ist, der die Verstärkungselemente (9) in einem Durchgangsloch (11) gegeneinander und gegen die Außenwände des Durchgangslochs (11) verspannt.
- Überspannungsableiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
der oder die Varistorblöcke aus einem Metalloxid, vorzugsweise aus ZnO gebildet sind. - Überspannungsableiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Endarmaturen (3) aus einem Metall, vorzugsweise aus Aluminium gebildet sind. - Überspannungsableiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Überspannungsableiter ein Gehäuse (5) mit Schirmen (7) aufweist. - Überspannungsableiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Außengehäuse (5) durch Spritzen oder Gießen mit einem niederviskosen Silikon ausgebildet ist. - Überspannungsableiter nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch zwei Verstärkungselemente (9), die in einem Durchgangsloch (11) aufgenommen sind, wobei die zwei Verstärkungselemente (9) glasfaserverstärkte Verstärkungselemente sind, und wobei über die gesamte Länge des Überspannungsableiter zwischen den zwei Verstärkungselementen (9) ein Spalt vorhanden ist.
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