EP2702597A1 - Überspannungsableiter - Google Patents

Überspannungsableiter

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EP2702597A1
EP2702597A1 EP12729020.3A EP12729020A EP2702597A1 EP 2702597 A1 EP2702597 A1 EP 2702597A1 EP 12729020 A EP12729020 A EP 12729020A EP 2702597 A1 EP2702597 A1 EP 2702597A1
Authority
EP
European Patent Office
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housing
surge arrester
control hood
contacts
control
Prior art date
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Granted
Application number
EP12729020.3A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP2702597B1 (de
Inventor
Dirk Springborn
Erhard Pippert
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP2702597A1 publication Critical patent/EP2702597A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2702597B1 publication Critical patent/EP2702597B1/de
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    • 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
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    • 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
    • H01C7/123—Arrangements for improving potential distribution
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/32—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts
    • H01H3/40—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts using friction, toothed, or screw-and-nut gearing
    • H01H2003/405—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts using friction, toothed, or screw-and-nut gearing using a walking nut
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T1/00—Details of spark gaps
    • H01T1/16—Series resistor structurally associated with spark gap
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T21/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of spark gaps or sparking plugs
    • H01T21/06—Adjustment of spark gaps
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T4/00—Overvoltage arresters using spark gaps
    • H01T4/04—Housings

Definitions

  • the invention relates to a surge arrester according to the preamble of patent claim 1.
  • Overvoltage arresters are protective systems, for example, for switchgear, which occur in the event of overvoltages
  • Such a surge arrester comprises one or more cylindrical diverting elements, which have a varistor column constructed from individual, likewise cylindrical varistor elements.
  • Varistor elements are characterized by a voltage-dependent resistance. At low voltages these act as insulators. From a certain threshold voltage, which is material-dependent, they show a good conductivity.
  • varistor elements are made of metal oxides such as zinc oxide.
  • the diverting element is limited at both ends by end ⁇ fittings, the anläge the electrical contact to the switch and make the mass.
  • the varistor column must be held together under pressure. This can be done by tension members, for example, ropes or rods are preferably clamped in glass fiber reinforced plastic in the end fittings under train. The tension elements surrounding it, the varistor and thus form a cage ⁇ fig about this.
  • a fluid-tight housing surrounding the guide element from ⁇ For use in gas-insulated switchgear have exceeded on arresters a fluid-tight housing surrounding the guide element from ⁇ .
  • the housing is filled to increase the dielectric strength with a fluid, usually sulfur hexafluoride.
  • the housing is usually made of metal and is electrically grounded.
  • An end fitting of the delivery column is grounded via a contact made through the housing.
  • the other end fitting is electrically connected via a passage with a contact located on the outside of the housing, which serves to connect to the switchgear.
  • larger surge arresters often have at their high-voltage end a control hood, which is slipped over the end of the Ableit yarn as a closed-end cylinder.
  • the individual varistor elements have a high capacitance with respect to ground potential, but their series connection leads to a very small longitudinal capacitance, which leads to an inhomogeneous voltage distribution as of a certain length of the varistor column.
  • the varistor elements are, therefore, claimed in voltage terms higher, which may lead to undesired heating together with ih ⁇ rer resistive effect.
  • the control hood now serves theistsver ⁇ distribution to homogenisation ⁇ ren along the length of the varistor column.
  • surge arresters which have a separation point, with which the surge arrester can be disconnected from the switchgear.
  • the invention provides an overvoltage arrester, with a diverting element, a control hood electrically connected to the diverting element and a fluid-tight housing in which the diverting element and the control hood are arranged and which has two contacts electrically connecting the interior to the exterior of the Ge ⁇ housing , It is provided here that the diverter element and the control cover to each other are designed to be movable rela tive ⁇ , wherein an electrical connection from one of the contacts on the diverter element on the other of the contacts is adjustable forth ⁇ or interrupted by the re ⁇ lativterrorism.
  • control hood and conveying element can be moved together as in under ⁇ Kunststoffliche directions.
  • control hood can sit firmly and only the diverting be moved.
  • the moving mass is lower than in the prior art, so that the mechanical elements required for the movement can be made structurally simpler.
  • the discharge element is arranged along a longitudinal axis of the housing and the control hood in Slidably disposed in the direction of this longitudinal axis. This results in a particularly compact arrangement.
  • the displacement ⁇ ability of the control hood along the longitudinal axis allows for the best possible space utilization and compliance with the required isolation distances producing and closing an electrical connection to the switchgear.
  • control hood in a further advantageous embodiment, provision is made for the control hood to be displaceable by means of a displacement device which can be actuated from outside the fluid-tight housing.
  • the inventive surge ⁇ Vietnamese surge ⁇ Vietnamese ballast ⁇ Vietnamese ballast ⁇ раsabieiter thereby be configured such that the postponement device can be actuated by rotary movement of shaft means connected to the control hood push rod and a rotational motion of the shaft into a Translationsbewe ⁇ supply of the push rod comprises transmitting gear.
  • a displacement device can be built very compact and allows easy operation. The rotating motion of the loading ⁇ conducted into the housing shaft can easily be sealed by the relevant measures.
  • the surge arrester of invention according to the push rod consists of at ⁇ least partially of electrically insulating material.
  • This can be for example a glass fiber reinforced plastic. This advantageously provides the insulation resistance leis ⁇ tet because voltage arcing between the push rod and housing are avoided.
  • a further embodiment of the surge arrester according to the invention provides that the shaft is fluid-tight from the Inner is guided to the outside of the housing.
  • the leakage of fluid from the housing is advantageously verhin ⁇ changed. Harmful environmental influences by the fluid are thus avoided.
  • this ensures the dielectric strength and the surge arrester thus requires little maintenance.
  • an advantageous embodiment of the invention provides that one end of the discharge element with one of the contacts and the other end of the discharge element are electrically connected to the control hood and that by the displacement of the control hood, the electrical connection to the other of the contacts can be produced or interrupted. This allows to make and break the connection only to move the control hood. This is relative to the diverter relatively easy. A movement of the control hood therefore requires less mechanical effort.
  • the tax erhaube and engage the other of the contacts when produced elekt ⁇ -driven in such a form-fitting connection that they are fixed radially relative to the longitudinal axis.
  • ⁇ by causes the control hood and contact centered at the contact closure against each other and can not tilt.
  • This can lead to the largest possible contact area between the control hood and contact. This ensures a secure connection of the control hood to the high voltage potential of the contact.
  • control hood is connected for displacement along the longitudinal axis over Gleitla ⁇ ger with the discharge element.
  • the plain bearings are preferably attached laterally to end electrodes and guide and fix the control hood in the radial direction with respect to the longitudinal axis.
  • the control cover is also ⁇ xed fi radially about the contact.
  • the earth-side end of the diverting element is included
  • divert and control hood are fixed to each other with respect to the Ge ⁇ housing and so insensitive to shocks, for example, during transport or earthquake.
  • FIG. 1 shows a surge arrester with an interrupted electrical connection in a sectional illustration
  • FIG. 3 shows a detail of FIG. 2 in a perspective sectional view
  • FIGS 1 and 2 show a surge arrester 1 in a sectional view.
  • a discharge element 20 is arranged in a fluid-tight housing 2.
  • This discharge element 20 has a cylindrical varistor column 25, an upper end fitting 22, a lower end fitting 21 and a plurality of tension elements 23.
  • the varistor column 25 is composed of individual, also cylindrical Varistorblöcken. At the two ends of the varistor column 25 sit end fittings 21 and 22, of which in Figs. 1 and 2, only the lower end fitting 21 is visible.
  • the end fittings 21, 22 are usually made of electrically conductive material. Tension elements 23 are pressed in the end fittings 21, 22 under train and so keep the varistor column 25 together ⁇ men. In the varistor column 25 retaining disks 24 are inserted, which have holes through which the tension elements 23 are guided and thus stabilize the discharge element 20 additionally.
  • the housing 2 is substantially cylindrical. Along the cylinder axis, the longitudinal axis 50 extends. The Ableit ⁇ element 20 is aligned along this longitudinal axis 50. At the two cover surfaces, the housing 2 is closed in a fluid-tight manner.
  • the top surface of the housing 2 is closed with a simple housing cover 4.
  • a contact 8 is electrically isolated through this housing cover 4 from the inside to the outside of the housing 2 and serves the ground terminal.
  • this contact 8 is electrically connected to the Ableit ⁇ element 20, for example, with a cable 15.
  • the connection is made here via a conductive connection plate 13.
  • Between this and the lower end fitting 21 is still an insulating spacer 14.
  • the connection of the cable ⁇ could 15 alternatively be made directly to the lower Endarma ⁇ tur 21, the insulating spacer 14 is omitted then.
  • the end fitting 21 of the discharge element 20 is fastened to the housing cover 4.
  • the housing cover 4 is electrically insulated against the varistor column 25.
  • the insulation takes place here through the intermediate piece 14.
  • an insulating layer between the lower end fitting 21 and the housing cover 4 are inserted.
  • the housing cover 4 has a connection, not illustrated here, via which fluid, for example sulfur hexafluoride, can be introduced into the housing 2 or drained off.
  • the top surface of the housing 2 is provided with a high-voltage ⁇ passage 5, to guide the electrical Hochschreibspo ⁇ tential without the risk of flashover between high voltage and earthed housing 2 from the outside into the housing 2 into it.
  • the implementation 5 comprises a retaining ring 12, an insulator 6 and a contact 7, which is designed here as a plug contact.
  • the Studentswoodsab ⁇ ieiter 1 can be connected to a not shown gas-insulated switchgear ⁇ system via the contact seventh Inside the housing 2 is the contact 7 is provided with an electrically conductive fitting 9.
  • the implementation is provided with sealing rings (10).
  • a substantially cylindrical, closed at one end ⁇ control cam 40 is slipped over the high voltage end of the discharge element 20.
  • the control hood 20 is connected to a displacement device 30 which has a
  • Push rod 33 a transmission 32, which may be embodied, for example, as a Trapezgewindegetriebe, a fluid-tight guided through the housing cover 4 shaft 31, and an out ⁇ half of the housing 2 with this shaft 31 connected control ⁇ element 34 has.
  • a display device 35 can be attached to the operating element 34, which indicates whether the electrical connection is established or interrupted.
  • the shaft 31 can be placed in a rotating movement.
  • this motion is converted Rotationsbe- 33 in Rich ⁇ tung the longitudinal axis 50 into a linear movement of the push rod.
  • the push rod 33 in turn transmits this linear movement to the control hood 40.
  • the control hood 40 can thus be moved in the direction of the longitudinal axis 50 toward the contact 7 and away from the ⁇ sem, and so an electrical connection can be made or interrupted.
  • the electrical connection is interrupted ⁇ chen.
  • Fig. 3 shows a section of the high-voltage side end of the surge absorber 1 in a Schittdargna.
  • the electrical connection is made here.
  • the control hood 40 abuts the fitting 9 of the contact 7.
  • Control hood 40 and fitting 9 are shaped so that a bulge of the fitting 9 engages in a corresponding indentation of the closed end of the control hood 40.
  • the control hood 40 is thus fixed in the radial direction with respect to the longitudinal axis 50.
  • the end fitting 22 has plain bearings 41 which fix the control housing 40 radially with respect to the longitudinal axis 50 and thus guide the control hood 40 upon a displacement in the direction of the longitudinal axis 50.
  • the plain bearings 41 may be electrically conductive and thus simultaneously serve the electrical Ver ⁇ binding of the control hood 40 with the end fitting 22, but they can also be made of a non-conductive material, such as a plastic.
  • the electrical connection of the end fitting 22 with the control cover 40 can then take place ⁇ example via a flexible conductor strip.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Überspannungsableiter (1) mit einem Ableitelement (20), einer elektrisch mit dem Ableitelement (20) verbundenen Steuerhaube (40) und einem fluiddichten Gehäuse (2), in welchem das Ableitelement (20) und die Steuerhaube (40) angeordnet sind und welches zwei jeweils das Innere mit dem Äußeren des Gehäuses (2) elektrisch verbindende Kontakte (7, 8) aufweist. Indem das Ableitelement (20) und die Steuerhaube (40) relativ zueinander bewegbar ausgebildet sind, wobei durch die Relativbewegung eine elektrische Verbindung von einem der Kontakte (7, 8) über das Ableitelement (20) zum anderen der Kontakte (8, 7) herstellbar beziehungsweise unterbrechbar ist, wird ein Überspannungsabieiter bereitgestellt, der ein konstruktiv einfacheres Herstellen beziehungsweise Unterbrechen der elektrischen Verbindung ermöglicht.

Description

Beschreibung Überspannungsabieiter
Die Erfindung betrifft einen Überspannungsabieiter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Überspannungsabieiter sind Schutzsysteme beispielsweise für Schaltanlagen, die bei auftretenden Überspannungen durch
Blitzeinschlag oder Fehlfunktionen anderer Teilsysteme diese Überspannungen zur Masse hin ableiten und so andere Bauteile der Schaltanlage schützen. Ein derartiger Überspannungsabieiter umfasst ein oder mehrere zylindrische Ableitelemente, die eine aus einzelnen ebenfalls zylindrischen Varistorelementen aufgebaute Varistorsäule aufweisen. Varistorelemente zeichnen sich durch einen spannungsabhängigen Widerstand aus. Bei niedrigen Spannungen wirken diese als Isolatoren. Ab einer bestimmten Schwellenspannung, die materialabhängig ist, zeigen sie eine gute Leitfähigkeit. Häufig werden Varistorelemente aus Metalloxiden wie Zinkoxid hergestellt. Das Ableitelement wird an beiden Enden von End¬ armaturen begrenzt, die den elektrischen Kontakt zur Schalt- anläge und zur Masse herstellen. Um einen guten elektrischen Kontakt auch unter mechanischer Belastung zu gewährleisten, muss die Varistorsäule unter Druck zusammengehalten werden. Dies kann erfolgen, indem Zugelemente beispielweise Seile oder Stäbe vorzugsweise aus glasfaserverstärktem Kunststoff in den Endarmaturen unter Zug eingespannt werden. Die Zugelemente umgeben dabei die Varistorsäule und bilden so einen Kä¬ fig um diese.
Für den Einsatz in gasisolierten Schaltanlagen weisen Über- spannungsableiter ein fluiddichtes Gehäuse auf, das das Ab¬ leitelement umgibt. Das Gehäuse ist dabei zur Erhöhung der Durchschlagfestigkeit mit einem Fluid, meist Schwefelhexaflu- orid, gefüllt. Das Gehäuse besteht meist aus Metall und ist elektrisch geerdet. Eine Endarmatur der Ableitsäule ist über einen durch das Gehäuse geführten Kontakt geerdet. Die andere Endarmatur ist über eine Durchführung mit einem an der Außenseite des Gehäuses befindlichen Kontakt elektrisch verbunden, der dem Anschluss an die Schaltanlage dient. Insbesondere größere Überspannungsabieiter besitzen häufig an ihrem hoch- spannungsseitigen Ende eine Steuerhaube, die als einseitig verschlossener Zylinder über das Ende der Ableitsäule gestülpt ist. Die einzelnen Varistorelemente haben gegenüber Erdpotential eine hohe Kapazität, ihre Reihenschaltung führt jedoch zu einer sehr kleinen Längskapazität, was ab einer bestimmten Baulänge der Varistorsäule zu einer inhomogenen Spannungsverteilung führt. Im weiter vom Erdpotential entfernten Teil der Varistorsäule werden die Varistorelemente daher spannungsmäßig höher beansprucht, was zusammen mit ih¬ rer resistiven Wirkung zu einer unerwünschten Erwärmung führen kann. Die Steuerhaube dient nun dazu, die Spannungsver¬ teilung entlang der Länge der Varistorsäule zu homogenisie¬ ren .
Soll die Schaltanlage elektrisch getestet werden, so muss we¬ gen der dann auftretenden hohen Spannungen der Überspannungsabieiter von der Schaltanlage getrennt werden. Andernfalls würde der Überspannungsabieiter die Spannung zur Erde ablei- ten und das Messergebnis würde verfälscht.
Bislang sind Überspannungsabieiter bekannt, die eine Trennstelle aufweisen, womit der Überspannungsabieiter von der Schaltanlage getrennt werden kann. Zum Betätigen dieser
Trennstelle muss das Gehäuse geöffnet werden, wodurch Schwe- felhexafluorid austreten kann. Da Schwefelhexafluorid ein schädliches Treibhausgas ist, ist dies höchst unerwünscht und somit nachteilig. Aus der JP10322822-A ist ein gattungsgemäßer Überspannungsabieiter bekannt, bei dem die Ableitsäule von der Schaltanlage getrennt wird, indem die Anordnung aus Ableitsäule und Steu¬ erhaube gemeinsam bewegt wird und so eine elektrische Verbin- dung hergestellt oder unterbrochen wird. Zur Betätigung wird hierbei eine lineare Bewegung gasdicht durch die Gehäusewand ausgeführt . Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Überspannungsabieiter der eingangs genannten Art bereitzustellen, der ein konstruktiv einfacheres Herstellen beziehungsweise Unterbrechen der elektrischen Verbindung. Diese Aufgabe wird durch einen gattungsgemäßen Überspannungs¬ abieiter mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Dabei sieht die Erfindung eine Überspannungsabieiter vor, mit einem Ableitelement, einer elektrisch mit dem Ableitelement verbundenen Steuerhaube und einem fluiddichten Gehäuse, in welchem das Ableitelement und die Steuerhaube angeordnet sind und welches zwei jeweils das Innere mit dem Äußeren des Ge¬ häuses elektrisch verbindende Kontakte aufweist. Es ist dabei vorgesehen, dass das Ableitelement und die Steuerhaube rela¬ tiv zueinander bewegbar ausgebildet sind, wobei durch die Re¬ lativbewegung eine elektrische Verbindung von einem der Kontakte über das Ableitelement zum anderen der Kontakte her¬ stellbar beziehungsweise unterbrechbar ist. Durch die Rela- tivbewegung von Steuerhaube und Ableitelement kann auf beson¬ ders einfache Weise eine elektrische Verbindung zur Schaltan¬ lage hergestellt oder unterbrochen werden. Beispielsweise können Steuerhaube und Ableitelement gemeinsam etwa in unter¬ schiedliche Richtungen bewegt werden. Alternativ kann auch die Steuerhaube fest sitzen und nur das Ableitelement bewegt werden. In jedem Fall ist die bewegte Masse geringer als im Stand der Technik, so dass die für die Bewegung erforderlichen mechanischen Elemente konstruktiv einfacher ausgeführt werden können.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters ist das Ableitelement entlang einer Längsachse des Gehäuses angeordnet und die Steuerhaube in Richtung dieser Längsachse verschiebbar angeordnet. Hierdurch ergibt sich eine besonders kompakte Anordnung. Die Verschieb¬ barkeit der Steuerhaube entlang der Längsachse erlaubt bei bestmöglicher Raumausnutzung und Einhaltung der erforderli- chen Isolationsabstände das Herstellen und Schließen einer elektrischen Verbindung zur Schaltanlage.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters ist vorgesehen, dass die Steu- erhaube mittels einer von außerhalb des fluiddichten Gehäuses betätigbaren Verschiebungseinrichtung verschiebbar ist.
Vorteilhaft daran ist, dass hierdurch die elektrische Verbin¬ dung des Ableitelementes zur Schaltanlage bei geschlossenem Gehäuse hergestellt und unterbrochen werden kann. Ein Öffnen des Gehäuses und ein damit verbundener Gasverlust kann so vermieden werden.
Besonders vorteilhaft kann der erfindungsgemäße Überspan¬ nungsabieiter dadurch ausgestaltet werden, dass die Verschie- bungseinrichtung eine durch Rotationsbewegung betätigbare Welle, eine mit der Steuerhaube verbundene Schubstange und ein die Rotationsbewegung der Welle in eine Translationsbewe¬ gung der Schubstange übersetzendes Getriebe aufweist. Eine solche Verschiebungseinrichtung lässt sich besonders kompakt bauen und erlaubt eine einfache Bedienung. Die rotierende Be¬ wegung der in das Gehäuse hinein geführten Welle lässt sich durch einschlägige Maßnahmen leicht abdichten.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungs- gemäßen Überspannungsabieiters besteht die Schubstange zumin¬ dest teilweise aus elektrisch isolierendem Material. Dies kann beispielsweise ein glasfaserverstärkter Kunststoff sein. Dadurch wird vorteilhaft die Isolationsfestigkeit gewährleis¬ tet, da Spannungsüberschläge zwischen Schubstange und Gehäuse vermieden werden.
Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters sieht vor, dass die Welle fluiddicht vom der Inneren zum Äußeren des Gehäuses geführt ist. Hierdurch wird vorteilhaft der Austritt von Fluid aus dem Gehäuse verhin¬ dert. Schädliche Umwelteinflüsse durch das Fluid werden so vermieden. Außerdem beleibt so die Spannungsfestigkeit erhal- ten und der Überspannungsabieiter wird damit wartungsarm.
Des Weiteren sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass ein Ende des Ableitelementes mit einem der Kontakte und das andere Ende des Ableitelementes mit der Steuerhaube elektrisch verbunden sind und dass durch die Verschiebung der Steuerhaube die elektrische Verbindung zum anderen der Kontakte herstellbar beziehungsweise unterbrechbar ist. Dies erlaubt zum Herstellen und Unterbrechen der Verbindung nur die Steuerhaube zu bewegen. Diese ist gegenüber dem Ableitelement relativ leicht. Eine Bewegung der Steuerhaube erfordert daher einen geringeren mechanischen Aufwand.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters ist vorgesehen, dass die Steu- erhaube und der andere der Kontakte bei hergestellter elekt¬ rischer Verbindung derart formschlüssig ineinander greifen, dass sie bezüglich der Längsachse radial fixiert sind. Hier¬ durch wird bewirkt, dass sich Steuerhaube und Kontakt beim Kontaktschluss gegeneinander zentrieren und nicht verkanten können. Durch gegengleiche Formgebung von Steuerhaube und Kontakt kann hierdurch eine möglichst große Kontaktfläche zwischen Steuerhaube und Kontakt entsteht. Dadurch ist ein sicherer Anschluss der Steuerhaube an das Hochspannungspotential des Kontaktes gewährleistet.
Vorteilhaft kann zudem vorgesehen sein, dass die Steuerhaube zur Verschiebbarkeit in Richtung der Längsachse über Gleitla¬ ger mit dem Ableitelement verbunden ist. Vorzugsweise sind die Gleitlager seitlich an Endelektroden angebracht und füh- ren und fixieren die Steuerhaube in radialer Richtung in Bezug auf die Längsachse. Bei hergestellter elektrischer Verbindung ist die Steuerhaube zudem über den Kontakt radial fi¬ xiert. Ist zudem das erdseitige Ende des Ableitelementes bei- spielsweise durch eine feste Verbindung einer erdseitigen Endelektrode mit dem Gehäusedeckel radial fixiert, so sind Ableitelement und Steuerhaube miteinander gegenüber dem Ge¬ häuse fixiert und so unempfindlich gegen Erschütterungen, beispielsweise beim Transport oder bei Erdbeben.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen: FIG 1 ein Überspannungsabieiter mit unterbrochener elektrischer Verbindung in einer Schnittdarstellung,
FIG 2 ein Überspannungsabieiter mit hergestellter elektrischer Verbindung in einer Schnittdarstellung,
FIG 3 einen Ausschnitt aus Fig. 2 in einer perspektivischen Schnittdarstellung,
Einander entsprechende Teile sind in allen Zeichnungen mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Figuren 1 und 2 zeigen einen Überspannungsabieiter 1 in Schnittdarstellung. In einem fluiddichten Gehäuse 2 ist ein Ableitelement 20 angeordnet. Dieses Ableitelement 20 weist eine zylindrische Varistorsäule 25, eine obere Endarmatur 22, eine untere Endarmatur 21 und mehrere Zugelemente 23 auf. Die Varistorsäule 25 ist aus einzelnen, ebenfalls zylindrischen Varistorblöcken zusammengesetzt ist. An den beiden Enden der Varistorsäule 25 sitzen Endarmaturen 21 und 22, von denen in den Fig. 1 und 2 nur die untere Endarmatur 21 sichtbar ist.
Die Endarmaturen 21, 22 bestehen meist aus elektrisch leitendem Material. Zugelemente 23 sind in den Endarmaturen 21, 22 unter Zug verpresst und halten so die Varistorsäule 25 zusam¬ men. In die Varistorsäule 25 sind Haltescheiben 24 eingefügt, die Löcher aufweisen, durch die die Zugelemente 23 geführt sind und so das Ableitelement 20 zusätzlich stabilisieren. Das Gehäuse 2 ist im Wesentlichen zylinderförmig. Entlang der Zylinderachse erstreckt sich die Längsachse 50. Das Ableit¬ element 20 ist entlang dieser Längsachse 50 ausgerichtet. An den beiden Deckflächen ist das Gehäuse 2 fluiddicht ver- schlössen.
Auf einer Erdanschlusseite des Ableitelementes 20 ist die Deckfläche des Gehäuses 2 mit einem einfachen Gehäusedeckel 4 verschlossen. Ein Kontakt 8 ist elektrisch isoliert durch diesen Gehäusedeckel 4 vom Inneren zum Äußeren des Gehäuses 2 geführt und dient dem Erdungsanschluss . Im Inneren des Gehäu¬ ses 2 ist dieser Kontakt 8 elektrisch leitend mit dem Ableit¬ element 20 beispielsweise mit einem Kabel 15 verbunden. Der Anschluss erfolgt hier über eine leitende Anschlussplatte 13. Zwischen dieser und der unteren Endarmatur 21 befindet sich noch ein isolierendes Zwischenstück 14. Der Anschluss des Ka¬ bels 15 könnte alternativ auch direkt an die untere Endarma¬ tur 21 erfolgen, das isolierende Zwischenstück 14 entfällt dann. Die Endarmatur 21 des Ableitelementes 20 ist an dem Ge- häusedeckel 4 befestigt. Der Gehäusedeckel 4 ist gegen die Varistorsäule 25 elektrisch isoliert. Die Isolation erfolgt hier durch das Zwischenstück 14. Alternativ kann eine Isolationslage zwischen der unteren Endarmatur 21 und dem Gehäusedeckel 4 eingefügt werden. Der Gehäusedeckel 4 weist in der Regel einen hier nicht dargestellten Anschluss auf, über den Fluid, beispielsweise Schwefelhexafluorid, in das Gehäuse 2 eingefüllt, beziehungsweise abgelassen werden kann.
Auf einer Hochspannungsanschlussseite des Ableitelementes 20 ist die Deckfläche des Gehäuses 2 mit einer Hochspannungs¬ durchführung 5 versehen, um das elektrische Hochspannungspo¬ tential ohne Gefahr eines Überschlags zwischen Hochspannung und geerdetem Gehäuse 2 von außen in das Gehäuse 2 hinein zu führen. Die Durchführung 5 umfasst einen Haltering 12, einen Isolator 6 und einen Kontakt 7, der hier als Steckkontakt ausgeführt ist. Über den Kontakt 7 kann der Überspannungsab¬ ieiter 1 an eine hier nicht dargestellte gasisolierte Schalt¬ anlage angeschlossen werden. Im Inneren des Gehäuses 2 ist der Kontakt 7 mit einem elektrisch leitenden Formstück 9 versehen. An den Kontaktflächen zum Gehäuse 2 und zur Schaltanlage ist die Durchführung mit Dichtungsringen (10) versehen. Eine im Wesentlichen zylinderförmige, an einem Ende geschlos¬ sene Steuerhaube 40 ist über das hochspannungsseitige Ende des Ableitelementes 20 gestülpt. Die Steuerhaube 20 ist mit einer Verschiebungseinrichtung 30 verbunden, die eine
Schubstange 33, ein Getriebe 32, das beispielsweise als Tra- pezgewindegetriebe ausgeführt sein kann, eine fluiddicht durch den Gehäusedeckel 4 geführte Welle 31, sowie ein außer¬ halb des Gehäuses 2 mit dieser Welle 31 verbundenes Bedien¬ element 34 aufweist. Zusätzlich kann an dem Bedienelement 34 eine Anzeigevorrichtung 35 angebracht sein, die anzeigt, ob die elektrische Verbindung hergestellt oder unterbrochen ist.
Über das Bedienelement 34, das hier als Handkurbel darge¬ stellt ist, kann die Welle 31 in eine rotierende Bewegung versetzt werden. Über das Getriebe 32 wird diese Rotationsbe- wegung in eine lineare Bewegung der Schubstange 33 in Rich¬ tung der Längsachse 50 umgesetzt. Die Schubstange 33 wiederum überträgt diese lineare Bewegung auf die Steuerhaube 40. Zur besseren Führung der Schubstange 33 ist diese durch Löcher in den Haltescheiben 24 geführt. Die Steuerhaube 40 kann somit in Richtung der Längsachse 50 zum Kontakt 7 hin und von die¬ sem weg bewegt werden, und so eine elektrische Verbindung hergestellt beziehungsweise unterbrochen werden. In der Darstellung in Fig. 1 ist die elektrische Verbindung unterbro¬ chen .
In Fig. 2 ist die Steuerhaube 40 soweit zum Kontakt 7 hinbe¬ wegt, dass beide sich berühren. Damit ist die elektrische Verbindung hergestellt. Es besteht eine durchgehende elektri¬ sche Verbindung von der hochspannungsseitigen Außenseite des Gehäuses 2 über den Kontakt 7, die Steuerhaube 40, dem mit der Steuerhaube 40 elektrisch verbundenen Ableitelement 20 und schließlich dem mit dem Ableitelement 20 elektrisch ver- bundenen Kontakt 8 auf die erdseitige Außenseite des Gehäuses 2.
Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt des hochspannungsseitigen Endes des Überspannungsabieiters 1 in einer Schittdarstellung . Die elektrische Verbindung ist hier hergestellt. Die Steuerhaube 40 liegt an dem Formstück 9 des Kontaktes 7 an. Steuerhaube 40 und Formstück 9 sind so geformt, dass eine Ausbuchtung des Formstücks 9 in eine entsprechende Einbuchtung des geschlos- senen Endes der Steuerhaube 40 greift. Die Steuerhaube 40 wird so in radialer Richtung bezüglich der Längsachse 50 fixiert .
Die Endarmatur 22 weist Gleitlager 41 auf, die die Steuerhau- be 40 radial bezüglich der Längsachse 50 festlegen und so die Steuerhaube 40 bei einer Verschiebung in Richtung der Längsachse 50 führen. Die Gleitlager 41 können elektrisch leitend ausgeführt sein und somit gleichzeitig der elektrischen Ver¬ bindung der Steuerhaube 40 mit der Endarmatur 22 dienen, sie können aber auch aus einem nichtleitenden Material, wie einem Kunststoff, hergestellt werden. Die elektrische Verbindung der Endarmatur 22 mit der Steuerhaube 40 kann dann beispiels¬ weise über ein flexibles Leiterband erfolgen.

Claims

Patentansprüche
1. Überspannungsabieiter (1) mit einem Ableitelement (20), einer elektrisch mit dem Ableitelement (20) verbundenen Steu- erhaube (40) und einem fluiddichten Gehäuse (2), in welchem das Ableitelement (20) und die Steuerhaube (40) angeordnet sind und welches zwei jeweils das Innere mit dem Äußeren des Gehäuses (2) elektrisch verbindende Kontakte (7, 8) aufweist, dadurch gekennzeichnet,
dass das Ableitelement (20) und die Steuerhaube (40) relativ zueinander bewegbar ausgebildet sind, wobei durch die Rela¬ tivbewegung eine elektrische Verbindung von einem der Kontakte (7, 8) über das Ableitelement (20) zum anderen der Kontakte (8, 7) herstellbar beziehungsweise unterbrechbar ist.
2. Überspannungsabieiter (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Ableitelement (20) entlang einer Längsachse (50) des Gehäuses angeordnet ist und dass die Steuerhaube (40) in Richtung dieser Längsachse (50) verschiebbar angeordnet ist.
3. Überspannungsabieiter (1) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerhaube (40) mittels einer von außerhalb des fluiddichten Gehäuses (2) betätigbaren Verschiebungseinrichtung (30) verschiebbar ist.
4. Überspannungsabieiter (1) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
die Verschiebungseinrichtung (30) eine durch Rotationsbewegung betätigbare Welle (31), eine mit der Steuerhaube (40) verbundene Schubstange (33) und ein die Rotationsbewegung der Welle (31) in eine Translationsbewegung der Schubstange (33) übersetzendes Getriebe (32) aufweist.
5. Überspannungsabieiter (1) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Schubstange (33) zumindest teilweise aus elektrisch isolierendem Material besteht.
6. Überspannungsabieiter (1) nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Welle (31) fluiddicht vom der Inneren zum Äußeren des Gehäuses (2) geführt ist.
7. Überspannungsabieiter (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Ende des Ableitelementes (20) mit einem der Kontakte (7, 8) und das andere Ende des Ableitelementes (20) mit der Steuerhaube (40) elektrisch verbunden sind und dass durch die Verschiebung der Steuerhaube (40) die elektrische Verbindung zum anderen der Kontakte (8, 7) herstellbar beziehungsweise unterbrechbar ist.
8. Überspannungsabieiter (1) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerhaube (40) und der andere der Kontakte (8, 7) bei hergestellter elektrischer Verbindung derart formschlüssig ineinander greifen, dass sie bezüglich der Längsachse radial fixiert sind.
9. Überspannungsabieiter (1) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerhaube (40) zur Verschiebbarkeit in Richtung der Längsachse über Gleitlager (41) mit dem Ableitelement (20) verbunden ist.
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