EP2979278B1 - Gekapselter überspannungsableiter - Google Patents

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EP2979278B1
EP2979278B1 EP13721316.1A EP13721316A EP2979278B1 EP 2979278 B1 EP2979278 B1 EP 2979278B1 EP 13721316 A EP13721316 A EP 13721316A EP 2979278 B1 EP2979278 B1 EP 2979278B1
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EP
European Patent Office
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housing
surge arrester
arrester
sectional contour
lower cover
Prior art date
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Active
Application number
EP13721316.1A
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English (en)
French (fr)
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EP2979278A1 (de
Inventor
Markus Sulitze
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Siemens Energy Global GmbH and Co KG filed Critical Siemens Energy Global GmbH and Co KG
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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 an encapsulated surge arrester according to the preamble of claim 1.
  • Surge arresters are protection systems, for example for switchgear, which divert these overvoltages to ground in the event of overvoltages caused by lightning strikes or malfunctions of other subsystems and thus protect other components of the switchgear.
  • Such a surge arrester comprises one or more cylindrical discharge 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 depends on the material, they show good conductivity.
  • Varistor elements are often made from metal oxides such as zinc oxide.
  • the diverting element is limited at both ends by end fittings that establish electrical contact with the switchgear and ground.
  • the varistor column must be held together under pressure. This can be done in that tension elements, for example ropes or rods, preferably made of glass fiber reinforced plastic, are clamped under tension in the end fittings. The tension elements surround the varistor column and thus form a cage around it.
  • surge arresters For use in gas-insulated switchgear systems, surge arresters have an encapsulated, fluid-tight housing that surrounds the discharge element.
  • the housing is filled with a fluid, usually sulfur hexafluoride, to increase the dielectric strength.
  • the housing consists of a conductive material, for example a metal, and is electrically grounded.
  • An end fitting of the discharge column is earthed via a contact that is led through the housing.
  • the other end fitting is electrically connected via a bushing to a contact located on the outside of the housing, which is used for connection to the switchgear.
  • a separate surge arrester with an encapsulated housing can be used for each phase, or one that has three discharge columns, one for each phase, in an encapsulating housing.
  • the subject matter of the invention is a surge arrester with three discharge columns arranged in a housing.
  • the three deflection columns can be electrically isolated from one another and can be connected to the three phases of a switchgear, or electrically connected to one another and connected to one phase of the switchgear.
  • JP 9284927A The shows a similar surge arrester JP 9284927A .
  • three deflection columns arranged in a triangle are housed in a circular cylindrical housing.
  • the object of the present invention is to specify a more cost-effective surge arrester.
  • a surge arrester has a fluid-tight housing.
  • a housing wall of the housing extends along one Housing axis between a lower cover and an upper cover.
  • the surge arrester has three discharge columns arranged in the housing, the longitudinal axes of which are parallel to the housing axis and in cross section on the corners of one Are arranged in a triangle.
  • the housing wall has a triangular cross-sectional contour in a section along the housing axis.
  • the housing has smaller external dimensions than a housing with a circular cross-sectional contour. The cost of materials is lower, and the housing is therefore less expensive.
  • more compact housings are advantageous in the often confined spaces of a switchgear.
  • such a housing has a smaller volume than a corresponding one with a circular cross-sectional contour, as a result of which fluid for the filling is saved.
  • the triangular cross-sectional contour has rounded corners which each curve around a discharge column in such a way that the insulation distance between the discharge element of this discharge column and the housing wall is not undershot. In this way, a particularly compact housing can be achieved while maintaining the necessary isolation distance.
  • the triangular cross-sectional contour has outwardly curved sides.
  • a slight external curvature the radius of curvature of which is considerably larger than that of a corresponding housing with a circular cross-sectional contour, can withstand the internal pressure better and still enables a more compact housing than in the prior art.
  • the housing wall tapers from the section with the triangular contour towards the lower cover to a circular cross-sectional contour.
  • the taper causes an additional volume reduction and the transition from a triangular cross-sectional contour to a circular one allows a smooth transition to the circular flange.
  • an advantageous embodiment of the invention provides that a blow-out opening is arranged in the lower cover is. This makes it possible to dispense with a connecting piece on the housing wall, which on the one hand makes the housing more compact and on the other hand can be manufactured more cost-effectively.
  • the Figure 1 shows a known surge arrester 1 of the 3ES5-C type, as sold by Siemens AG.
  • This has an encapsulating, fluid-tight housing 2.
  • the housing 2 is usually made of a conductive material such as metal and is filled with an electrically insulating fluid such as sulfur hexafluoride when it is ready for operation.
  • the pressure of the fluid can be several thousand hectopascals.
  • the housing 2 must therefore be pressure-resistant.
  • the housing 2 is cylindrical and is closed at the end faces with a lower cover 4 and an upper cover 5.
  • a housing wall 3 extends between the upper cover 5 and the lower cover 4 along a housing axis 30.
  • Three discharge columns 20 are arranged in the housing 2, which are provided for the protection of a three-phase gas-insulated switchgear. These diverting columns 20 each have a cylindrical diverting element 24, an end fitting 22 on the high-voltage side, an end fitting 21 on the ground side and a plurality of tension elements 23.
  • the discharge elements 24 are composed of individual, cylindrical varistor blocks to form a column.
  • the end fitting 22 on the high-voltage side and the end fitting 21 on the ground side usually consist of electrically conductive material.
  • the tension elements 23 are pressed into the high-voltage end fitting 22 and the earth-side end fitting 21 and thus hold the discharge column 20 together.
  • Retaining disks, which have holes through which the tension elements 23 are guided and thus additionally stabilize the deflection column 20, can also be inserted into the discharge element 24.
  • a control hood 25 extends from the high-voltage end fitting 22 along the diverting column 24. This serves for a more uniform field distribution along the diverting column 20.
  • a ground contact 13 is fluid-tight and electrically insulated through the lower cover 4 from the inside to the outside of the housing 2 and serves as the ground connection.
  • this earth contact 13 is connected to the discharge element 24 in an electrically conductive manner via the earth-side end fitting 21.
  • the lower cover 4 has a filling connection 29 via which fluid, for example sulfur hexafluoride, can be filled into the housing 2 or drained off. Pressure and / or leak monitoring devices can also be connected to this filling connection 29.
  • the top surface of the housing 2 is closed with an upper cover 5, which is provided with an insulating part 7, often made of cast resin, through which a high-voltage bushing 11 is passed to the electrical high-voltage potential without the risk of flashover between High voltage and grounded housing 2 from the outside into the housing 2 to lead into.
  • the high-voltage bushing 11 is designed here as a three-pole bushing 11, one for each of the diverting columns 20, which leads three high-voltage contacts 12, insulated from one another and from the housing 2, into the housing 2 in a fluid-tight manner.
  • the surge arrester 1 can be connected to a three-phase gas-insulated switchgear, not shown here, via the high-voltage bushing 11. In the interior of the housing 2, the high-voltage contacts 12 protrude like fingers into the housing 2.
  • the housing 2 is essentially cylindrical.
  • the housing axis 30 extends along the cylinder axis.
  • the longitudinal axes of the deflection columns 20 are aligned parallel to this housing axis 30 and are arranged rotationally symmetrically around it.
  • the longitudinal axes of the deflection columns 20 thus run along the edges of a triangular prism, the central axis of which lies on the housing axis 30.
  • the housing 2 has a connecting piece 15 on its outer surface, which is closed by a manhole cover 16.
  • a manhole cover 16 In the manhole cover 16 there is a blow-out opening closed with a membrane with a blow-out chute 17.
  • the membrane tears and the pressure is released to the outside through the blow-out opening. This can prevent the housing 2 from bursting.
  • the resulting fluid flow is deflected by a blow-out chute 17 in a direction in which no other system parts are impaired by the fluid flow.
  • the Figure 2 shows a surge arrester 1 according to the invention. Further details are shown in the sections according to FIG Figures 3 and 4th .
  • the basic construction is that of Figure 1 very similar, which is why only differences will be discussed. Because of the sectional representation, only two of the three deflection columns 24 are visible here. An earth-side end fitting was dispensed with here. Instead, the tension elements are clamped directly to a lower cover 4 of the housing 2. Alternatively could an earth-side end fitting which can be fastened to the lower cover 4 and with which the tension elements 23 are braced can also be provided.
  • the diverting element 24 is electrically isolated from the lower cover 4 by an insulating intermediate piece 26.
  • the lower cover 4 also has a blow-out opening 32 closed with a membrane 33 with a blow-out chute 17.
  • the housing wall extends from an upper flange 18 initially with a circular cross-sectional contour in the direction of the earth connection side 27.
  • the cross-sectional contour widens to a triangular cross-sectional contour, which then extends over a section 10 along the housing axis 30 extends.
  • This cross-sectional contour is in Figure 4 shown in more detail. As can be seen there, the cross-sectional contour is triangular.
  • Three sides 9 are connected to one another by three corners 8. The sides 9 go smoothly into the corners 8.
  • the corners 8 are rounded in the form of a segment of a circle. Alternatively, the corners 8 can also be rounded in the form of a section of a hyperbola.
  • the longitudinal axes 35 of the deflection columns 20 lie on a line from the housing axis 30 to the center of the corner 8.
  • the longitudinal axis 35 preferably lies in the center of the circle of which the corner 8 forms a segment of a circle or in the focal point of the hyperbola from which the corner 8 forms a section.
  • the distance between the inside of the housing wall 3 and the outside of the discharge element 24 is smallest on the connecting line from the housing axis 30 to the center of the corner 8. On both sides of this connecting line, the corner curves in such a way that this distance increases. This ensures that the insulation distance between the diverting element 24 of this diverting column 20 and the housing wall is not undershot.
  • the radius of curvature of the corner 8 is considerably smaller, typically less than half, than the inner diameter of a corresponding housing with a circular cross-sectional contour.
  • the inside diameter of such a circular housing the distance from the housing axis 30 to the inner wall of the center of the corner 8.
  • the insulation distance of a surge arrester 1 is the distance between a live part and a grounded part of the surge arrester 1, which must not be undershot, so that there are no flashovers between the housing, which is usually grounded, and the live part.
  • the insulation distance depends on the voltage for which the surge arrester 1 is designed, on the type and pressure of the fluid filled into the housing 2 and on the geometry of the surge arrester 1. For example, the insulation distance is smaller in the vicinity of the earth-side end fitting 21, than in the vicinity of the high-voltage end fitting 22.
  • the corners 8 are connected to one another by sides 9.
  • the transition from a corner 8 to a side 9 is smooth, that is, without edges or further corners.
  • the sides 9 can be straight or slightly curved outwards.
  • the radius of curvature of the sides 9 is considerably larger, for example more than double, than the radius of the inside diameter of a corresponding circular housing.
  • the housing wall 3 tapers from the section with the triangular contour towards the lower cover.
  • the cross-sectional contour changes in such a way that the radii of curvature of the corners 8 are flattened until the cross-sectional contour is finally circular in the area of the lower cover.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen gekapselten Überspannungsableiter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Überspannungsableiter 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 Überspannungsableiter 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 Endarmaturen begrenzt, die den elektrischen Kontakt zur Schaltanlage 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 beispielsweise Seile oder Stäbe vorzugsweise aus glasfaserverstärktem Kunststoff in den Endarmaturen unter Zug eingespannt werden. Die Zugelemente umgeben dabei die Varistorsäule und bilden so einen Käfig um diese.
  • Für den Einsatz in gasisolierten Schaltanlagen weisen Überspannungsableiter ein gekapseltes, fluiddichtes Gehäuse auf, das das Ableitelement umgibt. Das Gehäuse ist dabei zur Erhöhung der Durchschlagfestigkeit mit einem Fluid, meist Schwefelhexafluorid, gefüllt. Das Gehäuse besteht aus einem leitfähigen Material beispielsweise aus einem 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.
  • Für Schaltanlagen mit drei elektrischen Phasen, kann für jede Phase ein eigener Überspannungsableiter mit einem gekapselten Gehäuse eingesetzt werden, oder aber einer, der drei Ableitsäulen, für jede Phase eine, in einem kapselnden Gehäuse aufweist. Gegenstand der Erfindung ist ein Überspannungsableiter mit drei in einem Gehäuse angeordneten Ableitsäulen. Dabei können die drei Ableitsäulen elektrisch gegeneinander isoliert und mit den drei Phasen einer Schaltanlage verbindbar sein, oder elektrisch miteinander verbunden und mit einer Phase der Schaltanlage verbindbar sein.
  • In der deutschen Anmeldung mit dem Anmeldeaktenzeichen DE 102012217310.2 ist ein solcher Überspannungsableiter gezeigt. Drei im Dreieck angeordnete Ableitsäulen sind dort in einem Gehäuse mit kreisrundem Querschnitt untergebracht.
  • Einen ähnlichen Überspannungsableiter zeigt die JP 9284927A . Auch dort sind drei im Dreieck angeordnete Ableitsäulen in einem kreiszylindrischen Gehäuse untergebracht.
  • Ferner sind die Druckschriften DE 1254229 B , DE 11 61 634 B , US 4439807 A und US 1664194 A bekannt, die sich mit Überspannungsableitern befassen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen kostengünstigeren Überspannungsableiter anzugeben.
  • Die Aufgabe wird mit den Mitteln der Erfindung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
  • Dazu weist ein Überspannungsableiter ein fluiddichtes Gehäuse auf. Eine Gehäusewand des Gehäuses erstreckt sich entlang einer Gehäuseachse zwischen einem unteren Deckel und einem oberen Deckel. Weiterhin weist der Überspannungsableiter drei in dem Gehäuse angeordnete Ableitsäulen, deren Längsachsen parallel zur Gehäuseachse und im Querschnitt auf den Ecken eines Dreiecks angeordnet sind, auf. Erfindungsgemäß weist die die Gehäusewand in einem Abschnitt entlang der Gehäuseachse eine dreiecksförmige Querschnittskontur auf. Durch diese Ausführung hat das Gehäuse geringere Außenmaße, als ein Gehäuse mit kreisförmiger Querschnittskontur. Der Materialaufwand wird geringer, das Gehäuse dadurch kostengünstiger. Außerdem sind kompaktere Gehäuse in den häufig beengten Platzverhältnissen einer Schaltanlage vorteilhaft. Weiterhin hat ein solches Gehäuse ein geringeres Volumen, als ein entsprechendes mit kreisförmiger Querschnittskontur, wodurch Fluid für die Füllung eingespart wird.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die dreiecksförmige Querschnittskontur abgerundete Ecken auf, die sich jeweils derart um eine Ableitsäule krümmen, dass ein Isolationsabstand zwischen dem Ableitelement dieser Ableitsäule und der Gehäusewand nicht unterschritten wird. Hierdurch kann bei Einhaltung des notwendigen Isolationsabstandes ein besonders kompaktes Gehäuse erreicht werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die dreiecksförmige Querschnittskontur nach außen gewölbte Seiten auf. Eine leichte Außenwölbung, deren Krümmungsradius erheblich größer ist, als der eines entsprechenden Gehäuses mit kreisförmiger Querschnittskontur, kann dem Innendruck besser standhalten und ermöglicht trotzdem noch ein kompakteres Gehäuse, als im Stand der Technik.
  • Ferner wird bevorzugt, dass sich die Gehäusewand vom Abschnitt mit der dreiecksförmigen Kontur zum unteren Deckel hin zu einer kreisförmigen Querschnittskontur verjüngt. Die Verjüngung bewirkt eine zusätzliche Volumenreduzierung und der Übergang von einer dreiecksförmigen Querschnittskontur zu einer kreisförmigen erlaubt einen glatten Übergang zum kreisförmigen Flansch hin.
  • Des Weiteren sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass im unteren Deckel eine Ausblasöffnung angeordnet ist. Hierdurch kann auf einen Stutzen an der Gehäusewand verzichtet werden, was das Gehäuse einerseits kompakter macht, und andererseits kostengünstiger gefertigt werden kann.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
    • Figur 1
    einen bekannten Überspannungsableiter in einer Teilschnittdarstellung,
    Figur 2
    einen erfindungsgemäßen Überspannungsableiter,
    Figur 3
    einen Längsschnitt, durch den Überspannungsableiter aus Figur 2,
    Figur 4
    einen Querschnitt, durch den Überspannungsableiter aus Figur 2.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Die Figur 1 zeigt einen bekannten Überspannungsableiter 1 des Typs 3ES5-C, wie er von der Siemens AG vertrieben wird. Dieser weist ein kapselndes, fluiddichtes Gehäuse 2 auf. Das Gehäuse 2 ist meist aus einem leitfähigen Material wie Metall gefertigt und im betriebsbereiten Zustand mit einem elektrisch isolierenden Fluid wie Schwefelhexafluorid gefüllt. Der Druck des Fluids kann dabei mehrere Tausend Hektopascal betragen. Das Gehäuse 2 muss daher druckfest sein. Das Gehäuse 2 ist zylindrisch und ist an den Stirnseiten mit einem unteren Deckel 4 und einem oberen Deckel 5 verschlossen. Eine Gehäusewand 3 erstreckt sich zwischen oberem Deckel 5 und unterem Deckel 4 entlang einer Gehäuseachse 30. In dem Gehäuse 2 sind drei Ableitsäulen 20 angeordnet, die für den Schutz einer dreiphasigen gasisolierten Schaltanlage vorgesehen sind. Diese Ableitsäulen 20 weisen jeweils ein zylindrisches Ableitelement 24, eine hochspannungsseitige Endarmatur 22, eine erdseitige Endarmatur 21 und mehrere Zugelemente 23 auf.
  • Die Ableitelemente 24 sind aus einzelnen, zylindrischen Varistorblöcken zu einer Säule zusammengesetzt. Die hochspannungsseitige Endarmatur 22 und die erdseitige Endarmatur 21 bestehen meist aus elektrisch leitendem Material. Die Zugelemente 23 sind in der hochspannungsseitigen Endarmatur 22 und der erdseitigen Endarmatur 21 verpresst und halten so die Ableitsäule 20 zusammen. In das Ableitelement 24 können noch Haltescheiben eingefügt sein, die Löcher aufweisen, durch die die Zugelemente 23 geführt sind und so die Ableitsäule 20 zusätzlich stabilisieren. Von der hochspannungsseitigen Endarmatur 22 erstreckt sich eine Steuerhaube 25 entlang der Ableitsäule 24. Diese dient einer gleichmäßigeren Feldverteilung entlang der Ableitsäule 20.
  • Auf einer Erdanschlussseite 27 des Überspannungsableiters 1 ist die Deckfläche des Gehäuses 2 mit einem unteren Deckel 4 fluiddicht verschlossen. Ein Erdkontakt 13 ist fluiddicht und elektrisch isoliert durch den unteren Deckel 4 vom Inneren zum Äußeren des Gehäuses 2 geführt und dient dem Erdungsanschluss. Im Inneren des Gehäuses 2 ist dieser Erdkontakt 13 elektrisch leitend über die erdseitige Endarmatur 21 mit dem Ableitelement 24 verbunden. Der untere Deckel 4 weist einen Füllanschluss 29 auf, über den Fluid, beispielsweise Schwefelhexafluorid, in das Gehäuse 2 eingefüllt, beziehungsweise abgelassen werden kann. An diesen Füllanschluss 29 können auch Druck- und/oder Lecküberwachungsgeräte angeschlossen werden.
  • Auf einer Hochspannungsanschlussseite 28 des Überspannungsableiters 1 ist die Deckfläche des Gehäuses 2 mit einem oberen Deckel 5 verschlossen, der mit einem Isolierteil 7, häufig aus Gießharz, versehen ist, durch das eine Hochspannungsdurchführung 11 geführt ist, um das elektrische Hochspannungspotential ohne Gefahr eines Überschlags zwischen Hochspannung und geerdetem Gehäuse 2 von außen in das Gehäuse 2 hinein zu führen. Die Hochspannungsdurchführung 11 ist hier als dreipolige Durchführung 11, eine für jede der Ableitsäulen 20, ausgeführt, die drei gegeneinander und gegen das Gehäuse 2 isolierte Hochspannungskontakte 12 fluiddicht in das Gehäuse 2 hinein führt. Über die Hochspannungsdurchführung 11 kann der Überspannungsableiter 1 an eine hier nicht dargestellte dreiphasige gasisolierte Schaltanlage angeschlossen werden. Im Inneren des Gehäuses 2 ragen die Hochspannungskontakte 12 fingerartig in das Gehäuse 2 hinein.
  • Das Gehäuse 2 ist im Wesentlichen zylinderförmig. Entlang der Zylinderachse erstreckt sich die Gehäuseachse 30. Die Längsachsen der Ableitsäulen 20 sind parallel zu dieser Gehäuseachse 30 ausgerichtet und rotationssymmetrisch um diese angeordnet. Die Längsachsen der Ableitsäulen 20 verlaufen somit entlang der Kanten eines Dreiecksprismas, dessen Mittelachse auf der Gehäuseachse 30 liegt.
  • Des Weiteren weist das Gehäuse 2 an seiner Mantelfläche einen Stutzen 15 auf, der von einem Mannlochdeckel 16 verschlossen ist. Im Mannlochdeckel 16 befindet sich eine mit einer Membran verschlossene Ausblasöffnung mit einer Ausblasschute 17. Im Falle eines fehlerbedingten Druckanstiegs im Gehäuse 2 reißt die Membran und der Druck wird durch die Ausblasöffnung nach außen entlassen. Dadurch kann ein Bersten des Gehäuses 2 verhindert werden. Der dadurch entstehende Fluidstrom wird durch eine Ausblasschute 17 in eine Richtung umgelenkt, in der keine anderen Anlagenteile durch den Fluidstrom beeinträchtigt werden.
  • Die Figur 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Überspannungsableiter 1. Weitere Details zeigen die Schnitte gemäß der Figuren 3 und 4. Die Grundkonstruktion ist der der Figur 1 sehr ähnlich, weswegen nur auf Unterschiede eingegangen wird. Hier sind wegen der Schnittdarstellung nur zwei der drei Ableitsäulen 24 sichtbar. Auf eine erdseitige Endarmatur wurde hier verzichtet. Stattdessen sind die Zugelemente direkt mit einem unteren Deckel 4 des Gehäuses 2 verspannt. Alternativ könnte auch eine am unteren Deckel 4 befestigbare erdseitige Endarmatur vorgesehen sein, mit der die Zugelemente 23 verspannt sind. Das Ableitelement 24 ist durch ein isolierendes Zwischenstück 26 gegen den unteren Deckel 4 elektrisch isoliert. Der untere Deckel 4 weist außerdem eine mit einer Membran 33 verschlossene Ausblasöffnung 32 mit einer Ausblasschute 17 auf.
  • An der Hochspannungsanschlussseite 28 erstreckt sich die Gehäusewand von einem oberen Flansch 18 zunächst mit einer kreisförmigen Querschnittskontur in Richtung Erdanschlussseite 27. Im Bereich der oberen Endarmatur 22 weitet sich die Querschnittskontur zu einer dreiecksförmigen Querschnittskontur auf, die sich dann über einen Abschnitt 10 entlang der Gehäuseachse 30 erstreckt. Diese Querschnittskontur ist in Figur 4 näher dargestellt. Wie dort zu sehen ist, ist die Querschnittskontur dreiecksförmig. Drei Seiten 9 sind durch drei Ecken 8 miteinander verbunden. Die Seiten 9 gehen dabei glatt in die Ecken 8 über. Die Ecken 8 sind in Form eines Kreissegments abgerundet. Alternativ können die Ecken 8 auch in Form eines Abschnitts einer Hyperbel abgerundet sein. Die Längsachsen 35 der Ableitsäulen 20 liegen dabei auf einer Linie von der Gehäuseachse 30 zur Mitte der Ecke 8. Vorzugsweise liegt die Längsachse 35 im Mittelpunkt des Kreises, von dem die Ecke 8 ein Kreissegment bildet beziehungsweise im Brennpunkt der Hyperbel, von der die Ecke 8 einen Abschnitt bildet. Der Abstand der Innenseite der Gehäusewand 3 von der Außenseite des Ableitelementes 24 ist am geringsten auf der Verbindungslinie von der Gehäuseachse 30 zur Mitte der Ecke 8. Beidseitig von dieser Verbindungslinie krümmt sich die Ecke derart, dass sich dieser Abstand vergrößert. Hierdurch ist gewährleistet, dass der Isolationsabstand zwischen dem Ableitelement 24 dieser Ableitsäule 20 und der Gehäusewand nicht unterschritten wird. Der Krümmungsradius der Ecke 8 ist erheblich kleiner, typischerweise kleiner als die Hälfte, als der Innendurchmesser eines entsprechenden Gehäuses mit kreisförmiger Querschnittskontur. Dabei ist als Innendurchmesser eines solchen kreisförmigen Gehäuses der Abstand von der Gehäuseachse 30 zur Innenwand der Mitte der Ecke 8 anzusehen.
  • Der Isolationsabstand eines Überspannungsableiters 1 ist dabei derjenige Abstand eines spannungsführenden Teils zu einem geerdeten Teil des Überspannungsableiters 1, der nicht unterschritten werden darf, damit es nicht zu Spannungsüberschlägen zwischen Gehäuse, das üblicherweise geerdet ist, und spannungsführendem Teil kommt. Der Isolationsabstand hängt von der Spannung ab, für die der Überspannungsableiter 1 ausgelegt ist, von der Art und dem Druck des in das Gehäuse 2 eingefüllten Fluids und von der Geometrie des Überspannungsableiters 1. Beispielsweise ist der Isolationsabstand in der Nähe der erdseitigen Endarmatur 21 kleiner, als in der Nähe der hochspannungsseitigen Endarmatur 22.
  • Die Ecken 8 sind durch Seiten 9 miteinander verbunden. Der Übergang einer Ecke 8 in eine Seite 9 ist dabei glatt, also ohne Kanten oder weitere Ecken. Die Seiten 9 können dabei gerade oder leicht nach außen gewölbt sein. Der Krümmungsradius der Seiten 9 ist dabei erheblich größer, beträgt beispielsweise mehr als das Doppelte, als der Radius des Innendurchmessers eines entsprechenden kreisförmigen Gehäuses.
  • Wie in Figur 2 und 3 weiter zu sehen ist, verjüngt sich die Gehäusewand 3 vom Abschnitt mit der dreiecksförmigen Kontur zum unteren Deckel hin. Die Querschnittskontur ändert sich dabei derart, dass die Krümmungsradien der Ecken 8 abgeflacht werden bis schließlich im Bereich des unteren Deckels die Querschnittskontur kreisförmig ist.

Claims (5)

  1. Überspannungsableiter (1), aufweisend ein fluiddichtes Gehäuse (2) mit einer Gehäusewand (3), die sich entlang einer Gehäuseachse (30) zwischen einem unteren Deckel (4) und einem oberen Deckel (5) erstreckt, und drei in dem Gehäuse (2) angeordnete Ableitsäulen (20), deren Längsachsen (35) parallel zur Gehäuseachse (30) und im Querschnitt auf den Ecken eines Dreiecks angeordnet sind,
    wobei die Gehäusewand (3) in einem Abschnitt (10) entlang der Gehäuseachse (30) eine dreiecksförmige Querschnittskontur aufweist, und wobei das Gehäuse(2) aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt ist, und wobei das Gehäuse im betriebsbereiten Zustand mit Schwefelhexafluorid als elektrisch isolierendem Fluid gefüllt ist.
  2. Überspannungsabieiter (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die dreiecksförmige Querschnittskontur abgerundete Ecken (8) aufweist, die sich jeweils derart um eine Ableitsäule (20) krümmen, dass ein Isolationsabstand zwischen einem Ableitelement (24) dieser Ableitsäule (20) und der Gehäusewand (3) nicht unterschritten wird.
  3. Überspannungsableiter (1) nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die dreiecksförmige Qucrschnittskontur nach außen gewölbte Seiten (9) aufweist.
  4. Überspannungsableiter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sich die Gehäusewand (3) vom Abschnitt (10) mit der dreiecksförmigen Kontur zum unteren Deckel (4) hin zu einer kreisförmigen Querschnittskontur verjüngt.
  5. Überspannungsableiter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass im unteren Deckel (4) eine Ausblasöffnung (32) angeordnet ist.
EP13721316.1A 2013-04-26 2013-04-26 Gekapselter überspannungsableiter Active EP2979278B1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2013/058781 WO2014173461A1 (de) 2013-04-26 2013-04-26 Gekapselter überspannungsableiter

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