EP3082136B1 - Gasisolierter überspannungsableiter - Google Patents

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EP3082136B1
EP3082136B1 EP15163468.0A EP15163468A EP3082136B1 EP 3082136 B1 EP3082136 B1 EP 3082136B1 EP 15163468 A EP15163468 A EP 15163468A EP 3082136 B1 EP3082136 B1 EP 3082136B1
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EP
European Patent Office
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housing
active part
closure
surge arrester
opening
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP15163468.0A
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English (en)
French (fr)
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EP3082136A1 (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 AG
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
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Priority to KR1020160043233A priority patent/KR101870505B1/ko
Priority to JP2016079935A priority patent/JP6316335B2/ja
Publication of EP3082136A1 publication Critical patent/EP3082136A1/de
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    • 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
    • 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; Arresters
    • 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
    • H01T4/10—Overvoltage arresters using spark gaps having a single gap or a plurality of gaps in parallel
    • H01T4/12—Overvoltage arresters using spark gaps having a single gap or a plurality of gaps in parallel hermetically sealed

Definitions

  • Surge arresters are protective systems, for example for high-voltage or medium-voltage switchgear, which dissipate these overvoltages to ground in the event of overvoltages due to lightning strikes or malfunctions of other subsystems and thus protect other components of the switchgear.
  • Such a surge arrester comprises one or more active parts with cylindrical discharge elements, which have a varistor column constructed from individual, likewise cylindrical varistor elements, which extends along the cylinder axis.
  • 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 diverter is limited at both ends by end fittings that make electrical contact with the switchgear and ground. To ensure a good electrical contact even under mechanical stress, 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 surround the varistor column and thus form a cage around them.
  • a fluid-tight housing which surrounds the discharge element.
  • the housing is to increase the dielectric strength with a fluid, usually sulfur hexafluoride (SF 6 ), filled.
  • SF 6 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 housing bushing with a located on the outside of the housing high-voltage contact, which serves to connect to the switchgear.
  • the invention relates to a surge arrester for a gas-insulated switchgear.
  • Such a surge arrester with a gas-insulated housing which has three active parts.
  • the housing consists of a cast cylindrical shell, a high voltage side cover with a high voltage bushing for each active part and a lid on the ground.
  • This has many openings and fasteners, which is complicated to manufacture and costly.
  • the assembly of the surge arrester is complex because all active parts must be attached to the lid. Thereafter, the lid is placed with the attached active parts on the housing shell. The active parts must be threaded into corresponding brackets on the high-voltage side lid, which is cumbersome.
  • the object of the invention is to provide a surge arrester, which is inexpensive to manufacture, and which can be easily assembled.
  • a surge arrester which has at least one active part arranged in a fluid-tight housing, as is the case for gas-insulated switchgear.
  • the active part is, as known with surge arresters, a column of voltage-dependent resistors, so-called varistors, which is clamped between two end fittings.
  • the invention relates to surge arrester with one or more active parts. Special advantages arise Ln a version with three active parts.
  • the housing has a side wall and a bottom and is on the opposite side of the floor with a
  • Side wall and floor are made in one piece, in particular cast in one piece, for example, aluminum or steel.
  • the bottom has a separate opening for each active part, through which an active part can be inserted into the housing.
  • the shape and clear width of the opening must be dimensioned so that a fully assembled active part can be inserted through this into the housing.
  • Each opening is closed fluid-tight by a closure.
  • the surge arrester has several, in particular three active parts. For each of the active parts an opening in the bottom is provided, with three active parts, the floor thus has three openings.
  • Such a housing dispenses with a frequently produced only by machining soil and is therefore inexpensive to manufacture, for example by the soil is cast in one piece with the side wall.
  • a surge is easy to assemble, since the active parts can be individually inserted through the openings and mounted and not together.
  • each opening leads through an externally arranged at the bottom, in particular cast flange.
  • the flange defines the opening in a plane perpendicular to the longitudinal axis. It serves to fasten the closure and thus facilitates the assembly.
  • the flange is curved outward, making it easier to access.
  • the outer diameter of the housing tapers towards the bottom and widens towards the lid.
  • the inner diameter can be adapted to the insulating distances increasing over the height of the housing toward the cover, and thus its volume can be reduced. This saves on the one hand material for the housing and on the other hand insulating fluid for the filling.
  • closure and the cross section of the opening are rectangular, in particular square. Alternatively, these are round. Both versions allow a particularly simple and thus cost-effective production of the closure.
  • the active part is attached to the closure, which allows easy installation.
  • the active part is electrically connected to a feedthrough conductor of a feedthrough, which is passed electrically insulated against the closure therethrough.
  • the bushing leads an electrical connection from the outside into the housing.
  • the electrical connection is in this case insulated against the housing and in particular against the closure, which is in electrical contact with the housing.
  • the fact that the electrical connection is guided through the closure can be dispensed with a reworking of the housing, for example by introducing holes for the feedthrough conductor.
  • the active part on the feedthrough conductor which may be designed for example as a bolt attached. An assembly of the active part is facilitated.
  • the closure, bushing and active part form a unit which can be preassembled outside the housing.
  • the implementation is attached to the closure and the active part attached to the feedthrough conductor. This can be done outside of the housing and thus easier than in the limited space within the housing.
  • the entire preassembled unit can then be mounted by inserting the active part into the opening until the closure rests on the flange. The closure then only has to be fastened to the flange.
  • FIG. 1 shows a known surge arrester 1 from the EP 2 846 333 A1 .
  • An enclosed fluid-tight housing 21 has a tubular housing wall 22 with flanges 38 at the tube ends. On the flanges 38, a high-voltage leadthrough 34 are fixed on a high-voltage connection side 31, and a cover 39 is fastened in a fluid-tight manner on the ground connection side 32.
  • the housing 21 consists essentially of an electrically conductive material such as steel or aluminum and is grounded during operation.
  • the lid 39 is a plate of metal, for example, and may have a pressure relief port 35 which is closed with a rupture disk or membrane, not shown. Furthermore, the cover 39 for each disposed in the housing 21 active part 2 an opening for a ground-side feedthrough 15.
  • the high-voltage bushing 34 consists of a frame 37 with an insulating part 36 made of an electrically insulating material, such as cast resin, in which a high-voltage contact 28 is used for each of the active parts 2 arranged in the housing 21.
  • a high-voltage contact 28 is used for each of the active parts 2 arranged in the housing 21.
  • the electrical high voltage potential can be performed without risk of rollover between high voltage and grounded housing 21 from the outside into the housing 21 into it.
  • each active part 2 has a cylindrical discharge element 20 extending along a longitudinal axis 30.
  • the diverting element 20 is usually formed as a stack of cylindrical varistor elements with a voltage-dependent resistor.
  • an end fitting 23, 24 is arranged in each case.
  • the traction elements 25 serve to press the varistor elements together to make good electrical contact therebetween and thus hold the stack together. They also serve to secure the stack against slippage of the varistor elements, for example during transport.
  • the end fitting 23 is attached directly to a feedthrough conductor 16 or preferably screwed.
  • the feed-through conductor 16 represents the earth contact.
  • the electrical contact is made to the outside of the housing 21, which is connected in operation with the earth.
  • the end fitting 24 On the high-voltage connection side 31, the end fitting 24 has an umbrella hood 27. It serves to shield the corners or edges of the end fitting 24 from the high voltage electrical fields.
  • FIGS. 2 and 3 show an inventive embodiment of a surge arrester 1.
  • three active parts 2 are arranged in a fluid-tight housing, of which only two or one are visible because of the sectional view.
  • the housing 3 is pot-shaped made of an electrically conductive material.
  • a substantially cylindrical side wall 4 merges seamlessly into the bottom 5 in the region of the ground connection side 32. The transition takes place in a rounding 10.
  • Sidewall 4 and bottom 5 are integrally molded, for example made of steel or aluminum.
  • the housing 3 is closed with a cover 6.
  • the lid 6 is designed as a high voltage feedthrough 34.
  • a disc-like insulating member 36 is arranged, for example made of cast resin.
  • High voltage contacts 28 embedded in the insulating member 36 provide an electrically conductive connection from the interior of the housing 3 to the outside.
  • the cover 6 is fastened by means of screws to a flange 38 of the housing 3.
  • the high-voltage side end fitting 24 of the active part 2 engages with a nose in a corresponding recess of the high-voltage contact 28 and is fixed in directions perpendicular to the longitudinal axis 30.
  • the bottom 5 has, for each active part 2, an opening 7 whose inside width is dimensioned such that an active part 2 can be introduced through this opening 7 into the housing 3 along the longitudinal axis 30.
  • the cross section of the opening 7 is substantially square with rounded corners. He can also be around.
  • each opening 7 has an outwardly curved flange 9.
  • the outside of each flange 9 forms a flat surface on which a closure 8 is placed.
  • Flange 9 and bottom 5 are integrally formed with the side wall 4, for example, as a single casting.
  • the active part 2 is attached on the inside of the flange 9, the active part 2 is attached.
  • the active part 2 can either be attached directly to the closure 8 and is then electrically connected thereto, or via an electrically insulating intermediate piece.
  • the fastening takes place by means of a feedthrough 15.
  • the feedthrough 15 consists of a feed-through conductor 16, which from the outside into the interior of the Housing 3 leads and a two-part lead-through body 17 made of an electrically insulating material such as cast resin. A part of the feedthrough body 17 lies on the outside of the closure 8, the other on the inside. One or both parts of the feedthrough body 17 may have a seal towards the closure 8.
  • the feedthrough conductor 16 penetrates both the parts of the feedthrough body 17 and the closure 8.
  • the closure 8 is preferably made of an electrically conductive material, for example a metal. In this case, the feedthrough conductor 16 is electrically insulated from the shutter 8.
  • the feedthrough conductor 16 has at its outer end a shoulder which is supported on the feedthrough body 17. At its inner end, it has a thread on which an end fitting 23 of the active part 2 is screwed and thus secured thereto.
  • the active part 2 is thereby electrically isolated from the closure 8 and the housing 3.
  • the closure 8, the passage 15 and the active part 2 thus form a unit which can be mounted outside the housing 3.
  • the feedthrough conductor 16 is inserted through a part of the feedthrough body 17 and through a hole in the closure 8.
  • the second part of the feedthrough body 17 is attached to the feedthrough conductor 16 and the active part 2 is screwed to the feedthrough conductor 16.
  • the earth-side end fitting 23 of the active part 2 has a corresponding longitudinally aligned 30 thread. The fluid-tightness is ensured by two seals 19.
  • This so preassembled unit is installed in the housing 3 by the active part 2 is inserted along its longitudinal axis 30 through the opening 7 in the housing 3 until the closure 8 rests on the flange 9.
  • the high voltage terminal side 31 engages a nose of the end fitting 24 in a corresponding recess of a high voltage contact 28 of the high voltage feedthrough 34.
  • the shutter 8 is then by means of Screws 18 attached to the flange 9.
  • a seal 19 ensures that the housing is sealed fluid-tight.
  • the insulation distances must be greater both between the active parts 2, as well as between an active part 2 and the usually grounded housing 3 on the high voltage side, as on the ground side.
  • the housing inner diameter over the length of the housing is constant and dimensioned according to the necessary isolation distances on the high voltage side.

Landscapes

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

Description

  • Überspannungsableiter sind Schutzsysteme beispielsweise für Hochspannungs- oder Mittelspannungsschaltanlagen, 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 Aktivteile mit zylindrischen Ableitelementen, die eine aus einzelnen ebenfalls zylindrischen Varistorelementen aufgebaute Varistorsäule aufweisen, die sich entlang der Zylinderachse erstreckt. 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 fluiddichtes Gehäuse auf, das das Ableitelement umgibt. Das Gehäuse ist dabei zur Erhöhung der Durchschlagfestigkeit mit einem Fluid, meist Schwefelhexafluorid (SF6), 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 Gehäusedurchführung mit einem an der Außenseite des Gehäuses befindlichen Hochspannungskontakt elektrisch verbunden, der dem Anschluss an die Schaltanlage dient.
  • Gegenstand der Erfindung ist ein Überspannungsableiter für eine gasisolierte Schaltanlage.
  • Aus der EP 2 846 333 A1 ist ein solcher Überspannungsableiter mit einem gasisolierten Gehäuse bekannt, der drei Aktivteile aufweist. Das Gehäuse besteht aus einem gegossenen zylindrischen Mantel, einem hochspannungsseitigen Deckel mit einer Hochspannungsdurchführung für jedes Aktivteil und einem erdseitigen Deckel. Dieser weist sehr viele Öffnungen und Befestigungselemente auf, was aufwändig herzustellen und kostenintensiv ist. Außerdem ist der Zusammenbau des Überspannungsabieiters aufwändig, da alle Aktivteile am Deckel befestigt werden müssen. Danach wird der Deckel mit den daran befestigen Aktivteilen auf den Gehäusemantel aufgesetzt. Dabei müssen die Aktivteile in entsprechende Halterungen am hochspannungsseitigen Deckel eingefädelt werden, was umständlich ist.
  • Ferner ist aus der Druckschrift EP2713375A1 ein gattungsgemäßer Überspannungsableiter bekannt. Aus der Druckschrift EP2466596A1 ist ein Überspannungsabieiter mit einstückig gefertigtem erdspannungsseitigem Boden und Seitenwand bekannt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Überspannungsableiter anzugeben, der kostengünstig herzustellen ist, und der sich einfach montieren lässt.
  • Erfindungsgemäß ist dazu ein Überspannungsableiter vorgesehen, der zumindest ein in einem fluiddichten Gehäuse, wie es für gasisolierte Schaltanlagen Anwendung findet, angeordnetes Aktivteil aufweist. Das Aktivteil ist, wie bei Überspannungsableitern bekannt, eine Säule aus spannungsabhängigen Widerständen, sogenannten Varistoren, die zwischen zwei Endarmaturen eingespannt ist. Die Erfindung betrifft Überspannungsabieiter mit einem oder mehreren Aktivteilen. Besondere Vorteile ergeben sich aber Ln einer Ausführung mit drei Aktivteilen. Das Gehäuse weist eine Seitenwand und einen Boden auf und ist auf der dem Boden gegenüberliegenden seite mit einem
  • Deckel verschlossen. Seitenwand und Boden sind dabei einstückig ausgeführt, insbesondere einstückig gegossen, beispielsweise aus Aluminium oder Stahl. Der Boden weist für jedes Aktivteil eine eigene Öffnung auf, durch die ein Aktivteil in das Gehäuse einführbar ist. Dazu müssen Form und lichte Weite der Öffnung so bemessen sein, dass ein fertig montiertes Aktivteil durch diese in das Gehäuse hinein eingeführt werden kann. Jede Öffnung ist durch einen Verschluss fluiddicht verschlossen. Bevorzugt weist der Überspannungsabieiter mehrere, insbesondere drei Aktivteile auf. Für jedes der Aktivteile ist eine Öffnung im Boden vorgesehen, bei drei Aktivteilen weist der Boden also drei Öffnungen auf.
  • Ein solches Gehäuse verzichtet auf einen häufig nur spanend herzustellenden Boden und ist deshalb kostengünstig herzustellen, beispielsweise indem der Boden mit der Seitenwand einstückig gegossen wird. Außerdem ist ein solcher Überspannungsableiter leicht zu montieren, da die Aktivteile einzeln durch die Öffnungen eingeführt und montiert werden können und nicht gemeinsam.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung führt jede Öffnung durch einen außen am Boden angeordneten, insbesondere angegossenen Flansch. Der Flansch begrenzt die Öffnung in einer Ebene senkrecht zur Längsachse. Er dient zur Befestigung des Verschlusses und erleichtert so die Montage. Insbesondere ist der Flansch nach außen gewölbt, wodurch er leichter zugänglich ist.
  • Vorzugsweise verjüngt sich der Außendurchmesser des Gehäuses zum Boden hin und erweitert sich zum Deckel hin. Dadurch kann der Innendurchmesser an die über die Höhe des Gehäuses zum Deckel hin zunehmenden Isolationsabstände angepasst und somit sein Volumen verringert werden. Dies spart einerseits Material für das Gehäuse und andererseits Isolationsfluid für die Füllung.
  • Ebenfalls vorteilhaft sind der Verschluss und der Querschnitt der Öffnung rechteckig, insbesondere quadratisch. Alternativ sind diese rund. Beide Ausführungen erlauben eine besonders einfache und damit kostengünstige Herstellung des Verschlusses.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Aktivteil am Verschluss befestigt, was eine einfache Montage erlaubt.
  • Vorzugsweise ist das Aktivteil mit einem Durchführungsleiter einer Durchführung elektrisch verbunden, der elektrisch isoliert gegen den Verschluss durch diesen hindurchgeführt ist. Die Durchführung führt eine elektrische Verbindung von außen in das Gehäuse hinein. Die elektrische Verbindung ist dabei gegen das Gehäuse und insbesondere gegen den Verschluss, der in elektrischem Kontakt mit dem Gehäuse steht, isoliert. Dadurch, dass die elektrische Verbindung durch den Verschluss geführt ist, kann auf eine Nachbearbeitung des Gehäuses, beispielsweise durch Einbringen von Bohrungen für den Durchführungsleiter, verzichtet werden.
  • Besonders vorteilhaft ist dabei das Aktivteil am Durchführungsleiter, der beispielsweise als Bolzen ausgeführt sein kann, befestigt. Eine Montage des Aktivteils wird so erleichtert.
  • Insbesondere ist vorteilhaft, wenn Verschluss, Durchführung und Aktivteil eine außerhalb des Gehäuses vormontierbare Einheit bilden. Dabei wird die Durchführung am Verschluss angebracht und das Aktivteil am Durchführungsleiter befestigt. Dies kann außerhalb des Gehäuses und damit leichter als bei den beengten Platzverhältnissen innerhalb des Gehäuses erfolgen. Die gesamte vormontierte Einheit kann dann montiert werden, indem das Aktivteil in die Öffnung eingeführt wird, bis der Verschluss auf dem Flansch aufliegt. Der Verschluss muss dann lediglich noch am Flansch befestigt werden.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
    • Figur 1
    eine Teilschnittdarstellung eines Überspannungsableiters nach dem Stand der Technik,
    Figur 2
    eine Teilschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Überspannungsableiters,
    Figur 3
    eine Detaildarstellung eines Ausschnitts aus Figur 1.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Figur 1 zeigt einen bekannten Überspannungsabieiter 1 aus der EP 2 846 333 A1 . Ein gekapseltes fluiddichtes Gehäuse 21 weist eine rohrartige Gehäusewand 22 mit Flanschen 38 an den Rohrenden auf. An den Flanschen 38 sind auf einer Hochspannungsanschlussseite 31 eine Hochspannungsdurchführung 34 und an der Erdanschlusseite 32 ein Deckel 39 fluiddicht abschließend befestigt. Das Gehäuse 21 besteht im Wesentlichen aus einem elektrisch leitenden Material wie Stahl oder Alu und ist im Betrieb geerdet. Der Deckel 39 ist eine Platte beispielsweise aus Metall und kann eine Druckentlastungsöffnung 35, die mit einer nicht dargestellten Berstscheibe oder Membran verschlossen wird, aufweisen. Weiterhin weist der Deckel 39 für jedes im Gehäuse 21 angeordnete Aktivteil 2 eine Öffnung für eine erdseitige Durchführung 15 auf. Die Hochspannungsdurchführung 34 besteht aus einem Rahmen 37 mit einem Isolierteil 36 aus einem elektrisch isolierenden Material, wie Gießharz, in das für jedes der im Gehäuse 21 angeordneten Aktivteile 2 ein Hochspannungskontakt 28 eingesetzt ist. Über den Hochspannungskontakt 28 kann das elektrische Hochspannungspotential ohne Gefahr eines Überschlags zwischen Hochspannung und geerdetem Gehäuse 21 von außen in das Gehäuse 21 hinein geführt werden.
  • In dem Gehäuse 21 sind zwischen der Erdanschlusseite 32 und der Hochspannungsanschlussseite 31 ein oder mehrere Aktivteile 2 angeordnet. Hier sind drei Aktivteile 2 in dem Gehäuse 21 angeordnet, von denen aber wegen der Schnittdarstellung nur zwei sichtbar sind. Jedes Aktivteil 2 weist ein sich längs einer Längsachse 30 erstreckendes zylindrisches Ableitelement 20 auf. Das Ableitelement 20 ist in der Regel als Stapel aus zylindrischen Varistorelementen mit einem spannungsabhängigen Widerstand gebildet. An den Enden des Ableitelements 20 ist jeweils eine Endarmatur 23, 24 angeordnet. Zugelemente 25 beispielsweise aus glasfaserverstärktem Kunststoff umgeben das Ableitelement 20 parallel zur Längsachse30 und sind in den Endarmaturen 23, 24 unter Zug verspannt. Die Zugelemente 25 dienen dazu, die Varistorelemente aneinander zu pressen und so einen guten elektrischen Kontakt zwischen diesen herzustellen, und halten den Stapel so zusammen. Sie dienen auch dazu, den Stapel gegen ein Verrutschen der Varistorelemente, beispielsweise während des Transports, zu sichern. Auf der Erdanschlussseite 32 ist die Endarmatur 23 direkt auf einen Durchführungsleiter 16 aufgesteckt oder vorzugsweise aufgeschraubt. Der Durchführungsleiter 16 stellt den Erdkontakt dar. Hierdurch wird der elektrische Kontakt zur Außenseite des Gehäuses 21 hergestellt, der im Betrieb mit der Erde verbunden ist.
  • Auf der Hochspannungsanschlussseite 31 weist die Endarmatur 24 eine Schirmhaube 27 auf. Sie dient dazu, die Ecken oder Kanten der Endarmatur 24 vor den elektrischen Feldern der Hochspannung abzuschirmen.
  • Die Figuren 2 und 3 zeigen eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Überspannungsableiters 1. Dort sind in einem fluiddichten Gehäuse 3 drei Aktivteile 2 angeordnet, von denen wegen der Schnittdarstellung nur zwei beziehungsweise eines sichtbar sind. Das Gehäuse 3 ist topfartig aus einem elektrisch leitenden Material ausgeführt. Eine im Wesentlichen zylindrische Seitenwand 4 geht im Bereich der Erdanschlussseite 32 nahtlos in den Boden 5 über. Der Übergang erfolgt in einer Rundung 10. Seitenwand 4 und Boden 5 sind einstückig, beispielsweise aus Stahl oder Aluminium, gegossen.
  • Auf der dem Boden 5 gegenüberliegenden Seite ist das Gehäuse 3 mit einem Deckel 6 verschlossen. Der Deckel 6 ist als Hochspannungsdurchführung 34 ausgeführt. Dort ist in einem ringförmigen Rahmen 37 ein scheibenartiges Isolierteil 36 beispielsweise aus Gießharz angeordnet. In das Isolierteil 36 eingelassene Hochspannungskontakte 28 schaffen eine elektrisch leitende Verbindung vom Inneren des Gehäuses 3 nach außen. Der Deckel 6 ist mittels Schrauben an einem Flansch 38 des Gehäuses 3 befestigt. Die hochspannungsseitige Endarmatur 24 des Aktivteils 2 greift mit einer Nase in eine entsprechende Vertiefung des Hochspannungskontaktes 28 und ist so in Richtungen senkrecht zur Längsachse 30 fixiert.
  • Der Boden 5 weist für jedes Aktivteil 2 eine Öffnung 7 auf, deren lichte Weite derart bemessen ist, dass ein Aktivteil 2 durch diese Öffnung 7 in das Gehäuse 3 entlang der Längsachse 30 eingeführt werden kann. Der Querschnitt der Öffnung 7 ist im Wesentlichen quadratisch mit abgerundeten Ecken. Er kann aber auch rund sein.
  • Entlang dem Rand jeder Öffnung 7 weist der Boden 5 einen nach außen gewölbten Flansch 9 auf. Die Außenseite jedes Flansches 9 bildet eine ebene Fläche, auf die ein Verschluss 8 aufgesetzt ist. Flansch 9 und Boden 5 sind zusammen mit der Seitenwand 4 einstückig, beispielsweise als ein einziges Gussteil, ausgeführt.
  • Auf der Innenseite des Flansches 9 ist das Aktivteil 2 befestigt. Das Aktivteil 2 kann entweder direkt am Verschluss 8 befestigt sein und ist dann mit diesem elektrisch verbunden, oder aber über ein elektrisch isolierendes Zwischenstück.
  • In der gezeigten Ausführungsform erfolgt die Befestigung mittels einer Durchführung 15. Die Durchführung 15 besteht aus einem Durchführungsleiter 16, der von außen in das Innere des Gehäuses 3 führt und einem zweiteiligen Durchführungskörper 17 aus einem elektrisch isolierenden Material wie Gießharz. Ein Teil des Durchführungskörpers 17 liegt auf der Außenseite des Verschlusses 8, das andere auf dessen Innenseite. Eines oder beide Teile des Durchführungskörpers 17 können eine Dichtung zum Verschluss 8 hin aufweisen. Der Durchführungsleiter 16 durchdringt sowohl beide Teile des Durchführungskörpers 17, als auch den Verschluss 8. Der Verschluss 8 ist vorzugsweise aus einem elektrisch leitenden Material, beispielsweise einem Metall gefertigt. In diesem Fall ist der Durchführungsleiter 16 gegen den Verschluss 8 elektrisch isoliert. Der Durchführungsleiter 16 weist an seinem außenliegenden Ende eine Schulter auf, die sich an dem Durchführungskörper 17 abstützt. An seinem innenliegenden Ende weist er ein Gewinde auf, an dem eine Endarmatur 23 des Aktivteils 2 aufgeschraubt und damit daran befestigt ist. Das Aktivteil 2 ist dadurch elektrisch gegen den Verschluss 8 und das Gehäuse 3 isoliert. Verschluss 8, Durchführung 15 und Aktivteil 2 bilden so eine Einheit, die außerhalb des Gehäuses 3 montierbar ist. Dazu wird der Durchführungsleiter 16 durch ein Teil des Durchführungskörpers 17 und durch eine Bohrung im Verschluss 8 gesteckt. Von der anderen Seite des Verschlusses 8 wird das zweite Teil des Durchführungskörpers 17 auf den Durchführungsleiter 16 aufgesteckt und das Aktivteil 2 mit dem Durchführungsleiter 16 verschraubt. Dazu weist die erdseitige Endarmatur 23 des Aktivteils 2 ein entsprechendes in Längsrichtung 30 ausgerichtetes Gewinde auf. Die Fluiddichtigkeit wird durch zwei Dichtungen 19 gewährleistet.
  • Diese so vormontierte Einheit wird in das Gehäuse 3 eingebaut, indem das Aktivteil 2 entlang seiner Längsachse 30 durch die Öffnung 7 in das Gehäuse 3 eingeführt wird, bis der Verschluss 8 auf dem Flansch 9 aufliegt. Auf der gegenüberliegenden Seite, also der Hochspannungsanschlussseite 31 greift dabei eine Nase der Endarmatur 24 in eine entsprechende Vertiefung eines Hochspannungskontaktes 28 der Hochspannungsdurchführung 34. Der Verschluss 8 wird dann mittels Schrauben 18 an dem Flansch 9 befestigt. Eine Dichtung 19 sorgt dafür, dass das Gehäuse fluiddicht verschlossen ist.
  • Der Innendurchmesser des Gehäuses 3, also die lichte Weite senkrecht zur Längsachse 30 gemessen, verjüngt sich zum Boden 5 und erweitert sich zum Deckel 6 hin. Bei weitgehend gleicher Wandstärke des Gehäuses 3 ergibt sich dadurch im Bereich des Deckels 6, also der Hochspannungsseite, ein größerer Außendurchmesser, als im Bereich des Bodens 5, also der Erdseite. Auf der Hochspannungsseite treten am Aktivteil 2 erheblich höhere Spannungen auf, als auf der Erdseite. Deswegen müssen die Isolationsabstände sowohl zwischen den Aktivteilen 2, als auch zwischen einem Aktivteil 2 und dem üblicherweise geerdeten Gehäuse 3 auf der Hochspannungsseite größer sein, als auf der Erdseite. Im Stand der Technik ist der Gehäuseinnendurchmesser über die Länge des Gehäuses konstant und nach den notwendigen Isolationsabständen auf der Hochspannungsseite bemessen. Die Ausführung gemäß Figur 2 zeigt ein demgegenüber erheblich schlankeres Gehäuse 3, das nur im Bereich der Hochspannungsseite einen dem Stand der Technik vergleichbaren Durchmesser, über einen Großteil der Höhe des Gehäuses 3, aber einen demgegenüber deutlich verringerten Durchmesser aufweist. Dadurch wird einerseits Material zur Herstellung des Gehäuses eingespart, andererseits durch das verringerte Volumen auch Isolierfluid, beispielsweise SF6.

Claims (7)

  1. Überspannungsableiter (1) mit zumindest einem in einem fluiddichten Gehäuse (3) angeordneten Aktivteil (2),
    wobei das Gehäuse (3) eine Seitenwand (4) und einen Boden (5) aufweist und an dem dem Boden (5) gegenüberliegenden Ende mit einem Deckel (6) verschlossen ist, wobei Seitenwand (4) und Boden (5) einstückig ausgeführt sind und wobei der Boden (5) für jedes Aktivteil (2) eine Öffnung (7) aufweist, durch die ein Aktivteil (2) einführbar ist, wobei jede Öffnung (7) durch einen Verschluss (8), fluiddicht verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Boden erdspannungsseitig vorgesehen ist, und dass jede Öffnung (7) durch einen eigenen, außen an dem Boden (5) angeordneten Flansch (9) führt.
  2. Überspannungsableiter (1), nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    sich der Gehäuseinnendurchmesser zum Boden (5) hin verjüngt und zum Deckel (6) hin erweitert.
  3. Überspannungsableiter (1), nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Verschluss (8) und die Öffnung (7) rechteckig, insbesondere quadratisch sind.
  4. Überspannungsableiter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    jedes Aktivteile (2) an einem Verschluss (8) befestigt ist.
  5. Überspannungsableiter (1) nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Durchführung (15) einen mit dem Aktivteile (2) elektrisch verbundenen Durchführungsleiter (16) aufweist, der elektrisch gegen den Verschluss (8) isoliert durch den Verschluss (8) hindurchgeführt ist.
  6. Uberspannungsableiter (1) nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Aktivteil (2) am Durchführungsleiter (16) befestigt ist.
  7. Überspannungsableiter (1) nach einem der Ansprüche 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    Verschluss (8), Durchführung (15) und Aktivteile (2) eine außerhalb des Gehäuses (3) vormontierbare Einheit bilden.
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