EP3208811A1 - Überspannungsableiteranordnung - Google Patents

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EP3208811A1
EP3208811A1 EP17151567.9A EP17151567A EP3208811A1 EP 3208811 A1 EP3208811 A1 EP 3208811A1 EP 17151567 A EP17151567 A EP 17151567A EP 3208811 A1 EP3208811 A1 EP 3208811A1
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EP
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housing
coupling
kinematic chain
surge arrester
voltage
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Markus Sulitze
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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    • H01T4/16—Overvoltage arresters using spark gaps having a plurality of gaps arranged in series

Definitions

  • the invention relates to a surge arrester arrangement with a voltage-dependent impedance device, which is at least partially surrounded by a housing and switchable by means of a separable via a kinematic chain passing through the housing.
  • Such surge arrester arrangement is for example from the published patent application DE 10 2012 217 310 A1 known.
  • the local surge arrester arrangement has a voltage-dependent impedance device, which is arranged within a housing.
  • the voltage-dependent impedance device can be switched via a separating device, wherein a kinematic chain passing through the housing is used to actuate the separating device.
  • the kinematic chain is designed in the form of a movable central rod.
  • the object is achieved in a surge arrester arrangement of the type mentioned above in that the kinematic chain has a coupling arrangement.
  • a surge arrester arrangement is an arrangement used in an electric power transmission network can.
  • An electric power transmission network serves to transfer electrical energy between an energy source and an energy sink.
  • the electrical energy transmission grids are designed with regard to rated values.
  • An electrical insulation is designed, for example, with regard to a rated voltage. Overloading an electrical insulation can lead to irreparable damage.
  • an electric power transmission network can be equipped with a so-called surge arrester arrangement which, in the event of a fault, that is to say in the event of exceeding a rated voltage, serves to reduce or limit so-called overvoltage.
  • a surge arrester arrangement may, if necessary, allow a leakage current to flow via a leakage current path. The leakage current path can be switched, for example, to ground potential.
  • the leakage current path can, for example, run from a phase conductor to a ground potential.
  • a leakage current path can have a voltage-dependent impedance device.
  • the magnitude of the impedance of the voltage-dependent impedance device varies.
  • a voltage-dependent impedance device may at least partially form the leakage current path.
  • the voltage-dependent impedance device can be designed as a varistor / have a varistor.
  • a varistor has a rated voltage, above which it has a low-impedance behavior and below which it has a high-impedance behavior.
  • a change in the impedance behavior takes place as a function of a voltage load of the voltage-dependent impedance device / of the varistor.
  • the voltage-dependent impedance device can have, for example, a level spark gap.
  • metal oxides are used in the voltage-dependent impedance device, which have a voltage-dependent impedance behavior.
  • Zinc oxide elements which have a permanent galvanic connection between the electrical potential to be monitored (for example high-voltage potential of a Phase conductor) in an electric power transmission network and earth potential. In this design, there may be an occurrence of a leakage current.
  • the voltage-dependent impedance device is furthermore connected to a separating device, by means of which the voltage-dependent impedance device is to be put into operation or taken out of operation.
  • the separator may be part of the leakage current path.
  • the voltage-dependent impedance device and the separator can be electrically connected in series.
  • the separator may be arranged, for example, at the earth potential-side end of the voltage-dependent impedance device in Ableitstrompfad.
  • the separating device is arranged at the potential-side end of the Ableitstrompfades. Depending on the location of use of a drive device, this may be arranged at the same electrical potential of the separator or at a different electrical potential.
  • a kinematic chain to be used for transmitting a movement can have an electrically insulating section for bridging an electrical potential difference.
  • the separator may be formed by a conventional switching device.
  • a conventional switching device has relatively movable contact pieces, which can be brought into galvanic contact with each other or separated from each other.
  • the separating device can be used, for example, for safety purposes on the surge arrester arrangement. However, it can also be provided that the separating device, for example, for testing purposes disconnects the voltage-dependent impedance device from ground potential or interrupts the Ableitstrompfad and thus prevents a response of the voltage-dependent impedance device, for example, occurring fürbergerpositionen.
  • a kinematic chain can be used to actuate the separating device.
  • the actuation of the separating device takes place for example by the coupling of a relative movement, on relatively movable switching contact pieces of the separator. It can be provided that at least one of the two switching contact pieces is set to actuate a switching path of the separating device in motion. However, it can also be provided that both switching contact pieces are moved to produce a relative movement.
  • the separator should be designed so that an actuation of the separator is only in the near-current state, that is permissible in the high-impedance state of the voltage-dependent impedance device. Accordingly, inexpensive disconnect devices can be used which have simplified switch contact pieces that need not have any additional device for extinguishing switching arcs and the like.
  • the kinematic chain can connect the relatively movable switching contact pieces or one of the relatively movable switching contact pieces with a drive device, wherein in the drive means the necessary energy conversion can take place to cause a relative movement of the switching contact pieces.
  • the drive device can convert electrical energy into mechanical energy and thus cause a relative movement of the switching contact pieces of the separating device.
  • an arbitrary conversion / wall of an energy form takes place.
  • a coupling device can act as part of the kinematic chain.
  • the coupling device can have, for example, a machine element (for example a shaft) which serves to transmit a movement.
  • a separation of the kinematic chain can be made.
  • the coupling device forms an interface in the kinematic chain.
  • the voltage-dependent impedance device can have, for example, one varistor or a plurality of varistors connected in parallel. Depending on the expected load capacity can be so Leakage be distributed to several varistors. Furthermore, each varistor can also be composed of sub-elements. For example, blocks (eg metal oxide blocks) can be clamped to form a varistor, wherein a plurality of strained varistors can also be electrically connected in parallel. Regardless of the number of varistors electrically connected in parallel, the kinematic chain can be used to switch one or more varistors. Preferably, a plurality of switching paths of a separating device can optionally be actuated via the kinematic chain, so that a synchronous actuation of several switching paths is also possible.
  • blocks eg metal oxide blocks
  • a plurality of strained varistors can also be electrically connected in parallel.
  • the kinematic chain can be used to switch one or more varistors.
  • the kinematic chain can have various machine elements.
  • the kinematic chain is used to transmit kinetic energy, for example from a drive device to a relatively movable switching contact piece of a separator.
  • the kinematic chain passes through the housing or a wall of the housing, so that the housing can form a mechanically protective barrier between the drive device and the separating device.
  • a coupling arrangement in the kinematic chain makes it possible to dissolve the kinematic chain as needed, or to interrupt or modify the kinematic chain if necessary. For example, such a change of the drive device can be made possible without influencing the separation device itself in its structure or having to intervene in the interior of the housing.
  • the coupling arrangement can also be accessible outside the housing, ie outside the area of the housing which surrounds the voltage-dependent impedance device.
  • components of the drive device can be exchanged in the event of a malfunction of a drive device.
  • the protective effect of the leakage current path or the voltage-dependent impedance device can be maintained.
  • the contacting of the voltage-dependent impedance device with ground potential, in particular via the separator can thus be maintained even with an exchange or a repair to the kinematic chain.
  • a further advantageous embodiment can provide that the coupling arrangement has a shaft.
  • a shaft is a mechanical component that can transmit large forces while providing high rigidity. Furthermore, a wave is to store cheap.
  • a shaft can also be well sealed during a rotary motion.
  • the shaft can be used to traverse a wall of the housing, optionally sealed.
  • the shaft may have different sections in the axial direction.
  • the shaft can have sections with different cross sections, so that a stepped shaft is provided.
  • at least one ball bearing, in particular a plurality of ball bearings are arranged axially spaced on the shaft and in particular between two axially spaced ball bearings a seal for radially sealing a rotational movement of the shaft is arranged.
  • the diameter of the shaft in the portion of the bearing has a smaller amount than in the section of the radial seal.
  • the shaft can only slightly project beyond the wall in the transverse direction of the wall. A majority of the axial extent of the shaft can be arranged within the wall. This allows a stable storage of the shaft in the wall of the housing. On the front side, further movements and forces can be transmitted to the shaft.
  • the coupling arrangement passes through a wall of the housing in a fluid-tight manner.
  • a fluid-tight penetration of the housing makes it possible to fill the housing itself with an electrically insulating fluid, in particular a gas, and to prevent it from volatilizing due to a sealing of the coupling arrangement.
  • a shaft of the coupling arrangement for example by means of a radial seal are sealed in order to perform a rotational movement of the shaft fluid-tight.
  • a further advantageous embodiment can provide that the coupling arrangement is connected to a transmission.
  • a transmission By means of a transmission, an over and / or reduction of forces can take place, which can be transmitted via the coupling arrangement of the kinematic chain.
  • the transmission can be part of the kinematic chain.
  • a transmission can be used, which is designed to be self-locking, so that, for example, outgoing switching contact pieces movements in the kinematic chain can not be fed back, but are locked by a self-locking gear.
  • a self-locking gear for example, worm gear or spindle gear, etc. can be used.
  • a further advantageous embodiment may provide that the coupling arrangement is connected to a coupling, in particular a form-locking coupling.
  • the kinematic chain can be dissolved or produced.
  • the coupling can be designed in various forms.
  • a decoupling or separation of a force flow via the kinematic chain can be specifically provided, so that, for example, an operation of the disconnecting switching device is not possible.
  • a coupling allows a separation of the kinematic chain, for example, to replace individual components of the kinematic chain to replace a drive device of the kinematic chain, repair, etc.
  • a positive coupling can be due to the shape of the coupling partner of the coupling a power transmission via the kinematic Chain done.
  • a diametrically opposite shape of the coupling partner can be provided, so that a possible slip-free Transmission of a drive movement over the coupling arrangement is made possible.
  • a further advantageous embodiment can provide that a drive device connected to the kinematic chain is flanged to the housing.
  • a drive device can serve to initiate a movement in the kinematic chain.
  • the drive device can effect a conversion of an energy form into another form of energy in order to produce a relative movement between switching contact pieces of the separation device.
  • the drive device may comprise a crank mechanism, in which a rotational movement is initiated, which in turn is forwarded via the coupling to the coupling arrangement, in particular to a shaft of the coupling arrangement.
  • the coupling can be designed, for example, in execution as a form-locking coupling such that in the direction of attachment of the drive means to the housing engaging the clutch takes place and that with a fixing of the drive means on the housing a fuse / actuation of the clutch is given. As a result, the coupling can be engaged and secured via the flanging of the housing with the drive device.
  • a further advantageous embodiment can provide that the housing is filled with an electrically insulating fluid.
  • the housing may be formed as an encapsulating housing, so that an undesired volatilization of the to be arranged within the housing electrically insulating fluid is prevented.
  • the housing can also as Pressure vessel be designed so that a differential pressure between the interior of the housing and the environment of the housing can be generated. This makes it possible to generate an overpressure within the housing and to put the electrically insulating fluid under pressure and thus to increase its electrical insulation strength in addition.
  • the housing may, for example, be formed at least partially from an electrically conductive material, which may preferably carry ground potential.
  • the housing is designed for a current carrying capacity of the expected leakage currents.
  • the housing is at least partially or completely electrically insulating.
  • an electrically insulated embedding a connecting line for the voltage-dependent impedance means may be provided, so that, for example, an electrically insulated passing a high voltage terminal through a wall of the housing is made possible.
  • the connection line can be part of the leakage current path.
  • Any crossing of the housing should be designed to be fluid-tight and in particular pressure-resistant.
  • a radial sealing, in particular a shaft of the coupling arrangement can be provided for the pressure-resistant design of a passage of the kinematic chain.
  • Fluorine-containing media such as, for example, sulfur hexafluoride, fluoroketones, fluoronitriles, etc. are suitable as electrically insulating fluids. However, nitrogen, in particular purified atmospheric air and carbon dioxide, etc. have proven to be suitable.
  • the fluids may preferably be present in a gaseous state, so that the interior of the housing is surrounded by the fluid. It can, however Also be provided that the fluid is at least partially in a liquid state in the interior of the housing.
  • a further advantageous embodiment may provide that the coupling is actuated by a flanging of the drive means.
  • Flanging the drive device to the housing makes it possible to fix the housing and the drive device relative to one another. Accordingly, a rigid-angle connection between the drive device and the housing is made possible.
  • the coupling can be operated in the kinematic chain, so that a transmission of a movement via the coupling or the coupling arrangement of the kinematic chain can be made.
  • the drive means can be done so on the one hand actuation of the clutch, for example, clutch claws of coupling partners can interlock and so be transmitted to the clutch rotation.
  • the clutch can be secured in its dome state by flanging.
  • a further advantageous embodiment can provide that adjoins the shaft at least on the one hand, in particular on both sides of the coupling arrangement, a spindle.
  • a rotating spindle makes it possible to axially move a "nut" seated on the spindle. This makes it possible to convert a rotational movement of the spindle in a simple form into a linear movement. It is thus possible, for example, to transmit a rotary motion through the housing via the shaft and to convert this movement into a lateral movement via a connecting spindle. For example, it is possible to generate a linear relative movement between switching contact pieces of the separating device. At the same time by the spindle a backward movement or an introduction of pulses, for example, starting from the switching contact pieces of the separator in the kinematic Chain locked. The self-locking effect of the spindle is advantageous here.
  • the shaft can be continued as a spindle.
  • at least one spindle can extend coaxially in alignment with the shaft, so that an end-side connection of the spindle to the shaft can be provided.
  • clutches may be provided to each connect a spindle with the shaft.
  • the couplings may have different designs from each other.
  • the spindle may be pinned to a shaft or connected in the manner of a spring fit.
  • spindle and shaft can intermesh by means of claws or by a fitting, for. B. a sleeve suitable fit, be connected to each other.
  • the FIG. 1 shows a cross section through a surge arrester arrangement.
  • the surge arrester arrangement has a housing 1.
  • the housing 1 is designed in the form of a hollow body, wherein the housing 1 partially electrically conductive walls and partially electrically insulating walls. Walls of the housing 1, which are formed of electrically conductive material, are subjected to ground potential.
  • the housing 1 essentially has a hollow-cylindrical structure, which is aligned coaxially to a main axis 2.
  • a front end of the housing 1 is for forming an electrically insulating Wall formed by a disk-shaped electrical insulator 3.
  • a leakage current path extends from a high voltage potential 4 to a ground potential 5.
  • the leakage current path has a varistor 6.
  • the varistor 6 serves as a voltage-dependent impedance device.
  • the varistor 6 preferably has a plurality of axially stacked and strained metal oxide blocks in order to achieve a sufficient dielectric strength.
  • the varistor 6 is contacted on the one hand with high voltage potential 4 and on the other hand with ground potential 5.
  • the varistor 6 is mechanically held in the housing 1 between the electrically insulating insulator 3 and the ground potential 5 leading portions of the housing 1.
  • the separator 7 is arranged.
  • the separator 7 is alternatively positioned at the opposite end of the varistor 6. If necessary, to avoid short-circuiting of the varistor 6, a section of a kinematic chain for actuating the separating device 7 must be made electrically insulating in this case.
  • the separator 7 allows separation of the leakage current path.
  • the separator 7 has for this purpose a movable contact piece 8.
  • the movable contact piece 8 is designed in the present case bolt-shaped and arranged substantially coaxially to the main axis 2. Furthermore, the movable contact piece 8 is axially displaceably mounted to the main axis 2.
  • a contact carrier 9 is provided, which is electrically conductively connected to the ground potential 5 leading portions of the housing 1, in particular mounted on these portions of the housing 1.
  • the movable contact piece 8 is guided axially displaceable and permanently with ground potential. 5 applied.
  • the separating device 7 furthermore has a stationary contact piece 10.
  • the fixed contact piece 10 is presently socket-shaped, wherein the socket opening is designed complementary to the shape of the movable contact piece 8.
  • the stationary contact piece 10 is connected to the earth potential-side end of the varistor 6 and positioned electrically insulated from the portions of the housing 1, which lead ground potential 5.
  • a drive device 11 is provided.
  • the drive device 11 is flanged to the housing 1.
  • the drive device 11 is used for coupling a movement to a kinematic chain, which transmits a movement from the drive device 11 to the movable contact piece 8.
  • the kinematic chain has a coupling arrangement 12.
  • the design of the coupling arrangement 12 is based on the FIG. 2 described in more detail.
  • the coupling arrangement 12 has a rotatable shaft 13, which passes through a wall of the housing 1.
  • a clutch 14a, 14b is provided in each case to incorporate the coupling assembly 12 in a kinematic chain.
  • the kinematic chain has, within the housing 1, a first spindle 15 which is coupled to the rotatable shaft 13 via a coupling 14b. Outside the housing 1, a second spindle 16 is connected to the rotatable shaft 13 via a coupling 14a.
  • the two spindles 15, 16 are arranged in alignment.
  • the two spindles 15, 16 are positioned in alignment with the rotatable shaft 13.
  • a coupling of the spindles 15, 16 inside or outside of the housing 1 to the rotatable shaft 13 takes place in each case on mutually facing front ends of shaft 13 and spindles 15, 16th
  • the first spindle 15 protrudes into a thread of the movable contact piece 8, which is prevented from rotating. This results in a rotation of the first spindle 15, a conversion of the rotational movement of the first spindle 15 in a linear movement of the movable contact piece 8.
  • About the second spindle 16 by means of a hand crank 17 allows actuation of the kinematic chain.
  • the second spindle 16 is set into rotation by means of the hand crank 17, wherein on the coupling 14a a rotary motion on the rotatable shaft 13 and further via the clutch 14b a rotational movement to the first spindle 15 can be transmitted.
  • the rotatable shaft 13 of the coupling arrangement 12 is shown in section.
  • the length of the rotatable shaft 13 substantially corresponds to the thickness of the wall of the housing 1, which passes through the rotatable shaft 13.
  • the rotatable shaft 13 extends beyond the mouth openings of the interspersed recess in a wall of the housing 1 only slightly.
  • the rotatable shaft 13 has a plurality of cross sections, wherein a larger diameter central portion 19 is flanked by two smaller diameter portions.
  • the central portion 19 is radially surrounded by two axially spaced seals 20.
  • the two seals 20 serve a radial seal of the central portion 19 against an inner shell side Surface of a complementary shape, preferably circular cylindrical recess in a wall of the housing 1.
  • a radial seal of the shaft 13 relative to the housing 1 is ensured.
  • the radial seal can be designed pressure-resistant.
  • an arrangement of a respective ball bearing 21 is provided at the central portion 19 flanking smaller diameter portions of the shaft 13, an arrangement of a respective ball bearing 21 is provided.
  • the ball bearings 21 is a guide and support of the shaft 13 regardless of other elements of the kinematic chain on the housing 1 allows.
  • the first spindle 15 and the second spindle 16 is coupled.
  • the two spindles 15, 16 are each connected via a coupling 14 a, 14 b with the rotatable shaft 13.
  • the two clutches 14a, 14b are designed differently.
  • the coupling 14a which serves to connect the rotatable shaft 13 to the second spindle 16, has a sleeve-shaped coupling element, which is complementary in shape to the second spindle 16 and the rotatable shaft 13, whereby a positive connection via the sleeve-shaped coupling element between the second spindle 16 and the rotatable shaft 13 is formed.
  • this clutch 14a may be in the form of a spring fit, press fit or the like.
  • a connection of the first spindle 15 with the rotatable shaft 13 is made via a pinning by a transverse pin penetrates a form complementary in a front-side recess of the rotatable shaft 13 protruding portion of the first spindle 15.
  • the position of the pin is chosen such that it lies in the region of a portion flanking the central portion 19 of the first shaft 13, wherein a radial driving of the pin is prevented by placing a ball bearing 21.
  • the recess in the wall of the housing 1, which accommodates the rotatable shaft 13 of the coupling arrangement 12, is such formed so that in the direction of the flanging of the drive means 11, a projecting shoulder is arranged inside, on which the ball bearing 21, which secures the pinning of the clutch 14b, axially rests.
  • the drive device 11 has a flange plate 22.
  • the flange plate 22 has a central recess with a hold-down shoulder 23.
  • the hold-down shoulder 23 is formed radially encircling and acts on a ball bearing 21, which in turn presses over the central portion 19, the further ball bearing 21 against the inside protruding shoulder in the wall of the housing 1.
  • a corresponding Verbolzung 24 the Anflanschplatte 22 is pressed against the housing 1. Accordingly, the coupling arrangement 12 in the wall of the housing 1, which is penetrated by the kinematic chain, secured.
  • the clutches 24a, 24b are secured by the flanging.
  • a coupling arrangement 12 is provided whose couplings 14a, 14b are secured by flanging the drive device 11.
  • the second spindle 16 is connected to the rotatable shaft 13 via the coupling 14a.
  • a guide element 25 is attached to the Anflanschplatte 22, which is aligned coaxially to the main axis 2.
  • the guide element 25 is designed as a hollow cylinder.
  • the guide member 25 serves to form a connection point 26 to secure a cap 27.
  • the cap 27 surrounds the guide element 25 and thus the second spindle 16 on the outer shell side and forms a bearing bush 28 for the second spindle 16.
  • Two ball bearings are arranged in the bearing bush 28 of the cap 27.
  • a shift gate 30 is slidably disposed on the guide member 25 so that an axial displacement of the shift gate 30 takes place during a rotation of the second spindle 16.
  • the position of the shift gate 30 on the second spindle 16 is synchronized to the relative position of the movable contact piece 8 in the interior of the housing 1.
  • signaling contacts 31, 32 are arranged on the guide element 25, which serve to report the position of the movable switching contact piece 8 and thus a switching state indicator for the separating device 7.
  • the signaling contacts 31, 32 are provided with corresponding contact points, which are electrically bridged when the shifting gate 30 passes. This is z. B. allows reporting the switching state of the separator 7 in a control room.
  • a local indication of the switching state of the separator 7 may be provided on the drive device 11 itself.
  • a recess 33, 34 may be provided, via which the position of the shift gate 30 can be optically detected.
  • the shift gate 30 may be provided in the region of the recesses 33, 34 with a color marking in order to enable a high-contrast on-site display of the switching state of the separator 7.

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  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Abstract

Eine Überspannungsableiteranordnung weist eine spannungsabhängige Impedanzeinrichtung (6) auf. Die spannungsabhängige Impedanzeinrichtung (6) ist von einem Gehäuse (1) umgeben. Mittels einer Trenneinrichtung (7) ist die spannungsabhängige Impedanzeinrichtung (6) schaltbar. Dazu ist eine kinematische Kette verwandt, welche eine Wandung des Gehäuses (1) durchsetzt und eine Bewegung von einer Antriebseinrichtung (11) auf relativ zueinander bewegbaren Kontaktstücken (8, 10) der Trenneinrichtung (7) überträgt. In der kinematischen Kette ist eine Koppelanordnung (12) mit einer Kupplung (14a, 14b) angeordnet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Überspannungsableiteranordnung mit einer spannungsabhängigen Impedanzeinrichtung, welche zumindest teilweise von einem Gehäuse umgeben und mittels einer über eine das Gehäuse durchsetzende kinematische Kette betätigbaren Trenneinrichtung schaltbar ist.
  • Eine derartige Überspannungsableiteranordnung ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 10 2012 217 310 A1 bekannt. Die dortige Überspannungsableiteranordnung weist eine spannungsabhängige Impedanzeinrichtung auf, die innerhalb eines Gehäuses angeordnet ist. Die spannungsabhängige Impedanzeinrichtung ist über eine Trenneinrichtung schaltbar, wobei zum Betätigen der Trenneinrichtung eine das Gehäuse durchsetzende kinematische Kette Verwendung findet. Bei der bekannten Überspannungsableiteranordnung ist die kinematische Kette in Form einer bewegbaren Zentralstange ausgeführt. Dadurch ist eine einfache und zuverlässige Betätigung der Trenneinrichtung der Überspannungsableiteranordnung gewährleistet. Ein mechanischer Fehler an der Zentralstange kann jedoch zu einem Totalausfall der Überspannungsableiteranordnung führen. Insbesondere eine Reparatur bzw. ein Austausch der Zentralstange macht umfangreiche Montagearbeiten sowohl am Gehäuse als auch an der Trenneinrichtung notwendig.
  • Daher ergibt sich als Aufgabe für die Erfindung, eine Überspannungsableiteranordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche in vereinfachter Form instandsetzbar ist.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Überspannungsableiteranordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die kinematische Kette eine Koppelanordnung aufweist.
  • Eine Überspannungsableiteranordnung ist eine Anordnung, welche in einem Elektroenergieübertragungsnetz eingesetzt werden kann. Ein Elektroenergieübertragungsnetz dient einer Übertragung elektrischer Energie zwischen einer Energiequelle und einer Energiesenke. Dabei sind die Elektroenergieübertragungsnetze hinsichtlich Bemessungswerten ausgelegt. Eine elektrische Isolation ist beispielsweise hinsichtlich einer Bemessungsspannung ausgelegt. Eine Überlastung einer elektrischen Isolation kann zu einer irreparablen Schädigung führen. Zum Schutz kann ein Elektroenergieübertragungsnetz mit einer so genannten Überspannungsableiteranordnung ausgestattet werden, welche im Störfall, also im Falle einer Überschreitung einer Bemessungsspannung einer Reduzierung bzw. Begrenzung einer so genannten Überspannung dient. Dazu kann eine Überspannungsableiteranordnung bedarfsweise einen Ableitstrom über einen Ableitstrompfad fließen lassen. Der Ableitstrompfad kann beispielsweise gegen Erdpotential geschaltet werden. Der Ableitstrompfad kann beispielsweise von einem Phasenleiter zu einem Erdpotential verlaufen. Dabei kann ein Ableitstrompfad eine spannungsabhängige Impedanzeinrichtung aufweisen. In Abhängigkeit einer über der spannungsabhängigen Impedanzeinrichtung anliegenden elektrischen Spannung variiert der Betrag der Impedanz der spannungsabhängigen Impedanzeinrichtung. Eine spannungsabhängige Impedanzeinrichtung kann den Ableitstrompfad zumindest teilweise bilden. Beispielsweise kann die spannungsabhängige Impedanzeinrichtung als Varistor ausgeführt sein/einen Varistor aufweisen. Ein Varistor weist eine Bemessungsspannung auf, oberhalb welcher er ein niederimpedantes Verhalten aufweist und unterhalb welcher er ein hochimpedantes Verhalten aufweist. Ein Ändern des Impdedanzverhaltens erfolgt in Abhängigkeit einer Spannungsbelastung der spannungsabhängigen Impedanzeinrichtung/des Varistors. In einem einfachen Falle kann die spannungsabhängige Impedanzeinrichtung beispielsweise eine Pegelfunkenstrecke aufweisen. Bevorzugt werden in der spannungsabhängigen Impedanzeinrichtung Metalloxide eingesetzt, welche ein spannungsabhängiges Impedanzverhalten aufweisen. Geeignet haben sich beispielsweise Zinkoxidelemente, welche eine dauerhafte galvanische Verbindung zwischen dem zu überwachenden elektrischen Potential (beispielsweise Hochspannungspotential eines Phasenleiters) in einem Elektroenergieübertragungsnetz und Erdpotential ausbilden. Bei dieser Bauform kann es zu einem Auftreten eines Leckagestromes kommen.
  • Die spannungsabhängige Impedanzeinrichtung ist weiterhin mit einer Trenneinrichtung verbunden, mittels welcher die spannungsabhängige Impedanzeinrichtung in Betrieb zu setzen bzw. außer Betrieb zu nehmen ist. Die Trenneinrichtung kann Teil des Ableitstrompfades sein. Bevorzugt können die spannungsabhängige Impedanzeinrichtung und die Trenneinrichtung elektrisch in Reihe geschaltet werden. Die Trenneinrichtung kann beispielsweise am erdpotentialseitigen Ende der spannungsabhängigen Impedanzeinrichtung im Ableitstrompfad angeordnet sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Trenneinrichtung am potentialseitigen Ende des Ableitstrompfades angeordnet ist. Je nach Einsatzort einer Antriebseinrichtung kann diese auf demselben elektrischen Potential der Trenneinrichtung oder auf einem abweichenden elektrischen Potential angeordnet sein. Bedarfsweise kann eine zur Übertragung einer Bewegung einzusetzende kinematische Kette einen elektrisch isolierenden Abschnitt zur Überbrückung einer elektrischen Potentialdifferenz aufweisen. Bevorzugt kann die Trenneinrichtung durch eine konventionelle Schalteinrichtung gebildet sein. Eine konventionelle Schalteinrichtung weist relativ zueinander bewegbare Kontaktstücke auf, welche miteinander in galvanischen Kontakt bringbar bzw. voneinander trennbar sind. Die Trenneinrichtung kann beispielsweise zu Sicherheitszwecken an der Überspannungsableiteranordnung eingesetzt sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Trenneinrichtung beispielsweise zu Prüfzwecken die spannungsabhängige Impedanzeinrichtung vom Erdpotential abkoppelt bzw. den Ableitstrompfad unterbricht und so ein Ansprechen der spannungsabhängigen Impedanzeinrichtung, beispielsweise bei auftretenden Prüfüberspannungen verhindert.
  • Über eine kinematische Kette kann eine Betätigung der Trenneinrichtung erfolgen. Die Betätigung der Trenneinrichtung erfolgt beispielsweise durch das Einkoppeln einer Relativbewegung, auf relativ zueinander bewegbare Schaltkontaktstücke der Trenneinrichtung. Dabei kann vorgesehen sein, dass zumindest eines der beiden Schaltkontaktstücke zu einer Betätigung einer Schaltstrecke der Trenneinrichtung in Bewegung versetzt wird. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass beide Schaltkontaktstücke zur Erzeugung einer Relativbewegung bewegt werden. Die Trenneinrichtung sollte dabei so ausgelegt sein, dass ein Betätigen der Trenneinrichtung lediglich im nahezu stromlosen Zustand, d. h. im hochimpedanten Zustand der spannungsabhängigen Impedanzeinrichtung zulässig ist. Entsprechend können kostengünstige Trenneinrichtungen verwendet werden, welche vereinfachte Schaltkontaktstücke aufweisen, die keine zusätzliche Einrichtung zum Löschen von Schaltlichtbögen und dergleichen aufzuweisen brauchen.
  • Die kinematische Kette kann die relativ zueinander bewegbaren Schaltkontaktstücke bzw. eines der relativ zueinander bewegbaren Schaltkontaktstücke mit einer Antriebseinrichtung verbinden, wobei in der Antriebseinrichtung die notwendige Energiewandlung erfolgen kann, um eine Relativbewegung der Schaltkontaktstücke hervorzurufen. Beispielsweise kann die Antriebseinrichtung elektrische Energie in mechanische Energie wandeln und so eine Relativbewegung der Schaltkontaktstücke der Trenneinrichtung hervorgerufen werden. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass eine beliebige Umsetzung/Wandung einer Energieform erfolgt.
  • Eine Koppeleinrichtung kann als Teil der kinematischen Kette wirken. Dazu kann die Koppeleinrichtung beispielsweise ein Maschinenelement (z. B. Welle) aufweisen, welches einer Übertragung einer Bewegung dient. Mittels der Koppeleinrichtung kann ein Auftrennen der kinematischen Kette vorgenommen werden. Die Koppeleinrichtung bildet eine Schnittstelle in der kinematischen Kette.
  • Die spannungsabhängige Impedanzeinrichtung kann beispielsweise einen Varistor oder mehrere parallel geschaltete Varistoren aufweisen. Je nach erwarteter Belastbarkeit kann so ein Ableitstrom auf mehrere Varistoren verteilt werden. Weiterhin kann jeder Varistor auch aus Teilelementen zusammengesetzt werden. Beispielsweise können Blöcke (z. B. Metalloxidblöcke) zu einem Varistor verspannt werden, wobei auch mehrere verspannte Varistoren elektrisch parallel verschaltet werden können. Unabhängig von der Anzahl der elektrisch parallel verschalteten Varistoren kann die kinematische Kette zum Schalten eines oder mehrerer Varistoren genutzt werden. Bevorzugt können über die kinematische Kette gegebenenfalls mehrere Schaltstrecken einer Trenneinrichtung betätigt werden, so dass eine synchrone Betätigung auch mehrerer Schaltstrecken ermöglicht ist.
  • Die kinematische Kette kann verschiedene Maschinenelemente aufweisen. Die kinematische Kette dient einer Übertragung von Bewegungsenergie, beispielsweise von einer Antriebseinrichtung bis zu einem relativ bewegbaren Schaltkontaktstück einer Trenneinrichtung. Dabei durchsetzt die kinematische Kette das Gehäuse bzw. eine Wandung des Gehäuses, so dass das Gehäuse eine mechanisch schützende Barriere zwischen Antriebseinrichtung und Trenneinrichtung darstellen kann. Eine Koppelanordnung in der kinematischen Kette gestattet es, die kinematische Kette bedarfsweise aufzulösen, bzw. die kinematische Kette bedarfsweise zu unterbrechen oder zu modifizieren. Beispielsweise kann so ein Wechsel der Antriebseinrichtung ermöglicht werden, ohne die Trenneinrichtung selbst in ihrer Struktur zu beeinflussen bzw. in das Innere des Gehäuses eingreifen zu müssen. Bevorzugt kann die Koppelanordnung auch außerhalb des Gehäuses, d. h. außerhalb des Bereiches des Gehäuses, welcher die spannungsabhängige Impedanzeinrichtung umgibt, zugänglich sein. Beispielsweise können bei einer Störung einer Antriebseinrichtung Bauteile der Antriebseinrichtung ausgetauscht werden. Die Schutzwirkung des Ableitstrompfades bzw. der spannungsabhängigen Impedanzeinrichtung kann dabei erhalten bleiben. Die Kontaktierung der spannungsabhängigen Impedanzeinrichtung mit Erdpotential, insbesondere über die Trenneinrichtung kann so auch bei einem Austausch bzw. einer Reparatur an der kinematischen Kette erhalten bleiben.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Koppelanordnung eine Welle aufweist.
  • Eine Welle ist ein mechanisches Bauteil, welches große Kräfte übertragen kann und dabei eine hohe Steifigkeit aufweist. Des Weiteren ist eine Welle günstig zu lagern. Eine Welle kann auch während einer Drehbewegung gut abgedichtet werden. Insofern kann die Welle genutzt werden, um eine Wandung des Gehäuses, gegebenenfalls gedichtet zu queren. Dabei kann die Welle verschiedene Abschnitte in axialer Richtung aufweisen. Beispielsweise kann die Welle Abschnitte mit unterschiedlichen Querschnitten aufweisen, so dass eine gestufte Welle gegeben ist. Weiter kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Kugellager, insbesondere mehrere Kugellager axial beabstandet an der Welle angeordnet sind und insbesondere zwischen zwei axial beabstandeten Kugellagern eine Dichtung zum radialen Dichten einer Drehbewegung der Welle angeordnet ist. Bevorzugt kann dabei vorgesehen sein, dass der Durchmesser der Welle im Abschnitt der Lagerung einen geringeren Betrag aufweist als im Abschnitt der radialen Dichtung. Die Welle kann dabei in Querungsrichtung der Wandung die Wandung nur geringfügig überragen. Ein Großteil der axialen Erstreckung der Welle kann innerhalb der Wandung angeordnet sein. Dadurch ist ein stabiles Lagern der Welle in der Wandung des Gehäuses ermöglicht. Stirnseitig können an der Welle weitere Bewegungen und Kräfte übertragen werden.
  • Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Koppelanordnung eine Wandung des Gehäuses fluiddicht durchsetzt.
  • Ein fluiddichtes Durchsetzen des Gehäuses ermöglicht es, das Gehäuse selbst mit einem elektrisch isolierenden Fluid, insbesondere einem Gas, zu befüllen und ein Verflüchtigen desselben durch ein Dichten der Koppelanordnung zu verhindern. Dabei kann eine Welle der Koppelanordnung, beispielsweise mittels einer Radialdichtung gedichtet werden, um eine Drehbewegung der Welle fluiddicht ausführen zu können.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Koppelanordnung mit einem Getriebe verbunden ist.
  • Mittels eines Getriebes kann eine Über- und/oder Untersetzung von Kräften erfolgen, welche über die Koppelanordnung der kinematischen Kette übertragen werden können. Das Getriebe kann dabei Teil der kinematischen Kette sein. Somit ist es möglich, Bewegungen zu unter- bzw. übersetzen, um in einfacher Form eine Antriebsbewegung auf relativ zueinander bewegbare Schaltkontaktstücke der Trenneinrichtung zu übertragen. Vorteilhafterweise kann dabei ein Getriebe eingesetzt werden, welches selbsthemmend ausgeführt ist, so dass beispielsweise von Schaltkontaktstücken ausgehende Bewegungen in die kinematische Kette nicht rückgekoppelt werden können, sondern durch ein selbstsperrendes Getriebe gesperrt werden. Als selbstsperrende Getriebe können beispielsweise Schneckenradgetriebe oder Spindelgetriebe usw. Verwendung finden.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Koppelanordnung mit einer Kupplung, insbesondere eine Formschlusskupplung, verbunden ist.
  • Mittels einer Kupplung kann die kinematische Kette aufgelöst bzw. hergestellt werden. Die Kupplung kann dabei in verschiedenartigster Form ausgebildet sein. Beispielsweise kann mittels der Kupplung gezielt ein Entkuppeln bzw. auftrennen eines Kraftflusses über die kinematische Kette vorgesehen sein, so dass beispielsweise eine Bedienung der Trennschalteinrichtung nicht möglich ist. Weiterhin gestattet eine Kupplung ein Auftrennen der kinematischen Kette, um beispielsweise einzelne Bauteile der kinematischen Kette auszutauschen, eine Antriebseinrichtung der kinematischen Kette zu ersetzen, zu reparieren usw. Durch die Verwendung einer Formschlusskupplung kann auf Grund der Formgebung der Kuppelpartner der Kupplung eine Kraftübertragung über die kinematische Kette erfolgen. Bevorzugt kann dabei eine gegengleiche Formgebung der Kuppelpartner vorgesehen sein, so dass eine möglichst schlupffreie Übertragung einer Antriebsbewegung über die Koppelanordnung ermöglicht ist.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass eine mit der kinematischen Kette verbundene Antriebseinrichtung an das Gehäuse angeflanscht ist.
  • Eine Antriebseinrichtung kann dazu dienen, eine Bewegung in die kinematische Kette einzuleiten. Die Antriebseinrichtung kann eine Wandlung einer Energieform in eine andere Energieform bewirken, um eine Relativbewegung zwischen Schaltkontaktstücken der Trenneinrichtung hervorzurufen. Beispielsweise kann die Antriebseinrichtung ein Kurbelgetriebe aufweisen, in welches eine Drehbewegung einleitet wird, die wiederum über die Kupplung auf die Koppelanordnung, insbesondere auf eine Welle der Koppelanordnung weitergeleitet wird. Durch ein Anflanschen der Antriebseinrichtung ist die Möglichkeit gegeben, die Kupplung zu sichern und ein unerwünschtes Lösen der Kupplung zu verhindern. Die Kupplung kann beispielsweise bei Ausführung als Formschlusskupplung derart ausgestaltet sein, dass in Anflanschrichtung der Antriebseinrichtung an das Gehäuse ein Einkuppeln der Kupplung erfolgt und dass mit einem Festlegen der Antriebseinrichtung am Gehäuse eine Sicherung/Betätigung der Kupplung gegeben ist. Dadurch kann die Kupplung über die Verflanschung des Gehäuses mit der Antriebseinrichtung eingekuppelt sowie gesichert werden.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das Gehäuse mit einem elektrisch isolierenden Fluid befüllt ist.
  • Eine Befüllung des Gehäuses mit einem elektrisch isolierenden Fluid gibt die Möglichkeit, ein elektrisch isolierendes Fluid auszuwählen, welches über eine gute elektrische Isolationsfähigkeit verfügt. Dazu kann das Gehäuse als Kapselungsgehäuse ausgebildet sein, so dass ein unerwünschtes Verflüchtigen des innerhalb des Gehäuses anzuordnenden elektrisch isolierenden Fluids verhindert ist. Bevorzugt kann das Gehäuse auch als Druckbehälter ausgeführt sein, so dass ein Differenzdruck zwischen dem Inneren des Gehäuses sowie der Umgebung des Gehäuses erzeugt werden kann. Dadurch besteht die Möglichkeit, innerhalb des Gehäuses ein Überdruck zu erzeugen und das elektrisch isolierende Fluid unter Überdruck zu setzen und so dessen elektrische Isolationsfestigkeit zusätzlich zu vergrößern. Das Gehäuse kann beispielsweise zumindest teilweise aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet sein, welches bevorzugt Erdpotential führen kann. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, einen elektrisch leitenden Gehäuseabschnitt als Kontaktierungspunkt zur Ausbildung eines Erdungspunktes für den Ableitstrompfad heranzuziehen. Entsprechend ist das Gehäuse für eine Stromtragfähigkeit der zu erwartenden Ableitströme auszulegen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Gehäuse zumindest teilweise oder vollständig elektrisch isolierend ausgeführt ist. Insbesondere an einem elektrisch isolierenden Abschnitt des Gehäuses kann ein elektrisch isoliertes Einbetten einer Anschlussleitung für die spannungsabhängige Impedanzeinrichtung vorgesehen sein, so dass beispielsweise ein elektrisch isoliertes Hindurchführen eines Hochspannungsanschlusses durch eine Wandung des Gehäuses hindurch ermöglicht ist. Die Anschlussleitung kann Teil des Ableitstrompfades sein. Jegliche Querung des Gehäuses, sei es eine Querung des Ableitstrompfades am hochspannungsseitigen Ende oder am erdseitigen Ende oder eine Querung der kinematischen Kette, sollte dabei fluiddicht und insbesondere druckfest ausgestaltet sein. Beispielsweise kann zur druckfesten Ausgestaltung einer Passage der kinematischen Kette ein radiales Dichten, insbesondere einer Welle der Koppelanordnung vorgesehen sein.
  • Als elektrisch isolierende Fluide eignen sich beispielsweise fluorhaltige Medien wie beispielsweise Schwefelhexafluorid, Fluorketone, Flurnitrile usw. Als geeignet haben sich jedoch auch Stickstoff, insbesondere gereinigte atmosphärische Luft sowie Kohlendioxid usw. erwiesen. Die Fluide können dabei bevorzugt in einem gasförmigen Zustand vorliegen, so dass das Innere des Gehäuses von dem Fluid umspült ist. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Fluid im Inneren des Gehäuses zumindest teilweise in einem flüssigen Zustand vorliegt.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Kupplung durch ein Anflanschen der Antriebseinrichtung betätigt ist.
  • Ein Anflanschen der Antriebseinrichtung an das Gehäuse ermöglicht es, das Gehäuse sowie die Antriebseinrichtung relativ zueinander zu fixieren. Entsprechend ist ein winkelstarrer Verbund zwischen Antriebseinrichtung und Gehäuse ermöglicht. Durch diesen winkelstarren Verbund kann die Kupplung in der kinematischen Kette betätigt werden, so dass eine Übertragung einer Bewegung über die Kupplung bzw. die Koppelanordnung der kinematischen Kette vorgenommen werden kann. Durch ein Anflanschen der Antriebseinrichtung kann so zum einen ein Betätigen der Kupplung erfolgen, beispielsweise können Kupplungsklauen von Kuppelpartnern ineinandergreifen und so eine Rotation über die Kupplung übertragen werden. Weiter kann die Kupplung in ihrem Kuppelzustand durch das Anflanschen gesichert werden.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass sich an die Welle zumindest einerseits, insbesondere beiderseits der Koppelanordnung eine Spindel anschließt.
  • Eine rotierende Spindel ermöglicht es, eine auf der Spindel aufsitzende "Nuss" axial zu verschieben. Dadurch ist es möglich, eine Drehbewegung der Spindel in einfacher Form in eine Linearbewegung zu wandeln. So ist es beispielsweise möglich, eine Drehbewegung durch das Gehäuse hindurch über die Welle zu übertragen und über eine sich anschließende Spindel diese Bewegung in eine laterale Bewegung zu wandeln. So ist es beispielsweise möglich, eine lineare Relativbewegung zwischen Schaltkontaktstücken der Trenneinrichtung zu erzeugen. Gleichzeitig wird durch die Spindel ein Rückbewegen bzw. ein Einleiten von Impulsen, beispielsweise ausgehend von den Schaltkontaktstücken der Trenneinrichtung in die kinematische Kette gesperrt. Die selbstsperrende Wirkung der Spindel ist hier von Vorteil. Zumindest einerseits, insbesondere beiderseits der Koppelanordnung kann die Welle als Spindel fortgesetzt werden. Insbesondere kann zumindest eine Spindel koaxial fluchtend zu der Welle verlaufen, so dass eine stirnseitige Verbindung der Spindel mit der Welle vorgesehen sein kann. Insbesondere können beiderseits einer Wandung des Gehäuses Kupplungen vorgesehen sein, um jeweils eine Spindel mit der Welle zu verbinden. Dabei können die Kupplungen voneinander abweichende Bauformen aufweisen. Beispielsweise kann die Spindel mit einer Welle verstiftet sein oder auch nach Art einer Federpassung verbunden sein. Des Weiteren können Spindel und Welle mittels Klauen ineinandergreifen oder durch ein Formstück, z. B. eine Hülse geeigneter Passung, miteinander verbunden sein.
  • Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend näher beschrieben. Dabei zeigt die
    • Figur 1:
    einen schematischen Querschnitt durch eine Überspannungsableiteranordnung mit einer kinematischen Kette und die
    Figur 2:
    eine Koppelanordnung der kinematischen Kette im Detail.
  • Die Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Überspannungsableiteranordnung. Die Überspannungsableiteranordnung weist ein Gehäuse 1 auf. Das Gehäuse 1 ist in Form eines Hohlkörpers ausgeführt, wobei das Gehäuse 1 teilweise elektrisch leitende Wandungen sowie teileweise elektrisch isolierende Wandungen aufweist. Wandungen des Gehäuses 1, welche aus elektrisch leitendem Material gebildet sind, sind mit Erdpotential beaufschlagt. Vorliegend weist das Gehäuse 1 im Wesentlichen eine hohlzylindrische Struktur auf, welche koaxial zu einer Hauptachse 2 ausgerichtet ist. Ein stirnseitiges Ende des Gehäuses 1 ist zur Ausbildung einer elektrisch isolierenden Wandung durch einen scheibenförmigen elektrischen Isolator 3 gebildet. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, einen Phasenleiter in das Innere des Kapselungsgehäuses einzuführen, wobei aufgrund der elektrisch isolierenden Wirkung des elektrisch isolierenden Isolators 3 ein Kurzschließen bzw. unmittelbares Kontaktieren mit Erdpotential einer elektrisch leitenden Wandung verhindert ist. Ein Ableitstrompfad erstreckt sich von einem Hochspannungspotential 4 bis zu einem Erdpotential 5. Der Ableitstrompfad weist einen Varistor 6 auf. Der Varistor 6 dient als spannungsabhängige Impedanzeinrichtung. Der Varistor 6 weist bevorzugt mehrere axial übereinander gestapelte und verspannte Metalloxidblöcke auf, um eine ausreichende Spannungsfestigkeit zu erreichen. Der Varistor 6 ist einerseits mit Hochspannungspotential 4 und andererseits mit Erdpotential 5 kontaktiert. Der Varistor 6 ist in dem Gehäuse 1 zwischen dem elektrisch isolierenden Isolator 3 sowie dem Erdpotential 5 führenden Abschnitten des Gehäuses 1 mechanisch gehalten.
  • Erdpotentialseitig ist in dem Ableitstrompfad zwischen dem Varistor 6 und dem Erdpotential 5 ist eine Trenneinrichtung 7 angeordnet. Die Trenneinrichtung 7 ist alternativ auch am entgegengesetzten Ende des Varistors 6 positionierbar. Gegebenenfalls muss zur Vermeidung eines Kurzschließens des Varistors 6 in diesem Falle ein Abschnitt einer kinematischen Kette zum Betätigen der Trenneinrichtung 7 elektrisch isolierend ausgeführt werden. Die Trenneinrichtung 7 ermöglicht eine Auftrennung des Ableitstrompfades. Die Trenneinrichtung 7 weist dazu ein bewegbares Kontaktstück 8 auf. Das bewegbare Kontaktstück 8 ist vorliegend bolzenförmig ausgestaltet und im Wesentlichen koaxial zur Hauptachse 2 angeordnet. Desweiteren ist das bewegbare Kontaktstück 8 axial der Hauptachse 2 verschieblich gelagert. Dazu ist ein Kontaktträger 9 vorgesehen, welcher mit dem Erdpotential 5 führenden Abschnitten des Gehäuses 1 elektrisch leitend verbunden, insbesondere an diesen Abschnitten des Gehäuses 1 gelagert ist. Über eine Gleitbuchse des Kontaktträgers 9 ist das bewegbare Kontaktstück 8 axial verschieblich geführt und dauerhaft mit Erdpotential 5 beaufschlagt. Die Trenneinrichtung 7 weist des Weiteren ein ortsfestes Kontaktstück 10 auf. Das ortsfeste Kontaktstück 10 ist vorliegend buchsenförmig ausgebildet, wobei die Buchsenöffnung formkomplementär zum bewegbaren Kontaktstück 8 ausgestaltet ist. Das ortsfeste Kontaktstück 10 ist mit dem erdpotentialseitigen Ende des Varistors 6 verbunden und elektrisch isoliert gegenüber den Abschnitten des Gehäuses 1 positioniert, welche Erdpotential 5 führen. Erst durch eine Kontaktierung bzw. Brückung einer Schaltstrecke der Trenneinrichtung zwischen den beiden Kontaktstücken 8, 10 ist ein Beaufschlagen des ortsfesten Kontaktstückes 10 mit Erdpotential möglich. Ein Öffnen der Schaltstrecke zwischen den Kontaktstücken 8, 9 führt zu einem elektrisch isolierten Anordnen des ortsfesten Kontaktstückes 10. Das ortsfeste Kontaktstück 10 nimmt in diesem Zustand ein sogenanntes schwimmendes, d. h. undefiniertes, elektrisches Potential an.
  • Zum Erzeugen einer Antriebsbewegung des bewegbaren Kontaktstückes 8 ist eine Antriebseinrichtung 11 vorgesehen. Die Antriebseinrichtung 11 ist an dem Gehäuse 1 angeflanscht. Die Antriebseinrichtung 11 dient einem Einkoppeln einer Bewegung auf eine kinematische Kette, welche eine Bewegung von der Antriebseinrichtung 11 bis zu dem bewegbaren Kontaktstück 8 überträgt. Dazu weist die kinematische Kette eine Koppelanordnung 12 auf. Die Ausgestaltung der Koppelanordnung 12 wird anhand der Figur 2 näher beschrieben. Die Koppelanordnung 12 weist eine drehbare Welle 13 auf, welche eine Wandung des Gehäuses 1 durchsetzt. Beiderseits der durchsetzten Wandung des Gehäuses 1 ist jeweils eine Kupplung 14a, 14b vorgesehen, um die Koppelanordnung 12 in eine kinematische Kette einzubinden. Die kinematische Kette weist vorliegend innerhalb des Gehäuses 1 eine über eine Kupplung 14b an die drehbare Welle 13 angekuppelte erste Spindel 15 auf. Außerhalb des Gehäuses 1 ist über eine Kupplung 14a eine zweite Spindel 16 mit der drehbaren Welle 13 verbunden. Die beiden Spindeln 15, 16 sind fluchtend angeordnet. Ebenso sind die beiden Spindeln 15, 16 fluchtend zu der drehbaren Welle 13 positioniert. Eine Ankupplung der Spindeln 15, 16 innerhalb bzw. außerhalb des Gehäuses 1 an die drehbare Welle 13 erfolgt jeweils an einander zugewandten stirnseitigen Enden von Welle 13 sowie Spindeln 15, 16.
  • Die erste Spindel 15 ragt in einen Gewindegang des bewegbaren Kontaktstückes 8 hinein, welches an einer Rotation gehindert ist. Dadurch erfolgt bei einer Rotation der ersten Spindel 15 eine Wandelung der Drehbewegung der ersten Spindel 15 in eine lineare Bewegung des bewegbaren Kontaktstückes 8. Über die zweite Spindel 16 ist mittels einer Handkurbel 17 ein Betätigen der kinematischen Kette ermöglicht. Die zweite Spindel 16 wird dazu mittels der Handkurbel 17 in Rotation versetzt, wobei über die Kupplung 14a eine Drehbewegung auf die drehbare Welle 13 sowie weiter über die Kupplung 14b eine Drehbewegung auf die erste Spindel 15 übertragen werden kann.
  • Eine auf der zweiten Spindel 16 axial verschieblich geführte Schaltkulisse 18 wird synchron zur Bewegung des bewegbaren Kontaktstückes 8 bewegt. Dadurch ist es möglich, an der Antriebseinrichtung 11 den Zustand bzw. die Relativlage des bewegbaren Kontaktstückes 8 abzubilden.
  • Im Folgenden wird anhand der Figur 2 prinzipiell der Aufbau einer Koppelanordnung 12 beschrieben. In der Figur 2 ist dazu die Antriebeinrichtung 11 wie aus der Figur 1 bekannt im Schnitt dargestellt. Entsprechend ist auch die drehbare Welle 13 der Koppelanordnung 12 im Schnitt dargestellt. Die Länge der drehbaren Welle 13 entspricht im Wesentlichen der Stärke der Wandung des Gehäuses 1, welches die drehbare Welle 13 durchsetzt. Als solches überragt die drehbare Welle 13 Mündungsöffnungen der von ihr durchsetzten Ausnehmung in einer Wandung des Gehäuses 1 nur geringfügig. Vorliegend weist die drehbare Welle 13 mehrere Querschnitte auf, wobei ein durchmessergrößerer zentraler Abschnitt 19 von zwei durchmessergeringeren Abschnitten flankiert ist. Der zentrale Abschnitt 19 ist von zwei axial beabstandeten Dichtungen 20 radial umgeben. Die beiden Dichtungen 20 dienen einer radialen Dichtung des zentralen Abschnittes 19 gegenüber einer innenmantelseitigen Fläche einer formkomplementär, bevorzugt kreiszylinderförmigen Ausnehmung in einer Wandung des Gehäuses 1. So ist eine radiale Abdichtung der Welle 13 gegenüber dem Gehäuse 1 gewährleistet. Bevorzugt kann die radiale Abdichtung druckfest ausgeführt sein. An den den zentralen Abschnitt 19 flankierenden durchmesserkleineren Abschnitten der Welle 13 ist eine Anordnung jeweils eines Kugellagers 21 vorgesehen. Mittels der Kugellager 21 ist eine Führung und Lagerung der Welle 13 unabhängig von weiteren Elementen der kinematischen Kette an dem Gehäuse 1 ermöglicht.
  • An den jeweiligen Stirnseiten der drehbaren Welle 13 ist die erste Spindel 15 bzw. die zweite Spindel 16 angekuppelt. Die beiden Spindeln 15, 16 sind jeweils über eine Kupplung 14a, 14b mit der drehbaren Welle 13 verbunden. Die beiden Kupplungen 14a, 14b sind dabei verschiedenartig ausgeführt. Die Kupplung 14a, welche einer Verbindung der drehbaren Welle 13 mit der zweiten Spindel 16 dient, weist ein hülsenförmiges Kuppelelement auf, welches formkomplementär auf die zweite Spindel 16 bzw. die drehbare Welle 13 aufgesteckt ist, wodurch ein formschlüssiger Verbund über das hülsenförmige Kuppelelement zwischen der zweiten Spindel 16 sowie der drehbaren Welle 13 gebildet ist. Alternativ kann beispielsweise auch diese Kupplung 14a in Form einer Federpassung, Presspassung oder ähnlichem ausgeführt sein.
  • Eine Verbindung der ersten Spindel 15 mit der drehbaren Welle 13 ist über eine Verstiftung vorgenommen, indem ein Querbolzen einen in eine stirnseitige Ausnehmung der drehbaren Welle 13 formkomplementär hineinragenden Abschnitt der ersten Spindel 15 durchdringt. Dabei ist die Lage des Stiftes derart gewählt, dass dieser im Bereich eines den zentralen Abschnitt 19 der ersten Welle 13 flankierenden Abschnittes liegt, wobei durch ein Aufsetzen eines Kugellagers 21 ein radiales Heraustreiben des Stiftes verhindert ist.
  • Die Ausnehmung in der Wandung des Gehäuses 1, welche die drehbare Welle 13 der Koppelanordnung 12 aufnimmt, ist derart ausgebildet, dass in Richtung der Verflanschung der Antriebseinrichtung 11 eine vorspringende Schulter innenseitig angeordnet ist, an welcher das Kugellager 21, welches die Verstiftung der Kupplung 14b sichert, axial anliegt. Infolgedessen sind auch die Dichtungen 20 sowie das andere Kugellager 21 mittelbar gegen die vorspringende Schulter gepresst. Dazu weist die Antriebseinrichtung 11 eine Anflanschplatte 22 auf. Die Anflanschplatte 22 weist eine zentrische Ausnehmung mit einer niederhaltenden Schulter 23 auf. Die niederhaltende Schulter 23 ist radial umlaufend ausgebildet und wirkt auf ein Kugellager 21 ein, welches wiederum über den zentralen Abschnitt 19 das weitere Kugellager 21 gegen die innenseitig vorspringende Schulter in der Wandung des Gehäuses 1 verpresst. Durch eine entsprechende Verbolzung 24 ist die Anflanschplatte 22 gegen das Gehäuse 1 verpresst. Entsprechend ist die Koppelanordnung 12 in der Wandung des Gehäuses 1, welches von der kinematischen Kette durchsetzt ist, gesichert. Die Kupplungen 24a, 24b sind durch das Verflanschen gesichert.
  • Dadurch ist eine Koppelanordnung 12 geschaffen, deren Kupplungen 14a, 14b durch ein Anflanschen der Antriebseinrichtung 11 gesichert sind.
  • Die zweite Spindel 16 ist über die Kupplung 14a mit der drehbaren Welle 13 verbunden. Um eine Lagerung der zweiten Spindel 16 zu verbessern, ist an der Anflanschplatte 22 ein Führungselement 25 angesetzt, welches koaxial zur Hauptachse 2 ausgerichtet ist. Beispielhaft ist das Führungselement 25 als Hohlzylinder ausgestaltet. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass beispielsweise mehrere Stehbolzen um die Hauptachse 2 verteilt eine analoge Funktion übernehmen. Das Führungselement 25 dient einer Bildung eines Anschlusspunktes 26, um einen Überwurf 27 zu befestigen. Der Überwurf 27 umgibt das Führungselement 25 und damit die zweite Spindel 16 außenmantelseitig und bildet für die zweite Spindel 16 eine Lagerbuchse 28. Zwei Kugellager sind in der Lagerbuchse 28 des Überwurfes 27 angeordnet.
  • Auf der zweiten Spindel 16 ist eine Schaltkulisse 30 verschieblich angeordnet. Die Schaltkulisse 30 ist am Führungselement 25 drehgesichert verschieblich gelagert, so dass eine axiale Verschiebung der Schaltkulisse 30 bei einer Rotation der zweiten Spindel 16 erfolgt. Die Position der Schaltkulisse 30 auf der zweiten Spindel 16 ist dabei zur Relativlage des bewegbaren Kontaktstückes 8 im Innern des Gehäuses 1 synchronisiert. Entsprechend sind am Führungselement 25 Meldekontakte 31, 32 angeordnet, welche ein Melden der Position des bewegbaren Schaltkontaktstückes 8 und damit einer Schaltzustandsanzeige für die Trenneinrichtung 7 dienen. Vorliegend sind die Meldekontakte 31, 32 mit entsprechenden Kontaktpunkten versehen, welche bei einem Passieren der Schaltkulisse 30 elektrisch gebrückt werden. Dadurch ist z. B. ein Melden des Schaltzustandes der Trenneinrichtung 7 in einer Leitwarte ermöglicht.
  • Zusätzlich kann eine Vorortanzeige des Schaltzustandes der Trenneinrichtung 7 an der Antriebseinrichtung 11 selbst vorgesehen sein. Dazu kann beispielsweise in dem Führungselement 25 bzw. in dem Überwurf 27 eine Ausnehmung 33, 34 vorgesehen sein, über welche die Lage der Schaltkulisse 30 optisch erfasst werden kann. Entsprechend kann die Schaltkulisse 30 im Bereich der Ausnehmungen 33, 34 mit einer Farbmarkierung versehen sein, um eine kontrastreiche Vorortanzeige des Schaltzustandes der Trenneinrichtung 7 zu ermöglichen.

Claims (9)

  1. Überspannungsableiteranordnung mit einer spannungsabhängige Impedanzeinrichtung, welche zumindest teilweise von einem Gehäuse (1) umgeben und mittels einer über eine das Gehäuse (1) durchsetzende kinematische Kette betätigbaren Trenneinrichtung (7) schaltbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die kinematische Kette eine Koppelanordnung (12) aufweist.
  2. Überspannungsableiteranordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Koppelanordnung (12) eine Welle (13) aufweist.
  3. Überspannungsableiteranordnung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Koppelanordnung (12) eine Wandung des Gehäuses (1) fluiddicht durchsetzt.
  4. Überspannungsableiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Koppelanordnung (12) mit einem Getriebe (15, 16) verbunden ist.
  5. Überspannungsableiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Koppelanordnung (12) mit einer Kupplung (14a, 14b), insbesondere eine Formschlusskupplung verbunden ist.
  6. Überspannungsableiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine mit der kinematischen Kette verbundene Antriebseinrichtung (11) an das Gehäuse (1) angeflanscht ist.
  7. Überspannungsableiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Gehäuse (1) mit einem elektrisch isolierenden Fluid befüllt ist.
  8. Überspannungsableiteranordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Kupplung (14a, 14b) durch ein Anflanschen der Antriebseinrichtung (11) betätigt ist.
  9. Überspannungsableiteranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    sich an die Welle (13) zumindest einerseits, insbesondere beiderseits der Koppelanordnung (12) einen Spindel (15, 16) anschließt.
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