EP3308385A1 - Überspannungsableiter mit mehreren säulen von widerständen, bei dem die säulen an einem ende mit einer haltevorrichtung befestigt sind, sowie ein verfahren zur montage eines überspannungsableiters - Google Patents

Überspannungsableiter mit mehreren säulen von widerständen, bei dem die säulen an einem ende mit einer haltevorrichtung befestigt sind, sowie ein verfahren zur montage eines überspannungsableiters

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EP3308385A1
EP3308385A1 EP16745074.1A EP16745074A EP3308385A1 EP 3308385 A1 EP3308385 A1 EP 3308385A1 EP 16745074 A EP16745074 A EP 16745074A EP 3308385 A1 EP3308385 A1 EP 3308385A1
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EP
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surge arrester
columns
arrester according
column
holding device
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Siemens AG
Siemens Corp
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Siemens AG
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/10—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
    • H01C7/12—Overvoltage protection resistors
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    • H01C7/10—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
    • H01C7/12—Overvoltage protection resistors

Definitions

  • a surge arrester having a plurality of columns of resistors, wherein the columns are fixed at one end to a holder, and a method of assembling a resistor
  • the invention relates to a surge arrester according to the preamble of claim 1 and to a corresponding method for mounting a surge arrester according to claim 11.
  • High voltage transmission lines transformers are connected to the ends of the transmission routes to ⁇ transform the voltage at the destination at a lower voltage level forth below. These transformers must be protected against overvoltages on the connected high-voltage transmission lines. Overvoltages occur, for example, during a lightning strike on the transmission line.
  • surge arresters are usually used, which have electrical components that have a high resistance below a predetermined voltage and above the predetermined voltage low resistance. The predetermined voltage is thereby provided slightly above the nominal voltage of the high-voltage transmission line, so that in the event of a lightning strike, the overvoltage triggers the surge arrester, which dissipates a current to earth until the overvoltage is reduced and the predetermined voltage is again undershot.
  • Such a surge arrester is known, for example, from the product brochure "High-voltage surge arresters, product guide” from Siemens AG, 2014, Order No. E50001-G630-A249-X-4A00 on page 9.
  • the model 3EL used there shows metal oxide blocks , which are on ge rods of a non-conductive material ⁇ plugged - this design is referred to as "Cage" - or cage ⁇ construction.
  • At the bottom of the Surge arrester is a device end with four
  • Example four - columns with resistive elements are connected in parallel.
  • the columns are attached to the top of the surge arrester with a substantially triangular retaining plate for each column.
  • a corner of the holding plate to the center of Studentswoodsab ⁇ ieiters is respectively oriented toward and secured there while the walls ⁇ ren two corners are orientated towards the outside and or attached.
  • This coupling element has one branch per column, the branches being deformable independently of one another. In this way, different lengths of the columns can be compensated by means of Koppelele ⁇ ment due to production, to produce a secure attachment.
  • the coupling element is designed as a slotted metal plate.
  • a contact or from ⁇ may be the same disk provided at the top end for each column, with the supply-related ferti ⁇ different lengths of the resistors and DA can be compensated with the columns.
  • it can be provided, for example, which compress the individual columns with springs.
  • the elevated support point is formed by ei ⁇ ne calotte, which is inserted into a recess in the holding device.
  • the raised support point is formed by a grub screw which is screwed into a thread in the column. This is an advantage because an improved adjustment is given in this way, when a column due to production is shorter or longer than the walls ⁇ ren columns is.
  • the grub screw can be combined with a Kalot ⁇ te, so be unscrewed from the calotte area, or be placed on its own on an otherwise flat pillar.
  • the surge arrester according to the invention is due to the increased geddling Aufla ⁇ between the column and the holding device a interim trained. This is an advantage because the air can escape through the gap during the so-called casting during assembly of the surge arrester; the formation of an air cushion between the resistance columns with corresponding quality losses is avoided.
  • each column has a Incr ⁇ th edition point. This is an advantage because all columns can be fixed without tilting.
  • the columns are secured at their walls ⁇ ren end on a base plate. This is an advantage because a base plate is a long-proven design for surge arresters.
  • stabilizing rods are provided for bracing the columns, each forming a cage for each column. It can, for example, glass fiber reinforced threaded rods are used, which are screwed on top and bottom of nuts on the base plate and the Garvor ⁇ direction and thus clamp the columns.
  • the cage for each column is formed by three stabilizing rods each. This is an advantage, because it ensures a secure fixing of the column.
  • the stabilization Stan ⁇ gene are such connected with the holding device, that the pillars raised at the raised support point supporting point are firmly clamped. This is an advantage, because such a Verrut ⁇ rule or tilting of the columns is avoided.
  • three columns are provided. This is an advantage because with three columns, each having a He ⁇ elevated support point, a particularly stable three-point support is produced.
  • the object is to address a method with which an overvoltage ladder is particularly easy, quick and secure mountable.
  • the invention achieves this object by a method according to claim 11.
  • the same advantages result analogously as explained above for the surge arrester according to the invention.
  • the figures show a schematic representation of a preferred embodiment of a surge arrester according to the invention. It shows
  • Figure 1 is a first partial view of an inventive
  • FIG. 2 is a second partial view of the surge arrester according to Figure 1
  • Figure 3 is a side view of the surge arrester
  • FIG. 4 is a detail view of the surge arrester
  • Figure 5 is a fourth partial view of the surge arrester.
  • the stabilizing rods 2-7 are bolted below the base plate by nuts.
  • the three resistance ⁇ columnar each have a dome 8,9,10 than increased circulation ⁇ point for a holding device 19th
  • Each resistance column 11, 12, 13 has, as shown in FIGS. 2 and 3, a plurality of disk-shaped resistors arranged one above the other.
  • the resistance column 11 has the resistors 14-17.
  • Figures 3 to 5 show that the holding device 19 is formed as a holding plate having recesses 18,20, in which the respective dome 8-10 of the resistance columns 11,12,13 are introduced.
  • the holding device 19 can be placed on all three resistance columns during assembly of the surge arrester, so that there is a stable three-point support on the calotte 8-10 without tilting or slipping.
  • Another advantage is that production-related differences in length of the three columns can be easily and safely compensated.
  • the holding device 19 is shown in a longitudinal section, so that the intervention of dome 8 can be shown in the recess 18. In the actual surge arrester, however, the fixture 19 will completely cover the three resistive columns 11-13.
  • the holding device 19 is then screwed by means of nuts at the upper end of the stabilizing rods 2-7, so that the three columns 11-13 between base plate 1 and holding device 19 are fixed.

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Abstract

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Überspannungsableiter mit mehreren Säulen (11,12,13) von Widerständen (14,15,16,17), bei dem die Säulen (11,12,13) an einem Ende mit einer Haltevorrichtung (19) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Säule (11,12,13) an dem einen Ende einen erhöhten Auflagepunkt (8,9,10) aufweist, um mittels der Haltevorrichtung (19) eine Punktauflage für die mindestens eine Säule (11,12,13) auszubilden. Ferner ist ein Verfahren zur Montage eines Überspannungsableiters Gegenstand der Erfindung.

Description

Beschreibung
Überspannungsabieiter mit mehreren Säulen von Widerständen, bei dem die Säulen an einem Ende mit einer Haltevorrichtung befestigt sind, sowie ein Verfahren zur Montage eines
Überspannungsabieiters
Die Erfindung betrifft einen Überspannungsabieiter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein entsprechendes Verfah- ren zur Montage eines Überspannungsabieiters gemäß Anspruch 11.
Bei Hochspannungsüberlandleitungen werden an den Enden der Übertragungstrassen Transformatoren angeschlossen, um die Spannung am Zielort auf ein niedrigeres Spannungsniveau her¬ unter zu transformieren. Diese Transformatoren müssen vor Überspannungen auf den angeschlossenen Hochspannungsüberlandleitungen geschützt werden. Überspannungen entstehen z.B. bei einem Blitzeinschlag auf der Überlandleitung. Zum Schutz der Transformatoren werden daher i.d.R. so genannte Überspannungsabieiter eingesetzt, die elektrotechnische Bauelemente aufweisen, die unterhalb einer vorgegebenen Spannung eine hohen Widerstand aufweisen und oberhalb der vorgegebenen Spannung einen geringen Widerstand. Die vorgegebene Spannung wird dabei etwas oberhalb der Nennspannung der Hochspannungsüberlandleitung vorgesehen, so dass im Falle eines Blitzschlags die Überspannung den Überspannungsabieiter auslöst, der einen Strom auf Erde ableitet, bis die Überspannung abgebaut und die vorgegebene Spannung wieder unterschritten wird.
Ein solcher Überspannungsabieiter ist z.B. aus der Produktbroschüre „High-voltage surge arresters, Product guide" der Siemens AG, 2014, Order No . E50001-G630-A249-X-4A00 auf Seite 9 bekannt. Das dort gezeigte Modell 3EL verwendet Metaloxid- blocke, die auf Stäbe aus einem nicht-leitenden Material ge¬ steckt sind - diese Bauform wird als „Cage"- oder Käfigbau¬ weise bezeichnet. Um die Metalloxidblöcke ist eine Isolier¬ schicht aus Silikongummi angebracht. An dem unteren Ende des Überspannungsleiters ist ein Vorrichtungsende mit vier
Schraubverbindungen dargestellt.
Des Weiteren ist aus der Druckschrift WO 94/14171 ein Über- spannungsableiter bekannt, bei dem mehrere - im gezeigten
Beispiel vier - Säulen mit Widerstandselementen parallel geschaltet sind. Die Säulen werden dabei an der Oberseite des Überspannungsabieiters mit einer im Wesentlichen dreieckför- migen Halteplatte für jede Säule befestigt. Dabei ist jeweils eine Ecke der Halteplatte zur Mitte des Überspannungsab¬ ieiters hin orientiert und dort befestigt, während die ande¬ ren beiden Ecken nach außen hin orientiert und oder befestigt sind . Ferner ist aus der Druckschrift W02010 /010067 bekannt, bei einem Überspannungsabieiter mit vier Säulen für Widerstände ein Koppelelement einzusetzen, das an der Oberseite der Säu¬ len zur Befestigung dient. Dieses Koppelelement hat je einen Zweig pro Säule, wobei die Zweige unabhängig voneinander ver- formbar sind. Auf diese Weise können mittels des Koppelele¬ ments fertigungsbedingt unterschiedliche Längen der Säulen ausgeglichen werden, um eine sichere Befestigung herzustellen. Dabei ist das Koppelelement als geschlitzte Metallplatte ausgebildet .
Ausgehend von einem bisherigen Überspannungsabieiter mit mehreren Säulen von Widerständen, bei dem die Säulen an einem Ende mit einer Haltevorrichtung befestigt sind, stellt sich an die Erfindung die Aufgabe, einen Überspannungsleiter anzu- geben, der besonders einfach, schnell und sicher montierbar ist .
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch einen Überspannungsab¬ ieiter gemäß Anspruch 1.
Beispielsweise kann für jede Säule eine Kontakt- bzw. Aus¬ gleichsscheibe am oberen Ende vorgesehen sein, mit der ferti¬ gungsbedingte unterschiedliche Länge der Widerstände und da- mit der Säulen ausgeglichen werden können. In diesem Fall ist es zweckmäßig den Auflagepunkt auf der Kontakt- bzw. Aus¬ gleichsscheibe vorzusehen. Weiterhin kann es z.B. vorgesehen sein, die die einzelnen Säulen mit Federn zusammenzudrücken.
Es ist ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen
Überspannungsabieiters, dass über den Auflagepunkt eine pa- rallele Krafteinleitung in die Widerstände ohne Verkantung möglich ist. Hierdurch wird es vermieden, dass die Widerstände in den Säulen durch ungleichmäßige Krafteinleitung zerbrechen . In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Überspannungsabieiters ist der erhöhte Auflagepunkt durch ei¬ ne Kalotte gebildet, die in eine Ausnehmung in der Haltevorrichtung eingeführt ist. Dies ist ein Vorteil, weil auf diese Weise eine stabile Punktauflage gebildet wird, denn mittels der Kalotte wird auch bei einem leicht schiefen auflegen der Haltevorrichtung, z.B. aufgrund von fertigungsbedingt leicht unterschiedlich lange Säulen, eine parallele Krafteinleitung in die Säule ohne verrutschen oder verkannten ermöglicht. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters ist der erhöhte Auflagepunkt durch eine Madenschraube gebildet, die in ein Gewinde in der Säule eingeschraubt ist. Dies ist ein Vorteil, weil auf diese Weise eine verbesserte Einstellmöglichkeit gegeben ist, wenn eine Säule fertigungsbedingt kürzer oder länger als die ande¬ ren Säulen ist. Dabei kann die Madenschraube mit einer Kalot¬ te kombiniert werden, also aus dem Bereich der Kalotte herausgeschraubt werden, oder für sich allein auf einer ansonsten flachen Säule angeordnet werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters ist durch den erhöhten Aufla¬ gepunkt zwischen der Säule und der Haltevorrichtung ein Zwi- schenraum ausgebildet. Dies ist ein Vorteil, weil über den Zwischenraum bei dem so genannten Vergießen während der Montage des Überspannungsabieiters die Luft entweichen kann; die Bildung eines Luftpolsters zwischen den Widerstandssäulen mit entsprechenden Qualitätsverlusten wird vermieden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters weist jede Säule einen erhöh¬ ten Auflagepunkt auf. Dies ist ein Vorteil, weil so alle Säu- len ohne Verkanten befestigt werden können.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters sind die Säulen an ihrem ande¬ ren Ende auf einer Grundplatte befestigt. Dies ist ein Vor- teil, weil eine Grundplatte eine lange bewährte Bauform für Überspannungsabieiter ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters sind zur Verspannung der Säu- len Stabilisierungsstangen vorgesehen, die jeweils einen Käfig für jede Säule ausbilden. Es können z.B. glasfaserverstärkte Gewindestangen eingesetzt werden, die oben und unten jeweils über Muttern auf die Grundplatte und die Haltevor¬ richtung geschraubt werden und so die Säulen einspannen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters ist der Käfig für jede Säule durch je drei Stabilisierungsstangen ausgebildet. Dies ist ein Vorteil, weil so ein sicheres Festlegen der Säule gewähr- leistet ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters sind die Stabilisierungsstan¬ gen derart mit der Haltevorrichtung verbunden, dass die Säu- len an dem erhöhten Auflagepunkt erhöhten Auflagepunkt fest eingespannt sind. Dies ist ein Vorteil, weil so ein Verrut¬ schen oder Verkanten der Säulen vermieden wird. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters sind drei Säulen vorgesehen. Dies ist ein Vorteil, weil mit drei Säulen, die je einen er¬ höhten Auflagepunkt aufweisen, eine besonders stabile Drei- punktauflage hergestellt wird.
Ferner stellt sich ausgehend von einem bisherigen Verfahren zur Montage eines Überspannungsabieiters an die Erfindung die Aufgabe, ein Verfahren anzugehen, mit dem ein Überspannungs- leiter besonders einfach, schnell und sicher montierbar ist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch einen Verfahren gemäß Anspruch 11. Es ergeben sich sinngemäß die gleichen Vorteile wie eingangs für den erfindungsgemäßen Überspannungsabieiter erläutert .
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung zeigen die Figuren in schematischer Darstellung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters. Dabei zeigt
Figur 1 eine erste Teilansicht eines erfindungsgemäßen
Überspannungsabieiters, und
Figur 2 eine zweite Teilansicht des Überspannungsabieiters gemäß Figur 1, und
Figur 3 eine Seitenansicht des Überspannungsabieiters, und
Figur 4 eine Detailansicht des Überspannungsabieiters, und
Figur 5 eine vierte Teilansicht des Überspannungsabieiters.
In den Figuren 1 bis 5 ist ein bevorzugtes Ausführungsbei¬ spiel eines erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters in ver- schiedenen Teilansichten und Detailansichten dargestellt.
Auf einer Grundplatte 1 sind drei Widerstandsäulen 11,12,13 angeordnet, die durch Stabilisierungsstangen 2-7 festgehalten werden. Die Stabilisierungsstangen 2-7 sind unterhalb der Grundplatte durch Muttern verschraubt. Die drei Widerstands¬ säulen weisen je eine Kalotte 8,9,10 als erhöhten Auflage¬ punkt für eine Haltevorrichtung 19 auf.
Jede Widerstandssäule 11,12,13 weist, wie in Figur 2 und 3 gezeigt, mehrere übereinander angeordnete, scheibenförmige Widerstände auf. Beispielhaft weist die Widerstandssäule 11 die Widerstände 14-17 auf.
Figuren 3 bis 5 zeigen, dass die Haltevorrichtung 19 als eine Halteplatte ausgebildet ist, die Aussparungen 18,20 aufweist, in die die jeweiligen Kalotten 8-10 der Widerstandssäulen 11,12,13 eingeführt werden. Auf diese Weise kann die Halte- Vorrichtung 19 auf allen drei Widerstandssäulen bei der Montage des Überspannungsleiters aufgelegt werden, so dass sich ohne Verkanten oder Verrutschen eine stabile Dreipunktauflage auf den Kalotten 8-10 ergibt. Ein weiterer Vorteil ist es, dass produktionsbedingte Längenunterschiede der drei Säulen einfach und sicher ausgeglichen werden können.
In den Figuren 3 bis 5 ist die Haltevorrichtung 19 in einem Längsschnitt dargestellt, damit das Eingreifen von Kalotte 8 in die Aussparung 18 gezeigt werden kann. Im tatsächlichen Überspannungsabieiter wird die Haltevorrichtung 19 jedoch die drei Widerstandssäulen 11-13 vollständig überdecken. Die Haltevorrichtung 19 wird dann mittels Muttern am oberen Ende der Stabilisierungsstangen 2-7 festgeschraubt, so dass die drei Säulen 11-13 zwischen Grundplatte 1 und Haltevorrichtung 19 festgelegt sind.

Claims

Patentansprüche
1. Überspannungsabieiter mit mehreren Säulen (11,12,13) von Widerständen (14,15,16,17), bei dem die Säulen (11,12,13) an einem Ende mit einer Haltevorrichtung (19) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens eine Säule (11,12,13) an dem einen Ende einen er¬ höhten Auflagepunkt (8,9,10) aufweist, um mittels der Halte¬ vorrichtung (19) eine Punktauflage für die mindestens eine Säule (11,12,13) auszubilden.
2. Überspannungsabieiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erhöhte Auflagepunkt (8,9,10) durch eine Kalotte gebildet ist, die in eine Ausnehmung (18,20) in der Haltevorrichtung (19) eingeführt ist.
3. Überspannungsabieiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erhöhte Auflagepunkt (8,9,10) durch eine Madenschraube gebildet wird, die in ein Gewinde in der Säule eingeschraubt ist.
4. Überspannungsabieiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch den erhöhten Auf¬ lagepunkt (8,9,10) zwischen der Säule (11,12,13) und der Hal- tevorrichtung (19) ein Zwischenraum ausgebildet ist.
5. Überspannungsabieiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Säule (11,12,13) einen erhöhten Auflagepunkt (8,9,10) ausweist.
6. Überspannungsabieiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Säulen (11,12,13) an ihrem anderen Ende auf einer Grundplatte (1) befestigt sind .
7. Überspannungsabieiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verspannung der Säulen (11,12,13) Stabilisierungsstangen (2,3,4,5,6,7) vorge- sehen sind, die jeweils einen Käfig für jede Säule (11,12,13) ausbilden .
8. Überspannungsabieiter nach Anspruch 7, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Käfig für jede Säule (11,12,13) durch je drei Stabilisierungsstangen (2,3,4,5,6,7) ausgebildet ist.
9. Überspannungsabieiter nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierungsstangen (2,3,4,5,6,7) derart mit der Haltevorrichtung (19) verbunden sind, dass die Säulen (11,12,13) an dem erhöhten Auflagepunkt (8,9,10) fest eingespannt sind.
10. Überspannungsabieiter nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass drei Säulen (11,12,13) vorgesehen sind.
11. Verfahren zur Montage eines Überspannungsabieiters nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch
ein derartiges Befestigen der Haltevorrichtung (19) auf den Säulen (11,12,13), dass die Säulen (11,12,13) an erhöhten Auflagepunkten (8,9,10) zusammengepresst werden.
EP16745074.1A 2015-08-05 2016-07-19 Überspannungsableiter mit mehreren säulen von widerständen, bei dem die säulen an einem ende mit einer haltevorrichtung befestigt sind, sowie ein verfahren zur montage eines überspannungsableiters Not-in-force EP3308385B1 (de)

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