WO2006084822A1 - Verfahren zur ummantelung eines varistorblockes mit einer elektrisch isolierenden umhüllung sowie varistorblock für einen überspannungsableiter - Google Patents

Verfahren zur ummantelung eines varistorblockes mit einer elektrisch isolierenden umhüllung sowie varistorblock für einen überspannungsableiter Download PDF

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varistor block
block
electrically insulating
sheath
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Bernd Kruska
Rolf-günter RAUTMANN
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H01C1/034—Housing; Enclosing; Embedding; Filling the housing or enclosure the housing or enclosure being formed as coating or mould without outer sheath

Definitions

  • the invention relates to a method for sheathing a varistor block for a surge arrester having an electrically insulating sheath as well as to a varistor block which can be produced according to this method.
  • overvoltage arresters in electric power transmission networks. Surges occur, for example, by lightning strikes in overhead lines.
  • the overvoltage arresters serve to cause their breakdown in the event of overvoltages.
  • the surge arresters are equipped with varistor blocks. These varistor blocks have a very high or a very low impedance as a function of an applied voltage. By a corresponding dimensioning resp. Selection of the varistor block can thus be controlled depending on the voltage level of the electric power transmission network Ableitstrompfad. By means of the current flowing through the Ab ⁇ leitstrompfad leakage current, the overvoltage is reduced. After reaching an uncritical voltage level, the varistor block again assumes a very high impedance, so that the leakage current path is almost completely interrupted.
  • a varistor for surge ⁇ abieiter metal oxide is used.
  • the metal oxide is brought into a block form, for example, by sintering or pressing. Due to the process, the surface of the varistor block has a certain roughness. To reduce the roughness and the surface with a certain mechanical 2005 P 02497 DE
  • the application of the electrically insulating sheath is comparatively complicated and, despite the most careful application of the sheath, the quality of the sheath varies.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a method which allows a rapid sheathing of a varistor block with an electrically insulating sheath and thereby allows a high quality of the transition from the varistor block to the electrically insulating sheath.
  • a pressure I can now, for example, solierband easily wound around the varistor
  • the pressure prevailing outside the joint overpressure presses the tape to the Va ⁇ on ristorblock.
  • Another effective manufacturing method may provide that the electrically insulating sheath is arranged around the varistor block like a tube. With such an arrangement, removal of the gas molecules in the contact area can take place even before the actual application of the envelope to the varistor block. In addition to the removal of gas molecules, it is of course also possible to remove any foreign bodies such as dusts from the joint area. Electrically insulating sheaths are advantageously formed from cured or at least partially cured plastics.
  • a particularly advantageous embodiment may provide that the application of the envelope takes place in an evacuated room. 2005 P 02497 DE
  • a particularly effective removal of gas molecules from the region of the support of the electrically insulating sheath on the varistor block can be achieved by evacuation of a complete room.
  • a strong negative pressure also referred to as vacuum generated. This ensures that both gas arranged in the joining region and gas around the entire assembly is removed. As a result, subsequent flow of undesired gas molecules into the support region of the electrically insulating sheath is hardly possible anymore.
  • a further advantageous embodiment can provide that the envelope is deformed under the action of thermal energy.
  • Shrink sleeves are available inexpensively in a variety of sizes as yard goods cost. Since the varistor block is to be completely surrounded by the electrically insulating covering, except for its electrical contacting points, heat-shrinkable tubes are particularly suitable for achieving a gap-free
  • shrink tubes are easily deformed by the action of thermal energy. They develop a comparatively high moment of force. As a result, the varistor block is supported in its mechanical stability. Furthermore, the outgoing of the shrink tube force can be used to wei ⁇ tere elements, such as fitting body to attach the connection points on the varistor block to fix and position.
  • the wall thickness can be chosen such that the shrink tube itself is a kind of cushion layer around the varistor block. This makes it possible for the metal used to form a varistor, wel ⁇ ches is relatively brittle, to protect against mechanical damage. This results in further advantages with regard to a simplified transport of varistor blocks.
  • a further object of the invention is to specify a varistor block that can be used for a surge arrester, wherein the surge arrester has an enclosure made of an electrically insulating material.
  • the varistor block should have a high mechanical stability and be well protected against external mechanical forces.
  • Varistor block between the varistor block and envelope gas molecules are removed.
  • the direct support of the electrically insulative covering on a surface of varistor protects these ical before me ⁇ load. Occurring forces are attenuated by the envelope or. distributed over a larger surface area. Cavities are avoided by the gas molecules removed from the contact area between the electrically insulating enclosure and the varistor block. In addition to the mechanical stabilization of the varistor block, a dielectrically stable connection is created between the varistor block and the electrically insulating sheath. By an almost inclusion-free fitting of the electrically insulative covering on the outer surface of the varistor block the formation is suppressed by part ⁇ discharges.
  • Such partial discharges can lead to long-term use of the Varistorblockes that its electrical properties are negatively beeinfluß st and, where appropriate, a breakdown of the electrically insulating sheathing. Such breakdowns would constitute a ground fault in an electric energy transmission network which is intolerable.
  • a further advantageous embodiment may provide that the varistor block having a plurality of varistor elements joined together, the joining points are at least partially covered by the Umhül ⁇ lung.
  • a varistor block may, for example, be composed of several varistor elements. These sub-blocks at ⁇ all game, of the same metal are made or assembled from various metal oxides to ER by a certain resistance behavior of the varistor 2005 P 02497 DE
  • metal blocks or other electrically conductive elements are inserted into the varistor block assembled from a plurality of varistor elements.
  • the strain of the varistor elements can advantageously be applied from the elekt ⁇ driven insulating sheath.
  • a lateral displacement of the individual varistor elements is prevented against each other, so that after application of the envelope is a compact, consisting of many elements and the I solierumhüllung existing arrangement.
  • the overlaps of the joints often cover the gaps and projections which are often present there, and produce an outer, smooth surface.
  • racks of the feet ⁇ between the individual varistor elements it is important NEN the undesirable gas molecules in time for entfer ⁇ so that the I solierumhüllung intimately abuts on the surface of the varistor block.
  • end pieces are arranged at mutually remote ends of the varistor block, which have shoulders which are covered by the covering.
  • Ends arranged at opposite ends are advantageously provided with shoulders, which are also covered by the electrically insulating sheath. This is advantageous in particular when using a shrink tubing since a shrink tubing can also have a shrinkage effect in several dimensions. For one thing 2005 P 02497 DE
  • shrink tubing in particular a complete shrinkage of the varistor block with a shrink tube, allows a rapid application of the electrically insulating sheath.
  • FIG. 2 shows a varistor block during the application of an electrically insulating sheath according to a first method
  • FIG. 3 shows a varistor block when applying an electrically insulating sheath according to a second method.
  • the varistor block 1 shows a section through a varistor block 1.
  • the varistor block 1 has a plurality of varistor elements 2a, 2b, 2c, 2d.
  • the varistor 2a, 2b, 2c, 2d are se beispielswei ⁇ cylindrical shape and disposed with their cylinder axes coaxial with a Varistorblocksburgachse. 3
  • the end faces of the varistor elements 2a, 2b, 2c, 2d are each arranged lying against each other.
  • As a varistor 2a, 2b, 2c, 2d sintered Metalloxidblöcke ver ⁇ example, are reversible.
  • between the varistor elements 2a, 2b, 2c, 2d and metallic blocks or metallic Gephaseu ⁇ se can be used.
  • each end pieces 4a, 4b are arranged.
  • the end pieces 4a, 4b are designed as connection fittings, that is, they are designed as electrically conductive body having connection points, by means of which the varistor ⁇ ristorblock 1 can be introduced into a Ableitstrompfad.
  • the electrically insulating sheath 5 is formed for example from a wrapping of a plurality of ribbons or also, as in the present example of Figure 1, formed from a shrink tube.
  • the electrically insulating sheath 5 is located directly on the lateral surface of the varistor block 1, that is, between the joining region of the varistor block 1 and the electrically insulating Umhül ⁇ ment 5 are no gas inclusions or other body arranged net.
  • an adhesion promoter such as, for example, a sufier free melt adhesive or the like, may additionally be arranged there.
  • the end pieces 4a, 4b have in the axial direction of the Varistorblocksburgachse 3 away from each other shoulders. These shoulders are formed by tapering the circumference of the end pieces 4a, 4b with respect to the varistor block main axis 3.
  • the electrically insulating sheath engages around the shoulders of the end pieces 4a, 4b, so that the end pieces 4a, 4b and the varistor elements 2a, 2b, 2c, 2d are pressed against one another by the electrically insulating sheath 5.
  • FIGS. 2 and 3 two methods are presented which serve to apply an electrically insulating sheath to a varistor block 1. Equivalent components are provided in the figures with the same reference numerals as in the figure 1.
  • the varistor block 1 is provided with an electrically insulating sheath 5a.
  • the electrically insulating sheath 5a is formed of a plurality of turns wound on the varistor block 1.
  • Insulating tapes 6 are firmly wound onto the varistor block 1 for this purpose.
  • the bands 6 surround the shoulders of the end pieces 4a, 4b and thus form an intimate connection between the end pieces 4a, 4b and varistor elements 2a, 2b, 2c, 2d.
  • a strong negative pressure is generated in the immediate area of the winding zone of the insulating tapes 6.
  • this method can also find application in the use of a shrink tubing. There, a corresponding negative pressure is then generated in the interior of the shrink tubing and the tube shrunk onto the varistor block 1. Even with such an embodiment, the individual joints between the varistor elements 2a, 2005 P 02497 DE
  • FIG. 3 shows a further possibility of applying an electrically insulating sheath 5b.
  • a varistor block 1 is arranged inside a space evacuated by gas molecules 8. By means of a vacuum pump 9 unwanted gas molecules from the space 8 are removable. It can be provided that the evacuation is carried out during the application of the envelope to the varistor element 1 and / or that an evacuation also takes place before the beginning of the application of the insulating covering.
  • a varistor block 1 is arranged in a known training.
  • the varistor block 1 is surrounded by a shrink tube 5b, which represents an electrically insulating sheath. Due to the evacuation of the evacuated space 8 only a negligible number of gas molecules is present in this room.
  • the shrink tube 5b In a heat supply via a heater 10 is a AufSchrumpfung the shrink tube 5b.
  • the shrink tube 5b can thereby unmit ⁇ immediacy cling to the surface of the varistor block 1. Due to the prevailing vacuum in the evacuated space 8, the inclusion of voids between the 2005 P 02497 DE
  • Shrink tube 5b almost impossible.
  • the length of the shrink tubing 5b is dimensioned such that it lays over the shoulders of the end pieces 4a, 4b and the end pieces 4a, 4b with the interposition of the varistor elements 2a, 2b, 2c, 2d against each other pres st. This creates a mechanically stable block that has a smooth outer surface.

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Abstract

Verfahren zur Ummantelung eines Varistorblockes mit einer elektrisch isolierenden Umhüllung sowie Varistorblock für einen Überspannungsabieiter Ein Varistorblock (1) ist aus mehreren Varistorelementen (2a, 2b, 2c, 2d) gebildet. Um die Varistorelemente (2a, 2b, 2c, 2d) herum ist eine elektrisch isolierende Umhüllung (5, 5a, 5b) angeordnet. Die elektrisch isolierende Umhüllung (5, 5a, 5b) liegt unmittelbar auf einer Oberfläche des Varistorblockes (1) auf . Vor oder während einer Aufbringung der elektrisch isolierenden Umhüllung (5, 5a, 5b) auf den Varistorblock (1) werden unerwünschte Gasmoleküle aus dem Fügebereich zwischen einer Oberfläche des Varistorblockes (1) und der Umhüllung (5, 5a, 5b) entfernt.

Description

2005 P 02497 DE
Beschreibung
Verfahren zur Ummantelung eines Varistorblockes mit einer elektrisch isolierenden Umhüllung sowie Varistorblock für ei- nen Überspannungsabieiter
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ummantelung eines Varistorblockes für einen Überspannungsabieiter mit einer elektrisch isolierenden Umhüllung sowie auf einen Va- ristorblock, der gemäß diesem Verfahren herstellbar ist .
Es ist bekannt, in Elektroenergieübertragungsnetzen Überspan- nungsableiter einzusetzen . Überspannungen treten beispielsweise durch Blitzeinschläge in Freileitungen auf . Die Überspan- nungsableiter dienen dazu, bei dem Auftreten von Überspannungen deren Abbau zu bewirken . Dazu werden die Überspannungsab- leiter mit Varistorblöcken ausgestattet . Diese Varistorblöcke weisen in Abhängigkeit einer angelegten Spannung eine sehr hohe oder eine sehr geringe Impedanz auf . Durch eine entspre- chende Bemessung bzw . Auswahl des Varistorblockes kann so je nach Spannungsebene des Elektroenergieübertragungsnetzes ein Ableitstrompfad angesteuert werden . Mittels des über den Ab¬ leitstrompfad fließenden Ableitstromes wird die Überspannung reduziert . Nach dem Erreichen einer unkritischen Spannungshöhe nimmt der Varistorblock wieder eine sehr hohe Impedanz an, so dass der Ableitstrompfad nahezu vollständig unterbrochen ist .
Zur Ausbildung eines Varistorblockes für einen Überspannungs¬ abieiter wird Metalloxid verwendet . Das Metalloxid wird bei- spielsweise durch Sinterverfahren oder Pressverfahren in eine Blockform gebracht . Verfahrensbedingt weist die Oberfläche des Varistorblockes eine gewis se Rauhigkeit auf . Um die Rauhigkeit zu mindern und die Oberfläche mit einer gewis sen mechanischen 2005 P 02497 DE
Festigkeit auszustatten ist es bekannt, die Varistorblöcke beispielsweise mit Kunststoffbändern dicht zu umwickeln, so dass der komplette Varistorblock umhüllt ist und lediglich die zum Verschalten des Blockes in einen Ableitstrompfad notwendi- gen elektrischen Kontaktierungspunkte frei bleiben .
Dieses Umwickeln hat mit einem sehr hochwertigen Kunststoff zu erfolgen, da die Varistorblöcke im Mittel-, Hoch- und Höchst- spannungsbereich eingesetzt werden . Dort treten hohe elektri- sehe Felder auf, die eine elektrische Isolierung stark be¬ lasten . Die elektrisch isolierende Umhüllung muss sehr sorgfältig umwickelt werden, um keine Freiräume an dem Va¬ ristorblock zuzulassen . Aufgrund des hochwertigen und kostenintensiven Isoliermaterials soll die Menge an Isoliermaterial möglichst gering gehalten werden .
Die Aufbringung der elektrisch isolierenden Umhüllung ist vergleichsweise aufwändig und trotz sorgfältigster Aufbringung der Umhüllung schwankt die Qualität der Ummantelung .
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren anzugeben, welches ein rasches Ummanteln eines Varistorblockes mit einer elektrisch isolierenden Umhüllung ermöglicht und dabei eine hohe Qualität des Übergangs von dem Varistorblock zu der elektrisch isolierenden Umhüllung ermöglicht .
Erfindungsgemäß wird dies bei einem Verfahren der eingangs ge¬ nannten Art dadurch gelöst , das s vor und/oder während einer Aufbringung der Umhüllung auf den Varistorblock zwischen der Umhüllung und einer Oberfläche des Varistorblockes befindliche Gasmoleküle entfernt werden . 2005 P 02497 DE
Durch die Entfernung von Gasmolekülen die zwischen der elektrisch isolierenden Umhüllung und einer Oberfläche des Varistorblockes liegen, ist ein vergleichsweise schnelles Aufle¬ gen der elektrisch isolierenden Umhüllung unmittelbar auf die Oberfläche des Varistorblockes ermöglicht . Durch die Entfer¬ nung der Gasmoleküle wird ein unerwünschtes Einschließen von Gasen zwischen dem Varistorblock und der elektrisch isolierenden Umhüllung weitestgehend verhindert . Da während der Auf¬ bringung der Umhüllung nunmehr nicht mehr auf Gaseinschlüsse zu achten ist , kann ein schnelleres Aufbringen der isolierenden Umhüllung auf den Varistorblock erfolgen . Dadurch ist ein rascheres Komplettieren der Varistorblöcke gegeben . So kann beispielsweise vorgesehen sein, das s zwischen der Umhüllung sowie der Oberfläche des Varistorblockes ein Unterdruck er- zeugt wird. Aufgrund des im Grenzbereich herrschenden Unterdruckes kann nunmehr beispielsweise ein I solierband leicht um den Varistorblock gewickelt werden Der außerhalb der Fügestelle herrschende Überdruck presst das Isolierband auf den Va¬ ristorblock auf . Eine weitere effektive Fertigungsmethode kann vorsehen, das s die elektrisch isolierende Umhüllung schlauchartig um den Varistorblock herum angeordnet ist . Bei einer derartigen Anordnung kann bereits vor der eigentlichen Aufbringung der Umhüllung auf den Varistorblock eine Entfernung der Gasmoleküle im Auflagebereich erfolgen . Neben der Entfer- nung von Gasmolekülen sind selbstverständlich auch gegebenenfalls vorhandene Fremdkörper wie Stäube aus dem Fügebereich zu entfernen . Elektrisch isolierende Umhüllungen sind vorteilhaft aus ausgehärteten oder zumindest teilweise ausgehärteten Kunststoffen gebildet .
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung kann dabei vorsehen, dass die Aufbringung der Umhüllung in einem evakuierten Raum erfolgt . 2005 P 02497 DE
Eine besonders effektive Entfernung von Gasmolekülen aus dem Bereich der Auflage der elektrisch isolierenden Umhüllung auf dem Varistorblock kann durch eine Evakuierung eines kompletten Raumes erzielt werden . In diesem Falle wird beispielsweise in¬ nerhalb eines druckfesten Kessels ein starker Unterdruck, auch als Vakuum bezeichnet, erzeugt . Dadurch ist gewährleistet, dass sowohl im Fügebereich angeordnetes Gas als auch um die Gesamtanordnung herum befindliches Gas , entfernt wird. Dadurch ist ein Nachströmen von unerwünschten Gasmolekülen in den Auflagebereich der elektrisch isolierenden Umhüllung kaum mehr möglich .
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Umhüllung unter Einwirkung thermischer Energie verformt wird .
Insbesondere bei einer Verwendung eines evakuierten Raumes ist es vorteilhaft, die Umhüllung unter Hitzeeinwirkung zu verfor- men und die dabei entstehende Formänderung zu einem kraft¬ schlüssigen Verbund zwischen dem Varistorblock und der elektrisch isolierenden Umhüllung zu nutzen . Dies hat den Vorteil, dass zusätzliche Haftvermittler in den Fügebereich nicht mehr einzubringen sind, da aufgrund der Formänderung eine ausrei- chende winkelsteife Verbindung zwischen isolierender Umhüllung und Varistorblock gegeben ist . Es kann auch vorgesehen sein, in die Fügestelle zusätzlich einen Haftvermittler wie Schmelzkleber, Fette oder ähnliches einzubringen .
Vorteilhafterweise kann weiterhin vorgesehen sein, das s als
Umhüllung zumindest teilweise ein Schrumpfschlauch eingesetzt wird . 2005 P 02497 DE
Schrumpfschlauche sind in verschiedensten Größen als Meterware kostengünstig beziehbar . Da der Varistorblock bis auf seine elektrischen Kontaktierungspunkte nahe vollständig mit der e- lektrisch isolierenden Umhüllung umgeben sein soll , sind Schrumpfschlauche besonders geeignet, um eine lückenfreie
Oberfläche auf dem Varistorblock auszubilden . Weiterhin sind Schrumpfschlauche einfach durch Einwirkung von thermischer E- nergie verformbar . Dabei entwickeln sie ein vergleichsweise hohes Kraftmoment . Dadurch ist der Varistorblock in seiner me- chanischen Stabilität unterstützt . Weiterhin kann die von dem Schrumpfschlauch ausgehende Kraft dazu genutzt werden, um wei¬ tere Elemente, wie beispielsweise Armaturkörper zur Ausbildung der Anschlusspunkte an dem Varistorblock zu befestigen und zu positionieren . Bei einer Auswahl eines geeigneten Schrumpf- Schlauches kann die Wandstärke dabei derart gewählt werden, dass der Schrumpfschlauch selbst eine Art Polsterschicht um den Varistorblock darstellt . Dadurch ist es möglich, das zur Ausbildung eines Varistorblockes eingesetzte Metalloxid, wel¬ ches relativ spröde ist, vor mechanischen Beschädigungen zu schützen . Dadurch ergeben sich hinsichtlich eines vereinfachten Transportes von Varistorblöcken weitere Vorteile .
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es , einen Varistorblock anzugeben, der für einen Überspannungsabieiter einsetzbar ist, wobei der Überspannungsabieiter eine Umhüllung aus einem e- lektrisch isolierenden Material aufweist . Der Varistorblock soll eine hohe mechanische Stabilität aufweisen sowie gut vor von außen einwirkenden mechanischen Kräften geschützt sein .
Erfindungsgemäß wird dies bei einem Varistorblock der vorste¬ hend genannten Art dadurch gelöst, dass die Umhüllung unmit¬ telbar auf einer Oberfläche des Varistorblockes aufliegt und während und/oder vor einer Aufbringung der Umhüllung auf den 2005 P 02497 DE
Varistorblock zwischen Varistorblock und Umhüllung befindliche Gasmoleküle entfernt sind.
Die unmittelbare Auflage der elektrisch isolierenden Umhüllung auf einer Oberfläche des Varistorblockes schützt diese vor me¬ chanischer Belastung . Auftretende Kräfte werden durch die Umhüllung gedämpft bzw . auf einen größeren Flächenbereich verteilt . Durch die aus dem Auflagebereich zwischen elektrisch isolierender Umhüllung sowie dem Varistorblock entfernten Gas- moleküle sind Hohlräume vermieden . Neben der mechanischen Stabilisierung des Varistorblockes wird eine dielektrisch stabile Verbindung zwischen dem Varistorblock und der elektrisch isolierenden Umhüllung geschaffen . Durch ein nahezu einschlussfreies Anliegen der elektrisch isolierenden Umhüllung auf der Mantelfläche des Varistorblockes ist das Entstehen von Teil¬ entladungen unterdrückt . Derartige Teilentladungen können bei längerfristigem Einsatz des Varistorblockes dazu führen, dass seine elektrischen Eigenschaften negativ beeinflus st werden und gegebenenfalls ein Durchschlag der elektrisch isolierenden Umhüllung erfolgt . Derartige Durchschläge würden in einem E- lektroenergieübertragungsnetz einen Erdschlus s darstellen, der nicht tolerierbar ist .
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der Varistorblock mehrere aneinander gefügte Varistorelemente aufweist, deren Fügestellen zumindest teilweise von der Umhül¬ lung überdeckt sind.
Ein Varistorblock kann beispielsweise aus mehreren Varistor- elementen zusammengesetzt sein . Diese Teilblöcke können bei¬ spielsweise alle aus dem gleichen Metalloxid bestehen oder auch aus verschiedenen Metalloxiden zusammengesetzt werden, um ein bestimmtes Widerstandsverhalten des Varistorblockes zu er- 2005 P 02497 DE
zielen . Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass auch Metallblöcke oder andere elektrisch leitende Elemente in den aus mehreren Varistorelementen zusammengefügten Varistorblock eingefügt werden . Um einen möglichst geringen Übergangswiderstand zwischen den einzelnen Elementen zu erzeugen, müssen diese mit einer hohen Kraft aneinandergepresst werden . Die Verspannung der Varistorelemente kann vorteilhafterweise von der elekt¬ risch isolierenden Umhüllung aufgebracht werden . Durch eine Überdeckung der Fügestellen mit der elektrisch isolierenden Umhüllung wird ein seitliches Verschieben der einzelnen Varistorelemente gegeneinander verhindert, so dass nach einer Aufbringung der Umhüllung eine kompakte, aus vielen Elementen und der I solierumhüllung bestehende Anordnung vorliegt . Weiterhin werden durch die Überdeckung der Fügestellen die dort oftmals vorhandenen Spalten und Vorsprünge abgedeckt und eine äußere glatte Oberfläche erzeugt . Insbesondere an den Fü¬ gestellen zwischen den einzelnen Varistorelementen ist es wichtig, die unerwünschten Gasmoleküle rechtzeitig zu entfer¬ nen, so dass die I solierumhüllung innig an der Oberfläche des Varistorblockes anliegt .
Um eine hohe mechanische Festigkeit des Varistorblockes zu er¬ zielen, kann weiterhin vorgesehen sein, dass an voneinander abgewandten Enden des Varistorblockes Endstücke angeordnet sind, die Schultern aufweisen, welche von der Umhüllung überdeckt werden .
An voneinander abgewandten Enden angeordnete Endstücke sind vorteilhaft mit Schultern auszustatten, welche ebenfalls von der elektrisch isolierenden Umhüllung überdeckt sind. Insbesondere bei der Verwendung eines SchrumpfSchlauches ist dies von Vorteil, da ein Schrumpfschlauch auch in mehreren Dimensionen eine SchrumpfWirkung aufweisen kann . Zum einen erfolgt 2005 P 02497 DE
ein Anschmiegen des SchrumpfSchlauches an die Oberfläche des Varistorblockes , zum andern kann die Schrumpfwirkung zum Verspannen eines Varistorblockes , der aus verschiedenen Va¬ ristorelementen zusammengefügt ist, genutzt werden . Als End- stücke des Varistorblockes sind beispielsweise Endarmaturen einsetzbar, die der Ausbildung eines Kontaktierungspunktes zur Einbindung des Varistorblockes in einen Ableitstrompfad die¬ nen . Durch eine Überdeckung der Schulter wird weiterhin eine allseitige Umhüllung des Varistorblockes sichergestellt, so dass ein Eindringen von Fremdkörpern oder Feuchtigkeit verhindert ist .
Vorteilhafterweise kann dabei vorgesehen sein, das s die Umhül¬ lung zumindest teilweise aus einem Schrumpfschlauch gebildet ist .
Die zumindest teilweise Nutzung von Schrumpfschlauchen, insbesondere eine vollständige Umschrumpfung des Varistorblockes mit einem Schrumpfschlauch, gestattet ein zügiges Aufbringen der elektrisch isolierenden Umhüllung .
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden schematisch in Zeichnungen gezeigt und nachfolgend näher beschrie¬ ben .
Dabei zeigt die
Figur 1 einen Schnitt durch einen Varistorblock mit einer unmittelbar auf dessen Oberfläche aufgebrachten e- lektrisch isolierenden Umhüllung, die 2005 P 02497 DE
Figur 2 einen Varistorblock während der Aufbringung einer elektrisch isolierenden Umhüllung nach einem ersten Verfahren und die
Figur 3 einen Varistorblock bei einem Aufbringen einer elektrisch isolierenden Umhüllung nach einem zweiten Verfahren .
Die Figur 1 zeigt einen Schnitt durch einen Varistorblock 1. Der Varistorblock 1 weist mehrere Varistorelemente 2a, 2b, 2c, 2d auf . Die Varistorelemente 2a, 2b, 2c, 2d sind beispielswei¬ se zylinderförmig ausgestaltet und mit ihren Zylinderachsen koaxial zu einer Varistorblockhauptachse 3 angeordnet . Die Stirnseiten der Varistorelemente 2a, 2b, 2c, 2d sind jeweils aneinander liegend angeordnet . Als Varistorelemente 2a, 2b, 2c, 2d sind beispielsweise gesinterte Metalloxidblöcke ver¬ wendbar . Darüber hinaus können zwischen den Varistorelementen 2a, 2b, 2c, 2d auch metallische Blöcke oder metallische Gehäu¬ se eingesetzt werden . Je nach zur Verfügung stehenden Metall- oxiden können diese unterschiedliche Abmessungen aufweisen . Mittel der metallischen Blöcke, die in den Varistorblock 1 eingefügt werden, kann dann ein Längenausgleich des gesamten Varistorblockes 1 erzielt werden . Zusätzlich kann ein metalli¬ scher Block als thermische Senke dienen . Weiterhin können zwi- sehen den Varistorelementen 2a, 2b, 2c, 2d auch Gehäusebaugruppen eingesetzt werden, in die beispielsweise Überwachungs¬ einrichtungen für die Temperatur des Varistorblockes 1 einge¬ bracht sind. An den voneinander abgewandten Enden des Varistorblockes 1 sind jeweils Endstücke 4a, 4b angeordnet . Die Endstücke 4a, 4b sind als Anschlussarmaturen ausgestaltet, das heißt, sie sind als elektrisch leitende Körper ausgestaltet , die Anschlusspunkte aufweisen, mittels welcher der Va¬ ristorblock 1 in einen Ableitstrompfad einbringbar ist . Der 2005 P 02497 DE
gesamte Varistorblock 1 ist mit einer elektrisch isolierenden Umhüllung 5 umgeben . Die elektrisch isolierende Umhüllung 5 ist beispielsweise aus einer Umwicklung aus einer Vielzahl von Bändern gebildet oder auch, wie im vorliegenden Beispiel der Figur 1 , aus einem Schrumpfschlauch gebildet . Die elektrisch isolierende Umhüllung 5 liegt unmittelbar auf der Mantelfläche des Varistorblockes 1 auf, das heißt, zwischen den Fügebereich des Varistorblockes 1 und der elektrisch isolierenden Umhül¬ lung 5 sind keine Gaseinschlüsse oder andere Körper angeord- net . Zur Vermittlung einer hohen Haftung der elektrisch isolierenden Umhüllung 5 auf dem Varistorblock 1 kann dort zusätzlich jedoch ein Haftvermittler, wie beispielsweise ein einschlus sfreier Schmelzkleber oder ähnliches , angeordnet sein .
Die Endstücken 4a, 4b weisen in axialer Richtung der Varistorblockhauptachse 3 voneinander abgewandt Schultern auf . Diese Schultern sind durch konische Verringerung des Umfanges der Endstücke 4a, 4b bezüglich der Varistorblockhauptachse 3 gebildet . Die elektrisch isolierende Umhüllung umgreift die Schultern der Endstücke 4a, 4b, so dass die Endstücke 4a, 4b sowie die Varistorelemente 2a, 2b, 2c, 2d von der elektrisch isolierenden Umhüllung 5 gegeneinander gepres st werden .
Durch die elektrisch isolierende Umhüllung 5 ist der Varistorblock 1 gegen mechanische Einflüsse von außen geschützt . Weiterhin wird die Oberfläche des Varistorblockes 1 durch die elektrisch isolierende Umhüllung 5 nach außen hin geglättet und die Fügestellen der Varistorelemente 2a, 2b, 2c, 2d unter- einander sind durch die elektrisch isolierende Umhüllung 5 überdeckt . 2005 P 02497 DE
In den Figuren 2 und 3 werden zwei Verfahren vorgestellt, die der Aufbringung einer elektrisch isolierenden Umhüllung auf einen Varistorblock 1 dienen . Gleichwirkende Baugruppen sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen wie in der Figur 1 versehen .
In der Figur 2 wird der Varistorblock 1 mit einer elektrisch isolierenden Umhüllung 5a versehen . Die elektrisch isolierende Umhüllung 5a ist aus einer Vielzahl von Windungen gebildet, die auf den Varistorblock 1 aufgewickelt werden . Dazu werden Isolierbänder 6 fest auf den Varistorblock 1 aufgewickelt . Auch bei dieser Variante umgreifen die Bänder 6 die Schultern der Endstücke 4a, 4b und stellen so eine innige Verbindung zwischen den Endstücken 4a, 4b und Varistorelementen 2a, 2b, 2c, 2d dar . Um ein möglichst enges Anliegen der Isolierbänder auf der Oberfläche des Varistorblockes 1 zu gewährleisten, wird im unmittelbaren Bereich der Aufwickelzone der Isolierbänder 6 ein starker Unterdruck erzeugt . Durch ein geschicktes Anordnen einer Vielzahl von Bändern 6 und einer entsprechenden Wirktechnik kann im unmittelbaren Bereich der Aufwickelzone eine Entfernung von nicht erwünschten Gasmolekülen bewirkt werden . Dadurch wird dort gegenüber der Umgebung ein Unterdruck erzeugt , wodurch die Isolierbänder 6 straff auf die O- berfläche des Varistorblockes 1 gepresst werden .
Neben der Verwirkung einzelner Isolierbänder 6 um den Varistorblock 1 herum kann dieses Verfahren jedoch auch bei der Verwendung eines SchrumpfSchlauches Anwendung finden . Dort wird dann im Innern des SchrumpfSchlauches ein entsprechender Unterdruck erzeugt und der Schlauch auf den Varistorblock 1 aufgeschrumpft . Auch bei einer derartigen Ausgestaltung werden die einzelnen Fügestellen zwischen den Varistorelementen 2a, 2005 P 02497 DE
2b, 2c, 2d und den Endstücken 4a, 4b von der elektrisch isolierenden Umhüllung 5a vollständig umgeben .
Um ein Auseinanderfallen der aneinander liegenden Varistorele- mente 2a, 2b, 2c, 2d bzw . auch der Endstücke 4a, 4b während der Aufbringung der Umhüllung zu verhindern, können diese untereinander verklebt werden oder auch in einer entsprechenden Einspannvorrichtung gehalten werden . Dabei kann vorgesehen sein, das s die Einspannvorrichtung nach der vollständigen Um- hüllung mit der elektrisch isolierenden Umhüllung 5a entfernt wird und die Verspannkräfte vollständig von der elektrisch i- solierenden Umhüllung 5a aufgebracht werden .
Die Figur 3 zeigt eine weitere Möglichkeit der Aufbringung ei- ner elektrisch isolierenden Umhüllung 5b . Im vorliegenden Fall ist ein Varistorblock 1 im Innern eines von Gasmolekülen evakuierten Raumes 8 angeordnet . Mittels einer Vakuumpumpe 9 sind nicht erwünschte Gasmoleküle aus dem Raum 8 entfernbar . Dabei kann vorgesehen sein, dass die Evakuierung während des Auf- bringens der Umhüllung auf das Varistorelement 1 durchgeführt wird und/oder eine Evakuierung auch vor dem Beginn des Auf- bringens der Isolierumhüllung erfolgt . Im Innern des evakuierten Raumes 8 ist ein Varistorblock 1 in bekannter Ausbildung angeordnet . Der Varistorblock 1 ist von einem Schrumpfschlauch 5b umgeben, welcher eine elektrisch isolierende Umhüllung darstellt . Aufgrund der Evakuierung des evakuierten Raumes 8 ist in diesem Raum nur noch eine zu vernachlässigende Anzahl von Gasmolekülen vorhanden . Bei einer Wärmezuführung über eine Heizeinrichtung 10 erfolgt eine AufSchrumpfung des Schrumpf- Schlauches 5b . Der Schrumpfschlauch 5b kann sich dabei unmit¬ telbar an die Oberfläche des Varistorblockes 1 anschmiegen . Aufgrund des innerhalb des evakuierten Raumes 8 herrschenden Vakuums ist der Einschluss von Hohlräumen zwischen dem 2005 P 02497 DE
Schrumpfschlauch 5b nahezu ausgeschlossen . Die Länge des SchrumpfSchlauches 5b ist dabei derart bemessen, dass er sich über die Schultern der Endstücke 4a, 4b legt und die Endstücke 4a, 4b unter Zwischenlage der Varistorelemente 2a, 2b, 2c, 2d gegeneinander pres st . Dadurch entsteht ein mechanisch stabiler Block, der eine glatte äußere Oberfläche aufweist . Um die End¬ stücke 4a, 4b sowie die Varistorelemente 2a, 2b, 2c, 2d des Varistorblockes 1 vor dem Umschrumpfen mit dem Schrumpfschlauch 5b in Position zu halten, können entsprechende zu- sätzliche Haltevorrichtungen vorgesehen sein, oder es kann eine Verklebung der einzelnen Varistorelemente 2a, 2b, 2c, 2d und der Endstücke 4a, 4b für die Montage erfolgen .
Neben der Verwendung eines SchrumpfSchlauches können in dem evakuierten Raum 8 auch weitere Fertigungsverfahren zur Aufbringung einer elektrisch isolierenden Umhüllung 5 eingesetzt werden . So kann in dem evakuierten Raum 8 auch eine Wickeleinrichtung angeordnet sein, welche Isolierbänder um den Varistorblock 1 herum verwirkt und so eine elektrisch isolieren- den Umhüllung entsteht .

Claims

2005 P 02497 DEPatentansprüche
1. Verfahren zur Ummantelung eines Varistorblockes ( 1 ) für einen Überspannungsabieiter mit einer elektrisch isolierenden Umhüllung (5, 5a, 5b) , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass vor und/oder während einer Aufbringung der Umhüllung ( 5, 5a, 5b) auf den Varistorblock ( 1 ) zwischen der Umhüllung ( 5, 5a, 5b) und einer Oberfläche des Varistorblockes ( 1 ) befindliche Gasmoleküle entfernt werden .
2. Verfahren nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Aufbringung der Umhüllung ( 5, 5a, 5b) in einem evakuierten Raum ( 8 ) erfolgt .
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Umhüllung (5, 5a, 5b) unter Einwirkung thermischer Energie verformt wird .
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Umhüllung (5, 5a, 5b) zumindest teilweise ein Schrumpf- schlauch eingesetzt wird.
5.Varistorblock ( 1 ) für einen Überspannungsabieiter, mit eine Umhüllung (5, 5a, 5b) aus einem elektrisch isolierenden Material , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Umhüllung (5, 5a, 5b) unmittelbar auf einer Oberfläche des Varistorblockes ( 1 ) aufliegt und während und/oder vor einer Aufbringung der Umhüllung (5, 5a, 5b) auf den Varistorblock 2005 P 02497 DE
( 1 ) zwischen Varistorblock und Umhüllung befindliche Gasmoleküle entfernt sind .
6. Varistorblock nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Varistorblock ( 1 ) mehrere aneinander gefügte Varistorelemente (2a, 2b, 2c, 2d) aufweist , deren Fügestellen zumindest teilweise von der Umhüllung (5, 5a, 5b) überdeckt sind .
7. Varistorblock nach Anspruch 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass an voneinander abgewandten Enden des Varistorblockes ( 1 ) Endstücke ( 4a, 4b) angeordnet sind, die Schultern aufweisen, wel¬ che von der Umhüllung (5, 5a, 5b) überdeckt werden .
8. Varistorblock nach einem der Ansprüche 5 bis 7 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Umhüllung (5, 5a, 5b) zumindest teilweise aus einem Schrumpfschlauch gebildet ist .
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