WO2019052983A1 - Überspannungsableiter mit schwingungsdämpfungsmittel - Google Patents

Überspannungsableiter mit schwingungsdämpfungsmittel Download PDF

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WO2019052983A1
WO2019052983A1 PCT/EP2018/074392 EP2018074392W WO2019052983A1 WO 2019052983 A1 WO2019052983 A1 WO 2019052983A1 EP 2018074392 W EP2018074392 W EP 2018074392W WO 2019052983 A1 WO2019052983 A1 WO 2019052983A1
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surge arrester
stabilizing
vibration damping
varistor
stabilization
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PCT/EP2018/074392
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English (en)
French (fr)
Inventor
Dietmar Frank
Karsten HATZ
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/10—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
    • H01C7/12—Overvoltage protection resistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C1/00—Details
    • H01C1/01—Mounting; Supporting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C1/00—Details
    • H01C1/02—Housing; Enclosing; Embedding; Filling the housing or enclosure

Definitions

  • the invention relates to an overvoltage arrester according to the preamble of claim 1.
  • Surge arresters are used in medium- and high-voltage engineering in order to discharge overvoltages, for example on free lines, to earth in a controlled way. For example, Kings ⁇ nen such surges that the significantly above the nominal voltages to be protected electrical equipment, caused by lightning strikes or short circuits. usual
  • Surge arresters have electrical resistances, so-called varistors, which are below a predetermined value
  • Threshold voltage are hardly electrically conductive, when the overvoltage is exceeded, however, are very good electrically conductive.
  • the resistors are usually provided as disks of metal oxide semiconductor material, which are stacked to form a discharge column one above the other.
  • the Wider ⁇ slices always have a large contact surface to each other for the derivation of corresponding currents, the Ableit yarn is compressed. This can be done for example by means of ei ⁇ ner construction of two end fittings, between which the Ableit yarn is arranged with resistance discs. The compression is done by setting stabilizing means under tension in the end fittings.
  • Rods made of glass fiber reinforced plastic are often used as stabilizing agents, which are arranged concentrically around the discharge column and form a cage for the delivery column.
  • Cage-type surge arresters are known, for example, from the product brochure "3ES Surge Arrester - Metal-enclosed, SF6-insulated for High Voltage Systems up to 800 kV" from Siemens AG, 2008, Ord. No. E50001-U113-A296-V2- 7600 . Since this arrester with an electrical insulating gas sulfur hexafluoride (SF6) has filled housing on ⁇ , it is referred to as a "wafer trap". Such capsule arresters are often used in close proximity to other equipment. For example, in a gas-insulated switchgear mechanical oscillations in the range 0 Hz to 200 Hz may occur, which are transmitted to the Abieiter. It has been shown that in the
  • the object of the invention is to provide a
  • the invention solves this problem by a
  • the vibration damping means is electrically non-conductive. This is an advantage because short circuits are avoided. Further, it is preferable that the vibration damping means SF 6 is stable. In a further preferred embodiment of the surge arrester according to the invention, the vibration damping means is a spacing means which is provided between the Stabili ⁇ s istsstoffn and Varistorenklale. This is an advantage because the spacer means prevents direct attachment of the stabilizer to the varistor column when the stabilizers mechanically vibrate during operation of the trap. Preferably, a distance between the stabilizers and the varistor column of up to a few mm in length.
  • the spacer means has a substantially annular shape and circumscribes the Varistor column circumferentially. This is an advantage because in this way a simple and ponderegünster vibration protection can be built.
  • a ring made of a plastic material may be placed around the varistor column.
  • the Kunststoffoffring can be elastic and in his
  • a holding means for the spacer means is provided in the varistor column.
  • the retaining means may be provided as a disc with the same diameter as the through ⁇ Varistorencoupn in the Varistorenklale, wherein the retaining means comprises a circumferential Ausneh ⁇ mung for receiving said spacing means.
  • the circumferential recess is formed as a groove whose depth is less than the diameter of the spacer means. In this way, a portion of the spacer extends beyond the surface of the varistor column and can space the stabilizers.
  • the spacing means is designed as a substantially annular band, the band each having a recess for receiving a stabilization means.
  • a band according to the invention is at ⁇ play, a substantially rigid disk having ei ⁇ ner centrally disposed central recess, into which the
  • Varistor column is introduced. This is an advantage because the tape eg pilot holes for receiving the stabilization rods particularly good fixation of the Stabilization ⁇ medium allows.
  • the recesses should also be substantially cylindrical, at least in some areas. lindrisch, so be provided with a circular cross-section.
  • This coordination of the cross sections of recesses and stabilizing means on each other ensures a good clamping effect when setting the stabilizing agent in the recesses.
  • the material for the tape for example, an electrically non-conductive plastic can be used, wherein the tape is produced by an injection molding process. This is kos ⁇ -effectively and easily.
  • the tape can also be produced by means of an additive manufacturing method by means of a so-called 3D printer.
  • the spacing means is arranged in each case on each stabilization means in such a way that it spaces the respective stabilization means away from the varistor column.
  • the spacer means may be formed as a substantially annular shape and rotate the per ⁇ stays awhile stabilizing agent.
  • an elastic plastic ring may be placed around each stabilizer so as to prevent hitting against the varistor column.
  • z. B. in each case an O-ring with slight elongation, so that a clamping effect is achieved, are used.
  • the vibration damping means is a pressing means on which presses the stabilizing ⁇ medium to the Varistorenklale.
  • the contact pressure means has a substantially annular shape and circumferentially surrounds the stabilization means. This is an advantage, because the, for example, formed as an elastic Kunststoffoffring Anspressstoff all stabilizing agents and the
  • varistor column in its scope and can compress.
  • the contact pressure means is designed as a substantially annular band, the band each having a recess for receiving a stabilization means. This is an advantage because the tape provides a particularly high stability.
  • the stabilizing means are rod-shaped and braced in such a way between two end fittings, that the Varistoren yarn is compressed between the Endarma ⁇ structures. This is a long-proven cost-effective, durable and advantageous proven design.
  • the stabilizing means are electrically non-conductive. This is an advantage because short circuits are avoided.
  • the stabilizing ⁇ medium consist of a material which has at least partially a glass ⁇ fiber reinforced plastic (GRP). This is an advantage because GRP is inexpensive, easy to work with and long lasting. GRP is mechanically very tensile and cost-effective.
  • GRP rods are electrically non-conductive.
  • the stabilizing agent may be present as a plurality of rods being formed ⁇ that training a cage around the Varistorenklale the.
  • a rod according to the invention is a cylindrically shaped in Wesentli ⁇ chen body, so therefore has a circular cross-section.
  • a housing is provided which is designed to be filled with an electrically insulating fluid. This is an advantage because fluid-insulated arresters are suitable for the high voltage range, eg 123 kV or 145 kV.
  • electrically insulating fluid is essentially sulfur hexafluoride. This is part of a preliminary, because sulfur hexafluoride (SF6) tested a long time and be ⁇ Sonder is good Electrically insulating. It is usually present as gas in the Abieiter.
  • the surge arrester of invention according to the electrically isolie ⁇ Rende fluid consists essentially of an air-based insulating gas. This is an advantage because air-based insulating gases are climate-neutral compared to SF6. This makes them not be ⁇ Sonder's effort for the filling or emptying of a
  • the air-based insulating gas may consist essentially of 80% nitrogen and 20% oxygen, e.g. be purified and dried air.
  • Such a gas is known, for example, under the brand name "Clean Air” from Siemens AG.
  • FIG. 1 shows in a schematic representation of a first embodiment of a erfindungsge ⁇ MAESSEN surge arrester
  • FIG. 2 shows a first detail view of the surge arrester according to FIG. 1 in longitudinal section
  • FIG. 1 shows in a schematic representation of a first embodiment of a erfindungsge ⁇ MAESSEN surge arrester
  • Figure 4 is a third detail view of
  • Figure 5 is a fourth detail view of
  • FIG. 6 shows a second embodiment of a erfindungsge ⁇ MAESSEN vibration damping means
  • Figure 7 shows a third embodiment of a erfindungsge ⁇ MAESSEN vibration damping means
  • Figure 8 shows a fourth embodiment of a erfindungsge ⁇ MAESSEN vibration damping means
  • Figure 9 shows a fifth embodiment of a erfindungsge ⁇ MAESSEN vibration damping means.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a surge arrester OF INVENTION ⁇ to the invention 1.
  • the Abieiter l transcend a metallic housing 2.
  • a high voltage contact 4 and a high voltage connector 5 are provided, wherein the high voltage connector 5 is connected to an end fitting 6.
  • Ground voltage side a ground voltage contact 30 is provided, which is connected via a Erdwoods- connecting piece 31 with an end fitting 32.
  • Stabilizing means 8, 9 are clamped between the end fittings 6, 32.
  • As stabilizer 8, 9 GRP rods are used.
  • the stabilizing agents 8, 9 are in provided for recesses 10, 11, 33, 34 of the end fittings 6, 32 set.
  • the setting of the GRP rods can for example by crimping or by the insertion of
  • the stabilizing means 8, 9 are subjected to tensile stress in such a way that a stack of disc-shaped, electrical resistances 7, which is mounted between them, forms a varistor column 35.
  • the end fitting 6 On the high voltage side, the end fitting 6 is designed such that a shield 17 is formed by means of a cup-shaped extension of the end fitting 6 in the direction of the ground voltage side of the armature.
  • an electrical ⁇ cal insulating gas is provided inside the housing 2 . In this embodiment, sulfur hexafluoride is used.
  • two spacer washers 14 are used, which are needed to set the exact length of the varistor column 35.
  • each have a vibration damping means 15, 16 is provided in the spacers 14, the stabilizing means 8, 9 in a small distance to each NEN resistors 7
  • Varistor column 35 stops. In this way, it is prevented that interfering noises and / or mechanical Shu ⁇ occur at occurrence of mechanical vibrations in the range of several 100 Hz within the surge arrester. 1
  • FIG. 2 shows a detailed view of the
  • Varistor column 35 with the individual resistors 7 is achieved.
  • FIG. 3 shows a cross-section of the
  • the vibration damping means 15 is formed as an electrically non-conductive spacing means 15, comprising an annular We ⁇ essentially shapes and easily substantially cylindrical over the surface of the at ⁇ practicalen Varistor column survives. In this way, it causes a distance between the stabilizing means 8, 9, 20, 21 and the varistor disk 7.
  • an elastically deformable plastic ring 15, for example, an O-ring can be used.
  • FIG. 4 shows a detailed view of two spacer disks 14, which have slightly rounded outer surfaces.
  • a circumferential groove is formed, in which an elastic ring 15 can be set as a spacer.
  • 15 can be inserted under tension into the entspre ⁇ sponding groove of the spacer discs 14 of the elastic ring easily so that it is mechanically fixed.
  • Figure 5 shows this embodiment with a plastic ring 15 in a three-dimensional view.
  • FIG. 6 shows a second exemplary embodiment of a vibration damping means.
  • a single spacer plate 14 is provided, in the outer surface of an annular groove with a rectangular cross-section was introduced, for example by milling.
  • a substantially rectangular plastic ring mold 15 can be set so that it also easily protrudes. It is particularly preferred if the Di ⁇ bridge in the longitudinal direction E of the spacer plate 14 is the same size as a corresponding thickness of a varistor disk. This has the advantage that in the construction of a
  • annular spacer means 22 has a substantially annular band shape and has in the middle a large recess 24 which is provided for insertion over the Varistorenklale. Within the through ⁇ diameter of the annular spacer means 22 are recesses
  • FIG. 8 shows a fourth exemplary embodiment of a
  • Vibration damping means which forms out ⁇ as pressing means 23. It is for example an annular elastic plastic strip, which is ge outside ⁇ defines the contour of the Sta ⁇ bilmaschinesstoff 8, 9, 20, 21 and the Varistorenklale. Because the contact pressure means 23 presses the GFRP rods 8, 9, 20, 21 directly onto the varistor column, oscillation of the GFRP rods and striking of the GFRP rods against the varistor column 35 is avoided. Thus, the pressing of the GRP rods on the Varistorsusionn 7 prevents noise and mechanical damage within the Abieiters.
  • a further advantage of the use of a contact pressure means is that the contact pressure agent can be applied to any arbitrary position of an otherwise unchanged varistor column 35. In a variant of this embodiment, however, a holding means with at least ei ⁇ ner groove may be provided in the Varistorenklale to fix the contact pressure in the longitudinal direction.
  • FIG. 9 shows a fifth exemplary embodiment of a
  • Vibration damping means which forms as pressing means 25 is ⁇ .
  • This is an annular or bandför ⁇ shaped structure having recesses 26.
  • a central recess 24 serves to receive the varistor column 35, while the recesses 26 serve to receive the stabilizing agent. If the stabilizing agents are introduced into the recess 26, however, they are slightly above the inner contour 40 of the recess 24. If the diameter of the recess 24 is selected accordingly, the contact pressure means 25 causes the GFRP rods to be pressed onto the varistor column 35 and thus to a reduced oscillation affinity of the

Abstract

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Überspannungsableiter mit einer Varistorensäule, die mittels Stabilisierungsmitteln zwischen Endarmaturen verspannt ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Schwingungsdämpfungsmittel an den Stabilisierungsmitteln vorgesehen ist.

Description

Beschreibung
UBERSPAN N U NGSABLEITER MIT SCHWI NGU NGSDÄMPFU NGSMITTEL Die Erfindung betrifft einen Überspannungsabieiter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Überspannungsabieiter werden in der Mittel- und Hochspannungstechnik eingesetzt, um Überspannungen z.B. an Freilei- tungen kontrolliert zur Erde abzuleiten. Beispielsweise kön¬ nen solche Überspannungen, die wesentlich über den Nennspannungen der zu schützenden elektrischen Anlagen liegen, durch Blitzeinschlag oder Kurzschlüsse entstehen. Übliche
Überspannungsabieiter weisen elektrische Widerstände, sog. Varistoren auf, die unterhalb einer vorher festgelegten
Schwellenspannung kaum elektrisch leitend sind, bei Überschreiten der Überspannung jedoch sehr gut elektrisch leitend sind. Die Widerstände werden in der Regel als Scheiben aus Metalloxid-Halbleitermaterial vorgesehen, die zu einer Ab- leitsäule übereinander gestapelt werden. Damit die Wider¬ standsscheiben stets eine große Kontaktfläche zueinander zur Ableitung entsprechender Ströme aufweisen, wird die Ableitsäule zusammengepresst . Dies kann beispielsweise mittels ei¬ ner Konstruktion aus zwei Endarmaturen geschehen, zwischen denen die Ableitsäule mit Widerstandsscheiben angeordnet wird. Das Zusammenpressen erfolgt durch Festlegen von Stabilisierungsmitteln unter Zug in den Endarmaturen. Als Stabilisierungsmittel werden häufig Stangen aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) eingesetzt, die konzentrisch um die Ableit- säule angeordnet werden und einen Käfig für die Ableitsäule ausbilden. Überspannungsabieiter in Käfigbauweise sind beispielsweise aus der Produktbroschüre „3ES Surge Arrester - Metal-enclosed, SF6-insulated for High Voltage Systems up to 800 kV" der Siemens AG, 2008, Ord er No . E50001-U113-A296-V2- 7600, bekannt. Da dieser Ableitertyp ein mit dem elektrischen Isoliergas Schwefelhexafluorid (SF6) gefülltes Gehäuse auf¬ weist, wird er auch als ein „Kapselableiter" bezeichnet. Derartige Kapselableiter werden häufig in direkter Nähe zu anderen Betriebsmitteln eingesetzt. Beispielsweise können in einer gasisolierten Schaltanlage mechanische Schwingungen im Bereich 0 Hz bis 200 Hz entstehen, die sich auf den Abieiter übertragen. Es hat sich gezeigt, dass dadurch im
Überspannungsabieiter Geräusche entstehen. Durch die mechanischen Schwingungen im Abieiter wird eine mechanische Abnutzung des Ableiters begünstigt und somit die Lebensdauer ver¬ ringert .
Ausgehend von bekannten Überspannungsableitern in Käfigbauweise stellt sich an die Erfindung die Aufgabe, einen
Überspannungsabieiter anzugeben, der vergleichsweise geräuscharm im Betrieb und lange haltbar ist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch einen
Überspannungsabieiter gemäß Anspruch 1.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters ist das Schwingungsdämpfungsmittel elektrisch nicht-leitend ausgebildet. Dies ist ein Vorteil, weil Kurzschlüsse vermieden werden. Ferner ist es bevorzugt, wenn das Schwingungsdämpfungsmittel SF6-beständig ist. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters weist das Schwingungsdämp- fungsmittel ein Abstandsmittel auf, das zwischen den Stabili¬ sierungsmitteln und der Varistorensäule vorgesehen ist. Dies ist ein Vorteil, weil das Abstandsmittel ein direktes An- schlagen der Stabilisierungsmittel an die Varistorensäule verhindert, wenn die Stabilisierungsmittel im Betrieb des Ableiters mechanisch schwingen. Bevorzugt ist ein Abstand zwischen den Stabilisierungsmitteln und der Varistorensäule von bis zu einigen mm Länge.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters weist das Abstandsmittel eine im Wesentlichen ringförmige Form auf und umläuft die Varistorensäule umfänglich. Dies ist ein Vorteil, weil auf diese Weise ein einfacher und kostengünster Schwingungsschutz gebaut werden kann. Beispielsweise kann ein Ring aus einem Kunststoffmaterial um die Varistorensäule gelegt sein. Der Kunstoffring kann elastisch ausgebildet sein und in seinem
Umfang etwas kleiner sein als der Umfang der Varistorensäule, so dass der Kunststoffring beim Aufbringen auf die
Varistorensäule gedehnt und somit selbsttätig durch Klemmwir¬ kung in seiner Position fixiert wird. Es kann z. B. ein soge- nannter O-Ring, ein bekanntes ringförmiges Dichtungselement, nach der Norm ISO 3601 eingesetzt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters ist in der Varistorensäule ein Haltemittel für das Abstandsmittel vorgesehen. Beispielsweise kann das Haltemittel als eine Scheibe mit dem gleichen Durch¬ messer wie die Varistorenscheiben in der Varistorensäule vorgesehen sein, wobei das Haltemittel eine umlaufende Ausneh¬ mung für ein Aufnehmen des Abstandsmittels aufweist. Bevor- zugt ist die umlaufende Ausnehmung als eine Nut ausgebildet, deren Tiefe weniger als den Durchmesser des Abstandsmittels beträgt. Auf diese Weise ragt ein Teil des Abstandsmittels über die Oberfläche der Varistorensäule hinaus und kann die Stabilisierungsmittel beabstanden .
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters ist das Abstandsmittel als ein im Wesentlichen ringförmiges Band ausgebildet, wobei das Band jeweils eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Stabilisierungs- mittels aufweist. Ein Band im Sinne der Erfindung ist bei¬ spielsweise eine im Wesentlichen formstabile Scheibe mit ei¬ ner mittig angeordneten Zentralausnehmung, in die die
Varistorensäule eingeführt ist. Dies ist ein Vorteil, weil das Band mit z.B. Vorbohrungen zur Aufnahme der Stabilisie- rungsstäbe eine besonders gute Fixierung der Stabilisierungs¬ mittel ermöglicht. Entsprechend eines solchen kreisförmigen Querschnitts einer Stange bzw. eines Stabes sollten auch die Ausnehmungen zumindest in Teilbereichen im Wesentlichen zy- lindrisch, also mit einem kreisförmigen Querschnitt, vorgesehen werden. Diese Abstimmung der Querschnitte von Ausnehmungen und Stabilisierungsmitteln aufeinander gewährleistet eine gute Klemmwirkung beim Festlegen der Stabilisierungsmittel in den Ausnehmungen. Weist ein Stabilisierungsmittel einen ande¬ ren Querschnitt auf, z.B. einen ovalen oder einen quadratischen Querschnitt, so kann bei einer komplementären Ausgestaltung der Ausnehmungen ebenfalls eine gute Klemmwirkung erzielt werden.
Als Material für das Band kann beispielsweise ein elektrisch nicht leitender Kunststoff eingesetzt werden, wobei das Band durch ein Spritzgussverfahren hergestellt wird. Dies ist kos¬ tengünstig und einfach. Alternativ kann das Band auch mittels eines additiven Fertigungsverfahrens mittels eines sog. 3D- Druckers hergestellt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters ist das Abstandsmittel jeweils an jedem Stabilisierungsmittel derart angeordnet, dass es das jeweilige Stabilisierungsmittel von der Varistorensäule beabstandet. Beispielsweise kann das Abstandsmittel als eine im Wesentlichen ringförmige Form ausgebildet sein und das je¬ weilige Stabilisierungsmittel umlaufen. Beispielsweise kann ein elastischer Kunststoffring um jedes Stabilisierungsmittel gelegt werden, so dass ein Schlagen gegen die Varistorensäule verhindert wird. Auch hier kann z. B. jeweils ein O-Ring unter leichter Dehnung, so dass eine Klemmwirklung erzielt wird, eingesetzt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters weist das Schwingungsdämp- fungsmittel ein Anpressmittel auf, das die Stabilisierungs¬ mittel an die Varistorensäule anpresst. Dies ist ein Vorteil, weil das Anpressmittel einerseits die Ausrichtung der
Varistorscheiben in der Varistorensäule zueinander stabilisiert und andererseits ein Schlagen der Stabilierungsmittel gegen die Varistorensäule verhindert. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters weist das Anpressmittel eine im Wesentlichen ringförmige Form auf und umläuft die Stabili- sierungsmittel umfänglich. Dies ist ein Vorteil, weil das beispielsweise als ein elastischer Kunstoffring ausgebildete Anspressmittel alle Stabilisierungsmittel und die
Varistorensäule in seinem Umfang einschließen und zusammenpressen kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters ist das Anpressmittel als ein im Wesentlichen ringförmiges Band ausgebildet, wobei das Band jeweils eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Stabilisierungs- mittels aufweist. Dies ist ein Vorteil, weil das Band eine besonders hohe Stabilität bereit stellt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters sind die Stabilisierungsmittel stangenförmig ausgebildet und zwischen zwei Endarmaturen derart verspannt, dass die Varistorensäule zwischen den Endarma¬ turen zusammengepresst wird. Dies ist eine seit langem als kostengünstig, haltbar und vorteilhaft erprobte Bauform. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters sind die Stabilisierungsmittel elektrisch nicht-leitend ausgebildet. Dies ist ein Vorteil, weil Kurzschlüsse vermieden werden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters bestehen die Stabilisierungs¬ mittel aus einem Material, das zumindest anteilig einen glas¬ faserverstärkten Kunststoff (GFK) aufweist. Dies ist ein Vorteil, weil GFK kostengünstig, leicht zu verarbeiten und lange haltbar ist. GFK ist mechanisch sehr zugbelastbar und kostengünstig. Ferner sind GFK-Stangen elektrisch nicht leitend. Die Stabilisierungsmittel können als mehrere Stangen ausge¬ bildet sein, die einen Käfig um die Varistorensäule ausbil- den. Eine Stange im Sinne der Erfindung ist ein im Wesentli¬ chen zylindrisch geformter Körper, weist also folglich einen kreisförmigen Querschnitt auf. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters ist ein Gehäuse vorgesehen, das zur Befüllung mit einem elektrisch isolierenden Fluid ausgebildet ist. Dies ist ein Vorteil, weil fluidisolierte Abieiter für den Hochspannungsbereich, z.B. 123 kV oder 145 kV, geeignet sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters ist elektrisch isolierende Fluid im Wesentlichen Schwefelhexafluorid . Dies ist ein Vor- teil, weil Schwefelhexafluorid (SF6) lange erprobt und be¬ sonders gut elektisch isolierend ist. Es liegt i.d.R. als Gas im Abieiter vor.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungs- gemäßen Überspannungsabieiters besteht das elektrisch isolie¬ rende Fluid im Wesentlichen aus einem luftbasierten Isoliergas. Dies ist ein Vorteil, weil luftbasierte Isoliergase im Vergleich zu SF6 klimaneutral sind. Dadurch sind sie ohne be¬ sonders Aufwand für die Befüllung oder Entleerung eines
Abieiters verwendbar, was Kosten bei Wartung und Entleerung einspart. Das luftbasierte Isoliergas kann beispielsweise im Wesentlichen aus 80 % Stickstoff und 20% Sauerstoff bestehen, also z.B. gereinigte und getrocknete Luft sein. Ein solches Gas ist beispielsweise unter dem Markennamen „Clean Air" von der Siemens AG bekannt.
Zur besseren Erläuterung der Erfindung zeigen in schemati- scher Darstellung die Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsge¬ mäßen Überspannungsabieiters, und Figur 2 eine erste Detailansicht des Überspannungsabieiters gemäß Figur 1 im Längsschnitt, und
Figur 3 eine zweite Detailansicht des
Überspannungsabieiters gemäß Figur 1 im Quer¬ schnitt, und
Figur 4 eine dritte Detailansicht des
Überspannungsabieiters gemäß Figur 1 im Längs¬ schnitt, und
Figur 5 eine vierte Detailansicht des
Überspannungsabieiters gemäß Figur 1 im Quer¬ schnitt, und
Figur 6 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsge¬ mäßen Schwingungsdämpfungsmittels , und
Figur 7 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsge¬ mäßen Schwingungsdämpfungsmittels , und
Figur 8 ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsge¬ mäßen Schwingungsdämpfungsmittels , und
Figur 9 ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsge¬ mäßen Schwingungsdämpfungsmittels .
Die Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfin¬ dungsgemäßen Überspannungsabieiters 1. Der Abieiter lweist ein metallisches Gehäuse 2 auf. Hochspannungsseitig sind ein Hochspannungskontakt 4 und ein Hochspannungsverbindungsstück 5 vorgesehen, wobei das Hochspannungsverbindungsstück 5 mit einer Endarmatur 6 verbunden ist. Erdspannungsseitig ist ein Erdspannungskontakt 30 vorgesehen, der über ein Erdspannungs- verbindungsstück 31 mit einer Endarmatur 32 verbunden ist. Zwischen den Endarmaturen 6, 32 sind Stabilisierungsmittel 8, 9 verspannt. Als Stabilisierungsmittel 8, 9 werden GFK- Stangen eingesetzt. Die Stabilisierungsmittel 8, 9 sind in dafür vorgesehenen Ausnehmungen 10, 11, 33, 34 der Endarmaturen 6, 32 festgelegt. Das Festlegen der GFK-Stangen kann beispielsweise durch Krimpen oder durch das Einsetzen von
Verspannhülsen erfolgen. Dabei werden die Stabilisierungsmit- tel 8, 9 derart unter Zugspannung gesetzt, dass ein zwischen Ihnen gelagerter Stapel aus scheibenförmigen, elektrischen Widerständen 7, eine Varistorensäule 35 ausbildet. Hochspan- nungsseitig ist die Endarmatur 6 derart ausgebildet, dass mittels einer becherförmigen Verlängerung der Endarmatur 6 in Richtung der Erdspannungsseite des Abieiters ein Schild 17 ausgebildet wird. Im Inneren des Gehäuses 2 ist ein elektri¬ sches Isoliergas vorgesehen. In diesem Ausführungsbeispiel wird Schwefelhexafluorid eingesetzt. An zwei Stellen in der Varistorensäule 35 werden jeweils zwei Abstandsscheiben 14 eingesetzt, die zur Einstellung des exakten Längenmaßes der Varistorensäule 35 benötigt werden. Im Vergleich zu bisheri¬ gen bekannten Überspannungsableitern ist bei den Abstandsscheiben 14 jeweils ein Schwingungsdämpfungsmittel 15, 16 vorgesehen, das die Stabilisierungsmittel 8, 9 in einem klei- nen Abstand zu den einzelnen Widerständen 7 der
Varistorensäule 35 hält. Auf diese Weise wird verhindert, dass beim Entstehen von mechanischen Schwingungen im Bereich einiger 100 Hz störende Geräusche und/oder mechanische Schä¬ den innerhalb des Überspannungsabieiters 1 auftreten.
Die Figur 2 zeigt eine Detailansicht des
Überspannungsabieiters gemäß Figur 1. Durch das Schwingungs¬ dämpfungsmittel 15 wird erreicht, dass jeweils ein kleiner Abstand d zwischen den GFK-Stangen 8, 9 und der
Varistorensäule 35 mit den einzelnen Widerständen 7 erzielt wird .
Die Figur 3 zeigt einen Querschnitt des
Überspannungsabieiters im Bereich einer Widerstandsscheibe 7. Das Schwingungsdämpfungsmittel 15 ist als ein elektrisch nichtleitendes Abstandsmittel 15 ausgebildet, das eine im We¬ sentlichen ringförmige Form aufweist und leicht über die an¬ sonsten im Wesentlichen zylindrische Oberfläche der Varistorensäule übersteht. Hierdurch bewirkt es einen Abstand zwischen den Stabilisierungsmitteln 8, 9, 20, 21 und der Varistorenscheibe 7. Als Material kann beispielsweise ein elastisch verformbarer Kunststoffring 15, z.B. ein O-Ring eingesetzt werden.
Figur 4 zeigt eine Detailansicht von zwei Abstandsscheiben 14, die leicht gerundete Außenflächen aufweisen. Hierdurch wird eine umlaufende Nut ausgebildet, in der ein elastischer Ring 15 als Abstandsmittel festgelegt werden kann. Dabei kann der elastische Ring 15 leicht unter Spannung in die entspre¬ chende Nut der Abstandsscheiben 14 eingelegt werden, so dass er mechanisch fixiert ist. Figur 5 zeigt diese Ausführung mit einem Kunststoffring 15 in einer dreidimensionalen Ansicht.
Figur 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für ein Schwin- gungsdämpfungsmittel . Es ist eine einzige Abstandsscheibe 14 vorgesehen, in deren Außenfläche eine ringförmige Nut mit rechteckigem Querschnitt z.B. durch Fräsen eingebracht wurde. In diese rechteckige Nut kann eine im Wesentlichen rechteckige Kunststoffringform 15 festgelegt werden, so dass auch diese leicht übersteht. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Di¬ cke in Längsrichtung E der Abstandsscheibe 14 genauso groß ist wie eine entsprechende Dicke einer Varistorenscheibe. Dies hat den Vorteil, dass bei der Konstruktion eines
Überspannungsabieiters eine herkömmliche Varistorenscheibe 7 durch ein entsprechendes Abstandsmittel mit Schwingungsdämp- fungsmittel ersetzt werden kann. Die Figur 7 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines er¬ findungsgemäßen Schwingungsdämpfungsmittels , das als Ab¬ standsmittel ausgebildet ist. Das dargestellte Abstandsmittel
22 weist eine im Wesentlichen ringförmige Bandform auf und hat in der Mitte eine große Ausnehmung 24, die zum Einlegen über die Varistorensäule vorgesehen ist. Innerhalb des Durch¬ messers des ringförmigen Abstandsmittels 22 sind Ausnehmungen
23 vorgesehen, die zur Aufnahme der Stabilisierungsmittel dienen. Diese Ausführungsform beabstandet damit einerseits die Stabilisierungsmittel von der Varistorensäule und bewirkt andererseits, dass die Stabilisierungsmittel nicht gegenei¬ nander verrutschen oder schwingen können. Dies bewirkt eine zusätzliche mechanische Stabilisierung des
Überspannungsabieiters.
Die Figur 8 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel eines
Schwingungsdämpfungsmittels , das als Anpressmittel 23 ausge¬ bildet ist. Dabei handelt es sich z.B. um ein ringförmiges elastisches Kunststoffband, das außen um die Kontur der Sta¬ bilisierungsmittel 8, 9, 20, 21 und der Varistorensäule ge¬ legt ist. Dadurch, dass das Anpressmittel 23 die GFK-Stangen 8, 9, 20, 21 direkt auf die Varistorensäule aufpresst, wird ein Schwingen der GFK-Stangen und ein Anschlagen der GFK- Stangen gegen die Varistorensäule 35 vermieden. Somit verhindert das Anpressen der GFK-Stangen auf die Varistorenscheiben 7 eine Geräuschentwicklung und mechanischen Schäden innerhalb des Abieiters. Ein weiterer Vorteil der Verwendung eines Anpressmittels ist es, dass das Anpressmittel an jeder beliebi- gen Stelle einer ansonsten unveränderten Varistorensäule 35 aufgebracht werden kann. In einer Variante dieser Ausführungsform kann jedoch auch ein Haltemittel mit mindestens ei¬ ner Nut in der Varistorensäule vorgesehen sein, um das Anpressmittel in Längsrichtung zu fixieren.
Die Figur 9 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel eines
Schwingungsdämpfungsmittels , das als Anpressmittel 25 ausge¬ bildet ist. Dabei handelt es sich um eine ring- bzw. bandför¬ mige Struktur, die Ausnehmungen 26 aufweist. Eine Zentralaus- nehmung 24 dient zur Aufnahme der Varistorensäule 35, während die Ausnehmungen 26 zur Aufnahme der Stabilisierungsmittel dienen. Werden die Stabilisierungsmittel in die Ausnehmung 26 eingebracht, so stehen sie jedoch leicht über die Innenkontur 40 der Ausnehmung 24 über. Wird der Durchmesser der Ausneh- mung 24 entsprechend gewählt, so bewirkt das Anpressmittel 25 ein Anpressen der GFK-Stangen auf die Varistorensäule 35 und damit eine verminderte Schwingungsaffinität des
Überspannungsabieiters .

Claims

Patentansprüche
1. Überspannungsabieiter (1) mit einer Varistorensäule (35), die mittels Stabilisierungsmitteln (8,9,20,21) zwischen End- armaturen (6,32) verspannt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Schwingungsdämp- fungsmittel (15,16,22,23,25) an den Stabilisierungsmitteln (8,9,20,21) vorgesehen ist.
2. Überspannungsabieiter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwingungsdämpfungsmittel
(15,16,22,23,25) elektrisch nicht-leitend ausgebildet ist.
3. Überspannungsabieiter (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwingungsdämpfungsmittel ein Ab¬ standsmittel (15,16,22) aufweist, das zwischen den Stabili¬ sierungsmitteln (8,9,20,21) und der Varistorensäule (35) vorgesehen ist.
4. Überspannungsabieiter (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandsmittel (15,16,22) eine im Wesent¬ lichen ringförmige Form aufweist und die Varistorensäule (35) umfänglich umläuft.
5. Überspannungsabieiter (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandsmittel (22) als ein im Wesentli¬ chen ringförmiges Band ausgebildet ist, wobei das Band je¬ weils eine Ausnehmung (23) zur Aufnahme eines Stabilisie¬ rungsmittels (8,9,20,21) aufweist.
6. Überspannungsabieiter (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandsmittel jeweils an jedem Stabili¬ sierungsmittel derart angeordnet ist, dass es das jeweilige Stabilisierungsmittel (8,9,20,21) von der Varistorensäule (35) beabstandet.
7. Überspannungsabieiter (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwingungsdämpfungsmittel ein An- pressmittel (23,25) aufweist, das die Stabilisierungsmittel (8,9,20,21) an die Varistorensäule (35) anpresst.
8. Überspannungsabieiter (1) nach Anspruch 7, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Anpressmittel (23) eine im Wesentlichen ringförmige Form aufweist und die Stabilisierungsmittel
(8,9,20,21) umfänglich umläuft.
9. Überspannungsabieiter (1) nach Anspruch 8, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Anpressmittel als ein im Wesentlichen ringförmiges Band (25) ausgebildet ist, wobei das Band (25) jeweils eine Ausnehmung (26) zur Aufnahme eines Stabilisie¬ rungsmittels (8,9,20,21) aufweist.
10. Überspannungsabieiter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierungs¬ mittel (8,9,20,21) stangenförmig ausgebildet und zwischen zwei Endarmaturen (6,32) derart verspannt sind, dass die Varistorensäule (35) zwischen den Endarmaturen (6,32) zusam- mengepresst wird.
11. Überspannungsabieiter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierungs¬ mittel (8,9,20,21) elektrisch nicht-leitend ausgebildet sind.
12. Überspannungsabieiter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierungs¬ mittel (8,9,20,21) aus einem Material bestehen, das zumindest anteilig einen glasfaserverstärkten Kunststoff (GFK) auf- weist.
13. Überspannungsabieiter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (2) vor¬ gesehen ist, das zur Befüllung mit einem elektrisch isolie- renden Fluid (3) ausgebildet ist.
14. Überspannungsabieiter (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch isolierende Fluid (3) im Wesentlichen Schwefelhexafluorid ist.
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