WO2019243030A1 - Abtrennvorrichtung für einen überspannungsableiter - Google Patents

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WO2019243030A1
WO2019243030A1 PCT/EP2019/064328 EP2019064328W WO2019243030A1 WO 2019243030 A1 WO2019243030 A1 WO 2019243030A1 EP 2019064328 W EP2019064328 W EP 2019064328W WO 2019243030 A1 WO2019243030 A1 WO 2019243030A1
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WO
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housing
piston
arc
separating device
separating
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/064328
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English (en)
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Inventor
Bernd Kruska
Henrik Roggow
Matthias Schubert
Jörg Teichmann
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H39/00—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
    • H01H39/002—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current provided with a cartridge-magazine
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/302—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts wherein arc-extinguishing gas is evolved from stationary parts
    • 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
    • H01C7/126—Means for protecting against excessive pressure or for disconnecting in case of failure

Definitions

  • the invention relates to a disconnection device for a surge arrester according to the preamble of claim 1.
  • Surge arresters are used in the medium-voltage and high-voltage range to safely discharge so-called overvoltages, i.e. voltages far above the nominal voltages provided during operation. This will damage equipment such as Avoided transformers.
  • a surge arrester for high voltage can be arranged on an overhead line and lead to impermissibly high currents to earth in the event of a lightning strike or short circuit.
  • Surge arresters usually contain so-called varistors, i.e. electrical resistors, the electrical resistance of which is very high up to a design-related threshold voltage and greatly reduced above the threshold voltage, so that the surge arrester becomes a good electrical conductor.
  • varistors i.e. electrical resistors, the electrical resistance of which is very high up to a design-related threshold voltage and greatly reduced above the threshold voltage, so that the surge arrester becomes a good electrical conductor.
  • varistors i.e. electrical resistors, the electrical resistance of which is very high up to a design-related threshold voltage and greatly reduced above the threshold voltage, so that the surge arrester becomes a good electrical conductor.
  • varistors i.e. electrical resistors
  • the surge arrester is hardly conductive during normal operation, so only a small one
  • Leakage current flows to earth. In the event of a fault, however, a high leakage current flows.
  • Surge arresters cause damage to or in the arrester, which leads to such a high short-circuit current flowing through the arrester that gas development occurs inside the arrester.
  • an arrester can be damaged in such a way that it forms a permanent short circuit.
  • so-called Abtrennvor devices are often used. These disconnect devices trigger a blank patrol ne by an arc when there is a current flow that exceeds a certain duration and strength (the limits are determined by the design of the separator device).
  • the blank cartridge is in a fluid-tight chamber for this purpose, which is filled with escaping gas when the cartridge is triggered and is thus pressurized. Then the pressure in the chamber tears the housing wall in the manner of a pipe bomb.
  • the explosion of the blank cartridge destroys the housing of the disconnecting device and blows up e.g. a connected earth cable. In this way, permanent electrical isolation is achieved.
  • the separating device can emit hot particles and splinters in the explosion, which can fall to the ground and cause fires there. This problem is particularly relevant in Australia and the dry regions of the USA, where bushfires are constantly threatening, which can spread quickly and cause damage to property and people.
  • the object of the invention is to provide, based on the known disconnection device, a disconnection device for egg NEN surge arrester which is comparatively compact, safe and inexpensive to manufacture.
  • the invention solves this problem by a Abtrennvorrich device according to claim 1.
  • the separating device according to the invention is particularly compact and particularly safe.
  • the arc-quenching material can be applied in the form of a coating on the inside of a tube (as the first housing).
  • the invention has the advantage that the faulty arrester automatically disconnects from the network without a short interruption on the part of the energy supplier. This increases the quality of care.
  • the first housing can be a round hollow cylinder. Designs with other cross sections can also be used.
  • the first housing is continuously composed of a material mixture which contains the arc-extinguishing material.
  • a plastic such as an epoxy resin with reinforcing fibers and an arc extinguishing substance such as e.g. Melamine (2,4,6-triamino-s-triazine) are added.
  • a mixture is known for fuses from US 6 777 043 B2.
  • the first housing has retaining means which are designed to prevent the piston from sliding out of the first housing.
  • the retaining means can be formed, for example, as a constriction of the first housing. This can advantageously have a clamping effect on the piston; it is fixed and can no longer snap back by shortening the separation distance.
  • the retaining means can be designed as a step which can collect the piston ben around the edge of the first housing.
  • the piston has a first region on which the triggering device is arranged and a second region which forms a pressure-receiving chamber, the arc-extinguishing material being additionally arranged on the piston in the second region.
  • the separation device is so compact that the separation distance is at least 50% shorter than in the case of separation devices without an arc-quenching material. This is an advantage because manufacturing and transportation costs are reduced. Furthermore, the separating device according to the invention takes up less space, e.g. on an overhead line.
  • the first housing forms an essentially fluid-tight contact with the piston. This is an advantage because in this way the piston can be effectively accelerated away at the moment of the explosion of the explosive device.
  • the pressure receiving chamber is essentially fluid-tightly separated from a displacement for the piston. This is an advantage because in this way the piston is effectively gone at the moment of the detonator explosion
  • the pressure receiving chamber is designed to be open.
  • This embodiment is particularly advantageous because, compared to known separating devices, no fragments or hot particles can escape through the closed pressure receiving chamber. This is a major security benefit in bushfire-prone regions. A sparking rain starting from the disconnecting device is avoided.
  • Dispensing with pressure relief openings, as are customary in the prior art, is only possible in that, as explained at the beginning, the use of the arc-quenching material leads to a significant reduction in the gas pressure during the explosion of the explosive device. Furthermore, the The mechanical integrity of the first housing is increased by the design without openings.
  • the first housing has pressure relief openings in the region of the pressure receiving chamber. This is an advantage because this construction method has been tried and tested for a long time. If the pressure relief openings are suitable, e.g. as very narrow slits with small cross sections, the risk of fire-generating particles escaping can be reduced.
  • the arc extinguishing material comprises one of the following substances: melamine, aromatic epoxy resin, linear aliphatic epoxy resin, aluminum hydroxide, metal hydride.
  • aromatic epoxy resin linear aliphatic epoxy resin
  • aluminum hydroxide aluminum hydroxide
  • metal hydride metal hydride
  • Figure 1 shows a surge arrester with Vortrennvor
  • Figure 2 shows an embodiment of the separation device in the state before triggering
  • FIG. 1 shows a surge arrester 36 with a housing 30, which has a shield 31 that extends the tracking path.
  • An end fitting 32 is provided at one end of the diverter 36 and is connected to a holding arm 34.
  • the holding arm 34 has a shield 33 and a fastening device 35 for connection to other components.
  • a disconnection device 1 according to the invention is arranged, on the earth potential side of which an earth cable 6 is connected. The underground cable 6 is returned for fastening to the fastening device 35.
  • FIG. 2 shows a schematic cross section through the separating device 1 according to the invention.
  • the separating device 1 has a first housing 2 which is coated on the inside with an arc-extinguishing material 3. Melamine is used in this example.
  • a piston 7, 8 is arranged in the first housing 2.
  • the underground cable 6 is attached in the first housing 2.
  • the first housing 2 has retaining means 5, which in this example are provided as steps 5 concentrically surrounding the piston skirt 4.
  • the piston 4, 7 forms a cavity 8 with the first housing 2, which is referred to below as the displacement 8.
  • a trigger device 11, 12, 13, 14, 16 is arranged, which is arranged together with a blank cartridge 15 as a blasting device within a second housing 10.
  • the tripping device has two contacts 13, 16, which form a separating gap, which is matched to the expected overvoltage level, via an air gap 14.
  • the leakage current flows through the high-voltage connections, a contact piece 11 and a resistor 12 into the pistons 4, 7 and finally via the earth cable 6.
  • Only when a threshold voltage is clearly exceeded is the air gap 14 bridged by arcing.
  • the heat from the arc releases the blank cartridge 15 from, the explosion first tears the second housing 10.
  • the resulting hot gas spreads into the pressure receiving chamber 9.
  • the first housing 2 is tubular, so that the
  • the separating device has a layer of arc-extinguishing material 3 on the inside of the first housing 2.
  • the arc-extinguishing material 3 is also in the loading 20 Be applied to the crosspiece 7 of the piston 4, 7, so that the pressure receiving chamber 9 is lined on several sides on its walls with the arc-extinguishing material 3. It is preferred if the piston 4, 7 rests with its cross piece 7 in a fluid-tight manner on the arc-quenching layer 3.
  • FIG. 3 shows the separating device 1 after triggering the blank cartridge 15.
  • a separating section 21 is formed.
  • This separation path 21 can be made much shorter than in previous separation devices. This is possible because the arc-extinguishing material 3.20 deposits gas under the action of heat, which counteracts the arcing and thus prevents the full discharge current from flowing over the arc. This has the effect mentioned at the beginning in the description that the very strong explosion and thus fire hazard for the separation V orcardi contributing arcing is greatly reduced.
  • the separating device 1 according to the invention cannot, due to its design, release hot particles or splinters that generate fire into the environment. This is a major advantage over previous separation devices.
  • a further advantage is that the shortened separation section 21 enables a comparatively very compact separation device 1 to be constructed. This saves costs in production and transportation. Furthermore, only a smaller space is required for the separating device or for an arrester with a separating device.

Landscapes

  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Abstract

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Abtrennvorrichtung (1) für einen Überspannungsableiter (36), aufweisend ein erstes Gehäuse (2), und einen Sprengkörper (15), und eine Auslösevorrichtung (11,12,13,14,16) für den Sprengkörper (15), und ein zweites Gehäuse (10), das in dem ersten Gehäuse (2) angeordnet ist und den Sprengkörper (15) sowie die Auslösevorrichtung (11,12,13,14,16) derart umfasst, dass ein Gasraum den Sprengkörper (15) umgibt, wobei das zweite Gehäuse (10) ausgebildet ist, bei Auslösung der Sprengvorrichtung (15) zu zerreißen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kolben (4,7) dazu ausgebildet ist, bei Zerreißen des zweiten Gehäuses (10) innerhalb des ersten Gehäuses (2) unter Ausbildung einer Trennstrecke (21) bewegt zu werden, und dass zumindest ein Teil der der Trennstrecke (21) zugewandten Innenseite des ersten Gehäuses (2) ein lichtbogenlöschendes Material (3) aufweist.

Description

Beschreibung
Abtrennvorrichtung für einen Überspannungsableiter
Die Erfindung betrifft eine Abtrennvorrichtung für einen Überspannungsableiter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Überspannungsableiter werden im Mittelspannungs- und Hoch spannungsbereich eingesetzt, um sog. Überspannungen, also Spannungen weit oberhalb der im Betrieb vorgesehenen Nenn spannungen, sicher zu Erde abzuleiten. Hierdurch werden Schä den an Betriebsmitteln wie z.B. Transformatoren vermieden. Beispielsweise kann ein Überspannungsableiter für Hochspan nung an einer Freileitung angeordnet werden und bei Blitzein schlag oder Kurzschluss unzulässig hohe Ströme zur Erde hin ableiten .
Überspannungsableiter enthalten i.d.R. sog. Varistoren, d.h. elektrische Widerstände, deren elektrischer Widerstandswert bis zu einer bauartbedingten Schwellenspannung sehr hoch und oberhalb der Schwellenspannung stark vermindert ist, so dass der Überspannungsableiter zu einem guten elektrischen Leiter wird. Es werden z.B. Metalloxidwiderstände in Scheibenform übereinander in einem Gehäuse angeordnet und an den jeweili gen Enden des Gehäuses mit dem Hochspannungspotential und dem Erdpotential verbunden. Dabei ist der Überspannungsableiter im Regelbetrieb kaum leitend, so dass nur ein geringer
Leckstrom zur Erde fließt. Im Fehlerfall dagegen fließt ein hoher Ableitstrom.
Dabei kann es jedoch im langjährigen Betrieb eines
Überspannungsableiters zu Schäden am oder im Ableiter kommen, die dazu führen, dass ein so hoher Kurzschlussstrom durch den Ableiter fließt, dass es im Inneren des Ableiters zu einer Gasentwicklung kommt. In diesem Fall kann ein Ableiter derart geschädigt werden, dass er einen dauerhaften Kurzschluss aus bildet . Um dies zu verhindern, werden häufig sogenannte Abtrennvor richtungen eingesetzt. Diese Abtrennvorrichtungen lösen bei einem Stromfluss, der eine gewisse Dauer und Stärke über schreitet (die Grenzen sind durch die Bauart der Abtrennvor richtung vorgegeben) , durch einen Lichtbogen eine Platzpatro ne aus. Die Platzpatrone liegt hierfür in einer fluiddichten Kammer vor, die bei Auslösen der Patrone mit ausströmendem Gas gefüllt und so unter Druck gesetzt wird. Anschließend zerreißt der Druck in der Kammer die Gehäusewand nach Art ei ner Rohrbombe.
Die Explosion der Platzpatrone zerstört das Gehäuse der Ab trennvorrichtung und sprengt z.B. ein angeschlossenes Erdka bel ab. Auf diese Weise wird eine dauerhafte elektrische Trennung erreicht.
Problematisch ist es dabei jedoch, dass die Abtrennvorrich tung bei der Explosion heiße Partikel und Splitter aussenden kann, die auf den Erdboden herunterfallen und dort Brände auslösen können. Diese Problematik ist insbesondere in Aust ralien und den trockenen Gegenden der USA relevant, da dort ständig Buschfeuer drohen, die sich rasch weit ausbreiten und dabei Sach- und Personenschäden verursachen können.
Aus der Druckschrift EP 0729 209 Bl ist es bekannt, eine Ab trennvorrichtung derart auszugestalten, dass nach Explosion der Platzpatrone heiße Partikel und Splitter im Inneren der Abtrennvorrichtung zurück gehalten werden. Dies wird er reicht, indem das von der Platzpatrone zu zerreißende Gehäuse in einem glockenförmigen Auffangtrichter angeordnet wird. Dieser Auffangtrichter wiederrum ist in einem Rohr angeord net, dass nach unten offen ist. Das untere, offene Ende des Rohres weist jedoch eine Verengung auf. In dem Rohr sind Lüf tungsöffnungen vorgesehen, die dazu beitragen, einen Über druck bei der Explosion zu begrenzen. Wenn die Platzpatrone explodiert, so wird der Auffangtrichter weggeschleudert und im Rohr nach unten bewegt. Es werden viele heiße Partikel und Splitter im Rohr zurück gehalten. Die Bewegung des Rohres kommt zum Halt, wenn der Auffangtrichter an der Engstelle an schlägt; ein Herausschießen aus dem Rohr wird verhindert.
An die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ausgehend von der bekannten Abtrennvorrichtung eine Abtrennvorrichtung für ei nen Überspannungsableiter anzugeben, die vergleichsweise be sonders kompakt, sicher und kostengünstig zu fertigen ist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Abtrennvorrich tung gemäß Anspruch 1.
Überraschenderweise haben Versuchsreihen gezeigt, dass ein wesentlicher Anteil des bei der Aktivierung der Auslösevor richtung entstehenden Gasdrucks nicht durch die Explosion der Sprengvorrichtung, die z.B. als eine Platzpatrone ausgeführt werden kann, entsteht. Vielmehr erzeugt der Lichtbogen, der die Sprengvorrichtung durch Hitzeentwicklung zündet, einen erheblichen Druckaufbau. Dabei ist die Gefahr, durch Split terwirkung und heiße Partikel einen Brand auszulösen, umso größer, je höher der Druckaufbau in der Abtrennvorrichtung ist. Des Weiteren muss bei bisherigen Abtrennvorrichtungen zur sicheren Löschung des Lichtbogens eine vergleichsweise lange Trennstrecke sicher gestellt werden.
Durch den Einsatz des lichtbogenlöschenden Materials wird frühzeitig verhindert, dass sich der volle Kurzschlussstrom ausbilden kann, denn der Lichtbogen wird rasch unterdrückt. Hierdurch ist die erfindungsgemäße Abtrennvorrichtung beson ders kompakt zu bauen und besonders sicher. Das lichtbogenlö schende Material kann in einem einfachen Beispiel auf der In nenseite eines Rohres (als erstes Gehäuse) in Form einer Be schichtung aufgebracht sein.
Ein Funkenregen ausgehend vom Ableiter wird verhindert. Durch das frühzeitige Löschen des sich entwickelnden Kurzschluss stromes wird der Abbrand am Ableiter
minimiert. Auf ein separates Abbrandschutzsystem, ein sog. „Arc-protection System", für den Ableiter kann damit verzichtet werden. Dies vermeidet Brände und spart Kosten ein. Gegenüber bisher gebräuchlichen Ab trennvorrichtungen hat die Erfindung den Vorteil, dass sich der fehlerhafte Ableiter selbsttätig vom Netz trennt, ohne dass eine Kurzunterbrechung seitens des Energieversorgers er forderlich wird. Dadurch wird die Versorgungsqualität erhöht.
In einer einfachen Bauform kann das erste Gehäuse ein runder Hohlzylinder sein. Aber auch Bauformen mit anderen Quer schnitten können eingesetzt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abtrennvorrichtung ist das erste Gehäuse durchgehend aus ei nem Materialgemisch zusammengesetzt, das das lichtbogenlö schende Material enthält. Beispielsweise kann ein Kunststoff wie z.B. ein Epoxy-Harz mit verstärkenden Fasern und einer lichtbogenlöschenden Substanz wie z.B. Melamin (2,4,6- Triamino-s-triazin) versetzt werden. Eine solche Mischung ist für Sicherungen aus der Druckschrift US 6 777 043 B2 bekannt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abtrennvorrichtung weist das erste Gehäuse Rückhaltemittel auf, die ausgebildet sind, ein Herausgleiten des Kolbens aus dem ersten Gehäuse zu verhindern. Die Rückhaltemittel können beispielsweise als eine Verengung des ersten Gehäuses ausge bildet sein. Dies kann mit Vorteil eine Klemmwirkung auf den Kolben ausüben; er wird festgelegt und kann nicht mehr unter Verkürzung der Trennstrecke zurückschnellen. Alternativ oder ergänzend können die Rückhaltemittel als Stufe ausgebildet sein, die um den Rand des ersten Gehäuses umlaufend den Kol ben auffangen kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abtrennvorrichtung weist der Kolben einen ersten Bereich, an dem die Auslösevorrichtung angeordnet ist, und einen zweiten Bereich auf, der eine Druckaufnahmekammer ausbildet, wobei in dem zweiten Bereich auf dem Kolben zusätzlich das lichtbogen löschende Material angeordnet ist. Dies ist ein Vorteil, weil durch die zusätzliche Platzierung des lichtbogenlöschenden Materials eine weiter verbesserte Löschwirkung erreicht wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abtrennvorrichtung ist die Abtrennvorrichtung derart kompakt, dass die Trennstrecke mindestens 50 % kürzer als bei Abtrenn vorrichtungen ohne lichtbogenlöschendes Material ausgebildet ist. Dies ist ein Vorteil, weil Kosten in der Herstellung und dem Transport verringert werden. Ferner nimmt die erfindungs gemäße Abtrennvorrichtung einen geringeren Bauraum z.B. an einer Freileitung ein.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abtrennvorrichtung bildet das erste Gehäuse mit dem Kolben einen im Wesentlichen fluiddichten Kontakt aus. Dies ist ein Vorteil, weil auf diese Weise der Kolben im Moment der Explo sion der Sprengvorrichtung effektiv weg beschleunigbar ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abtrennvorrichtung ist die Druckaufnahmekammer im Wesentli chen fluiddicht von einem Hubraum für den Kolben abgetrennt. Dies ist ein Vorteil, weil auf diese Weise der Kolben im Mo ment der Explosion der Sprengvorrichtung effektiv weg
beschleunigbar ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abtrennvorrichtung ist die Druckaufnahmekammer öffnungsfrei ausgebildet. Besonders vorteilhaft ist diese Ausführungsform, weil durch die abgeschlossene Druckaufnahmekammer im Ver gleich zu bekannten Abtrennvorrichtungen keine Splitter oder heiße Partikel austreten können. Dies ist ein großer Sicher- heitsgewinn in Buschfeuer-gefährdeten Regionen. Ein Funkenre gen ausgehend von der Abtrennvorrichtung wird vermieden. Der Verzicht auf Druckentlastungsöffnungen, wie sie im Stand der Technik üblich sind, ist nur dadurch möglich, dass wie ein gangs erläutert die Nutzung des lichtbogenlöschenden Materi als zu einer deutlichen Verringerung des bei der Explosion der Sprengvorrichtung Gasdruckes führt. Ferner wird die me- chanische Integrität des ersten Gehäuses durch die Bauweise ohne Öffnungen erhöht.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abtrennvorrichtung weist das erste Gehäuse im Bereich der Druckaufnahmekammer Druckentlastungsöffnungen auf. Dies ist ein Vorteil, weil diese Bauweise lange erprobt ist. Bei ge eigneter Ausführung der Druckentlastungsöffnungen, z.B. als sehr schmale und im Querschnitt kleine Schlitze, kann das Ri siko des Austritts von branderzeugenden Partikeln verringert werden .
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abtrennvorrichtung weist das lichtbogenlöschende Material ei ne der folgenden Substanzen auf: Melamin, aromatisches Epoxy- Harz, lineares aliphatisches Epoxy-Harz, Aluminiumhydroxid, Metallhydrid. Die Verwendung eines Gemisches aus einem aroma tischen Epoxy-Harz und einem linearen aliphatisches Epoxy- Harz für Sicherungen ist aus der Druckschrift US6359038B1 be kannt. Aus der Druckschrift US4140988 B ist die Verwendung eines Gemisches aus Aluminiumhydroxid mit einem polymeren Me lamin Harz bekannt. Aus der Druckschrift EP 2 133 388 A2 ist ein Metallhydrid, insbesondere Mg (OH) 2, als lichtbogenlö schendes Material bekannt.
Zur besseren Erläuterung der Erfindung zeigen in schemati scher Darstellung
Figur 1 einen Überspannungsableiter mit Abtrennvor
richtung, und
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel der Abtrennvorrichtung im Zustand vor Auslösung, und
Figur 3 das Ausführungsbeispiel der Abtrennvorrichtung gemäß Figur 1 im Zustand nach Auslösung. Die Figur 1 zeigt einen Überspannungsableiter 36 mit einem Gehäuse 30, das eine kriechwegverlängernde Abschirmung 31 aufweist. An einem Ende des Ableiters 36 ist eine Endarmatur 32 vorgesehen, die mit einem Haltearm 34 verbunden ist. Der Haltearm 34 weist eine Beschirmung 33 und eine Befestigungs vorrichtung 35 zum Anschluss an weitere Bauteile auf. An der Endarmatur 32 ist eine erfindungsgemäße Abtrennvorrichtung 1 angeordnet, an deren Erdpotenzialseite ein Erdkabel 6 ange schlossen ist. Das Erdkabel 6 wird zur Befestigung an die Be festigungsvorrichtung 35 zurückgeführt.
Die Figur 2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Abtrennvorrichtung 1. Die Abtrennvorrichtung 1 weist ein erstes Gehäuse 2 auf, das an der Innenseite mit einem lichtbogenlöschenden Material 3 beschichtet ist. In diesem Beispiel wird Melamin eingesetzt. In dem ersten Gehäu se 2 ist ein Kolben 7, 8 angeordnet. An einem Ende des Kol bens 4 ist das Erdkabel 6 angebracht. Das erste Gehäuse 2 weist Rückhaltemittel 5 auf, die in diesem Beispiel als kon zentrisch den Kolbenschaft 4 umlaufende Stufen 5 vorgesehen sind. Der Kolben 4, 7 bildet mit dem ersten Gehäuse 2 einen Hohlraum 8 aus, der im Folgenden als Hubraum 8 bezeichnet wird .
An der Hochspannungsseite der Abtrennvorrichtung 1 ist eine Auslösevorrichtung 11, 12, 13, 14, 16 angeordnet, die zusam men mit einer Platzpatrone 15 als Sprengvorrichtung innerhalb eines zweiten Gehäuses 10 angeordnet ist.
Die Auslösevorrichtung weist zwei Kontakte 13, 16 auf, die eine auf das zu erwartende Überspannungsniveau abgestimmte Trennstrecke über einen Luftspalt 14 ausbilden. Im Normalbe trieb des Ableiters fließt der Ableitstrom über die hochspan nungsseitigen Anschlüsse, ein Kontaktstück 11 und einen Wi derstand 12 in den Kolben 4, 7 und schließlich über das Erd kabel 6 ab. Erst bei deutlichem Überschreiten einer Schwel lenspannung wird der Luftspalt 14 durch Lichtbogenbildung überbrückt. Die Hitze des Lichtbogens löst die Platzpatrone 15 aus, deren Explosion zuerst das zweite Gehäuse 10 zer reißt. Das entstehende heiße Gas breitet sich in die Druck aufnahmekammer 9 aus. In einer einfachen Bauform ist das ers te Gehäuse 2 rohrförmig ausgebildet, so dass die
Druckaufnahmekammmer 9 im Inneren des Rohres eine ringförmige Form aufweist. Der durch die Explosion der Platzpatrone 15 und die Hitzewirkung des Lichtbogens entstehende Gasdruck treibt schließlich den Kolben 4, 7 im Hubraum 8 nach unten. Dies geht solange von statten, bis der Kolben 4, 7 mit seinem Querstück 7 auf dem Rückhaltemittel 5 - ausgebildet als eine Stufe - anschlägt. Die Luft bzw. das Gas im Hubraum 8 kann beispielsweise entlang des Kolbens 4 zwischen Rückhaltemittel 5 und Kolben 4 ausströmen. Dieser Bereich muss daher nicht fluiddicht ausgebildet werden.
Es ist ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Abtrenn vorrichtung, dass diese auf der Innenseite des ersten Gehäu ses 2 eine Schicht aus lichtbogenlöschendem Material 3 auf weist. Das lichtbogenlöschende Material 3 ist auch in den Be reichen 20 auf dem Querstück 7 des Kolbens 4, 7 aufgebracht, so dass die Druckaufnahmekammer 9 mehrseitig an ihren Wänden mit dem lichtbogenlöschenden Material 3 ausgekleidet ist. Be vorzugt ist es, wenn der Kolben 4, 7 mit seinem Querstück 7 fluiddicht auf der lichtbogenlöschenden Schicht 3 anliegt.
Auf diese Weise führt der volle Gasdruck dazu, dass der Kol ben nach unten beschleunigt wird.
Die Figur 3 zeigt die Abtrennvorrichtung 1 nach Auslösung der Platzpatrone 15. Erreicht der Kolben 4,7 seine Position an den Rückhaltemitteln 5, so wird eine Trennstrecke 21 ausge bildet. Diese Trennstrecke 21 kann wesentlich kürzer als bei bisherigen Abtrennvorrichtungen ausgebildet werden. Dies ist möglich, weil das lichtbogenlöschende Material 3,20 unter Hitzeeinwirkung Gas abscheidet, welches der Lichtbogenbildung entgegenwirkt und somit verhindert, dass der volle Ableit strom über den Lichtbogen fließen kann. Dies hat den eingangs in der Beschreibung erwähnten Effekt, dass die sehr stark zur Explosionswirkung und damit zur Brandgefahr für die Abtrenn- Vorrichtung beitragende Lichtbogenbildung stark vermindert wird .
Die erfindungsgemäße Abtrennvorrichtung 1, wie sie in Figuren 2 und 3 dargestellt ist, kann bauartbedingt keine branderzeu genden heißen Partikel oder Splitter in die Umgebung freiset zen. Dies ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber bisherigen Abtrennvorrichtungen. Ein weiterer Vorteil ist es, dass durch die verkürzte Trennstrecke 21 eine vergleichsweise sehr kom- pakte Abtrennvorrichtung 1 konstruiert werden kann. Dies spart Kosten in Herstellung und Transport ein. Des Weiteren ist nur ein geringerer Bauraum für die Abtrennvorrichtung bzw. für einen Ableiter mit Abtrennvorrichtung erforderlich.

Claims

Patentansprüche
1. Abtrennvorrichtung (1) für einen Überspannungsableiter (36) , aufweisend
ein erstes Gehäuse (2), und
einen Sprengkörper (15), und
eine Auslösevorrichtung (11,12,13,14,16) für den Sprengkörper (15) , und
ein zweites Gehäuse (10), das in dem ersten Gehäuse (2) ange ordnet ist und den Sprengkörper (15) sowie die Auslösevor richtung (11,12,13,14,16) derart umfasst, dass ein Gasraum den Sprengkörper (15) umgibt, wobei das zweite Gehäuse (10) ausgebildet ist, bei Auslösung der Sprengvorrichtung (15) zu zerreißen,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Kolben (4,7) dazu ausgebildet ist, bei Zerreißen des zweiten Gehäuses (10) innerhalb des ersten Gehäuses (2) unter Ausbildung einer Trennstrecke (21) bewegt zu werden, und dass zumindest ein Teil der der Trennstrecke (21) zugewandten In nenseite des ersten Gehäuses (2) ein lichtbogenlöschendes Ma terial (3) aufweist.
2. Abtrennvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass das erste Gehäuse (2) Rückhaltemittel (5) auf weist, die ausgebildet sind, ein Herausgleiten des Kolbens (4,7) aus dem ersten Gehäuse (2) zu verhindern.
3. Abtrennvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, dass der Kolben (7) einen ersten Bereich auf weist, an dem die Auslösevorrichtung (11,12,13,14,16) ange ordnet ist, und einen zweiten Bereich aufweist, der eine Druckaufnahmekammer (9) ausbildet, wobei in dem zweiten Be reich auf dem Kolben (7) zusätzlich das lichtbogenlöschende Material (20) angeordnet ist.
4. Abtrennvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennvorrichtung (1) derart kompakt ist, dass die Trennstrecke (21) mindestens 50 % kürzer als bei Abtrennvorrichtungen ohne lichtbogenlö schendes Material ausgebildet ist.
5. Abtrennvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuse (2) mit dem Kolben (7) einen im Wesentlichen fluiddichten Kontakt ausbildet .
6. Abtrennvorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, dass die Druckaufnahmekammer (9) im Wesentlichen fluiddicht von einem Hubraum (8) für den Kolben (4,7) abge trennt ist.
7. Abtrennvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckaufnahmekammer (9) öffnungsfrei ausgebildet ist.
8. Abtrennvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuse (2) im Bereich der Druckaufnahmekammer (9) Druckentlastungsöffnungen auf weist.
9. Abtrennvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtbogenlöschende Material eine der folgenden Substanzen aufweist: Melamin, aromatisches Epoxy-Harz, lineares aliphatisches Epoxy-Harz, Aluminiumhydroxid, Metallhydrid.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020214671A1 (de) 2020-11-23 2022-05-25 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Ableitungsvorrichtung und Stromleitungsvorrichtung mit der Ableitungsvorrichtung
WO2022128432A3 (de) * 2020-12-15 2022-08-18 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Sicherungsanordnung eines überspannungsableiterindikators

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3869650A (en) * 1973-05-30 1975-03-04 Joslyn Mfg & Supply Co Disconnector
US4140988A (en) 1977-08-04 1979-02-20 Gould Inc. Electric fuse for small current intensities
US4663692A (en) * 1985-06-27 1987-05-05 Westinghouse Electric Corp. Electrical surge arrester and disconnector
EP0729209A1 (de) 1995-02-23 1996-08-28 ABB Management AG Vorrichtung zur Anzeige eines fehlerhaften Zustands eines eines elektrischen Apparates, insbesondere eines Ueberspannungsableiters
US6359038B1 (en) 1996-05-21 2002-03-19 Abb Power T&D Company Inc. Arc-quenching fuse tubes
DE69716132T2 (de) * 1996-04-12 2003-08-14 Soule Materiel Electr Bagneres Verbesserter überspannungsleiter auf varistor-basis
US6777043B2 (en) 1998-04-03 2004-08-17 S & C Electric Co. Fuse tube and method of manufacture thereof
EP2133388A2 (de) 2008-06-12 2009-12-16 S & C Electric Company Metallhydrat-haltige Lichtbogenlöschzusammensetzungen und Verfahren
US20180075953A1 (en) * 2016-09-13 2018-03-15 Abb Schweiz Ag Disconnector device for a surge arrester and a protection assembly comprising a surge arrester connected to such a disconnector device

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3869650A (en) * 1973-05-30 1975-03-04 Joslyn Mfg & Supply Co Disconnector
US4140988A (en) 1977-08-04 1979-02-20 Gould Inc. Electric fuse for small current intensities
US4663692A (en) * 1985-06-27 1987-05-05 Westinghouse Electric Corp. Electrical surge arrester and disconnector
EP0729209A1 (de) 1995-02-23 1996-08-28 ABB Management AG Vorrichtung zur Anzeige eines fehlerhaften Zustands eines eines elektrischen Apparates, insbesondere eines Ueberspannungsableiters
DE69716132T2 (de) * 1996-04-12 2003-08-14 Soule Materiel Electr Bagneres Verbesserter überspannungsleiter auf varistor-basis
US6359038B1 (en) 1996-05-21 2002-03-19 Abb Power T&D Company Inc. Arc-quenching fuse tubes
US6777043B2 (en) 1998-04-03 2004-08-17 S & C Electric Co. Fuse tube and method of manufacture thereof
EP2133388A2 (de) 2008-06-12 2009-12-16 S & C Electric Company Metallhydrat-haltige Lichtbogenlöschzusammensetzungen und Verfahren
US20180075953A1 (en) * 2016-09-13 2018-03-15 Abb Schweiz Ag Disconnector device for a surge arrester and a protection assembly comprising a surge arrester connected to such a disconnector device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020214671A1 (de) 2020-11-23 2022-05-25 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Ableitungsvorrichtung und Stromleitungsvorrichtung mit der Ableitungsvorrichtung
WO2022106307A1 (de) * 2020-11-23 2022-05-27 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Ableitungsvorrichtung und stromleitungsvorrichtung mit der ableitungsvorrichtung
WO2022128432A3 (de) * 2020-12-15 2022-08-18 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Sicherungsanordnung eines überspannungsableiterindikators

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