DD208891A1 - Einrichtung zum ueberspannungsschutz von niederspannungsanlagen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine ein-bzw. mehrpolige Einrichtung mit mindestens einem nichtlinearen Metalloxidwiderstand bzw. Varistor zum Schutz von Niederspannungsschalt-, Niederspannungsverteilungs-und Niederspannungsinstallationsanlagen vor bei Schalthandlungen oder anderen Stoerungen auftretenden inneren und aeusseren Ueberspannungen. Ziel und Aufgabe,eine mechanisch stabile und elektrisch isolierte Einrichtung zu schaffen, die als Zusatzbaustein, als Grund- oder Nachruestelement, fuer alle moeglichen Netzkonfigurationen bzw.Netzarten in Niederspannungsanlagen universell einsetzbar ist werden dadurch erreicht, dass ein-oder mehrere nichtlineare Widerstaende, Metalloxid-oder Zinkoxidv aristoren in Normal-bzw. Leistungsausfuehrung entsprechend der gewuenschten Schaltungsart miteiander verschaltet und in einem Isolierkoerper eingebettet sind. In den Isolierkoerper aus mechanisch festem Isoliermaterial sind Anschlussschienen eingegossen, ueber die die Varistoren mit dem Sammelschienen der Anlage in Verbindung stehen.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung bet!ifft eine ein- bzw. mehrpolige Einrichtung mit mindestens einem nicht lineal! en Metalloxidwiderstand bzw. Varistor sum Schutz von Efiaderspannungsschalt-, verteilungs- und installatio-nsanlage η vor bei Schalthandlungen oder anderen Störungen auftretenden inneren und äußeren Überspannungen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen;

Beim Betreiben von Hiedersparmungsschalt-, . verteilungs- und installationsanlagen treten durch Schalthandlungen oder durch andere Störungen in den Hiadsrspannungsanlagen an verschiedenen Punkten einer Anlage innere Überspannungen auf» Außerdem werden durch direkte oder indirekte Blitzeinwirkungen sogenannte äußere Überspannungen hervorgerufen. Damit diese in ihrer Höhe, Form und-ihraffi^Saergiege^alt· unbekannten' Überspannungen· nicht zum Überschlag oder Durchschlag der Isolation führen ist es bekannt, in Niederspannungsschalt—, verteilungs- und installationsanlagen nach vorhandenen Meßergebnissen oder Erfahrungswerten die Isolation für höhere Spannungan au bemessen, was an den gefährdeten Stellen eine nachteilige überdimensionierung der Schaltanlagen- baw. Geräteisolation zur Folge hat. Um diesen Aufwand für die Isolation nicht weiter zu erhöhen, wurde in neuerer Zeit dazu übergegangen, die auftretenden inneren und äußeren Überspannungen durch einen Überspannungsschutz zu begrenzen. Hierfür kommen vor allem überspannungsableiter allein sowie Überspannungsableiter oder Luftfunkenstrecken kombiniert mit spannungsabhängigen Widerständen, in Beihen- oder Parallelschaltung zur Anwendung. Auch ist es bekannt, spannungsab-

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hängige Widerstände, insbesondere Metalloxid- bzw, Zinkosidvaristoren mit hoher Leistungsaufnahme bei Impulsströmen von einigen Kiloampere, zur Spannungsbegrenzung in Uiederspannungsschalt-j verteilungs- und installationsanlagen direkt ohne zusätzliche Parallelschaltung von leistungsaufnehmenden Überspannungsableiter η bzw. Funkeηstreckeη zu verwenden. Hierbei ist jedoch des Nachteil zu verzeichnen, daß ein Varistor als Einzelelement ein relativ kleines, mechanisch wenig stabiles Bauelement darstellt, wenn er direkt mit seinen Anscfcuuaaen z.B« in eine Niederspannungsschaltanlage geschaltet wird. Infolge einer mechanischen überlastung, z.B. bei der Montage oder einer elektrischen Überlastung, z,B. bei Unterdimensionierung kann der Varistor zu einer Störquelle innerhalb der Niederspannungsanlage werden und unter anderem zu Störlichtbögen führen«

Ziel der xsrf ladung:

Ziel der Erfindung ist eine Einrichtung zum Schutz gegen Überspannungen, die mit geringen! Aufwand ohne zusätzliche Konstruktionselemente direkt an die Potentialleiter von Niederspannungsschalt-, verteilungs- und installationsanlagen als Grund- oder ITachrüst element befestigt werden kann»

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe.zugrunde, eine mechanisch stabile und elektrisch isolierte. Einrichtung zum Schutz gegen Überspannungen zu schaffen, die als Susatzbaustein

für alle in Frage kommenden Schaltungsvarianten in IT leder Spannungsanlagen universell einsetzbar ist.

Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein oder mehrere nichtlineare Widerstände, Metalloxid- oder Zinkoxid-? ar is tor en in Normal- bzw. Leistungsausfühlung entsprechend der gewünschten Schaltungsart, d.h.· in Sternschaltung mit oder ohne herausgeführten Sternpunkt oder mit zusätzlichem Varistor in. der Sternpunkt aus leitung oder in Dreieckschaltung bzw. für geerdete öder nicht geerdete Wechselstromnetze, in einen Isolierkörper aus festem Isolierstoff eingebettet sind; und daß in den Isolierkörper Anschlußschienen eingegossen sind, über die die Varistoren mit den Sammelschienen der Anlage in Verbindung stehen. Zwischen Varistor und Anschluß— schiene können auch kurze flexible Leitungen angeordnet sein. Anstelle der Anschlußschienen können auch . flexible Anschlußleitungen Verwendung finden, wobei der Isolierkörper durch eine eingegossene Haltevorrichtung oder durch eine zusätzliche Halteschelle mechanisch gesichert ist« Der Isolierkörper ist aus einem mechanisch festen~ Isolierstoff^;, -z%W, aus: Gießharz, ΡϋΉ-Schaum-; stoff, Polyäthylen o.a., hergestellt. Br kann auch aus einem mechanisch festen Hohlkörper, z.B. aus einem Iso— Herr ohr, gebildet ssLn, der entweder hohl oder durch zusätzliche Isolierstoffe ausgegossen oder verschäust ist. In einer weiteren Ausführungsform können die elektrischen Anschlüsse, die Anschlüsse der einzelnen Varistoren oder Leistungs-Varistoren über Anschlußschienen oder flexible Leitungen isoliert aus dem Isolierkörper herausgeführt sein und die gewünschte.3esehaltung außerhalb des Isolierkörpers vorgenommen werden.

Durch den mechanisch stabilen Isolierkörper werden alle auf die Einrichtung wirkenden äußeren Kräfte bei der Montage und dem Betrieb von NiederSpannungsanlageη aufgenommen , wodurch die mechanisch, empfindlichen-Varistoren

wirksam geschützt sind. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann als Zusatzbaustein in jeder geforderten Schaltungskombination in den unterschiedlichsten Niederspannungsnetzen zur Begrenzung der auftretenden Überspannung verwendet werden. Hinsichtlich der Anschlußmaße und des Spannungsbegrenzungspegels können für alle vorhandenen Spannungsebenen der Niederspannung genormte Baureihen von Einrichtungen in Form von austausch- und nachrüstbaren Bausteinen eingeführt werden, mit denen eine sichere Beherrschung der Überspannungen in Niederspannungsanlagen und -netzen möglich ist.

Ausführ ungsbe ispie1:

Anhand von Ausführungsbe!spielen soll die Erfindung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigen

Fig* 1 : eine dreipolige Einrichtung mit Anschlußschienen Fig. 2 : einen Schnitt durch die Einrichtung nach Fig. Λ

Fig. 3 · eine dreipolige Einrichtung mit flexiblen Anschlußleitungen

Fig. 4- : einen Schnitt durch die Einrichtung nach Fig»

In Fig. 1 ist eine dreipolige Einrichtung für den Überspannungsschutz für eine Nieder Spannungsanlage in Sternschaltung mit herausgeführtem Sternpunkt aargestellt. In den die Leistungs-Varistoren 4^: umhüllenden Isolierkörper 1 sind die Anschlüssehieηen 2 für die Außenleiter und die Anschlußschiene 3 für den PE-Leiter fest

—Greingegossen. Aus dem in Pig, 2 gezeigten Schnitt durch diese Einrichtung ist ersichtlich, daß die Leistungs-Yaristoren 4- mit gesicherten Schrauben 5 an der Anschlußschiene für den IB-Leitei befestigt sind. An den Gegenpolen der Leistungs-Vaiistozen 4- sind um 90° zur Anschlußschiene 3 gedrehte Anschlußschienen 2 für die Außenleiter gleichen Profils mit Anschlußbohrungen 6 ebenfalls mit gesicherten Schrauben 5 entweder direkt oder über kurze flexible elektrische Leitungen befestigt. Die so verschalteten Leistungs-Varistoren 4· sind von einem Isolierkörper 1 aus mechanisch festem Isolierstoff umhüllt, der neben seiner isolierenden Eigenschaft gewährleistet, daß keine montage- bzw. betriebsbedingten Kräfte der Potentialleiter auf die Leistungs-Varistoren 4- einwirken und sie zerstören. Mechanisch und thermisch entlastend wirken ebenfalls die kurzen elektrischen.Leitungen zwischen den Leistungs-Varistoren 4 und den Potentialleitern* Fig. 3 zeigt eine dreipolige Einrichtung für den überspannungsschutz für eine Nieder spannungsanlage in Drei eckschaltung. In· dieser Ausführung: sind dia flexiblen Änschlußleitüngen 7 ebenfalls fest in den die Varistoren- 8 umhüllenden. Isolierkörper 1 eingegossen. Mit flexiblen Anschlußleitungen ausgerüstete uberspannungs schutz-Sinrichtungen werden vorzugsweise für Niedsrspannungsinstallationsanlagen benötigt. In der Schnitt darstellung in Pig· 4- wird dargestellt, wie die Anschlußfahnen 9 der Tau istoren 8 zur Dreieckschaltung verlötet sind und die Anordnung der flexiblen Anschluß leitungen 7 an die Anschlußfahne 9· -De^ Pojünittenabstand a, Fig. 2, sowie das Profil der Anschlußschienen und die Anschlußinaße werden durch die Standardabmessungen der Potentialleiter der jeweiligen Niederspannungsanlage, in der die Einrichtung eingesetzt ist, be

Claims (3)

1. Erfindungsanspruch

   1. S in ii eilt ting zum Überspannungsschutz von Niederspannungsschalt-, verteilungs- und. installations an lagen, gekennzeichnet dadurch, daß ein oder mehrere nichtlineare Widerstände, Metalloxidoder Zinkoxid-Varistoren (4·; 8) in Normal- "bzw, Leistungsausführung, entsprechend der gewünschten Schaltungsart miteinander verbunden und in einen Isolierkörper (1) aus festem Isolierstoff eingebettet sind und daß in den Isolierkörper Ansch.lui3sch.ienen (2; 3) eingegossen sind, über die die Varistoren mit den Sammelschieneη der Anlage in Verbindung stehen.

   2« Einrichtung nach Punkt 1,

   g e k e η η ζ e lohnet dadurch, daß in den Isolierkörper (1) flexible Anschlußleitungen (7) eingegossen sind,

   <. Einrichtung: nach ...Punkt' 1 ,,.

   ga kenn ze ich na t dadur c h, daß zwischen Leistungs-Varistor (4) und Anschlagschiene (2) eine kurze flexible Leitung angeordnet ist.

   4·. Hinrichtung nach Punkt 2,

   gekennze lehnet dadur c h, daß der Isolierkörper 0) durch eine· eingegossene Haltevorrichtung oder durch eine zusätzliche Halteschelle mechanisch gesichert ist« .

   5» Einrichtung nach den Punkten 1 bis 4-, g e k e η η 3 e i c h η e t d a d u r c h, daß der Isolierkörper aus einem mechanisch fasten Isolierstoff, z.B. Gießharz, PUR-Schaumstoff, Polyäthylen, besteht.
2. 6. Einrichtung nach den Punkten 1 bis 5? gekennzeichnet dadurch, daß der Isolierkörper aus einem mechanisch festen Hohlkörper, z.B. einem Isolierrohr, besteht, der entweder hohl oder durch zusätzliche Isolierstoffe ausgegossen oder verschäunit ist. .
3. 7. Einrichtung nach den Punkten 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß die elektrischen Anschlüsse, die Anschlüsse der einzelnen Varistoren oder Leistungs-Varistoren über Anschlußschienen oder flexible Leitungen isoliert aus dem Isolierkörper herausgeführt sind und die gewünschte Beschaltung außerhalb des Isolierkörpers erfolgt,

   8« Einrichtung nach den Punkten 1 bis 7? gekennzeichnet dadurch, daß die Varistoren oder Leistungs-Varistoren in Sternschaltung mit oder ohne herausgeführte η Sternpunkt oder mit einem zusätzlichen Varistor in der Sternpunktausleitung bz7/. in Dreieckschaltung geschaltet sind,

   Hierzu: 3 Blatt Zeichnungen I.