EP1206820B1 - Überspannungsableiter mit einem verspannelement - Google Patents

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EP1206820B1
EP1206820B1 EP00969206A EP00969206A EP1206820B1 EP 1206820 B1 EP1206820 B1 EP 1206820B1 EP 00969206 A EP00969206 A EP 00969206A EP 00969206 A EP00969206 A EP 00969206A EP 1206820 B1 EP1206820 B1 EP 1206820B1
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EP
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bracing
sleeve
surge arrester
conical region
arrester according
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Siemens Corp
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Siemens AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T4/00—Overvoltage arresters using spark gaps
    • H01T4/16—Overvoltage arresters using spark gaps having a plurality of gaps arranged in series
    • 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; Arresters

Definitions

  • the invention relates to a surge arrester with at least one diverting element which is electrically connected between two conductive end fittings is arranged, and with at least a clamping element attached to both end fittings is and the from the diverter and the end fittings formed stack in the axial direction holds together.
  • Such a surge arrester is for example off Japanese Patent Application JP-A-63 312 602.
  • the present invention is based on the object at a surge arrester of the type mentioned the To simplify assembly and a reliable clamping of the To reach piles.
  • the object is achieved in that the bracing in at least one end fitting in a clamping sleeve is held that the outer contour of the clamping sleeve in the axial direction towards the middle of the stack in a conical Tapered area that the clamping sleeve for Recording a Verspannementss has a bore whose Boundary walls at least in the conical region to the bore interior are movable, and that the end fitting for Recording ever a clamping sleeve a continuous recess in which the respective clamping sleeve under deformation the conical region is at least partially insertable.
  • the bracing element can be attached to the end fitting in inserted the clamping sleeve and this in the continuous Recess be introduced within the end fitting.
  • the pre-assembled stack is then fixed and on the Clamping element is applied a tensile stress.
  • the tensioning element is thus elastically elongated.
  • the spring tension the Verspannements is stored by at least a spacer in the stack the Verspannweg balances.
  • Such a spacer can, for example by one between an end fitting and the diverting elements movable spacer screw be realized.
  • the clamping sleeve can so far in the continuous recess of the end fitting be inserted, that the conical portion of the clamping sleeve to the walls of the through recess of the End armature abuts so that the boundary walls begin, to move radially to the bore interior on the Verspannelement.
  • the conical region of the bracing sleeve continues deformed and the boundary walls become radially inward pressed on the Verspannelement.
  • KraftSchluß held the bracing in the bracing.
  • the conicity of the clamping sleeve is also suitable to train.
  • the bracing element advantageously consists of a fiber-reinforced Epoxy resin. Due to the radial force in the Clamping element by means of frictional connection to the clamping sleeve on the one hand, there is no notch effect on the bracing element, on the other hand, almost the entire cross section used the Verspannements for transmitting the axial force. Due to the axial tension of the stack holds the bracing in the bracing automatically.
  • the continuous recess in the end fitting to the conical portion of the clamping sleeve is formed complementary.
  • clamping sleeve slotted in the conical area so that the boundary walls the bore in the conical region radially are resiliently movable.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides in that the clamping element in each of the end fittings by means of a clamping sleeve is held.
  • end fittings protrude radially over the diverting and in the projecting area conical holes for receiving the respective Have Verspannhülsen
  • each clamping sleeve has a bore whose shape is in register with the outer contour adapted to the respective Verspannementss.
  • Figure 1 shows schematically the surge arrester with a Stack consisting of the diverting elements 1,2,3 and the end fittings 4,5 exists.
  • the diverting elements are for example made of zinc oxide.
  • Each diverting element is at its end faces metallized, so that by axial compression of the end fittings 4,5 and the diverting 1,2,3 a conductive connection exists between the diverting elements.
  • leakage d. H. if the voltage applied to the surge arrester has a exceeds critical value, then a leakage current from the an end fitting 4 via the diverters 1,2,3 to the other End fitting flow.
  • the bracing elements 6,7,8 provided as in cross-section circular rods of fiber-reinforced Epoxy resin are formed.
  • the reinforcing fibers may be, for example, glass fibers.
  • clamping elements 6,7,8 each in one Clamping sleeve 9,10,11,12,13,14 held.
  • each bracing sleeve is hollow cylindrical formed and has a conical region 15, the tapered axially towards the center of the stack.
  • the bracing sleeve 9 has a bore 20 in its interior on, the exact fit to the outer contour of a clamping element. 6 is adapted.
  • the bracing sleeve 9 In the conical region 15 are continuous slots 16,17,18,19 provided in the bracing sleeve 9, through which the Boundary walls 21,22,23,24 of the through hole 20 in the conical region 15 radially with respect to the longitudinal axis the bracing sleeve 9 are resiliently movable.
  • Each of the end fittings 4,5 has recesses in the form of conical Holes, each of which a clamping sleeve 9,10,11,12,13,14 absorbs.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Überspannungsableiter mit wenigstens einem Ableitelement, das zwischen zwei elektrisch leitenden Endarmaturen angeordnet ist, und mit wenigstens einem Verspannelement, das an beiden Endarmaturen befestigt ist und den aus dem Ableitelement und den Endarmaturen gebildeten Stapel in Axialrichtung zusammenhält.
Ein derartiger Überspannungsableiter ist beispielsweise aus der japanischen Patentanmeldung JP-A-63 312 602 bekannt.
Dort sind mehrere Ableitelemente zu einem zylindrischen Stapel zusammengefaßt, der an den Enden jeweils auch eine Endarmatur aufweist, wobei die Endarmaturen Ausnehmungen für stangenförmige Verspannelemente aufweisen. Die Verspannelemente sind mittels Schraubenmuttern zwischen den Endarmaturen verspannt, wobei die Schraubenmuttern auf den Rändern der Ausnehmungen der Endarmaturen aufliegen.
Bei der Montage eines derartigen Überspannungsableiters müssen die einzelnen Muttern unter Druck verschraubt werden. Es sollte auch eine gleichmäßige Druckverteilung am Umfang der Endarmaturen gewährleistet sein.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Überspannungsableiter der eingangs genannten Art die Montage zu vereinfachen und eine zuverlässige Verspannung des Stapels zu erreichen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Verspannelement in wenigstens einer Endarmatur in einer Verspannhülse gehalten ist, daß die Außenkontur der Verspannhülse in Axialrichtung zur Mitte des Stapels hin in einem konischen Bereich konisch zuläuft, daß die Verspannhülse zur Aufnahme eines Verspannelementes eine Bohrung aufweist, deren Begrenzungswände wenigstens in dem konischen Bereich zum Bohrungsinneren hin beweglich sind, und daß die Endarmatur zur Aufnahme je einer Verspannhülse eine durchgehende Ausnehmung aufweist, in die die jeweilige Verspannhülse unter Verformung des konischen Bereichs wenigstens teilweise einschiebbar ist.
Das Verspannelement kann zur Befestigung an der Endarmatur in die Verspannhülse eingeschoben und diese darauf in die durchgehende Ausnehmung innerhalb der Endarmatur eingeführt werden. Der vormontierte Stapel wird dann fixiert und auf das Verspannelement wird eine Zugspannung aufgebracht. Das Verspannelement wird dadurch elastisch gelängt. Die Federspannung des Verspannelementes wird dadurch gespeichert, daß wenigstens ein Abstandshalter in dem Stapel den Verspannweg ausgleicht. Ein solcher Abstandshalter kann beispielsweise durch eine zwischen einer Endarmatur und den Ableitelementen bewegliche Abstandsschraube realisiert sein. Die Verspannhülse kann soweit in die durchgehende Ausnehmung der Endarmatur eingeschoben werden, daß der konische Bereich der Verspannhülse an die Wände der durchgehenden Ausnehmung der Endarmatur anstößt, so daß die Begrenzungswände beginnen, sich radial zum Bohrungsinneren auf das Verspannelement zuzubewegen.
Dadurch wird der konische Bereich der Verspannhülse weiter verformt und die Begrenzungswände werden radial nach innen auf das Verspannelement gedrückt. Somit wird durch KraftSchluß das Verspannelement in der Verspannhülse gehalten. Hierzu sind die Abmessungen und Formen der durchgehenden Ausnehmung in der Endarmatur und der Verspannhülse entsprechend aufeinander abzustimmen. Die Konizität der Verspannhülse ist ebenfalls geeignet auszubilden.
Das Verspannelement besteht vorteilhaft aus einem faserverstärkten Epoxidharz. Durch die radiale Krafteinleitung in das Verspannelement mittels des Kraftschlusses zu der Verspannhülse entsteht einerseits keine Kerbwirkung auf das Verspannelement, andererseits wird nahezu der gesamte Querschnitt des Verspannelementes zur Übertragung der Axialkraft genutzt. Durch die axiale Verspannung des Stapels hält sich das Verspannelement in der Verspannhülse selbsttätig.
Vorteilhaft kann vorgesehen sein, daß die durchgehende Ausnehmung in der Endarmatur zu dem konischen Bereich der Verspannhülse komplementär ausgebildet ist.
Auf diese Weise läßt sich besonders einfach verwirklichen, daß die Verspannhülse sich in der gewünschten Weise bei Ausübung eines Axialzuges auf das Verspannelement hin komprimiert.
Außerdem kann vorteilhaft vorgesehen sein, daß die Verspannhülse in dem konischen Bereich geschlitzt ist, so daß die Begrenzungswände der Bohrung in dem konischen Bereich radial federnd beweglich sind.
Durch die Schlitzung der Verspannhülse ist eine radiale Beweglichkeit der Begrenzungswände der Bohrung in der Verspannhülse besonders einfach realisierbar.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Verspannelement in jeder der Endarmaturen mittels einer Verspannhülse gehalten ist.
Es kann außerdem vorteilhaft vorgesehen sein, daß achsparallel zu dem Stapel an dessen äußerem Umfang mehrere Verspannelemente vorgesehen sind.
Auf diese Weise sind die großen axialen Kräfte in dem Ableiterstapel günstig auf mehrere Verspannelemente verteilbar. Die gleichmäßige Verteilung der Zugkräfte auf die verschiedenen Verspannelemente stellt sich selbsttätig ein. Durch eine Mehrzahl von Verspannelementen ist außerdem eine größere mechanische Festigkeit erreicht.
Es kann außerdem vorteilhaft vorgesehen sein, daß die Endarmaturen radial über die Ableitelemente überstehen und in dem überstehenden Bereich konische Bohrungen zur Aufnahme der jeweiligen Verspannhülsen aufweisen
Auf diese Weise kann aus den Verspannelementen ein die Ableitelemente umgebender Käfig gebildet werden, der im Zuge der Fertigstellung des Ableiters beispielsweise mit einem Silikonelastomer gemeinsam mit den Ableitelementen vergossen werden kann.
Außerdem kann vorteilhaft vorgesehen sein, daß jede Verspannhülse eine Bohrung aufweist, deren Form paßgenau an die Außenkontur des jeweiligen Verspannelementes angepaßt ist.
Auf diese Weise läßt sich ein besonders effektiver Kraftschluß zwischen der jeweiligen Vespannhülse und dem Verspannelement erzielen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrieben.
Dabei zeigt
  • Figur 1 schematisch eine Ansicht eines Überspannungsableiters
  • Figur 2 die Ansicht einer Verspannhülse.
    • Figur 1 zeigt schematisch den Überspannungsableiter mit einem Stapel, der aus den Ableitelementen 1,2,3 und den Endarmaturen 4,5 besteht. Die Ableitelemente bestehen beispielsweise aus Zinkoxyd. Jedes Ableitelement ist an seinen Stirnflächen metallisiert, so daß durch axiale Kompression der Endarmaturen 4,5 und der Ableitelemente 1,2,3 eine leitende Verbindung zwischen den Ableitelementen besteht. Im Ableitfall, d. h. wenn die am Überspannungsableiter anliegende Spannung einen kritischen Wert übersteigt, kann dann ein Ableitstrom von der einen Endarmatur 4 über die Ableitelemente 1,2,3 zu der anderen Endarmatur fließen.
    Zur Verspannung des Stapels sind die Verspannelemente 6,7,8 vorgesehen, die als im Querschnitt kreisförmige Stäbe aus faserverstärktem Epoxidharz ausgebildet sind. Die Verstärkungsfasern können beispielsweise Glasfasern sein.
    An ihren Enden sind die Verspannelemente 6,7,8 jeweils in einer Verspannhülse 9,10,11,12,13,14 gehalten.
    Wie Figur 2 zeigt, ist jede Verspannhülse hohlzylindrisch ausgebildet und weist einen konischen Bereich 15 auf, der axial zur Mitte des Stapels hin konisch zuläuft.
    Die Verspannhülse 9 weist in ihrem Inneren eine Bohrung 20 auf, die paßgenau an die Außenkontur eines Spannelementes 6 angepaßt ist.
    In dem konischen Bereich 15 sind durchgehende Schlitze 16,17,18,19 in der Verspannhülse 9 vorgesehen, durch die die Begrenzungswände 21,22,23,24 der durchgehenden Bohrung 20 in dem konischen Bereich 15 radial in Bezug auf die Längsachse der Verspannhülse 9 federnd beweglich sind.
    Jede der Endarmaturen 4,5 weist Ausnehmungen in Form von konischen Bohrungen auf, von denen jede eine Verspannhülse 9,10,11,12,13,14 aufnimmt.
    Beim Aufbringen von Zugkräften auf die Verspannelemente 6,7,8 werden die Verspannhülsen 9,10,11,12,13,14 in die konischen Bohrungen der Endarmaturen hineingezogen, so daß die Begrenzungswände 21,22,23,24 nach innen auf das jeweils in der Verspannhülse 9,10,11,12,13,14 gehaltene Verspannelement 6,7,8 gedrückt werden und dieses kraftschlüssig fixieren.
    Durch diese kraftschlüssige Verbindung zwischen dem jeweiligen Verspannelement 6,7,8 und der Verspannhülse wird eine optimale Krafteinleitung der Zugkraft in die Verspannelemente 6,7,8 erreicht wobei deren gesamter Querschnitt gleichmäßig belastet wird.
    Die Montage eines solchen Überspannungsableiters geht derart vor sich, daß zunächst der Stapel 1,2,3,4,5 vormontiert wird, daß die Verspannelemente 6,7,8 und die entsprechenden Verspannhülsen eingeschoben werden und daß danach die Verspannelemente axial gelängt werden. Die Verlängerung wird durch Eindrehen einer Kontaktschraube, die sich an einem Ableitelement oder an einer diesem benachbarten Metallplatte abstützt und in einem Gewinde einer Endarmatur geführt ist, ausgeglichen. Die dabei gespeicherte Federkraft in den Verspannelementen bewirkt somit dauerhaft eine axiale Kompression der Ableitelemente.

    Claims (7)

    1. Überspannungsableiter mit wenigstens einem Ableitelement (1,2,3), das zwischen zwei elektrisch leitenden Endarmaturen (4,5) angeordnet ist, und mit wenigstens einem Verspannelement (6,7,8), das an beiden Endarmaturen (4,5) befestigt ist und den aus dem Ableitelement (6,7,8) und den Endarmaturen (4,5) gebildeten Stapel in Axialrichtung zusammenhält,
      dadurch gekennzeichnet, daß das Verspannelement (6,7,8) in wenigstens einer Endarmatur (4,5) in einer Verspannhülse (9,10,11,12,13,14) gehalten ist,
      daß die Außenkontur der Verspannhülse (9,10,11,12,13,14) in Axialrichtung zur Mitte des Stapels hin in einem konischen Bereich (15) konisch zuläuft,
      daß die Verspannhülse (9,10,11,12,13,14) zur Aufnahme eines Verspannelementes (6,7,8) eine Bohrung (20) aufweist, deren Begrenzungswände (21,22,23,24) wenigstens in dem konischen Bereich (15) zum Bohrungssinneren hin beweglich sind, und
      daß die Endarmatur (4,5) zur Aufnahme je einer Verspannhülse (9,10,11,12,13,14) eine durchgehende Ausnehmung (25) aufweist, in die die jeweilige Verspannhülse (9,10,11,12,13,14) unter Verformung des konischen Bereichs (15) wenigstens teilweise einschiebbar ist.
    2. Überspannungsableiter nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, daß die durchgehende Ausnehmung (25) in der Endarmatur zu dem konischen Bereich (15) der Verspannhülse (9,10,11,12,13,14) komplementär ausgebildet ist.
    3. Überspannungsableiter nach Anspruch 1 oder 2,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Verspannhülse (9,10,11,12,13,14) in dem konischen Bereich (15) geschlitzt ist, so daß die Begrenzungswände (21,22,23,24) der Bohrung (20) in dem konischen Bereich (15) radial federnd beweglich sind.
    4. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, 2 oder 3,
      dadurch gekennzeichnet, daß das Verspannelement (6,7,8) in jeder der Endarmaturen (4,5) mittels einer Verspannhülse (9,10,11,12,13,14) gehalten ist.
    5. Überspannungsableiter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden,
      dadurch gekennzeichnet, daß achsparallel zu dem Stapel, (1,2,3,4,5) an dessen äußerem Umfang mehrere Verspannelemente (6,7,8) vorgesehen sind.
    6. Überspannungsableiter nach Anspruch 5,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Endarmaturen (4,5) radial über die Ableitelemente (1,2,3) überstehen und in dem überstehenden Bereich konische Bohrungen (25) zur Aufnahme der jeweiligen Verspannhülsen (9,10,11,12,13,14) aufweisen.
    7. Überspannungsableiter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden,
      dadurch gekennzeichnet, daß jede Verspannhülse (9,10,11,12,13,14) eine Bohrung (20) aufweist, deren Form paßgenau an die Außenkontur des jeweiligen Verspannelementes (6,7,8) angepaßt ist.
    EP00969206A 1999-08-23 2000-08-23 Überspannungsableiter mit einem verspannelement Expired - Lifetime EP1206820B1 (de)

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    DE19940939 1999-08-23
    PCT/DE2000/002916 WO2001015292A1 (de) 1999-08-23 2000-08-23 Überspannungsableiter mit einem verspannelement

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    EP1206820A1 EP1206820A1 (de) 2002-05-22
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