EP1466334A2 - Berspannungsableiter - Google Patents

Berspannungsableiter

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Publication number
EP1466334A2
EP1466334A2 EP03704226A EP03704226A EP1466334A2 EP 1466334 A2 EP1466334 A2 EP 1466334A2 EP 03704226 A EP03704226 A EP 03704226A EP 03704226 A EP03704226 A EP 03704226A EP 1466334 A2 EP1466334 A2 EP 1466334A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure relief
core
surge arrester
relief arrangement
blocks
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP03704226A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1466334B1 (de
Inventor
S. Tridelta Überspannungsableiter GmbH Bohrisch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tridelta Ueberspannungsableiter GmbH
Original Assignee
Tridelta Ueberspannungsableiter GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tridelta Ueberspannungsableiter GmbH filed Critical Tridelta Ueberspannungsableiter GmbH
Publication of EP1466334A2 publication Critical patent/EP1466334A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1466334B1 publication Critical patent/EP1466334B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H01C7/126—Means for protecting against excessive pressure or for disconnecting in case of failure

Definitions

  • the invention relates to a surge arrester with varistor blocks, preferably with metal oxide varistor blocks, and a pressure relief arrangement for such a surge arrester.
  • EP-A-0 233 022 discloses a generic surge arrester which has a core with a stack of terminal blocks, varistor blocks and optionally heat sink blocks / spacer blocks, a sheath surrounding the core and a plastic outer housing provided with insulating bells.
  • Surge arresters are usually provided in energy supply networks in order to protect them from overvoltage due to a lightning strike or the like.
  • the varistor blocks are preferably cylindrical blocks made of sintered ceramic, so-called metal oxide varistors, in particular zinc oxide varistors.
  • varistor variable resistor
  • Zinc oxide varistors consist of n-doped zinc oxide ceramics with electrically conductive crystallites or "grains" and potential barriers at the grain boundaries. Up to a certain voltage, the "varistor voltage" U 0 , the varistor blocks have a high resistance because the potential barriers prevent the transport of the electrons and the voltage drops practically exclusively at the grain boundaries.
  • the potential barriers break down with the participation of "hot" end electrons and holes, and the ceramic varistor block, becomes electrically conductive.
  • the varistor voltage depends on the number of grain boundaries between the electrodes, ie on the thickness and size of the grains. Below the varistor voltage, in AC operation, such a zinc oxide varistor block behaves like a capacitor due to the grain boundary capacitance. The smaller U 0 , the greater its capacity.
  • the current / voltage characteristic is extremely non-linear with differential resistances the M ⁇ range slightly below the varistor voltage and in the m ⁇ range just above the varistor voltage.
  • the sheath of the surge arrester of EP-A-0 233 022 mentioned is made of a glass fiber reinforced plastic material which is firmly attached to the
  • the core breaks at the seams between the varistor blocks and these aluminum disks, which are referred to as contact disks, the hot, highly ionized gas occurs in a plane perpendicular to the Longitudinal direction of the Abieiter outwards, breaks through the sheath and the plastic outer housing and initiates an external short circuit. In this way, a complete destruction of the surge arrester by explosion is prevented.
  • DE 34 26 054 AI proposes to provide a "heat-conducting layer" between the shell and the core.
  • German laid-open specification DE 199 27 940 AI which goes back to the same applicant as the present application, proposes to arrange an additional adhesive tape around the core in the area of the aluminum contact disks, with which the glass fiber material of the casing does not crosslink, so that at least there There are predetermined breaking points.
  • the object of the invention is therefore to provide a surge arrester of the type mentioned above, which avoids this problem and in particular prevents an explosion-like bursting in the event of an overload.
  • the object is achieved by the invention described in the independent patent claims.
  • the dependent claims relate to further advantageous aspects of the invention.
  • the object is achieved by a pressure relief arrangement for a surge arrester, which has the shape of a flat disk with slits extending from the comb from one side. Furthermore, the object is achieved by a surge arrester, the core of which is equipped with slots or slots running in a plane perpendicular to the longitudinal direction of the arrester.
  • the surge arrester according to the invention contains: a core with one or more varistor blocks; an outer case surrounding the core; and a pressure relief assembly having a dual gas drain path from the interior of the core to the core periphery.
  • the pressure relief arrangement according to the invention for a surge arrester can have the form of a disk which has a passage for gas from the inside of the disk to its periphery and is located between two blocks.
  • FIG. 1 shows a surge arrester with the pressure relief arrangement according to the invention.
  • Fig. 2 shows a side view of the pressure relief arrangement.
  • Fig. 3 shows a plan view of the pressure relief arrangement.
  • Fig. 4 shows a pressure relief arrangement in the built-in
  • FIG. 5 shows a cross section through a surge arrester in the plane of a pressure relief arrangement.
  • An embodiment of a surge arrester according to the invention is shown in FIG. 1.
  • the surge arrester has two terminal blocks 2 at its opposite ends.
  • a stack of varistor blocks 1 and, optionally, heat sinks / spacer blocks 3 are arranged between these connection blocks 2.
  • a pressure relief arrangement 11 is provided, which is further below is described in detail. Distributed over the length of the surge arrester, there may be several pressure relief arrangements.
  • 'arrangement 11 is a plastic tape 15 wrapped around the core.
  • the core with the plastic band 15 is accommodated in a casing 5.
  • this " casing 5 is formed by the core with the plastic band 15 having a pre-impregnated material, such as a prepreg
  • Prepreg is wrapped, which is then cross-linked to the core at higher temperatures.
  • Prepreg is a generic term for a glass fiber reinforced plastic material.
  • Prepregs offer one of the most precise options for combining a reinforcement material with a resin matrix. This technology also allows the strongest and best matrix systems to be combined with all fiber types that are used today in polymer composite components.
  • the "module" thus produced is heated in an oven, so that the plastic material of the prepreg liquefies and cross-links with the outer surfaces of the blocks in the core.
  • the plastic tape 15 is selected so that no cross-linking of the prepreg with the plastic tape 15 occurs.
  • the plastic tape 15 prevents ' during production, when heating the liquefied plastic of the prepreg in the spaces between varistor blocks 1, terminal blocks 2 and heat sink / spacer blocks or in the pressure relief assembly 11.
  • the entire module is then introduced into an outer housing 7, which has insulating bells 9 formed thereon, or onto which such insulating bells 9 are later attached.
  • This outer housing 7 can be formed, for example, from a heat shrink material, as shown in German utility model DE-U-75 31 935 or British patent application GP-2073965-A.
  • a mechanically relaxable elastomer material 7 can also 'be formed, which is laid on the sleeve 5 out.
  • the outer housing 7 can be cast on or molded on site.
  • the pressure relief arrangement 11 has a flat disk 11 ', for example a 2 mm thick aluminum disk.
  • the disk 11 ' has the same diameter and the same outer shape as the varistor blocks 1, but is much thinner.
  • Comb-like recesses or cutouts 13 are provided in the disk 11 ', which extend parallel to one another and are open in one direction. These recesses form passageways that extend from the inside of the disc to its periphery.
  • the number and width of the comb-like recesses is not relevant to the invention, as long as both are good electrical ones
  • FIG. 4 shows a longitudinal section through the core with plastic band 15 and sheath 5 of a surge arrester according to the invention, it being shown in detail how two varistor blocks 1 with an intermediate pressure relief arrangement 11 in the form of a disk 11 'are contained in the core.
  • FIG. 5 shows a section in the plane perpendicular to the illustration from FIG. 4 through the pressure relief arrangement 11.
  • a sleeve 5 made of a prepreg material is wrapped around the entire core with varistor blocks 1, connection blocks 2, heat sink blocks / spacer blocks 2 and pressure relief arrangement 11, other plastic sleeves 5 can also be used for the core, for example in the form of shrink tubes or preformed plastic tubes, in which the core is received and cast.
  • contact disks known from the prior art for example made of aluminum, can be present between adjacent blocks of the core.
  • pressure relief arrangement 11 is shown here in connection with a surge arrester without a spark gap, it can also be used with surge arresters which are in addition to a stack
  • Varistor blocks 1 also have a spark gap.
  • other nonlinear blocks for example conventionally silicon carbide varistor blocks, are also possible.
  • Embodiment is designed as an aluminum disc 11 'with comb-like recesses.
  • other shapes are also possible, for example star-shaped cutouts or the like.
  • a passage path is formed from the inside of the core to its periphery, while at the same time maintaining good eclectic contact between the adjacent blocks.
  • a passage for gas from the inside of the core to the core circumference is also to be understood as such a passage which only opens above a predetermined pressure or temperature.
  • the pressure relief arrangement 11 of the invention can also be used in connection with surge arresters with a porcelain housing, in which case an air gap is provided between the core and the porcelain outer housing in the longitudinal direction of the surge arrester, into which the hot one. Plasma emerges from the core.
  • a membrane or a rupture disk is advantageously provided at both ends of the porcelain ceramic housing, through which the hot plasma can escape.
  • a plastic band 15 is provided in the embodiment according to the invention shown at the abutting points of adjacent blocks of the core or in the pressure relief arrangements, the invention is not restricted to this.
  • the entire core can be surrounded by such an adhesive tape, or the adhesive tape can be omitted entirely.
  • the sleeve 5 and / or the outer housing 7 can also be connected to the pressure relief device .
  • arrangement 11 corresponding points can be provided with additional predetermined breaking points, for example with perforations or partial perforations.
  • the outer housing 7 is applied directly to the core without a sheath 5 lying in between.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Überspannungsableiter und eine Druckentlastungsanordnung für einen Überspannungsableiter. Erfindungsgemäss wird ein Überspannungsableiter bereitgestellt mit einem Kern mit einer Mehrzahl Blöcke, die zumindest einen Varistorblock (1) und zwei Anschlussblöcke (3) umfassen. In dem Kern ist zumindest eine Druckentlastungsanordnung (11) ausgebildet, die die Form eines Durchlassweges (13) von dem Kerninneren zum Kernumfang hat, und den der Austritt von heissem hochionisierten Gas aus dem Kerninneren in einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung des Ableiters nach aussen gestattet. Der Kern ist von einem Aussengehäuse (7) umgeben.

Description

UBERSPANNUNGSABLEITER
Die Erfindung betrifft einen Uberspannungsableiter mit Varistorblöcken, vorzugsweise mit Metalloxid-Varistorblöcken, und eine Druckentlastungsanordnung für einen solchen Uberspannungsableiter. EP-A-0 233 022 offenbart einen gattungsgemäßen Uberspannungsableiter, der einen Kern mit einem Stapel Anschlußblöcke, Varistorblöcke und wahlweise Wärmesenkenblöcke/ Abstandshalterblöcke, eine den Kern umgebende Hülle und ein mit Isolierglocken versehenes Kunststoffaußengehäuse auf- weist. Die Varistorblöck'e, Anschlußblöcke und die wahlweise vorhandenen Wärmesenke/Abstandshalterblöcke stehen miteinander in Kopf-an-Kopf-Kontakt und sind fest miteinander verbunden, beispielsweise durch Verkleben.
Uberspannungsableiter werden üblicherweise in Energie- versorgungsnetzwerken vorgesehen, um diese vor einer Überspannung aufgrund eines Blitzeinschlages oder ähnlichem zu schützen.
Die Varistorblöcke sind vorzugsweise zylindrische Blöcke aus gesinterter Keramik, s.g. Metalloxid-Varistoren, insbesondere Zinkoxid-Varistoren. Der Ausdruck Varistor (variable resistor) hat sich als Fachbegriff für nichtlineare Wiederstände eingebürgert. Zinkoxid-Varistoren bestehen aus n-dotierten Zinkoxidkeramiken mit elektrisch leitenden Kristalliten oder "Körnern" und Potenzialbarrieren an den Korngrenzen. Bis zu einer bestimmten Spannung, der "Varistorspannung" U0, sind die Varistorblöcke hochohmig, weil die Potentialbarrieren den Transport der Elektronen verhindern und die Spannung praktisch ausschließlich an den Korngrenzen abfällt. Oberhalb der Spannung von ca. 3,7 Volt pro Korngrenze brechen die Potentialbarrieren unter Beteiligung von "heißen" Endelektronen und Löchern zusammen, und der keramische Varistorblock, wird elektrisch leitend. Die Varistorspannung hängt von der Anzahl der Korngrenzen zwischen- den Elektroden ab, also von der Dicke und deir Größe der Körner. Unterhalb der Varistorspannung, bei Wechsel- spannungsbetrieb, verhält sich ein derartiger Zinkoxid- Varistorblock aufgrund der Korngrenzenkapazität wie ein Kondensator. Seine Kapazität ist um so größer, je kleiner U0 ist. Die Strom/Spannungs-Kennlinie ist extrem nicht-linear mit differentiellen Widerständen dem MΩ-Bereich leicht unterhalb der Varistorspannung und im mΩ-Bereich gleich oberhalb der Varistorspannung.
Im Fall einer Überbelastung des Uberspannungsableiters, beispielsweise durch einen Blitzeinschlag, entstehen in einem sogenannten Lichtbogenkanal innerhalb der Varistorblöcke hochionisierte Gase, die einen hohen Druck entwickeln. In
Ergebnis besteht die Gefahr, dass der gesamte Uberspannungsableiter explosionsartig zerbirst.
Um dieser Gefahr entgegenzuwirken, ist die Hülle des Uberspannungsableiters der genannten EP-A-0 233 022 aus einem glasfaserverstärktes Kunststoffmaterial, das fest auf dem
Außenumfang dieser Blöcke, aufgebracht und mit diesen vernetzt ist. Auf diese' Art bildet sich ein starres Gebilde, das hohen inneren Drücken standhält .
Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß eine derartige starre Umhüllung den heutigen Anforderungen nicht genügt, und insbesondere bei extremen Beanspruchungen kann es weiterhin zu, einer explosionsartigen Zerstörung des Uberspannungsableiters kommen, mit der zusätzlichen Gefahr von Folgeschäden in der näheren Umgebung. In der deutschen Offenlegungsschrift DE 34 26 054 AI ist vorgeschlagen worden, zwischen den Varistorblöcken, Anschlußblöcken und den wahlweise vorhandenen Wärmesenke/Abstands- halterblöcken dünne Aluminiumscheiben vorzusehen, die als Sollbruchstellen dienen. Bei einem Kurzschluß, bricht der Kern an den Nahtstellen zwischen Varistorblöcken und diesen als Kontaktscheiben bezeichneten Aluminiumscheiben auf, das. heiße hochionisierte Gas tritt in einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung des Abieiters nach außen aus, durchschlägt die Hülle und das Kunststoffaußengehäuse und leitet einen Außenkurzschluß ein. Auf diese Art wird eine vollständige Zerstörung des Uberspannungsableiters durch Explosion verhindert . Um die Flexibilität des Kerns an diesen "Sollbruchstellen" beizubehalten, schlägt die DE 34 26 054 AI vor, eine "Wärmeleitschicht" zwischen der Hülle und dem Kern vorzusehen.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 199 27 940 AI, die auf die gleiche Anmelderin wie die vorliegende Anmeldung zurückgeht, schlägt vor, im Bereich der Aluminiumkontaikt- scheiben ein zusätzliches Klebeband um den Kern anzuordnen, mit dem das Glasfasermaterial der Hülle nicht vernetzt, so daß zumindest dort Sollbruchstellen vorhanden sind.
Die oben beschriebenen Lösungen funktionieren zufrieden- stellend bei Überspannungsableitern mit geringem Durchmesser von ca. 30 mm für kleine geforderte Kurzschlußströme von ca. 5 kA. Bei größeren Durchmessern z.B. 50 mm für höhere Kurzschlußströme von 10 kA wächst jedoch die Gefahr, daß die Überlastung des Uberspannungsableiters explosionsartig erfolgt. In der Mitte des Kerns wächst der Druck an, weil eine Druckentlastung zwischen den Varistorblöcken .infolge ihres großen Durchmessers und des Anpreßdrucks nur langsam erfolgen kann. Es besteht also die Gefahr, daß trotz der vorhandenen Sollbruchstellen, der gesamte Überspannungs- ableiter explosionsartig zerbirst.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Uberspannungsableiter des oben genannten Typs bereitzustellen, der dieses Problem vermeidet und insbesondere ein explosionsartiges Zerbersten im Überlastungsfall ausschließt. Die Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Patentansprüchen beschriebene Erfindung gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen weitere vorteilhafte Aspekte der Erfindung .
Insbesondere wird die Aufgabe durch eine Druckent- lastungsanordnung für einen Uberspannungsableiter gelöst, die die Form einer flachen Scheibe mit kammför ig von einer Seite ausgehenden Schlitzen hat. Des weiteren wird die Aufgabe durch einen Uberspannungsableiter gelöst, dessen Kern mit einem oder einer Reitie in einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung des Abieiters verlaufender Schlitzen ausgestattet ist. Der erfindungsgemäße Uberspannungsableiter enthält : einen Kern mit einem oder mehreren Varistorblöcken; ein Außengehäuse, das den Kern umgibt; und eine Druckentlastungsanordnung, die einen Duarch- lassweg für Gas von dem Inneren des Kerns hin zum Kernumfang aufweist.
Die erfindungsgemäße Druckentlastungsanordnung für einen Uberspannungsableiter kann die Form einer Scheibe haben, die einen Durchlassweg für Gas von dem Inneren der Scheibe hin zu deren Umfang aufweist und zwischen zwei Blöcken zwischen- liegt.
Die Erfindung wird aus der folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich. Fig. 1 zeigt einen Uberspannungsableiter mit der erfindungsgemäßen Druckentlastungsanordnung.
Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der Druckentlastungs- anordnung .
Fig. 3 zeigt eine Aufsicht auf die Druckentlastungs- anordnung . Fig. 4 zeigt eine Druckentlastungsanordnung im eingebauten
Zustand.
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch einen Uberspannungsableiter in der Ebene einer Druckentlastungs- anordnung . Eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Uberspannungsableiters ist in Fig. 1 gezeigt. Der Uberspannungsableiter weist zwei Anschlußblδcke 2 an seinen gegenüberliegenden Enden auf. Zwischen diesen Anschlußblöcken 2 sind ein Stapel Varistorblöcke 1 und, wahlweise Wärmesenken/ Abstandsblöcke 3 angeordnet.
Zumindest zwischen zwei Blöcken 1, 3 ist eine Druckentlastungsanordnung 11 vorgesehen, die weiter unten detailliert beschrieben wird. Verteilt über die Länge des Uberspannungsableiters können mehrere Druckentlastungsanordnung vorhanden sein.
An den Kontaktstellen von zwei in Kopf-an-Kopf-Kontakt stehenden Blöcken bzw. im Bereich der Druckentlastungs-
'anordnung 11 ist ein Kunststoffband 15 um den Kern gewickelt.
Der Kern mit dem Kunststoffband 15 wird in eine Hülle 5 aufgenommen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird diese "Hülle 5 gebildet, indem der Kern mit dem Kunststoffband 15 mit einem vorimprägnierten Material, etwa einer Prepreg-
Matte, umwickelt wird, das dann bei höheren Temperaturen mit dem Kern vernetzt wird. Prepreg ist ein generischer Begriff für ein glasfaserverstärktes Kunststoffmaterial . Prepregs bieten eine der präzisesten Möglichkeiten ein Verstärkungs- material mit- einer Harzmatrix zu kombinieren. Diese Technologie erlaubt es außerdem die stärksten und besten Matrixsysteme mit allen Fasertypen, die heutzutage in Polymer- Verbundbauteilen zur Anwendung kommen, zu kombinieren .
Nach dem Umwickeln des Kerns mit dem Prepreg wird das so hergestellte "Modul" in einem Ofen erwärmt, so daß das Kunststoffmaterial des. Prepregs verflüssigt und mit den Außen- flächen der Blöcke im Kern vernetzt. Das Kunststoffband 15 ist so gewählt, daß kein Vernetzen des Prepregs mit dem Kunststoffband 15 auftritt . Darüber hinaus verhindert das Kunststoffband 15, daß' während der Herstellung, beim Erwärmen verflüssigter Kunststoff des Prepregs in die Zwischenräume zwischen Varistorblöcken 1, Anschlußblöcken 2 und Wärmesenke/ Abstandshalterblöcken oder in die Druckentlastungsanordnung 11 eindringt . Das gesamte Modul wird dann in ein Außengehäuse 7 eingebracht, das daran ausgeformte Isolierglocken 9 hat, oder auf das derartige Isolierglocken 9 später angebracht werden. Dieses Außengehäuse 7 kann beispielsweise aus einem Wärmeschrumpfmaterial gebildet sein,, wie es in dem deutschen Gebrauchsmuster DE-U-75 31 935 oder der britischen Patentanmeldung GP-2073965-A gezeigt ist. Alternativ zu diesen Wärmeschrumpfmaterialien kann das- Außengehäuse 7 auch aus' einem mechanisch entspannbaren Elastomermaterial gebildet sein, das auf die Hülle 5 hin entspannt wird. Entsprechend einer weiteren Alternative, kann das Außengehäuse 7 vor Ort angegossen oder angespritzt werden. -
Fig. 2 und 3 zeigen detailliert die Druckentlastungs- anordnung 11 dieses Uberspannungsableiters. Wie am besten in Fig. 3 zu sehen ist, weist bei einer bevorzugten Ausführungs- form die Druckentlastungsanordnung 11 eine flache Scheibe 11' auf, beispielsweise eine 2 mm starke Aluminiumscheibe. Die Scheibe 11' hat den gleichen Durchmesser und die gleiche Außenform wie die Varistorblöcke 1, ist jedoch sehr viel dünner. In der Scheibe 11' sind kammartige Aussparungen oder Ausschnitte 13 vorgesehen, die sich zu parallel zueinander erstrecken und in eine Richtung hin offen sind. Diese Aussparungen bilden Durchlasswege, die sich vom inneren der Scheibe zu ihrem Umfang erstrecken.
Die Anzahl und Breite der kammartigen Aussparungen ist nicht erfindungsrelevant, solang sowohl eine gute elektrische
Kontaktierung der beiden Blöcke, die flächig an die Druck-- entlastungsanordnung angrenzen, als auch eine hinreichend , gute Druckabführung des im Inneren des Kerns entstehenden Gases gewährleistet ist. Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch den Kern mit Kunststoffband 15 und Hülle 5 eines erfindungsgemäßen Uberspannungsableiters, wobei detailliert gezeigt ist, wie zwei Varistorblöcke 1, mit einer dazwischenliegenden Druckentlastungsanordnung 11 in Form einer Scheibe 11' in dem Kern enthalten sind.
Fig. 5 zeigt einen Schnitt in der Ebene senkrecht zu der Darstellung aus Fig. 4 durch die Druckentlastungsanordnung 11.
Im folgenden wird kurz die Funktionsweise der Druck- entlastungsanordnung 11 beschrieben.
Im Fall einer Überbelastung des Uberspannungsableiters entwickelt sich im Inneren der Varistorblöcke 1 hoch- ionisiertes Gas, das zu einem Druckaufbau im Inneren führt. Durch die kammartigen Aussparungen 13 der Druckentlastungsanordnung 11 schießt dieses Gas nach außen, durchschlägt das Kunststoffband 15, die Hülle 5 und das angrenzende Außen- gehäuse 7, wodurch eine Druckentlastung des Kerns bewirkt wird. Außerdem leitet dieses heiße hochionisierte Gas einen Außenkurzschluß zwischen den beiden Anschlußblöcken 2 ein. Auf diese Art wird verhindert, daß weiteres Gas im Inneren entsteht, und der Uberspannungsableiter wird davor geschützt, explosionsartige zu zerbersten. Das Kunststoffband 15 sorgt dafür, 'dass im Bereich der Druckentlastungsanordnung 11 der Kern die nötige Flexibilität hat, da das Kunststoffband 15 nicht mit der steifen Hülle 5 verklebt ist. Beispiele für derartige Kunststoffbänder sind dem Fachmann bekannt und u.a. von der Firma 3M erhältlich. Auch ein Teflonband kann verwendet werden .
Bei Überspannungsableitern mit größeren Längen, wie sie beispielsweise im Hochspännungsbereich verwendet werden, kann es sinnvoll sein, mehrere Druckentlastungsanordnungen 11 verteilt über die Länge des Uberspannungsableiters anzubringen. In diesem Fall sind die kammartigen Aussparungen 13 aller Druckentastungsanordnungen 11 annähernd parallel zueinander ausgerichtet .
Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform ist es möglich, die Druckentlastung durch in einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung des Abieiters verlaufende Löcher bzw. Aussparungen in den Varistorblδcken 1 selbst herbeizu ühren. Beispielsweise können in den Kreisflächen der Varistorblδcke 1 kammartige Aussparungen vorgesehen sein. Um bei dieser Anordnung allerdings zu verhindern, daß in den sich so ergebenden Gaseinschlüssen Luftdurchschlage beim regulären Betrieb des Uberspannungsableiters auftreten, ist es hilfreich, diese Lufteinschlüsse elektrisch kurz zu schließen, beispielsweise indem die Oberflächen der Aus- sparungen 13 bzw. Durchlasswege mit Aluminium beschichtet werden. • Obwohl bei der bevorzugten Ausführungsform eine Hülle 5 aus einem Prepreg-Material um den gesamten Kern mit Varistor- blocken 1, Anschlussblöcken 2, Wärmesenkenblöcken/Abstandshalter-Blöcken 2 und Druckentlastungsanordnung 11 gewickelt ist, können auch andere Kunststoffhüllen 5 für den Kern verwendet werden, beispielsweise in Form von Schrumpf— Schläuchen oder auch vorgefor-mte Kunststoffröhre, in (denen der Kern aufgenommen und eingegossen ist .
Zusätzlich können aus dem Stand der Technik bekannte KontaktScheiben, beispielsweise aus Aluminium, zwischen benachbarten Blöcken des Kerns vorhanden sein.
Obwohl die Druckentlastungsanordnung 11 hier mit im Zusammenhang mit einem Uberspannungsableiter ohne eine Funkenstrecke gezeigt ist, kann sie auch bei Überspannungs- abieitern verwendet werden, die zusätzlich zu einem Stapel
Varistorblöcke 1 auch eine Funkenstrecke aufweisen. Anstelle von Zinoxid-Varistorblöcken sind auch andere nichtlineare Blöcke, beispielsweise herkömmlich Siliziumcarbid-Varistor- blöcke, möglich. Die Druckentlastungsanordnung 11 der bevorzugten
Ausführungsform ist als Aluminiumscheibe 11' mit kammartigen Aussparungen ausgeführt . Jedoch sind auch andere Formen möglich, beispielsweise sternförmige Aussparungen oder ähnliches. Wichtig ist hierbei, das eine Durchlaßweg von dem Inneren des Kerns zu dessen Umfang gebildet wird, während gleichzeitig ein guter eklektischer Kontakt der angrenzenden Blöcke gewahrt wird. Es ist auch möglich, die Durchlasswege 13 nicht zum Umfang des Kerns ganz zu öffnen, sondern einen dünnen verschließenden Rand vorzusehen, der bei Druckent- wicklung im Inneren aufbricht. In diesem Zusammenhang sei klargestellt, dass unter einem Durchlassweg für Gas von dem Inneren des Kerns hin zum Kernumfang auch ein solcher Durchlaßweg zu verstehen ist, der sich erst oberhalb eines vorgegebenen Drucks oder einer vorgegebenen Temperatur öffnet.
Der Fachmann wird erkennen, daß obwohl eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in dieser Beschreibung und im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen dargelegt wurde, dies nicht als Beschränkung sondern nur als Beispiel gedacht ist. Verschiedene Abwandlungen, die dem Fachmann aus, der vorangehenden Beschreibung ersichtlich sind, sollen vom Schutzumfang mit umfaßt sein. Beispielsweise kann anstelle eines Stapels Varistorblöcke 1 auch zwei parallel angeordnete Stapel in einem Außengehäuse 7 aufgenommen sein, wobei in diesem Fall kammartigen Aussparungen der Druckentlastungsanordnung 11 jeweils nach außen gerichtet sind. Außer dem Kunststoffband 15, der Hülle 5 und dem Außengehäuse 7 können weitere Schichten in dem Uberspannungsableiter vorgesehen sein, etwa in Form einer Klebstoffschicht zwischen Hülle 5 und Außengehäuse 7. Auch zur thermischen Isolation des Außengehäuses 7 gegenüber dem Kern und/oder zum Ableiten von Wärme aus dem Kern können zusätzliche Schichten eingebracht sein.
Die Druckentlastungsanordnung 11 der Erfindung kann auch im Zusammenhang mit Überspannungsableitern mit einem Porzellangehäuse verwendet werden, wobei in diesem Fall zwischen dem Kern und dem Porzellan-Außengehäuse ein in Längsrichtung des Uberspannungsableiters durchgehender Luftspalt vorgesehen ist, in den das heiße . Plasma aus dem Kern austritt. Zusätzlich ist in einem solchen Fall in vorteilhafter Weise an den beiden Enden des Porzellan- keramikgehäuses eine Membran oder eine Berstscheibe vorgesehen, durch die das heiße Plasma nach außen treten kann.
Obwohl bei der gezeigten erfindungsgemäßen Ausführungs- form ein Kunststoffband 15 an den Stoßstellen aneinander- grenzender Blöcke des Kerns bzw. bei den Druckentlastungs- anordnungen vorgesehen ist, ist die Erfindung hierauf nicht beschränkt. Alternativ kann beispielsweise der gesamte Kern mit einem solchen Klebeband umgeben sein, oder das Klebeband kann ganz weggelassen sein.
Zusätzlich kann auch die Hülle 5 und/oder das Außenge- h use 7 an den der Druckentlastungs.anordnung 11 entsprechenden Stellen mit zusätzlichen Sollbruchstellen versehen sein, beispielsweise .mit Perforationen bzw. Teilperforationen. Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform ist das Außengehäuse 7, ohne dazwischen liegender Hülle 5, direkt auf dem Kern aufgebracht .

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Uberspannungsableiter mit : einem Kern mit einem oder mehreren Varistorblöcken (1) ; einem Außengehäuse (7) , das den Kern umgibt; gekennzeichnet durch eine Druckentlastungsanordnung, die zumindest einen Durchlassweg ,(33) für Gas von dem Inneren des Kerns hin zum Kernumfang aufweist.
2. Uberspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckentlastungsanordnung' in Form einer elektrisch leitfähigen Scheibe (11) mit kammförmig von einer Seite ausgehenden Aussparungen (13) ausgebildet ist.
3. Uberspannungsableiter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Überspannungs- ableiter verteilt über seine Länge mehrere Druckentlastungs- anordnungen (11) aufweist, die in die gleiche Richtung weisen.
4. Uberspannungsableiter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der
Druckentlastungsanordnungen (11) entsprechend der geforderten Kurzschlußfestigkeit des Überrauschspannungsableiters derart gewählt ist, daß der Außenkurzschluß über dem Außengehäuse (7) des Uberspannungsableiters wirksam einleitbar ist.
5. Uberspannungsableiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaßweg (13) der Druckentlastungsanordnung in seiner Größe derart bemessen ist, daß eine den Kern umgebende Hülle (5) und/oder das Außengehäuse (7) leicht aufreißbar sind.
6. Uberspannungsableiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche.,- dadurch gekennzeichnet, daß in der Hülle (5) bzw. dem Außengehäuse (7) korrespondierend mit dem Durchlassweg
(13) der Durchgangswege die Druckent!astungsanordnung Soll- bruchsteilen ausgebildet sind.
7. Uberspannungsableiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit: in Form von elektrisch leitfähigen Scheiben (11') ausgebildeten Druckentlastungsanordnungen, die an mindestens einem Übergang zwischen zwei Blöcken des Kerns vorgesehen ist, einem diesen Übergangsbereich und die -Druckentlastungs- anordnung umwickelnden Kunststoffband (15) , einer Hülle (5) aus einem glasfaserverstärkten Kunststoffmaterial, das um den Kern und das Klebeband (15) gewickelt und mit den Blöcken des Kerns vernetzt ist; wobei das Außengehäuse (7) aus einem mechanisch entspannbaren Elastomermaterial, das auf die Hülle (5) entspannt ist, gebildet ist;
. und wobei Isolierglocken (9) auf dem Außengehäuse (7) angebracht sind.
8. Druckentlastungsanordnung für einen Überspannungs- ableiter, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckentlastungs- anordnung (11) in Form einer Scheibe (11') ausgebildet ist, die einen Durchlassweg für Gas von dem Inneren der Scheibe hin zu deren Umfang aufweist.
9. Druckentlastungsanordnung nach Anspruch 8, bei dem die
Scheibe (11') derart bemessen ist, daß sie mit der Kontur der Varistorblöcke (1) übereinstimmt.
10. Druckentlastungsanordnung nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die Scheibe (11') mehrere parallele Durchlasswege aufweist, die kammartig ausgebildet sind.
11. Druckentlastungsanordnung nach Anspruch 8 oder 9 r bei dem die Scheibe (11') mehrere Durchlasswege aufweist, die sternförmig ausgebildet sind.
12. Druckentlastungsanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei dem die Scheibe (11') aus einem leitfähigen Material gebildet ist .
13. Druckentlastungsanordnung nach Anspruch 12, bei dem die Scheibe (11') aus Aluminium gebildet ist.
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