WO2013178411A1 - Gekapselter überspannungsableiter mit zentraldurchführung - Google Patents

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WO2013178411A1
WO2013178411A1 PCT/EP2013/058612 EP2013058612W WO2013178411A1 WO 2013178411 A1 WO2013178411 A1 WO 2013178411A1 EP 2013058612 W EP2013058612 W EP 2013058612W WO 2013178411 A1 WO2013178411 A1 WO 2013178411A1
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WO
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housing
surge arrester
earth
end fitting
side end
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PCT/EP2013/058612
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English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Sulitze
Gundolf Barenthin
Ingo Gottschalk
Erhard Pippert
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Siemens AG
Siemens Corp
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Siemens AG
Siemens Corp
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    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • 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
    • H01C7/123—Arrangements for improving potential distribution
    • 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 an encapsulated surge arrester according to the preamble of patent claim 1.
  • Overvoltage arresters are protective systems, for example, for switchgear systems which, given overvoltages caused by lightning strikes or malfunctions of other subsystems, dissipate these overvoltages to ground and thus protect other components of the switchgear.
  • Such a surge arrester comprises one or more cylindrical diverting elements, which have a varistor column made up of individual, likewise cylindrical varistor elements.
  • Varistor elements are characterized by a voltage-dependent resistance. At low voltages these act as insulators. From a certain threshold voltage, which is material-dependent, they show a good conductivity.
  • varistor elements are made of metal oxides such as zinc oxide.
  • the diverter is limited at both ends of end ⁇ fittings that make electrical contact with the switchgear and the ground.
  • the varistor column must be held together under pressure. This can be done by tension members, for example, ropes or rods are preferably clamped in glass fiber reinforced plastic in the end fittings under train.
  • the Switzerlandele- elements surrounding it, the varistor and thus form a cage ⁇ fig about this.
  • surge arresters For use in gas-insulated switchgear, surge arresters have a fluid-tight housing which surrounds one or more diverting elements.
  • the housing is to He ⁇ increase the dielectric strength with a fluid, usually
  • the housing is usually made of metal and is electrically grounded.
  • An end fitting of the Conductive element is grounded via a guided through the housing contact.
  • the other end of line is electrically connected via a high tension ⁇ voltage bushing with an on the outside of the casing contact which is used to connect to the switchgear.
  • larger surge ⁇ Vietnamesesabieiter often have a tax cap which is slipped a unilaterally closed Zy ⁇ soothing about the end of the varistor at its high voltage end.
  • the varistor with the end fittings and the ground side end fitting with the housing cover is electrically connected so that an electrical connection of the varistor to the housing.
  • the connection of the varistor is then made to the earth. If occurring discharge processes are to be registered, the varistor column must be connected to a monitoring device arranged outside the fluid-tight housing. For this purpose, a separate from the housing grounding path of the varistor column is needed. To this interceptzustel ⁇ len, an electrical connection must be performed by the housing of the varistor column to a region outside of the housing electrically insulated contact.
  • a surge arrester has a discharge column arranged in a grounded metallic housing.
  • the derivation column comprises a diverting element, tension elements as well as an earth-side and a high-voltage side end fitting.
  • the Ableit ⁇ element is clamped between the end fittings by means of the tension elements.
  • the surge arrester has an electrical leadthrough with a current path insulated from the housing from the interior of the housing to the exterior of the housing.
  • a longitudinal axis of the guide ⁇ coaxial with a longitudinal axis of the discharge element at ⁇ ordered and the discharge element via connecting means to carry out electrically connected.
  • the connecting means form an electrical connection between the discharge element and the feedthrough, which is electrically insulated from the earth-side end fitting and which is guided through a passage opening in the earth-side end fitting.
  • the surge arrester By the feedthrough is guided through a passage opening in the earth-side end fitting, no additional space is required next to the end fitting with a corresponding insulation distance for the implementation, the surge arrester can be made more compact. Also in the axial direction, this solution leads to smaller dimensions, since the space in the interior of the end fitting can be used for the implementation.
  • a simple pre-assembly of the block of diverter, end fittings and tension members and the implementation is possible and the assembly can be done by the coaxial arrangement by simply mating, which simplifies assembly.
  • the housing is formed fluid-tight and filled with an insulating gas.
  • an insulating gas such as Iso ⁇ liergas Schwefelhexafluorid, can be constructed by the opposite air isolation distances very compact surge arrester.
  • the housing has a housing cover, on which the earth-side end fitting is angeord ⁇ net.
  • the bushing leads through the housing disgust.
  • the housing cover preferably has a pressure compensation device for compensating an overpressure in the interior of the housing.
  • the housing cover has a ver ⁇ closable inspection opening.
  • An inspection opening allows easy opening of the housing for maintenance purposes.
  • the housing cover has a filling and discharge device for insulating gas.
  • the housing With the filling and discharge device, the housing, without being opened, are filled with insulating gas or the Iso ⁇ liergas be removed from the housing for maintenance purposes. This ensures that there is no insulating gas into the atmosphere entwei ⁇ chen can.
  • the housing can be easily con ⁇ struieren.
  • the connecting means have a Erd ⁇ contact and a resilient in the direction of the longitudinal axis of the implementation element.
  • the earth contact has a flat bearing surface, on which the discharge element is supported, and a receptacle for the resilient element. This embodiment ensures a particularly reliable electrical connection.
  • the discharge element is spaced by an electrically insulating spacer element of the earth-side end fitting.
  • the diverter is thereby electrically isolated from the end fitting.
  • the spacer element tubular ⁇ formed and arranged the resilient element at least partially within the spacer element. This makes a particularly compact design possible. So that insulating gas can penetrate into the tube interior of the spacer element, the spacer element may have openings in the tube wall.
  • the recording of the ground contact as ringförmi ⁇ ger approach for guiding the spacer element and / or the resilient element is formed.
  • the recording of the ground contact as ringförmi ⁇ ger approach for guiding the spacer element and / or the resilient element is formed.
  • the earth-side end fitting is formed by the housing cover.
  • the tension elements of the Ableit yarn are anchored on the ground side directly in the housing cover and thus fix the discharge on the housing cover.
  • the housing cover thus forms the earth-side end fitting, which is particularly material-efficient ⁇ .
  • FIG. 1 shows a perspective sectional view of a surge arrester according to the invention
  • FIG. 3 shows a perspective sectional view of the earth-side end of the active part of a surge arrester according to the invention
  • FIG. 4 shows an alternative embodiment of a surge arrester according to Inventive ⁇ . Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
  • a diverting element 2 is constructed from a plurality of columnar varistor elements and is clamped between two end fittings 5, one on the earth side and one on the high side, of which only the earth side is shown here, by means of tension elements 7, of which only one is shown here.
  • the tension elements 7 are arranged parallel to the longitudinal axis 30 of the discharge element 2, and vice ⁇ ben this in the radial direction.
  • the tension elements 7 are frequently pressed from glass fiber reinforced plastic and with fixing bushes 8, the up crimped onto the tension elements 7 or glued, anchored in the Endarmatu ⁇ ren.
  • the tension elements 7 are fastened in an end fitting 5 in a similar manner.
  • a slices ⁇ shaped ground contact 3 is arranged.
  • the spacer element 17 immersed in the axial direction in a circular opening 23 in the end fitting 5 and is based on a radial projection 24 in this opening 23 from.
  • the spacer 17 is made of a shape and temperature-resistant electrically insulating material and in particular has a high bending strength. Often, a reinforced, in particular ⁇ sondere a glass fiber reinforced plastic is used here. DA by that the spacer element 17 is made of an electrically iso ⁇ lierenden material, the diverter 2 is ge ⁇ gen the ground side end fitting 5 is electrically isolated. The Erd ⁇ contact 3 has on its the discharge element 2 facing away End face on an annular projection 21. This has an outer diameter which corresponds to the inner diameter of the spacer element 17, so that the radially outer ⁇ de side of the projection 21 serves as a guide for the spacer element 17.
  • Figure 1 also shows the ground-side housing wall of the hous ⁇ ses, which is formed by a housing cover 4.
  • Feedthrough 10 is passed through an opening in the housing cover 4.
  • the implementation 10 has an insulating ⁇ pipe 13, an outer insulating bush 12, an inner Isolierbu ⁇ ches 14 and a lead-through conductor 11.
  • the insulating tube is first introduced into the Publ ⁇ voltage of the housing cover 4. 13
  • the insulating tube 13 protrudes on both sides out of the opening.
  • the inner insulating bush 14 is now placed on the In ⁇ nenseite of the housing cover 4.
  • This is also tubular and has an inner diameter which corresponds to the outer diameter of the insulating tube 13.
  • the insulating bush 14 stands in the axial direction over the housing-internal end of the insulating tube 13 via.
  • Insulating tube 13 and inner insulating bushing 14 are arranged coaxially to the longitudinal axis 30.
  • an outer insulating bushing 12 is placed on the housing-side end of the insulating tube 13.
  • Externa ⁇ ßere insulating bushing 12 in this case has an annular recess 29 which receives the housing exterior side end of the insulating tube.
  • An annular projection 28 of the outer insulating sleeve 12 protrudes on the radial inner side of the insulating tube 13 in the axial direction into this.
  • a feedthrough conductor 11, shown here as a metal bolt, is then guided from the outside of the housing through the outer insulating bushing 12, through the insulating tube 13 to the inside of the housing.
  • the GE- koruseinnen workede end of the feedthrough conductor 11 is there ⁇ over the inner insulating bushing 14 and projects into the Ge ⁇ housing.
  • a stop for example a nut, on the housing-outer end of the bushing conductor 11 limits its penetration depth.
  • a washer 15 is placed, which rests on the inner insulating bushing 14 and is then fixed with a nut 16.
  • the outer insulating bushing 12 has at its end faces seals 22, such as O-rings, on which the outer insulating bush 12 against the Ge ⁇ housing, here against the housing cover 4, and seal against the feedthrough 11.
  • the passage 10 thus constitutes a gas-tight electrical connection from the inside of the housing to the outside of the housing, which is electrically insulated from the housing.
  • Figure 2 shows a Genzousede ⁇ ckel 4 with such a fully assembled implementation 10th
  • FIG. 1 shows the housing cover 4 with feedthrough 10 and active part 18 in the assembled state.
  • the end fitting 5 is fastened to the housing cover 4 by means of screws 6 be ⁇ .
  • the inner insulating sleeve 14 with the housing inner end of the through-conductor 11 protrudes at least partially ⁇ , in the spacer element 17 inside.
  • Erdkon ⁇ tact 3 and resilient element 9 thus represent connection ⁇ medium, which electrically connect the diverter 2 with the bushing 10.
  • the radial inner side of the projection 21 of the earth contact 3 provides a receptacle for the federelasti ⁇ cal element 9, which is guided and centered by this recording. So that insulating gas can penetrate into the interior of the distance ⁇ element 17, openings 20 are provided in the wall of the spacer element 17.
  • An electrical current path now leads from the diverter 2 via the ground contact 3, the resilient element 9, washer 15, nut 16 and feedthrough 11 on the outside of the housing. The- This current path leads electrically against the end fitting 5 and the housing isolated through the end fitting 5 and through the housing wall, in this case the housing cover 4.
  • a erfindungsge ⁇ rectly surge arrester 1 may have a housing 18 in a plurality of active parts.
  • Each active part 18 is then an egg ⁇ gene implementation 10, which is arranged coaxially with the diverting element 2 of the respective active part 18, respectively.
  • FIG. 4 shows further embodiments of the invention.
  • the earth-side end fitting is formed by the housing cover 4 ge ⁇ .
  • the tension elements 7 are sen by the Befest Trentsbuch- 8 directly on the housing cover 4 is attached, which thus forms the erd ⁇ side end fitting.
  • the housing cover 4 closes off the housing 19 on an end face. Seals 32 provides leis ⁇ th while gas leaks.
  • Each active part 18 is assigned its own feedthrough 10.
  • the two active parts 18 have a common earth-side end fitting, which is provided here by the housing cover 4.
  • the housing cover 4 also has a pressure compensation device 25.
  • this pressure compensation device 25 is a rupture disk 26 covers an annular opening in Gezzau ⁇ 's lid. 4
  • the rupture disk 26 is fixed on the inside of the housing ⁇ with an annular flange 31. Seals 33 seal the rupture disk 26 against the housing cover 4 in a gastight manner. If an overpressure arises in the housing 19, the rupture disk 26 bursts and releases the excess pressure to the outside, thus preventing damage to the housing 19. From a ⁇ blasschute 27 on the outside of the opening deflects the flowing out ⁇ gases in a desired direction.
  • the housing cover 4 may have a filling and discharge device for insulating gas and / or a revision opening.
  • the filling and discharge device for insulating gas serves to insulating gas, For example, sulfur hexafluoride, rid ⁇ fill in the housing 19 or discharge from the housing.
  • the filling and drain ⁇ device is designed so that no insulating gas can escape uncontrolled.
  • the inspection opening serves, for example, to assembly, maintenance or Kontrollzwe ⁇ blocks to get to elements inside the housing 19 without having to disassemble them.

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Description

Beschreibung
Gekapselter Überspannungsabieiter mit Zentraldurchführung Die Erfindung betrifft einen gekapselten Überspannungsablei- ter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Überspannungsabieiter sind Schutzsysteme beispielsweise für Schaltanlagen, die bei auftretenden Überspannungen durch Blitzeinschlag oder Fehlfunktionen anderer Teilsysteme diese Überspannungen zur Masse hin ableiten und so andere Bauteile der Schaltanlage schützen.
Ein derartiger Überspannungsabieiter umfasst ein oder mehrere zylindrische Ableitelemente, die eine aus einzelnen ebenfalls zylindrischen Varistorelementen aufgebaute Varistorsäule aufweisen. Varistorelemente zeichnen sich durch einen spannungsabhängigen Widerstand aus. Bei niedrigen Spannungen wirken diese als Isolatoren. Ab einer bestimmten Schwellenspannung, die materialabhängig ist, zeigen sie eine gute Leitfähigkeit. Häufig werden Varistorelemente aus Metalloxiden wie Zinkoxid hergestellt. Das Ableitelement wird an beiden Enden von End¬ armaturen begrenzt, die den elektrischen Kontakt zur Schaltanlage und zur Masse herstellen. Um einen guten elektrischen Kontakt auch unter mechanischer Belastung zu gewährleisten, muss die Varistorsäule unter Druck zusammengehalten werden. Dies kann erfolgen, indem Zugelemente beispielsweise Seile oder Stäbe vorzugsweise aus glasfaserverstärktem Kunststoff in den Endarmaturen unter Zug eingespannt werden. Die Zugele- mente umgeben dabei die Varistorsäule und bilden so einen Kä¬ fig um diese.
Für den Einsatz in gasisolierten Schaltanlagen weisen Über- spannungsableiter ein fluiddichtes Gehäuse auf, das ein oder mehrere Ableitelemente umgibt. Das Gehäuse ist dabei zur Er¬ höhung der Durchschlagfestigkeit mit einem Fluid, meist
Schwefelhexafluorid gefüllt. Das Gehäuse besteht meist aus Metall und ist elektrisch geerdet. Eine Endarmatur des Ab- leitelementes ist über einen durch das Gehäuse geführten Kontakt geerdet. Die andere Endarmatur ist über eine Hochspan¬ nungsdurchführung mit einem an der Außenseite des Gehäuses befindlichen Kontakt elektrisch verbunden, der dem Anschluss an die Schaltanlage dient. Insbesondere größere Überspan¬ nungsabieiter besitzen häufig an ihrem hochspannungsseitigen Ende eine Steuerhaube, die als einseitig verschlossener Zy¬ linder über das Ende der Varistorsäule gestülpt ist. Im ein¬ fachsten Fall ist die Varistorsäule mit den Endarmaturen und die erdseitige Endarmatur mit dem Gehäusedeckel elektrisch verbunden, so dass eine elektrische Verbindung von der Varistorsäule mit dem Gehäuse besteht. Über die Erdung des Ge¬ häuses wird dann die Verbindung der Varistorsäule zur Erde hergestellt. Sollen auftretende Ableitvorgänge registriert werden, muss die Varistorsäule an eine außerhalb des fluid- dichten Gehäuses angeordnete Überwachungseinrichtung angeschlossen werden. Dazu wird ein vom Gehäuse getrennter Erdungspfad der Varistorsäule benötigt. Um diesen bereitzustel¬ len, muss eine elektrische Verbindung elektrisch isoliert vom Gehäuse von der Varistorsäule zu einem außerhalb des Gehäuses liegenden Kontakt geführt werden.
Aus der älteren deutschen Anmeldung der Anmelderin mit dem Aktenzeichen 10 2011 077 394.0 ist ein gattungsgemäßer Über- spannungsableiter bekannt mit einer Durchführung im erdseiti- gen Gehäusedeckel, zwischen dem Ableitelement und der Gehäu¬ sewand. Die elektrische Verbindung zwischen der Varistorsäule und der Durchführung wird über ein Kabel hergestellt. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Überspannungsabieiter anzugeben, der eine erleichterte Montage und eine kompaktere Bauform ermöglicht.
Die Aufgabe wird mit den Mitteln der Erfindung gemäß Patent- anspruch 1 gelöst.
Dabei weist ein Überspannungsabieiter eine in einem geerdeten metallischen Gehäuse angeordnete Ableitsäule auf. Die Ableit- säule umfasst ein Ableitelement, Zugelemente sowie eine erd- seitige und eine hochspannungsseitige Endarmatur. Das Ableit¬ element ist zwischen den Endarmaturen mittels der Zugelemente eingespannt. Weiterhin weist der Überspannungsabieiter eine elektrische Durchführung mit einem gegenüber dem Gehäuse isolierten Strompfad vom Inneren des Gehäuses zum Äußeren des Gehäuses auf. Erfindungsgemäß ist eine Längsachse der Durch¬ führung koaxial mit einer Längsachse des Ableitelementes an¬ geordnet und das Ableitelement über Verbindungsmittel mit der Durchführung elektrisch verbunden. Die Verbindungsmittel bilden dabei eine elektrische Verbindung zwischen Ableitelement und Durchführung aus, die gegen die erdseitige Endarmatur elektrisch isoliert ist und die durch eine Durchgangsöffnung in der erdseitigen Endarmatur geführt ist.
Indem die Durchführung durch eine Durchgangsöffnung in der erdseitigen Endarmatur geführt ist, wird kein zusätzlicher Bauraum neben der Endarmatur mit entsprechendem Isolationsabstand für die Durchführung benötigt, der Überspannungsablei- ter kann dadurch kompakter aufgebaut werden. Auch in axialer Richtung führt diese Lösung zu kleineren Abmessungen, da der Bauraum im Inneren der Endarmatur für die Durchführung genutzt werden kann. Außerdem ist ein einfaches Vormontieren des Blocks aus Ableitelement, Endarmaturen und Zugelemente sowie der Durchführung möglich und der Zusammenbau kann durch die koaxiale Anordnung durch einfaches Zusammenstecken erfolgen, was die Montage vereinfacht.
Besonders vorteilhaft ist das Gehäuse fluiddicht ausgebildet und mit einem Isoliergas gefüllt. Insbesondere wenn als Iso¬ liergas Schwefelhexafluorid verwendet wird, lassen sich durch die gegenüber Luft geringeren Isolationsabstände sehr kompakte Überspannungsabieiter konstruieren.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Gehäuse einen Gehäusedeckel auf, auf dem die erdseitige Endarmatur angeord¬ net ist. Die Durchführung führt dabei durch den Gehäusede- ekel. Dadurch lassen sich Durchführung und Ableitsäule leicht außerhalb des Gehäuses montieren und zusammenbauen.
Vorzugsweise weist der Gehäusedeckel eine Druckausgleichsvor- richtung zum Ausgleichen eines Überdruckes im Inneren des Gehäuses auf.
Ferner wird bevorzugt, dass der Gehäusedeckel eine ver¬ schließbare Revisionsöffnung aufweist. Eine Revisionsöffnung erlaubt das einfache Öffnen des Gehäuses zu Wartungszwecken.
Es wird auch bevorzugt, dass der Gehäusedeckel eine Füll- und Ablassvorrichtung für Isoliergas aufweist. Mit der Füll- und Ablassvorrichtung kann das Gehäuse, ohne es zu öffnen, mit Isoliergas gefüllt werden oder zu Wartungszwecken das Iso¬ liergas aus dem Gehäuse entnommen werden. Damit ist gewährleistet, dass dabei kein Isoliergas in die Atmosphäre entwei¬ chen kann. Durch die Unterbringung von Druckausgleichsvorrichtungen und/oder Revisionsöffnungen und/oder Füll- und Ablassvorrichtungen im Gehäusedeckel lässt sich das Gehäuse einfacher kon¬ struieren . Besonders vorteilhaft weisen die Verbindungsmittel einen Erd¬ kontakt und ein in Richtung der Längsachse der Durchführung federelastisches Element auf. Dabei weist der Erdkontakt eine ebene Auflagefläche, auf der sich das Ableitelement abstützt, und eine Aufnahme für das federelastische Element auf. Diese Ausgestaltung gewährleistet eine besonders zuverlässige elektrische Verbindung.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Ableitelement durch ein elektrisch isolierendes Distanzelement von der erdseitigen Endarmatur beabstandet. Das Ableitelement ist dadurch elektrisch von der Endarmatur isoliert. Dies verhindert vorteilhaft elektrische Überschläge zwischen Ableitele¬ ment und Endarmatur. Besonders vorteilhaft ist das Distanzelement rohrförmig aus¬ gebildet und das federelastische Element zumindest teilweise innerhalb des Distanzelementes angeordnet. Dadurch wird eine besonders kompakte Konstruktion möglich. Damit Isoliergas in das Rohrinnere des Distanzelementes eindringen kann, kann das Distanzelement Öffnungen in der Rohrwand aufweisen.
Vorzugsweise ist die Aufnahme des Erdkontaktes als ringförmi¬ ger Ansatz zur Führung des Distanzelementes und/oder des federelastischen Elementes ausgebildet. Durch die Führung von Distanzelement und/oder federelastischem Element wird die Montage erleichtert.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erdseitige Endarmatur durch den Gehäusedeckel gebildet wird. Die Zugelemente der Ableitsäule sind dabei auf der Erdseite direkt im Gehäusedeckel verankert und fixieren somit das Ableitelement am Gehäusedeckel. Der Gehäusedeckel bildet so die erdseitige Endarmatur, was beson¬ ders materialeffizient ist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters ,
Figur 2 eine perspektivische Schnittdarstellung eines Ge¬ häusedeckels mit einer elektrischen Durchführung,
Figur 3 eine perspektivische Schnittdarstellung des erdsei- tigen Endes des Aktivteils eines erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters ,
Figur 4 eine alternative Ausführungsform eines erfindungs¬ gemäßen Überspannungsabieiters. Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In der Figur 1 ist das fertig montierte erdseitige Ende eines erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters 1 ohne Gehäuse dar¬ gestellt. Ein Ableitelement 2 ist aus mehreren säulenartig zusammengesetzten Varistorelementen aufgebaut und zwischen zwei Endarmaturen 5, einer erdseitigen und einer hochspan- nungsseitigen, von denen hier nur die erdseitige dargestellt ist, mit Hilfe von Zugelementen 7, von denen hier nur eines dargestellt ist, eingespannt. Die Zugelemente 7 sind parallel zur Längsachse 30 des Ableitelementes 2 angeordnet und umge¬ ben dieses in radialer Richtung. Durch die Längsachse 30 des Ableitelementes 2 ist eine axiale Richtung definiert. Die Zugelemente 7 sind häufig aus glasfaserverstärktem Kunststoff und mit Befestigungsbuchsen 8, die auf die Zugelemente 7 auf- gecrimpt, aufgepresst oder geklebt werden, in den Endarmatu¬ ren 5 verankert. Am hier nicht dargestellten hochspannungs- seitigen Ende des Ableitelementes 2 sind die Zugelemente 7 in ähnlicher Weise in einer Endarmatur 5 befestigt. An der erdseitigen Stirnseite des Ableitelementes 2 ist ein scheiben¬ förmiger Erdkontakt 3 angeordnet. Ein rohrförmiges Distanz¬ element 17 zwischen Erdkontakt 3 und Endarmatur 5 beabstandet in axialer Richtung das Ableitelement 2 von der Endarmatur 5 und stellt so einen ausreichenden Isolationsabstand zwischen Erdkontakt 3 und Befestigungsbuchse 8 beziehungsweise Erdkon¬ takt 3 und Endarmatur 5 sicher. Das Distanzelement 17 taucht dabei in axialer Richtung in eine kreisförmige Öffnung 23 in der Endarmatur 5 ein und stützt sich an einem radialen Vor- sprung 24 in dieser Öffnung 23 ab. Das Distanzelement 17 ist aus einem form- und temperaturbeständigen elektrisch isolierenden Material gefertigt und weist insbesondere eine hohe Biegefestigkeit auf. Häufig wird hier ein verstärkter, insbe¬ sondere ein glasfaserverstärkter Kunststoff verwendet. Da- durch, dass das Distanzelement 17 aus einem elektrisch iso¬ lierenden Material gefertigt ist, ist das Ableitelement 2 ge¬ gen die erdseitige Endarmatur 5 elektrisch isoliert. Der Erd¬ kontakt 3 weist auf seiner dem Ableitelement 2 abgewandten Stirnseite einen ringförmigen Ansatz 21 auf. Dieser weist einen Außendurchmesser auf, der dem Innendurchmesser des Distanzelementes 17 entspricht, so dass die radial außen liegen¬ de Seite des Ansatzes 21 als Führung für das Distanzelement 17 dient. Der auch Aktivteil 18 genannte Block aus Ableitele¬ ment 2, Endarmaturen 5, Zugelementen 7 mit Befestigungsbuchsen 8, sowie dem Distanzelement 17 kann so leicht vormontiert werden. Figur 3 zeigt das erdseitige Ende eines solchen Ak¬ tivteils 18, jedoch ist nur eines von mehreren Zugelementen 7 dargestellt.
Figur 1 zeigt weiterhin die erdseitige Gehäusewand des Gehäu¬ ses, die durch einen Gehäusedeckel 4 gebildet ist. Eine
Durchführung 10 ist durch eine Öffnung in dem Gehäusedeckel 4 hindurchgeführt. Die Durchführung 10 weist dabei ein Isolier¬ rohr 13, eine äußere Isolierbuchse 12, eine innere Isolierbu¬ ches 14 und einen Durchführungsleiter 11 auf. Zur Montage der Durchführung 10 wird zunächst das Isolierrohr 13 in die Öff¬ nung des Gehäusedeckels 4 eingeführt. Das Isolierrohr 13 ragt dabei auf beiden Seiten aus der Öffnung hervor. Über den überstehenden Teil des Isolierrohres 13 wird nun auf der In¬ nenseite des Gehäusedeckels 4 die innere Isolierbuchse 14 aufgesetzt. Diese ist ebenfalls rohrförmig und weist einen Innendurchmesser auf, der dem Außendurchmesser des Isolier- rohres 13 entspricht. Die Isolierbuchse 14 steht dabei in axialer Richtung über das gehäuseinnere Ende des Isolierrohres 13 über. Isolierrohr 13 und innere Isolierbuchse 14 sind so koaxial zur Längsachse 30 angeordnet. Auf der Außenseite des Gehäuses wird eine äußere Isolierbuchse 12 auf das gehäu- seaußenseitige Ende des Isolierrohres 13 aufgesetzt. Die äu¬ ßere Isolierbuchse 12 weist dabei eine ringförmige Vertiefung 29 auf, die das gehäuseaußenseitige Ende des Isolierrohres 13 aufnimmt. Ein ringförmiger Ansatz 28 der äußeren Isolierbuchse 12 ragt auf der radialen Innenseite des Isolierrohres 13 in axialer Richtung in dieses hinein. Ein Durchführungsleiter 11, hier als Metallbolzen dargestellt, wird dann von der Gehäuseaußenseite durch die äußere Isolierbuchse 12, durch das Isolierrohr 13 bis auf die Gehäuseinnenseite geführt. Das ge- häuseinnenseitige Ende des Durchführungsleiters 11 steht da¬ bei über die innere Isolierbuchse 14 über und ragt in das Ge¬ häuse hinein. Ein Anschlag, beispielsweise eine Mutter, am gehäuseaußenseitigen Ende des Durchführungsleiters 11 be- grenzt dessen Eindringtiefe. Über das gehäuseinnere Ende des Durchführungsleiters 11 wird eine Unterlegscheibe 15 gelegt, die auf der inneren Isolierbuchse 14 aufliegt und dann mit einer Mutter 16 fixiert wird. Die äußere Isolierbuchse 12 weist an ihren Stirnflächen Dichtungen 22, wie beispielsweise O-Ringe, auf, die die äußere Isolierbuchse 12 gegen das Ge¬ häuse, hier gegen den Gehäusedeckel 4, und gegen den Durchführungsleiter 11 abdichten. Die Durchführung 10 stellt somit eine gasdichte elektrische Verbindung von der Innenseite des Gehäuses zur Außenseite des Gehäuses dar, die gegen das Ge- häuse elektrisch isoliert ist. Figur 2 zeigt einen Gehäusede¬ ckel 4 mit einer solchen fertig montierten Durchführung 10.
Des Weiteren zeigt Figur 1 den Gehäusedeckel 4 mit Durchführung 10 und Aktivteil 18 in zusammengebautem Zustand. Die Endarmatur 5 ist am Gehäusedeckel 4 mittels Schrauben 6 be¬ festigt. Die innere Isolierbuchse 14 mit dem gehäuseinneren Ende des Durchführungsleiters 11 ragt dabei zumindest teil¬ weise in das Distanzelement 17 hinein. Über ein federelasti¬ sches Element 9, hier eine Schraubenfeder, die im Inneren des Distanzelementes 17 zwischen Erdkontakt 3 und Unterlegscheibe 15 angeordnet ist, ist eine elektrische Verbindung zwischen dem Erdkontakt 3 und der Durchführung 10 hergestellt. Erdkon¬ takt 3 und federelastisches Element 9 stellen so Verbindungs¬ mittel dar, die das Ableitelement 2 mit der Durchführung 10 elektrisch verbinden. Die radiale Innenseite des Ansatzes 21 des Erdkontaktes 3 stellt eine Aufnahme für das federelasti¬ sche Element 9 bereit, das durch diese Aufnahme geführt und zentriert wird. Damit Isoliergas in das Innere des Distanz¬ elementes 17 eindringen kann, sind Öffnungen 20 in der Wand des Distanzelementes 17 vorgesehen. Ein elektrischer Strompfad führt nun vom Ableitelement 2 über den Erdkontakt 3, das federelastische Element 9, Unterlegscheibe 15, Mutter 16 und Durchführungsleiter 11 auf die Außenseite des Gehäuses. Die- ser Strompfad führt elektrisch gegen Endarmatur 5 und Gehäuse isoliert durch die Endarmatur 5 und durch die Gehäusewand, hier den Gehäusedeckel 4, hindurch. Obwohl in den Figuren 1 und 3 nur jeweils ein Aktivteil 18 und eine Durchführung 10 gezeigt ist, kann ein erfindungsge¬ mäßer Überspannungsabieiter 1 auch in einem Gehäuse mehrere Aktivteile 18 aufweisen. Jedem Aktivteil 18 ist dann eine ei¬ gene Durchführung 10, die jeweils koaxial zum Ableitelement 2 des jeweiligen Aktivteils 18 angeordnet ist, zugeordnet.
Die Figur 4 zeigt weitere Ausgestaltungen der Erfindung. Hier wird die erdseitige Endarmatur durch den Gehäusedeckel 4 ge¬ bildet. Die Zugelemente 7 sind mittels der Befestigungsbuch- sen 8 direkt am Gehäusedeckel 4 befestigt, der somit die erd¬ seitige Endarmatur bildet. Der Gehäusedeckel 4 schließt das Gehäuse 19 an einer Stirnseite ab. Dichtungen 32 gewährleis¬ ten dabei Gasdichtheit. In einem Gehäuse 19 sind hier mehrere Aktivteile 18 untergebracht. Jedem Aktivteil 18 ist eine ei- gene Durchführung 10 zugeordnet. Die beiden Aktivteile 18 weisen eine gemeinsame erdseitige Endarmatur auf, die hier durch den Gehäusedeckel 4 bereitgestellt wird.
Der Gehäusedeckel 4 weist außerdem eine Druckausgleichsvor- richtung 25 auf. Bei dieser Druckausgleichsvorrichtung 25 deckt eine Berstscheibe 26 eine ringförmige Öffnung im Gehäu¬ sedeckel 4 ab. Die Berstscheibe 26 ist auf der Gehäuseinnen¬ seite mit einem ringförmigen Flansch 31 befestigt. Dichtungen 33 dichten die Berstscheibe 26 gegen den Gehäusedeckel 4 gas- dicht ab. Entsteht im Gehäuse 19 ein Überdruck, birst die Berstscheibe 26 und entlässt den Überdruck ins Freie, eine Beschädigung des Gehäuses 19 wird damit verhindert. Eine Aus¬ blasschute 27 auf der Außenseite der Öffnung lenkt die aus¬ strömenden Gase in eine gewünschte Richtung ab. Anstatt oder zusätzlich zu der Druckausgleichsvorrichtung 25 kann der Gehäusedeckel 4 eine Füll- und Ablassvorrichtung für Isoliergas und/oder eine Revisionsöffnung aufweisen. Die Füll- und Ablassvorrichtung für Isoliergas dient dabei dazu, Isoliergas, beispielsweise Schwefelhexafluorid, in das Gehäuse 19 einzu¬ füllen oder aus dem Gehäuse abzulassen. Die Füll- und Ablass¬ vorrichtung ist dabei so ausgestaltet, dass kein Isoliergas unkontrolliert entweichen kann. Die Revisionsöffnung dient dazu, beispielsweise zu Montage-, Wartungs- oder Kontrollzwe¬ cken, an Elemente im Inneren des Gehäuses 19 zu gelangen, ohne diese zerlegen zu müssen.

Claims

Patentansprüche
1. Überspannungsabieiter (1) mit einem in einem geerdeten me- talllischen Gehäuse (19) angeordneten, zwischen einer erdsei- tigen und einer hochspannungsseitigen Endarmatur (5) mittels Zugelementen (7) eingespannten Ableitelement (2) und einer elektrischen Durchführung (10), die einen gegenüber dem Gehäuse (19) isolierten Strompfad vom Inneren des Gehäuses (19) zum Äußeren des Gehäuses (19) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Längsachse (30) der Durchführung (10) koaxial zu einer Längsachse (30) des Ableitelementes (2) angeordnet ist und dass das Ableitelement (2) mit der Durchführung (10) über Verbindungsmittel (3, 9) elektrisch verbunden ist, die gegen die erdseitige Endarmatur (5) elektrisch isoliert und durch eine Durchgangsöffnung (23) in der erdseitigen Endarmatur (5) geführt sind.
2. Überspannungsabieiter (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuse (19) fluiddicht ausgebildet und mit einem Isoliergas gefüllt ist.
3. Überspannungsabieiter (1) nach Anspruch 1 oder 2
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuse (19) einen Gehäusedeckel (4) aufweist, auf dem die erdseitige Endarmatur (5) angeordnet ist.
4. Überspannungsabieiter (1) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Gehäusedeckel (4) eine Druckausgleichsvorrichtung (25) zum Ausgleichen eines Überdruckes im Inneren des Gehäu¬ ses (19) aufweist.
5. Überspannungsabieiter (1) nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (4) eine verschließbare Revisionsöff¬ nung aufweist.
6. Überspannungsabieiter (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5 dadurch gekennzeichnet,
dass der Gehäusedeckel (4) eine Füll- und Ablassvorrichtung für Isoliergas aufweist.
7. Überspannungsabieiter (1) nach einem der vorangehenden An- Sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verbindungsmittel (3, 9) einen Erdkontakt (3) mit einer ebenen Auflagefläche, auf die sich das Ableitelement (2) abstützt, und ein in Richtung der Längsachse (30) der Durchführung (10) federelastisches Element (9) aufweisen, wo¬ bei der Erdkontakt (3) eine Aufnahme (21) für das federelas¬ tische Element (9) aufweist.
8. Überspannungsabieiter (1) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Ableitelement (2) durch ein elektrisch isolierendes Distanzelement (17) von der erdseitigen Endarmatur (5) beabstandet ist.
9. Überspannungsabieiter (1) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Distanzelement (17) rohrförmig ausgebildet ist und dass das federelastische Element (9) zumindest teilweise in¬ nerhalb des Distanzelementes (17) angeordnet ist.
10. Überspannungsabieiter (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Aufnahme (21) des Erdkontaktes (3) als ringförmiger Ansatz zur Führung des Distanzelementes (17) und/oder des federelastischen Elementes (9) ausgebildet ist.
11. Überspannungsabieiter (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet,
dass die erdseitige Endarmatur (5) durch den Gehäusedeckel (4) gebildet wird.
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