DE102011009124A1 - Überspannungsableiter mit Käfig-Design - Google Patents

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DE102011009124A1
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Hartmut Klaube
Christoph Koch
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Tridelta Ueberspannungsableiter GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Überspannungsableiter mit mindestens zwei einander gegenüberliegenden Armaturen 3, mindestens einem Varistorblock 5, der zwischen den Armaturen 3 angeordnet ist, und mindestens einem Verstärkungselement 7 in Form einer geschlossenen Schlaufe, die die Armaturen 3 und den Varistorblock 5 unter gegeneinander hält. Erfindungsgemäß ist das Verstärkungselement 7 an jede der beiden Armaturen 3 jeweils an mindestens zwei Seiten der Armatur 3 gehalten. Auf diese Art bilden sich vier Abschnitte 7a, 7b, 7c und 7d des Verstärkungselements 7, die sich von der einen Armatur 3 zu der anderen Armatur 3 erstrecken und für die mechanische Stabilität des Überspannungsableiters sorgen.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Überspannungsableiter mit Käfigdesign.
  • Überspannungsableiter werden bei Stromversorgungssystemen zwischen der elektrischen Leitung und Masse geschaltet, um gegebenenfalls eine Überspannung in dieser Leitung abzuleiten und so andere Bauteile oder Geräte des Stromnetzes zu schützen.
  • Derartige Überspannungsableiter enthalten für gewöhnlich einen Stapel aus zylinderförmigen Varistorblöcken, vorzugsweise aus geeignet dotiertem Zinkoxid oder ähnlichen keramischen Material, die zwischen zwei Armaturen gehalten werden. Diese Anordnung wird von einem Gehäuse aus witterungsbeständigem Kunststoff oder Porzellan umgeben.
  • Die Haltekraft, die notwendig ist, damit die Varistorblöcke gut miteinander kontaktieren und zum Gewährleisten der gewünschten mechanischen Festigkeit, wird dadurch erzielt, dass die beiden Endarmaturen gegeneinander über Verstärkungselemente aus einem isolierendem Kunststoff verspannt sind. Die Verstärkungselemente ihrerseits sind an den Armaturen befestigt.
  • Ein derartiger Überspannungsableiter ist beispielsweise aus der EP 0614198 A bekannt. Bei dem Überspannungsableiter dieser Druckschrift werden zwei getrennte Verstärkungselemente, die jeweils als eine einzelne Isolierstoffschlaufe ausgebildet sind, derart angebracht, dass jede Isolierstoffschlaufe beide Armaturen verbindet, wobei die beiden Isolierstoffschlaufen einander gegenüberliegend an verschiedenen Seiten der jeweiligen Armatur angebracht sind. Auf diese Art bilden sich vier parallele Stränge aus Isolierstoffmaterial, die wie ein Käfig die Varistorblöcke umgeben.
  • Ein Problem bei einem derartigen Überspannungsableiter ist, dass mindestens zwei unabhängige Isolierstoffschlaufen benötigt werden. Dadurch werden relativ viele einzelne Bauteile benötigt, was den Zusammenbau des Überspannungsableiters kompliziert.
  • Ein weiteres Problem besteht darin, dass der Überspannungsableiter dieser Bauart einer ungleichmäßigen Belastung ausgesetzt sein kann, falls es zu Abweichungen in den Isolierstoffschlaufenlängen oder bei den Ausformungen der Auflagepunkte an den Armaturen kommt. Dies kann zu einer ungleichmäßigen Belastung des Überspannungsableiters führen und insbesondere in Kombination mit Wärmeausdehnungseffekten während des Betriebs des Überspannungsableiters können Kanten der Varistorblöcke auf einer Seiten überbeansprucht werden, so dass es zu einem Kantenbruch kommen kann.
  • Ein weiterer Überspannungsableiter mit einem ähnlichen Schlaufendesign ist aus der EP 0810613 A bekannt. Bei diesem Überspannungsableiter wird das Problem der ungleichmäßigen Belastung der Kanten der Varistorblöcke dadurch gelöst, dass eine einzige Isolierstoffschlaufe verwendet wird, die mittig über die Armaturen verläuft.
  • Ein Nachteil dieses Überspannungsableiters ist, dass der Zusammenbau aufwendig und schwierig ist, da die Isolierstoffschlaufe aufgebracht werden muss, während der Überspannungsableiter unter Druck zusammengehalten wird. Es ist bei dieser Bauweise nicht möglich, den Überspannungsableiter erst nach Anbringen der Verstärkungselemente mittels einer mittig verlaufenden Spannschraube zu spannen, wie dies sonst üblicherweise geschieht. Der Verlauf der Isolierstoffschlaufe über die Mitte der Armaturen lässt keinen Platz für eine Spannschraube. Eine außerhalb der Mitte der Armaturen vorgesehene Spannschraube würde zu einer ungleichmäßigen Belastung der Varistoren mit dem Risiko eines Kantenbruchs führen.
  • Schließlich ist aus der EP 0230103 A ein weiterer Überspannungsableiter bekannt, bei dem die beiden Armaturen mittels eines offenen Bandes oder Tapes aus einem Isolierstoffmaterial verbunden sind, das meanderförmig mehrfach zwischen den beiden Armaturen hin und her gespannt ist, so dass es den gesamten Umfang der Armaturen überdeckt.
  • Hier besteht ein Problem darin, dass bei dem Anbringen des Bandes darauf zu achten ist, dass keine einseitige Belastung entsteht, die die Kanten eines Varistorblocks beschädigen könnte. Darüber hinaus ist es schwierig und aufwendig, das offene Band am Ende des „Wickelvorgangs” in geeigneter Weise zu befestigen, so dass auch auf Dauer ein sicherer Zusammenhalt gewährleistet ist.
  • Angesichts der Probleme des genannten Stands der Technik ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Überspannungsableiter herzustellen, der eine einfache preiswerte Montage ermöglicht und dennoch einen sicheren Betrieb über eine lange Zeit erlaubt.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Überspannungsableiter nach Anspruch 1. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben, in denen zeigen:
  • 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Überspannungsableiters mit Gehäuse im Teilschnitt;
  • 2 eine Ansicht eines Überspannungsableiters einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform ohne das Gehäuse;
  • 3 eine Aufsicht auf eine Armatur des Überspannungsableiters aus 2;
  • 4 eine Seitenansicht einer anderen Armatur des Überspannungsableiter aus 2;
  • 5 eine Ansicht einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Überspannungsableiters;
  • 6 eine Aufsicht auf eine Armatur bei der zweiten Ausführungsform; und
  • 7 eine Seitenansicht einer anderen Armatur des Überspannungsableiters aus 5.
  • Der in 1 gezeigte Überspannungsableiter mit Käfigdesign enthält mindestens zwei Armaturen 3 und ein Gehäuse 9 mit Schirmen 11. Das Gehäuse 9 dient zum Schutz gegen die Umwelt und ist vorzugsweise aus Silikon gebildet. Das Gehäuse 9 kann durch Spritzen oder Gießen hergestellt werden. Die Schirme 11 haben die Funktion einen Kriechweg für den Strom an der Außenseite des Überspannungsableiters auch beim Anhaften von Verunreinigungen oder Wasser zu verlängern bzw. zu unterbrechen. Je nach geplantem Einsatzgebiet, z. B. Wüsten, Nebelregionen, Tropen usw. können die Schirme unterschiedlich geformt sein. Beim Einsatz in einem Innenraum kann auf die Schirme auch ganz verzichtet werden.
  • Die Armaturen 3 sind aus Metall, vorzugsweise Aluminium oder Edelstahl, und sind mit Mitteln ausgestattet, um eine elektrische Verbindung zu einem Stromnetzwerk zu ermöglichen. Außerdem sind sie ausgestaltet, um eine mechanische Befestigung des Überspannungsableiter zu erlauben.
  • Innerhalb der Gehäuses 9 sind zwischen den Armaturen 3 ein oder mehrere Varistorblöcke 5 als Stapel angeordnet, wie dies in 2 zu sehen ist, die eine Ansicht einer erste erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Überspannungsableiters ohne das Gehäuse und die Schirme zeigt.
  • Als Varistorblöcke 5 können bekannte Keramikscheiben mit einem spannungsabhängigen Widerstand (variable resistor) verwendet werden. Bei niedrigen Spannungen arbeiten sie als nahezu perfekte Isolatoren, während sie bei hoher Spannung eine gute Leitfähigkeit haben. Handelsübliche Varistorblöcke werden auf Grundlage von Zinkokxid – ZnO – hergestellt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf Zinkoxid beschränkt, auch andere Metalloxide, Kunststoffe und auch Silizium-Carbid können beispielsweise für die Varistorblöcke verwendet werden. Außerdem können zusätzlich zu den Varistorblöcken 5 noch weitere Blöcke, etwa mit Metallblöcke 6 oder Funkenstreckenblöcke in dem Stapel enthalten sein, um so die Länge des Überspannungsableiters, seinen Wärmetransport und Funktionsweise an die Erfordernisse des jeweiligen Anlasses anzupassen. Wie üblich können darüber hinaus auch noch Fehlerelemente, beispielsweise Tellerfedern, in dem Stapel der Varistorblöcke 5 vorgesehen sein, die für eine gewisse Elastizität und zur Aufrechterhaltung des elektrischen Kontaktes sorgen. In der üblichen Weise können auch die Stirnflächen der Varistorblöcke 5 mit entsprechenden Elektroden ausgestattet sein, beispielsweise durch Beschichtung mit Aluminium.
  • In der bevorzugten Ausführungsform sind die Varistorblöcke 5 als Kreiszylinder mit einem Durchmesser von beispielsweise 5 cm und einer Höhe von 4 cm ausgebildet. An beiden Seiten der Varistorblöcke 5 sind nicht detailliert gezeigte Aluminiumelektroden aufgebracht, um eine bessere Kontaktierung sicher zu stellen. Zur weiteren Verbesserung der Kontaktierung können dünne Aluminiumscheiben zwischen den Varistorblöcken 5 vorgesehen sein.
  • Ein durch Aufeinanderstapeln derartiger Varistorblöcke 5 und eventueller Metallblöcke 6 gebildeter Stapel ist bei dem in 1 gezeigten Überspannungsableiter zwischen zwei Armaturen 3 gehalten. Die Armaturen 3 sind durch eine aus dem Überspannungsableiter herausragende zentrale Schraube 4, die die elektrischen Varistorblöcke 5 gut kontaktiert, so ausgestaltet, dass sie leicht in bestehende elektrische Installation bzw. Stromversorgungsnetze eingebunden werden können.
  • Bevorzugt sind die Armaturen 3 Blöcke aus Aluminium mit einem Durchmesser, der etwas größer als jener der Varistorblöcke 5 ist. Die den Varistorblöcken 5 zugewandte Fläche zumindest einer Armatur 3 kann durch geeignete Formgebung so ausgestaltet sein, dass eine mechanische Belastung der Kanten des anliegenden Varistorblocks 5 vermieden wird, beispielsweise indem sich eine umlaufende Nut ausbildet.
  • Überspannungsableiter sind, wenn sie in der freien Umgebung verwendet werden, aufgrund von Kraftübertragung durch mit ihnen verbundene elektrische Leitungen erheblichen Biegemomenten ausgesetzt. Es ist daher erforderlich, sicher zu stellen, dass auch bei größeren mechanischen Beanspruchungen die Kontaktierung der Varistorblöcke 5 untereinander und zu den Armaturen 3 beibehalten und ein Kantenbruch der Varistorblöcke durch ein Verkanten zweier benachbarter Varistorblöcke 5 vermieden wird. Um dies zu erreichen werden Verstärkungselemente 7, vorzugsweise glaswasserverstärkte Kunststoffstäbe oder Seile, zwischen den Armaturen eingespannt. Diese halten die Varistorblöcke 5 zwischen den Armaturen 3 unter Zug zusammen. Des Weiteren werden gelegentlich die erwähnten Federelemente in dem Stapel der Varistorblöcke 5 eingefügt, um so auch bei Temperaturschwankungen oder ähnlichem die Kontaktierung zu sichern.
  • Wie in 2 weiter zu sehen ist, ist zwischen den beiden Armaturen 3 der Stapel aus Varistorblöcken 5 mit einem dazwischenliegenden Metallblock 6 dargestellt. Der Stapel wird durch ein Verstärkungselement 7 in Form einer geschlossenen Schlaufe zusammengehalten, die so geführt ist, dass das Verstärkungselement 7 an jeder der beiden Armaturen 3 jeweils an mindestens zwei Seiten gehalten ist und mindestens vier Abschnitte 7a, 7b, 7c, 7d, von denen in 2 nur die Abschnitte 7a, 7b und 7c gezeigt sind, sich von der einen Armatur 3 zur anderen erstrecken. Anders gesagt, das Verstärkungselement 7 ist in Form einer geschlossenen Schlaufe so ausgebildet, dass sich vier Schlaufenenden 19a, 19b, 19c, 19d bilden, von denen jeweils zwei an einer Armatur 3 gehalten sind.
  • Wie es weiter in 2 gezeigt ist, sind in einer der Armaturen 3 jeweilige Schultern 13 ausgebildet, so dass das Verstärkungselement 7 die gesamte Armatur 3 umschlingt, oder es können in einer Seitenfläche einer Armatur 3 eine Führung 15 in Form einer Nut um einen Vorsprung 17 ausgebildet sein.
  • In der Mitte zumindest einer der beiden Armaturen 3 ist eine zentrale Schraube 4 als Spannschraube ausgebildet, die in einem Durchgangsloch aufgenommen ist, und die es ermöglicht, den Überspannungsableiter bei der Montage zu verspannen. Andere Spannvorrichtungen sind ebenso denkbar.
  • Bei der bevorzugten Ausführungsform ist das Verstärkungselement 7 aus starren und formstabilen Kunststoffmaterial gebildet und so vorgeformt, dass die vier Schlaufenenden 19a, 19b, 19c, 19d bereits mit dem gewünschten Zwischenabständen und Biegungen, wie es für den Zusammenhalt des Überspannungsableiters erforderlich ist, fest vorgegeben sind. Ein derartiges Verstärkungselement 7 kann hergestellt werden, indem ein Bündel von Glasfasern in eine Form gelegt und dann mit einem geeigneten Kunststoff vergossen wird.
  • Bevorzugt wird das Verstärkungselement 7 durch Glasfaser-Spritzgussverfahren gefertigt. Dabei wird mit Glasfasern versehene Kunststoffmasse in eine Form eingespritzt.
  • Bei der Montage kann zunächst die in 2 mit der Spannschraube 4 gezeigte Armatur 3 eingesetzt werden und die beiden diese Armatur gegenüberliegenden Schlaufenenden 19, 19a und 19b im Bezug zueinander können aufgebogen werden, so dass es leicht möglich ist, die Varistorblöcke 5, den Metallblock 6 und letztlich die zweite Armatur 3 einzusetzen. Nach dem Einsetzen der Armatur 3 wird es dem Verstärkungselement 7 erlaubt, in seine Ausgangsform zurückzukehren, so dass es dann in der Nut 15 der Armatur 3 um den Vorsprung 17 herumgeführt wird. Anschließend wird der ganze Stapel verspannt. Vorzugsweise wird hierzu zunächst mittels einer hydraulischen Hebevorrichtung eine der beiden Armaturen 3 angehoben, während die andere Armatur 3 festgehalten wird. In diesem angehobenen Zustand wird die Spannschraube 4 angezogen und anschließend die hydraulische Anhebekraft gelöst. Hierbei werden eventuell vorhanden Federelemente im Stapel gespannt. Ebenso werden Aluminiumkontaktscheiben zwischen den Varistorblöcken 5, die bei einer bevorzugten Ausführungsform vorhanden sein können, unter dem Druck verformt. Dieser Vorgang des Anhebens einer Armatur 3, Spannen der Spannschraube und Lösen der Anhebekraft kann wiederholt ausgeführt werden.
  • Zur Fertigstellung des Überspannungsableiters wird dieser in einem weiteren Schritt nach entsprechender Vorbehandlung, wie etwa reinigen, Vorimprägnieren und ähnlichem, mit einem Silikonmaterial umspritzt, so dass das Gehäuse 9 mit den Schirmen 11 ausgebildet werden kann.
  • Ein derartiger Überspannungsableiter ist leicht und schnell herzustellen, erfordert nur eine minimale Zahl an Bauteilen, so dass Montagefehler sicher vermieden werden können. Die Armaturen 3 können als Gussteile hergestellt werden, wobei die Schulter 13 bzw. die Nut 15 und der Vorsprung 17 bereits beim Gießen mit ausgebildet werden können. Alternativ ist es möglich, diese Teile anschließend in den Aluminiumblock zu fräsen.
  • In der 2 sind zwei verschiedene Armaturen 3 dargestellt. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Es können auf beiden Seiten die gleichen Armaturen 3 eingesetzt werden, entweder zweimal eine Armatur 3 mit Schulter 13 oder zweimal eine Armatur 3 mit der Nut 15 und dem Vorsprung 17.
  • Wenn eine Armatur 3 mit einer Schulter 13 eingesetzt wird, so dass das Verstärkungselement 7 mit einem Schlaufenende 19c um die gesamte Armatur herumgeführt wird, ist es vorteilhaft, den Rand der Armatur 3 so auszubilden, das keine scharfe Kante verbleibt, die das Verstärkungselement 7 beschädigen könnte. Zu diesem Zweck ist die Armatur 3, wie dies in 2 gezeigt ist, an ihrem oberen Ende mit einer Abrundung 21 ausgestattet. Die Schulter bzw. die Nut können hinterschnitten sein, so dass ein seitliches Abrutschen des Verstärkungselements verhindert wird.
  • 3 zeigt eine Aufsicht auf den Überspannungsableiter aus 2, bei der die Armatur 3 mit den Schultern 13 zu sehen ist. Bei dieser Ausführungsform, sind zwei Schlaufenenden 19c, 19d an gegenüberliegenden Seiten der Spannschraube 4 um die Armatur 3 herumgeführt. Auf diese Art kann eine sehr symmetrische Kraft auf den Stapel der Überspannungsableiter ausgeübt werden. Da das Verstärkungselement 7 aus Kunststoff in einem Stück ausgebildet ist, ermöglicht sich trotz seiner Formstabilität eine gewisse Flexibilität hinsichtlich der Längen der einzelnen Abschnitte 7a, 7b, 7c und 7d, so dass kleine Herstellungsschwankungen der Armaturen 3 bzw. des Verstärkungselements 7 nicht zu einer ungleichmäßigen Kraftbelastung führen.
  • Die in 2 gezeigte Ausführungsform ist so ausgeführt, das jeweils zwei Schlaufenenden 19c, 19d und 19a, 19b an jeder Armatur 3 anliegen. Auch dies ist nicht zwingend, und es ist gut möglich, auch drei Schlaufenenden an jeder Armatur 3 anliegen zu lassen, wenn dies erwünscht ist.
  • 4 zeigt eine Seitenansicht im Detail der zweiten Armatur 3 aus 2. Die Ausgestaltung der Seitenfläche der Armatur mit der Nut 15 und dem Vorsprung 17 ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Verstärkungselement 7 aus einem sehr formstabilen Kunststoffmaterial gebildet ist, das sich nur im geringen Ausmaße bzw. mit größerer Kraft aufspreizen lässt. Das Einsetzen der Armatur 3 am Ende des Herstellungsprozesses des Stapels aus Armatur 3, Varistorblöcken 5 und Verstärkungselement 7 kann dann so geschehen, dass das Verstärkungselement 7 in die Nut 15 einschnappt und den Stapel somit hält. Darüber hinaus hat die Führung in der Nut 15 den Vorteil, dass die Armatur 3 in ihrer endgültigen Position festgelegt ist, und nicht weiter in den Stapel hinein rutschen kann, als erforderlich. Das Spannen der Spannschraube 4 kann dann leicht und ohne Risiko der Beschädigung der Varistorblöcke 5 erfolgen.
  • Vorzugsweise hat die Armatur einen polygonalen Querschnitt, bei dem Beispiel aus 2 etwa rechteckig, wobei die Abschnitte des Verstärkungselements 7, die die Armaturen 3 verbinden, an den Ecken vorgesehen sind. Hierbei ist auch der Querschnitt dieses Verstärkungselements 7 rechteckig bzw. quadratisch. Das Außengehäuse kann dann mit einem korrespondierenden Querschnitt ausgebildet werden, so dass der Einsatz der Materials für das Außengehäuse optimiert werden kann.
  • 5 zeigt eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform, die sich von der in 2 gezeigten dadurch unterscheidet, dass zwei Verstärkungselemente 7, die jedes für sich in Endlosform ausgebildet sind, vorgesehen sind. Diese zwei Verstärkungselemente 7 werden an der einen Armatur 3 einander kreuzend in umlaufender Art um die Armatur 3 mit entsprechenden Schultern 13 geführt. Zum Fixieren der Verstärkungselemente ist es möglich, eine Haltevorrichtung 23 zusammen mit der zentralen Spannschraube 4 anzubringen, um das zuerst aufzubringende Verstärkungselement 7 zu halten, bevor das zweite Verstärkungselement 7 angebracht wird.
  • Bei dem in 5 gezeigten Beispiel ist die zweite Armatur 3 wider so ausgebildet, dass in ihrer Seitenfläche Nuten 15 und Vorsprünge 17 ausgebildet sind, in die die jeweiligen Schlaufenenden der Verstärkungselemente 7 einschnappen können.
  • Auch bei dieser Ausführungsform ist es bei der Montage vorgesehen, dass zunächst die Endarmatur 3 mit der zentralen Spannschraube 4 mit den beiden Verstärkungselementen 7 versehen wird. Der Armatur 3 gegenüberliegenden Schlaufenenden der Verstärkungselemente 7 werden gespreizt, so dass die Varistorblöcke 5, der Metallblock 6 und die zweite Endarmatur 3 eingesetzt werden können. Dann wird die mechanische Spreizung der Verstärkungselemente 7 gelöst, so dass die jeweiligen Schlaufenenden in die Nuten 15 um die Vorsprünge 17 einrasten. Anschließend wird mit der zentralen Spannschraube 7 oder dem vorangehend beschriebenen Spannverfahren die nötige Spannung auf den Überspannungsableiter ausgeübt.
  • Nach dem der so hergestellte Überspannungsableiterkern in einem entsprechenden Verfahrensschritt gereinigt und falls erforderlich imprägniert wird, wird er ebenfalls mit einem Silikongehäuse umspritzt bzw. umgossen, wobei gleichzeitig die Schirme ausgebildet werden.
  • 6 zeigt eine Ansicht der einen Armatur 3 mit der Spannschraube 4 ähnlich zu jener aus 3. Hierbei ist zu sehen, dass die beiden Verstärkungselemente 7, die die Armatur 3 umschlingen, sich auf der Außenseite der Armatur 3, an der auch die Spannschraube 4 angreift, kreuzen.
  • 7 zeigt schließlich eine Seitenansicht im Detail der zweiten Armatur 3 bei dieser Ausführungsform. Diese Ansicht entspricht insoweit der Darstellung in 4.
  • Bei dieser zweiten Ausführungsformen sind zwei Verstärkungselemente 7 vorgesehen. Auf diese Art können acht parallele Abschnitte des Verstärkungselements 7 sich von einer Armatur 3 zu der anderen erstrecken, und die mechanische Stabilität des Überspannungsableiters in großem Ausmaße gewährleisten. Die Erfindung ist hierauf nicht zu beschränken. Jedes der Verstärkungselemente 7 könnte mit mehr als zwei Schlaufenenden an jeder Armatur 3 anliegen, beispielsweise wäre es möglich, jeweils drei Schlaufenenden an jeder Armatur 3 vorzusehen. Auch ist die Erfindung nicht darauf zu begrenzen, zwei Verstärkungselemente 7 vorzusehen. Wenn eine höhere Stabilität erforderlich ist, könnten mehr als zwei Verstärkungselemente 7 angebracht sein.
  • In der gezeigten Ausführungsform hat das Verstärkungselement 7 einen rechteckigen Querschnitt. Dies ist zu bevorzugen, da somit die jeweilige Nut 15 bzw. die Schulter 13 entsprechend ausgeformt werden kann, so dass eine gute Auflage des Verstärkungselements 7 an der jeweiligen Armatur 3 gewährleistet wird. Die Erfindung ist darauf aber nicht beschränkt, und ein runder Querschnitt für das Verstärkungselement 7 ist ebenfalls möglich.
  • Die Nut bzw. die Schulter ist mit einer Hinterschneidung geformt, um ein seitliches Abrutschen des Verstärkungselements 7 zu verhindern. Weiter bevorzugt ist die Nut so ausgebildet, dass das Verstärkungselement 7 nicht nur formschlüssig durch die Auflage gehalten ist, sondern zusätzlich durch Reibschluss fixiert wird. Dies hat den Vorteil, dass im Fall eine Bruchs eines Varistorblocks 5 die strukturelle Integrität des Überspannungsableiters gewahrt bleibt.
  • Bei der Erfindung ist die zentrale Spannschraube 4 in der Endarmatur 3 vorgesehen, um die herum die Schlaufen des Verstärkungselements 7 geführt sind. Auch dies ist nicht zwingend. Die Spannschraube 4 kann ebenfalls auf der gegenüberliegenden Armatur 3 vorgesehen sein. Auch ist möglich Spannschrauben an beiden Armaturen vorzusehen.
  • Bei den gezeigten Beispielen sind die Armaturen 3 jeweils Endarmaturen, die auch für den elektrischen Anschluss des Überspannungsableiters an die Leitung sorgen. Es ist aber auch möglich, an der einen Armatur 3 mit dem Vorsprung 17 und der Nut 15 eine identische Armatur 3 mit entgegengesetzter Ausrichtung anzuschrauben, und so den Überspannungsableiter auf die doppelte Länge zu verlängern. Die Armatur 3 wäre dann keine Endarmatur sondern eine mittlere Armatur. Es ist auch möglich, auf der Seitenfläche der Armatur 3 korrespondierende Nuten und Vorsprünge mit entgegengesetzter Ausrichtung auszubilden, so dass die Armatur 3 als Kopplungsstück in einen Überspannungsableiter eingesetzt werden kann. Auf diese Art sind Überspannungsableiter mit größeren Baulängen möglich, ohne die Stabilität des Überspannungsableiters zu beinträchtigen.
  • Obwohl die Erfindung anhand von bevorzugten Beispielen gezeigt ist, sind weitere Änderungen und Modifikationen innerhalb des Rahmens der beiliegenden Ansprüche. So ist es beispielsweise möglich, an Stelle des Silikongehäuses 9 mit den Schirmen 7 aus 1 ein starres glasfaserverstärktes Kunststoffrohr um die Gesamtkonstruktion des Ableiters herum vorzusehen, dieses mit entsprechenden Endkappen an den Armaturen 3 abzuschließen und das sich so ergebende Modul mit einem wetterfesten Kunststoffgehäuse mit Schirmen zu versehen. Derartige Überspannungsableiter, die das sogenannte „Rohrdesign” mit dem „Käfigdesign” kombinieren, weisen eine besonders hohe mechanische Stabilität auf und eignen sich daher für den Einsatz auch in Erdbeben gefährdeten Gebieten und unter starker mechanischer Beanspruchung. Auch ist es möglich des erfindungsgemäße Modul aus Armaturen, Varistorblöcken und Verstärkungselementen in einem Porzellangehäuse aufzunehmen, wenn dies erwünscht ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 3
    Armaturen
    4
    Spannschraube
    5
    Varistorblöcke
    6
    Metallblock
    7
    Verstärkungselement
    7a, 7b, 7c, 7d
    Abschnitte
    9
    Gehäuse
    11
    Schirmen
    13
    Schulter
    15
    Nut
    17
    Vorsprung
    19a, 19b, 19c, 19d
    Seitenschlaufenenden
    21
    Abrundung
    23
    Haltevorrichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 0614198 A [0005]
    • EP 0810613 A [0008]
    • EP 0230103 A [0010]

Claims (8)

  1. Überspannungsableiter mit: zwei Armaturen (3); mindestens einem Varistorblock (5), der zwischen den Armaturen (3) angeordnet ist, und mindestens einem Verstärkungselement (7) in Form einer geschlossenen Schlaufe, die die Armaturen (3) und den Varistorblock unter Druck gegeneinander hält; dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (7) an jeder der beiden Armaturen (3) jeweils an mindestens zwei Seiten der Armatur (3) gehalten ist und mindestens vier Abschnitte (7a, 7b, 7c, 7d) des Verstärkungselements (7) sich von der einen Armatur (3) zu der anderen Armatur (3) erstrecken.
  2. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (7) aus einem starren und formstabilen Kunststoffmaterial, vorzugsweise einem glasfaserverstärktem Kunststoffmaterial, geformt ist.
  3. Überspannungsableiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (7) an mindestens einer Armatur über eine vorgeformte Schulter (13) geführt wird.
  4. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (7) an mindestens eine Armatur (3) in einer in der Seitenfläche der Armatur ausgebildeten Nut (15) um einen Vorsprung (17) geführt wird.
  5. Überspannungsableiter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Verstärkungselemente (7) vorgesehen sind.
  6. Überspannungsableiter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer der Armaturen eine Schraube (4) vorgesehen ist, die durch ein Durchgangsloch durch die Armatur (3) verläuft und als Spannschraube wirkt.
  7. Überspannungsableiter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Armaturen (3) verschieden voneinander sind, wobei eine Armatur mit Schultern (13) ausgebildet ist, um die herum Schlaufenenden (19c, 19d) des Verstärkungselements (7) geführt sind, wobei die andere Armatur mit Nuten (15) und Vorsprünge (17) in ihrer Seitenfläche ausgestattet ist, um die herum Seitenschlaufenenden (19a, 19b) des Verstärkungselements (7) geführt sind.
  8. Überspannungsableiter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Überspannungsableiter mit einem Silikongehäuse (9), vorzugsweise mit Schirmen (11), versehen ist.
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