EP2713375A1 - Surge absorbers - Google Patents
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- EP2713375A1 EP2713375A1 EP12186558.8A EP12186558A EP2713375A1 EP 2713375 A1 EP2713375 A1 EP 2713375A1 EP 12186558 A EP12186558 A EP 12186558A EP 2713375 A1 EP2713375 A1 EP 2713375A1
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Definitions
- the first partial hood is preferably connected to a high-voltage-side end fitting of the diverting element, and the second partial hood can be displaced against the first in an axial direction of the diverting element. Since the first part hood is immovable, it can thus be optimally adapted to the task of field control.
- the second, movable part of the hood assumes the function of opening or closing the contact by being displaceable against the first part of the hood in the axial direction of the diverter and can be brought into contact with the high voltage contact to close the contact or vice versa.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Überspannungsableiter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a surge arrester according to the preamble of patent claim 1.
Überspannungsableiter 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.Surge arresters are protective systems, for example, for switchgear, which in case of overvoltages caused by lightning or malfunction of other subsystems derive these surges towards the ground and protect other components of the switchgear.
Ein derartiger Überspannungsableiter 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 Endarmaturen 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 Zugelemente umgeben dabei die Varistorsäule und bilden so einen Käfig um diese.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. Frequently, varistor elements are made of metal oxides such as zinc oxide. The diverter is limited at both ends by end fittings that make electrical contact with the switchgear and ground. To ensure a good electrical contact even under mechanical stress, 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 tension elements surround the varistor column and thus form a cage around them.
Für den Einsatz in gasisolierten Schaltanlagen weisen Überspannungsableiter ein fluiddichtes Gehäuse auf, das das Ableitelement umgibt. Das Gehäuse ist dabei zur Erhöhung der Durchschlagfestigkeit mit einem Fluid, meist Schwefelhexafluorid, gefüllt. Das Gehäuse besteht meist aus Metall und ist elektrisch geerdet. Eine Endarmatur der Ableitsäule ist über einen durch das Gehäuse geführten Kontakt geerdet. Die andere Endarmatur ist über eine Durchführung mit einem an der Außenseite des Gehäuses befindlichen Kontakt elektrisch verbunden, der dem Anschluss an die Schaltanlage dient. Insbesondere größere Überspannungsableiter besitzen häufig an ihrem hochspannungsseitigen Ende eine Steuerhaube, die als einseitig verschlossener Zylinder über das Ende der Ableitsäule gestülpt ist. Die einzelnen Varistorelemente haben gegenüber Erdpotential eine hohe Kapazität, ihre Reihenschaltung führt jedoch zu einer sehr kleinen Längskapazität, was ab einer bestimmten Baulänge der Varistorsäule zu einer inhomogenen Spannungsverteilung führt. Im weiter vom Erdpotential entfernten Teil der Varistorsäule werden die Varistorelemente daher spannungsmäßig höher beansprucht, was zusammen mit ihrer resistiven Wirkung zu einer unerwünschten Erwärmung führen kann. Die Steuerhaube dient nun dazu, die Spannungsverteilung entlang der Länge der Varistorsäule zu homogenisieren.For use in gas-insulated switchgear surge arresters have a fluid-tight housing, which surrounds the discharge element. The housing is to increase the dielectric strength with a fluid, usually sulfur hexafluoride, filled. The housing is usually made of metal and is electrically grounded. An end fitting of the Ableitsäule is over grounded through a contact led by the housing. The other end fitting is electrically connected via a passage with a contact located on the outside of the housing, which serves to connect to the switchgear. In particular, larger surge arresters often have at their high voltage end of a control hood, which is slipped over the end of the Ableitsäule as unilaterally closed cylinder. The individual varistor elements have a high capacitance with respect to ground potential, but their series connection leads to a very small longitudinal capacitance, which leads to an inhomogeneous voltage distribution as of a certain length of the varistor column. In part of the varistor column, which is further away from the ground potential, the varistor elements are therefore subject to higher voltages, which together with their resistive effect can lead to undesired heating. The control hood now serves to homogenize the stress distribution along the length of the varistor column.
Soll die Schaltanlage elektrisch getestet werden, so muss wegen der dann auftretenden hohen Spannungen der Überspannungsableiter von der Schaltanlage getrennt werden. Andernfalls würde der Überspannungsableiter die Spannung zur Erde ableiten und das Messergebnis würde verfälscht.If the switchgear is to be electrically tested, then the surge arrester must be disconnected from the switchgear because of the high voltages which then occur. Otherwise, the surge arrester would divert the voltage to ground and the measurement result would be corrupted.
Bislang sind Überspannungsableiter bekannt, die eine Trennstelle aufweisen, womit der Überspannungsableiter von der Schaltanlage getrennt werden kann. Zum Betätigen dieser Trennstelle muss das Gehäuse geöffnet werden, wodurch Schwefelhexafluorid austreten kann. Da Schwefelhexafluorid ein schädliches Treibhausgas ist, ist dies höchst unerwünscht und somit nachteilig.So far surge arresters are known which have a separation point, whereby the surge arrester can be separated from the switchgear. To actuate this separation point, the housing must be opened, whereby sulfur hexafluoride can escape. Since sulfur hexafluoride is a harmful greenhouse gas, this is highly undesirable and thus detrimental.
Aus der
In der internationalen Anmeldung mit dem Anmeldeaktenzeichen
Nachteilig am Stand der Technik ist, dass relativ große Massen bewegt werden müssen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Überspannungsableiter anzugeben, der mit einer kleineren zu bewegenden Masse auskommt.A disadvantage of the prior art is that relatively large masses must be moved. Object of the present invention is to provide a surge arrester, which manages with a smaller mass to be moved.
Die Aufgabe wird mit den Mitteln der Erfindung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.The object is achieved with the means of the invention according to claim 1.
Demnach weist ein Überspannungsableiter ein Ableitelement, eine elektrisch mit dem Ableitelement verbundene Steuerhaube und ein fluiddichtes Gehäuse auf, in welchem das Ableitelement und die Steuerhaube angeordnet sind. Das Gehäuse weist dabei einen Erdkontakt und einen Hochspannungskontakt auf, wobei der Erdkontakt und der Hochspannungskontakt jeweils das Innere mit dem Äußeren des Gehäuses elektrisch verbinden. Erfindungsgemäß weist die Steuerhaube eine erste Teilhaube und eine zweite Teilhaube auf, wobei die erste Teilhaube und die zweite Teilhaube elektrisch miteinander verbunden und derart gegeneinander verschiebbar sind, dass eine elektrische Verbindung vom Erdkontakt zum Hochspannungskontakt über das Ableitelement herstellbar beziehungsweise unterbrechbar ist. Somit kann eine der Teilhauben festgelegt sein, und nur die andere beweglich ausgestaltet sein, was die bewegte Masse reduziert.Accordingly, a surge arrester has a diverting element, a control hood electrically connected to the diverting element and a fluid-tight housing in which the diverting element and the control hood are arranged. The housing has a ground contact and a high voltage contact, wherein the ground contact and the high voltage contact each electrically connect the interior with the exterior of the housing. According to the invention, the control hood has a first partial hood and a second partial hood, wherein the first partial hood and the second partial hood are electrically connected to one another and displaceable relative to one another such that an electrical connection from the ground contact to the high-voltage contact can be produced or interrupted via the diverting element. Thus, one of the partial hoods can be fixed, and only the other be designed to be movable, which reduces the moving mass.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die erste und die zweite Teilhaube zylindrisch und teleskopartig ineinander schiebbar. Hierdurch ist eine gute axiale Führung gegeben.In an advantageous embodiment of the invention, the first and the second part hood are cylindrical and telescopically slidable. As a result, a good axial guidance is given.
Vorzugsweise ist die erste Teilhaube mit einer hochspannungsseitigen Endarmatur des Ableitelementes verbunden, und die zweite Teilhaube gegen die erste in einer axialen Richtung des Ableitelementes verschiebbar. Da die erste Teilhaube unbeweglich ist, kann sie somit optimal an die Aufgabe der Feldsteuerung angepasst werden. Die zweite, bewegliche Teilhaube übernimmt die Funktion des Öffnens beziehungsweise des Schließens des Kontaktes, indem sie gegen die erste Teilhaube in axialer Richtung des Ableitelementes verschiebbar ist und so in Kontakt mit dem Hochspannungskontakt gebracht werden kann, um den Kontakt zu schließen oder umgekehrt.The first partial hood is preferably connected to a high-voltage-side end fitting of the diverting element, and the second partial hood can be displaced against the first in an axial direction of the diverting element. Since the first part hood is immovable, it can thus be optimally adapted to the task of field control. The second, movable part of the hood assumes the function of opening or closing the contact by being displaceable against the first part of the hood in the axial direction of the diverter and can be brought into contact with the high voltage contact to close the contact or vice versa.
Ferner wird bevorzugt, dass die zweite Teilhaube an ihrer Stirnseite eine Vertiefung aufweist, die mit einer korrespondierend geformten Ausbuchtung am Hochspannungskontakt in einen flächigen Kontakt bringbar ist, indem die Ausbuchtung in die Vertiefung eintaucht. Die zweite Teilhaube könnte beispielsweise eine Vertiefung mit einer konkaven Kontur aufweisen, und der Hochspannungskontakt eine Ausbuchtung mit einer konvexen Kontur. Vorzugsweise sind die Konturen rotationssymmetrisch um die axiale Richtung des Ableitelementes. Die Kontur könnte dabei kugel- oder kegelartig sein. Es ist auch denkbar, dass eine der Konturen kegelartig, die andere kugelartig ist. Beim Verschieben der zweiten Teilhaube in Richtung des Hochspannungskontaktes wird ab einer bestimmten Entfernung voneinander die Ausbuchtung in die Vertiefung eintauchen. Berühren sich die zweite Teilhaube und der Hochspannungskontakt, so ergibt sich eine flächige Kontaktstelle, die einen besonders guten Kontakt ermöglicht. Falls eine der Konturen kegelartig, die andere kugelartig ist, ergibt sich aufgrund der endlichen Härte der Materialien eine ringförmige Kontaktfläche. In jedem Fall, ist eine solche Trennstelle selbstzentrierend, also tolerant gegen kleine Abweichungen der Verschiebungsrichtung von der axialen Richtung.Furthermore, it is preferred that the second partial hood has on its front side a recess which can be brought into a flat contact with a correspondingly shaped recess on the high-voltage contact by the projection dipping into the recess. The second partial hood could for example have a recess with a concave contour, and the high voltage contact a bulge with a convex contour. Preferably, the contours are rotationally symmetrical about the axial direction of the discharge element. The contour could be spherical or conical. It is also conceivable that one of the contours cone-like, the other is spherical. When moving the second part of the hood in the direction of the high voltage contact, the bulge will dive into the depression from a certain distance from each other. Touch the second part of the hood and the high voltage contact, so there is a flat contact point, which allows a particularly good contact. If one of the contours is cone-like, the other is spherical, an annular contact surface results due to the finite hardness of the materials. In any case, such a separation point is self-centering, so tolerant to small deviations of the displacement direction from the axial direction.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- Figur 1
- einen erfindungsgemäßen Überspannungsableiter mit geöffneter Trennstelle,
Figur 2- einen erfindungsgemäßen Überspannungsableiter mit geschlossener Trennstelle,
Figur 3- den Bereich um die hochspannungsseitige Endarmatur eines erfindungsgemäßen Überspannungsableiters.
- FIG. 1
- a surge arrester according to the invention with opened separation point,
- FIG. 2
- a surge arrester according to the invention with closed separation point,
- FIG. 3
- the area around the high-voltage side end fitting of a surge arrester according to the invention.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
Die
Im Inneren des Gehäuses 4 ist ein Ableitelement 2 angeordnet. Dieses weist eine zylindrische Varistorsäule 7, eine erdseitige Endarmatur 8, eine hochspannungsseitige Endarmatur 9, die hier nicht sichtbar ist, und mehrere Zugelemente 14 auf. Die Varistorsäule 7 ist aus einzelnen, ebenfalls zylindrischen Varistorblöcken zusammengesetzt. Die Endarmaturen 8, 9 bestehen meist aus elektrisch leitendem Material. Zugelemente 14 sind in den Endarmaturen 8, 9 unter Zug verpresst und halten so die Varistorsäule 7 zusammen. In der Varistorsäule 7 können Haltescheiben eingefügt sein, die Löcher aufweisen, durch die die Zugelemente 14 geführt sind und so das Ableitelement 2 zusätzlich stabilisieren. Die Längsachse 18 der Varistorsäule bestimmt eine axiale Richtung.Inside the
Auf einer Erdanschlussseite des Ableitelementes 2 ist die Deckfläche des Gehäuses 4 mit einem einfachen Gehäusedeckel 16 verschlossen. Ein Erdkontakt 5 ist elektrisch isoliert durch diesen Gehäusedeckel 16 vom Inneren zum Äußeren des Gehäuses 4 geführt und dient dem Erdungsanschluss. Im Inneren des Gehäuses 4 ist dieser Erdkontakt 5 elektrisch leitend mit dem Ableitelement 2 beispielsweise mit einem Kabel verbunden. Die erdseitige Endarmatur 8 des Ableitelementes 2 ist an dem Gehäusedeckel 16 befestigt. Der Gehäusedeckel 16 ist gegen die Varistorsäule 7 elektrisch isoliert. Der Gehäusedeckel 16 weist in der Regel einen hier nicht dargestellten Anschluss auf, über den Fluid, beispielsweise Schwefelhexafluorid, in das Gehäuse 4 eingefüllt, beziehungsweise abgelassen werden kann.On a ground terminal side of the
Auf einer Hochspannungsanschlussseite des Ableitelementes 2 ist die Deckfläche des Gehäuses 4 mit einem als Hochspannungsdurchführung ausgeführten Hochspannungskontakt 6 versehen, um das elektrische Hochspannungspotential ohne Gefahr eines Überschlags zwischen Hochspannung und geerdetem Gehäuse 4 von außen in das Gehäuse 4 hinein zu führen.On a high voltage terminal side of the
Eine im Wesentlichen zylinderförmige Steuerhaube 3 ist über das hochspannungsseitige Ende des Ableitelementes 2 gestülpt. Die Steuerhaube 3 besteht dabei aus einer ersten Teilhaube 10 und einer zweiten Teilhaube 11. Die beiden Teilhauben sind teleskopartig ineinander geschoben. Die zweite Teilhaube 11 ist mit einer Verschiebungseinrichtung 15 verbunden, die hier als Schubstange dargestellt ist. Die Verschiebungseinrichtung 15 ist fluiddicht durch den Gehäusedeckel 16 geführt und erlaubt eine Bedienung der Trennstelle von außerhalb des Gehäuses 4. Mit der Verschiebungseinrichtung 15 kann ein Bediener, ohne das Gehäuse 4 zu öffnen, die zweite Teilhaube 11 in der axialen Richtung zum Hochspannungskontakt 6 hin verschieben, bis die Trennstelle 17 schließlich geschlossen ist, wie in
Um einen guten Kontakt zwischen Hochspannungskontakt 6 und zweiter Teilhaube 11 zu gewährleisten, ist die Teilhaube 11 an ihrer Stirnseite mit einer hier beispielhaft kugelartigen Vertiefung 12 versehen. Eine hier ebenfalls kugelartig dargestellte Ausbuchtung 13 des Hochspannungskontaktes 6 taucht in die Vertiefung 12 ein, bis schließlich Kontakt zwischen zweiter Teilhaube 11 und Hochspannungskontakt 6 hergestellt ist. Die Achsen der kugelartigen Ausbuchtung 13 beziehungsweise Vertiefung 12 zentrieren sich dabei miteinander, so dass Toleranzen der Verschiebungsrichtung ausgeglichen werden.In order to ensure a good contact between the high-
In
Claims (4)
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerhaube (3) eine erste Teilhaube (10) und eine zweite Teilhaube (11) aufweist, wobei die erste Teilhaube (10) und die zweite Teilhaube (11) elektrisch miteinander verbunden und derart gegeneinander verschiebbar sind, dass eine elektrische Verbindung vom Erdkontakt (5) zum Hochspannungskontakt (6) über das Ableitelement (2) herstellbar beziehungsweise unterbrechbar ist.Surge arrester (1) having a diverting element (2), a control hood (3) electrically connected to the diverting element (2) and a fluid-tight housing (4), in which the diverting element (2) and the control hood (3) are arranged and which one Earth contact (5) and a high voltage contact (6), wherein the ground contact and the high voltage contact each electrically connect the interior with the exterior of the housing (4),
characterized in that the control hood (3) has a first partial hood (10) and a second partial hood (11), wherein the first partial hood (10) and the second partial hood (11) are electrically connected to one another and displaceable relative to one another, that an electrical Connection from the earth contact (5) to the high voltage contact (6) via the discharge element (2) can be produced or interrupted.
dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Teilhaube (10, 11) zylindrisch sind und teleskopartig ineinander schiebbar sind.Surge arrester (1) according to claim 1,
characterized in that the first and the second partial hood (10, 11) are cylindrical and are telescopically slidable.
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilhaube (10) mit einer hochspannungsseitigen Endarmatur (9) des Ableitelementes (2) verbunden ist, und dass die zweite Teilhaube (11) gegen die erste (10) in einer axialen Richtung des Ableitelementes (2) verschiebbar ist.Surge arrester (1) according to one of Claims 1 or 2,
characterized in that the first part hood (10) is connected to a high-voltage side end fitting (9) of the diverting element (2), and that the second divisional hood (11) is displaceable against the first one (10) in an axial direction of the diverting element (2) ,
dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Teilhaube (11) an ihrer Stirnseite eine Vertiefung (12) aufweist, die mit einer korrespondierend geformten Ausbuchtung (13) am Hochspannungskontakt (6) in einen flächigen Kontakt bringbar ist, indem die Ausbuchtung (13) in die Vertiefung (12) eintaucht.Surge arrester (1) according to one of Claims 1 to 3,
characterized in that the second part hood (11) has on its front side a recess (12) which with a correspondingly shaped bulge (13) on the high voltage contact (6) in a flat Contact can be brought by the bulge (13) dips into the recess (12).
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18D | Application deemed to be withdrawn |
Effective date: 20170401 |