DE19731312A1

DE19731312A1 - Überspannungsableiter mit äußerer Kurzschlußeinrichtung

Info

Publication number: DE19731312A1
Application number: DE19731312A
Authority: DE
Inventors: Juergen Boy; Norbert Krost
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: TDK Electronics AG
Priority date: 1997-07-15
Filing date: 1997-07-15
Publication date: 1999-01-28
Also published as: DE59800801D1; CN1264502A; WO1999004468A1; US6424514B1; EP0995244A1; EP0995244B1

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektrischen Bauele mente und ist bei der konstruktiven Ausgestaltung eines Über spannungsableiters anzuwenden, der mit einer äußeren Kurz schlußeinrichtung versehen ist. Derartige Kurzschlußeinrich tungen sind sowohl bei Zwei-Elektroden- als auch bei Drei-Elektroden-Überspannungsableitern üblich, die üblicherweise eine zylindrische Bauform aufweisen, wobei die Elektroden isoliert voneinander angeordnet sind. Die Kurzschlußeinrich tungen dienen zum Schutz des Überspannungsableiters bei Lang zeitbelastungen; eine solche Kurzschlußeinrichtung enthält in aller Regel ein bei höheren Temperaturen schmelzbares Kon struktionselement, mit dessen Hilfe die beiden Elektroden bzw. die Mittelelektrode und eine oder beide Endelektroden kurzgeschlossen werden.

Für Drei-Elektroden-Ableiter ist eine äußere Kurzschlußein richtung bekannt, die aus einem auf die Mittelelektrode mit tels einer Klammer aufgesetzten, sich längs der Achse des Überspannungsableiters erstreckenden federnden Bügels be steht. Die freien Enden der beiden Arme dieses Federbügels liegen dabei nicht radial sondern stirnseitig axial an den beiden Endelektroden unter Zwischenschaltung eines im Über lastfall schmelzbaren, mittig zur jeweiligen Endelektrode an geordneten isolierenden Kunststoffkörpers an. Die Enden der Arme des Federbügels sind dabei als Kontaktlaschen ausgebil det, die den abstandhaltenden Kunststoffkörper diagonal über ragen und im Kurzschlußfall die jeweilige Endelektrode in de ren Randbereich kontaktieren (US 4,984,125 A, Fig. 1a und 1b).

Bei einem anderen, ähnlich aufgebauten Überspannungsableiter sind die freien Enden des Kurzschlußbügels als halbzylindri sche Schale mit radial abstehenden Kontaktflächen ausgebil det, wobei die jeweilige Schale zur Fixierung eines diametral auf die Stirnfläche der jeweiligen Endelektrode aufgelegten zylindrischen Abstandhalters dient (GB 2 230 900 A).

Es sind weiterhin Kurzschlußeinrichtungen bekannt, die für Überspannungsableiter sowohl mit zwei Elektroden als auch mit drei Elektroden einsetzbar sind. Diese Kurzschlußeinrichtun gen bestehen ebenfalls aus einem federnden Bügel mit zwei freien Enden, die axial an den Endelektroden anliegen. Bei Überspannungsableitern mit zwei Elektroden ist zwischen dem einen freien Ende des federnden Kurzschlußbügels und der zu gehörigen Elektrode eine schmelzbare Isolierfolie angeordnet, die im Kurzschlußfall vom Kontaktbereich des freien Endes des Kurzschlußbügels durchstoßen wird. Dieser Kontaktbereich kann dabei gabelartig aus zwei flachen Kontaktlaschen bestehen, sofern der Überspannungsableiter mit axial angelöteten An schlußdrähten versehen ist (FR 2 621 184 A). Bei Überspan nungsableitern mit drei Elektroden kontaktiert der Kurz schlußbügel die Mittelelektrode und liegt mit seinen freien Enden an den beiden Endelektroden axial unter Zwischenschal tung einer Isolierfolie an (US 5,029,302 A).

Ausgehend von einem Überspannungsableiter in zylindrischer Bauform mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspru ches 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine mög lichst einfach aufgebaute robuste Kurzschlußeinrichtung zu schaffen, die auch für Überspannungsableiter mit axial ange schweißten Anschlußdrähten geeignet ist und eine hohe Wech selstromtragfähigkeit (max. 30 Amp/15 min je Ableitstrecke) aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der federnd auf Abstand gehaltene Kontaktbereich des Kurzschlußbügels von zwei Kontaktlaschen gebildet ist, die zwischen sich den Mittenbereich der ersten Elektrode freige ben, wobei der Abstandhalter außermittig zur ersten Elektrode zwi schen dem gemeinsamen Basisbereich der Kontaktlaschen und der ersten Elektrode angeordnet ist.

Eine derartige Ausgestaltung der Kurzschlußeinrichtung ermög licht - unabhängig davon, ob und wie (radial oder axial ab stehend) die Anschlußdrähte an die stirnseitigen Elektroden angeschlossen sind - eine großflächige Kontaktgabe an den stirnseitigen Elektroden durch Ausformung von zwei Kontaktla schen, die im Randbereich der Elektroden ohne Beeinträchti gung durch geschmolzenes Isoliermaterial zur Kontaktgabe ge langen; der relativ weit von den Kontaktstellen entfernt an geordnete Abstandhalter kann dabei sehr klein ausgebildet sein.

Die gemäß der Erfindung ausgebildete Kurzschlußeinrichtung wird für Überspannungsableiter mit zwei Elektroden, von denen die zweite Elektrode das andere stirnseitige Ende des Über spannungsableiters bildet und von der ersten Elektrode durch einen rohrförmigen Isolator auf Abstand gehalten wird, zweck mäßig in der Weise angewendet, daß der Kurzschlußbügel in Achsrichtung des Überspannungsableiters symmetrisch ausgebil det und mittels einer Klammer auf dem Isolator fixiert ist. Dabei kann das andere Ende des Kurzschlußbügels ebenfalls mittels eines Abstandhalters auf Abstand zur zweiten Elektro de gehalten werden; das andere Ende des Kurzschlußbügels kann aber auch direkt an der zweiten Elektrode anliegen.

Die Anwendung des gemäß der Erfindung ausgebildeten Kurz schlußbügels bei Überspannungsableitern mit drei Elektroden, von denen die zweite Elektrode das andere stirnseitige Ende des Überspannungsableiters bildet und die dritte Elektrode zwischen der ersten und der zweiten Elektrode angeordnet und von diesen Elektroden mittels eines ersten und eines zweiten hohlzylindrischen Isolators isoliert ist, erfolgt zweckmäßig in der Weise, daß der Kurzschlußbügel in Achsrichtung eben falls symmetrisch ausgebildet ist und mittels einer Klammer auf der dritten Elektrode aufsitzt.

Die örtliche Fixierung des bzw. der Abstandhalter an der Stirnseite der jeweiligen Elektrode kann konstruktiv dadurch erleichtert werden, daß der gemeinsame Basisbereich der Kon taktlaschen jeweils mit einem Schlitz versehen ist, in dem der isolierende Abstandhalter mit einem Halteansatz fixiert wird. Der Halteansatz kann dabei als kurzer zylindrischer Stutzen ausgebildet sein oder auch von einer ringförmigen Ausnehmung gebildet sein, die beispielsweise in die Mantel fläche eines zylindrischen Körpers eingearbeitet ist.

Drei Ausführungsbeispiele eines gemäß der Erfindung ausgebil deten Überspannungsableiters sind in den Fig. 1 bis 7 dar gestellt. Dabei zeigen

Fig. 1 und 2 einen Drei-Elektroden-Überspannungsableiter in zwei Ansichten,

Fig. 3 einen Zwei-Elektroden-Ableiter in Seitenan sicht,

Fig. 4 eine Variante zum Überspannungsableiter ge mäß Fig. 3 und

Fig. 5 bis 7 drei Ausführungsformen eines isolierenden Abstandhalters.

Der Überspannungsableiter 1 gemäß den Fig. I und 2 weist eine erste Endelektrode 11, eine zweite Endelektrode 12 und eine dritte Elektrode 13 auf, die als Mittelelektrode ausge bildet und von den beiden Endelektroden 11 und 12 mittels der rohrförmigen Isolatoren 14 und 15 isoliert angeordnet ist. Alle Elektroden bestehen aus Kupfer und sind ähnlich der in der US-PS 4,433,354 dargestellten Konfiguration ausgebildet. Dabei sind die beiden Endelektroden 11 und 12 mit axial ange schweißten Anschlußdrähten 16 versehen, insbesondere gemäß Fig. 1 der US-PS 4,362,962. Die Mittelelektrode 13 ist mit einem tangential angeschweißten und radial verlaufenden An schlußdraht versehen.

Der Überspannungsableiter 1 ist mit einer Kurzschlußeinrich tung 2 bestückt, die im wesentlichen aus einem zweiarmigen, federnden Kurzschlußbügel 21 und zwei isolierenden Abstand haltern 31 besteht. Der Kurzschlußbügel 21 weist zwei paral lel zur Längsachse des Überspannungsableiters verlaufende Ar me 22 und 23 auf, die im Bereich der beiden Endelektroden senkrecht zur Längsachse A abgewinkelt sind und anschließend etwa parallel zu den Stirnflächen der beiden Endelektroden 11 und 12 verlaufen. Die Enden der Arme 22 und 23 bilden Kon taktbereiche 24 und 25, die gemäß Fig. 2 aus je zwei Kon taktlaschen 26 und 27 bestehen. Die Kontaktlaschen geben den Mittenbereich 11 A der jeweiligen Endelektrode frei, wobei die eigentliche Kontaktfläche dem Randbereich 11 B der jewei ligen Elektrode gegenüber steht.

Die Kontaktlaschen 26 und 27 haben eine gemeinsame Basis 28, die mit einem Schlitz 29 versehen ist. In diesen Schlitz 29 ist ein Halteansatz 32 des isolierenden Abstandhalters 31 eingesetzt. Der isolierende Abstandhalter befindet sich somit zwischen der gemeinsamen Basis 28 und dem Randbereich 11 B der jeweiligen Endelektrode und ist so bemessen, daß zwischen den Kontaktlaschen 26, 27 und dem Randbereich 11 B der End elektroden ein Luftspalt Ls eingehalten wird.

Der Kurzschlußbügel 21 ist noch mit einer Klammer 30 verse hen, die die Isolatoren 14 und 15 auf mehr als der Hälfte ih res Umfanges umfaßt und mit deren Hilfe der Kurzschlußbügel auf der Mittelelektrode 13 aufsitzt.

Bei dem Überspannungsableiter gemäß Fig. 3 handelt es sich um einen Zwei-Elektroden-Ableiter mit den beiden Endelektro den 11 und 12, die mittels des Isolators 33 voneinander iso liert sind. Die Kurzschlußeinrichtung ist gemäß der Kurz schlußeinrichtung gemäß den Fig. 1 und 2 aufgebaut und be steht aus einem Federbügel 34 und den beiden isolierenden Ab standhaltern 31, wobei die Klammer 35 direkt auf den Isolator 33 aufgesetzt ist, ohne dort eine elektrische Kontaktierung zu bewirken.

Gemäß Fig. 4 kann bei dem Überspannungsableiter gemäß Fig. 3 der eine isolierende Abstandhalter 31 auch weggelassen wer den, so daß der Kontaktbereich des federnden Armes 23 stets direkt am stirnseitigen Randbereich der Endelektrode 11 an liegt.

Fig. 5 zeigt den isolierenden Abstandhalter 31 mit dem Hal teansatz 32. - Gemäß Fig. 6 kann der isolierende Abstandhal ter aus einem zylindrischen Teil 36 bestehen, das mit einer ringförmigen Ausnehmung 37 versehen ist, mit der der Abstand halter in den Schlitz 29 der Kontaktbereiche 24 und 25 einge fügt werden kann. - Gemäß Fig. 7 kann der Abstandhalter auch leidglich aus einer Scheibe 38 bestehen, die dann zwischen die gemeinsame Basis 28 der Laschen 26 und 27 und dem Randbe reich 11 B der jeweiligen Elektrode eingefügt wird und dort durch die Federspannung der Arme 22, 23 festgehalten wird.

Claims

1. Überspannungsableiter in zylindrischer Bauform mit wenig stens einer ein stirnseitiges Ende des Überspannungsableiters bildenden ersten Elektrode und mit einer von der ersten iso liert angeordneten zweiten Elektrode und mit einem federnden Kurzschlußbügel, dessen eines Ende einen Kontaktbereich auf weist, der einem stirnseitigen Randbereich der ersten Elek trode zugeordnet ist,
wobei der Kontaktbereich des Kurzschlußbügels dadurch axial auf Abstand zur ersten Elektrode gehalten wird, daß stirnseitig zwischen der ersten Elektrode und dem einen Ende des Kurzschlußbügels ein isolierender, im Überlastfall schmelzbarer Abstandhalter angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der auf Abstand (Ls) gehaltene Kontaktbereich (24, 25) des federnden Kurzschlußbügels (21) von zwei Kontaktlaschen (26, 27) gebildet ist, die zwischen sich den Mittenbereich (11A) der ersten Elektrode (11) freigeben,
wobei der Abstandhalter (31) außermittig zur ersten Elektrode (11) zwischen dem gemeinsamen Basisbereich (28) der Kontakt laschen (26,27) und dem Randbereich (11B) der ersten Elek trode (11) angeordnet ist.

2. Überspannungsableiter nach Anspruch 1 mit zwei Elektroden, von denen die zweite Elektrode das andere stirnseitige Ende des Überspannungsableiters bildet, und mit einem zwischen den beiden Elektroden angeordneten rohrförmigen Isolator, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschlußbügel in Achsrichtung des Überspannungsab leiters symmetrisch ausgebildet und mittels einer Klammer (35) auf dem Isolator (33) fixiert ist.

3. Überspannungsableiter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende des Kurzschlußbügels direkt an der zwei ten Elektrode (12) anliegt.

4. Überspannungsableiter nach Anspruch 1 mit drei Elektroden, von den die zweite Elektrode das andere stirnseitige Ende des Überspannungsableiters bildet und die dritte Elektrode zwi schen der ersten und der zweiten Elektrode angeordnet und von diesen Elektroden mittels eines ersten und eines zweiten hohlzylindrischen Isolators isoliert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschlußbügel (21) in Achsrichtung symmetrisch aus gebildet ist und mittels einer Klammer (30) auf der dritten Elektrode (13) aufsitzt.

5. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Basisbereich (28) der Kontaktlaschen mit einem Schlitz (29) versehen ist, in dem der isolierende Ab standhalter (31) mit einem Halteansatz (32) fixiert ist.

6. Überspannungsableiter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Halteansatz von einer ringförmigen Ausnehmung (37) gebildet ist.

7. Überspannungsableiter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Basisbereich der Kontaktlaschen an beiden Enden des federnden Kurzschlußbügels mit einem Schlitz verse hen ist, in den der isolierende Abstandhalter mit einem Hal teansatz fixiert ist.

8. Überspannungsableiter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Halteansatz von einer ringförmigen Ausnehmung gebil det ist.