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GASGEFÜLLTER ÜBERSPANNUNGSABLEITER MIT ÄUSSERER KURZSCHLUSSEINRICHTUNG - Dokument EP0962037
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation EP0962037 30.08.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0000962037
Titel GASGEFÜLLTER ÜBERSPANNUNGSABLEITER MIT ÄUSSERER KURZSCHLUSSEINRICHTUNG
Anmelder EPCOS AG, 81669 München, DE
Erfinder BOY, Jürgen, D-13465 Berlin, DE;
BOBERT, Peter, D-14612 Falkensee, DE
DE-Aktenzeichen 59814060
Vertragsstaaten CH, DE, FR, GB, LI
Sprache des Dokument DE
EP-Anmeldetag 20.02.1998
EP-Aktenzeichen 989168042
WO-Anmeldetag 20.02.1998
PCT-Aktenzeichen PCT/DE98/00565
WO-Veröffentlichungsnummer 1998037605
WO-Veröffentlichungsdatum 27.08.1998
EP-Offenlegungsdatum 08.12.1999
EP date of grant 18.07.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.08.2007
IPC-Hauptklasse H01T 1/14(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektrischen Bauelemente und ist bei der konstruktiven Ausgestaltung eines gasgefüllten Überspannungsableiters anzuwenden, der mit einer äußeren Kurzschlußeinrichtung versehen ist. Derartige Kurzschlußeinrichtungen sind sowohl bei Zwei-Elektroden- als auch bei Drei-Elektroden-Überspannungsableitern üblich. Sie dienen zum Schutz des Überspannungsableiters bei Langzeitbelastungen; eine solche Kurzschlußeinrichtung enthält in aller Regel ein bei höheren Temperaturen schmelzbares Konstruktionselement, mit dessen Hilfe die beiden Elektroden bzw. die Mittelelektrode und eine oder beide Endelektroden kurzgeschlossen werden.

Bei einem bekannten Zwei-Elektrodenableiter dieser Art sind elektrisch parallel zu den beiden Elektroden ein Federkontakt und ein Ableiterkontakt angeordnet, wobei der Federkontakt vom Ableiterkontakt mittels eines am Isolator des Ableiters anliegenden und bei erhöhter Temperatur erweichenden Abstandhalters auf Abstand gehalten wird. Dieser Abstandhalter besteht aus einem bei normaler Betriebstemperatur dimensionsstabilen und bei erhöhter Temperatur erweichenden, glasfaserverstärkten Kunststoff, beispielsweise aus Polycarbonat ( EP 0 548 587 A1 ).

Für Zwei-Elektroden-Ableiter ist weiterhin eine äußere Kurzschlußeinrichtung bekannt, die für solche Anwendungsfälle vorgesehen ist, bei denen eine größere Anzahl von Ableitern in Kammern eines aus isolierendem Kunststoff bestehenden Magazins oder einer Kassette angeordnet sind. Die Kurzschlußeinrichtung in Form eines den Überspannungsableiter axial nicht überragenden, elektrisch leitfähigen Bügels mit zwei rechtwinklig abgewinkelten Enden wird dabei jeweils in einer unmittelbar neben dem jeweiligen Ableiter liegenden, die Halteeinrichtung des Bügels bildenden separaten Kammer angeordnet, wobei die eine Kammerwand den schmelzbaren Abstandhalter bildet. Der Bügel ist dabei so vorgeformt, daß auf seine abgewinkelten Enden beim Einsetzen des Bügels in die Kammer eine Federkraft ausgeübt wird, unter deren Einwirkung die Enden des Federbügels im Überlastfall die Kammerwand durchdringen ( EP 0 312 729 A1 ).

Für Drei-Elektroden-Ableiter ist eine äußere Kurzschlußeinrichtung bekannt, die aus einer auf die Mittelelektrode aufgesetzten Klammer aus einem offenen Ring besteht, dessen eines Ende zusammen mit seitlich angeformten Armen einen Kurzschlußbügel bildet. Die freien Enden der beiden Arme werden mittels eines zwischen Mittelelektrode und Kurzschlußbügel angeordneten Abstandhalters aus einem schmelzbaren Isolierstoff radial auf Abstand zu den Endelektroden des Ableiters gehalten. Die freien Enden der beiden Arme können dabei mit speziellen Kontakten versehen sein. Anstelle der Verwendung eines Abstandhalters zwischen Mittelelektrode und Kurzschlußbügel können die erwähnten Kontakte auch mit einem isolierenden Überzug beschichtet sein ( US 4,984,125 A ). - Bei einer ähnlich ausgestalteten äußeren Kurzschlußeinrichtung, die sowohl für Drei- als auch für Zwei-Elektroden-Ableiter verwendet werden kann, sind die freien Enden der beiden Arme des Kurzschlußbügels derart abgewinkelt, daß sie an der umlaufenden Kante der jeweiligen Elektrode anliegen, wobei die freien Enden im Bereich der Kontaktstelle einen unter Wärmezufuhr schmelzbaren Isolierüberzug aufweisen ( FR-A-2 670 624 ).

Die Druckschriften FR 2 670 624 , WO 87/06399 und US 4,984,125 beschreiben jeweils 3-Elektroden-Überspannungsableiter mit nur einer einzigen äußeren Kurzschlußeinrichtung.

Es wird ein Überspannungsableiter beschrieben, bei dem der Abstandhalter zwischen dem Mittelteil des Kurzschlußbügels und dem Isolator angeordnet ist.

Ein derart ausgebildeter Überspannungsableiter mit Kurzschlußeinrichtung zeichnet sich somit durch einen sehr kompakten und hinsichtlich der Einfügung einer größeren Anzahl solcher Ableiter in Kassetten sehr platzsparenden Aufbau aus, wobei die Kurzschlußeinrichtung aus ein oder zwei Teilen bestehen kann und in Folge ihrer einfachen Gestaltung leicht an unterschiedliche Ableitergeometrien anpaßbar ist. Die Kurzschlußeinrichtung kann auch nachträglich montiert werden; sie kann auch nach einem Ansprechen ausgetauscht werden, sofern der eigentliche Ableiter noch intakt ist.

Die gemäß der Erfindung ausgebildete Kurzschlußeinrichtung wird für Drei-Elektroden-Ableiter verwendet Dabei ist jeder der beiden bei solchen Ableitern vorhanden zwei Isolatoren mit einer Kurzschlußeinrichtung der vorliegenden Ausgestaltung zu bestücken.

Der offene, aufschnappbare Ring der neuen Kurzschlußeinrichtung kann aus einem wärmebeständigen Kunststoff oder einem elektrisch weniger gut leitenden, federnden Metall (z.B. Federstahl oder einer Kupferlegierung) bestehen, wobei auf das eine Ende des offenen Ringes ein metallener, elektrisch sehr gut leitfähiger (z.B. aus Kupfer) Kurzschlußbügel aufgesetzt oder anderweitig befestigt ist. Vorzugsweise besteht der offene Ring aber aus dem gleichen Material wie der eigentliche Kurzschlußbügel und ist mit diesem einstückig ausgebildet, wobei der offene Ring zur Bildung des Kurzschlußbügels an dem einem Ende mit zwei seitlich angeformten Laschen versehen ist. Zur Verbesserung der Kontaktgabe können diese Laschen an ihren freien Enden leicht abgewinkelt sein.

Als Abstandhalter für die Kurzschlußeinrichtung kommt in bekannter Weise ein schmelzbares Kunststoffteil in Betracht. In gleicher Weise kann auch ein Abstandhalter aus einem Lotmaterial verwendet werden. Diese Abstandhalter können beispielsweise die Form eines Nietes haben, der am Mittelteil des Bügels befestigt wird. Alternativ kann auch ein auf das Mittelteil des Bügels aufgesetzter Kunststoffklipp verwendet werden.

Beispiele für das Verständnis der Erfindung sind in den Figuren 1 bis 6 dargestellt. Dabei zeigt

Figur 1
einen mit einer Kurzschlußeinrichtung bestückten gasgefüllten Überspannungsableiter mit zwei Elektroden,
Figur 2
die Kurzschlußeinrichtung ohne Ableiter,
Figuren 3
einen Überspannungsableiter, bei dem der Abstandhalter der Kurzschlußeinrichtung aus einer Niet besteht,
Figur 4
einen Überspannungsableiter mit einer Kurzschlußeinrichtung, bei der der Abstandhalter aus einem Kunststoffklipp besteht,
Figur 5
eine Kurzschlußeinrichtung mit besonderer Ausgestaltung der Elektroden des Ableiters und
Figur 6
einen erfindungsgemäßen Drei-Elektroden-Ableiter mit zwei auf die beiden Isolatoren aufgesetzten Kurzschlußeinrichtungen.

Figur 1 zeigt einen Überspannungsableiter 1, der aus dem Isolator 2 und den beiden Endelektroden 3 und 4 besteht. Auf den Isolator 2 ist eine Kurzschlußeinrichtung 10 aufgesetzt, die aus einem in Figur 2 separat dargestellten offenen Ring 11 aus federhartem Metall und einem isolierenden Abstandhalter 20 besteht. Der offene Ring 11 ist dabei an seinem einen Ende als Kurzschlußbügel 12 ausgebildet und weist ein eben verlaufendes Mittelteil und zwei seitlich angeformte, an den Enden leicht abgewinkelte Laschen 14 und 15 auf. Die axiale Länge des Kurzschlußbügels 12 ist dabei so gewählt, daß der Kurzschlußbügel den Überspannungsableiter axial nicht überragt (siehe auch Figur 5). - Der Abstandhalter 20 könnte auch aus einem Lotmaterial bestehen.

Gemäß Figur 3 besteht die Kurzschlußeinrichtung für den Ableiter 1 ebenfalls aus einem offenen, auf den Isolator des Ableiters aufschnappbaren Ring, wobei als Abstandhalter für den eigentlichen Kurzschlußbügel 13 ein Kunststoffniet 21 vorgesehen ist, der in einer Bohrung des Mittelteiles 13 des Kurzschlußbügels fixiert ist. - Gemäß Figur 4 kann als Abstandhalter ein Kunststoffklipp 22 verwendet werden, der auf das Mittelteil 13 des Kurzschlußbügels aufgeschoben ist.

Gemäß Figur 5 sind die Elektroden 31 und 32 des Überspannungsableiters mit einem größeren Außendurchmesser als der Isolator 2 versehen. Dadurch erübrigt es sich, die Enden der eigentlichen Kurzschlußeinrichtung 16 an den Enden abzuwinkeln.

Figur 6 zeigt einen erfindungsgemäßen Ableiter, bei dem zwischen den Endelektroden 3 und 4 noch eine Mittelelektrode 5 angeordnet ist, wobei der Ableiter zwei Isolatoren 6 und 7 aufweist. Auf jeden Isolataor ist eine Kurzschlußeinrichtung 10 aufgesetzt, wie sie auch für den Ableiter gemäß Figur 1 verwendet ist.


Anspruch[de]
Gasgefüllter Überspannungsableiter mit drei Elektroden und mit zwei Isolatoren, wobei zwischen je zwei Elektroden ein Isolator angeordnet ist, und mit einer Überlastsicherung in Form zweier äußerer Kurzschlusseinrichtungen, bei dem jede Kurzschlusseinrichtung aus einem elektrisch leitfähigen, in Achsrichtung des Überspannungsableiters verlaufenden Kurzschlussbügel, einem Abstandhalter und einer Halteeinrichtung besteht, wobei jeweils die Enden des Kurzschlussbügels mittels der eine Federkraft ausübenden Halteeinrichtung und des bei Wärmezufuhr schmelzbaren Abstandhalters in einem radialen Abstand zu den Elektroden gehalten werden, und wobei jede Halteeinrichtung aus einem offenen Ring aus einem streifenförmigen, federnden Material besteht, an dessen einem Ende der Kurzschlussbügel angeordnet ist,

wobei die Halteeinrichtung der ersten Kurzschlusseinrichtung auf den ersten Isolator aufgeschnappt ist und der Abstandhalter (20,23) der ersten Kurzschlusseinrichtung zwischen dem Mittelteil (13) des ersten Kurzschlussbügels (12) und dem ersten Isolator (2) angeordnet ist, und

wobei die Halteeinrichtung der zweiten Kurzschlusseinrichtung auf den zweiten Isolator aufgeschnappt ist und der Abstandhalter (20,23) der zweiten Kurzschlusseinrichtung zwischen dem Mittelteil (13) des zweiten Kurzschlussbügels (12) und dem zweiten Isolator (2) angeordnet ist.
Überspannungsableiter nach Patentanspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß der offene Ring (11) aus Metall besteht und einstückig mit dem Kurzschlußbügel (12) ausgebildet ist, wobei der offene Ring an dem kurzschlußseitigen Ende mit zwei seitlich angeformten Laschen (14,15) versehen ist.
Überspannungsableiter nach Patentanspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Kurzschlußbügel (12) den Überspannungsableiter axial nicht überragt und daß die Enden (14,15) des Kurzschlußbügels (12) leicht abgewinkelt sind.
Überspannungsableiter nach Patentanspruch 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Abstandhalter aus einem am Mittelteil (13) des Kurzschlußbügels befestigten Niet (21) aus einem Kunststoff oder aus einem Lotmaterial besteht.
Überspannungsableiter nach Patentanspruch 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Abstandhalter aus einem auf das Mittelteil (13) des Kurzschlußbügels aufgesetzten Kunststoffklipp (22) besteht.
Anspruch[en]
Gas-filled surge arrester having three electrodes and having two insulators, one insulator being arranged between in each case two electrodes, and having overload protection in the form of two external short-circuiting devices, in which each short-circuiting device comprises an electrically conductive short-circuiting link, which runs in the axial direction of the surge arrester, a spacer and a holding device, in each case the ends of the short-circuiting link being held at a radial distance from the electrodes by means of the holding device, which exerts a spring force, and the spacer, which can fuse in the event of a supply of heat, and each holding device comprising an open ring consisting of a strip-shaped, resilient material, at one of whose ends the short-circuiting link is arranged, the holding device of the first short-circuiting device being snapped onto the first insulator, and the spacer (20, 23) of the first short-circuiting device being arranged between the central part (13) of the first short-circuiting link (12) and the first insulator (2), and the holding device of the second short-circuiting device being snapped onto the second insulator, and the spacer (20, 23) of the second short-circuiting device being arranged between the central part (13) of the second short-circuiting link (12) and the second insulator (2). Surge arrester according to Patent Claim 1, characterized in that the open ring (11) consists of metal and is designed to be integral with the short-circuiting link (12), the open ring being provided with two lugs (14, 15), which are integrally formed laterally, at the short-circuit-side end. Surge arrester according to Patent Claim 1 or 2, characterized in that the short-circuiting link (12) does not protrude axially beyond the surge arrester, and in that the ends (14, 15) of the short-circuiting link (12) are bent back slightly. Surge arrester according to Patent Claims 1 to 3, characterized in that the spacer comprises a rivet (21), which is fixed to the central part (13) of the short-circuiting link and consists of a plastic or of a solder material. Surge arrester according to Patent Claims 1 to 3, characterized in that the spacer comprises a plastic clip (22), which is positioned on the central part (13) of the short-circuiting link.
Anspruch[fr]
Limiteur de surtension à remplissage de gaz, comprenant trois électrodes et deux isolateurs, un isolateur étant interposé entre, respectivement, deux électrodes et une sécurité à la surcharge sous la forme de deux dispositifs de court-circuit extérieurs, dans lequel chaque dispositif de court-circuit est constitué d'une entretoise, d'un dispositif de maintien et d'un étrier de court-circuit conducteur de l'électricité et s'étendant dans la direction axiale du limiteur de surtension, les extrémités de l'étrier de court-circuit étant maintenues à distance radiale des électrodes au moyen du dispositif de maintien appliquant une force élastique et de l'entretoise fusible par apport de chaleur et chaque dispositif de maintien est constitué d'un anneau ouvert en un matériau élastique en forme de bande à une extrémité duquel est disposé l'étrier de court-circuit, le dispositif de maintien du premier dispositif de court-circuit étant encliqueté sur le premier isolateur et l'entretoise (20, 23) du premier dispositif de court-circuit étant disposée entre la partie (13) médiane du premier étrier (12) de court-circuit et le premier isolateur (2), et dans lequel le dispositif de maintien du deuxième dispositif de court-circuit est encliqueté sur le deuxième isolateur et l'entretoise (20, 23) du deuxième dispositif de court-circuit est disposée entre la partie (13) médiane du deuxième étrier (12) de court-circuit et le deuxième isolateur. Limiteur de surtension suivant la revendication 1,

caractérisé

en ce que l'anneau (11) ouvert est en métal et est d'un seul tenant avec l'étrier (12) de court-circuit, l'anneau ouvert étant muni à l'extrémité du côté du court-circuit sur deux pattes (14, 15) formées latéralement.
Limiteur de surtension suivant la revendication 1 ou 2,

caractérisé

en ce que l'étrier (12) de court-circuit ne dépasse pas axialement du limiteur de surtension et en ce que les extrémités (14, 15) de l'étrier (12) de court-circuit sont légèrement coudées.
Limiteur de surtension suivant l'une des revendications 1 à 3,

caractérisé

en ce que l'entretoise est constituée d'un rivet (21) en matière plastique ou en une matière abrasée fixé sur la partie (13) médiane de l'étrier de court-circuit.
Limiteur de surtension suivant l'une des revendications 1 à 3,

caractérisé

en ce que l'entretoise est constituée d'un clip (22) en matière plastique mis sur la partie (13) médiane de l'étrier de court-circuit.






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