(19) |
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(11) |
EP 0 962 037 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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18.07.2007 Patentblatt 2007/29 |
(22) |
Anmeldetag: 20.02.1998 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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(86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/DE1998/000565 |
(87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 1998/037605 (27.08.1998 Gazette 1998/34) |
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(54) |
GASGEFÜLLTER ÜBERSPANNUNGSABLEITER MIT ÄUSSERER KURZSCHLUSSEINRICHTUNG
GAS-FILLED SURGE PROTECTOR WITH EXTERNAL SHORT-CIRCUITING DEVICE
LIMITEUR DE SURTENSION REMPLI DE GAZ ET DOTE D'UN COURT-CIRCUITEUR EXTERNE
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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CH DE FR GB LI |
(30) |
Priorität: |
21.02.1997 DE 19708651
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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08.12.1999 Patentblatt 1999/49 |
(60) |
Teilanmeldung: |
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07009636.7 |
(73) |
Patentinhaber: EPCOS AG |
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81669 München (DE) |
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(72) |
Erfinder: |
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- BOY, Jürgen
D-13465 Berlin (DE)
- BOBERT, Peter
D-14612 Falkensee (DE)
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(74) |
Vertreter: Epping - Hermann - Fischer |
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Patentanwaltsgesellschaft mbH
Ridlerstrasse 55 80339 München 80339 München (DE) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 312 729 EP-A- 0 548 587 FR-A- 2 670 624
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EP-A- 0 516 922 WO-A-87/06399 US-A- 4 984 125
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] 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.
[0002] 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).
[0003] 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).
[0004] 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).
[0005] 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.
[0006] Es wird ein Überspannungsableiter beschrieben, bei dem der Abstandhalter zwischen
dem Mittelteil des Kurzschlußbügels und dem Isolator angeordnet ist.
[0007] 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.
[0008] 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.
[0009] 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.
[0010] 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.
[0011] 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.
[0012] 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.
[0013] 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.
[0014] 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.
[0015] 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.
1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. Überspannungsableiter nach Patentanspruch 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstandhalter aus einem auf das Mittelteil (13) des Kurzschlußbügels aufgesetzten
Kunststoffklipp (22) besteht.
1. 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).
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.
3. 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.
4. 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.
5. 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.
1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. 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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