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(11) |
EP 1 821 379 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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02.04.2014 Patentblatt 2014/14 |
(22) |
Anmeldetag: 20.02.1998 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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(54) |
Gasgefüllter Überspannungsableiter mit äusserer Kurzschlusseinrichtung
Gas filled surge absorber with exterior short circuit device
Paratonnerre rempli de gaz doté d'un dispositif de court-circuit 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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22.08.2007 Patentblatt 2007/34 |
(62) |
Anmeldenummer der früheren Anmeldung nach Art. 76 EPÜ: |
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98916804.2 / 0962037 |
(73) |
Patentinhaber: EPCOS AG |
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81669 München (DE) |
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(72) |
Erfinder: |
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- Bobert, Peter
14612 Falkensee (DE)
- Boy, Jürgen
13465 Berlin (DE)
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(74) |
Vertreter: Epping - Hermann - Fischer |
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Patentanwaltsgesellschaft mbH
Schloßschmidstraße 5 80639 München 80639 München (DE) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 516 922 FR-A- 2 670 624 JP-A- 6 290 852
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WO-A-87/06399 JP-A- 6 251 852 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] Es wird ein Überspannungsableiter beschrieben, bei dem der Abstandhalter zwischen
dem Mittelteil des Kurzschlußbügels und dem Isolator angeordnet ist.
[0006] Eine derartige Ausgestaltung der Kurzschlußeinrichtung macht von dem an sich bekannten
(
US 4,984,125) Aufbau einer Kurzschlußeinrichtung Gebrauch, jedoch wird hierbei die Klammer nicht
auf eine Elektrode, sondern - in ebenfalls bekannter Weise (
FR-A-2 670 624) - auf den zwischen zwei Elektroden befindlichen Isolator aufgesetzt. Dadurch ist
der Kurzschlußbügel potentialfrei angeordnet; dies kann sich bei engen Einbauverhältnissen
(Magazin oder Kassette) insofern vorteilhaft auswirken, als bei einseitiger Kontaktgabe
des Kurzschlußbügels mit einer potentialführenden Kontaktklemme kein störender Kurzschluß
auftreten kann. - Da der Abstandhalter zwischen dem Kurzschlußbügel und dem Isolator
angeordnet wird, kann der Abstandhalter relativ dünn ausgebildet werden; im übrigen
kann für den Abstandhalter ein relativ preiswerter thermoplastischer Kunststoff verwendet
werden, da der Isolator sich gegenüber den kurzzuschließenden Elektroden verzögert
erhitzt.
[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 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 beschriebene Kurzschlußeinrichtung kann für Zwei-Elektroden-Ableiter verwendet
werden.
[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 einen 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 nicht zur beanspruchten Erfindung gehörigen 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 nicht zur beanspruchten Erfindung gehörigen 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 Isolator ist eine Kurzschlußeinrichtung
10 aufgesetzt, wie sie auch für den Ableiter gemäß Figur 1 verwendet ist.
1. Gasgefüllter Überspannungsableiter mit genau zwei Elektroden (3, 4) und mit einem
zwischen den zwei Elektroden angeordneten Isolator (2) und mit einer Überlastsicherung
in Form einer äußeren Kurzschlußeinrichtung (10; 16),
bei dem die Kurzschlußeinrichtung aus einem elektrisch leitfähigen, in Achsrichtung
des Überspannungsableiters verlaufenden Kurzschlußbügel (12, 13) besteht, dessen Enden
mittels einer eine Federkraft ausübenden Halteeinrichtung und eines bei wärmezufuhr
schmelzbaren Abstandhalters (20; 21; 22) in einem radialen Abstand zu den Elektroden
gehalten werden,
und bei dem die Halteeinrichtung aus einem auf den Isolator aufschnappbaren offenen
Ring (11) aus einem streifenförmigen, federnden Material besteht, an dessen einem
Ende der Kurzschlußbügel angeordnet ist, wobei der Abstandhalter (20, 23) zwischen
dem Mittelteil (13) des Kurzschlußbügels (12) und dem Isolator (2) angeordnet ist,
gekennzeichnet dadurch, dass der Kurzschlußbügels (12) den Überspannungsableiter axial nicht überragt.
2. Überspannungsableiter nach Patentanspruch 1, wobei
der aufschnappbare 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, wobei die Enden (14, 15) des Kurzschlußbügels
(12) leicht abgewinkelt sind.
4. Überspannungsabieiter nach Patentanspruch 1 bis 3, weiter
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, weiter
dadurch gekennzeichnet, daß
der Abstandhalter aus einem auf das Mittelteil (13) des Kurzschlußbügels aufgesetzten
Kunststoffklipp (22) besteht.
6. Überspannungsableiter nach Patentanspruch 1,
bei dem der Abstandhalter ein schmelzbare Kunststoffteil ist.
1. Gas-filled surge arrester having precisely two electrodes (3, 4) and having an insulator
(2) arranged between the two electrodes, and having overload protection in the form
of an external short-circuiting device (10, 16), in which the short-circuiting device
comprises an electrically conductive short-circuiting link (12, 13), which runs in
the axial direction of the surge arrester, the ends of the short-circuiting link being
held at a radial distance from the electrodes by means of a holding device, which
exerts a spring force, and a spacer (20; 21; 22), which is fusible in the event of
a supply of heat, and in which the holding device comprises an open ring (11) which
can be snapped onto the insulator and consists of a strip-shaped, resilient material,
with the short-circuiting link being arranged at one end of said ring, the spacer
(20, 23) being arranged between the central part (13) of the short-circuiting link
(12) and the insulator (2), characterized in that the short-circuiting link (12) does not protrude axially beyond the surge arrester.
2. Surge arrester according to Patent Claim 1, wherein the open ring (11) which can be
snapped on 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, wherein the ends (14, 15) of the
short-circuiting link (12) are bent back slightly.
4. Surge arrester according to Patent Claims 1 to 3, further 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, further characterized in that the spacer comprises a plastic clip (22), which is positioned on the central part
(13) of the short-circuiting link.
6. Surge arrester according to Patent Claim 1, in which the spacer is a fusible plastics
part.
1. Parasurtenseur rempli de gaz comprenant exactement deux électrodes (3, 4) et comprenant
un isolateur (2) disposé entre les deux électrodes et comprenant une sécurité contre
les surcharges sous la forme d'un dispositif de court-circuit (10 ;16) externe,
avec lequel le dispositif de court-circuit se compose d'un étrier de court-circuit
(12, 13) électriquement conducteur qui s'étend dans la direction de l'axe du parasurtenseur,
dont les extrémités sont maintenues à une distance radiale par rapport aux électrodes
à l'aide d'un dispositif de maintien qui exerce une force de ressort et d'une entretoise
(20 ; 21 ; 22) fusible en cas d'apport de chaleur,
et avec lequel le dispositif de maintien se compose d'une bague ouverte (11) en un
matériau ressort en forme de bande qui peut être enclipsée sur l'isolateur, à l'une
des extrémités de laquelle est disposé l'étrier de court-circuit,
l'entretoise (20, 23) étant disposée entre la partie centrale (13) de l'étrier de
court-circuit (12) et l'isolateur (2),
caractérisé en ce que l'étrier de court-circuit (12) ne fait pas saillie du parasurtenseur dans le sens
axial.
2. Parasurtenseur selon la revendication 1, avec lequel la bague ouverte (11) enclipsable
est réalisée en métal et d'une seule pièce avec l'étrier de court-circuit (12), la
bague ouverte étant munie à l'extrémité côté court-circuit de deux éclisses (14, 15)
façonnées latéralement.
3. Parasurtenseur selon la revendication 1 ou 2, avec lequel les extrémités (14, 15)
de l'étrier de court-circuit (12) sont légèrement coudées.
4. Parasurtenseur selon les revendications 1 à 3, caractérisé en outre en ce que l'entretoise se compose d'un rivet (21) en une matière plastique ou en un matériau
de brasage fixé à la partie centrale (13) de l'étrier de court-circuit.
5. Parasurtenseur selon les revendications 1 à 3, caractérisé en outre en ce que l'entretoise se compose d'une pince en matière plastique (22) enfichée sur la partie
centrale (13) de l'étrier de court-circuit.
6. Parasurtenseur selon la revendication 1, avec lequel l'entretoise est une pièce en
matière plastique fusible.
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