DE3417648A1 - Overvoltage suppressor - Google Patents

Overvoltage suppressor

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DE3417648A1
DE3417648A1 DE19843417648 DE3417648A DE3417648A1 DE 3417648 A1 DE3417648 A1 DE 3417648A1 DE 19843417648 DE19843417648 DE 19843417648 DE 3417648 A DE3417648 A DE 3417648A DE 3417648 A1 DE3417648 A1 DE 3417648A1
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heat conducting
heat
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insulating housing
conducting element
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DE19843417648
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Inventor
Günther Dipl.-Ing. Wettingen Maier
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BBC Brown Boveri AG Switzerland
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BBC Brown Boveri AG Switzerland
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    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
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    • HELECTRICITY
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    • H01C7/00Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
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Abstract

For correct dissipation of the heat from the varistors (1) of overvoltage suppressors, which heat is produced both in the steady-state operating mode and during temporary switching and atmospheric voltage surges, heat-conducting elements (2) are provided. The heat of the varistors (1) is initially introduced into the heat conducting elements (2) in the axial direction, via the end surface (2') of said heat conducting elements (2), and is dissipated radially from said heat conducting elements (2) via their outer surfaces to the insulating housing (6, 6'). In this case, the heat conducting element (2) is connected in a heat-conducting manner to the insulating housing (6). The entire outer surface of the varistor (1) is spaced apart from the inner wall of the insulating housing (6, 6') by means of a space (12) which is filled with insulating gas. The heat conducting element (2) is broadened outside the diameter region of the varistor (1) and is at the same time used for adjusting the varistors (1) during their installation, and additionally prevents accelerations of the varistors (1) when shocks act on the overvoltage suppressor. <IMAGE>

Description

UEBERSPANNUNGSABLEITER SURGE ARRESTERS

Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem elektrischen Uebergangsableiter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention is based on an electrical transition arrester according to the preamble of claim 1.

Mit diesem Oberbegriff nimmt diese Erfindung auf einen Stand der Technik Bezug, wie er in der US-PS 4,335,417 beschrieben ist.With this generic term, this invention takes on a prior art Reference as described in U.S. Patent 4,335,417.

Elektrische Ueberspannungsableiter werden zum Schutz von Transformatoren, Schaltanlagen und Apparaten in Hoch- und Höchstspannungsnetzen gegen Schalt- und atmosphärische Ueberspannungen angewendet. Der Ueberspannungsableiter arbeitet wie ein äusserst rascher Erdungsschalter. Er schliesst durch die Ueberspannung selbstausgelöst einen Strompfad gegen Erde und öffnet ihn selbsttätig nach dem Ableiten der Ueberspannung wieder.Electrical surge arresters are used to protect transformers, Switchgear and apparatus in high and extra high voltage networks against switching and atmospheric overvoltages applied. The surge arrester works like an extremely fast earthing switch. It closes automatically due to the overvoltage a current path to earth and opens it automatically after the overvoltage is discharged again.

Ohne Ueberspannungsableiter wäre eine wirtschaftliche Bemessung der Isolation und eine betriebssichere Stromversorgung nicht mehr denkbar. Die stetige Weiterentwicklung der Ueberspannungsableiter mit nichtlinearen, keramischen Widerstandsblöcken führte zu Varistoren auf der Basis von Zinkoxidkeramik, die eine extrem hohe Nichtlinearität aufweisen.Without surge arresters, the would be an economic dimensioning Isolation and a reliable power supply are no longer conceivable. The steady one Further development of the surge arrester with non-linear, ceramic resistance blocks led to varistors based on zinc oxide ceramics, which have an extremely high non-linearity exhibit.

Zinkoxidvaristoren weisen gegenüber herkömmlichen, auf Keramikbasis beruhenden Varistoren folgende Vorteile auf: - Die Widerstände lassen sich in grossen Blöcken von ca. 8 cm Durchmesser und mehreren Zentimeter Höhe herstellen. Damit kann das im Ableiterbau notwendige Energieaufnahmevermögen erreicht werden.Zinc oxide varistors have a ceramic base compared to conventional ones based varistors have the following advantages: - The resistors can be large Make blocks approx. 8 cm in diameter and several centimeters high. In order to the energy absorption capacity required in the arrester construction can be achieved.

- Unter der Betriebsspannung - im stationären Zustand -fliesst nur ein vorwiegend kapazitiver Strom von wenigen Milliampere. Bei steigender Spannung - im nichtstationären Zustand - gehen die Widerstände ohne Verzögerung in den leitenden Zustand über und begrenzen den weiteren Spannungsanstieg an den Klemmen. Nach dem Rückgang der Ueberspannungswelle geht der Ableiter sofort in den schwachleitenden Zustand zurück.- Under the operating voltage - in the steady state - only flows a predominantly capacitive current of a few milliamperes. With increasing tension - in the non-stationary state - the resistors go into the conducting state without delay State over and limit the further increase in voltage at the terminals. After this When the overvoltage wave drops, the arrester immediately switches to the weakly conductive one State back.

- Die Herstellungskosten können durch Grosstechnologie so weit gesenkt werden, dass eine wirtschaftliche Anwendung in der Energietechnik möglich ist.- The production costs can be reduced so far by large-scale technology that an economical application in energy technology is possible.

Der dauernd im stationären Betriebszustand durch den Varistor fliessende Strom kann die Gefahr des "thermischen Kippens" in sich bergen, d.h., wenn die Wärmezufuhrrate grösser ist als die Wärmeabfuhrrate steigt die Verlustleistung des Varistors in unzulässiger Weise an.The constant flowing through the varistor in steady-state operation Electricity can pose a risk of "thermal tipping", i.e. when the rate of heat input is greater than the heat dissipation rate, the power loss of the varistor increases in improper way.

Infolge erhöhten Temperatureinflusses und insbesondere bei inhomogener Temperaturverteilung im Varistor in radialer Richtung, wird im nichtstationären Betriebszustand - bei Ueberspannungen - das Energieaufnahmevermögen des Varistors herabgesetzt. Dies kann zu einer frühzeitigen Zerstörung des Varistors selbst bei ausreichender Dimensionierung führen, da unter diesen Bedingungen dessen Grenzenergieaufnahmevermögen überschritten wird. Zudem ergeben sich unter dem Einfluss erhöhter Temperatur Instabilitätseffekte, indem die ohmschen Verluste unter Dauerbetriebsspannung mit der Betriebszeit und der Anzahl der Beanspruchungen zunehmen können.As a result of increased temperature influence and especially in the case of inhomogeneous Temperature distribution in the varistor in the radial direction, is in the non-stationary Operating condition - in the event of overvoltages - the energy absorption capacity of the varistor degraded. This can lead to premature destruction of the varistor itself lead of sufficient dimensioning, since under these conditions its limit energy absorption capacity is exceeded. In addition, instability effects arise under the influence of increased temperature, by taking the ohmic losses Continuous operating voltage with the Operating time and the number of stresses can increase.

Zur Gewährleistung der Betriebssicherheit von Ueberspannungsableitern bei Störungsfällen, bei denen sich Plasmaüberschläge zwischen den Varistoren ausbilden können, ist dafür Sorge zu tragen, dass der durch das Plasma hervorgerufene Gasdruck aus dem Inneren des Isoliergehäuses kontrolliert kommutiert werden kann, ohne dass sich explosionsartige Entladungen mit unvorhergesehenen Folgeschäden ereignen. Dies ist aber nur möglich, wenn durch entsprechende konstruktive Massnahmen ein eventuell entstehendes Plasma sich gleichmässig um den äusseren Umfang der Varistoren herum aufbauen und dort auch entladen kann.To ensure the operational safety of surge arresters in the event of faults in which plasma flashovers develop between the varistors care must be taken that the gas pressure caused by the plasma can be commutated in a controlled manner from the interior of the insulating housing without explosive discharges with unforeseen consequential damage occur. this however, this is only possible if, through appropriate design measures, a possible The resulting plasma is evenly around the outer circumference of the varistors and can also unload there.

Bei dem bekannten elektrischen Ueberspannungsableiter gemäss der US-PS 4,335,417 sind zwar metallische Scheiben zwischen den Stirn flächen der Varistorscheiben zur Wärmeabführung aus den Varistorscheiben vorgesehen, die bei auftretenden Ueberspannungen eine Wärmesenkung bewirken.In the known electrical surge arrester according to the US-PS 4,335,417 are metallic disks between the end faces of the varistor disks intended to dissipate heat from the varistor disks, which in the event of overvoltages cause a heat reduction.

Diese Varistor-Metallscheibenanordnung, die von einer wärmeleitenden Hülle umgeben ist, ist aber exzentrisch im Hohlraum des Isoliergehäuses angeordnet und steht nur partiell in direktem wärmeleitenden Kontakt mit dem Isoliergehäuse, und die Wärme muss zu einem Teil über die benachbarte, schlecht wärmeleitende Lufthülle an das Isoliergehäuse abgegeben werden. Dadurch wird der Wärmeübergang von den Varistoren zu dem Isoliergehäuse vermindert. Da zudem der Wärmeübergang von den Varistorscheiben zu dessen Umgebung im nichtstationären Betriebszustand - bei Ueberspannungen - sowohl in axialer Richtung zu den wärmeabsenkenden Metallscheiben als auch in radialer Richtung zum Isoliergehäuse erfolgt, ist im Zentrum der Varistorscheiben ein höheres Temperaturniveau vorhanden als in den äusseren Bereichen.This varistor metal disk assembly, which is made of a thermally conductive Sheath is surrounded, but is arranged eccentrically in the cavity of the insulating housing and is only partially in direct thermal contact with the insulating housing, and part of the heat has to go through the neighboring, poorly heat-conducting air envelope are delivered to the insulating housing. This will reduce the heat transfer from the varistors reduced to the insulating housing. There is also the heat transfer from the varistor disks to its environment in the non-stationary operating state - in the event of overvoltages - both in the axial direction to the heat-reducing metal disks as well as in the radial direction In the direction of the insulating housing, there is a higher one in the center of the varistor disks Temperature level present than in the outer areas.

Dieses in allen Radialebenen über die gesamte Dicke der Varistorscheiben herrschende, verzerrte Temperaturpro- fil beeinflusst aber die Verlustleistung sowohl im stationären als auch im nichtstationären Betriebszustand in nachteiliger Weise und vermindert darüber hinaus das Energieaufnahmevermögen der Varistorscheiben im nichtstationären Betriebszustand. Hierbei besteht die Gefahr, dass das Grenzenergieaufnahmevermögen des Varistors überschritten und dieser zerstört wird.This in all radial planes over the entire thickness of the varistor disks prevailing, distorted temperature pro- fil influences the power loss both in the stationary and in the non-stationary operating state in disadvantageous Way and also reduces the energy absorption capacity of the varistor disks in the non-stationary operating state. There is a risk that the limit energy absorption capacity of the varistor is exceeded and it is destroyed.

Nach der US-PS 4,100,588 sind die Varistoren aufeinandergestapelt und in ein wärmeleitendes Material aus Kunststoff eingebettet, welches seinerseits wiederum in grossflächigem direkt wärmeleitenden Kontakt mit dem Isoliergehäuse steht. Da aber keine metallischen Scheiben zwischen den Varistoren vorgesehen sind, ist die Wärmeabführung aus den Varistoren bei Ueberspannung begrenzt. Dementsprechend wird das Energieaufnahmevermögen der Varistoren herabgesetzt und die Verlustleistung erhöht.According to US Pat. No. 4,100,588, the varistors are stacked on top of one another and embedded in a thermally conductive material made of plastic, which in turn again in large-area, direct heat-conducting contact with the insulating housing stands. But since there are no metallic disks between the varistors, the heat dissipation from the varistors is limited in the event of overvoltage. Accordingly the energy absorption capacity of the varistors is reduced and the power loss elevated.

Die Erfindung, wie sie im Patentanspruch 1 definiert ist, löst die Aufgabe einen elektrischen Ueberspannungsableiter anzugeben, dessen Betriebssicherheit bei gleichzeitiger Steigerung des Energieaufnahmevermögens und Senkung der Verlustleistung erhöht werden kann.The invention as defined in claim 1 solves the Task to specify an electrical surge arrester, its operational safety while increasing the energy absorption capacity and reducing the power loss can be increased.

Die Vorteile der Erfindung sind im folgenden zu sehen: - Das Energieaufnahmevermögen der Varistoren des Ueberspannungsableiters bei Ueberspannungen im nichtstationären Zustand wird erhöht, da die Temperatur, infolge der weitgehend axialen Wärmeableitung von den Varistoren zum Wärmeleitelement in allen Radialebenen über die gesamte Dicke der Varistoren nahezu konstant gehalten sind. Dadurch wird gleichzeitig das Grenzenergieaufnahmevermögen erhöht und die Leistung und die Betriebssicherheit des Ueberspannungsableiters verbessert.The advantages of the invention can be seen in the following: The energy absorption capacity the varistors of the surge arrester in the event of overvoltages in the non-stationary State is increased as the temperature, due to the largely axial heat dissipation from the varistors to the heat conducting element in all radial planes over the entire thickness of the varistors are kept almost constant. This will also limit the energy absorption capacity increased and the performance and operational safety of the surge arrester improved.

- Die Varistoren weisen eine höhere Alterungsbeständigkeit auf, da die gesamte Mantelfläche der Varistoren mit einem Luft- oder Gasraum in Verbindung steht und somit keiner chemischen Reaktion ausgesetzt ist.- The varistors have a higher resistance to aging because the entire surface area of the varistors in connection with an air or gas space and is therefore not exposed to any chemical reaction.

- Durch den die ganze Mantelfläche der Varistoren umgebenden Luft- oder Gasraum kann sich ein, bei hohen Ueberspannungen eventuell bildendes Plasma über den ganzen Umfang der Varistoren gleichmässig ausbilden.- Due to the air flow surrounding the entire surface of the varistors or a gas space can form a plasma which may form in the event of high overvoltages Form evenly over the entire circumference of the varistors.

Oertliche Gasdruckkonzentrationen bei der Plasmaentladung werden weitgehend vermieden und somit die Gefahr von Explosionen im Ueberspannungsableiter ausgeschlossen. Local gas pressure concentrations during the plasma discharge are largely avoided and thus the risk of explosions in the surge arrester locked out.

- Infolge der grossflächigen Wärmeleitung gemäss Anspruch 2, einmal von den Varistoren zum Wärmeleitelement in axialer Richtung, zum anderen vom Wärmeleitelement zum Isoliergehäuse in radialer Richtung wird die Wärmeleitzahl von den Varistoren zum Isoliergehäuse verbessert und somit gleichzeitig die Verlustleistung gesenkt und das Energieaufnahmevermögen gesteigert.- As a result of the large-area heat conduction according to claim 2, once from the varistors to the heat conducting element in the axial direction, on the other hand from the heat conducting element the thermal conductivity of the varistors becomes the insulating housing in the radial direction to the insulating housing and thus at the same time the power loss is reduced and the energy absorption capacity increased.

Der Vorteil nach Anspruch 3 besteht darin, dass das Wärmeleitelement mit Spiel in das Isoliergehäuse eingesetzt werden kann und nicht genau dem Innendurchmesser des Hohlraumes des Isoliergehäuses angepasst sein muss.The advantage of claim 3 is that the heat conducting element can be used with play in the insulating housing and not exactly the inner diameter the cavity of the insulating housing must be adapted.

Durch Ausfüllen des verbleibenden Ringspaltes mit einer elastischen wärmeleitenden Schicht wird eine gute Wärmeleitzahl erreicht. Diese Lösung ist besonders vorteilhaft bei unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Wärmeleitelement und Isoliergehäuse, sowie bei Verwendung von Porzellanisolatoren, deren Innenwandung eventuell uneben sein kann, wobei die Unebenheiten durch die ela- stische Wärmeleitschicht ausgeglichen werden. Thermische Spannungen und eine ungenügende Wärmeleitung zwischen dem Wärmeleitelement werden vermieden.By filling the remaining annular gap with an elastic thermally conductive layer, a good coefficient of thermal conductivity is achieved. This solution is special advantageous with different expansion coefficients of the heat conducting element and insulating housing, and when using porcelain insulators, their inner wall can possibly be uneven, whereby the unevenness due to the elastic stic Thermally conductive layer are compensated. Thermal stresses and an insufficient Heat conduction between the heat conducting element is avoided.

Die Weiterbildung nach Anspruch 4 hat den Vorteil, dass die Wärmeleitschicht die Wärmeleitzahl weiter verbessert, indem die Wärme grossflächiger an das Isoliergehäuse abgeführt werden kann.The development according to claim 4 has the advantage that the heat conducting layer the coefficient of thermal conductivity is further improved by applying the heat to the insulating housing over a larger area can be discharged.

Durch die vorteilhafte Ausgestaltung gemäss Anspruch 5 wird der Raum ausserhalb der Mantelflächen der Varistoren abgedichtet. Dadurch ist ein Einbringen der Wärmeleitschicht in den Ringspalt zwischen den Mantelflächen von Dichtzylinder und Wärmeleitelement sowie der Innenwandung des Isoliergehäuses in flüssiger Form möglich und die Herstellung des Ueberspannungsableiters wird dadurch erleichtert.Due to the advantageous embodiment according to claim 5, the space sealed outside the jacket surfaces of the varistors. This is an introduction the heat conducting layer in the annular gap between the outer surfaces of the sealing cylinder and heat conducting element and the inner wall of the insulating housing in liquid form possible and the production of the surge arrester is facilitated.

Durch Ausbildung der Wärmeleitelemente zusätzlich als Justierelemente gemäss Anspruch 6 ist eine selbsttätige Justierung der \Iaristoren bei deren Einbau möglich.By designing the heat conducting elements also as adjusting elements according to claim 6 is an automatic adjustment of the \ Iaristors when they are installed possible.

Darüber hinaus ist eine stabile Halterung der Varistoren bei eventuell einwirkenden Beschleunigungen bei Erschütterungen gewährleistet.In addition, a stable mounting of the varistors is possible in the event of a effective accelerations in case of vibrations guaranteed.

Durch Anbringen einer duktilen Metallscheibe und einer Tellerfeder zwischen den Stirnflächen von Varistor und Wärmeleitelement nach Anspruch 7 wird ein besserer wärmeleitender und elektrischer Uebergang erzielt, indem durch die Metallscheibe eventuell vorhandene Unebenheiten in der Stirnfläche der Varistoren ausgeglichen werden können. Elektrische Teilentladungen werden auf diese Weise vermieden. Darüber hinaus kann durch definierte Auflageflächen von Varistor und Wärmeleitelement eine achssymmetrische Anordnung beider Teile erreicht werden.By attaching a ductile metal washer and a disc spring between the end faces of the varistor and the heat conducting element according to claim 7 a better heat-conducting and electrical transition achieved by the Metal disc Any unevenness in the face of the varistors can be compensated. Partial electrical discharges are avoided in this way. In addition, the varistor and heat-conducting element can be supported by defined contact surfaces an axially symmetrical arrangement of both parts can be achieved.

Der Vorteil gemäss Anspruch 8 ist darin zu sehen, dass Tellerfedern mit stärkerer Druckkraft verwendet werden können, so dass ebenfalls ein besserer Wärmeübergang und eine bessere elektrische Kontaktierung zwischen Wärmeleitelement und Varistor gewährleistet ist. Elektrische Teilentladungen werden somit ebenfalls vermieden.The advantage according to claim 8 can be seen in the fact that disc springs with stronger pressure can be used, so that also a better one Heat transfer and better electrical contact between the heat conducting element and varistor is guaranteed. Electrical partial discharges are thus also avoided.

Mit dem Verfahren nach Anspruch 9-können die Varistoren und die Wärmeleitelemente auf einfache Weise einmal in optimalen wärmeleitenden Kontakt mit dem Isoliergehäuse gebracht werden. Darüber hinaus sind die Varistoren und Wärmeleitelementen gleichzeitig mechanisch stabil innerhalb des Isoliergehäuses gehalten.With the method according to claim 9, the varistors and the heat conducting elements in a simple way once in optimal thermally conductive contact with the insulating housing to be brought. In addition, the varistors and heat conducting elements are at the same time held mechanically stable within the insulating housing.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert: Es zeigen: Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Ueberspannungsableiter, Fig. 2 einen teilweisen Vertikalschnitt durch einen Ueberspannungsableiter in einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 3 einen teilweisen Vertikalschnitt durch einen Ueberspannungsableiter in einem zweiten Ausführungsbeispiel, Fig. 4 einen vergrösserten, teilweisen Schnitt gemäss Fig. 3, Fig. 5 einen teilweisen Vertikalschnitt durch einen Ueberspannungsableiter in einem dritten Ausführungsbeispiel, Fig. 6 einen vergrösserten, teilweisen Schnitt gemäss Fig. 5, Fig. 7 einen teilweisen Vertikalschnitt durch einen Ueberspannungsableiter in einem vierten Ausführungsbeispiel, und Fig. 8 einen teilweisen Horizontalschnitt durch einen Ueberspannungsableiter gemäss Fig. 7.The invention is explained in more detail below with the aid of exemplary embodiments explained: FIG. 1 shows a vertical section through a surge arrester, 2 shows a partial vertical section through a surge arrester in one first embodiment, Fig. 3 is a partial vertical section through a Surge arrester in a second embodiment, FIG. 4 an enlarged, partial section according to FIG. 3, FIG. 5 shows a partial vertical section through a surge arrester in a third embodiment, Fig. 6 shows an enlarged, partial section according to FIG. 5, FIG. 7 shows a partial section Vertical section through a surge arrester in a fourth embodiment, and FIG. 8 shows a partial horizontal section through a surge arrester according to FIG. 7.

Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen Ueberspannungsableiter. Innerhalb eines Hohlraumes eines Porzellanisolators 6 sind scheibenförmige Varistoren 1 mit ebenfalls scheibenförmigen Wärmeleitelementen 2 wechselweise und zentrisch aufeinandergestapelt. Die Stirnflächen der Varistoren 1 und der Wärmeleitelemente 2 sind quer in bezug zur Längsachse des Isolators 6 angeordnet. Die Wärmeleitelemente 2 bestehen aus einem ersten, innerhalb des Durchmesserbereiches der Varistoren 1 liegenden Teil, und einen zweiten ausserhalb des Durchmesserbereiches der Varistoren 1 liegenden Teil, wobei der zweite Teil vergleichsweise zum ersten in seiner Dicke erweitert ist. Der äussere Durchmesser der Wärmeleitelemente 2 ist kleiner als derjenige der Innenwandung des Isolators 6 und der verbleibende Ringspalt zwischen den Mantelflächen der Wärmeleitelemente 2 und der Innenwandung des Isolators 6 ist mit einer wärme leitenden Schicht 3 ausgefüllt. Diese Schicht 3 erstreckt sich über die gesamte Höhe des Stapels der Varistoren 1 und Wärmeleitelemente 2. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, stehen lediglich die Wärmeleitelemente 2 in direktem wärmeleitendem Kontakt mit dem Porzellangehäuse 6, während die Varistoren 1 mit ihrer gesamten Mantelfläche durch einen freiliegenden, isoliergasgefüllten Raum 12 von der Wärmeleitschicht 3 bzw. vom Isolator 6 beabstandet sind.Fig. 1 shows a vertical section through a surge arrester. Disk-shaped varistors are located within a cavity of a porcelain insulator 6 1 with also disc-shaped heat conducting elements 2 alternately and centrally stacked on top of each other. The end faces of the varistors 1 and the heat conducting elements 2 are arranged transversely with respect to the longitudinal axis of the insulator 6. The heat conducting elements 2 consist of a first, within the diameter range of the varistors 1 lying part, and a second outside the diameter range of the varistors 1 lying part, the second part comparing to the first in its thickness is expanded. The outer diameter of the heat conducting elements 2 is smaller than that the inner wall of the insulator 6 and the remaining annular gap between the outer surfaces the heat conducting elements 2 and the inner wall of the insulator 6 is with a heat conductive layer 3 filled. This layer 3 extends over the entire Height of the stack of varistors 1 and heat conducting elements 2. As can be seen from FIG. 1, only the heat-conducting elements 2 are in direct heat-conducting contact with the porcelain housing 6, while the varistors 1 with their entire surface area through an exposed space 12 filled with insulating gas from the heat-conducting layer 3 or from the insulator 6 are spaced.

Die Wärmeableitung von den Varistoren 1 zum Porzellange- häuse 6 vollzieht sich zum Grossteil in axialer Richtung von den Varistoren 1 zu den Wärmeleitelementen 2, und zwar über deren gegenseitig anliegenden Stirnflächen.The heat dissipation from the varistors 1 to the porcelain housing 6 takes place for the most part in the axial direction from the varistors 1 to the heat-conducting elements 2, over their mutually abutting end faces.

Danach wird die Wärme in radialer Richtung zunächst vom innerhalb des Durchmesserbereiches der Varistoren 1 liegenden Teil der Wärmeleitelemente 2 zum ausserhalb der Varistoren 1 liegenden erweiterten Teil 2" und dann über die Mantelflächen der Wärmeleitelemente 2 an die Wärmeleitschicht 3' weitergeleitet und von dieser an die Innenwandung des Porzellanisolators 6 abgegeben.After that, the heat in the radial direction is first from within the diameter range of the varistors 1 lying part of the heat conducting elements 2 to the extended part 2 ″ lying outside the varistors 1 and then via the Jacket surfaces of the heat conducting elements 2 passed on to the heat conducting layer 3 ' and delivered by this to the inner wall of the porcelain insulator 6.

Schliesslich wird die Wärme grossflächig über die Kühlrippen des Prozellanisolators 6 an die Umgebung des Ueberspannungsableiters abgeführt. Ein geringer Anteil von Wärme wird über die Mantelflächen der Varistoren 1 vorwiegend durch Konvektion an den sie umgebenden Luft/ Gas-Raum abgeführt.Finally, the heat is spread over a large area via the cooling fins of the porcelain insulator 6 dissipated to the environment of the surge arrester. A small proportion of Heat is mainly generated by convection over the jacket surfaces of the varistors 1 the surrounding air / gas space removed.

Der erweiterte Teil 2" der Wärmeleitelemente 2 übernimmt neben der Wärmeleitung noch die weitere Funktion der Justierung der Varistoren 1.The extended part 2 ″ of the heat conducting elements 2 takes over in addition to the Heat conduction still another function of adjusting the varistors 1.

Wie in Fig. 1 gut ersichtlich, ist der Durchmesser des ersten Teils der Wärmeleitelemente 2 so gewählt, dass er genau dem äusseren Durchmesser der Varistoren 1 entspricht. Ausserhalb der Mantelfläche der Varistoren 1 befindet sich der erweiterte Teil 2". Durch eine derartige Ausbildung des Wärmeleitelementes 2 wird der Einbau der Varistoren 1 bei der Montage durch eine selbsttätige Justierung der Varistoren 1 erleichtert und bei eventuell auftretenden Stössen, die auf den Ueberspannungsableiter einwirken können, wird eine Beschleunigung der Varistoren 1 durch eine feste Halterung, die durch die Wärmeleitelemente 2 gewährleistet ist, vollständig eliminiert. In den Wärmeleitelementen 2 sind Durchbrüche 5 vorgesehen, die die freiliegenden gasisolierenden Räume 12 miteinander verbinden, wodurch ein Druckentlastungskanal 17 entsteht, der sich über die gesamte Höhe des Stapels aus Varistoren 1 und Wärmeleitelementen 2 bis zu einer oberen- 11 und einer unteren Dichtberstscheibe 11' erstreckt. Diese Dichtberstscheiben 11, 11' sind mittels eines nicht näher bezeichneten Haftmittels an den Stirnflächen des Porzellanisolators 6 befestigt.As can be seen in Fig. 1, the diameter of the first part of the heat conducting elements 2 selected so that it exactly matches the outer diameter of the varistors 1 corresponds. Outside the jacket surface of the varistors 1 is the expanded one Part 2 ". With such a design of the heat-conducting element 2, the installation of the varistors 1 during assembly by automatic adjustment of the varistors 1 and in the event of any shocks that affect the surge arrester can act, an acceleration of the varistors 1 by a fixed bracket, which is guaranteed by the heat conducting elements 2, completely eliminated. In the heat conducting elements 2 openings 5 are provided, which isolate the exposed gas Interconnect spaces 12, whereby a pressure relief channel 17 is formed, the over the entire Height of the stack of varistors 1 and heat conducting elements 2 up to an upper 11 and a lower sealing rupture disk 11 '. These Sealing rupture disks 11, 11 'are made by means of an unspecified adhesive attached to the end faces of the porcelain insulator 6.

Der Porzellanisolator 6 ist an seinen beiden Enden mit einem oberen- 9' und einem unteren Gehäuseteil 9 mittels eines Verbindungsmaterials 13, beispielsweise Zement verbunden. Innerhalb der Gehäuseteile 9, 9' sind jeweils zylindrische Druckfedern 10, 10' angeordnet, die die Varistoren 1 und Wärmeleitelemente 2 in jedem Betriebszustand des Ueberspannungsableiters fest verspannt halten.The porcelain insulator 6 is at both ends with an upper 9 'and a lower housing part 9 by means of a connecting material 13, for example Cement bonded. Inside the housing parts 9, 9 'are each cylindrical compression springs 10, 10 'arranged, the varistors 1 and heat conducting elements 2 in each operating state hold the surge arrester tightly braced.

Bei einer eventuell auftretenden Plasmabildung, infolge zu grosser Ueberspannung oder bei einer unvorhergesehenen Störung im Ueberspannungsableiter, kann sich der damit verbundene Gasdruck zunächst über den Druckentlastungskanal 17 und nach Durchdringen der Dichtungsberstscheiben 11, 11' über die Druckentlastungskammern 14, 14' in den Gehäuseteilen 11, 11' entladen und durch die Oeffnungen 15, 15' ins Freie entweichen.In the event of a possible plasma formation, as a result of too large Overvoltage or in the event of an unforeseen malfunction in the surge arrester, the associated gas pressure can initially be increased via the pressure relief duct 17 and after penetrating the sealing bursting disks 11, 11 'via the pressure relief chambers 14, 14 'in the housing parts 11, 11' and through the openings 15, 15 'into the Free escape.

In den nachfolgenden Figuren sind gleiche Teile mit denselben Bezugsziffern wie in Fig. 1 bezeichnet.In the following figures, the same parts are given the same reference numerals as indicated in FIG.

Fig. 2 zeigt einen teilweisen Vertikalschnitt durch einen Ueberspannungsableiter, wobei die Varistoren 1 und die Wärmeleitelemente 2 innerhalb eines elastischen Isolierstoffgehäuses 6' angeordnet sind. In dem in Fig.Fig. 2 shows a partial vertical section through a surge arrester, wherein the varistors 1 and the heat conducting elements 2 within an elastic insulating material housing 6 'are arranged. In the one shown in Fig.

2 dargestellten Ausführungsbeispiel stehen die Mantelflächen der Wärmeleitelemente 2 in unmittelbarem wärmeleitenden Kontakt mit der Innenwandung des Gehäuses 6'.The embodiment shown in FIG. 2 is the lateral surfaces of the heat conducting elements 2 in direct thermally conductive contact with the inner wall of the housing 6 '.

Das setzt voraus, dass der Durchmesser der Wärmeleitelemente 2 genau demjenigen des Hohlraumes des Gehäuses 6 entsprechen muss. Radiale Wärmedehnungen werden vom elastischen Gehäuse 6' aufgenommen und thermische Ver- spannungen treten nicht auf. In Fig. 2 ist der innerhalb des Durchmesserbereiches der Varistoren 1 liegende Teil der Wärmeleitelemente 2 mit dl und der erweiterte, randseitig, ausserhalb der Varistoren 1 liegende Teil mit d2 bezeichnet. Das Verhältnis von dl : d2 ist so gewählt, dass eine optimale Wärmeleitzahl von den Wärmeleitelementen 2. zum Isoliergehäuse 6' erreicht wird. Zwischen den jeweiligen aneinandergrenzenden Stirnflächen 1', 2' der Varistoren 1 und der Wärmeleitelementen 2 sind Kontaktierungesmittel angeordnet, auf die in Fig. 4 noch näher Bezug genommen wird. Die Mantelfläche der Varistoren 1 ist von einer isolierenden Schicht 18 umgeben, die zur Erhöhung der Spannungsfestigkeit der Varistoren 1 dient.This assumes that the diameter of the heat conducting elements 2 is exactly that of the cavity of the housing 6 must correspond. Radial thermal expansion are taken up by the elastic housing 6 'and thermal tensions do not occur. In Fig. 2, the is within the diameter range of the varistors 1 lying part of the heat conducting elements 2 with dl and the extended, edge side, outside of the varistors 1 lying part designated by d2. The ratio of dl: d2 is chosen so that an optimal coefficient of thermal conductivity from the heat conducting elements 2. to the insulating housing 6 'is reached. Between the respective adjoining end faces 1 ', 2 'of the varistors 1 and the heat conducting elements 2 are arranged contacting means, to which reference is made in more detail in FIG. 4. The outer surface of the varistors 1 is surrounded by an insulating layer 18, which increases the dielectric strength the varistors 1 is used.

In Fig. 3 ist der Durchmesser der Wärmeleitelemente 2 kleiner als derjenige des Hohiraumes des Isoliergehäuses 6' gewählt. Der verbleibende Ringspalt ist mit der Wärmeleitschicht 3 ausgefüllt, die hohlzylindrisch sich einmal an die Mantelfläche der Wärmeleitscheibe 2 und zum anderen an die Innenwandung des Gehäuses 6 anlegt und die somit eine gute Wärmeleitung zwischen den beiden Teilen 2, 6 herstellt. Das Isoliergehäuse 6' könnte im vorliegenden Ausführungsbeispiel auch ein nicht elastischer Porzellanisolator 6 sein, da die radialen Wärmedehnungen des Wärmeleitelementes 2 von der elastischen Wärmeleitschicht 3 aufgenommen und nicht an den Prozellanisolator 6 weitergegeben werden. Thermische Spannungen treten nicht auf.In Fig. 3, the diameter of the heat conducting elements 2 is smaller than that of the cavity of the insulating housing 6 'selected. The remaining annular gap is filled with the heat conducting layer 3, the hollow cylinder once to the Jacket surface of the heat conducting disk 2 and on the other hand on the inner wall of the housing 6 applies and thus produces good heat conduction between the two parts 2, 6. The insulating housing 6 'could also not be in the present exemplary embodiment be elastic porcelain insulator 6, since the radial thermal expansion of the heat conducting element 2 taken up by the elastic heat-conducting layer 3 and not on the porcelain insulator 6 are passed on. Thermal stresses do not occur.

Fig. 4 zeigt einen teilweise vergrösserten Ausschnitt gemäss Fig. 3. Zwischen den Stirnflächen 1' des Varistors 1 und den Stirnflächen 2' des Wärmeleitelementes 2 sind je eine ringförmige Metallscheibe 16 sowie je eine Tellerfeder 8 angeordnet. Die Metallscheibe 16 besteht aus einem duktilen Metall, vorzugsweise Aluminium und dient zum Ausgleich geringfügiger Unebenheiten, die an der Stirnfläche 1' der Varistoren 1 - bedingt durch deren Herstellungsprozess - vorhanden sein können. Die Tellerfeder 8 ist ebenfalls zur besseren Kontaktierung zwischen Varistor 1 und Wärmeleitelement 2 vorgesehen, da mit der Tellerfeder 8 gleichfalls Unebenheiten auf den Stirnflächen 1' der Varistoren 1 ausgeglichen werden können.FIG. 4 shows a partially enlarged section according to FIG. 3. Between the end faces 1 'of the varistor 1 and the end faces 2' of the heat conducting element 2 each have an annular metal disc 16 and a plate spring 8 are arranged. The metal disk 16 is made of a ductile metal, preferably aluminum and serves to compensate for minor unevenness on the Face 1 'of the varistors 1 - due to their manufacturing process - can be present. The plate spring 8 is also for better contact between varistor 1 and Heat-conducting element 2 is provided because the plate spring 8 also has bumps on the end faces 1 'of the varistors 1 can be compensated.

Fig. 4 zeigt den betriebsmässigen Zustand des Ueberspannungsableiters, wobei die Stirnflächen 1', 2' des \Iaristors 1 und des Wärmeleitelementes 2 gegeneinander gepresst sind.Fig. 4 shows the operational state of the surge arrester, whereby the end faces 1 ', 2' of the \ Iaristor 1 and of the heat conducting element 2 against each other are pressed.

Es versteht sich von. selbst, dass die Stirnflächen 1' der Varistoren 1 metallisiert sind, um eine elektrische Kontaktierung unter genau definierten Bedingungen sicherzustellen.It goes without saying. even that the end faces 1 'of the varistors 1 are metallized in order to make electrical contact under precisely defined conditions to ensure.

Die Ausführungsform gemäss Fig. 5 unterscheidet sich von derjenigen, wie sie in Fig. 2 und Fig. 4 beschrieben wurde dadurch, dass einmal andere Kontaktierungsmittel zwischen den Stirnflächen 1', 2' der Varistoren 1 und der Wärmeleitelemente vorgesehen sind und dass zum anderen die Wärmeleitschicht 3' sich über die gesamte Höhe der gestapelten Varistoren 1 und Wärmeleitelemente 2 als ein Hohlzylinder erstreckt. Diese Wärmeleitschicht 3' lässt sich leicht anbringen und die Wärme kann nicht nur in radialer, sondern auch in axialer Richtung, d.h.The embodiment according to FIG. 5 differs from that as has been described in FIGS. 2 and 4 by the fact that once different contacting means provided between the end faces 1 ', 2' of the varistors 1 and the heat conducting elements are and that on the other hand, the heat conducting layer 3 'extends over the entire height of the stacked varistors 1 and heat conducting elements 2 extends as a hollow cylinder. This heat-conducting layer 3 'can easily be attached and the heat can not only in the radial but also in the axial direction, i.e.

grossflächiger an den Porzellanisolator 6 abgegeben werden, damit erhöht sich die Wärmeleitzahl.larger area are given to the porcelain insulator 6 so that the coefficient of thermal conductivity increases.

In Fig. 6 ist das Kontaktierungsmittel, wie es in dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5 angewendet wird in einem vergrösserten, teilweisen Schnitt näher dargestellt.In Fig. 6 the contacting means is as it is in the exemplary embodiment 5 applied in accordance with FIG. 5 is shown in more detail in an enlarged, partial section.

In der Stirnfläche 2' des Wärmeleitelementes 2 ist je eine zentrale Ausnehmung vorgesehen, in welcher eine Tellerfeder 8' mit einer grösseren Druckkraft angeordnet ist.In the end face 2 'of the heat conducting element 2 is a central one Recess provided in which a plate spring 8 'with a greater compressive force is arranged.

Die Tellerfeder 8' erstreckt sich über einen Grossteil der Stirnfläche 2 des angrenzenden Varistors 1 und mit dieser Ausführungsform kann eine sehr gute Kontaktierung zwischen Varistor 1 und Wärmeleitelement 2 erzielt werden.The plate spring 8 'extends over a large part the End face 2 of the adjacent varistor 1 and with this embodiment can a very good contact between varistor 1 and heat-conducting element 2 can be achieved.

Durch die Tellerfedern 8' ist sichergestellt, dass die Spannkraft genau in axialer Richtung auf die einzelnen Varistoren 1 und Wärmeleitelemente 2 einwirkt. Damit wird eine Zerstörung der Varistoren 1 unter mechanischer Dauerbeanspruchung durch nicht axial wirkende Kräfte vollständig vermieden. Man kann ihre Wirkung durch Aufeinanderbeschichten mehrerer Tellerfedern 8 zu Federsäulen verstärken.The disc springs 8 'ensure that the clamping force exactly in the axial direction on the individual varistors 1 and heat conducting elements 2 acts. This results in the varistors 1 being destroyed under continuous mechanical stress completely avoided by non-axial forces. You can see their effect through Strengthen the stacking of several disc springs 8 to form spring columns.

In Fig. 7 ist ein weiteres erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel dargestellt. Das Wärmeleitelement 2 weist in beiden Stirnflächen 2' im Bereich 2" ausserhalb der Stirnflächen 1' des \Iaristors 1 je eine ringförmige Ausnehmung 7 auf, in die jeweils ein Dichtzylinder 4, der die Varistoren 1 mit Abstand umgibt, eingreift.In Fig. 7 is a further embodiment according to the invention shown. The heat conducting element 2 has in both end faces 2 'in the area 2 " Outside the end faces 1 'of the transistor 1 there is an annular recess 7 each on, in each of which a sealing cylinder 4, which surrounds the varistors 1 at a distance, intervenes.

Der Dichtzylinder 4 dient zur Abdichtung des Luft- oder Gasraumes, wenn die Wärmeleitschicht 3' in flüssiger Form in den hohlzylindrischen Raum zwischen den Mantelflächen des Wärmeleitelementes 2 und der Innenwandung des Isoliergehäuses 6 eingebracht wird. Die Wärmeleitschicht 3' steht einerseits im innigen wärmeleitenden Kontakt mit dem Dichtzylinder 4 und andererseits mit der Innenwandung des Isoliergehäuses 6.The sealing cylinder 4 is used to seal the air or gas space, when the heat conducting layer 3 'in liquid form in the hollow cylindrical space between the outer surfaces of the heat conducting element 2 and the inner wall of the insulating housing 6 is introduced. The thermally conductive layer 3 'is on the one hand in the intimate thermally conductive Contact with the sealing cylinder 4 and on the other hand with the inner wall of the insulating housing 6th

Fig. 8 zeigt einen Horizontalschnitt durch den Ueberspannungsableiter gemäss Fig. 7. Es sind Durchbrüche 5 im Wärmeableitelement 2 ersichtlich, die in diesem Ausführungsbeispiel jeweils um 1200 versetzt zueinander angeordnet sind. Diese Durchbrüche 5 verbinden die Luft-oder Gasräume 12 und bilden den Druckentlastungakanal 17.Fig. 8 shows a horizontal section through the surge arrester 7. There are openings 5 in the heat dissipation element 2 can be seen in this embodiment are each arranged offset from one another by 1200. These openings 5 connect the air or gas spaces 12 and form the pressure relief channel 17th

die achssymmetrische Anordnung der Durchbrüche 5 gewährleistet ein einwandfreies Kommutieren des Gasdruckes bei eventueller Plasmaentladung.the axially symmetrical arrangement of the openings 5 ensures a Perfect commutation of the gas pressure in the event of a plasma discharge.

Nachfolgend soll anhand von zwei Ausführungsbeispielen die Herstellung des erfindungsgemässen Ueberspannungsableiters näher erläutert werden: 1. Beispiel: Zunächst wird auf ein erstes Wärmeleitelement 2 ein erster Varistor 1 gelegt, wobei vorher zwischen deren Stirnflächen 1', 2' eine Metallscheibe 16 und/oder eine Tellerfeder 8 eingefügt wurden. Danach wird ein Dichtzylinder 4 in die ringförmige Ausnehmung 7 des ersten Wärmeleitelementes 2 eingelegt. Auf die Stirnfläche 1' des ersten Varistors 1 wird wiederum eine Metallscheibe 16 und/oder eine Teller feder 8 gelegt und auf diese wiederum ein zweites Wärmeleitelement 2, wobei der Dichtzylinder 4 in die Ausnehmung 7 des zweiten Wärmeelementes 2 dichtend eingreift und somit der Luft-Gasraum 12, der die Mantelfläche des ersten Varistors 1 vollständig umschliesst, gebildet wird. Danach werden in der vorstehend geschilderten Reihenfolge weitere Teile 1, 2, 4, 8, (16) zu einem Stapel zusammengefügt. Danach wird dieser Stapel verspannt und koaxial im Hohlraum des Isoliergehäuses 6, 6' gehalten. Anschliessend wird in den verbleibenden hohlzylindrischen Spalt zwischen den Mantelflächen der Wärmeleitelemente 2 und der Dichtzylinder 4 sowie der Innenwandung des Isoliergehäuses 6 ein aushärtbarer elastischer, wärmeleitender und elektrisch isolierender Werkstoff eingegossen, welcher die Wärmeleitschicht 3' bildet. Nach teilweiser Aushärtung des flüssigen Werkstoffes werden das obere- 9 und das untere Gehäuse 9' mit den oberen und unteren Enden des Isoliergehäuses 6, 6' zusammengefügt und mittels eines Verbindungsmaterials 13 ebenfalls fest verbunden. Die Schraubendruckfedern 10, 10' halten die Varistoren 1 und Wärmeleitelemente 2 in jedem Betriebszustand in fest verspannter Lage.In the following, the production will be based on two exemplary embodiments of the surge arrester according to the invention are explained in more detail: 1. Example: First of all, a first varistor 1 is placed on a first heat-conducting element 2, wherein beforehand a metal disk 16 and / or a plate spring between their end faces 1 ', 2' 8 were inserted. A sealing cylinder 4 is then inserted into the annular recess 7 of the first heat conducting element 2 is inserted. On the end face 1 'of the first varistor 1 is in turn a metal disc 16 and / or a plate spring 8 is placed and on this in turn a second heat conducting element 2, the sealing cylinder 4 in the Recess 7 of the second heating element 2 engages in a sealing manner and thus the air-gas space 12, which completely encloses the jacket surface of the first varistor 1, is formed will. Then further parts 1, 2, 4, 8, (16) put together to form a stack. This stack is then braced and held coaxially in the cavity of the insulating housing 6, 6 '. Then in the remaining hollow cylindrical gap between the outer surfaces of the heat conducting elements 2 and the sealing cylinder 4 and the inner wall of the insulating housing 6 is a curable elastic, thermally conductive and electrically insulating material cast in, which the heat-conducting layer 3 'forms. After partial hardening of the liquid material the upper 9 and the lower housing 9 'with the upper and lower ends of the Insulating housing 6, 6 'joined together and also by means of a connecting material 13 firmly connected. The helical compression springs 10, 10 'hold the varistors 1 and heat conducting elements 2 in every operating state in a firmly clamped position.

2. Beispiel: Zunächst werden die Varistoren 1 und die Wärmeleitelemente 2 wechselweise aufeinandergestapelt und in den Hohlraum des Isoliergehäuses 6 eingefügt und zueinander koaxial auf einer Drehscheibe gehalten. Danach wird der, die Wärmeleitschicht 3' bildende Werkstoff in flüssiger Form zwischen die Mantelflächen der Wärmeleitelemente 2 und der Innenwandung des Isoliergehäuses 6 eingespritzt und die Drehscheibe in Rotation versetzt. Infolge Fliehkraft und/oder Gravitationskraft wird die Innenwandung des Isoliergehäuses 6 über die gesamte Höhe der Varistoreinheit 1, 2 mit einer Schicht des flüssigen Werkstoffes überzogen, wobei die Schichtdicke derart bemessen ist, dass der Spalt zwischen den Mantelflächen der Wärmeleitelemente 2 und der Innenwandung des Isoliergehäuses 6, und zwar über die ganze Höhe des Stapels vollständig geschlossen wird. Die Rotation der Drehscheibe wird solange fortgesetzt, bis der Werkstoff wenigstens teilweise ausgehärtet ist und der Stapel im Isoliergehäuse 6 fixiert ist. Die weiteren Verfahrensschritte sind nun die gleichen, wie sie im 1. Beispiel angegeben wurden.2nd example: First the varistors 1 and the heat conducting elements 2 alternately stacked on top of one another and inserted into the cavity of the insulating housing 6 and held coaxially to one another on a turntable. After that, the, the heat conducting layer 3 'forming material in liquid form between the outer surfaces of the heat conducting elements 2 and the inner wall of the insulating housing 6 and the turntable in Rotation offset. As a result of centrifugal force and / or gravitational force, the inner wall becomes of the insulating housing 6 over the entire height of the varistor unit 1, 2 with one layer of the liquid material coated, the layer thickness being dimensioned in such a way that that the gap between the outer surfaces of the heat conducting elements 2 and the inner wall of the insulating housing 6, completely closed over the entire height of the stack will. The rotation of the turntable is continued until the material at least is partially cured and the stack is fixed in the insulating housing 6. The others The process steps are now the same as those given in the 1st example.

In den Figuren 1 bis 8 wurden die Varistoren 1 in zentrischer Lage, in bezug auf den Hohlraum des Isoliergehäuses 6, 6' und auf die Wärmeleitelemente 2, dargestellt.In Figures 1 to 8, the varistors 1 were in a central position, with respect to the cavity of the insulating housing 6, 6 'and to the heat conducting elements 2, shown.

Es ist jedoch ebenso gut denkbar, dass die Varistoren 1 exzentrisch zum Hohlraum des Isoliergehäuses 6, 6' und zu den Wärmeleitelementen 2 angeordnet sein können.However, it is just as conceivable that the varistors 1 are eccentric to the cavity of the insulating housing 6, 6 ′ and to the heat conducting elements 2 could be.

In allen gezeigten Ausführungsbeispielen wurde je ein Wärmeleitelement 2 zwischen zwei benachbarten Varistoren 1 angeordnet. Dies ist aber nicht unbedingt notwendig.In each of the exemplary embodiments shown, a heat-conducting element was used 2 arranged between two adjacent varistors 1. But this is not necessarily the case necessary.

Es können zwei oder mehrere Varistoren 1 unmittelbar hintereinandergeschaltet werden, ehe wiederum ein Wärmeleitelement 2 in den Stapel eingefügt wird.Two or more varistors 1 can be connected directly one behind the other before a heat-conducting element 2 is again inserted into the stack.

Der Raum 12, der die Mantelflächen der Varistoren 1 umgibt, ist im Normalfall mit Luft ausgefüllt. Es können ebensogut auch Isoliergase den Raum 12 ausfüllen. Es ist vorteilhaft für die Alterungsbeständigkeit der Varistoren 1, dass das Isoliergas Sauerstoff enthält.The space 12, which surrounds the lateral surfaces of the varistors 1, is in Normally filled with air. Insulating gases can just as well enter space 12 to complete. It is advantageous for the resistance to aging of the varistors 1 that the insulating gas contains oxygen.

Der Werkstoff, welcher für die Wärmeleitschichten 3, 3' vorzugsweise verwendet wird ist ein polymerisierendes, kaltvernetzendes, kaltaushärtendes Silikonelastomer, welches anorganische Füllstoffe, beispielsweise Aluminiumoxid in Gewichtsanteilen von 60 bis 70 °Ó enthält.The material which is preferred for the heat-conducting layers 3, 3 ' is used is a polymerizing, cold-curing, cold-curing silicone elastomer, which inorganic fillers, for example aluminum oxide in parts by weight from 60 to 70 ° Ó.

Der Werkstoff der Wärmeleitelemente 2 ist Stahl oder Aluminium.The material of the heat conducting elements 2 is steel or aluminum.

Die Varistoren 1 sind Metalloxidvaristoren, vorzugsweise Zinkoxidvaristoren.The varistors 1 are metal oxide varistors, preferably zinc oxide varistors.

Der erfindungsgemässe Ueberspannungsableiter ist derart dimensioniert, dass sowohl die Wärme aus den Varistoren 1 im stationären Betriebszustand als auch bei temporären schalt- und atmosphärischen Ueberspannungen einwandrei abgeführt werden kann.The surge arrester according to the invention is dimensioned in such a way that that both the heat from the varistors 1 in the steady operating state as well dissipated properly in the event of temporary switching and atmospheric overvoltages can be.

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Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE Elektrischer Ueberspannungsableiter mit einem hohlen isoliergasgefüJlten Isoliergehäuse (6), mit elektrischen Anschlüssen an den Enden, mit wenigstens zwei Varistoren (1), mit mindestens einem Wärmeleitelement (2), das zwischen Stirnflächen (1') der Varistoren (1) angeordnet ist, das mit den Varistoren (1) und dem Isoliergehäuse (6) in elektrischem und wärmeleitendem Kontakt steht, wobei die Varistoren (1) und das Wärmeleitelement (2) innerhalb des Isoliergehäuses (6) angeordnet und zwischen den elektrischen Anschlüssen in Reihe geschaltet sind, und mit einem Druckentlastungskanal (17), der sich von dem einen Ende bis zu dem anderen Ende der Varistoren (1) und des mindestens einem Wärmeleitelementes (2) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Mantelfläche des \Iaristors (1) von der Innenwandung des Isoliergehäuses (6) durch einen isoliergasgefüllten Raum (12) beabstandet ist und dass das Wärmeleitelement (2) in einem ausserhalb der Stirnflächen des Varistors (1) liegenden Bereich mindestens einen Durchbruch (5) aufweist. PATENT CLAIMS Electrical surge arrester with a hollow insulating gas-filled insulating housing (6), with electrical connections at the ends, with at least two varistors (1), with at least one heat conducting element (2), the is arranged between the end faces (1 ') of the varistors (1), the one with the varistors (1) and the insulating housing (6) is in electrical and heat-conducting contact, wherein the varistors (1) and the heat conducting element (2) within the insulating housing (6) are arranged and connected in series between the electrical connections, and with a pressure relief channel (17) extending from one end to the other end of the varistors (1) and the at least one heat conducting element (2) extends, characterized in that the entire jacket surface of the \ Iaristor (1) from the inner wall of the insulating housing (6) through an insulating gas-filled Space (12) is spaced and that the heat conducting element (2) in an outside the end faces of the varistor (1) lying area at least one breakthrough (5). 2. Ueberspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitelement (2) randseitig im Bereich ausserhalb der Stirnflächen (1') des Varistors (1) verbreitert isti derart, dass das Verhältnis von der Dicke (dl) des Wärmeleitelementes (2) zwischen den Varistoren (1) zur Dicke (d2) am Uebergang zur Innenwandung des Isoliergehäuses (6) im Bereich von 1 : 1,3 bis 1 : 5, insbesondere im Bereich von 1 : 1,5 bis 1 : 3,5 gewählt ist (Fig. 1, 2, 4, 6, 8). 2. Surge arrester according to claim 1, characterized in that that the heat conducting element (2) on the edge in the area outside the end faces (1 ') of the varistor (1) is widened so that the ratio of the thickness (dl) of the heat conducting element (2) between the varistors (1) to the thickness (d2) at the transition for the inner wall of the insulating housing (6) in the range from 1: 1.3 to 1: 5, in particular is selected in the range from 1: 1.5 to 1: 3.5 (Fig. 1, 2, 4, 6, 8). 3. Ueberspannungsableiter nach Anspruch 1 oder 2 mit einer Wärmeleitschicht (3) aus einem elastischen, wärmeleitenden Werkstoff zwischen dem Wärmeleitelement (2) und der Innenwandung des Isoliergehäuses (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche des Wärmeleitelementes (2) allseits durch einen Ringspalt von der Innenwandung des Isoliergehäuses (6) beabstandet ist, und dass dieser Ringspalt durch die Wärmeleitschicht (3) vollständig ausgefüllt ist (Fig. 2).3. Surge arrester according to claim 1 or 2 with a heat conducting layer (3) made of an elastic, thermally conductive material between the thermally conductive element (2) and the inner wall of the insulating housing (6), characterized in that the Jacket surface of the heat conducting element (2) on all sides through an annular gap from the inner wall of the insulating housing (6) is spaced, and that this annular gap through the heat conducting layer (3) is completely filled out (Fig. 2). 4. Ueberspannungsableiter nach Anspruch 1 oder 2 mit einer Wärmeleitschicht (3') aus einem elastischen, wärmeleitenden Werkstoff zwischen dem Wärmeleitelement (2) und der Innenwandung des Isoliergehäuses (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche des Wärmeleitelementes (2) allseits durch einen Ringspalt von der Innenwandung des Isoliergehäuses (6) beabstandet ist, dass sich die Wärmeleitschicht (3') als ein Zylinder von dem einen bis zu dem anderen Ende der Varistoren (1) und des mindestens einen Wärmeleitelementes (2) erstreckt und dass dieser Ringspalt durch die Wärmeleitschicht (3') vollständig ausgefüllt ist (Fig. 4).4. Surge arrester according to claim 1 or 2 with a heat-conducting layer (3 ') made of an elastic, thermally conductive material between the thermally conductive element (2) and the inner wall of the insulating housing (6), characterized in that the Jacket surface of the heat conducting element (2) on all sides through an annular gap from the inner wall of the insulating housing (6) is spaced apart that the heat-conducting layer (3 ') as a cylinder from one end to the other of the varistors (1) and the at least a heat-conducting element (2) extends and that this annular gap through the heat-conducting layer (3 ') is completely filled out (Fig. 4). 5. Ueberspannungsableiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitelement (2) in den beiden Stirnflächen (2') im Bereich (2") ausserhalb der Stirnfläche des Varistors (1) mindestens je eine ringförmige Ausnehmung (7) aufweist, und dass ein Dichtzylinder (4) vorgesehen ist, der den Varistor (1) mit Abstand umgibt und dichtend in die Ausnehmungen (7) eingreift (Fig. 6).5. Surge arrester according to one of the preceding claims, characterized in that the heat conducting element (2) in the two end faces (2 ') in the area (2 ") outside the end face of the varistor (1) at least each has an annular recess (7), and that a sealing cylinder (4) is provided which surrounds the varistor (1) at a distance and seals into the recesses (7) engages (Fig. 6). 6. Ueberspannungsableiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleit- element (2) ausserhalb der Stirn flächen des Varistors (1) eine Verbreiterung mit einer schrägen Justierfläche (2"') aufweist und dass der Varistor (1) justierbar ist (Fig. 1, 2, 4, 6, 8).6. Surge arrester according to one of the preceding claims, characterized in that the heat conduction element (2) outside the end faces of the varistor (1) a widening with an inclined adjustment surface (2 "') and that the varistor (1) is adjustable (Fig. 1, 2, 4, 6, 8). 7. Ueberspannungsableiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Stirnfläche (1') eines Varistors (1) und der Stirnfläche (2') des Wärmeleitelementes (2) eine ringförmige Metallscheibe (16) angeordnet ist, deren äusserer Durchmesser demjenigen des \Iaristors (1) gleich ist, dass innerhalb dieser Metallscheibe (16) eine Tellerfeder (8) vorgesehen ist, deren Aussendurchmesser gleich dem Innendurchmesser der Metallscheibe (16) ist, und dass die Metallscheibe aus einem duktilen Werkstoff, insbesondere aus Aluminium, besteht (Fig. 3).7. Surge arrester according to one of the preceding claims, characterized in that between the end face (1 ') of a varistor (1) and the end face (2 ') of the heat conducting element (2) an annular metal disc (16) is arranged, the outer diameter of which is equal to that of the \ Iaristor (1) is that a disc spring (8) is provided within this metal disc (16), whose outside diameter is equal to the inside diameter of the metal disc (16), and that the metal disc is made of a ductile material, in particular aluminum, consists (Fig. 3). 8. Ueberspannungsableiter nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb einer zentrischen Aussparung in der Stirnfläche (2') des Wärmeleitelementes (2) eine Tellerfeder (8) angeordnet ist (Fig. 5).8. Surge arrester according to claim 1 and 6, characterized in that that within a central recess in the end face (2 ') of the heat conducting element (2) a plate spring (8) is arranged (Fig. 5). 9. Verfahren zur Herstellung eines Uberspannungsableiters mit einer Wärmeleitschicht (3') gemäss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stapel, bestehend aus mindestens zwei Varistoren (1) und mindestens einem Wärmeleitelement (2), das zwischen den Stirnflächen der Varistoren (1) angeordnet ist, zentrisch in dem Hohlraum des Isoliergehäuses (6) gehalten wird, dass der Stapel (1, 2) und das Isoliergehäuse (6) in Rotation versetzt werden, dass danach stirnseitig in den verbleibenden Spalt zwischen der einen Mantelfläche des Wärmeleitelementes (2) und der Innenwandung des Isoliergehäuses (6) ein aushärtbarer, elastischer, elektrisch isolierender und thermisch gut leitender Werkstoff in flüssiger Form so lange eingebracht wird, bis der Spalt zwischen den Mantelflächen der Wärmeleitelemente (2) über die gesamte Höhe des Stapels vollständig geschlossen ist und dass die Rotation so lange fortyesetzt wird, bis der Werkstoff der Wärmeleitschicht (3') zumindest teilweise ausgehärtet ist.9. Process for the production of a surge arrester with a Thermally conductive layer (3 ') according to claim 3, characterized in that a stack, consisting of at least two varistors (1) and at least one heat conducting element (2), which is arranged centrally between the end faces of the varistors (1) is held in the cavity of the insulating housing (6) that the stack (1, 2) and the insulating housing (6) are set in rotation that then on the front side in the remaining gap between the one lateral surface of the heat conducting element (2) and the inner wall of the insulating housing (6) is a curable, elastic, electrical insulating and thermal good conductive material in liquid Shape is introduced until the gap between the outer surfaces of the heat conducting elements (2) the full height of the stack is completely closed and that the rotation is continued until the material of the heat conducting layer (3 ') at least is partially cured.
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