Antriebsanordnung zur Ausbildung einer Trennstrecke für einen Überspannungsabieiter

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung zur Ausbildung einer Trennstrecke für einen Überspannungsabieiter, aufweisend Anschlüsse für ein Steuern und/oder Überwachen des

Überspannungabieiters .

Überspannungsabieiter dienen zum Schutz von elektrischen Anlagen, indem sie z.B. bei Blitzeinschlag oder einem Kurz- schluss betriebsmittelgefährdende Überspannungen auf Masse ableiten. Ein Überspannungsabieiter ist aus der DE 20 2012 217310 AI bekannt. Auch aus der Produktbroschüre „3ES - the new generation of metalenclosed, SF6-insulated surge

arresters" der Siemens AG, veröffentlicht 2014, Order No . E50001-G630-A247-X-4A00, sind Überspannungsabieiter bekannt. Überspannungsabieiter weisen eine Antriebsanordnung auf, die zur sicheren Ausbildung einer Trennstrecke dient. Die Antriebsanordnung ist dabei in der Regel baulich an dem

Überspannungsabieiter derart angeordnet, dass eine Seite der Antriebsanordnung direkt mit dem Überspannungsabieiter ver- bunden ist. Die Antriebsanordnung weist zumeist einen

Mechanikraum bzw. ein Gehäuse auf, so dass mittels einer in dem Mechanikraum angeordneten mechanischen Koppelung z.B. über ein Gestänge Hochspannungskontakte in dem Überspannungs ^¬ abieiter bewegt werden können, um ein Öffnen und Schließen einer elektrischen Verbindung zum Erdpotential zu ermöglichen. Die vom Überspannungsabieiter abgewandte Seite des Mechanikraums ist mit einem Deckel fluiddicht verschlossen. Bei neueren Bauformen weist der Mechanikraum eine zylindrische Bauform auf. Am Deckel ist in der Regel eine Handkurbel zum manuellen Betrieb der mechanischen Koppelung angebracht. Die Handkurbel wird in Ihrem Durchmesser so ausgeführt, dass noch ausreichend Platz auf der Deckeloberfläche für die An ^¬ bringung von Schutzschläuchen verbleibt. Diese Schutzschläu- che schützen elektrische Leiter vor Wettereinflüssen, wobei die elektrischen Leiter beispielsweise eine Verbindung zu einer Steuereinrichtung bereitstellen, über die z.B. eine

Schaltstellung übermittelt werden kann. Hierfür sind die Schutzschläuche (mit den elektrischen Leitern) mit einem externen Anschlusskasten verbunden. In dem Anschlusskasten werden die elektrischen Leiter mit Anschlüssen an der Außenseite des Anschlusskastens verbunden. Hierfür sind im Anschlusskas ^¬ ten Klemmen einer Hutschiene vorgesehen. Die Schutzschläuche mit ihren entsprechenden Verschraubungen an Deckel und Anschlusskasten erfüllen bei derzeit üblichen Ausführungen die Anforderungen der Schutzart gemäß International Protection Codes 55 (IP55), bekannt aus der Norm „DIN EN 60529 (VDE 0470-1) :2014-09 Schutzarten durch Gehäuse (IP-Code)". Unter Anderem ist damit eine Temperaturbelastbarkeit von -20 °C ge ^¬ geben .

Zurzeit gibt es für die Anschlüsse an der Außenseite des An ^¬ schlusskastens bis zu fünf verschiedene Ausführungen, da die Schnittstellendefinition zur Steuereinrichtung nicht standardisiert ist und daher herstellerseitig je nach Kundenwunsch geändert wird. Beispielsweise werden häufig Schraubanschlüsse mit den Gewindegrößen M40 x 1,5 mm oder M25 x 1,5 mm eingesetzt. Der Anschlusskasten ist aufgrund der zahlreichen ver- schiedenen Ausführungen kostenintensiv in der Herstellung und die Produktion ist logistisch vergleichsweise komplex, weil die Herstellung jeweils kundenspezifisch erfolgen muss.

An die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Antriebsanord- nung zur Ausbildung einer Trennstrecke für einen Überspannungsabieiter anzugeben, die mit einer Vielzahl unterschiedlicher Steuereinrichtungen betreibbar und vergleichsweise leicht zu bedienen ist. Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Antriebsanordnung zur Ausbildung einer Trennstrecke für einen Überspannungsab ^¬ ieiter, aufweisend Anschlüsse für ein Steuern und Überwachen des Überspannungsabieiters, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse in einer Steckverbindungseinrichtung angeordnet sind .

Es ist ein Vorteil der Erfindung, dass eine standardisierte Steckverbindung verwendet werden kann, wodurch die Antriebsanordnung ohne bauliche Veränderungen an eine Vielzahl unterschiedlicher Steuereinrichtungen anschließbar ist. Eine Anpassung der Anschlüsse an die jeweils vorgesehene Steuerein ^¬ richtung entfällt.

Eine Steckverbindungseinrichtung im Sinne der Verbindung kann sowohl eine Buchse sein, in die ein passender Stecker einschiebbar ist, als auch der Stecker selbst. Wird als Steckverbindungseinrichtung eine Buchse eingesetzt, so ist das Ge- genstück der für die Buchse vorgesehene Stecker. Wird als Steckverbindungseinrichtung ein Stecker eingesetzt, so ist das Gegenstück die für den Stecker vorgesehene Buchse.

Als Steckverbindungseinrichtung kann beispielsweise eine Buchse vom Typ Harting 24 DD mit 24 Pins sowie Erdungspin, Baugröße 6 B, Stifteinsatz 09160243001 und Buchsenseinsatz 09160243101 eingesetzt werden. Diese Steckverbindung ist für bis zu 250V und 10A zugelassen. Es können jedoch auch andere Typen von Steckverbindungseinrichtungen anderer Hersteller eingesetzt werden.

Die Steckverbindungseinrichtung dient zum Verbinden der Antriebsanordnung mit einer Steuereinrichtung, so dass die Steuereinrichtung den Überspannungsabieiter Steuern und Über- wachen kann, indem z.B. eine Schaltstellung (geerdet/nicht geerdet) übertragen wird. Es kann weiterhin auch ein Motor für einen automatischen Betrieb vorgesehen sein. Der Motor kann beispielsweise innerhalb des Mechanikraums angeordnet sein. In diesem Fall kann mittels der Steckverbindungsein- richtung auch eine Steuerung des Motors erfolgen.

Durch Verwendung geeigneter Steckverbindungssysteme können höhere Umweltanforderungen erfüllt werden, weil die ver- gleichsweise nur gering temperaturbelastbaren Schutzschläuche entfallen. Auf einfache Weise können so für GIS-Ableiter die Anforderungen der Schutzart gemäß International Protection Codes 65 (IP65), bekannt aus der Norm „DIN EN 60529 (VDE 0470-1) :2014-09 Schutzarten durch Gehäuse (IP-Code)", und ei ^¬ ne Temperaturbeständigkeit von bis zu -40 °C erreicht werden. Dies ist ein Vorteil, weil die klimatischen Einsatzgebiete erweitert werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Antriebsanordnung weist die Antriebsanordnung eine Abdeckung für die Steckverbindungseinrichtung auf. Dies ist ein Vorteil, weil auf diese Weise die Steckverbindungseinrichtung vor Witterungseinflüssen und Feuchtigkeit geschützt werden kann, wenn kein Gegenstück eingesteckt ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung weist die Antriebsanordnung eine Arretierungseinrichtung zum Festlegen der Abdeckung auf der Steck- Verbindungseinrichtung auf. Dies ist ein Vorteil, weil die Abdeckung sicher in ihrer Position gehalten wird und keine Feuchtigkeit in den Bereich der Steckverbindungseinrichtung eindringen kann. In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung weist die Antriebsanordnung eine Arretierungseinrichtung zum Festlegen eines Gegenstücks in der

Steckverbindungseinrichtung auf. Dies ist ein Vorteil, weil so das Gegenstück sicher in seiner Position gehalten wird und keine Feuchtigkeit in den Bereich der Steckverbindungseinrichtung eindringen kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung weist die Antriebsanordnung einen Mechanik- räum auf, in dem eine Bewegung derart umsetzbar ist, dass im Überspannungsabieiter ein Schalter zum Verbinden und/oder zum Trennen eines Hochspannungskontakts mit dem Erdpotential betätigbar ist. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung ist die Steckverbindungseinrichtung an einer Haube an dem Mechanikraum angeordnet, wobei inner- halb der Haube zwischen dem Mechanikraum und der Steckverbindungseinrichtung mindestens eine Verbindung zum Steuern und/oder Überwachen angeordnet ist. Eine Haube im Sinne der Erfindung ist jede Art von Hohlkörper, der einerseits auf ei ^¬ nem Deckel des Mechanikraums befestigbar ist und andererseits einen ausreichend großen Hohlraum aufweist, um die Steckverbindungseinrichtung innerhalb der Haube mit dem Mechanikraum durch elektrische Leiter bzw. Kabel zu verbinden. Die Haube bzw. Kappe kann beispielsweise als im Wesentlichen rundlich gewölbter Hohlkörper nach Art einer Halbkugel oder eines Halbellipsoids ausgebildet sein.

Es ist ein Vorteil, dass bei dieser Bauform die vergleichs ^¬ weise nur gering temperaturfesten Schutzschläuche entfallen können und so das klimatische Einsatzgebiet vergrößert werden kann. Weiterhin kann auch der kundenspezifische Anschlusskas ^¬ ten entfallen. Durch den internen Anschluss der Steckverbindungseinrichtung können folglich der Anschlusskasten und die Schutzschläuche mit elektrischen Leitern eingespart werden, was Kostenvorteile in Herstellung, Transport und Wartung er- möglicht. Ein weiterer Vorteil ist es, dass die Antriebsan ^¬ ordnung auf diese Weise besonders platzsparend gebaut werden kann .

Weiterhin ergibt sich der Vorteil, dass ohne Vergrößerung der Bauhöhe eine größere Handkurbel als bei bisher bekannten An ^¬ ordnungen zum Einsatz kommen kann, weil der Radius der Handkurbel nicht durch Anschlüsse für Schutzschläuche einge ^¬ schränkt wird. Dies erleichtert die Handhabung des Antriebs, weil bei einer größeren Handkurbel ein längerer Hebelarm ein- gesetzt werden kann.

Vorzugsweise wird die Haube aus einer freilufttauglichen Alu ^¬ miniumlegierung hergestellt. Beispielsweise kann ein Kokil- lengussverfahren eingesetzt werden. Dies ist ein Vorteil, weil Kokillengussverfahren besonders kostengünstig sind.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungs- gemäßen Antriebsanordnung weist die Haube eine erste Abfla ^¬ chung auf, an der die Steckverbindungseinrichtung angebracht ist. Weist die Haube beispielsweise eine dem Mechanikraum zu ^¬ gewandte Seite auf und erstreckt sich bis zu einer dem Me ^¬ chanikraum abgewandten Seite, an dem z.B. eine Handkurbel an- geordnet sein kann, so ist es bevorzugt und mit Vorteil mög ^¬ lich, die erste Abflachung zwischen diesen beiden Seiten anzuordnen. Ist die Antriebsanordnung beispielsweise vertikal ausgerichtet, so befindet sich der Deckel oberhalb des Me ^¬ chanikraums. Auf dem Deckel ist in dieser Orientierung die Haube befestigt, wobei seitlich an der Haube die erste Abfla ^¬ chung angeordnet ist.

Dies ist ein Vorteil, weil gängige Steckverbindungseinrichtungen i.d.R. zur Montage an flachen Oberflächen ausgelegt sind.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung weist die Haube mindestens eine weitere Abflachung auf, an der Zusatzgeräte anbringbar sind. Dies ist ein Vorteil, weil gängige Zusatzgeräte i.d.R. zur

Montage an flachen Oberflächen ausgelegt sind. Beispielsweise kann die mindestens eine weitere Abflachung wie eingangs er ^¬ läutert bei einer vertikal ausgerichteten Antriebsanordnung beispielsweise ebenso wie die erste Abflachung seitlich ange- ordnet sein.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung ist als ein Zusatzgerät eine Verriegelungseinrichtung zum Blockieren einer Bewegung im

Mechanikraum vorgesehen. Dies ist ein Vorteil, weil auf diese Weise ein unbeabsichtigtes oder unbefugtes Betätigen der An ^¬ triebsanordnung verhindert wird. Insbesondere ist es bevor- zugt und vorteilhaft, wenn die Verriegelungseinrichtung ein Schloss aufweist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungs- gemäßen Antriebsanordnung ist als ein Zusatzgerät eine zusätzliche Steckverbindungseinrichtung gemäß einem anderen Standard als dem Standard der Steckverbindungseinrichtung vorgesehen. Dies ist ein Vorteil, weil auf diese Weise eine größere Vielfalt an Steuereinrichtungen anschließbar ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung weist die Haube eine Betätigungs ^¬ einrichtung zum Antrieb der Bewegung auf. Dies ist ein Vorteil, weil mittels der Betätigungseinrichtung eine mechani- sehe Kraft für den Schaltvorgang bereit gestellt wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung ist die Betätigungseinrichtung für einen manuellen Betrieb ausgebildet. Dies ist ein Vorteil, weil ein manueller Betrieb kostengünstig umzusetzen ist. In der Regel ist das Zu- oder Abschalten eines Überspannungsab ^¬ ieiters nur alle paar Monate zu erwarten, beispielsweise zu Wartungszwecken . In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung weist die Betätigungseinrichtung eine Handkurbel auf. Dies ist ein Vorteil, weil eine Handkur ^¬ bel lange erprobt und kostengünstig in der Herstellung ist. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung weist die Betätigungseinrichtung für einen automatischen Betrieb einen Motor auf.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungs- gemäßen Antriebsanordnung ist die Betätigungseinrichtung an der dem Mechanikraum abgewandten Seite der Haube angeordnet. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung ist die Betätigungseinrichtung derart an der Haube angeordnet, dass sich bei einer vertikal ausgerichteten Antriebsanordnung eine seitliche Anbringung ergibt .

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung weist der Mechanikraum einen Deckel auf, an dem die Haube angebracht ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung weist der Mechanikraum eine durchsichtige Wand auf. Dies ist ein Vorteil, weil mit einer durchsichtigen Wand als Zylindermantel ein Techniker leicht mittels Augenschein die Schaltstellung der in der Antriebsanordnung überprüfen kann, da diese Schaltstellung mit einer Schaltstellung der Kontakte im Überspannungsabieiter zusammenhängt. Hierdurch wird die Arbeits- und Betriebssicherheit erhöht .

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung ist die Wand mittels einer Flachdichtung gegenüber dem Deckel abgedichtet, wobei die Flach ^¬ dichtung in einer Nut des Deckels angeordnet ist. Bei bishe- rigen Antriebsanordnungen wird häufig ein Dichtungsring radial an die Innenfläche der Wand angesetzt. Dies ist nachteilig für den Fall, dass die Wand herstellungsbedingt leicht in Form oder Radius vom Konstruktionsplan abweicht. Auch für den Fall, dass die Nut im Deckel z.B. bei spanender Bearbeitung nicht exakt ausgearbeitet wurde, können sich Probleme mit der Dichtheit der Anordnung ergeben. Bei einer Flachdichtung hingegen ist die Nut deutlich weiter als die Wand ausgeführt. In der Nut ist der Boden der Ausnehmung komplett mit Dichtmate ^¬ rial ausgekleidet, in das die Wand eingepresst wird. Hier- durch wird auch bei Abweichungen in Form und Größe von Wand und Deckelnut stets ein dichter Sitz erreicht. Zur besseren Erläuterung der Erfindung zeigen in schemati- scher Darstellung die

Figur 1 bekannte Antriebsanordnung mit externem An

schlusskasten und

Figur 2 eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung mit einer

Steckverbindungseinrichtung . Bei der bekannten Antriebsanordnung 1 in Figur 1 sind die Antriebsanordnung 1 und ein Anschlusskasten 2 auf einer Platte 3 befestigt, die hier zur Befestigung der einzelnen Baugruppen dient. Im Betrieb werden Antriebsanordnung 1 und Anschlusskasten 2 i.d.R. direkt auf der Oberseite eines Über- spannungsableiters angebracht. Die Antriebsanordnung weist einen Mechanikraum 31 auf, in dem eine Bewegung einer Handkurbel 4 derart umsetzbar ist, dass im Überspannungsabieiter ein Schalter betätigbar ist, um einen Hochspannungskontakt mit einem Erdpotential zu verbinden und/oder zu trennen. Auf diese Weise kann der Überspannungsabieiter beispielsweise für Wartungsarbeiten außer Betrieb gesetzt werden. Der Mechanikraum 31 weist eine durchsichtige zylinderförmige Außenwand 8 auf, die am oberen Ende mittels einer Dichtung 7 fluiddicht in einer Nut eines Deckels 5 festgelegt ist.

Zur Überwachung und Steuerung des Überspannungsabieiters füh ^¬ ren zwei elektrische Leiter in Schutzschläuchen 6 zu dem Anschlusskasten 2. In dem Anschlusskasten 2 werden die elektrischen Leiter derart auf an der Außenseite des Anschlusskas- tens 2 angeordnete Anschlüsse 10 weitergeschaltet, dass an die Anschlüsse eine Steuereinrichtung anschließbar ist. Beispielsweise sind die Anschlüsse 10 als Schraubanschlüsse der Gewindegröße M40 x 1,5 mm ausgeführt. Es ist ein Bereich 40 mit einer unterbrochenen Linie umrissen, in dem sich die durch die Erfindung veränderten Bauteile Handkurbel 4, Deckel 5 und Schutzschläuche 6 der bekannten Antriebsanordnung befinden. Die Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung 15, wobei der obere Bereich der Antriebsanordnung 15 als Bildausschnitt vergrößert dargestellt ist. Der vergrößerte Bereich entspricht in etwa dem in Figur 1 einer unterbrochenen Linie umrissenen Bereich an der dem Überspannungsabieiter abgewandten Seite eines Mechanikraums 32.

Auf einem Mechanikraum 32 ist eine Haube 20 bzw. eine Kappe angeordnet, die an vier Seiten Abflachungen 21,35 aufweist. Das obere Ende der Haube ist ebenfalls abgeflacht und weist eine vergleichsweise große Handkurbel 22 auf. Die besonders große Handkurbel 22 wird möglich, weil im Vergleich zur be ^¬ kannten Anordnung der Figur 1 keine Schutzschläuche zur Ver- bindung mit einem Anschlusskasten vorgesehen werden müssen, wodurch auf der Haube 20 vergleichsweise viel Platz für eine Handkurbel 22 freibleibt. Die untere Seite der Haube 20 schließt mit einem Deckel 41 ab, der zugleich den Mechanikraum 32 begrenzt.

An einer der seitlichen Abflachungen 21 ist eine Steckverbindungseinrichtung 23 mit Pins 26 angebracht. Die Steckverbindungseinrichtung 23 ist auf einem Sockel 27 montiert und weist eine Abdeckung 24 zum Schutz der Steckverbindungsein- richtung 23 vor Witterungseinflüssen auf, wobei die Abdeckung nur benötigt wird, wenn kein Gegenstück eingesteckt ist. Die Abdeckung 24 kann mit einer Arretierungseinrichtung 25 auf der Steckverbindungseinrichtung 23 festgelegt werden. Die Arretierungseinrichtung 25 dient zusätzlich zum Festlegen eines Gegenstücks in der Steckverbindungseinrichtung 23, so dass das Gegenstück nicht aus der Steckverbindungseinrichtung 23 herausrutschen kann.

Die Steckverbindungseinrichtung 23 ist innerhalb der Haube 20, geschützt vor Feuchtigkeit und Temperaturschwankungen, mit dem Mechanikraum 32 verbunden, so dass Steuersignale und Überwachungssignale z.B. über eine Schalterstellung im Über- spannungsableiter mittels der Steckverbindungseinrichtung 23 an eine Steuereinrichtung (nicht dargestellt) übertragen bzw. von dieser empfangen werden können.