Überspannungsableiter 3EP4

für Netze bis ≤ 362 kV Betriebsanleitung Bestell-Nr.: 928 00014 100 c

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Siemens Aktiengesellschaft Alle Rechte vorbehalten.. © Siemens AG • 01/2004

Inhalt Technische Daten 3 Beschreibung 4 Transport und Lagerung 5 Schraubverbindungen 6 Montage 6 Instandhaltung 11 Explosionsbild 12 Entsorgung Ableiter und Ableiterzubehör 12

Der Hersteller dieses Überspannungsableiters

Siemens AG Power Transmission and Distribution

High Voltage

hat ein Qualitätsmanagement gemäß

DIN ISO 9001 / EN 29 001

Qualitätssicherungssysteme, Modell zur Darlegung der Qualitätssicherung in Design/Entwicklung, Produktion, Montage und Kundendienst eingeführt und wendet es an. Der Nachweis wurde der DQS (Deutsche Gesellschaft

zur Zertifizierung von Qualitätsmanagement-Systemen) erstmalig 1989 erbracht. Die elektrischen Prüffelder und die Werkstofftechniklaboratorien des Herstellers sind seit 1992 vom

Deutschen Akkreditierungsrat nach DIN EN 45 001 akkreditiert.

Wenn Sie weitere Exemplare dieser Betriebsanleitung benötigen, bestellen Sie diese bitte über die zuständige Siemens-Vertretung unter Angabe der auf der Titelseite angegeben Bestell-Nr. und des Titels.

Herausgegeben von: Bei Rückfragen: Siemens AG Vermittlung Tel.: +49 / 30 / 386 1 PTD H 4 Vertrieb: +49 / 30 / 386 23061 D-13623 Berlin Fax: +49 / 30 / 386 26721 E-Mail: mailto:Arrester@Siemens.de Änderungen vorbehalten.

Hinweis Die Geräte, die durch diese Anweisungen abgedeckt werden, dürfen nur von kompetentem Personal mit guter Sicherheitspraxis installiert und instandgehalten werden. Diese Anweisung ist nur für solches Personal geschrieben und kann nicht als Ersatz für ausreichendes Training und Erfahrung in Sicherheitsvorschriften gelten.

Die hier enthaltenen Informationen sind dafür bestimmt, dass eine korrekte Installation dieses Produktes erfolgt. Siemens hat keine Kontrolle über die Zustände im Netz, welche die Installation eines Produktes stark beeinflussen können. Es liegt in der Verantwortung des Anwenders, die geeignete lnstallationsmethode zu wählen. Siemens ist unter keinen Umständen für indirekte oder direkte Schäden in Folge von Gebrauch oder Missbrauch dieses Produktes haftbar.

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Der Überspannungsableiter 3EP4 ist ein Schutzgerät mit der Aufgabe, die Isolation einer Anlage oder einer ihrer Komponenten vor unzulässigen Beanspruchungen durch Überspannungen zu schützen.

Technische Daten In der Normalausführung ist der Überspannungsableiter für Aufstellungshöhen bis 1000 m NN und für Betriebsfrequenzen zwischen 48 Hz und 62 Hz geeignet. Er besteht aus 1 oder 2 Bausteinen.

Fig. 1. Überspannungsableiter 3EP4

Der Ableiter entspricht folgenden Vorschriften: Vorschrift Klassifizierung VDE 0675, Teil 4/A2 : 2000-07

10 kA

IEC 60099-4, Ed. 1.2, 2001-12

10 kA, Heavy duty

ANSI C62.11-1999

Station valve arrester

Das Leistungsschild [Fig. 2.] ist am untersten Flansch angebracht (zum Teil in Sonderausführung nach Kundenwunsch).

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1 Bestellnummer 6 Druckentlastungsklasse 2 Bemessungsspannung 7 Baujahr 3 Dauerspannung 8 Fabrik-Nr. 4 Nenn-Ableitstoßstrom 5 Leitungsentladungsklasse

9 Baustein-Nrn. des Ableiters und zusätzliche Angaben

Fig. 2. Leistungsschild

Bei mehrteiligen Ableitern wird jeder Baustein zusätzlich mit einem Bausteinschild versehen [Fig. 3.]:

1 Bestellnummer 3 Baujahr 2 Bemessungsspannung 4 Baustein-Nr.

Fig. 3. Bausteinschild

Beschreibung

Aufbau Die aktiven Bauelemente des Ableiters sind Metalloxid-Widerstände. Sie sind in einer oder mehreren parallelen Säulen angeordnet und in einem hermetisch verschlossenen Porzellangehäuse mit Schirmen hoher Isolationsfestigkeit 1 eingebaut. Die Flansche mit eingearbeiteten Gasumlenkdüsen werden aus einer freiluftbeständigen Leichtmetall-Legierung hergestellt und sind mit dem Porzellangehäuse verkittet. Die langjährige Dichtigkeit wird durch witterungs- und ozonfeste Dichtungen und korrosionsbeständige Metallmembranen erreicht. Jeder Baustein ist an beiden Enden mit Bruchsicherungen und Gasumlenkdüsen ausgerüstet. In dem seltenen Fall der Überlastung öffnen diese Bruchsicherungen bereits bei einem Druck, der bei 20 % der Druckfestigkeit des Porzellangehäuses liegt. Dabei werden durch die Form der Gasumlenkdüsen die Gasstrahlen aufeinander zugelenkt, so dass der Lichtbogen bis zum Abschalten der Leitung außerhalb des Porzellangehäuses weiterbrennen kann. Die Ableiter sind, soweit notwendig, mit Steuerarmaturen versehen.

Wirkungsweise Metalloxid-Widerstände sind stark nichtlinear, d.h. sie haben eine stark gekrümmte Strom-Spannungs-Kennlinie, so dass bei der im Normalfall anliegenden Dauerspannung nur der sogenannte Leckstrom von wenigen mA fließt. Bei Blitz- oder Schaltüberspannungen werden die Widerstände leitfähig (Ohm-Bereich), so dass ein Stoßstrom zur Erde fließen kann und die Überspannung auf den Wert des Spannungsfalls am Ableiter ("Restspannung") abgebaut wird. Die Stoßströme betragen dabei bis zu 2 kA bei Schaltüberspannungen und 1…10…20 kA bei Blitzüberspannungen.

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1 Porzellangehäuse 4 Überdruckmembran 2 Flansch mit Gasumlenkdüse 5 Druckfeder 3 Dichtung 6 Metalloxid-Widerstand (nichtlinear)

Fig. 4. Schnittbild eines Bausteins

Transport und Lagerung

Vorsicht Die Ableiterbausteine dürfen nur senkrecht auf dem unteren Flansch stehend transportiert und gelagert werden.

Die Bausteine des Überspannungsableiters werden im Herstellerwerk entsprechend den Beanspruchungen und klimatischen Verhältnissen auf dem Transportweg sowie gemäß den Vorschriften des Kunden in Kisten oder Verschlägen verpackt. Die Verpackung ist mit Signierungen für Transport und Lagerung sowie mit Hinweisen für sachgemäße Handhabung versehen. Die Sendung soll sofort nach Empfang auf Beschädigung geprüft werden. Im Schadensfall ist der Verkehrsträger unverzüglich zu benachrichtigen. Lose beigepackte Teile sind anhand der Sendscheine auf Vollständigkeit zu überprüfen. Hierbei sind alle Transportbehälter zu öffnen. Bei längerer Lagerzeit ist es empfehlenswert, die Bausteine und das Zubehör in der Transportverpackung zu belassen. Die für den Zusammenbau erforderlichen Schrauben etc., Anschlussklemmen und Zusatzgeräte (Kontrollfunkenstrecke, Ansprechzähler) werden als Beipack mitgeliefert.

Hinweis Um Beschädigungen des Isolierkörpers zu vermeiden, darf der Montage-Transportschutz erst nach erfolgter Montage entfernt werden.

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1 Porzellangehäuse 2 Montage-Transportschutz

Fig. 5. Montage-Transportschutz

Schraubverbindungen Für die Montage des Ableiters sind nur die mitgelieferten Schrauben und Muttern zu verwenden. Die Schraubengewinde sind mit Molykote Longterm 2 plus zu fetten.

Vorsicht Bei unkontrolliertem Anzug Gefahr des Beschädigens oder Lockerns der Schraubverbindungen. Für die Montage Drehmomentenschlüssel verwenden.

Erforderliche Anziehmomente für Schraubverbindungen:

M 8: 18 ± 2 Nm M 10: 35 ± 5 Nm M 12: 60 ± 5 Nm M 16: 90 ± 10 Nm M 20: 105 ± 10 Nm

Montage Vor dem Einbau folgende Punkte beachten:

Warnung Vor Beginn jeglicher Arbeiten:

Freischalten Gegen Wiedereinschalten sichern Spannungsfreiheit feststellen Erden und Kurzschließen Benachbarte, unter Spannung stehende Teile abdecken oder

abschranken

Bei Nichteinhaltung der Sicherheitshinweise können Tod, schwere Körperverletzung sowie erhebliche Sachschäden die Folge sein.

Die Durchführung dieser Sicherheitsmaßnahmen bestätigen lassen!

Zubehör Das mitgelieferte Zubehör umfasst beim Ableiter in Normalausführung:

Steuerring und Streben, soweit zutreffend isolierte Grundplatte 200 × 200 mm² mit Schrauben M16 x 130 [Fig. 8.]

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Sonderzubehör für isolierte Aufstellung: Grundplatte 310 × 310 mm² mit Schrauben M20 x 140 [Fig. 9.].

Sonderzubehör für Hochspannungsanschluss: Bolzenanschluss (Stahl korrosionsbeständig [Fig. 11.]), sowie Flachanschluss (DIN, Stahl feuerverzinkt, [Fig. 12.]). Flachanschluss (NEMA, Stahl feuerverzinkt, [Fig. 12.]).

Aufstellungsort Der Schutzbereich der Ableiter ist begrenzt, daher sollte die Aufstellung des Überspannungsableiters so nahe wie möglich bei dem zu schützenden Anlagenteil erfolgen. Der Abstand benachbarter Ableiter bzw. ihrer Steuerarmaturen von geerdeten oder spannungsführenden Teilen ist gemäß den entsprechenden Vorschriften zu bemessen.

Vorsicht Die Ausblasöffnung soll nach Möglichkeit nicht in Richtung eines anderen Anlagenteiles zeigen, um beim Ausblasen eine Beschädigung durch die heißen Gase zu verhindern.

Die Ableiter sind senkrecht aufzustellen. Bei nicht senkrechter Montage ist eine vorherige Rücksprache mit dem Hersteller notwendig. Bei nicht senkrechter Montage Wasserablauf aus den unteren Flanschen sicherstellen.

Zusammenstellen der Einzelteile Die zur Montage notwendigen Einzelteile können der Explosionszeichnung entnommen werden [=> Explosionsbild].

Aufstellen des Ableiters

Vorsicht Gefahr der inneren Beschädigung des Ableiters

Die Pfeile am oberen Flansch des Ableiters müssen immer nach oben zeigen.

An die Überspannungsableiter dürfen keine Leitern angelehnt werden.

Die Kontaktflächen der Ableiterflansche müssen metallisch blank sein und sind gegebenenfalls mit einer Stahlbürste zu reinigen. Bei mehrteiligen Ableitern sind die Bausteine in der Reihenfolge der Baustein-Nummern aufeinander zu setzen [Fig. 6.]. Der Baustein mit der höchsten Nummer steht oben.

Vorsicht! Gefahr der inneren Beschädigung des Ableiters. Die Platten [4/Fig. 6.] dürfen beim Montieren nicht entfernt werden.

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1 unterer Baustein 2 oberer Baustein 3 Baustein-Schild 4 Platte (2x)

Fig. 6. Ableiterbausteine

Vorsicht! Ausgleichbleche dürfen jedoch nicht zwischen den Ableiterbau-steinen verwendet werden.

Zuerst die zugehörigen äußeren Steuerarmaturen [3/Fig. 13.], [4/Fig. 13.] und die Anschlussplatte [2/Fig. 13.] am oberen Flansch montieren.

Fig. 7. Hebevorrichtung

stehende Montage

Vorsicht Der mitgelieferte Isolierschlauch ist an den Befestigungsbolzen M16 x 110 zu belassen.

Den Ableiter mit einer geeigneten Hebevorrichtung (Kran, Seilzug) mittels Stropps und Tragösen [Fig. 7.] auf ein Betonfundament oder ein Gestell setzen und ausrichten. Ableiter mit drei Steinschrauben bzw. mit drei Bolzen M10 befestigen [Fig. 6.]. Der untere Ableiterbaustein ist mit einer Wasserwaage auszurichten und dann festzuschrauben. Falls notwendig, können Ausgleichbleche untergelegt werden.

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1 Gestell 2 untere Isolierbuchse 3 Flansch 4 obere Isolierbuchse 5 Ableiter

Fig. 8. stehende Montage 200 x 200 mm²

Die vier unteren Isolierbuchsen [2/Fig. 8.] entsprechend Bohrbild auf die Bohrungen von Gestell [1] legen. Den Ableiter [5] mit einer geeigneten Hebevorrichtung (Kran, Seilzug) mittels Stropps und Tragösen [ ] auf den unteren Isolierbuchsen [2/Fig. 8.] setzen und ausrichten. Flansch [3] und die oberen Isolierbuchsen [4] mit vier Bolzen M16 × 110 auf den unteren Isolierbuchsen [2] festschrauben.

Fig. 7.

stehende Montage mit Zwischenplatte 310 × 310 mm²

Vorsicht Der mitgelieferte Isolierschlauch ist an den Befestigungsbolzen M20 x 110 zu belassen.

Der Ableiter [5/Fig. 9.] ist mit der Zwischenplatte 310 × 310 mm² [3] vormontiert. Den Ableiter mit einer geeigneten Hebevorrichtung (Kran, Seilzug) mittels Stropps und Tragösen [Fig. 6.] auf das Gestell [1] heben und dort mit den Schrauben M20×110 befestigen.

1 Gestell 2 untere Isolierbuchse 3 Zwischenplatte 4 obere Isolierbuchse 5 Ableiter

Fig. 9. Grundplatte 310 × 310 mm²

hängende Montage Die Montage des Ableiters ist entsprechend den örtlichen Gegebenheiten auf der Baustelle vorzunehmen.

Warnung Es ist nicht möglich die Montageart stehende Montage in hängende Montage zu ändern.

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Erdung Die schützende Wirkung eines Überspannungsableiters wird mit zunehmender Länge der Erdleitung beeinträchtigt, da bei einem Ableitvorgang an dieser ein Spannungsabfall entsteht. Die Erdleitung soll daher den Erdanschluss des Ableiters mit dem Erdungssystem der Schaltanlage auf möglichst kurzem und direktem Wege verbinden. Die Länge der Erdleitung soll nach Möglichkeit bei Mittelspannungsableitern 1 m, bei Hochspannungsableitern 3 m nicht überschreiten. Auch wenn der Ableiter durch Geräte in der Erdleitung, z.B. durch Kontrollfunkenstrecke 3EX6 040 oder Ansprechzähler 3EX5 030/050, überwacht wird, soll die Erdleitung möglichst kurz sein und Schleifen sollen vermieden werden. Sollen Überwachungsgeräte in größerer Entfernung vom Ableiter installiert werden, wird der Einsatz von Geräten mit getrennter Sensor- und Anzeigeeinheit, wie z.B. den Ableitermonitor aus Sensoreinheit 3EX5 060 und Anzeigeeinheit 3EX5 062, empfohlen. Sind Überwachungsgeräte in der Erdleitung installiert, so ist die Leitung zwischen dem erdseitigen Anschluss des Überwachungsgerätes und dem Erdungssystem der Schaltanlage berührungssicher auszuführen. Für die Montage der Erdleitung und der Überwachungsgeräte sind die Vorschriften der anzuwendenden nationalen oder internationalen Normen (z.B. VDE 0101, HD 637 S1) zu beachten.

Hochspannungsanschluss

Vorsicht! Hochspannungsseitige Verbindungen mit Rohrleitern sind flexibel auszuführen, um unzulässig hohe auf den Ableiter wirkende Kräfte zu vermeiden.

Weiter ist auf die elektrochemische Verträglichkeit der verwendeten Materialien zu achten.

Hochspannungsanschluss mit Kabelschuh Bei der Standardausführung den Hochspannungsanschluss mit einem Kabelschuh entsprechend [

] herstellen. Fig.

10.

Fig. 10. Hochspannungsanschluss mit Kabelschuh

Hochspannungsanschluss mit Bolzenanschluss 3EX6 116 / 3EX6 120, DIN-Flachanschluss 3EX6 117 oder NEMA-Flachanschluss 3EX6 115 Bei Verwendung eines Bolzenanschlusses [Fig. 11.] oder Flachanschlusses [Fig. 12.] oder [Fig. 12.] ist das notwendige Sonderzubehör bereits werksseitig montiert.

Fig. 11. Bolzenanschluss 3EX6 116 / 3EX6 120

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Fig. 12. Flachanschluss (DIN) Fig. 12. Flachanschluss (NEMA)

Instandhaltung

Warnung Vor Beginn jeglicher Arbeiten:

Freischalten Gegen Wiedereinschalten sichern Spannungsfreiheit feststellen Erden und Kurzschließen Benachbarte, unter Spannung stehende Teile abdecken oder

abschranken

Bei Nichteinhaltung der Sicherheitshinweise können Tod, schwere Körperverletzung sowie erhebliche Sachschäden die Folge sein.

Die Durchführung dieser Sicherheitsmaßnahmen bestätigen lassen!

Eine regelmäßige Instandhaltung der Ableiter ist nicht erforderlich. Die Überwachung beschränkt sich auf: – Ablesen des Ansprechzählgerätes (soweit vorhanden) – Prüfen der Kontrollfunkenstrecke (soweit vorhanden) – Prüfen des Ableiters auf eventuelle Überlastung (Schwärzung bzw. Abbrandstellen an der

Ausblasöffnung des Flansches). In diesem Fall muss der Ableiter ausgewechselt werden – Prüfen des Verschmutzungsgrades der Porzellane. (Bei starker oder einseitiger Verschmutzung

empfiehlt sich eine Reinigung und anschließende Silikonisierung.)

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Explosionsbild Pos. Stück Bezeichnung 1 3

5/6 2/3

Schraube M10 x 45 Scheibe 10,5 Mutter M10

2 0/3 Platte 3 0/3 Strebe 4 0/1 Steuerring 5 0/3

0/6 0/3

Schraube M8 x 25 Scheibe 8,4 Mutter M8

6 1/2 Kunststoffverbund-Gehäuse

7 0/3 0/6 0/3

Schraube M10 x 60 Scheibe 10,5 Mutter M10

8 1 Leistungsschild 9 0/2 Bausteinschild 10a 1 Bolzenanschluss

3EX6 116 10b 1 Flachanschluss

3EX6 117 (DIN) bzw. 3EX6 115 (NEMA)

11 1 Platte 12 4

8 4 8 4 4

Schraube M16 x 110 Scheibe 17 Isolierschlauch B16 x 1 Isolierbuchse Federring B16 Mutter M16

13 1 Zwischenplatte 310 x 310 mm²

14 1 1 1

Schraube M12 x 30 Federring B12 Scheibe 13

Fig. 13. Überspannungsableiter 3EP4

Entsorgung Ableiter und Ableiterzubehör Die Geräte sind umweltverträgliche Erzeugnisse. Der Wiederverwendung der Materialien ist bei der Entsorgung der Vorzug zu geben. Die Entsorgung der Geräte ist auf der Grundlage der bestehenden Rechtsvorschriften umweltverträglich möglich. Bestandteile sind die folgenden Werkstoffe: Stahl, Kupferlegierungen, Aluminium, Polyurethan, Gießharz bzw. gießharzgetränkte Gewebeteile, glasfaserverstärkte Kunststoffe, Gummiwerkstoffe als Dichtungsmaterialien, Elektronikkomponenten und Silikonkautschuk (VMQ), Keramik (Porzellan, Metalloxid). Die Verwertung kann als Mischschrott oder, durch weitestgehende Demontage umweltgerechter, als Sortenschrott mit Mischschrott-Restanteil erfolgen. Die Ableitwiderstände aus Metalloxid (MO) sind als haushaltsähnlicher Industrieabfall (nicht als Bauschutt) zu entsorgen. Im Lieferzustand durch Siemens sind keine Gefahrstoffe im Sinne der für das Gebiet der Bundesrepublik Deutschland gültigen Gefahrstoffverordnung vorhanden. Für den Betrieb außerhalb der Bundesrepublik Deutschland sind die entsprechenden örtlichen Gesetze und Vorschriften zu beachten. Die örtlichen Kundendienststellen stehen für die Beantwortung von Entsorgungsfragen jederzeit zur Verfügung.

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