Überspannungsableiter 3EP5

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1 Überspannungsableiter 3EP5 für Netze bis 123 kv Betriebsanleitung Bestell-Nr.: Weitergabe sowie Vervielfältigung dieses Dokumentes, Verwertung und Mitteilung seines Inhaltes sind verboten, soweit nicht ausdrücklich gestattet. Zuwiderhandlungen verpflichten zu Schadenersatz. Alle Rechte für den Fall der Patent-, Gebrauchsmuster- oder Geschmacksmustereintragung vorbehalten. Siemens Aktiengesellschaft Alle Rechte vorbehalten.. Siemens AG 05/2008

2 Inhalt Technische Daten 3 Beschreibung 4 Transport und Lagerung 5 Schraubverbindungen 6 Montage 6 Instandhaltung 10 Entsorgung Ableiter und Ableiterzubehör 10 Der Hersteller dieses Überspannungsableiters Siemens AG Energy Sector Power Transmission High Voltage hat ein Qualitätsmanagement gemäß DIN ISO 9001 / EN 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 akkreditiert. Wenn Sie weitere Exemplare dieser Anleitung 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 / PTD H 51 Vertrieb: +49 / 30 / D Berlin Fax: +49 / 30 / 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 instand gehalten 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. 2 Siemens AG 05/2008

3 Der Überspannungsableiter 3EP5 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. Fig. 1. Überspannungsableiter 3EP5 Der Ableiter entspricht folgenden Vorschriften: Vorschrift VDE : IEC , Ed. 2.1, IEEE Std C Klassifizierung 10 ka 10 ka, Heavy duty Station valve arrester Siemens AG 05/2008 3

4 Das Leistungsschild [Fig. 2.] ist am untersten Flansch angebracht (zum Teil in Sonderausführung nach Kundenwunsch). 1 Bestellnummer 6 Druckentlastungsklasse 2 Bemessungsspannung 7 Baujahr 3 Dauerspannung 8 Fabrik-Nr. 4 Nenn-Ableitstoßstrom 5 Leitungsentladungsklasse Fig. 2. Leistungsschild 9 Baustein-Nrn. des Ableiters und zusätzliche Angaben Beschreibung Aufbau Die aktiven Bauelemente des Ableiters sind Metalloxid-Widerstände. Sie sind in einer Säule angeordnet und in einem hermetisch verschlossenen Porzellangehäuse mit Schirmen hoher Isolationsfestigkeit [Fig. 3., 1] eingebaut. Die Flansche mit eingearbeiteten Gasumlenkdüsen werden aus einer freiluftbeständigen Leichtmetall- Legierung hergestellt und sind mit dem Porzellangehäuse verklemmt. Die langjährige Dichtigkeit wird durch witterungs- und ozonfeste Dichtungen und korrosionsbeständige Metallmembranen erreicht. Jeder Baustein ist an beiden Enden mit Überdruckmembranen 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 so genannte 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 ka bei Blitzüberspannungen. 4 Siemens AG 05/2008

5 1 Porzellangehäuse 4 Überdruckmembran 2 Flansch mit Gasumlenkdüse 5 Druckfeder 3 Dichtung 6 Metalloxid-Widerstand (nichtlinear) Fig. 3. 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. Siemens AG 05/2008 5

6 1 Porzellangehäuse 2 Montage-Transportschutz Fig. 4. 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: isolierte Aufstellung ø mm bzw. ø 7 7 / 8 10 inch mit Schrauben M12 [Fig. 8.] 6 Siemens AG 05/2008

7 Sonderzubehör für Hochspannungsanschluss: Bolzenanschluss [Fig. 10.]), sowie Flachanschluss [Fig. 11.]. Warnung Die zwölf Schrauben an Kappe und Flansch [Fig. 5.] nicht lösen! Der Ableiter wird sonst unbrauchbar! Fig. 5. Verschraubungen 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. Siemens AG 05/2008 7

8 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. stehende Montage Vorsicht Der mitgelieferte Isolierschlauch ist an den Befestigungsbolzen M12 zu belassen. Den Ableiter mit einer geeigneten Hebevorrichtung (Kran, Seilzug) mittels Stropps und Tragösen 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. 1 Gestell 2 untere Isolierbuchse 3 Flansch 4 obere Isolierbuchse 5 Ableiter Fig. 8. stehende Montage Die drei 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 drei Bolzen M12 auf den unteren Isolierbuchsen [2] festschrauben. 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 2 m nicht überschreiten. Aufgrund der im Normalbetrieb geringen Ströme (ma-bereich) bzw. im Ableitfall kurzen Dauer der Ströme (ms- Bereich) empfehlen wir als Querschnitt für die Erdleitung 35 mm², mindestens jedoch 16 mm². 8 Siemens AG 05/2008

9 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 müssen 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, bestehend aus Sensoreinheit 3EX5 060 und Anzeigeeinheit 3EX5 062, empfohlen. Sind Überwachungsgeräte in der Erdleitung installiert, so ist die Leitung zwischen dem erdseitigen Anschluss des Überspannungsableiters und dem Überwachungsgerät 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. Im Lieferumfang der Ableiter und Überwachungsgeräte ist keine Erdleitung enthalten. 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 Bolzenanschluss, oder Flachanschluss Bei Verwendung eines Bolzenanschlusses [Fig. 10.] oder Flachanschlusses [Fig. 11.]] ist das notwendige Sonderzubehör bereits werksseitig montiert. Fig. 10. Bolzenanschluss Fig. 11. Flachanschluss Siemens AG 05/2008 9

10 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.) 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. 10 Siemens AG 05/2008