Überspannungsableiter 3EQ4

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1 Überspannungsableiter 3EQ4 für Netze bis 550 kv Betriebsanleitung Bestell-Nr.: a 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 02/2003

2 Inhalt Inhalt 2 Technische Daten 4 Beschreibung 5 Aufbau 5 Wirkungsweise 5 Transport und Lagerung 6 Schraubverbindungen 7 Montage 8 Zubehör 8 Aufstellungsort 8 Zusammenstellen der Einzelteile 8 Aufstellen des Ableiters 8 Erdung 11 Hochspannungsanschluss 12 Explosionsbild 14 Instandhaltung 16 Entsorgung Ableiter und Ableiterzubehör 16 2 Siemens AG 02/2003

3 Der Hersteller dieses Überspannungsableiters Siemens AG Power Transmission and Distribution 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 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 / PTD H 4 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 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. Siemens AG 02/2003 3

4 Der Überspannungsableiter 3EQ4 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 3EQ4 Der Ableiter entspricht folgenden Vorschriften: Vorschrift VDE 0675, Teil 4/A2 : IEC , Ed. 1.2, ANSI C Klassifizierung 10 ka 10 ka, Heavy duty Station valve arrester Das Leistungsschild [Fig. 2] ist am untersten Flansch angebracht (zum Teil in Sonderausführung nach Kundenwunsch). 4 Siemens AG 02/2003

5 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 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 Kunststoff-Verbundgehäuse 1 (Rohr aus glasfaserverstärktem Kunststoff mit Silikonbeschirmung) eingebaut. Das Gehäuse besteht im wesentlichen aus zwei Komponenten: Ein glasfaserverstärktes Kunststoffrohr sorgt für hohe mechanische Belastbarkeit sowohl im Normalbetrieb als auch z.b. bei Erdbebenbeanspruchungen. Im Falle einer Ableiterüberlastung verhält es sich bruchsicher. Die Beschirmung aus Silikongummi hält durch ihre hydrophoben Eigenschaften elektrische Entladungen auf der Gehäuseoberfläche klein und gewährleistet dadurch besonders günstige Betriebseigenschaften auch unter Verschmutzungsbedingungen. Die Flansche mit integrierter Druckentlastungseinrichtung sind aus einer freiluftbeständigen Leichtmetall-Legierung hergestellt und sind mit dem Kunststoff-Verbundgehäuse verklebt. Die Dichtigkeit wird durch UV-und ozonfeste Dichtungen und korrosionsbeständige Metallmembranen erreicht. Jeder Baustein ist an beiden Enden mit Überdruckmembranen und Gasumlenkdüsen ausgerüstet. Im Falle der Überlastung öffnen die Überdruckmembranen bereits bei einem Druck, der bei einem Bruchteil der Druckfestigkeit des Kunststoff-Verbundgehäuses liegt. Durch die Form der Gasumlenkdüsen werden die anschließend austretenden Gasströme aufeinander zugelenkt und der Lichtbogen brennt bis zum Abschalten der Leitung außerhalb des Gehäuses weiter. Die Ableiter sind, soweit notwendig, mit Steuerarmaturen und/oder Abschirmungen 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 ka bei Blitzüberspannungen. Siemens AG 02/2003 5

6 Fig. 4 Schnittbild eines Bausteins Transport und Lagerung 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. 6 Siemens AG 02/2003

7 1 Kunststoff-Verbundgehäuse 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 Siemens AG 02/2003 7

8 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: Isolierteile 2 Erdanschlussschrauben M12 (A2) Stahlanschlussbolzen 30 mm ø, 80 mm lang Steuerring und Streben, soweit zutreffend 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 oder zu hängen. Bei nicht senkrechter Montage ist eine vorherige Rücksprache mit dem Hersteller notwendig. 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. 8 Siemens AG 02/2003

9 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. 1 unterer Baustein 2 oberer Baustein 3 Baustein-Schild 4 Platte (2x) Fig. 6 Ableiterbausteine stehende Montage Der untere Baustein wird mit vier Steinschrauben auf einem Betonfundament oder mit vier Bolzen M20 auf einem Tragstiel [Fig. 6], [Fig. 8] befestigt. In beiden Fällen ist der mitgelieferte Isolierschlauch [5/Fig. 6] am Bolzen zu belassen. Der Isolierschlauch ist vor dem Einbau auf einwandfreie Beschaffenheit zu überprüfen. Der untere Ableiterbaustein ist mit einer Wasserwaage auszurichten und dann festzuschrauben. Falls notwendig, können Ausgleichbleche untergelegt werden. Vorsicht! Ausgleichbleche dürfen jedoch nicht zwischen den Ableiterbausteinen verwendet werden. Siemens AG 02/2003 9

10 Fig. 7 Befestigungsmaß 1 Bolzen M20 2 Grundplatte 3 Isolierbuchse 4 Tragstiel 5 Isolierschlauch Fig. 8 Befestigung Die oberen Bausteine werden mit einer geeigneten Hebevorrichtung (Kran, Seilzug) mittels Stropps und Tragösen auf den unteren gesetzt. Dabei die Stropps um die Flansche legen [Fig. 9]. Vorsicht! Gefahr der Beschädigung des Ableiters Die Stropps dürfen nicht um die Silikonschirme gelegt werden. 10 Siemens AG 02/2003

11 1 Ableiter 2 Montage-Transportschutz Fig. 9 Hebevorrichtung Vor Aufsetzen des obersten Bausteins empfiehlt es sich, die zugehörigen äußeren Steuerarmaturen und die Anschlussplatte am obersten Flansch zu montieren. hängende Montage Für hängende Anordnung müssen ggf. die Fuß- und Kopfplatte mit den jeweils zugehörigen Schrauben und Isolierteilen vertauscht werden [Fig. 1], [Fig. 8] bzw. [=> Explosionsbild]. Ansonsten ist die Montage des Ableiters entsprechend den örtlichen Gegebenheiten auf der Baustelle vorzunehmen. 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. Siemens AG 02/

12 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. Fig. 10 Bolzenanschluss Fig. 11 Flachanschluss 3ЕХ6 117 (DIN) 12 Siemens AG 02/2003

13 Fig. 12 Flachanschluss 3ЕХ6 115 (NEMA) Abschließend den Montage-Transportschutz entfernen. Siemens AG 02/

14 Explosionsbild Pos. Stück Bezeichnung 1 4 Schraube М12 х Scheibe 13 4 Mutter М12 4 Scheibe SWT 13 х 30 х 4 4 Reduzierbuchse 2 1 Anschlussplatte mit Bolzenanschluss 2а 1 Anschlussplatte mit Flachanschluss (DIN) 2b 1 Anschlussplatte mit Flachanschluss (NEMA) Strebe Steuerring Schraube М10 х Scheibe 10,5 0-4 Mutter М Kunststoff-Verbundgehäuse Schraube М16 х Scheibe Mutter М Bausteinschild Metallplatte 10 1 Adapterplatte 11 1 Leistungsschild 12 4 Schraube М20 х Federring В20 8 Scheibe 21 4 Isolierschlauch 8 Isolierbuchse 4 Mutter М Schraube М16 х 70 4 Scheibe Koronaring Strebe Schraube М10 х Scheibe 10,5 0-4 Mutter М Schraube М12 х 30 2 Scheibe Siemens AG 02/2003

15 Fig. 13 Überspannungsableiter 3EQ4 Siemens AG 02/

16 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 Reinigung der Silikonschirme ist aus technischen Gründen nicht erforderlich. Soll trotzdem eine Reinigung erfolgen, so sind ausschließlich klares Wasser oder Seifenwasser sowie weiche Tücher oder Schwämme zu verwenden. Vorsicht Keine Lösungsmittel und keine schmirgelnden oder kratzenden Hilfsmittel verwenden. Eine regelmäßige Instandhaltung der Ableiter ist nicht erforderlich. Die Überwachung beschränkt sich auf: Ablesen des Ansprechzählgerätes Prüfen der Kontrollfunkenstrecke Prüfen des Ableiters auf eventuelle Überlastung (Schwärzung bzw. Abbrandstellen an der Ausblasöffnung des Flansches). In diesem Fall muss der Ableiter ausgewechselt werden. 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. 16 Siemens AG 02/2003