Überspannungsbegrenzer 3EF3 Surge Limiter ... - Siemens Energy

Überspannungsbegrenzer 3EF3
für Netze des Bereichs A
(1 kV < U m
< 12 kV), i s
N = 1 kA
Surge Limiter Type 3EF3
for systems of range A
(1 kV < U m
< 12 kV), i s
N = 1 kA
Betriebsanleitung
Bestell-Nr.: 928 98634 174E
Operating instructions
Order-No.: 928 98634 174E
Siemens Aktiengesellschaft
Alle Rechte vorbehalten.
© Siemens AG 1999
Siemens Aktiengesellschaft
All rights reserved.
© Siemens AG 1999
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3E-D0000/032
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Inhalt
Contents
05 Vorschriften und Bestimmungen 05 Standards and specifications
10 Leistungsschild 10 Rating plate
15 Aufbau und Wirkungsweise 15 Design and mode of operation
20 Montage 20 Installation
25 Entsorgung 25 Disposing
30 Instandhaltung 30 Maintenance
Der Hersteller dieses Überspannungsableiters – Siemens
AG, Bereich Energieübertragung und -verteilung,
Geschäftsgebiet Hochspannung – 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 des Herstellers sind seit
1992 vom Deutschen Akkreditierungs Rat nach DIN EN
45 001 akkreditiert.
The manufacturer of this surge arrester – Siemens AG,
Power Transmission and Distribution, Group High Voltage
Division – has introduced and applies a quality
system in accordance with DIN ISO 9001 / EN 29 001
Quality systems: Model for quality assurance in design,
development, production, installation and servicing.
This system was first demonstrated in 1989 to the DQS
(German Association for the Certification of Quality Systems).
The electrical testing laboratories of the manufacturer
have been certified since 1992 by the German Accreditation
Body in accordance with DIN EN 45 001.
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.
If you require further copies of the operating instructions,
please order them from the appropriate Siemens
office, indicating the title and order number shown on
the title page.
Herausgegeben von:
Published by:
Siemens AG
EV HBA
D-13623 Berlin
Bei Rückfragen:
Siemens AG
EV HBA
D-13623 Berlin
In case of request:
Vertrieb 09131 / 7 31579
Fax 09131 / 7 34654
Änderungen vorbehalten
Sales +49 (0)9131 / 7 31579
Fax +49 (0)9131 / 7 34654
Subject to change.
Printed in the Federal Republic of Germany
AG 02.99 0.5 PB De-En
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Die Überspannungsbegrenzer 3EF3 sind Innenraumgeräte.
Sie sind für den Einsatz in Kabelnetzen zum
Schutz von Hochspannungsmotoren bestimmt.
Bei Schaltgeräten, deren Schaltstrecke sich nach dem
Nulldurchgang äußerst schnell wieder verfestigt, kann
es zur Bildung von Überspannungen kommen.
Die Überspannungsbegrenzer 3EF3 verhindern, daß
diese Überspannungen so hoch werden, daß sie die
Wicklungen von Hochspannungsmotoren und Trockentransformatoren
gefährden.
Jede anderweitige Nutzung ist unzulässig, sofern nicht
dafür die ausdrückliche Zustimmung der Siemens AG
eingeholt wurde.
Surge limiters 3EF3 are indoor apparatus. They are
used in cable networks to protect H.V. motors.
With switchgear, whose insulating capacity is re-established
extremely fast after the wave has passed zero,
surge voltages can occur.
The surge limiter 3EF3 prevents these surge voltages
from reaching values which could endanger the windings
of H.V. motors and H.V. dry-type transformers.
Any other use is forbidden, unless the express consent
of Siemens AG has been obtained.
05 Vorschriften und Bestimmungen 05 Standards and specifications
Der Überspannungsbegrenzer 3EF3 entspricht folgenden
Vorschriften und Richtlinien:
– DIN VDE 0675 Teil 4/05.95:
Richtlinien für Überspannungsschutzgeräte „Ventilableiter
für Wechselstromnetze“
– DIN VDE 0675 Teil 2/8.75
Überspannungsschutzgeräte: „Anwendung von Ventilableitern
für Wechselstromnetze“
– IEC Publikation 99-1 (1991):
Non-linear resistor type arresters for AC systems
3EF3 surge limiters conform to the following specifications
and guidelines:
– DIN VDE 0675 part 4/05.95:
Guiding principles for overvoltage protective „Nonlinear
resistor-type lightning arresters for alternating
voltage networks“.
– DIN VDE 0675 part 2/8.75
Guiding principles for overvoltage protective devices
„Use of non-linear resistor-type lightning arresters for
alternating voltage networks“.
– IEC Publikation 99-1 (1991):
Non-linear resistor type arresters for AC systems
10 Technische Daten 10 Technical Data
Die Notwendigkeit der Verwendung von Überspannungsbegrenzern
wird bei Siemens-Schaltgeräten in der Betriebsanleitung
angegeben. Es handelt sich um Schaltgeräte,
die auf Grund ihres Löschprinzips unter besonderen
Verhältnissen Schaltüberspannungen erzeugen
können, die begrenzt werden müssen. Solche Geräte
können Vakuumschütze und bestimmte Gas-Schalter
sein.
The requirement for using surge limiters in connection
with Siemens switchgear is mentioned in the operating
instructions. There are switchgear types which – due to
their extinguishing method – may produce switching
overvoltages in special situations, which have to be
limited. For instance vacuum contactors and certain
gas-type breakers can be of that switchgear type.
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Typ
Type
3EF3 072–0 3EF3 120–0 3EF3 120–1
Bemessungsspannung U r (Effektivwert)
Rated voltage Ur (r.m.s. value) 7.2 kV 12 kV 12 kV
Dauerspannung Uc
Continous operating voltage Uc
100 %-Ansprech-Blitzstoßspannung U as100 (Welle 1,2/50)
Standard lightning impuls sparkover voltage Uas100
(wave 1,2/50)
Restspannung bei Stoßstrom 0,5 kA (Welle 8/20)
Residual voltage at 0,5 kA impulse current (wave 8/20)
Gewicht
Weight
Anschluß mit Gewindebolzen an Erdseite
Connection with threaded bolts on earth side
6.1 kV 10.2 kV 8.2 kV
15 kV 25 kV 20 kV
15 kV 25 kV 20 kV
ca. 4 kg ca. 5 kg ca. 5 kg
M10 M10 M10
Die Bemessungsspannung ist die höchste zulässige
betriebsfrequente Spannung, die im Erdfehlerfall am
Einbauort des Überspannungsbegrenzers auftreten darf.
Die Dauerspannung ist die höchste dauernd zulässige
betriebsfrequente Spannung gegen Erde, die im Betrieb
am Einbauort des Überspannungsbegrenzers auftreten
darf.
Hinweis
– Ist das Kabelnetz mit Freileitungen verbunden,
muß an jeder Übergangsstelle ein Satz
Überspannungsableiter, z. B. die Siemens-
Fabrikate 3EK... oder 3EG..., eingebaut sein.
– Soll das Isoliervermögen einer Anlage, welche
Überspannungsbegrenzer enthält, mit
Wechselspannung oder Stoßspannung geprüft
werden, vorher sämtliche eingebauten
Überspannungsbegrenzer entfernen, weil sie
sonst zerstört werden.
The rated voltage is the max. permissible power-frequency
voltage which may occur at the mounting position
of the limiter in case of earth fault.
The continuous operating voltage is the max. continuously
permissible power-frequency voltage to earth which
may occur at the mounting position of the limiter during
service.
Note
– If the cable network is connected to overhead
lines, a set of lightning arresters has to
be installed at each transition point, e.g.
Siemens type 3EK... or 3EG....
– If the insulating capacity of a switchboard
equipped with surge limiters is to be tested
with impulse withstand and power frequency
voltage, remove all installed surge limiters
before as they will be destroyed otherwise.
2
1
5
3EF3 120-1
I N 1 kA
U C 10,2 kV
PR - CL. A
U R 12 kV
K1999
4
3
7
6
1 Typ
2 Hersteller
3 Kurzzeichen für Herstellerwerk (K=Schaltwerk Hochspannung
Berlin) und Baujahr
4 Bemessungsspannung
5 Nennableitstoßstrom
6 Dauerspannung
7 Druckentlastungsklasse
1 Type
2 Manufacturer
3 Abbreviation of factory (K=Schaltwerk Hochspannung Berlin)
and year of manufacture
4 Rated voltage
5 Nominal discharge current
6 Continous operating voltage
7 Pressure-relief class
Fig. 1 Leistungsschild Fig. 1 Rating plate
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l
15 Aufbau und Wirkungsweise 15 Design and mode of operation
Die äußere Hülle des Überspannungsbegrenzers 3EF3
besteht aus einem Isolierstoffrohr. Der elektrisch aktive
Teil des Gerätes setzt sich aus in Reihe geschalteten
spannungsabhängigen Metalloxid-Widerständen zusammen
und ist in dem Isolierstoffrohr untergebracht.
Das Isolierstoffrohr ist auf der einen Seite durch einen
Deckel und auf der anderen Seite durch eine Aluminiumkappe
mit Druckentlastungseinrichtung verschlossen.
Für den elektrischen Anschluß sind zwei aus dem Gerät
hervorstehende Gewindebolzen M10 vorhanden.
The 3EF3 surge limiter is enclosed by a tube of insulating
material. Its electrical part consists of a spark-gap in
series with a non-linear series resistor. The tube is
closed off by a cover at one end and by an aluminium
cap with pressure relief device at the other. Two M10
terminals are used.
The insulating tube is closed on one side by a lid and on
the other side by an aluminium cap with pressure-relief
device.
For electrical connection, there are two M10 threaded
bolts which project from the device.
4
5
2
1
3
4
1 Isolierstoffrohr
2 Deckel
3 Aluminiumkappe mit Ausblasöffnung
4 Beidseitiger Gewindeanschluß M10 mit Mutter, Federring
und Scheibe
5 Gegenelektrode („Lichtbogenhorn“)
1 Insulating tube
2 Lid
3 Aluminium cap with expulsion aperture
4 M10 screw connection with nut, spring washer and plain
washer at both ends
5 Counter electrode (arcing horn)
Fig. 2 Überspannungsbegrenzer 3EF3 Fig. 2 Surge limiter 3EF3
Die Funkenstrecke hat eine niedrige Ansprechspannung
und trennt im Normalbetrieb den spannungsabhängigen
Widerstand vom Netz.
Als Widerstand werden Metalloxid-Varistoren mit einer
sehr stark gekrümmten Strom/Spannungskennlinie verwendet.
Mit größer werdender Spannung verringert sich
der Widerstandswert weit überproportional und steigt
mit kleiner werdender Spannung wieder stark an. Durch
diese beim MO-Varistor besonders ausgeprägte Eigenschaft
werden ein niedriger Schutzpegel und eine große
Stabilität im Dauerbetrieb gewährleistet.
Der Überspannungsbegrenzer 3EF3 kann trotz seines
hohen Energieaufnahmevermögens in seltenen Fällen
überlastet werden.
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The spark-gap, which has a low sparkover voltage,
isolates the non-linear resistor in normal operation.
Metal-oxide varistors with a very sharply curved current
/ voltage characteristic are used as resistor. With increasing
voltage, the resistance decreases superproportionally
and increases again sharply with decreasing
voltage. This especially pronounced property of the MO
varistor assures a low protective level combined with a
high degree of stability under continuous operating conditions.
Despite its high energy absorption capacity the 3EF3
limiter can be overloaded in rare cases, such as the
occurrence of intermittent earth faults.
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Der bei größerer Überbeanspruchung im Innern des
Überspannungsbegrenzers entstehende Lichtbogen erzeugt
einen Überdruck, welcher die eingebaute Bruchmembran
aufreißt und durch die sich ergebende Druckentlastung
das Isolierstoff-Gehäuse vor Druckbeschädigung
schützt.
Das Auftreten des Lichtbogens ist ein eindeutiges Erkennungsmerkmal
für einen Ausfall des Überspannungsbegrenzers.
Die bei der Druckentlastung ausströmenden Gase werden
durch die Form der Aluminiumkappe nach außen
gelenkt. Dadurch kommt es zwischen der Aluminiumkappe
und der Gegenelektrode zu einer Lichtbogenzündung.
Der Lichtbogen brennt solange, bis der Stromkreis durch
die vorgeschaltete Überstrom-Schutzeinrichtung abgeschaltet
wird.
Der Überspannungsbegrenzer bildet nach der Druckentlastung
einen dauernden Kurzschluß. Durch Überlastung
ausgefallene Überspannungsbegrenzer (erkennbar
durch Abbrandmarkierungen an Aluminiumkappe
und Gegenelektrode) auswechseln. Reparaturen sind
nicht möglich.
The arc developing inside the unit under such conditions
produces a pressure which is relieved through the
built-in rupture diaphragm so that the tube is not damaged.
Das Auftreten des Lichtbogens ist ein eindeutiges Erkennungsmerkmal
für einen Ausfall des Überspannungsbegrenzers.
The gases escaping on response of the relief diaphragm
are diverted outwards by virtue of the shape of the
aluminium cap. As a result, arc initiation occurs between
the aluminium cap and the counter electrode.
The arc burns until the circuit is broken by the upstream
overcurrent protective device.
After pressure relief the surge limiter forms a permanent
short-circuit. Limiters that have failed in this way (as
shown by arc erosion marks on the aluminium cap and
counter electrode) must be replaced, as they cannot be
repaired.
20 Montage 20 Installation
Vor dem Einbau folgende Punkte beachten:
Important note: Note the following before installing
Warnung
Bei Nichteinhaltung der Sicherheitshinweise
können Tod, schwere Körperverletzungen
sowie erhebliche Sachschäden die Folge
sein.
Vor Beginn der Arbeiten:
Warning
Non-compliance with safety regulations can
result in death, severe personal injury and
substantial property damage.
Before any work starts:
• Freischalten • Switch off and isolate
• Gegen Wiedereinschalten sichern • Secure against reclosing
• Spannungsfreiheit feststellen • Verify that equipment is dead
• Erden und Kurzschließen • Earth and short circuit the equipment
• Benachbarte, unter Spannung stehende
Teile abdecken oder abschranken.
Eine Überlastung des Überspannungsbegrenzers
ist nicht auszuschließen. Dabei
kann es zum Austreten des Lichtbogens
kommen.
Eine mögliche Personengefährdung muß durch
geeignete Wahl des Einbauortes sicher ausgeschlossen
werden.
– Die Überspannungsbegrenzer 3EF3 dürfen nur in
Innenanlagen eingebaut werden.
• Cover or fence off nearby live parts.
Overloading of a surge limiter caused by
inter- mittent earth faults cannot be ruled
out. Arcing effects outside the unit may
then occur. This must be taken into account
when installing a limiter.
Any danger to persons must be avoided by
choice of suitable installation location.
– The surge limiters 3EF3 are for indoor use only.
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– Die Überspannungsbegrenzer können in beliebiger
Lage eingebaut werden.
– Der Überspannungsbegrenzer darf nicht als Stützer
verwendet werden, eine Seite muß flexibel angeschlossen
werden. Maximales Anzugsmoment 20 Nm.
Hinweis
Eine unsachgemäße Funktionsüberprüfung
kann zur Gefährdung des Überspannungsbegrenzers
führen. Eine Überprüfung ist
nur mit Spezialgeräten möglich und sollte
darum nur im Herstellerwerk erfolgen.
Beim Einbau der Überspannungsbegrenzer darauf achten,
daß die Mindestabstände von Spannung führenden
Teilen gegeneinander oder gegen geerdete Teile
nach DIN VDE 0101 nicht unterschritten werden.
– The surge limiter can be mounted in any position.
– The surge limiter must not be used as a post insulator
and must be flexibly connected at one end. Max.
tightening torque: 20 Nm.
Note
Checking of the sparkover voltage, which
is only possible with special devices, may
cause damage to the surge limiter and
should therefore be carried out by the manufacturer.
When mounting the surge limiters, make sure that the
minimum distances between live parts and to earthed
parts are not less than stated in DIN VDE 0101.
1
3
2
4
1 Schalter oder Schütz
2 Überspannungsbegrenzer
3 Kabel
4 Hochspannungsmotor
1 Breaker or contactor
2 Surge limiter
3 Cable
4 HV motor
Fig. 3 Schaltbild zum Einbau von Überspannungsbegrenzern Fig. 3 Wiring diagram for mounting surge limiters
25 Entsorgung von Innenraum- und
Freiluft-Ableitern
Der Überspannungsbegrenzer ist ein umweltverträgliches
Erzeugnis.
Der Wiederverwendung der Materialien ist bei der Entsorgung
der Vorzug zu geben. Die Entsorgung des
Ableiters ist auf der Grundlage der bestehenden Rechtsvorschriften
umweltverträglich möglich.
Bestandteile sind die folgenden Werkstoffe: Stahl, Kupferlegierungen,
Aluminium, Gießharz- bzw. gießharzgetränkte
Gewebeteile, glasfaserverstärkte Kunststoffe,
Gummiwerkstoffe als Dichtungsmaterialien, Keramik
(Porzellan, Metalloxid).
25 Disposal of indoor and outdoor limiters
The surge limiter is an environmentally compatible product.
In disposal, priority must be given to reuse of the materials.
Environmentally acceptable disposal of the arrester
is possible in line with current legislation.
The following materials have been used to make up the
device: Steel, copper, aluminium, PTFE, cast resin or
cast-resin-impregnated fabric, glass-fibre-reinforced
plastics, rubbers for sealing, ceramics (porcelain, metal
oxide).
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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.
The device can be recycled as mixed scrap, or, if it is
dismantled as far as possible, in a more environmentally
acceptable way as sorted scrap with a mixed-scrap
residual portion.The arrestor resistors of metal oxide
(MO) should be disposed of as industrial waste similar
to domestic garbage (not as building rubble).
In as-supplied-by-Siemens state, the device incorporates
no hazardous substances in the sense of the
pertinent regulations in Germany. If the device is to be
operated outside Germany, the locally applicable laws
and regulations must be followed.
Local customer support offices will be able to answer
any questions concerning disposal.
30 Instandhaltung 30 Maintenance
Die Überspannungsbegrenzer sind wartungsfrei.
Durch Überlastung ausgefallene Überspannungsbegrenzer
müssen ausgewechselt werden. Eine Instandsetzung
ist nicht möglich.
The surge limiters are maintenance-free.
Surge limiters which have failed as a result of overload
must be replaced with new ones. Repair is not possible.
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