Siemens 3EK7 User Manual

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Siemens 3EK7 User Manual

3EK7 Medium Voltage

Silicone Insulated Surge Arresters

Answers for energy.

Setting new Standards

The 3EK7‘s mechanical features:

Glass-collared MOV,

Silicone rubber housing,

FRP rods and

Aluminium end fittings.

Three types of 3EK7 surge arresters are available:

3EK7…-. C .. surge arresters according to IEC 60099-4 with metric thread,

3EK7...-. A .. surge arresters according to IEEE Std C 62.11 with imperial thread.

For special applications:

3EK7...-. B .. surge arresters according to IEEE Std C 62.11 with metric thread.

The new 3EK7 surge arrester from Siemens offers superior protection against power surges for the equipment in electrical distribution systems with operating voltages of up to 72.5 kV. Besides being highly resistant to environmental pollution of all kinds, its performance in dealing with earth faults and its excellent short-circuit ratings are setting entirely new standards. The silicone on the new 3EK7 surge arrester refuses to allow any deposits of pollution or films of moisture to form on it. Thus, surface currents caused by pollution will virtually not occur. The 3EK7 arrester is also very lightweight, robust and durable, due to its special cage design.

2

3EK7 Design

M12 or 3/8 inch stainless steel stud

Nut, washer

Clamp

End fitting

Silicone housing, directly molded

Metal oxide varistor MOV

Glass coating

FRP rods

End fitting

Nut, washer

M12 or 3/8 inch stainless steel stud

3EK7 a top quality product

Secure and reliable design

Fast delivery

 

 

 

The silicone rubber (SR) housing is molded directly onto the MOV blocks and the protection cage. It provides an excellent sealing system against moisture ingress and partial discharges. In addition, the MOV blocks are glass-collared to prevent aging. Highest quality materials. SR is highly hydrophobic and maintains this ability to repel water and any deposits of pollution throughout its entire service life. This results in high tracking and erosion resistance. Furthermore, the SR housing is self-extinguishing and flame-retardant. These advantages provide maintenance free and reliable service life for 3EK7 arresters. Manufacturing plants are certified under ISO 9001 and ISO 14001.

3EK7 arresters have been type tested by an independent test laboratory.

The 3EK7 series is based on a cage

of pre-stressed fiber-reinforced plastic rods for high mechanical strength, reducing the risk of internal components being ejected. In the extremely rare event of the resistors being overloaded, arcing cannot result in a build-up of critical internal pressure, since the resistors are not enclosed in a sealed mechanical shell. Thus, the arc can escape through the silicone sheath, leaving the mechanical support structure of the enclosure unharmed. The cage is lightweight design and yet it offers excellent torsional, tensile and cantilever strength: Maximum working cantilever strength of 350 Nm.

SR is resistant to UV and ozone exposure as well as to all common organic and non-organic solvents and cleaning agents. Therefore, the 3EK7 is suitable for any environmental conditions of industrial areas as well as in desert or coastal regions.

3EK7 arresters are suitable for a temperature range from –55° C to +50° C. Application altitude up to

3600 m a.s.l.

Flexibility in production and in our global network of service and sales facilities provide fast and prompt supply e. g. shipment ex stocks within six days after your order has been received for the surge arresters marked with asterisk (*) (Refer to table on page 4 and 6).

3

3EK7 Arresters According to IEC 60099-4 Selection and Main Data

Voltage per unit Ur

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Preheating to 40° C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Preheating to 60° C and stressing

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

with rated energy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.05

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.95

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.85

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.1

 

 

1

10

 

 

100

 

 

 

 

 

 

1000 Time in seconds

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Table 1: IEC power-frequency voltage versus time characteristic

 

 

 

 

 

 

Nominal discharge current In

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 kA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 kA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Maximum continous operating voltage Uc

 

 

 

 

 

 

 

48 kV

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

48 kV

Rated voltage Ur

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60 kV

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60 kV

Long duration current impulse

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150 A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

325 A

High current pressure relief

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20 kA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20 kA

Low current pressure relief

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

600 A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

600 A

High-current impulse

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

65 kA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100 kA

Maximum permisible static service load

 

 

 

 

 

 

 

280 Nm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

350 Nm

Maximum permisible service load (MPSL)

 

 

 

 

 

 

 

400 Nm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

500 Nm

Energy absorption capability

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 kJ/kV Ur

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.5 kJ/kV Ur

Table 2: 3EK7 arrester main data

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Highest

 

Rated

Solidly earthed

 

Isolated neutral

Impedance earthed

 

Resonant earthed

voltage

lightning

 

neutral system

 

 

 

 

system

 

 

neutral system

 

neutral system

for

impulse

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

equipment

withstand

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Um

voltage

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[kV]

 

[kV]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.75

 

 

30; 45; 60

 

3EK7 030-.C..

 

3EK7 050-.C..

 

 

 

3EK7 030-.C..

 

3EK7 050-.C..

 

 

 

 

 

 

 

 

3.6

 

 

20; 40

 

3EK7 030-.C..

 

3EK7 050-.C..

 

 

 

3EK7 030-.C..

 

3EK7 050-.C..

5.5

 

 

45; 60; 75

 

3EK7 050-.C..

 

3EK7 090-.C..

 

 

 

3EK7 060-.C..

 

3EK7 090-.C..

7.2

 

 

40; 60

 

3EK7 060-.C..

 

3EK7 090-.C..

 

 

 

3EK7 090-.C..

 

3EK7 090-.C..

8.25

 

 

60; 75; 95

 

3EK7 090-.C..

 

3EK7 105-.C..

 

 

 

3EK7 090-.C..

 

3EK7 105-.C..

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3EK7 090-.C..

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

60; 75; 95

 

 

 

 

 

 

or

 

3EK7 150-.C..

 

 

 

3EK7 120-.C..

 

3EK7 150-.C..

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3EK7 105-.C..

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15.5

 

 

75

 

 

 

3EK7 120-.C..

-

 

 

 

 

 

 

3EK7 150-.C..

 

-

15.5

 

 

85; 110

 

3EK7 120-.C..

 

3EK7 210-.C..

 

 

 

3EK7 150-.C..

 

3EK7 210-.C..

17.5

 

 

75

 

 

 

3EK7 150-.C..

-

 

 

 

 

 

 

3EK7 180-.C..

 

-

17.5

 

 

95

 

 

 

3EK7 150-.C..

 

3EK7 220-.C..

 

 

 

3EK7 180-.C..

 

3EK7 220-.C..

24

 

 

95

 

 

 

3EK7 210-.C..

-

 

 

 

 

 

 

3EK7 240-.C..

 

-

24

 

 

125; 145

 

3EK7 210-.C..

 

3EK7 300-.C..

 

 

 

3EK7 240-.C..

 

3EK7 300-.C..

25

 

 

125; 145

 

3EK7 210-.C..

 

3EK7 315-.C..

 

 

 

3EK7 250-.C..

 

3EK7 315-.C..

27

 

 

95

 

 

 

3EK7 210-.C..

-

 

 

 

-

 

-

27

 

 

125

 

 

3EK7 210-.C..

-

 

 

 

 

 

 

3EK7 270-.C..

 

-

27

 

 

150

 

 

3EK7 210-.C..

 

3EK7 360-.C..

 

 

 

3EK7 270-.C..

 

3EK7 360-.C..

30

 

 

160

 

 

3EK7 240-.C..

 

3EK7 390-.C..

 

 

 

3EK7 300-.C..

 

3EK7 390-.C..

36

 

 

145

 

 

3EK7 300-.C..

-

 

 

 

 

 

 

3EK7 360-.C..

 

-

36

 

 

170

 

 

3EK7 300-.C..

 

3EK7 450-.C..

 

 

 

3EK7 360-.C..

 

3EK7 450-.C..

38

 

 

125

 

 

3EK7 300-.C..

-

 

 

 

-

 

-

38

 

 

150

 

 

3EK7 300-.C..

-

 

 

 

 

 

 

3EK7 390-.C..

 

-

38

 

 

200

 

 

3EK7 300-.C..

 

3EK7 480-.C..

 

 

 

3EK7 390-.C..

 

3EK7 480-.C..

40.5

 

 

190

 

 

3EK7 315-.C..

 

3EK7 510-.C..

 

 

 

3EK7 420-.C..

 

3EK7 510-.C..

48.3

 

 

150

 

 

3EK7 390-.C..

-

 

 

 

-

 

-

48.3

 

 

200

 

 

3EK7 390-.C..

-

 

 

 

 

 

 

3EK7 480-.C..

 

-

48.3

 

 

250

 

 

3EK7 390-.C..

 

3EK7 600-.C..

 

 

 

3EK7 480-.C..

 

3EK7 600-.C..

52

 

 

250

 

 

3EK7 420-.C..

-

 

 

 

 

 

 

3EK7 540-.C..

 

-

72.5

 

 

325

 

 

3EK7 570-.C..

-

 

 

 

-

 

-

Table 3: Typical 3EK7 arresters for system voltages according to IEC 60099-4

Rated

Continuous

Arrester

 

 

operating

 

 

voltage Ur

part number

 

 

voltage Uc

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 kA

 

 

 

 

8/20 µs

[kV]

[kV]

 

 

[kV cr]

3

 

3EK7 030 -2CB4

 

7.0

2.4

 

6

4.8

3EK7 060 -2CB4

 

14.0

9*

7.2

3EK7 090 -2CB4

 

20.9

10.5*

8.4

3EK7 105 -2CB4

 

24.4

12*

9.6

3EK7 120 -2CC4

 

27.8

15*

12

3EK7 150 -2CC4

 

34.7

18

14.4

3EK7 180 -2CD4

 

41.7

21*

16.8

3EK7 210 -2CD4

 

48.6

24

19.2

3EK7 240 -2CE4

 

55.5

27

21.6

3EK7 270 -2CF4

 

62.6

30

24

3EK7 300 -2CF4

 

69.3

31.5

25.2

3EK7 315 -2CH4

 

72.9

33

26.4

3EK7 330 -2CH4

 

76.4

36

28.8

3EK7 360 -2CH4

 

83.3

39

31.2

3EK7 390 -2CH4

 

90.5

42

33.6

3EK7 420 -2CH4

 

97.4

45

36

3EK7 450 -2CH4

 

104

48

38.5

3EK7 480 -2CK4

 

111

51

41

3EK7 510 -2CK4

 

118

54

43.2

3EK7 540 -2CK4

 

125

57

45.6

3EK7 570 -2CK4

 

132

60

48

3EK7 600 -2CK4

 

139

 

 

 

 

 

Table 4: 3EK7 nominal discharge current 5 kA

Rated

Continuous

Arrester

 

 

operating

 

 

voltage Ur

part number

 

 

voltage Uc

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 kA

 

 

 

 

8/20 µs

[kV]

[kV]

 

 

[kV cr]

3

 

3EK7 030 -4CB4

 

6.6

2.4

 

5

4

3EK7 050 -4CB4

 

10.8

6

4.8

3EK7 060 -4CB4

 

13.0

9*

7.2

3EK7 090 -4CB4

 

19.4

10.5*

8.4

3EK7 105 -4CB4

 

22.8

12*

9.6

3EK7 120 -4CC4

 

25.9

15*

12

3EK7 150 -4CC4

 

32.3

18*

14.4

3EK7 180 -4CD4

 

38.8

21*

16.8

3EK7 210 -4CD4

 

45.3

22*

17.6

3EK7 220 -4CE4

 

47.5

24*

19.2

3EK7 240 -4CE4

 

51.7

25

20

3EK7 250 -4CE4

 

53.9

27

21.6

3EK7 270 -4CF4

 

58.2

30*

24

3EK7 300 -4CF4

 

64.6

31.5

25.2

3EK7 315 -4CH4

 

67.9

33

26.4

3EK7 330 -4CH4

 

71.1

36*

28.8

3EK7 360 -4CH4

 

77.6

39

31.2

3EK7 390 -4CH4

 

84.2

42

33.6

3EK7 420 -4CH4

 

90.7

45

36

3EK7 450 -4CH4

 

97.2

48

38.5

3EK7 480 -4CK4

 

104

50.5*

40.5

3EK7 505 -4CK4

 

107

51

41

3EK7 510 -4CK4

 

110

54

43.2

3EK7 540 -4CK4

 

117

57

45.6

3EK7 570 -4CK4

 

123

60

48

3EK7 600 -4CK4

 

130

 

 

 

 

 

Table 5: 3EK7 nominal discharge current 10 kA

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