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Gepresster Isolierteil aus Glas
Die Erfindung bezieht sich auf Isolierteile, die aus Glas gepresst werden und die beispielsweise bei Isolatorenanordnungen, die zum Tragen von Hochspannungskraftleitungen bestimmt sind, Verwendung finden. Die Erfindung hat Isolierteile jener Form zum Gegenstand, bei der ein hohler Kopfteil von einem sich radial ausbreitenden Mantelteil umgeben ist. In den hohlen. Xopfteil wird üblicherweise ein Zapfen einzementiert und aussen über den Kopf eine Metallkappe angebracht, die mit einer Öffnung zur Aufnahme eines freien Zapfenendes versehen ist, so dass mehrere solcherart ausgerüstete Isolierteile zu einer Isolatorenanordnung vereinigt werden können.
Es ist bekannt, solchen Isolatorenanordnungen Kondensatoren zuzuordnen, die eine Beeinflussung der Potentialverteilung längs der Kette bewirken sollen.
So wurde beispielsweise vorgeschlagen, die Hilfskondensatoren in die Fittinge einzubauen, welcher Vorschlag jedoch nicht sehr zweckmässig ist, weil zusätzlich Verbindungen zur Zusammenschaltung der Kondensatoren erforderlich sind. Ein anderer Vorschlag zielt darauf ab, die durch das Vorhandensein von Erdkapazitäten verursachte unregelmässige Spannungsverteilung längs einer Isolatorenkette dadurch zu beseitigen, dass in jedem Abschnitt der Kette eine in bezug auf die Erdkapazität grosse Kapazität vorgesehen ist, die im Inneren des hohlen mit Zement gefüllten Gehäuses, das einen Teil der Verbindungsfittinge bildet, untergebracht werden soll. Auch bei dieser Anordnung sind zusätzliche Leitungsverbindungen erforderlich, die eine unerwünschte Komplikation bedeuten.
Ein weiterer Vorschlag, der ebenfalls den Effekt der Spannungsverteilung auf Grund der Kapazitäten zwischen den metallischen Fittings (zum Verbinden der Isolierteile) gegen Erde und ebenso der Kapazitäten zwischen den metallischen Verbindungsstücken betrifft, versucht die Schwierigkeiten durch Vergrösserung der inneren Kapazität über jede isolierende Einheit der Kette in Gruppen von Einheiten gegegenüber der Hochspannungsleitung zu überwinden. Die Kapazitätsvergrösserung wird dadurch verwik- licht, dass Paare metallischer Ringe über und unter den Mänteln der isolierenden Teile angeordnet sind, die in ihrer Lage durch aufgebogene innere Ränder, welche in den Zement innerhalb und ausserhalb des Kopfes des Isolierteiles eingesetzt sind, festgehalten werden.
Diese Ringe für die Hilfskapazität sind nicht ein wesentlicher Teil des Isolierstücke, sondern sie werden erst später auf die Isolierstücke aufgesetzt, wenn sie mit Hilfe der zwischenliegenden metallischen Kappe-Zapfenverbinder verbunden werden. Sie sind also der Witterung direkt ausgesetzt und sie unterliegen ebenso wie die übrigen Teile der Isolatorenanordnung der Verschmutzung, wodurch ihre Wirkung sehr beeinträchtigt wird.
Die Erfindung bezweckt, nicht nur die Nachteile bekannter Konstruktionen zu vermeiden, sondern sie hat auch die Lösung eines anderen Problemes zum Gegenstand. Bisher wurden Kondensatoren nur vorgesehen, um den Verschiebungseffekt des kapazitiven Widerstandes zwischen Isolatoreneinheit/Erde und Isolatoreneinheit/Kraftleistung längs der Kette zu vermeiden.
Demgegenüber zielt die Erfindung darauf ab, die im Betrieb zwischen den Enden einer Isolatorenanordnung vorhandene Potentialdifferenz,'die sich infolge von Witterungseinflüssen und durch Verschmutzung der einzelnen Isolatoren der Anordnung unter Umständen so ungleichmässig verteilen kann, dass es zu einem Überschlag kommt, auch in ungünstigen Fällen wenigstens angenähert gleichmässig auf die einzelnen Isolatoren zu verteilen und dadurch Überschläge zu verhindern.
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Ein derartiger Isolierteil, der, wie bereits erwähnt, aus einem hohlen Kopf und einem sich um denselben radial erstreckenden Mantel besteht und mit einer den Kopf umschliessenden Kappe aus elektrisch leitendem Material sowie mit einem im Kopf eingebetteten Zapfen, ebenfalls aus leitendem Material, ausgerüstet ist, damit die Isolierteile miteinander zu Isolatorenanordnungen verbunden werden können, und bei dem die Decke des Kopfes zwischen der Kappe und dem Zapfen als dielektrisches Element vorgesehen ist, das mit der Kappe und dem Zapfen einen vollständigen Kondensator bildet, ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass die Decke des Kopfes eine solche Dicke aufweist,
dass die Impedanz des vollständigen Kondensators nicht grösser ist als der kleinste Oberflächenwiderstand des Mantels zwischen der Kappe und dem zugehörigen Zapfen unter atmosphärischen Bedingungen.
Die Vorteile, die sich aus der erfindungsgemässen Anordnung ergeben, sind vor allem darin zu sehen, dass der Kondensator in der Fabrik bereits genau dimensionierbar ist und keinen zusätzlichen Raum beansprucht. Ausserdem ist er in der Decke des Kopfes gänzlich gegen Witterungseinflüsse und gegen das Verschmutzen geschützt, so dass er stets den gleichen Wert behält.
Die erfindungsgemässe Isolatoreneinheiten eignen sich infolge ihrer zweckmässigen Bauform sowohl zur Bildung von Ketten- als auch Stabisolatorenanordnungen, wobei die Einheiten in einem Falle, wie bei Kettenisolatoren an sich bekannt, gelenkig miteinander verbunden sind, im andern Fall, wie bei Hängeisolatoren an sich bekannt, mit einer Kappe, die einen vollständigen Zapfen aufweist, ausgerüstet sind, der jeweils in den hohlen Kopf eines folgenden Isolierteiles einzementiert ist.
Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nachstehend drei bevorzugte Ausführungsbeispiele derselben an Hand der schematischen Zeichnungen beschrieben. Darin zeigt Fig. 1 im Vertikalschnitt einen Isolator, der einen erfindungsgemässen Isolierkörper aufweist. Fig. 2 zeigt ebenfalls im Vertikalschnitt eine starre Anordnung von Isolatoren mit erfindungsgemässen Isolierkörpern. Fig. 3 zeigt wieder im Vertikalschnitt einen Isolator mit einer abgeänderten Form eines erfindungsgemässen Isolierkörpers.
In den Zeichnungen sind mit gleichen Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Teile bezeichnet.
Nach Fig. 1 ist ein Isclierkörper 1 aus Glas erhöhter Zähigkeit in der üblichen bekannten Form vorgesehen, der aus einem hohlen Kopf 2 und einem auswärtsgerichteten Mantel 3 besteht, der abwärtsgerichtete Rippen 4 aufweist.
Die Wandstärke des Kopfes 2 nimmt längs seiner Seitenwand von dem Übergang zwischen der Seitenwand des Kopfes 2 in dem Mantel 3 bis zur Decke 5 des Kopfes allmählich ab. Die Decke ist flach und hat eine einheitliche Stärke von etwa 6 mm, so dass die Decke des Kopfes des Isolierkörpers das Dielektrikum eines Kondensators von der erforderlichen Kapazität bildet.
Auf dem Kopf 2 ist eine elektrisch leitende metallische Kappe 6 aufzernemiert. In dem Kopf 2 ist ein elektrisch leitender hletallzapfen 7 einzementiert. Der freiliegende Kopf 8 des einem benachbarten Isolierkörper zugeordneten Zapfens 7 wird mittels einer Klemme 10 in Form einer W-Feder in der Nut 9 gehalten, die sich horizontal in der Kappe 6 erstreckt. Die Klemme 10 hat einspringende Enden, die entsprechende Vorsprünge der Nut 9 in bekannter Weise elastisch umgreifen, so dass eine Isolatorenkette hergestellt werden kann, deren Isolatoren mittels Kappe und Zapfen gelenkig miteinander verbunden sind.
Im Betrieb ist der Kopf 2 des Isolierkörpers 1 daher von der ihn umgebenden Kappe 6 abgeschirmt und vor den Witterungseinflüssen geschützt.
Die Isolierkörper der Isolatoren einer so ausgebildeten Kettenisolatorenanordnung sind mittels Kappe und Zapfen elektrisch miteinander verbunden. Der verwendete Zement hat eine genügend hohe elektrische Leitfähigkeit, um jeden Isolierkörper in elektrische Verbindung mit der ihm zugeordneten Kappe bzw. Zapfen zu bringen und die Platten eines Kondensators zu bilden, dessen Dielektrikum von dem Kopf des Isolierkörpers gebildet wird.
Die elektrische Leitfähigkeit der zementierten Verbindung und die Bildung des Kondensators kann jedoch auch durch Metallisierung der Oberflächen des Kopfes erzielt werden, indem diese z. B. mit Aluminium gespritzt und diese metallisierten Flächen mit den Zement durchsetzenden Leitern, z. B. Drähten, mit der Kappe bzw. dem Zapfen verbunden werden.
Gemäss Fig. 2 sind eine Reihe von Isolatoren, deren Isolierkörper 1 Köpfe von einer einheitlichen Wandstärke von etwa 6 irm haben, mittels der einstückigen, metallischen, elektrisch leitenden Verbin- der 11 jedes Isolators zu einer starren Stabisolatoren-Anordnung vereinigt. Jeder dieser Verbinder besteht aus einem in dem Kopf eines Isolierkörpers eines Isolators einzementierten hohlen Zapfen 12 und einer auf den Kopf des Isolierkörpers eines darauffolgenden Isolators aufzementierten Kappe 13, die mit dem Zapfen 12 ein Stück bildet.
Auf dem Kopf des Isolierkörpers des Isolators am oberen Ende der Anordnung ist eine Kappe 6 aufze-
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montiert. In dem Kopf des Isolierkörpers des Isolators am unteren Ende der Stabanordnung ist ein Zapfen 7 einzementiert. Es können daher mehrere dieser Anordnungen gelenkig zu einer Mehrfachanordnung verbunden werden. Derartige Mehrfachanordnungen können in bestimmten Fällen vorteilhaft sein, weil sie infolge ihrer gelenkigen Ausbildung dem Seitenwinddruck besser gewachsen sind als vollkommen starre Anordnungen.
Der Ersatz der aus einer besonderen Kappe und einem besonderen Zapfen bestehenden Verbinder gemäss den Darstellungen in der Fig. l oder 3 durch einstückige metallische Verbinder 11, wie sie in Fig. 2 dargestellt sind, für die Verbindung aufeinanderfolgender Isolierkörper bewirkt eine beträchtliche Längenersparnis.
In der in Fig. 3 gezeigten abgeänderten Form des Isolierkörpers hat die Decke 5 des Kopfes 2 die Form einer halbkugelförmigen, dünnen Kuppe, die eine Stärke von etwa 6 mm besitzt und in dem diesen Isolierkörper aufweisenden Isolator das Dielektrikum eines Kondensators der erforderlichen Kapazität bildet.
Isolatoren, die diese Form des Isolierkörpers aufweisen, können, wie vorstehend beschrieben, gelenkig oder starr bzw. zu einer Mehrfachanordnung miteinander verbunden werden.
Die erforderliche Kapazität der Kondensatoren ist u. a. von der Spannung der Leitung und der Anzahl der in einer Anordnung zu verwendenden Isolatoren abhängig und sie wird so gewählt, dass die Impedanz des Kondensators nicht grösser ist als der kleinste Oberflächenwiderstand des Mantels zwischen Kappe und zugehörigen Zapfen unter atmosphärischen Bedingungen. Die Kapazität der Kondensatoren soll ferner so bemessen sein, dass sie bei der normalen Betriebsspannung das Fliessen eines Ableitungsstromes in der Grössenordnung von 0,5 bis 1, 0 mA gestatten.
Die Erfindung ermöglicht die Bildung einer Isolatorenanordnung, in der die Verteilung der auf die Spannung der Leitung, die von der Anordnung getragen wird, zurückzuführenden Potentialdifferenz auf die Isolatoren der Anordnung in höherem Masse stabilisiert wird, als dies bisher möglich war. Ein derar- tiger Grad der Stabilisierung ist sehr wertvoll, wenn die Spannung der Leitung so hoch ist, dass der auf jeden Isolator entfallende Anteil der Potentialdifferenz nahe an die maximale Belastbarkeit des Isolators herankommt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Gepresster Isolierteil aus Glas, welcher einen hohlen Kopf, einen sich um den Kopf radial ausbreitenden Mantel, einen elektrisch leitenden, im Kopf befestigten Zapfen und einer elektrisch leitenden, den Kopf umschliessenden Kappe besteht und die Kappe und der Zapfen zur Kupplung der Isolierteile zu einer Isolatorenanordnung, die zum Tragen einer Hochspannungskraftleitung bestimmt ist, dienen und die Decke des Kopfes zwischen der Kappe und dem Zapfen als dielektrisches Element wirkt, das mit der Kappe und dem Zapfen einen vollständigen Kondensator darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass die Decke des Kopfes eine solche Dicke aufweist, dass die Impedanz des vollständigen Kondensators nicht grösser ist als der kleinste Oberflächenwiderstand des Mantels zwischen der Kappe und dem zugehörigen Zapfen unter atmosphärischen Bedingungen.