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PATENTANSPRÜCHE
1. Hohlisolator aus faserarmiertem Kunststoff für elektrische Hochspannungslagen, insbesondere für solche mit Isolier Druckgasfüllung, dadurch gekennzeichnet, dass in der Faserstoffarmierung (2) mindestens eine Schwachstelle (37) vorgesehen ist.
2. Hohlisolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Unterbruch in der Faserstoffarmierung (2) als Schwachstelle (3) vorgesehen ist.
3. Hohlisolator nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine quer zu seiner Längsachse (4) verlaufende Schwachstelle (3) in der Faserstoffarmierung (2) vorgesehen ist
Die Erfindung betrifft einen Hohlisolator entsprechend dem Oberbegriff des Anspruch 1.
Hohlisolatoren dieser Art sind in der Regel mit SF6 gefüllt.
Sie sind sicherheitstechnisch als Druckgefässe aufzufassen, die beim Explodieren Mensch und Material in der Umgebung gefährden.
Eine Explosion solcher Hohlisolatoren kann, trotz sorgfältiger Vorprüfungen, aus wenigstens einer der nachstehend beispielsweise aufgezählten Ursachen auftreten:
A. Druckerhöhung durch nicht rechtzeitig abgeschaltete innere Störlichtbogen.
B. Rissbildung im Material, insbesondere durch Fabrikationsfehler, wie Porosität und innere Spannungen; durch übermässige Beanspruchung bei Temperaturwechsel und bei ungleichmässiger Temperaturverteilung; durch Zersetzungsprodukte der Gasfüllung, die das Material angreifen; durch häufigen Thermoschock.
C. Äussere Beschädigung durch auftreffende Fremdkörper wie Werkzeuge; durch Seilschläge bei Kurzschluss und dergleichen.
Um das unkontrollierte Explodieren eines Porzellan-Hohlisolators einzugrenzen, sind wiederholt Sollbruchstellen vorgeschlagen worden.
In der Schweizer Patentschrift Nr. 289 179 ist eine im Fuss des Porzellan-Hohlisolators besonders angeordnete Sollbruchstelle mit einer inneren thermischen Isolationsschicht zum Schutz des Hohlisolators vorgesehen. Diese thermische Isola tion würde nun aber beim Versagen der Sollbruchstelle zu einem erhöhten Explosionsdruck und somit zu einer umso heftig geren Explosion des Porzellan-Hohlisolators führen. Dabei fehlt eine Sollbruchstelle am Hohlisolator selbst.
In der Deutschen Offenlegungsschrift 2627 653 ist eine
Freiluft-Hochspannungsdurchführung für SF6-druckgasiso- lierte elektrische Anlagen vorgeschlagen, welche eine äussere, witterungsbeständige Porzellanhülle und in dieser eine den Lei ter druckdicht umhüllende Druckglocke hat, wobei zwischen
Druckglocke und Porzellanhülle Raum mit geringem, vorzugs weise der Umgebung entsprechendem Druck herrscht. Diese Anordnung ist sehr kostspielig und bedingt eine besondere Drucküberwachung im Raum zwischen Druckglocke und Porzellanhülle. Auch hier verlässt man sich auf die Funktionstüchtigkeit der Abwehrmassnahmen und verzichtet auf eine Sollbruchstelle am Hohlisolator.
Bei Porzellan-Hohlisolatoren sind ausserdem dünnere Wandpartien als Sollbruchstelle vorgeschlagen worden.
Ferner sind durch Faserstoffeinlagen armierte Kunststoffisolatoren bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hohlisolator aus Kunststoff zu schaffen, der wirtschaftlich vorteilhaft ist und bei dem die Folgen eines allfälligen Berstens des Hohlisolators bei zu grossem Überdruck möglichst gering gehalten werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Hohlisolator nach Anspruch 1 vorgeschlagen.
Durch entsprechende Anordnung der Schwachstelle bzw.
Schwachstellen der Faserarmierung ist ein gezieltes Bersten bei zu hohem Überdruck möglich. Dabei ist eine quer zur Längsachse des Hohlisolators verlaufende Schwachstelle besonders bei stehenden Hohlisolatoren bevorzugt, weil dann der Druck durch einen Ringspalt seitlich entweichen kann und höchstens nach oben ein Teil weggeschleudert würde.
Als Schwachstelle der Faserstoffarmierung kann ein mindestens teilweiser Unterbruch der Faserstoffarmierung bzw. eine Vielzahl solcher Unterbrüche dienen.
Ein erfindungsgemässer Hohlisolator kann nach dem im Schweizer Patent 492287 offenbarten Verfahren hergestellt werden. Der Faserstoff kann aus Glasfasern bestehen, während als Kunstharz ein härtbares Giessharz dienen kann, dem in der Regel Füllstoffe beigemischt sind.
Die Erfindung soll nachstehend anhand der einzigen rein schematischen Zeichnungsfigur beispielsweise näher besprochen werden.
Die Zeichnungsfigur zeigt einen Längsschnitt durch einen zylindrischen Hohlisolator mit äusseren Schirmrippen.
In der aus gefülltem gehärtetem Giessharz bestehenden Wandung 1 ist eine mehrfache Wicklung 2 aus Glasfasermaterial vorgesehen, die als Schwachstelle 3 einen vollumfänglichen Unterbruch aufweist, der quer zur Längsachse 4 des Hohlisolators verläuft.
Würde dieser Hohlisolator einem übermässigen Überdruck ausgesetzt, so würde er an der Schwachstelle 3 der Faserstoffwicklung 2 bersten, wobei ein Ringspalt entstünde, der den Druck entweichen liesse.
Als Giessharz kann z. B. Polyurethan und als Füllstoff z. B.
Quarzmehl verwendet werden.
Anstelle des vollständigen Faserstoffunterbruchs liesse sich auch ein nur teilweises Fehlen von Faserstoff an dieser Stelle verwirklichen.
Ebenso liesse sich anstelle der quer verlaufenden Schwachstelle eine anders geformte, z. B. fensterartige Schwachstelle verwirklichen.
Die gezeichneten Ausführungen der Schwachstelle wird derzeit als optimal angesehen, dass sie das geringste Risiko zu enthalten scheint.
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PATENT CLAIMS
1. Hollow insulator made of fiber-reinforced plastic for electrical high-voltage layers, in particular for those with insulating compressed gas filling, characterized in that at least one weak point (37) is provided in the fiber reinforcement (2).
2. Hollow insulator according to claim 1, characterized in that at least one interruption in the fiber reinforcement (2) is provided as a weak point (3).
3. Hollow insulator according to one of claims 1 and 2, characterized in that at least one weak point (3) running transversely to its longitudinal axis (4) is provided in the fiber reinforcement (2)
The invention relates to a hollow insulator according to the preamble of claim 1.
Hollow insulators of this type are usually filled with SF6.
In terms of safety, they are to be understood as pressure vessels that endanger people and material in the area if they explode.
Despite careful preliminary tests, an explosion of such hollow insulators can occur for at least one of the reasons listed below, for example:
A. Pressure increase due to internal arcing not switched off in time.
B. Cracking in the material, in particular due to manufacturing defects such as porosity and internal stresses; due to excessive stress during temperature changes and with uneven temperature distribution; by decomposition products of the gas filling that attack the material; due to frequent thermal shock.
C. External damage from impinging foreign objects such as tools; through rope strikes in the event of a short circuit and the like.
In order to limit the uncontrolled exploding of a porcelain hollow insulator, predetermined breaking points have been proposed repeatedly.
In Swiss Patent No. 289 179, a predetermined breaking point with an inner thermal insulation layer for protecting the hollow insulator is provided in the base of the porcelain hollow insulator. However, this thermal insulation would now lead to an increased explosion pressure if the predetermined breaking point failed and thus to an even more violent explosion of the porcelain hollow insulator. There is no predetermined breaking point on the hollow insulator itself.
In German Offenlegungsschrift 2627 653 there is one
Open-air high-voltage bushing for SF6 pressure-gas-insulated electrical systems proposed, which has an outer, weather-resistant porcelain shell and in this a Lei ter pressure-tightly enclosing pressure bell, with between
Pressure bell and porcelain shell Room with little, preferably, the surrounding pressure. This arrangement is very expensive and requires special pressure monitoring in the space between the pressure bell and the porcelain shell. Here too, the reliability of the defense measures is relied on and there is no predetermined breaking point on the hollow insulator.
In the case of porcelain hollow insulators, thinner wall parts have also been proposed as a predetermined breaking point.
Plastic insulators reinforced by fiber inserts are also known.
The invention has for its object to provide a hollow insulator made of plastic, which is economically advantageous and in which the consequences of any bursting of the hollow insulator can be kept as low as possible if the excess pressure is too great.
To achieve this object, a hollow insulator according to claim 1 is proposed.
By arranging the vulnerability or
Weaknesses in the fiber reinforcement can result in targeted bursting if the excess pressure is too high. A weak point running transversely to the longitudinal axis of the hollow insulator is particularly preferred in the case of standing hollow insulators, because then the pressure can escape laterally through an annular gap and at most a part would be thrown away.
An at least partial interruption of the fiber reinforcement or a large number of such interruptions can serve as the weak point of the fiber reinforcement.
A hollow insulator according to the invention can be produced using the method disclosed in Swiss Patent 492287. The fibrous material can consist of glass fibers, while a curable casting resin, to which fillers are generally mixed, can serve as synthetic resin.
The invention will be discussed in more detail below, for example, using the only purely schematic drawing figure.
The drawing figure shows a longitudinal section through a cylindrical hollow insulator with outer shielding ribs.
In the wall 1 made of filled, hardened casting resin, a multiple winding 2 made of glass fiber material is provided, which as the weak point 3 has a complete interruption which runs transversely to the longitudinal axis 4 of the hollow insulator.
If this hollow insulator were exposed to an excessive excess pressure, it would burst at the weak point 3 of the fiber winding 2, whereby an annular gap would arise which would allow the pressure to escape.
As a casting resin z. B. polyurethane and as a filler z. B.
Quartz flour can be used.
Instead of the complete interruption of the pulp, only a partial lack of pulp could be realized at this point.
Likewise, a differently shaped, e.g. B. realize window-like vulnerability.
The drafted version of the vulnerability is currently considered optimal so that it appears to contain the least risk.