DE102006040038A1

DE102006040038A1 - Anordnung mit einem Scheibenisolator

Info

Publication number: DE102006040038A1
Application number: DE200610040038
Authority: DE
Inventors: Armin Grund; Sebastian Dr. Göschel; Manfred Meinherz; Ingo Seubert
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-08-23
Filing date: 2006-08-23
Publication date: 2008-03-20
Also published as: CN101501951A; WO2008022892A1; EP2054985A1; CN101501951B

Abstract

Eine Anordnung mit einem Scheibenisolator (1, 1a) weist eine zentrale Zone (3) auf, welche von einer Übergangszone (4), die eine gegenüber der zentralen Zone (3) verringerte Wandstärke aufweist, umgeben ist. Der Scheibenisolator (1, 1a) weist weiterhin einen Randbereich (5) auf, welcher über die Übergangszone (4) mit der zentralen Zone (3) verbunden ist. In der zentralen Zone (3) ist ein erstes, ein zweites und ein drittes Leiterstück (11a, 11b, 11c) angeordnet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung mit einem Scheibenisolator und mit einem ersten Leiterstück, welches in Richtung einer Scheibenachse in einer zentralen Zone beiderseits des Scheibenisolators Kontaktierungspunkte aufweist sowie mit einer gegenüber der zentralen Zone eine verringerte Wandstärke aufweisende Übergangszone, welche die zentrale Zone mit einem Randbereich des Scheibenisolators verbindet.
Eine derartige Anordnung ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 103 39 822 A1 bekannt. Dort ist eine Anordnung mit einem Scheibenisolator beschrieben, welche einen einzigen elektrischen Leiter in einer zentralen Zone des Scheibenisolators vorsieht. Die bekannte Anordnung ist im Wesentlichen koaxial zu einer Scheibenachse des Scheibenisolators ausgerichtet. Aufgrund dieser Anordnung ist bei deren Verwendung beispielsweise in mehrphasigen Energieübertragungssystemen der Einsatz von mehreren der bekannten Anordnungen nötig. Dies erfordert jedoch einen vergleichsweise großen Platzbedarf. Neben dem großen Platzbedarf ist weiterhin ein erhöhter Materialeinsatz zu verzeichnen.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung mit einem Scheibenisolator anzugeben, welche bei verringertem Materialeinsatz und verringerten Außenabmessungen in mehrphasigen Energieübertragungssystemen einsetzbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Anordnung mit einem Scheibenisolator der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass ein zweites Leiterstück in Richtung der Scheiben achse in der zentralen Zone beiderseits des Scheibenisolators Kontaktierungspunkte aufweist.
Durch den Einsatz eines zweiten Leiters wird die elektrisch isolierende Wirkung des Scheibenisolators in verbesserter Weise ausgenutzt.
Es kann weiterhin vorteilhaft vorgesehen sein, dass ein drittes Leiterstück in Richtung der Scheibenachse in der zentralen Zone beiderseits des Scheibenisolators Kontaktierungspunkte aufweist.
In industriell genutzten mehrphasigen Elektroenergieübertragungssystemen kommen regelmäßig dreiphasige Systeme zum Einsatz. Diese benötigen drei isoliert zueinander angeordnete elektrische Leiter. Aufgrund der Anordnung der drei Leiterstücke an einem gemeinsamen Scheibenisolator kann die Abmessung der Gesamtanordnung verringert werden, da die Kontaktierungspunkte der Leiterstücke in der zentralen Zone konzentriert angeordnet sind. Über die beiderseits des Scheibenisolators angeordneten Kontaktierungspunkte können die Leiterstücke mit weiteren Aktivteilen verbunden werden.
Neben dem Einsatz der erfindungsgemäßen Anordnung mit einem Scheibenisolator in mehrphasigen Systemen kann auch vorgesehen sein, diese Anordnung zum Übertragen von hohen Leistungen einzusetzen. Dabei ist es möglich, das erste, das zweite und das dritte Leiterstück mit demselben elektrischen Potential zu beaufschlagen und alle drei Leiterstücke zur Ausbildung eines gemeinsamen Energieübertragungspfades zu nutzen. Dadurch kann sich ein hoher Strom auf die drei Leiterstücke verteilen. Aufgrund der vergrößerten Oberfläche der drei Leiterstücke im Vergleich zu einem querschnittsgleichen Einzelleiter kann die bei einer Leitung von elektrischem Strom ent stehende Stromwärme verbessert an die Umgebung abgegeben werden. Weiterhin ist bei dem Einsatz von Wechselspannungen und der daraus folgenden Übertragung von Wechselströmen ein so genannter Skin-Effekt zu verzeichnen. Dabei treten Bereiche höherer Stromdichte in der Nähe von Oberflächen der Leiterstücke auf. Innere Bereiche eines elektrischen Leiters werden nicht vollständig zur elektrischen Stromleitung genutzt. Bei der Nutzung mehrerer Leiterstücke kommt der Skin-Effekt in geringerem Maße zum Tragen, da der Strom auf mehrere Leiterstücke verteilt ist.
Nachdem die zentrale Zone zum Halten von mehreren Leiterstücken und dem Positionieren der entsprechenden Kontaktierungspunkte der Leiterstücke vorgesehen ist, dient der Randbereich des Scheibenisolators dem Begrenzen und Abschließen des Scheibenisolators. Im Randbereich kann der Scheibenisolator vorteilhafterweise eine vergleichbare oder eine gleiche Wandstärke aufweisen, wie die zentrale Zone. Zumindest sollte der Randbereich gegenüber der Übergangszone eine verstärkte Wandung aufweisen. Im Randbereich können weiterhin Dichtelemente angeordnet werden, um den Scheibenisolator beispielsweise an einem Flansch abzudichten. Dazu kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Randbereich des Scheibenisolators von einem Armaturkörper eingefasst ist. Der Armaturkörper kann beispielsweise ein metallischer Ring sein, mit welchem der Scheibenisolator gasdicht verbunden ist. Der metallische Ring gibt dem Randbereich des Scheibenisolators und damit dem gesamten Scheibenisolator zusätzliche Stabilität. In dem metallischen Ring können beispielsweise Ausnehmungen vorgesehen sein, die im Wesentlichen in Richtung der Scheibenachse verlaufen und durch welche beispielsweise Verbolzungen zum Befestigen des Scheibenisolators an einem Flansch hindurchgeführt werden können. Typischerweise werden erfindungsgemäße Anordnungen mit einem Scheibenisolator in gasisolierten Schaltanlagen eingesetzt. In derartigen Anlagen sind elektrisch aktive Leiter, wie beispielsweise Sammelschienen oder Schaltgeräte, innerhalb eines hermetisch verschlossenen Kapselungsgehäuses angeordnet, wobei das Kapselungsgehäuse in seinem Inneren mit einem Isoliergas befüllt ist. Als Isoliergas sind beispielsweise Schwefelhexafluorid, Stickstoff oder andere geeignete elektronegative Gase einsetzbar. Vorteilhafterweise sollten die Isoliergase unter einem erhöhten Druck stehen. In einem solchen Falle sind die Kapselungsgehäuse als Druckbehälter ausgelegt.
An Kapselungsgehäusen kann die Anordnung mit einem Scheibenisolator Teil einer druckdichten Barriere eines Druckgasbehälters sein oder auch innerhalb eines Druckerbehälters angeordnet sein.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Übergangszone eine um die Scheibenachse umlaufende Nut aufweist.
Durch das Vorsehen einer Übergangszone mit verringerter Wandstärke ist es möglich, den Scheibenisolator mit vermindertem Materialeinsatz zu fertigen. Andererseits wird durch die umlaufende Nut auf der Oberfläche des Scheibenisolators eine radiale Wegstrecke vergrößert. Dadurch wird eine Entstehung eines sich entlang der Oberfläche erstreckenden Kriechstrompfades erschwert. Weiterhin kann die Nut mit einem elektronegativen Gas durchspült sein. Dies ist insbesondere in gasisolierten Schaltanlagen von Vorteil, die mit unter erhöhtem Druck stehenden Isoliergas befüllt sind. Das vergrößerte Isoliergasvolumen im Oberflächenbereich des Scheibenisolators verbessert die Isolationsfestigkeit der gesamten Anordnung. Gegenüber einer Feststoffisolierung weist eine gasförmige Isolation den Vorteil auf, dass im Falle von elektrischen Durchschlägen die Gasisolation selbsttätig regeneriert. Ein Scheibenisolator weist eine derartige selbsttätige Regeneration nach einem elektrischen Durchschlag nicht auf. Durch das Vorsehen von vergrößerten Isoliergasvolumina beispielsweise innerhalb der umlaufenden Nut wird die Betriebssicherheit einer erfindungsgemäßen Anordnung mit einem Scheibenisolator erhöht.
Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass einander gegenüberliegende Nutwände der umlaufenden Nut einen Abstand aufweisen, der etwa der Wandstärke des Scheibenisolators im Bodenbereich der umlaufenden Nut entspricht.
Die umlaufende Nut kann mit verschiedenen Nutquerschnitten ausgestattet sein. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Abstand der Nutwände ausgehend vom Bodenbereich zunimmt, so dass ein annähernd trapezförmiger Querschnitt vorliegt. Vorteilhafterweise sollten dabei Übergänge und Kanten abgerundet ausgeführt sein, so dass ein stetiger Übergang von der zentralen Zone sowie von dem Randbereich auf die Übergangszone, welche im Wesentlichen durch die umlaufende Nut gebildet ist, gegeben ist. Ein sich vom Bodenbereich zu den Kanten der Nutwände in Richtung der sich öffnenden Nut erweiterndes Profil weist weiterhin den Vorteil auf, dass derartige Nuten relativ einfach zu fertigen sind. So kann die Nut beispielsweise mit Material abtragenden Werkzeugen aus dem Scheibenisolator herausgearbeitet werden. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Scheibenisolator beispielsweise in einem Gussverfahren hergestellt wird und während des Gießens des Scheibenisolators die Nut angeformt wird.
Bei einer Nutbreite, die etwa der Wandstärke des Scheibenisolators in deren Bodenbereich entspricht, entsteht eine kompakte Übergangszone, welche eine ausreichende Stabilität auf weist. Weiterhin ist in der Übergangszone ausreichendes Volumen zur Aufnahme von Isoliergas gegeben.
Darüber hinaus weist eine derartige Dimensionierung den Vorteil auf, dass der Übergangszone trotz Vorsehens eines großen Volumens zum Durchspülen mit Isoliergas eine ausreichende mechanische Festigkeit gegeben ist. Damit ist es möglich, die Anordnung mit dem Scheibenisolator beispielsweise als gasdichte Baugruppe auszuführen und mittels des Scheibenisolators, der an einen entsprechenden Flansch einer gasisolierten Anlage angeflanscht wird, einen Gasraum zu begrenzen und die Anordnung als gasdichten Abschnitt eines Druckbehälters einzusetzen.
Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass bezüglich der Scheibenachse beiderseits des Scheibenisolators umlaufende Nuten angeordnet sind.
Durch das Vorsehen von Nuten beiderseits des Scheibenisolators kann eine symmetrische Ausgestaltung des Scheibenisolators unterstützt werden. Vorteilhafterweise kann dabei vorgesehen sein, dass die Nuten gleichartig ausgeformt sind, wobei sie insbesondere entlang gleicher Radien um die Scheibenachse des Scheibenisolators umlaufen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass die drei Leiterstücke derart angeordnet sind, dass auf einer Seite des Scheibenisolators liegende Kontaktierungspunkte Eckpunkte eines gleichseitigen Dreiecks abbilden.
Vorteilhaft sollten die Leiterstücke beispielsweise in Form von rotationssymmetrischen Körpern ausgebildet sein, welche an den Stirnseiten des rotationssymmetrischen Körpers Kontak tierungspunkte aufweisen. Vorteilhaft sind tonnenförmige oder taillierte Formen der Leiterstücke. Diese Formen ermöglichen es, die Leiterstücke mit einer großen Mantelfläche zu versehen, welche in den Scheibenisolator eingebettet werden können und winkelsteif mit diesem verbunden sind. Durch die Anordnung der Kontaktierungspunkte an Eckpunkten eines gleisseitigen Dreieckes wird eine gleichmäßige Verteilung der Kontaktierungspunkte in der zentralen Zone des Scheibenisolators erzielt. Vorteilhafterweise sollte die Anordnung der Kontaktierungspunkte derart vorgesehen sein, dass ein gemeinsamer Schnittpunkt von auf den Seiten des gleichseitigen Dreiecks liegenden Seitenhalbierenden auf der Scheibenachse des Scheibenisolators liegt. Dadurch sind alle Kontaktierungspunkte mit dem gleichen Betrag von der Scheibenachse des Scheibenisolators beabstandet angeordnet und gleichmäßig auf einer Kreisbahn verteilt.
Eine derartige Anordnung weist als weiteren Vorteil auf, dass bei einem Einsatz der Anordnung mit einem Scheibenisolator in einem mehrphasigen Wechselspannungssystem, in welchem die elektrischen Potentiale der einzelnen Leiterstücke verschieden voneinander sind, eine elektromagnetisch günstige Anordnung vorliegt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass zumindest ein eine Nut durchstechender Steg die zentrale Zone mit dem Randbereich verbindet.
Durch den Einsatz eines Steges ist es möglich, die Übergangszone zwischen der zentralen Zone und dem Randbereich zu überbrücken. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn erhöhte mechanische Anforderungen an die Anordnung mit einem Scheibenisolator gestellt werden. Beispielsweise kann der Steg eine annähernd gleiche Wandstärke aufweisen, wie die zentrale Zone des Scheibenisolators. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Steg lediglich eine Verstärkung innerhalb der Nut darstellt und die Nut im Bereich des Steges eine verminderte Tiefe aufweist. Um dielektrisch günstige Verhältnisse zu erzielen, kann vorteilhaft vorgesehen sein, im Bereich des Steges die Nut abzurunden und kalottenförmige Übergänge vorzusehen.
Vorteilhaft kann weiter vorgesehen sein, dass der Steg radial zu der Scheibenachse ausgerichtet ist.
Durch eine radiale Ausrichtung kann der Steg Kräfte vorteilhaft aus dem Bereich der Scheibenachse des Scheibenisolators in den Randbereich einleiten. Dadurch wird eine gute Stabilisierung der zentralen Zone erreicht. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die zentrale Zone und der Randbereich eine etwa gleiche Wandstärke aufweisen und der Steg ebenfalls etwa die gleiche Wandstärke aufweist. Dadurch wird eine ebene plattenartige Verbindung zwischen zentraler Zone und dem Randbereich über den Steg hergestellt. Bei einem Einsatz eines Armaturkörpers, welcher den Randbereich des Scheibenisolators umgibt, kann weiterhin vorgesehen sein, dass der Armaturkörper ebenfalls die gleiche Wandstärke aufweist. Dadurch entsteht eine plattenartige Struktur der Anordnung mit Scheibenisolator, welche auch in engen schlitzartigen Räumen einsetzbar ist. Dies ergibt Vorteile hinsichtlich der Montage, da der Scheibenisolator praktisch quer zur Scheibenachse in bzw. aus einer Montageposition schiebbar ist. Sich anschließende Einbauten werden durch eine erfindungsgemäße Konstruktion nicht überdeckt oder hintergriffen, so dass ein Austausch und ein Wechsel der Anordnung mit Scheibenisolator erleichtert möglich ist.
Vorteilhafterweise kann weiterhin vorgesehen sein, dass der Steg nach Art einer Seitenhalbierenden zu dem gleichseitigen Dreieck angeordnet ist.
Eine derartige Anordnung weist den Vorteil auf, dass der Steg zu den Kontaktierungspunkten der Leiterstücke einen möglichst großen Abstand aufweist. Im Bereich der Eckpunkte des gleichseitigen Dreieckes, in welchen die Kontaktierungspunkte liegen ist weiterhin ein Teil einer umlaufenden Nut vorhanden, welche von einem Isoliergas durchflutet sein kann. Die Engstellen zwischen Kontaktierungspunkten und dem Randbereich stellen bei der vorgesehen Anordnung kritische Abschnitte dar, die weiterhin durch die Nut vor dem Ausbilden von Kriechstrompfaden und Überschlägen geschützt ist.
Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass mehrere gleichartig ausgerichtete Stege die Nut in mehrere segmentförmige Abschnitte unterteilen.
Durch den Einsatz mehrerer Stege wird die umlaufende Nut in mehrere Segmente unterteilt. Bei dem Vorsehen von drei Leiterstücken, deren Kontaktierungspunkte die Ecken eines gleichseitigen Dreieckes markieren, ist es besonders vorteilhaft, drei Stege vorzusehen, die in radialer Richtung zu der Scheibenachse des Scheibenisolators ausgerichtet sind und an Seitenhalbierenden in radialer Richtung zu der Scheibenachse ausgerichtet sind. Durch diese Anordnungen können Kräfte gleichmäßig verteilt aus der zentralen Zone in den Randbereich eingeleitet werden. Da eine gleichmäßige Kräfteverteilung umlaufend um die Scheibenachse des Scheibenisolators erfolgt, können die Kräfte gleichmäßig verteilt in den Randbereich eingeleitet werden. Dadurch kann bei vermindertem Materialeinsatz eine belastbare Anordnung geschaffen werden, die auch höheren Drücken standhält.
Segmentförmige Abschnitte der umlaufenden Nut sind entsprechende Abschnitte auf einer Kreisbahn. Die Segmente sollten Abschnitte von Kreisen mit gleichen Radien sein. Weiterhin sind die segmentförmigen Abschnitte gleichartig dimensioniert und derart gestaltet, dass sie beiderseits des Scheibenisolators bezüglich der Scheibenachse deckungsgleich angeordnet sind.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass bezüglich der Scheibenachse beiderseits des Scheibenisolators gegengleiche Stege angeordnet sind.
Ein beidseitiges Vorsehen von Stegen erhöht die Widerstandskraft der Anordnung mit dem Scheibenisolator zusätzlich. Unabhängig davon, in welcher Richtung der Scheibenisolator einem erhöhten Druck standhalten soll, kann dieser in Druckbehältern Verwendung finden. So kann die Anordnung mit einem Scheibenisolator beispielsweise als gasdichte Barriere zwischen zwei benachbarten Gasräumen angeordnet sein. Über die Leiterstücke können in den Gasräumen befindliche Aktivteile miteinander elektrisch kontaktiert sein. Dabei kann vorgesehen sein, dass in dem einen Gasraum ein höherer Druck als in dem anderen Gasraum herrscht, so dass eine Druckbelastung des Scheibenisolators nur in einer Richtung vorgesehen ist. Es kann jedoch auch der Fall auftreten, dass ein plötzlicher Druckverlust in dem Gasraum mit erhöhtem Druck eintritt, so dass der Scheibenisolator plötzlich aus umgekehrter Richtung mit erhöhtem Druck belastet wird. Um ein derartiges Szenario zu beherrschen, ist es vorteilhaft, gegengleiche Steg an dem Scheibenisolator vorzusehen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die zentrale Zone, die Übergangszone und der Randbereich Abschnitte eines elektrisch isolierenden Körpers sind.
Durch die Ausbildung der zentralen Zone der Übergangszone und des Randbereiches als ein gemeinsamer elektrisch isolierender Körper lassen sich rationelle Fertigungsverfahren zur Anwendung bringen. Beispielsweise kann der Scheibenisolator durch Gussverfahren gefertigt werden. So können hochwertige Oberflächen gebildet werden und aufwendige Nachbearbeitungen sind vermieden.
Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, dass der Randbereich eine im Wesentlichen kreisförmige Kontur aufweist, welche zumindest eine in radialer Richtung hervortretende Anformung aufweist.
Bei einem Durchbrechen der kreisförmigen Kontur ist eine Verdrehsicherung durch die Anformung gebildet. Beispielsweise kann bei einem Vorsehen eines Armaturkörpers an diesem eine gegengleiche Ausnehmung angeordnet sein, in welche die Anformung eingreift. Dadurch ist es möglich, eine Relativbewegung zwischen Scheibenisolator und Armaturkörper zu erschweren. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine einzige oder mehrere Anformungen an den Randbereich angeformt sind.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Anformung achsgleich zu einem Steg ausgerichtet ist.
Eine achsgleiche Ausrichtung der Anformung zu einem Steg nutzt eine Materialverstärkung in diesem Bereich aus, um Verdrehkräfte über die Anformung abzufangen.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch in Figuren gezeigt und nachfolgend näher beschrieben.
Dabei zeigt die
1 eine Anordnung einer ersten Ausgestaltungsvariante eines Scheibenisolators, die
2 einen Schnitt durch die erste Ausgestaltungsvariante eines Scheibenisolators entlang einer Achse A-A, die
3 eine Ansicht einer Anordnung mit einer zweiten Ausgestaltungsvariante eines Scheibenisolators und die
4 einen Schnitt entlang einer Achse B-B durch die Anordnung mit einer zweiten Ausgestaltungsvariante eines Scheibenisolators.
Die 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Anordnung mit einer ersten Ausgestaltungsvariante eines Scheibenisolators 1. Der Scheibenisolator 1 weist eine im Wesentlichen scheibenförmige Struktur auf, wobei er eine näherungsweise kreisrunde Außenkontur aufweist. Die erste Ausgestaltungsvariante des Scheibenisolators 1 ist konzentrisch zu einer Scheibenachse 2 aufgebaut. Konzentrisch zu der Scheibenachse 2 ist eine zentrale Zone 3 angeordnet. Die zentrale Zone 3 weist vorzugsweise eine kreisrunde Kontur auf. Die zentrale Zone 3 weist weiterhin eine konstante Wandstärke auf (vgl. auch 2). Die zentrale Zone 3 ringförmig umschließend schließt sich an die zentrale Zone 3 eine Übergangszone 4 an. Die Übergangszone 4 ist im Wesentlichen ringförmig ausgestaltet und weist eine gegenüber der zentralen Zone 3 verringerte Wandstärke auf. An die Übergangszone 4, diese wiederum umgreifend schließt sich ein Randbereich 5 an. Der Randbereich 5 weist wiederum eine gegenüber der Übergangszone 4 verstärkten Wandung auf. Vor teilhaft weisen die zentrale Zone 3 und der Randbereich 5 annähernd gleiche Wandstärken auf.
Im Randbereich 5 sind Aufnahmen 6 vorgesehen, die sich beiderseits des Scheibenisolators 1 die Scheibenachse 2 kreisförmig umlaufend erstrecken. In die Aufnahmen 6 sind elastische Dichtungselemente einsetzbar, so dass die erste Variante des Scheibenisolators 1 abgedichtet gegen einen Gehäuseabschnitt, beispielsweise einen Flansch, pressbar ist.
Zur mechanischen Verstärkung des Randbereiches 6 ist dieser von einem metallischen Armaturkörper 7 umgeben. Der Armaturkörper 7 ist ringförmig ausgestaltet und schützt die erste Variante des Scheibenisolators 1 in radialer Richtung. Der Armaturkörper 7 ist dabei derart ausgestaltet, dass ausgehend von einem radial umlaufenden Ring auch Teile des Randbereiches 5 beiderseits des Scheibenisolators 1 umgriffen sind. Weiterhin sind in dem Armaturkörper 7 im Wesentlichen parallel zur Scheibenachse 2 ausgerichtete Ausnehmungen 8 vorgesehen, mittels welcher die erste Ausgestaltungsvariante des Scheibenisolators 1 an einer Gehäusebaugruppe beispielsweise an einem Flansch festlegbar ist. Dazu können Verspannelemente wie Schrauben durch die Ausnehmungen 8 hindurchgreifen. Weiterhin weist die erste Variante des Scheibenisolators 1 zumindest eine in radialer Richtung bezüglich der Scheibenachse 2 verlaufender Anformung 9 auf, welche die im Wesentlichen kreisförmige Kontur des Scheibenisolators 1 durchbricht. Die Anformung 9 ist in einer Ausnehmung des Armaturkörpers 7 gelagert und dient als Verdrehsicherung zwischen dem Armaturköper 7 und der ersten Variante des Scheibenisolators 1. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Scheibenisolator gasdicht mit dem Armaturkörper verbunden ist.
Die Übergangszone 4 ist im vorliegenden Fall durch eine erste umlaufende Nut 10a sowie eine zweite umlaufende Nut 10b gebildet. Die beiden Nuten 10a, 10b sind gleichartig gestaltet und deckungsgleich auf zwei voneinander abgewandten Seiten des Scheibenisolators 1 bezogen auf die Scheibenachse 2 angeordnet. Die Übergangszone 4 verbindet den Randbereich 5 mit der zentralen Zone 3 der ersten Variante des Scheibenisolators 1. Die Nuten 10a, 10b wirken auf der Oberfläche kriechwegverlängernd, so dass einem Entstehen von unerwünschten Kriechströmen entgegengewirkt wird. Weiterhin entspricht die Wandstärke im Bodenbereich der Nuten 10a, 10b in etwa der Nutbreite. Als Nutquerschnitt ist ein sich vom Nutboden erweiternder Querschnitt gewählt. Dadurch wird das Aufnahmevolumen für Isoliergas innerhalb der Nut vergrößert. Rand und Bodenbereiche der Nuten 10a, 10b sind gerundet ausgeführt.
In der zentralen Zone sind weiterhin ein erstes Leiterstück 11a, ein zweites Leiterstücke 11b sowie ein drittes Leiterstück 11c angeordnet. Die Leiterstücke 11a, 11b, 11c durchsetzen den Scheibenisolator 1 in Richtung der Scheibenachse 2. In die Oberflächen beiderseits der ersten Variante des Scheibenisolators 1 sind jeweils Kontaktierungspunkte 12a, 12b, 12c, 12d an den jeweiligen Leiterstücken 11a, 11b, 11c integriert. Im vorliegenden Fall sind die Leiterstücke 11a, 11b, 11c als rotationssymmetrische Körper ausgebildet, welche in ihrem Mittenbereich der Mantelfläche eine Taillierung aufweisen. Durch die Taillierung sind die Leiterstücke 11a, 11b, 11c winkelsteif mit der ersten Variante des Scheibenisolators 1 verbunden.
Die Leiterstücke 11a, 11b, 11c sind gasdicht in die erste Variante des Scheibenisolators 1 eingebettet. Die Kontaktierungspunkte 12a, 12b, 12c, 12d sind dabei derart ausgestaltet, dass in die Leiterstücke 11a, 11b, 11c jeweils sackarti ge Gewindebohrungen eingebracht sind, die jedoch die Leiterstücke 11a, 11b, 11c nicht vollständig durchsetzen. Dadurch ist eine gasdichte Barriere auch im Bereich der Leiterstücke 11a, 11b, 11c gegeben. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass beispielsweise in den Leiterstücken 11a, 11b, 11c Durchgangsöffnungen vorgesehen sind, so dass durch die Anordnung mit der ersten Variante des Scheibenisolators 1 ein Gasaustausch hindurch möglich ist. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass derartige Öffnungen zum Gasaustausch auch in anderen Baugruppen der Anordnung mit der ersten Variante des Scheibenisolators 1 vorgesehen sind.
Die Kontaktierungspunkte 12a, 12b, 12c, 12d der Leiterstücke 11a, 11b, 11c sind im Wesentlichen mit einer kreisförmigen Kontur versehen, deren Mittelpunkte derart verteilt angeordnet sind, dass die Kontaktierungspunkte 12a, 12b, 12c, 12d respektive die Leiterstücke 11a, 11b, 11c die Eckpunkte eines gleichseitigen Dreieckes abbilden. Weiterhin sind die Kontaktierungspunkte 12a, 12b, 12c, 12d alle gleichweit von der Scheibenachse 2 beabstandet angeordnet. Die Leiterstücke 11a, 11b, 11c respektive ihrer Kontaktierungspunkte 12a, 12b, 12c, 12d sind dabei in der zentralen Zone 3 von der Scheibenachse 2 abgerückt und in Richtung der Übergangszone 4 verschoben. Aufgrund der umlaufenden Nut 10a, 10b, die sich jeweils zwischen den Leiterstücken 11a, 11b, 11c sowie dem Armaturkörper 7 befinden, kann das in der Nut 10a, 10b befindliche Isoliergas unterschiedliche Potentiale zwischen den Leiterstücken 11a, 11b, 11c und dem Armaturkörper 7 trennen.
Die 2 zeigt die aus der 1 bekannte Anordnung in einem Schnitt längs einer Achse A-A.
Es ist in der 2 erkennbar, dass sowohl die zentrale Zone 3, die Übergangszone 4 als auch der Randbereich 5 der ers ten Variante des Scheibenisolators 1 Teil eines einstückigen Isolierteils sind. Beispielsweise kann die erste Variante des Scheibenisolators 1 in einem Gussverfahren unter Nutzung des Armaturkörpers 7 als Gussform in den Armaturkörper 7 eingegossen werden. Während dieses Gießens werden auch die Leiterstücke 11a, 11b, 11c in die erste Variante des Scheibenisolators 1 eingebettet.
In der 3 ist eine Anordnung mit einer zweiten Variante eines Scheibenisolators 1a dargestellt. Hinsichtlich der Aufteilung des Scheibenisolators 1a in eine zentrale Zone 3, eine Übergangszone 4, einen Randbereich 5, die sich koaxial zu einer Scheibenachse 2 erstrecken und von einem Armaturkörper 7 umgeben sind, ergeben sich bei der zweiten Variante des Scheibenisolators 1a keine Unterschiede zu der ersten Variante des Scheibenisolators 1 wie aus den 1 und 2 bekannt. Daher sind im Folgenden auch gleichwirkende Baugruppen mit denselben Bezugszeichen versehen, wie aus dem Beschreibungsteil zu den 1 und 2 bekannt. Auch die Anordnung der Kontaktierungspunkte 12a, 12b, 12c, 12d des ersten, des zweiten und des dritten Leiterstücks 11a, 11b, 11c ist in gleicher Weise gewählt. Als Armaturkörper 7 ist wiederum der aus den 1 und 2 bekannte Armaturkörper eingesetzt.
Unterschiede hinsichtlich der Ausgestaltung der zweiten Variante des Scheibenisolators 1a ergeben sich in der Ausgestaltung der Übergangszone 4. Im vorliegenden Falle ist die Übergangszone 4 von einem ersten Steg 13a, einem zweiten Steg 13b sowie einem dritten Steg 13c durchbrochen. Die Stege 13a, 13b, 13c sind gleichmäßig um die Scheibenachse 2 herum verteilt angeordnet. Die Stege 13a, 13b, 13c weise jeweils dieselbe Wandstärke wie die zentrale Zone 3 auf (vgl. 4). Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Stege zwar eine gegenüber der Übergangszone 4 verstärkten Wandung aufweisen, jedoch gegenüber der zentralen Zone 3 eine verringerte Wandstärke aufweisen. In diesem Falle weisen die umlaufenden Nuten 10a, 10b im Bereich der Stege 13a, 13b, 13c eine verringerte Tiefe auf.
Im vorliegenden Fall werden die umlaufenden Nuten 10a, 10b jedoch vollständig durch die Stege 13a, 13b, 13c unterbrochen. Dadurch ergeben sich drei segmentförmige Nutenabschnitte 10a1, 10a2, 10a3. Die segmentförmigen Nutenabschnitte 10a1, 10a2, 10a3 sind radial bezüglich der Scheibenachse 2 ausgerichtet und jeweils um 120° um die Scheibenachse 2 versetzt angeordnet.
Im vorliegenden Beispiel ist in dem Randbereich 5 an den Punkten, an welchen jeweils ein Steg 13a, 13b, 13c mündet, eine Anformung 9 vorgesehen, welche in Ausnehmungen des Armaturkörpers 7 hineinragen. Über diese Anformungen 9 und Ausnehmungen ist eine Verdrehsicherung zwischen Armaturkörper 7 und der zweiten Variante des Scheibenisolators 1a gegeben. Beispielhaft ist in der 3 eine Anformung 9 freigeschnitten. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass lediglich eine einzige Anformung 9 vorgesehen ist. Weiterhin sind die Stege 13a, 13b, 13c derart ausgerichtet, dass ihre Hauptachsen als Seitenhalbierende zu den Seiten des von den Kontaktierungspunkten der Leiterstücke 11a, 11b, 11c gebildeten gleichseitigen Dreieckes wirken. Dadurch ist zwischen jedem der Kontaktierungspunkte 12a, 12b, 12c, 12d bzw. den Leiterstücken 11a, 11b, 11c und dem Randbereich 5 jeweils mittig eine der sektorförmigen Ausnehmungen 10a1, 10a2, 10a3 angeordnet.
In der 4 ist die aus der 3 bekannte Anordnung im Schnitt entlang einer Achse B-B dargestellt. Zu erkennen ist, dass beiderseits der zweiten Variante des Scheibenisolators 1a gleichartige sektorförmige Abschnitte 10a3, 10b3 angeordnet sind, die deckungsgleich zueinander ausgerichtet sind.

Claims

Anordnung mit einem Scheibenisolator (11a) und mit einem ersten Leiterstück (11a), welches in Richtung einer Scheibenachse (2) in einer zentralen Zone (3) beiderseits des Scheibenisolators (1, 1a) Kontaktierungspunkte (12a, 12b, 12c, 12d) aufweist sowie mit einer gegenüber der zentralen Zone (3) eine verringerte Wandstärke aufweisende Übergangszone (4), welche die zentrale Zone (3) mit einem Randbereich (5) des Scheibenisolators (1, 1a) verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Leiterstück (11b) in Richtung der Scheibenachse (2) in der zentralen Zone (3) beiderseits des Scheibenisolators (1, 1a) Kontaktierungspunkte (12a, 12b, 12c, 12d) aufweist.
Anordnung mit einem Scheibenisolator (1, 1a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Leiterstück (11c) in Richtung der Scheibenachse (2) in der zentralen Zone (3) beiderseits des Scheibenisolators (1, 1a) Kontaktierungspunkte (12a, 12b, 12c, 12d) aufweist.
Anordnung mit einem Scheibenisolator (1, 1a) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangszone (4) eine um die Scheibenachse (2) umlaufende Nut (10a, 10b) aufweist.
Anordnung mit einem Scheibenisolator (1, 1a) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass einander gegenüberliegende Nutwände der umlaufenden Nut (10a, 10b) einen Abstand aufweisen, der etwa der Wandstärke des Scheibenisolators (1, 1a) im Bodenbereich der umlaufenden Nut (10a, 10b) entspricht.
Anordnung mit einem Scheibenisolator (1, 1a) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich der Scheibenachse (2) beiderseits des Scheibenisolators (1, 1a) umlaufende Nuten (10a, 10b) angeordnet sind.
Anordnung mit einem Scheibenisolator (1, 1a) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Leiterstücke (11a, 11b, 11c) derart angeordnet sind, dass auf einer Seite des Scheibenisolators (1, 1a) liegende Kontaktierungspunkte (12a, 12b, 12c, 12d) Eckpunkte eines gleichseitigen Dreiecks abbilden.
Anordnung mit einem Scheibenisolator (1, 1a) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein eine Nut (10a, 10b) durchstechender Steg (13a, 13b, 13c) die zentrale Zone (3) mit dem Randbereich (5) verbindet.
Anordnung mit einem Scheibenisolator (1, 1a) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (13a. 13b. 13c) radial zu der Scheibenachse (2) ausgerichtet ist.
Anordnung mit einem Scheibenisolator (1, 1a) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (13a, 13b, 13c) nach Art einer Seitenhalbierenden zu dem gleichseitigen Dreieck angeordnet ist.
Anordnung mit einem Scheibenisolator (1, 1a) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere gleichartig ausgerichtete Stege (13a, 13b, 13c) die Nut (10a, 10b) in mehrere segmentförmige Abschnitte (10a1, 10a2, 10a3, 10b3) unterteilen.
Anordnung mit einem Scheibenisolator (1, 1a) nach Anspruch 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich der Scheibenachse (2) beiderseits des Scheibenisolators (1, 1a) gegengleiche Stege (13a, 13b, 13c) angeordnet sind.
Anordnung mit einem Scheibenisolator (1, 1a) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Zone (3), die Übergangszone (4) und der Randbereich (5) Abschnitte eines elektrisch isolierenden Körpers sind.
Anordnung mit einem Scheibenisolator (1, 1a) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Randbereich (5) eine im Wesentlichen kreisförmige Kontur aufweist, welche zumindest eine in radialer Richtung hervortretende Anformung (9) aufweist.
Anordnung mit einem Scheibenisolator (1, 1a) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anformung (9) achsgleich zu einem Steg (13a, 13b, 13c) ausgerichtet ist.