DE1133447B

DE1133447B - Zu Baueinheiten zusammenfuegbare giessharzisolierte Einzelbauteile

Info

Publication number: DE1133447B
Application number: DEC22963A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Paul Brueckner; Dr-Ing Adil Erk; Dr-Ing E H Erwin Marx Dr-Ing
Original assignee: Calor Emag AG
Current assignee: Calor Emag AG
Priority date: 1960-12-15
Filing date: 1960-12-15
Publication date: 1962-07-19
Also published as: CH397821A; GB1016152A; BE611574A; US3209305A

Description

Zu Baueinheiten zusammenftigbare gießharzisolierte Einzelbauteile Die Erfindung bezieht sich auf gießharzisolierte Einzelbauteile, die mittels in axialer Richtung des elektrischen Leiters verspannte, jedoch lösbare Verbindungen zu Baueinheiten zusammenfügbar sind, insbesondere für zusammenfügbare gießharzisolierte Hochspannungsanlagen.
Es ist bekannt, in Gießharz eingebettete Einzelbauteile zu elektrischen VerteilÜngs- und Schaltanlagen zusammenzufügen, wobei zwischen den Einzelbauteilen Stoßfugen belassen werden, die zur Erhöhung der Durchschlagfestigkeit mit Drucköl ausgefüllt werden. Diese Stoßfugen sind im allgemeinen vom Außenumfang der Gießharzisolation zum Leiter hin mit abnehmendem Querschnitt und etwa hyperbolischem Verlauf ausgebildet, derart, daß sie ungefähr tangential an der Leiteroberfläche enden. Die Herstellung derartiger Stoßfugen ist schwierig und die Anwendung von Drucköl zum Ausfüllen der Fugen mit großem baulichem Aufwand verbunden.
Zur Vermeidung der vorgenannten Nachteile ist vorgeschlagen worden, gießharzisolierte Einzelbauteile so auszubilden, daß an den Verbindungsstellen zwischen den Bauteilen vorgefertigte Isolierstoffkörper in die Gießharzisolation der Bauteile eingefügt werden, die an den Stoßstellen aus elastischen oder plastisch verformbaren Isolierstoffen gebildete Preßflächen aufweisen. Die vorgeschlagenen Bauelemente sind dabei mit einem bis etwa in den Bereich der Stoßstelle, reichenden Leiter ausgerüstet, in den die Stoßstelle überbrückende Zwischenstücke eingefügt, d. h. in die hohlen Enden der Leiter eingeschoben werden, beispielsweise in Form von doppelseitigen Hülsen, die die elektrische Verbindung zwischen den Leiterenden an der Stoßfuge sicherstellen. Die vorgefertigten Isolierstoffkörper sind dabei so ausgebildet, daß sie die Gießharzisolation auf einem sich zum Leiter hin verjüngenden konusförinigen Teil berühren. Die lösbare Verbindung zwischen den Bauteilen wird durch Verspannung in axialer Richtung erreicht.
Die bekannten Ausführungsformen haben den Nachteil, daß die einzelnen Bauteile, die zwischen anderen Bauteilen der Anlage angeordnet sind, nur dann entfernt, beispielsweise ausgewechselt werden können, wenn alle auf einer Seite des auszubauenden Teiles liegenden anderen Bauteile axial, d. h. in Richtung des elektrischen Leiters verschoben werden, bis die im Bereich der lösbaren Verbindung liegenden in- oder übereinandergreifenden Teile des auszubauenden und der unmittelbar benachbarten Bauteile so weit voneinander entfernt werden, daß sie ein seitliches Herausnehmen des auszuwechselnden Bauteiles nicht mehr behindern. Im Falle der bekannten Anordnungen müssen die eine Stoßfüge zwischen sich einschließenden Isolierstoffteile sehr weit voneinander entfernt werden, bis das auszuwechselnde Teil quer zur Leiterlängsrichtung herausnehrnbar ist. Bei den vorgeschlagenen Ausbildungsformen mit vorgefertigten Isolierstoffkörpem ist wenigstens noch eine axiale Verschiebung der Teile um die Länge des die Stoßstelle überbrückenden Leiterstückes erforderlich. Die axiale Verschiebung der Einzelbauteile ist insbesondere bei großen Anlagen mit einem erheblich zeitlichen Aufwand verbunden, während der die gesamte Anlage außer Betrieb gesetzt werden muß. Außerdem erfordert das axiale Verschieben einen zusätzlichen Platzbedarf und im allgemeinen den Ausbau eines der am Ende der Anlage befindlichen Bauteiles.
Es ist Aufgabe der Erfindung, gießharzisolierte Einzelbauteile für zusammenfügbare Baueinheiten so auszubilden, daß sie ohne axiale Verschiebung benachbarter Bauelemente in Richtung quer zur Leiterlängsrichtung aus- und eingebaut werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnen sich die eingangs genannten gießharzisolierten Einzelbauteile dadurch, daß sie an den Verbindungsstellen einen sich über einen Teil ihrer Länge erstreckenden Isoherstoffkörper aufweisen, der in axialer Richtung durch elastische Verformung dehn- und zusammendrückbar ist und der mit einem in axialer Richtung dehn- und. zusammendrückbaren elektrischen Leiter ausgerüstet ist. Durch die neuartige Ausbildung der Einzelbauteile erreicht man, daß die Abmessungen der Bauteile durch Anwendung von Zug- oder Druckkräften in ihrer Länge veränderbar sind. Man hat somit die Mög- lichkeit, die Bauteile im zusammengedrückten Zustand zwischen benachbarte Bauelemente einzufügen und nach Druckentlastung durch gegenseitige Verspannung mit ihren Stirnseiten so gegen die benachbarten Bauelemente zu drücken, daß sich sowohl die elektrischen Leiter der beiden Teile als auch die stirnseitigen Isolierstoffflächen mit wachsender Anpreßkraft auf größer werdenden Flächen berühren.
Hierzu ist vorgesehen, daß die in axialer Richtung dehn- und zusammendrückbaren Iselierstoffkörper an den Stoßstellen vorzugsweise ballige Preßflächen zur Anlage an die benachbarten Einzelbauteile aufweisen, während die Enden der zusammendrück- und dehnbaren elektrischen Leiter mit die Kontaktgabe verbessemden Werkstoffen, beispielsweise Silber, versehen sind.
Zweckmäßig ist es, wenn der in axialer Richtung dehn- und zusammendrückbare Isolierstoffkörper mit der Gießharzisolation fest verbunden, vorzugsweise an die Gießharzisolation anvulkanisiert ist, da man auf diese Weise eine besonders hohe Spannungsfestigkeit der Stoßstelle zwischen der Gießharzisolation und dem elastisch verformbaren Isolierstoffkörper erreicht.
Wenn der für den dehn- und zusammendrückbaren Isolierstoffkörper verwendete Werkstoff nicht mit der Gießharzisolation fest zu verbinden ist und um eine Zugbelastung vorgenannter Stoßfuge auszuschalten, kann es vorteilhaft sein, wenn der elastisch verformbare Isolierstoffkörper mit der Gießharzisolation in axialer Richtung verspannt ist.
Die Berührungsfläche zwischen dem dehn- und zusammendrückbaren Isolierstoffkörper und der Gießharzisolation ist als in Achsrichtung konisch verlaufende Fläche, vorzugsweise als Kegelmantelfläche oder als Fläche mit im Längsschnitt etwa hyperbolischem Verlauf ausgebildet, so daß sich die Stoßstelle einschließende Isolierstoffkörper auf möglichst langer Fläche berühren.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausbildungsform der Erfindung ist der dehn- und zusarmnendrückbare Isolierstoffkörper aus Silikon-Kautschuk hergestellt. Durch Versuchsergebnisse konnte festgestellt werden, daß die Stoßfugen zwischen Sflikon-Kautschuk und Gießharz sowie zwischen benachbarten Kautschukteilen, wie sie an der lösbaren Verbindungsstelle auftreten, eine besonders hohe Spannungsfestigkeit aufweisen.
Ferner ist vorgesehen, daß der in dem Isolierstoffkörper befindliche dehn- und zusammendrückbare elektrische Leiter mit dem im Gießharz eingebetteten Leiter fest verbunden, beispielsweise mit ihm verschweißt oder an ihn angelötet ist. Die Dehn- und Zusammendrückbarkeit des elektrischen Leiters wird zweckmäßig dadurch erreicht daß der Leiter als Wellrohr ausgebildet ist, oder daß er die Form einer ein-oder mehrgängigen Spirale erhält. Schließlich besteht auch noch die Möglichkeit, ihn als Litze auszubilden, deren Einzeldrähte spiralförmig angeordnet sind.
Um den Ein- und Ausbau der Einzelbauteile in einfacher Weise durchführen zu können, ist zum Überführen und Festlegen des dehn- und zusammendrückbaren Isolierstoffkörpers und des Leiters in den zusammengedrückten Zustand beiderseits der Stoßstelle zwischen Gießharzisolation und dem angefügten Isolierstoffkörper eine Spanneinrichtung, beispielsweise durch Spannschrauben zu verbindende Spannringe oder Spannflansche, vorgesehen. Einer der Spannflansche kann dabei zugleich als Spannmit el für die Verspannung der nebeneinander anzuordnenden Baueinheiten in axialer Richtung verwendet werden.
Um im Bereich der Stoßstelle zwischen den elastisch verformbaren Isolierstoffkörpern eine hohe Spannungsfestigkeit zu erhalten, ist vorgesehen, daß die dehn-und zusammendrückbaren Isolierstoffkörper mit Vorrichtungen zur Potentialsteuerung vorzugsweise mit elastischen leitenden Schichten oder mit dünnwandigen, koaxialen metallischen Rohren unterschiedlicher Länge ausgerüstet sind.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel, in welchem ein Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Verbindung zwischen gießharzisolierten Bauteilen wiedergegeben ist.
In der Figur sind mit 1 und 2 die Gießharzisolierungen bezeichnet, in denen als Rohre ausgebildete Leiter 3 und 4 eingebettet sind. Die beiden Gießharzisolierungen weisen kegelstumpfförmige Endflächen 5 und 6 auf, an die Isolierkörper 7 und 8 aus Silikon-Kautschuk anvulkanisiert sind. Die Isolierstoffkörper 7 und 8 nehmen dehn- und zusammendrückbare elektrische Leiter 9 und 10 auf, welche mit in den Gießharzisolierungen befindlichen rohrförmigen Leitern 3 und 4 durch Löten oder Schweißen verbunden sind. Die Dehn- und Zusammendrückbarkeit der Leiter wird dadurch erreicht, daß sie als WeHrohre ausgebildet sind, Die freien Enden 11, 12 der Leiter 9 und 10 sind mit einem, die Kontaktgäbe begünstigenden Werkstoff versehen, so daß die sichere Kontaktgabe beim Gegeneinanderdrücken der Leiterenden gewährleistet ist.
Die Isolierstoffkörper 7 und 8 weisen eine Stoßfuge zwischen sich einschließende ballige Preßflächen 13 und 14 auf, die so ausgebildet sind, daß beim Zusammendrücken der zusammenfügbaren Bauteile eine Vergrößerung der Auflagefläche zwischen den Preßflächen 13 und 14 auftritt, die vom Leiter her nach außen hin erfolgt, ohne daß hierbei Lufteinschlüsse auftreten. Das Zusammenpressen der Isolierstoffkörper 7 und 8 erfolgt mittels Spannschrauben 15 und 16 und Spannflansche 17, 18, welche mit Spannringen 19, 20 einstückig hergestellt sind. Zwischen den Spannmuttern 21, 22 und Spannschrauben 15, 16 sind Federn 23, 24 vorgesehen, Wie in der Figur strichpunktiert dargestellt ist, können weitere Spannflansche 25, 26 vorgesehen sein, die .sich auf der Gießharzisolierung 1, 2 befinden und deren Spannringe 27, 28 in die Isolation eingelassen sind. Die Spannflansche 25, 26 weisen Bohrungen zur Aufnahme von Spannschrauben auf, die gegenüber den Bohrungen für die Spannschrauben 15, 16 radial versetzt angeordnet sind, so daß weitere Spannschrauben zwischen den Flanschen 17, 25 sowie zwischen den Flanschen 18,26 angeordnet werden können, die es bei Entfernen der Spannschrauben15,16 ermöglichen, die Isolierstoffkörper 7 und 8 mit den darin befindlichen, zusammendrückbaren Leitern 9 und 10 so weit gegen die benachbarte Gießbarzisolierung vorzuspanneu, daß die Einzelbauteile, zwischen bereits vorhandene benachbarte Bauteile eingefügt werden können. Nach dem Einfügen können die zur Vorspannung vorgesehenen Spannschrauben entfernt und die in der Zeichnung wiedergegebenen Spannschrauben 15, 16 angebracht und mit ihnen ein, den jeweiligen Verhältnissen entsprechender Anpreßdruck erzeugt werden. Sollen die Isolierstoffkörper 7 und 8 auch im eingebauten Zustand der Bauteile fest gegen die Gießharzisolierung 1 und 2 gepreßt werden, so empfiehlt es sich, weitere Spannflansche mit entsprechenden Ringen auf den Isolierstoffkörpern 7 und 8 im Bereich der konischen Stoßfuge anzuordnen und diese über Spannschrauben mit den Spannflanschen 25, 26 zu verbinden. Dabei werden zweckmäßigerweise die Spannringe schmaler ausgebildet als es in der Figur vorgesehen ist, oder aber es ist erforderlich, die Isolierstoffkörper 7 und 8 länger zu bemessen, damit trotz der letztgenannten Verspannung eine ausreichende Zusammendrück- und Dehnbarkeit erhalten bleiben.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Gießharzisolierte Einzelbauteile, die mittels in axialer Richtung des elektrischen Leiters verspannte, jedoch lösbare Verbindungen zu Baueinheiten zusammenfügbar sind, insbesondere für zusammenfügbare gießharzisolierte Hochspannungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelbauteile an den Verbindungsstellen einen sich über einen Teil ihrer Länge erstreckenden Isolierstoffkörper (7; 8) aufweisen, der in axialer Richtung durch elastische Verformung dehn- und zusammendrückbar sowie mit einem in axialer Richtung dehn- und zusammendrückbaren elektrischen Leiter (9; 10) ausgerüstet ist.
2. Einzelbautell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dehn- und zusammendrückbare Isolierstoffkörper (7; 8) an den Stoßstellen vorzugsweise ballige Preßflächen (13; 14) zur Anlage an das benachbarte Einzelbauteil aufweist und daß die Enden der zusammendrück-und dehnbaren elektrischen Leiter mit, die Kontaktgabe verbessernden Werkstoffen, beispielsweise Silber, versehen sind. 3. Einzelbautell nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in axialer Richtung dehn- und zusammendrückbare Isolierstoffkörper (7; 8) mit der Gießharzisolierung (1; 2) fest verbunden, vorzugsweise an die Gießharzisolierung anvulkanisiert ist. 4. Einzelbauteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der dehn- und zusammendrückbare Isolierstoffkörper (7; 8) mit der Gießharzisolierung (1; 2) in axialer Richtung verspannt ist. 5. Einzelbauteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der dehn- und zusammendrückbare Isolierstoffkörper (7; 8) und die Gießharzisolierung (1;2) auf konischenFlächen(5;6), vorzugsweise Kegelmantelflächen oder im Längsschnitt etwa hyperbolisch verlaufenden Flächen, berühren. 6. Einzelbauteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der dehn- und zusammendrückbare Isolierstoffkörper (7; 8) aus Silikon-Kautschuk besteht. 7. Einzelbauteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der dehn- und zusammendrückbare elektrische Leiter (9; 10) mit dem im Gießharz eingebetteten Leiter (3; 4) fest verbunden, beispielsweise mit ihm verschweißt oder an ihn angelötet ist. 8. Einzelbauteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der dehn- und zusammendrückbare elektrische Leiter (9; 10) als Wellrohr ausgebildet ist. 9. Einzelbauteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der dehn- und zusammendrückbare Leiter (9; 10) als ein- oder mehrgängige Spirale ausgebildet ist. 10. Einzelbauteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der dehn- und zusammendrückbare elektrische Leiter (9; 10) als Litze ausgebildet ist. 11. Einzelbauteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Einrichtungen (25; 26; 17; 18) zum Überführen und Festlegen des dehn- und zusammendrückbaren Isolierstoffkörpers und des Leiters in einen zusammengedrückten Zustand. 12. Einzelbauteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der dehn- und zusammendrückbare Isolierstoffkörper (7; 8) als auch die Gießharzisolierung (1; 2) im Bereich der Stoßstelle mit einer Spanneinrichtung, beispielsweise mit durch Spannschrauben (15; 16) zu verbindende Spannringe (19; 20) oder Spannflansche (17; 18), ausgerüstet ist. 13. Einzelbauteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der dehn- und zusammendrückbare Isolierstoffkörper (7; 8) mit Vorrichtungen zu Potentialsteuerungen, vorzugsweise mit elastischen leitenden Schichten oder mit dünnwandigen, koaxialen metallischen Rohren unterschiedlicher Länge, ausgerüstet ist.