DE19644483C1 - Isolator für hohe Spannung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Isolator für hohe Spannung, ins­ besondere Hochspannung, mit einem Gehäuse, durch dessen In­ nenraum in Längsrichtung zumindest ein Lichtwellenleiter ge­ führt und endseitig herausgeführt ist, wobei der Innenraum mit einem Schaum ausgefüllt ist.

Ein derartiger Isolator ist aus der US-PS 3,485,940 bekannt. Der dort verwendete Isolator dient dabei zur Aufnahme einer Strommeßanordnung an einer Hochspannungsleitung. Der Schaum ist dort ein Polyurethanschaum und lediglich als Füllmittel verwendet.

Bei der Verwendung von Lichtwellenleitern und einem derarti­ gen Schaum besteht das Problem, daß keine Verbindung zwischen dem Schaum und der Oberfläche des Lichtwellenleiters ent­ steht. Dabei können Spalte an der Oberfläche des Lichtwellen­ leiters entstehen, die dann einen Kriechweg für einen Über­ schlag bilden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Isolator an­ zugeben, der bei einfachem Aufbau eine größtmögliche Span­ nungsfestigkeit für in ihm verlegte Lichtwellenleiter bietet.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schaum mit SF6 aufge­ schäumt ist, derart, daß im Innenraum des Isolators gegenüber der Gehäuseumgebung ein Überdruck herrscht.

Durch diese Merkmalskombination ist ein besonders einfacher Aufbau des Isolators gegeben, wobei auch unter schwierigsten Betriebsbedingungen die Spannungsfestigkeit im Inneren des Isolators erhalten bleibt. Dies gilt insbesondere für Tempe­ raturschwankungen. Derartige Isolatoren müssen nämlich unter Freiluftbedingungen bei Temperaturen bis ca. -50°C ihre Funk­ tionsfähigkeit behalten. Es muß dabei also auch bei Material­ ausdehnungen und Schrumpfungen die Bildung von Längsspalten verhindert sein.

Bei der Fertigung des Isolators kann nach dem Aushärten des Schaumes die Druckdichtigkeit, z. B. für Montagearbeiten, auch für einige Zeit aufgegeben werden. Dabei entstehen lediglich geringe Diffusionsverluste des Gases im Schaum. Der Lichtwel­ lenleiter wird bevorzugt erst am Ende der Isolatorherstellung eingebaut, so daß die Gefahr von Beschädigungen gering gehal­ ten ist.

Der Überdruck sollte maximal 2 bar betragen. Bevorzugt liegt er in einem Bereich zwischen 0,2 bis 1 bar, wobei sich in der Praxis ein Wert von 0,5 bar als günstig erwiesen hat. Auf diese Weise ist keine übermäßige Druckbeanspruchung des Iso­ latorgehäuses gegeben, wobei jedoch die Längsspaltbildung ausreichend verhindert ist.

Das Gehäuse des Isolators ist mit Vorteil zumindest teilweise aus einem Verbundwerkstoff gefertigt. Dadurch ist ein stabi­ ler und zuverlässiger Aufbau des Isolators, auch bei erhöhtem Innendruck, gegeben. Als Schaum kommt bevorzugt ein PU-Schaum (Polyurethanschaum) zur Anwendung.

Eine bevorzugte Anwendung des Isolators ist bei Meßanordnun­ gen in der Hochspannungstechnik gegeben, bei denen auf einem Hochspannungspotential angeordnete Meßmittel vorgesehen sind. Von diesen werden dann die entsprechenden Meßdaten oder In­ formationen über zumindest einen Lichtwellenleiter auf Erdpo­ tential geführt. Die Meßmittel können dabei mechanisch am Kopfende des Isolators angeordnet sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, weitere Vorteile und Details werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläu­ tert.

Die Figur zeigt einen Isolator 1 mit einem Gehäuse 3. Das Ge­ häuse 3 ist in seinem äußeren Bereich nach bekannter Art und Weise mit Schirmen 4 versehen. Die Schirme 4 können bei­ spielsweise aus Porzellan oder auch aus Silikon gefertigt sein. Das Gehäuse 4 kann zumindest in seinem zylindrischen Innenbereich ebenfalls aus Porzellan und/oder aus einem Ver­ bundwerkstoff, z. B. einer Epoxydharzkomposition oder einem Glasfaserwerkstoff, gefertigt sein.

Beispielhaft sind in der Figur zwei Lichtwellenleiter 7a, 7b gezeigt, die durch den Innenraum 5 des Isolators geführt sind. Sie sind dabei durch das geschlossene Kopf- und Fußende 9 bzw. 11 durchgeführt.

Der Innenraum 5 ist mit einem Schaum, insbesondere einem Po­ lyurethanschaum 13, ausgefüllt. Der Schaum 13 ist dabei mit einem Überdruck in den Innenraum 5 eingebracht. Der Überdruck gegenüber der Umgebungsatmosphäre beträgt dabei maximal 2 bar. Ein günstiger Bereich ist dabei 0,2 bis 1 bar. In der Praxis hat sich ein Überdruck von ca. 0,5 bar bewährt. Dabei ist nämlich eine Längsspaltbildung zwischen dem Schaum 13 und den Lichtwellenleitern 7a und 7b verhindert.

Prinzipiell ist die Verbindung zwischen einem derartigen Schaum und der Oberfläche von Lichtwellenleitern problema­ tisch. Durch den Überdruck liegt der Schaum 13 dicht an den Lichtwellenleitern 7a und 7b an, wodurch eine Längsspalte verhindert ist. Ein zusätzlicher Vorteil ist durch die Ver­ wendung von SF6 (Schwefelhexaflorid) als Aufschäummittel er­ zielt, wodurch eine isolierende Wirkung erzielt ist. Prin­ zipiell sind auch andere Isoliergase, z. B. Stickstoff, ver­ wendbar.

Die Lichtwellenleiter 7a, 7b können auf diese Weise gradlinig durch den Isolator 1 geführt werden, ohne daß schädliche Spannungs- oder Feldstärkebeanspruchung erfolgt. Der Schaum 13 wird nach bekannter Art und Weise in den Innenraum 5 über eine nicht näher gezeigte Füllöffnung eingebracht. Gegebenen­ falls kann auch eine weitere Zusatzöffnung, z. B. am gegen­ überliegenden Ende des Isolators 1, zum Entweichen von Luft vorgesehen sein.

Ein bevorzugte Anwendung des Isolators 1 ist für Meßanordnun­ gen gegeben. Dazu können beispielsweise am Kopfende 9 Mittel 14 zur Meßwerterfassung vorgesehen sein, die gegebenenfalls einen Sensor 15, z. B. einen optischen oder magnetischen Stromsensor, umfassen, der an einer Hochspannungsleitung 17 angeordnet ist.

Das vorliegende Bauprinzip ist prinzipiell bei beliebigen Durchführungen oder sonstige Isolatoranordnungen in der Mittel- oder Hochspannungstechnik anwendbar.

Claims (8)

1. Isolator (1) für hohe Spannung, insbesondere Hochspannung, mit einem Gehäuse (3), durch dessen Innenraum (5) in Längs­ richtung zumindest ein Lichtwellenleiter (7a, 7b) geführt und endseitig herausgeführt ist, wobei der Innenraum (5) mit ei­ nem Schaum ausgefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaum (13) mit SF6 aufgeschäumt ist, derart, daß im Innen­ raum (5) gegenüber der Gehäuseumgebung ein Überdruck herrscht.

2. Isolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdruck maximal 2 bar beträgt.

3. Isolator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdruck im Bereich zwischen 0,2 bis 1 bar liegt.

4. Isolator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdruck ca. 0,5 bar beträgt.

5. Isolator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Schaum ein Polyurethanschaum ist.

6. Isolator nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) zumindest teilweise aus einem Verbundwerkstoff gefertigt ist.

7. Isolator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Kopfende des Gehäuses (3) Mittel (14) zur Meßwerterfassung an einer Hochspannungsleitung (17) angeordnet sind.

8. Isolator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (14) zur Erfassung eines Stromes dienen.