DE19700387B4

DE19700387B4 - Verbundisolator

Info

Publication number: DE19700387B4
Application number: DE1997100387
Authority: DE
Inventors: Yukinobu Nagasaka
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1996-01-09
Filing date: 1997-01-08
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2017-01-09
Also published as: JPH09190729A; DE19700387A1; JP3602634B2

Abstract

Verbundisolator mit halbleitenden Teilen mit einem Kernelement und einem um das Kernelement angeordneten Schirmelement, dadurch gekennzeichnet, dass das Schirmelement aus halbleitendem Silikongummi gefertigt ist, wobei dem Silikongummi zum Erzielen der halbleitenden Eigenschaft mindestens ein Leitfähigkeit verleihender Füllstoff, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Ruß, Metallpulver, Metallfasern und Kohlefasern besteht, beigemengt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verbundisolator mit halbleitenden Teilen, welcher beispielsweise zum Tragen einer Energieübertragungsleitung verwendbar ist, keine Störgeräusche insbesondere in Radios und Fernsehgeräten verursacht und verbesserte Eigenschaften bezüglich Verunreinigung aufweist.

Die Isolatoren werden im allgemeinen verwendet, um Hochspannungsübertragungsleitungen oder dergleichen zu tragen. Die Potentiale nahe den Seiten einer Hochspannungsleitung und der Verkleidung des Isolators sind höher als die im verbleibenden Teil. Als Ergebnis kann eine Korona-Entladung unter Erzeugung von Störgeräuschen in Radios und Fernsehgeräten und unter Verschlechterung der Beständigkeit gegenüber Verunreinigung auftreten. Um eine derartige ungleichförmige Potentialverteilung flach machen zu können, um die Korona-Entladung zu unterdrücken, das Auftreten der Störgeräusche in Radios und Fernsehgeräten zu verhindern und die Beständigkeit gegenüber Verunreinigung zu verbessern, wurde herkömmlich ein Isolator verwendet, der etwas Leitfähigkeit besitzt. Beispielsweise ist ein mit einer leitfähigen Glasur beschichteter Isolator aus der japanischen Patentanmeldungsschrift JP-A-46-1077 , welche der Deutschen Patentanmeldungsschrift DE-A-20 06 47 entspricht, bekannt. Dieser Isolator ist ein Hochspannungsisolator mit einer Vielzahl von abschirmenden Abschnitten, die zur Abschirmung eines elektrischen Bogens dienen, und eine aus einem Metalloxid bestehende Halbleiter-Oberflächenschicht ist auf zylindrischen Abschnitten zwischen den abschirmenden Abschnitten bereitgestellt. Dieser Isolatortyp ist auf Porzellan-Isolatoren gerichtet, und Leitfähigkeit wird dem Isolator durch Beschichten der Oberfläche des Isolators mit einer Glasur verliehen, in welche das Metalloxid gemischt ist.

Andererseits tritt eine Korona-Entladung unvorteilhafterweise ebenfalls aufgrund einer ungleichförmigen Potentialverteilung in Bezug auf einen Verbundisolator auf, der ein aus einem isolierenden Polymermaterial um ein Kernelement aus einem glasfaserverstärkten Kunststoffstab (FRP) oder dergleichen gefertigtes Gehäuse (Schirmelement) besitzt. Es ist jedoch aufgrund der Härte und Elastizität der im Verbundisolator verwendeten Bestandteilmaterialien unmöglich, einem derartigen Verbundisolator gemäß dem in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 46-53417 offenbarten Verfahren Leitfähigkeit zu verleihen. Bis jetzt war keine wirkungsvolle Technik verfügbar, um dem Verbundisolator Leitfähigkeit zu verleihen.

Die DE-A-3621653 beschreibt einen Isolator mit einem Kernelement aus Glasharz und einem darauf angebrachten Schirmelementkörper mit Glocken aus spritzgegossenem Silikonharz.

Das deutsche Gebrauchsmuster DE-GM 9057 beschreibt einen Hochspannungsisolator, über dessen ganzer Länge der Isolatoroberfläche zur Steuerung der Spannungsverteilung eine halbleitende Schicht aufgebracht ist.

Nachdem beobachtet wurde, daß aufgrund der höheren Anfälligkeit der Materialien, aus denen der Verbundisolator besteht, für Kriechwegbildung (tracking) und Abnützung im Vergleich zum Porzellan-Isolator dem Verbundisolator Leitfähigkeit unter Erfüllung von Kriechwegbildungs- und Abnützungsbeständigkeit verliehen werden muß, wurden verschiedene Untersuchungen bezüglich Materialien angestellt, welche den Verbundisolatoren Leitfähigkeit verleihen. Als Ergebnis wurde schließlich die vorliegende Erfindung entwickelt.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Verbundisolator bereitzustellen, der im Vergleich zum Porzellan-Isolator leichter ist und eine weitaus bessere Wasserabweisungsfähigkeit besitzt sowie mit Halbleiterfähigkeit versehen ist, um Störgeräusche in Radios und Fernsehgeräten zu vermeiden und die Beständigkeit gegenüber Verunreinigung zu verbessern.

Die Aufgabe wird durch den Verbundisolator gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst, welcher ein Kernelement sowie ein um das Kernelement angeordnetes Gehäuse (Schirmelement) umfaßt, wobei das Schirmelement aus halbleitenden Silikongummi gefertigt ist, welcher mindestens ein Leitfähigkeit verleihender Füllstoff, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Ruß, Metallpulver, Metallfasern und Kohlefasern besteht, beigemengt ist.

Gemäß dem Verbundisolators der vorliegenden Erfindung ist die Potentialverteilung um den Isolator herum gleichförmiger gemacht, da das Gehäuse (Schirmelement) aus dem halbleitenden Silikongummi gefertigt ist, welches mindestens einen funktionellen Füllstoff enthält, welcher aus der Gruppe, bestehend aus Ruß, Metallpulver, Metallfasern und Kohlefasern, ausgewählt wurde. Als Ergebnis werden die Korona-Entladung sowie die Störgeräusche in Radios und Fernsehgeräten unterbunden und die Beständigkeit gegenüber Verunreinigung verbessert.

1. Das Gehäuse (Schirmelement) ist aus dem halbleitenden Silikongummi gefertigt. In diesem Fall wird die Leitfähigkeit des gesamten Isolators verstärkt, so daß die Potentialverteilung um den Isolator gleichförmiger gemacht und die Korona-Entladung wirkungsvoller verhindert werden kann.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen des Verbundisolators gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
2. Eine Schicht aus Polymermaterial mit ausgezeichneter Beständigkeit gegenüber Kriechwegbildung und Abnützung ist auf der Oberfläche des Gehäuses (Schirmelement) bereitgestellt. Dieser Fall hat den Vorteil, daß das Halbleiter-Polymermaterial, welches dem Isolator Leitfähigkeit verleiht, und das Polymermaterial, welches dem Isolator Beständigkeit gegenüber Kriechwegbildung und Abnützung verleiht, getrennt oder unabhängig ausgewählt werden kann. Weiterhin kann der Verbundisolator erhalten werden, der nicht unter einer Verschlechterung der Beständigkeit gegenüber Kriechwegbildung und Abnützung leidet.
3. Das Kernelement ist aus einem Bündel mit einem Harz imprägnierter Glasfasern gefertigt, wobei dem Kernelement dadurch Halbleiterfähigkeit verliehen wird, daß mindestens ein Leitfähigkeit verleihender Füllstoff, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Ruß, Metallpulver, Metallfasern und Kohlefasern besteht, in das Kernelement gemischt wird. In diesem Fall ist das Kernelement halbleitend und mit dem vorstehenden Gehäuse bedeckt. Daher ändert sich der Widerstand des gesamten Verbundisolators nicht wesentlich, selbst wenn sich mit dem Abbau des Gehäuses (Schirmelement) die Beständigkeit gegenüber Kriechwegbildung und Abnützung verschlechtert. Entsprechend kann der Verbundisolator beständig verwendet werden. Da der erlaubte Widerstand des Isolators zum Zeitpunkt der Herstellung des Kernelements bestimmt werden kann, ist weiterhin die Verwirklichung verschiedener Ausgestaltungen der abschirmenden Abschnitte möglich.
4. Wenn die Spannung einer Leitung, bei welcher der Verbundisolator verwendet wird, 1 kV beträgt, wird der Widerstand zwischen entgegengesetzten Enden des Verbundisolators pro 1 kV der Leitung auf 1 MΩ bis 10 MΩ festgelegt. Der vorstehende Widerstandsbereich wurde hinsichtlich der folgenden Punkte als bevorzugter Widerstandsbereich bestimmt. Wenn der Widerstand zu groß ist, kann die Potentialverteilung um den Isolator herum nicht wirksam gleichförmig gemacht werden. Andererseits fließt bei einem zu geringen Widerstand Kriechstrom jenseits eines notwendigen Niveaus, so daß ein Energieverlust auf ein nicht vernachlässigbares Niveau ansteigen kann. Zusätzlich wird im Verbundisolator aufgrund des Kriechstroms Stromwärme erzeugt, so daß die Bestandteilmaterialien stärker abgebaut werden.

Der in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendete Begriff "Verbundisolator" bezeichnet einen Isolator, der ein hohles oder festes Kernelement aus glasfaserverstärktem Kunststoff (FRP) oder dergleichen sowie ein aus einem isolierenden Polymermaterial gefertigtes und um die äußere Randfläche des Kernelements herum bereitgestelltes Gehäuse (Schirmelement) umfaßt. Als isolierendes Polymermaterial wird ein Silikongummi verwendet. Ein derartiger Gummi wird als Basisgummi verwendet, ein letztendliches Material für das Gehäuse (Schirmelement) wird durch Mischen verschiedener gewöhnlicher Additive in den Basisgummi erhalten und das Gehäuse (Schirmelement) um das Kernelement durch Formen und Vulkanisieren des letztendlichen Gehäusematerials gebildet. Die Gehäuseform des Verbundisolators kann die normalerweise im Stand der Technik verwendete sein.

Im folgenden werden die im Verbundisolator gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Bestandteilmaterialien beschrieben.
(1) Kernelement
Als Kernelement wird ein aus glasfaserverstärktem Kunststoff (FRP) oder dergleichen gefertigtes, in den Verbundisolatoren normalerweise verwendetes Kernelement verwendet. Das heißt, daß das Kernelement aus einem Bündel mit einem Harz imprägnierter Glasfasern oder dergleichen gefertigt werden kann. Um dem Kernelement Halbleiterfähigkeit zu verleihen, werden wahlweise mindestens ein Leitfähigkeit verleihender funktioneller Füllstoff, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Ruß, Metallpulver, Metallfasern und Kohlefasern besteht, in das Kernelement gemischt und in das Harz geknetet und anschließend der Kern durch Imprägnieren des Bündels Glasfasern oder dergleichen mit diesem Harz gebildet.
(2) Gehäuse (Schirmelement)
Wird Silikongummi als Basisgummi verwendet, erhält man ein Material für das Gehäuse (Schirmelement) beispielsweise durch Verwendung der folgenden Bestandteile (a) bis (e) in den folgenden auf 100 Gewichtsteilen des Bestandteils (a) basierenden Mengen.

Bestandteil (a): Diorganopolysiloxan mit mindestens zwei an Siliciumatome gebundenen Alkenylgruppen in einem Molekül (Viskosität: nicht weniger als 0,1 cm²/s (10 cSt) bei 25°C, bevorzugtes Gewichtsmittel-Molekulargewicht 40 × 10⁴, bevorzugter 5 × 10⁴).
Bestandteil (b): Feines Siliciumoxidpulver (Quarzstaub, Kieselgallerte, Kieselaerogel usw., vorzugsweise extrem feine Quarzstaubpartikel mit der Korngröße ≤ 50 μm und dem spezifischen Oberflächenbereich ≥ 100 m²), 10 bis 100 Gewichtsteile.
Bestandteil (c): Aluminiumhydroxid (Al₂O₃·3H₂O, bevorzugter durchschnittlicher Partikeldurchmesser < 5 μm), vorzugsweise 15 bis 300 Gewichtsteile, bevorzugter 50 bis 200 Gewichtsteile.
Bestandteil (d): Organisches Peroxid wie Benzoylperoxid (Vulkanisator).
Bestandteil (e): Andere bekannte geeignete Additive (nicht verstärkendes Additiv, Pigment, hitzebeständiges Mittel, Flammschutzmittel, Innentrennmittel, Weichmacher, usw.).

(3) Ruß, Metallpulver, Metallfasern und Kohlefasern, die dem Material zur Bildung, des Gehäuses beigemengt werden sollen
(i) Ruß
Als Ruß können bekanntes Kechen-Schwarz (kechen black), XCF-Kohle, Acetylenschwarz, SRF-Kohle, Graphit, Aktivkohle usw. verwendet werden.
Die Zugabemenge an Ruß kann basierend auf der Art des ausgewählten Rußes und der gewünschten Halbleiterfähigkeit bestimmt werden. Physikalische Materialeigenschaften und Materialverhalten derartiger Ruße sind beispielsweise in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 56-165203 und der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 59-18734 beschrieben. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann Ruß mit der Korngröße von nicht mehr als 100 μm und dem spezifischen Oberflächenbereich von 1 m²/g bis 1000 m²/g verwendet werden.
(ii) Metallpulver
Als Metallpulver können Silberpulver, Kupferpulver, Nickelpulver, Aluminiumpulver usw. aufgeführt werden. Ein derartiges Metallpulver kann in Form eines Metalls allein, einer Legierung, eines Oxids, eines Halogenids, z. B. eines Iodids usw. verwendet werden. Die Partikelform des Pulvers kann kugelförmig, ellipsoid, planar oder dergleichen sein. Für den Fall, daß die Partikelform kugelförmig ist, wird ein Pulver mit der Korngröße von nicht mehr als 100 μm bevorzugt verwendet.
(iii) Metallfasern
Als Material für die Metallfasern können die für das vorstehende Metallpulver aufgeführten Metalle (Silber, Kupfer, Nickel, Aluminium) verwendet werden. Die Feinheit der Metallfasern beträgt vorzugsweise nicht mehr als 10 μm.
(iv) Kohlefasern
Als Kohlefasern können solche mit einer Feinheit von nicht mehr als 100 μm verwendet werden.
Die vorstehenden leitenden Materialien können einzeln oder in Form eines Gemisches verwendet werden. Das gesamte Gehäuse (Schirmelement) wird halbleitend gemacht.
(v) Polymermaterial mit ausgezeichneter Beständigkeit gegenüber Kriechwegbildung und Abnützung
Ein gegen Kriechwegbildung beständiges Polymermaterial ist das gleiche wie das Polymermaterial (Silikongummi) zur Bildung des Gehäuses (Schirmelements) als grundlegender aufbauender Komponente. Vom Standpunkt der Herstellung wird flüssiger Silikongummi bevorzugt. Vorzugsweise wird Aluminiumhydroxid in einer Menge von 15 bis 300 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Polymers, zugegeben, wenn der durchschnittliche Partikeldurchmesser nicht mehr als 5 μm beträgt. Da die Fließfähigkeit des flüssigen Silikongummis gewährleistet sein muß, beträgt die Zugabemenge an Aluminiumhydroxid bevorzugter 15 bis 100 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Polymers.
Die Dicke des Polymermaterials mit der ausgezeichneten Beständigkeit gegenüber Kriechwegbildung und Abnützung ist so festgelegt, daß eine Verschlechterung aufgrund von Kriechwegbildung und Abnützung für eine gesicherte tolerierbare Anzahl von Jahren verhindert werden kann. Die Dicke des gegenüber Kriechwegbildung beständigen Polymermaterials beträgt vorzugsweise nicht weniger als 2 mm.
Gemäß dem Verbundisolator der vorliegenden Erfindung wird das Gehäuse mit einem isolierenden Polymermaterial um die äußere Peripherie des Kernelements durch Gießen, dem Schiebebildverfahren (transfer process) oder dergleichen gebildet.
Erfindungsgemäß wird das Gehäuse aus einem halbleitendem Silikongummi gefertigt, wobei mindestens ein Halbleiterfähigkeit verleihender Füllstoff, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Ruß, Metallpulver, Metallfasern und Kohlefasern besteht, zuvor in einen Silikongummi gemischt und geknetet und ein Gehäuse (Schirmelement) um die äußere Randoberfläche des Kernelements durch Gießen, das Schiebebildverfahren (transfer process) oder dergleichen gebildet wird. Eine Schicht aus Polymermaterial mit ausgezeichneter Beständigkeit gegenüber Kriechwegbildung und Abnützung wird vorteilhafterweise auf der Oberfläche des Schirmelements bereitgestellt.
Das Kernelement wird aus einem Bündel Glasfasern gebildet, die gemäß einem wohlbekannten Verfahren mit einem Harz imprägniert sind. Für diesen Fall wird dem Kernelement Halbleiterfähigkeit verliehen, indem mindestens ein Leitfähigkeit verleihender funktioneller Füllstoff, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Ruß, Metallpulver, Metallfasern und Kohlefasern besteht, in das Harz für das Kernelement beigemengt wird.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend genauer unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele erläutert. Im folgenden sind alle zugegebenen Mengen der Bestandteile in Gewichtsteilen aufgeführt.
Beispiele 1 bis 4
Beispiel 1 (Bezugsbeispiel)(Verbundisolator, bei welchem abweichend von der Erfindung der gesamte Oberflächenabschnitt des Gehäuses als Halbleiterschicht gefertigt wurde)
Die Form des Isolators ist in den nachstehend genannten Bewertungen angegeben.
(1) Eine Mischvorschrift für ein Gehäuse als Basismaterial war wie folgt:

Dimethylpolysiloxan (heißgehärteter Typ) 100 100

feines Siliciumoxidpulver 50

Aluminiumhydroxid 100

Benzoylperoxid 50

(2) Eine Zusammensetzung für eine Halbleiterschicht wurde durch Zugabe von Ruß in flüssigen Silikongummi hergestellt.

Dimethylpolysiloxan (Ein-Flüssigkeitstyp)	100
feines Siliciumoxidpulver	50
Vernetzungsmittel (Benzoylperoxid, nachstehend genannte Vernetzungsmittel sind alle Benzoylperoxid)	5
Katalysator	0,5
Ruß (durchschnittlicher Partikeldurchmesser 50 μm, spezifischer Oberflächenbereich 500 m²/g)	20

Ein Verbundisolator wurde durch Formpressen unter Verwendung des rohen Gummimaterials als Basismaterial und eines mit einem Epoxidharz imprägnierten Glasfaserstabs gebildet. Der geformte Verbundisolator wurde für eine vorgegebene Zeitdauer in flüssigen Silikongummi eingetaucht, welcher als Material zum Aufbau einer Halbleiterschicht in einen Tank gefüllt worden war. Anschließend wurde der erhaltene Isolator hochgezogen und der aufgetragene Silikongummi gehärtet, während der Isolator gedreht wurde, um die Filmdicke gleichförmig zu machen. Dieser Schritt wurde wiederholt, um die Dicke der Halbleiterschicht von 5 mm zu erreichen.
Der letztendliche Verbundisolator wurde durch Anbringen von Endstücken an entgegengesetzte Enden vervollständigt.
Beispiel 2 (Verbundisolator, bei welchem das Gehäuse als Halbleiterschicht gefertigt wurde)
Die Form des Isolators ist in den nachstehend genannten Bewertungen angegeben.
Eine Mischvorschrift für ein Basismaterial mit Halbleiterfähigkeit war wie folgt:

Dimethylpolysiloxan (heißgehärteter Typ) 100

feines Siliciumoxidpulver 50

Aluminiumhydroxid 100

Benzoylperoxid 5

Ruß 20
Ein Verbundisolator wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durch Formpressen unter Verwendung des Basis-Gummimaterials für das Gehäuse und eines mit einem Epoxidharz imprägnierten Glasfaserstabs, gefolgt von Härten, gebildet.
Beispiel 3
(Verbundisolator, bei welchem eine gegenüber Kriechwegbildung beständige Schicht auf der gesamten Oberfläche eines Halbleiter-Gummis bereitgestellt wurde) Die Form des Isolators ist in den nachstehend genannten Bewertungen angegeben.
(1) Eine Mischvorschrift für ein Basismaterial mit Halbleiterfähigkeit war die gleiche wie in Beispiel 2.
(2) Eine Mischvorschrift für die gegenüber Kriechwegbildung beständige Schicht war wie folgt:

Dimethylpolysiloxan (Ein-Flüssigkeitstyp) 100

feines Siliciumoxidpulver 50

Aluminiumhydroxid 100

Vernetzungsmittel 5

Katalysator 0,5
Ein Verbundisolator wurde durch Formpressen unter Verwendung des Basis-Gummimaterials für das Gehäuse und eines mit einem Epoxidharz imprägnierten Glasfaserstabs, gefolgt von Härten, gebildet.

(3) Eine Zusammensetzung für eine Halbleiterschicht wurde durch Zugabe von Ruß in flüssigen Silikongummi hergestellt.

Dimethylpolysiloxan (Ein-Flüssigkeitstyp)	50
feines Siliciumoxidpulver	100
Vernetzungsmittel (Benzoylperoxid, nachstehend genannte Vernetzungsmittel sindalle Benzoylperoxid)	5
Katalysator	0,5

Das Formen und Härten wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt. Die Dicke der gegenüber Kriechwegbildung beständigen Schicht betrug 2 mm.
Beispiel 4(Verbundisolator, bei welchem ein Kernelement halbleitend war)
Die Form des Isolators ist in den nachstehend genannten Bewertungen angegeben.
(1) Der in Beispiel 2 verwendete Gummi wurde als Material für ein Gehäuse eingesetzt.
(2) Ein nachstehend beschriebener Kern wurde verwendet.

Epoxidharz (Zwei-Flüssigkeitstyp) 100

Ruß (durchschnittlicher Partikeldurchmesser 50 μm, spezifischer Oberflächenbereich 500 m²/g) 30

Glasfasern 100
Eine geeignete Anzahl an Glasfasern in Bündelform wurden durch ein Flüssigkeitsgemisch geführt, welches das mit Ruß versetzte Epoxidharz vom Zwei-Flüssigkeitstyp enthielt, wodurch die Glasfasern mit dem Harz imprägniert wurden. Ein Kernelement wurde durch eine Düse mit einer gewünschten Dicke gezogen, gefolgt von Härten.
Ein Gehäuse wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 geformt und gehärtet.
Bewertungsverfahren für die Beispiele
Die folgenden Kriterien (a) bis (e) wurden als

Bewertungskriterien verwendet:
a) Spannungsverteilungsrate
b) Auftreten von Korona-Entladung
c) Fernsehrauschen, Radiorauschen
d) Beständigkeit gegenüber Verunreinigung
e) Beständigkeit gegenüber Kriechwegbildung und Abnützung

Bezüglich der Bewertungskriterien a) bis d) wurde die folgende Form eingesetzt:
Auf 5 m gestreckter Suspensionstyp zur Verwendung bei 735 kV

Durchmesser der Schirme der Abschirmungen 182 mm

Zylinderdurchmesser 42 mm

Kerndurchmesser 32 mm

Abstand der Schirme der Abschirmungen 50 mm

Anzahl der Schirme der Abschirmungen 89
Bezüglich des Bewertungskriteriums e) wurde die folgende Form eingesetzt:

Durchmesser der Schirme der Abschirmungen 126 mm

Zylinderdurchmesser 26 mm

Kerndurchmesser 16 mm

Abstand der Schirme der Abschirmungen 50 mm

Anzahl der Schirme der Abschirmungen 4
In den Testproben wurden bis auf die Bestandteilmaterialien die gleichen Konstruktionen verwendet.
a) Spannungsverteilungsrate
Eine normale Spannung wurde zwischen entgegengesetzten Enden einer Testprobe angelegt und bezüglich jedes Abschirmungsabschnitts eine Potentialverteilung durch eine Messung gemäß einem herkömmlichen Verfahren erhalten.
b) Spannung von aufgetretener sichtbarer Korona-Entladung
Auf eine Testprobe wurden die folgenden Bedingungen angewendet und eine Spannung gemessen, bei der bei einem schrittweisen Anstieg der Spannung eine sichtbare Korona-Entladung auftrat.
Verunreinigungsbedingung:
Dichte an angehaftetem Salz 0,34–0,37 mg/cm²
Feuchtigkeitsbedingung: künstliches Besprühen: 5 g/m³
c) Fernseh-/Radiorauschen (TVI, RIV)
Eine Testprobe wurde wie nachstehend erläutert verunreinigt und unter Feuchtigkeitsbedingungen eine Spannung an die Testprobe angelegt. Bezüglich dieser Testprobe wurden das Fernsehrauschen (TVI) und das Radiorauschen (RIV) von einer 6-Elementtyp-YAGI-Antenne empfangen und unter Verwendung eines TVI-Meßgeräts, eines RIV-Meßgeräts und eines elektromagnetischen Oszillographen analysiert.
TVI: Das Rauschen wurde bei 94 MHz gemessen, wo es den geringsten Hintergrundrauschpegel zwischen der Frequenz eines Bildes im ersten Kanal und den Stimmfrequenzen gibt.
RIV: Es wurde NEMA Pub. 107–1964 verwendet. Die Meßfrequenz war 1 MHz.
Angelegte Spannung: 735 kV Verunreinigungsbedingung: Dichte des angehafteten Salzes: 0,34–0,37 mg/cm² Menge an angehaftetem Polierpulver: 0,1 mg/cm² Feuchtigkeitsbedingung: künstliches Besprühen: 5 g/m³ Es ist der Durchschnittswert der Signalintensitäten aufgeführt, welche 30 Minuten vom Beginn eines Experiments an empfangen wurden.
d) Verunreinigungsbeständigkeits-Spannung
Dieser Test ist ein Test, der eine Situation simuliert, in welcher ein Isolator einer sich über eine lange Zeit anhäufenden Verunreinigung unterworfen und Nebel und leichtem Regen während des gewöhnlichen Betriebs ausgesetzt ist.
Während eine Testprobe mit variierender Dichte an angehaftetem Salz einem künstlichen Nebel unterzogen wurde, wurde die angelegte Spannung schrittweise erhöht. So wurde eine Verunreinigungsbeständigkeits-Spannung gemessen.

Dichte des angehafteten Salzes 0,5 mg/cm²

künstlicher Nebel 5 mg/cm²
e) Beständigkeit gegenüber Kriechwegbildung und Abnützung
gemäß IEC 1109 1992-03 wurde eine Testprobe gleichzeitig einem Besprühen mit Salzwasser und einem Anlegen von Spannung unterworfen. Es wurde überprüft, ob innerhalb eines Testzeitraums eine Kriechwegbildung und Abnützung auftrat oder nicht, und die maximale Abnützungstiefe gemessen.

Angelegte Spannung 16 kV

Volumen der Nebelkammer 8,75 m³

Nebelaustrittsgeschwindigkeit 3,5 l/h

Elektrische Leitfähigkeit des Nebels 16 mS/cm

Testzeitraum 1000 h
Die Bewertungstestergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 aufgeführt.
Als herkömmliche Testprobe wurde ein Verbundisolator mit einem aus dem in Beispiel 1 (Bezugsbeispiel) angegebenen Gehäusematerial gefertigten Gehäuse (Schirmelement) verwendet.
Wie aus den vorstehenden Ergebnissen klar hervorgeht, hatten die Halbleiter-Verbundisolatoren in den Beispielen 1 bis 4 verglichen mit dem herkömmlichen Verbundisolator, weit höhere eine sichtbare Korona-Entladung erzeugende Spannungen, und das Auftreten von Rauschen konnte in einem größeren Ausmaß unterdrückt werden. Zusätzlich ist ersichtlich, daß die Verunreinigungsbeständigkeitsspannungen der Halbleiter-Verbundisolatoren in den Beispielen 1 bis 4 verglichen mit dem herkömmlichen Verbundisolator deutlich verbessert werden konnten. Weiterhin ist ersichtlich, daß obwohl in den Beispielen 1 und 2 die Beständigkeit gegenüber Kriechwegbildung und Abnützung leicht verschlechtert war, sich diese auf einem Niveau befindet, wo keine praktischen Probleme verursacht werden. Was die Beispiele 3 und 4 betrifft, so ist ersichtlich, daß die Beständigkeit gegenüber Kriechwegbildung und Abnützung auf fast dem gleichen Niveau wie bei dem herkömmlichen Verbundisolator gehalten werden konnte.

Claims

Verbundisolator mit halbleitenden Teilen mit einem Kernelement und einem um das Kernelement angeordneten Schirmelement, dadurch gekennzeichnet, dass das Schirmelement aus halbleitendem Silikongummi gefertigt ist, wobei dem Silikongummi zum Erzielen der halbleitenden Eigenschaft mindestens ein Leitfähigkeit verleihender Füllstoff, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Ruß, Metallpulver, Metallfasern und Kohlefasern besteht, beigemengt ist.
Verbundisolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schicht aus Polymermaterial mit ausgezeichneter Beständigkeit gegenüber Kriechwegbildung und Abnützung auf der Oberfläche des Schirmelements bereitgestellt ist.
Verbundisolator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernelement aus einem Bündel von mit einem Harz imprägnierten Glasfasern besteht und dem Kernelement dadurch Halbleiterfähigkeit verliehen ist, dass mindestens ein Leitfähigkeit verleihender Füllstoff, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Ruß, Metallpulver, Metallfasern und Kohlefasern besteht, in das Kernelement gemischt ist.
Verbundisolator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandswert zwischen entgegengesetzten Enden des Verbundisolators in einem Bereich von 1 MΩ bis 10 MΩ liegt, wenn eine Spannung einer Energieübertragungsleitung, in welcher der Verbundisolator verwendet wird, 1 kV beträgt.