DE2406617A1 - Hochspannungsisolator - Google Patents

Description

T 805 Transmission Deve3.opn.ents Limited, Gloucester, Großbritannien

IIoehspannungsisolator

Die Erfindung bezieht sich auf Hoehspannungsisolatoren und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich auf Langstab-Isolatoren, die zum Aufhängen der Leiter von Freileitungen dienen. Die Isolatoren können Traversen oder Teile von Traversen oder andere Konstruktionselemente für das Aufhängen von Freileitungen an Masten oder Türmen bilden und sie können selbst dazu dienen, solche Leiter direkt zu tragen, d.h. ohne die Vervrendune von normalerweise üblichen Stützisolatoren oder Isolatorenketten. Andere elektrische Leiter, die direkt oder indirekt von solchen Isolatoren getragen xverden können, sind beispielsweise Stromschienen und Fahrleitungen von elektrischen Verkehrsmitteln, wobei die Isolatoren beispielsweise als Seitenhalter verwendet werden können. Die Isolatoren können auch isolierte Durchführungen oder Isolatorstützen bilden.

Die Aufhänge- oder Befestiguri^s-Konstruktionen von üblichen Isolatoren dieser Art sind sehr vielfältig. Bei einer Konstruktion ist der Isolator-Körper mit einem oder mehreren mechanisch hochfesten Kernen versehen, die beispielsweise aus faserverstärktem Giessharz bestehen. An die Ende der Kerne 3ind Endarmaturen angebracht, wobei ein ringförmiger Zwischenraum zwischen den Kernen und der Endarmatur verbleibt. Das isolierende Gießharz wird dann um die Kerne herum gegossen oder geformt und füllt den Zwischenraum zwischen den Kernen und der End-

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armatur. Das offene Ende der- Endarniatur bildet einen Halsansatz, und das Gießharz wird um diesen Halsansatz herum geformt, so daß ein guter Oberflächenkontakt zwischen dem isolierenden Gießharz und dem Halsansatz er reicht wird, dessen gekrümmte Oberfläche die elektrische Grenzfläche zwischen der Endarmatur und dem isolierenden Gießharz bildet.

Bei solchen Konstruktionen ist es wichtig, daß die mechanische Beanspruchung des isolierenden Kunstharzkörpers so gering wie möglich ist, und zwar insbesondere im Bereich des Kaisansatzes der Endarmatur, da ein Reissen der Isolierung die Isolationseigenschaften des Iso lators beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hoch Spannungsisolator der genannten Art zu schaffen, der sich insbesondere durch eine gute Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beanspruchungen auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein elektrisch leitender Zwischenring nachgiebig und elektrisch mit dem Halsansatz der Endarmatur verbunden ist und an seiner von dam Halsabsatz abgewandten Seite eine Fläche aufweist, mit der der Isolatorkörper verbunden ist und die die elekrische Grensflache bildet.

Die nachgiebige Verbindung zwischen dem Halsansatz und dem Zwischenring gestattet eine Relativbewegung zwischen diesen, so daß die mechanischen Beanspruchungen, die in dem isolatorbildenden Isolationsmaterial entstehen können, gemindert werden.

Der Zwischenring ist vorzugsweise aus Metall oder einem

anderen starren Material, wie kunstharzgetränktem Metallpulver. Bei dieser Ausführung wird die Innenfläche des Zwischenringes mit der Außenfläche des Halsansatzes mit tels eines nachgiebigen Dichtungsmaterials verbunden, um die.nachgiebige Verbindung herzustellen. Das Dichtungs material kann ein starres oder geschäumtes Elastomer sein, beispielsweise Hartgummi oder Silikon-Schaumgummi. Das Dichtungsmaterial kann so ausgebildet sein, daß ein Teil desselben, welcher im wesentlichen nur auf Scherung beansprucht ist, aus starrem Material und der übrige Teil aus Schaumstoffmaterial mit geschlossenen Poren besteht.

Das Dichtungsmaterial kann an dem Halsansatz und an dem Zwischenring durch einen Gummikleber befestigt werden, der bei Raumtemperatur oder bei erhöhter Temperatur aushärtbar ist. Bei Verwendung eines Zwischenringes aus starrem leitendem Werkstoff ist dieser mit dem Halsansatz der Endarmatur vorzugsweise mittels eines Metallstreif ens, beispielsweise einer Metallitze in einer Schutzhülle, verbunden, um Kriechströme von dem Dichtungsmaterial fernzuhalten. Alternativ, vorzugsweise jedoch zusätzlich, ist eine elektrisch leitende Abschirmung einerseits mit dem Halsansatz und andererseits mit dem Zwischenring elektrisch verbunden, die sich über die elektrischen Grenzflächen des Halsansatzes und über die Außenfläche des Zwischenringes erstreckt. Diese Abschirmung kann von einem Metallgewebe gebildet werden. Der Zwischenring kann jedoch auch selbst aus einem nachgiebigen, elektrisch leitenden Material, wie leitfähigem Gummi, bestehen und sich als Kappe über den Halsansatz erstrecken. Diese Kappe kann einen etwa eiförmigen Querschnitt aufweisen und an einem Ende eines

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der Stege einen Fortsatz besitzen, der sich radial nach innen in Berührung oder Verbindung mit der Außenfläche des Halsansatses erstreckt.

Zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Ee zeigt:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Endes eines Isolators in einer ersten Ausführungsform der Erfindung, wobei ein metallischer Zwischenring und eigene elastische Dichtungen vorgesehen sind,

Fig. 2 einen Teil-Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung, wobei ein gleichzeitig als Dichtung wirkender elastischer, elektrisch leitender Zwischenring vorgesehen ist, und

Fig. 3 eine Seitenansicht eines kompletten Isolators.

Es sei zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, in welcher mit 1 eine aus galvanisiertem Gußeisen oder Aluminium bestehende Endarmatur bezeichnet ist, in die durch Gießen oder Formpressen ein Isolatorkörper 2 aus isolierendem Kunstharz eingebettet ist. Der Isolatorkörper 2 ist um einen Zugkern 16 herum geformt, der beispielsweise aus kunstharzgetränkten Glasfasern besteht. Ferner ist in den Isolatorkörper 2 unterhalb des ersten Schirmes 3 ein Zwischenring 4 eingebettet, der aus Metall oder einem anderen starren, elektrisch leitendem Material, beispielsweise kunststoffgetränktem Metallpulver, besteht und von dem Halsansatz 5 der Endarmatur 1 durch einen Körper 6 aus nachgiebigem Werkstoff getrennt ist, der eine wetterfeste Abdichtung bildet und möglicherweise auch elektrisch

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isolierende Eigenschaften hat. An den Zwischenring 4 einerseits und den Halsansata 5 andererseits ist eine verzinnte Kupferdrahtlitze 7 angenietet, die durch eine elastische Hülle beispielsweise aus Silikonkautschuk, geschützt ist. Die Hülle verhindert, daß die Drahtlitze 7 von dem Kunststoff getränkt wird, wodurch vermieden wird, daß die Drahtlitze bei Temperatur-Änderungen oder bei mechanischer Belastung des Isolators mechanisch überlastet wird.

Die gekrümmte Fläche 4 A des Zwischenringes 4 bildet die elektrische Grenzfläche zwischen der Endarmatur 1 und dem isolierenden Kunstharzkörper 2. Die Drahtlitze 7 ermöglicht Kriechströme und verhindert einen Stromfluß über das Dichtungsmaterial δ, welcher zu einer Zerstörung und Alterung des Dichtungsmaterials führen könnte. Falls erforderlich, kann ein Kupfer- oder Messing-Gewebe 8 als Abschirmung vorgesehen sein, um die Gefahr innerer Entladungen zu verringern. Diese Abschirmung 8 ist durch Nieten 9 am Zwischenring 4 und vorzugsweise auch an der Endarmatur 1 befestigt und in den Isolierkörper 2 eingebettet, Die Abschirmung 8 bildet also die elektrische Front, hinter der keine elektrischen Beanspruchungen auftreten können, so daß eventuelle Hohlräume keine Entladungsprobleme verursachen. Die spezielle Form des Zwischenringes 4 schützt den Bereich des Halsansatzes 5 und das Dichtungsmaterial 6, so daß die Abschirmung 8 im allgemeinen entfallen kann.

Die Kontur des Zwischenringes 4 ist 30 gewählt, daß eine gute Verteilung der elektrischen Beanspruchung erreicht wird. Der verhältnismäßig große Außendurchmesser des Zwischenringes erleichtert die Selbstreinigung und bildet

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eine verhältnismäßig große Oberfläche, um Kriechströme auf die Oberfläche des Isolierkörpers 2 zu übertragen.

Der nachgiebige Dichtungskörper 6 besteht im Ausführungsbeispiel aus einem Hartgummi-* Ab schnitt 6 A und einem Abschnitt 6 B aus Silikon-Schaumgummi. Der Kunstharz-Isolierkörper 2 ist sowohl mit der zylindrischen Oberfläche 2 A des Kerns 16 als auch mit dem Zwischenring 4 fest haftend verbunden, wobei die gekrümmte Fläche 4 A des Zwischenringes 4 als Planfläche angesehen werden kann, die senkrecht zu der zylindrischen Außenfläche 2 A des Kerns 16 liegt. Wenn sich der Isolierkörper 2 bei einer Abkühlung zusammenzieht, sind die senkrecht aufeinanderstehenden Flächen 2 A und 4 A bestrebt, sich zusammenzuziehen, und duese Bewegung ist ohne Erzeugung nennens werter Zugspannungen möglich, weil sich der Zwischenring 4 aufgrund der Nachgiebigkeit des Dichtungsmaterials 6 frei bewegen kann. Diese Bewegung hat im allgemeinen eine beträchtliche Axialbewegung des Zwischenringes 4 zur Folge, wobei der Abschnitt 6 A ohne Volumenveränderung verformt wird, und zwar aufgrund der Schubbeanspruchungen an den Klebeflächen zwischen dem Gummi und dem Metall. Der Abschnitt 6 B ist jedoch Zugspannungen ausgesetzt, welche eine Volumen-Veränderung bewirken, und er ist demzufolge vorzugsweise aus einem Schaumstoff-Material. Falls erforderlich, könnte der gesamte Dichtungsring 6 aus einem Schaumstoff-Material mit geschlossenen Poren bestehen.

Die wesentliche Eigenschaft des Ringeä 6 besteht darin, daß er eine ausreichende Nachgiebigkeit hat und gleichseitig geringstmöglichen mechanischen Widerstand leistet. Natürlich soll das Hateri&I auch lange Zeit gegen Wit-

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- 7 -terungseinflüsse beständig sein.

Fig. 2 sseigt ein anderes Ausführungsbeispiel, wobei der Zwischenring 4, der nachgiebige Dichtungsring 6 und die elektrische Verbindung durch die Litze 7 durch eine gegossene Kappe 10 ersetzt sind, die aus leitendem Gummi besteht und über den Haisaneatz 5 der Endarmatur gestülpt ist. Diese Kappe 10 hat einen im wesentlichen U-furraigen Querschnitt und weist einen Ansatz 11 auf, der sich von dem Schenkel 12 in eine ümfangsnut 13 auf der Außenfläche des Halsansatzes 5 erstreckt. Der andere Schenkel 14 liegt an der Innenfläche des Halsansatzes 5 an. Falls erforderlich, kann die Kappe 10 an den Halsansatz 5 angeklebt sein. Da die Guramikappe 10 elektrisch leitend ist, hat sie das gleiche Potential wie die Endarmatur 1, so daß in diesem Fall die elektrische Grenzfläche von der gekrümmten Außenfläche der Kappe 10 gebildet ist, entlang der die Kappe mit dem Isolierkörper 2 verbunden ist. Demzufolge spielen Hohlräume, wie z.B. der Hohlraum 15, keine Rolle, da sie hinter der elektrischen Grenzfläche liegen. Da die U-fOrmige Kappe 10 flexibel ist, kann der die Kappe umgreifende Isolierkörper 2 theoretisch über die ganze Berührungsfläche mit der Kappe verbunden werden. Diese Anordnung bildet also eine nachgiebige elektrische Verbindung zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Teilen, welche die in dem Isolierkörper 2 erzeugten mechanischen Beanspruchungen berücksichtigt und eine Entlastung der elektrischen Beanspruchung bewirkt.

Die dargestellten Konstruktionen sind besonders geeignet zur Verwendung bei Querträger-Isolatoren für Traversen und Nastausieger, wo die mechanischen Beanspruchungen im

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Isolierkörper nicht nup cU^sb Schrumpfung aufgrund von Abkühlung» sondern auch c'.r.??sii auf cen Isolierkörper \ϊχ/?~ kende Biegekräfte erzeugt vmra@n_s clie über den umfang des Körpers unterschiedlieh sein können. Durch die nachgiebige Verbindung zwischen der Endariaatur und dem Isolierkörper werden die Zug- und Druck-Beanspruchungen im Isolierkörper gemindert, wodurch die Gefahr eines Brechens der Isolierung erheblieh verringert wird. Die dargestellten Konstruktionen können sowohl bei Zugisolatoren als aush bei Hängeisolatoren oder Stütsisolatoren verwendet werden,

Eine vollständige Isolatep-Einheit ist in Pig. 3 dargestellt. Eine End-Armatur- I ist an beiden Enden des Zugke:?nes 16 durch Stifte 17 befestigt ₉ und der Halsansatz jeder Endarmatur ist mit eines seh-smatisch dargestellten Zwischenring 18 entsprechend der in Fig. 1 oder 2 dargestellten Ausführung versehen.

Einstückig um den Kern 16 herum und in die Kndarmaturen 1 eingegossen ist der Kunsthars-Isolierkörper 2 mit den Sehirraen 3. Falls erforderlich, kann an jeder Endarznatur 1 «in Flansch 19 vorgesehen werden, um bei einem Oberschlag den Zwischenring 18 vor Beschädigung zu schützen.

- Patentansprüche -

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Claims (1)

1. F a % s η t a & r» ρ s⁵ ü ® h ©

   l.Jlioehepannungsisols&os* ίο-It, einem Isolafespköypep und <iin@J? Endarmatur j, di© aiE?.©n HaX-sansats aufweist-, dadurch gekennzeichnet« staS ©in vslelctrisö der Zwischenring (4₉J»ü5₅ nachgiebig und s saife dem Halsan3ats CS) ^espbunclsii ist und an seiner» von dem Halsansat^ (5) -abgewandten Seite eine Fläche {H A) aufweist, mit d®r der IsolatöPkSrper (2) vsfbtssiden ist und die äie alsktrische örensflache bildet,

   2, HöehspannungsisolatoF nach Anspruch l_s dadurch gekennzeichnet, daS der 2-;?iseheffi?iKg (*}> aus Metall oder aus einem kunsthsj?3gebundenen Metallpulver bssteht.

   3ο Hoehspannungsisolato? nach Anspruch 1 oder 2_S dadu^eh gekennzeichnet* daß die Innenfläche das 2wi~ sehearinges (4) und <iis Außenfläche d©s Halsansstaes C5) durch ein nachgiebiges Dichtungsmaterial (6) miteinander verbunden sind.

   4, Hoehapanimngsisolator aaah Anspruch 3» dadurch ge- ksnnseiehnet _s daß das Dichtungsmaterial (6) aus festem oder geschäumtem Elastomer, beispielsweise Hartgummi bzw. Silikon-Schaumgummi, besteht.

   5. Kochspannungsisolator nach Anspruch 4„ dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (6A) des Dichtungsma terials (6), der im wesentlichen nur auf Scherung beansprucht ist, von einem festen Material, und der andere Teil (β B) des Dichtungsmaterial von einem Schaumstoff rdt geschlossenen Poren gebildet ist.

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   6. Hochspannungsisolator nach eines de? Anspräche 3 - 5s dadurch gekennseichnet_a daß das Dichtungsmaterial an dem Halsansatz (5) und an den Zwischenring (4) durch einen gusaniartigen Kleber befestigt ist, der bei Raumtemperatur oder bei erhöhter Temperatur aushärtet.

   7. Hoehspannungsisolator nach einest der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet_s daß der Zwischenring (4) mit dem Halsansatz (5) durch einen Metallstreifen (7)* s.B, eine Metallitze in einer Schutzhülle, elektrisch verbunden ist.

   8. Hoehspannungsisolator nach einem der Ansprüche 1 - 7* gekennzeichnet durch eine elektrisch leitende Abschirmung (8), die elektrisch mit dem Halsansatz (5) und mit dem Zwischenring (4) verbunden ist und sich über die elektrischen Grenzflächen des Halsansatzes (5) und über die Außenfläche (4 A) des Zwischenringes erstreckt.

   9> Hoehspannungsisolator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (8) von einem Metallgewebe gebildet ist.

   10.Hoehspannungsisolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenring von einer Kappe (10) aus nachgiebigen, elektrisch leitendem Material gebildet ist, die sich über den Halsansatz (5) erstreckt.

   11«Hochspannungsisolator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (10) einen etwa ü-fOneigen Querschnitt aufweist und daß sich vom Ende eines Steges (12) ein Fortsatz (11) radial nach innen in Berührung oder Verbindung mit der Außenfläche des HaIsansatzes (5) erstreckt.

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