DE3208358A1

DE3208358A1 - Verfahren zur herstellung eines giessharz-isolators mit kapazitiven feldsteuereinlagen

Info

Publication number: DE3208358A1
Application number: DE19823208358
Authority: DE
Inventors: Christhart Ing.(grad.) 5000 Köln Albrecht; Uwe Dipl.-Ing. 5060 Bergisch Gladbach Amerpohl
Original assignee: Felten and Guilleaume Energietechnik AG
Current assignee: Felten and Guilleaume Energietechnik AG
Priority date: 1982-03-09
Filing date: 1982-03-09
Publication date: 1983-09-22
Also published as: DE3208358C2; CH660643A5

Description

Verfahren zur Herstellung eines Gießharz-Isolators mit
kapazitiven Feldsteuereinlagen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Gießharz-Isolators mit kapazitiven Feldsteuereinlagen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie eignet sich besonders für die Herstellung von Isolatoren für Kabelgarnituren, insbesondere Endverschlüsse von Hochspannungskabeln.
Es ist bekannt, solche Armaturen aus in entsprechend ausgenommene Formen vergussenem Gießharz herzustellen. Beispielhaft wird hierzu auf DE-PS 15 90 294 verwiesen, welche einem elektrischen Isolierkörper aus Gießharz, insbesondere für Muffen und Endverschlüsse elektrischer Kabel mit mindestens einer darin eingegossenen, aus Drahtgitter bestehenden Feldsteuerungselektrode betrifft, deren Drahtgitterlücken durch elektrisch leitfähiges Gießharz überbrückt sind. Die Herstellung dieses Isolierkörpers, insbesondere der darin eingegossenen Feldsteuerungselektrode, welche so beschaffen ist, daß sowohl durch Schrumpfung oder durch Änderung der Temperatur bedingte Spannungen im Isolierkörper als auch Feldspitzenwirkungen an der Elektrodenoberfläche vermieden werden, ist jedoch aufwendig.
Dies geht u.a. aus DE-AS 11 #u 003 hervor, in der verschiedene Arten der Herstellung von Gießharz-Isolatoren mit kapazitiven Steuereinlagen beschrieben, wobei deren jeweiliger Nachteil angegeben ist. Diese Nachteile sollen gemäß der Lehre dieser Auslegeschrift dadurch vermieden werden, daß die kapazitiven Steuereinlagen zur Schaffung von Dehnungsreserven zwischen den einzelnen nacheinander aufgegossenen Isolierstoffschichten ganz oder teilweise aus einem kompressibel-elastischen Material bestehen, das entweder selbst elektrisch leitend oder mit untereinander verbundenen elektrisch leitenden Oberflächen versehen ist. Für die Herstellung dieses bekannten Gießharz-Isolators sind mehrere Gießvorg#-inge, nSim].ich jeweils ein besonderer Verguß je kapazitiver Sinlclge notwendig. Es versteht sich, daß dieses Verfahren besonders aufwendig ist, wenn der so hergestellte Isolierkörper je nach Spannungshöhe eine Mehrzahl von kapazitiven Steuereinlagen, z.D. 5 bis 20 enthalten soll, wie dies beispielsweise für den Einsatz mit einer Höchstspannungsgarnitur erforderlich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Gießharz-Isolators hoher mechanischer und elektrischer Festigkeit mit mehr als zwei kapazitiven Feldsteuerungseinlagen anzugeben, welches auf einfache Weise kostensparend durchführbar ist und nur zwei Gießvorgänge erfordert. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
Wesentlich ist hierzu die besondere Formgebung der Mantelfläche des Vorkörpers mit den Ringtaschen, welche so gestaltet und bemessen sind, daß sie als Ausnehmungen des durch einen einzigen Verguß in einer Hohlforrn einstückig gegossenen Vorkörpers hergestellt und hiernach problemlos mit dem leitfähigen Belag, z.B. durch Metallisierung der Vorkörper-Mantelfläche versehen werden können. Dieser Bildet nach dem Aufbringen der Gießharzhülle durch einen endgültigen zweiten Verguß dieses Isolierkörpers dessen einander im Abstand übergreifende kapazitive Feldsteuereinlagen.
Hierbei können in besonders vorteilhafter Weise die Abmessungen des Kernes, der Taschen und der diese bggrenzenden Ringstege sowie der Dicke der den Vorkörper hiernach mit einem einzigen Verguß umschließenden und dessen Taschen ausfüllenden Gießharzhülle so gewählt werden, daß hierbei auch unter Berücksichtigung der Schrumpfung des zweiten Vergusses ein quasi einstückiger, mechanisch fester und spannungsfreier sowie elektrisch hochwertiger Isolierkörper entsteht.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind mit den Unteransprüchen 2 bis 4 angegeben, die sich auf verschiedene Variationen des Eingießens zusätzlicher metallischer Einrichtungen in diesen Isolierkörper beziehen. Hierbei handelt es sich um Einrichtungen zur Halterung der Kopf- und/oder der Fußarmatur sowie zur Halterung des Isolierkörpers. Diese werden durch entsprechende Anordnung vor dem Gießen des Vorkörpers bzw. vor dem nachfolgenden Vergießen desselben mit dem gleichen Gießharz so in den auf diese Weise hergestellten Isolierkörper eingegossen, daß sie darin fest serankerte, quasi einstückige Teile desselben bilden, die in hervorragender Weise mechanische und/oder elektrische Funktionen desselben erfüllen.
Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 im Halbschnitt einen Vorkörper mit metallisierter Mantelfläche, vor dem Abtragen seiner Ringstegberandungen, im Langsschnitt Fig. 2 im Halbschnitt eine Ausführungsvariante eines nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Gießharz-Isolators Fig. 3 und 4 ebenfalls im Halbschnitt verschiedene andere Ausführungsvarianten dieses Isolators.
Wie sich in den Figuren 2, 3 und 4 gut erkennen läßt, ist der nach dem neuen Verfahren hergestellte Isolator aus einem Vorkörper 1 aus Gießharz und einer diesen zu seiner Verwendungsform ergänzenden Gießharzhülle 2 zusammengesetzt, die z.B. konisch mit einfach gekrümmter, glatter oder gewellter Mantelfläche oder auch mit Ausnehmungen und/oder Vorsprüngen derselben, z.B. mit Schirmen für den Freilufteinsatz, ausgebildet sein kann. Der mit dem ersten Verfahrensschritt in einer z.B. zweiteiligen Hohlform ausgegossene Vorkörper 1 weist zur seiner Mantelfläche einander kaskadenförmig übergreifende Ringtaschen 3 auf, die von Ringstegen 5 begrenzt sind. Diese werden elektrisch leitfähig gemacht, z.B. metallisiert oder mit einem auf beliebige Weise, wie Aufstreichen, Aufspritzen, Flammspritzen oder dergleichen, aufgebrachten leitfähigen Belag versehen.
Vorteilhaft erfolgt dies gleich nach der Entnahme des Vorkörpers 1 aus seiner Gießform, vorzugsweise im noch warmen ungeschrumpften Zustand desselben, wodurch die Haftung des leitfähigen Belages, z.B. auch eine Graphitschicht, verbessert diese verdichtet wird. Danach werden die Berandungen 5a sämtlicher Ringstege 5 mechanisch abgetragen, z.B. abgeschnitten, wodurch die zuvor leitfähig gemachte Mantelfläche des Vorkörpers 1 in eine der zuvor ausgebildeten Anzahl der Ringtaschen 3 entsprechende Anzahl einander in Abständen übergreifender Elektroden aufgeteilt wird, die voneinander getrennte kapazitive Feldsteuereinlagen 4 des mit einem weiteren Verguß in seiner Endform fertiggestellten Gießharz-Isolator bilden.
Wie in den Fig. 2 bis 4 gezeigt ist, kann schon beim Gießen des Vorkörpers 1 koaxial zu dessen Längsachse in dem kleineren Endbereich ein Kopfarmatur-Anschlußring 7 und in dem größeren Endbereich ein Zylinderfortsatz 8 eines Fußarmaturflansches 6 aus Metall mit eingegossen werden. Hierbei wird der Kopfarmatur-Anschlußring 7 schon beim Ausgießen des Vorkörpers 1 von dessen Mantelfläche isoliert, und hiernach der leitfähige Belag auf diese nur bis in einen Bereich derselben aufgebracht, welcher von dem Anschlußring 7 abliegt. Zugleich wird aber der leitfähige Belag am anderen Ende des Vorkörpers 1 bis über den Fortsatz 8 des darin eingegossenen Fußarmaturflansches 6, diesen so gut elektrisch leitfähig kontaktierend, aufgebracht. Hiermit wird der Vorteil eines besonders einfachen Gießens der die Elektroden isolierenden äußeren Gießharzhülle 2 verbunden mit einer guten Erdung der untersten bzw.
äußersten Feldsteuerelektrode, bei gleichzeitiger kapazitiver Wirkung aller übrigen Feldsteuereinlagen 4. Dies bringt den Vorteil einer besonders kompakten und raumsparenden sowie mechanisch festen Bauweise mit sich, wie dies der Fig. 2 zu entnehmen ist.
Gemäß einer anderen verfahrenstechnischen besonders vorteilhalten Fertigungsvariante werden vor dem Vergießen des allein mit den Ringtaschen 3 ausgebildeten Vorkörpers 1, nachdem er mit dem leitfähigen Belag versehen wurde, auf seinem Kopfende ein Kopfarmatur-Anschlußring 7, der als einwärts abgestufter Zylinderkörper ausgebildet ist, und mit gleichem Abstand um das Fußende des Vorkörpers 1 der Fußarmaturflansch 6 mit dem Zylinderfortsatz 8 in koaxialer lage angeordnet. Diese Einrichtungen werden sodann - von den Feldsteuereinlagen 4 isoliert - in die Gießharzhülle 2 mit eingegossen. Dies führt auf besonders einfache Weise zu einem Gießharz-Isolator mit Endarmaturen, deren Innen- bzw. Außenfläche in die kapazitive Feldsteuerung mit einbezogen sind.
Gemäß einer der vorausgehend beschriebenen ähnlichen Verfahrensvariante wird vor dem Vergießen des Vorkörpers 1 mit dem Hüllenkörper 2 statt des isolierten Fußarmaturflansches 6 ein die unterste Feldsteuereinlage 4 kontaktierend umfassender Metallring 9, der mit einer Kabeleinführung 10 einstückig ausgebildet oder fest verbunden ist, sowie im Bereich der Mantelfläche der herzustellenden Gießharzhülle 2 im Abstand über dem Metallring 9 ein Haltering 11 zum isolierten Befestigen des Isolators an einer Grundplatte 12 mit eingegossen, desgleichen aber auch in der vorausgehend beschriebenen Weise der Kopfarmatur-Anschlußring 7 am Kopfende des so hergestellten Isolators. Dies führt zu einem Isolator gemäß Fig. 4, der die Vorteile einer kostengünstigen Fertigung mit jenem einer vielseitigen Einsatzmöglichkeit bei -nterschie1liehen Kabelendverschlüssen sowie deren einfache Montage in sich vereinigt. Die Erdung der äußersten Feldsteuerelektrode 4 kann hierbei über den Metallring 9 erfolgen, der über die Einführung 10 und eine Lötplombe 14 mit dem Metallmantel 13 eines abzuschließenden Kabels leitfähig verbunden ist.
Auch kann der Vorkörper 1 in seinem unteren Bereich hohlkegelig gegossen werden, wie dies in den Fig. 3 und 4 angedeutet ist, für die Aufnahme eines beispielsweise aus einem leitfähigen Elastomeren gesondert gefertigten zentralen Elektrodenteiles 15. Dadurch erhöht sich beträchtlich die Vielseitigkeit der Einsatzmöglichkeiten eines so hergestellten Gießharz-Isolators.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung eines Gießharz-Isolators mit kapazitiven Feldsteuereinlagen, wobei aus dem Gießharz zunächst ein Vorkörper (1) gegossen, sodann dessen Mantelfläche zumindest teilweise mit einem elektrisch leitfähigen Belag versehen, und schließlich mit einer äußeren Gießharz hülle (2) vergossen wird, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Vorkörper (1) mit einander kaskadenförmig übergreifenden Ringtaschen (3) seiner Mantelfläche gegossen wird, nach dem Aufbringen des leitfähigen Belages die Berandung (5a) von die Ringtaschen (3) auswärts begrenzenden, aufrechten Ringstegen (5) abgetragen, insbesondere abgeschnitten, und der leitfähige Belag hierbei in einander mit Abstand übergreifende, voneinander getrennte Feldsteuereinlagen (4) aufgeteilt wird, und diese bei dem nachfolgenden auch die Ringtaschen (3) füllenden Vergießen des Vorkörpers (1) mit der Gießharzhülle (2) in das Gießharz eingebettet und darin isoliert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß beim Gießen des Vorkörpers (1) koaxial zu dessen Längsachse ein Kopfarmatur-Anschlußring (7) und ein Zylinderfortsatz (8) eines Fußarmaturflansches (6) aus Metall mit eingegossen werden, wobei der Kopfarmatur-Anschlußring (7) von der Mantelrlache ctes Vorkörpers (1) isoliert, hingegen der Zylinderfortsatz (8) freigelegt und beim Aufbringen des leitfähigen Belages, diesen kontaktierend hiervon mit eingeschlossen wird (Fig. 2).
3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß vor dem Vergießen des Vorkörpers (1) auf dessen Kopfende ein Kopfarmatur-Anschlußring (7), und mit gleichmäßigem Abstand um sein Fußende ein Fußarmaturflansch (6) mit Zylinderfortsatz (8) in koaxialer Lage angeordnet, und - von den Feldsteuereinlagen (4) isoliert -in die Gießharzhülle (2) mit eingegossen werden (Fig. 3).
4. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß statt des isolierten Fußarmaturflansches (6) ein die unterste Feldsteuereinlage (4) kontaktierend umfassender Metallring (9), der mit einer Kabeleinführung (10) einstückig ausgebildet oder fest verbunden ist, sowie im Bereich der Mantelfläche der Gießharzhülle (2) im Abstand über dem Metallring (9) ein Haltering (11) zum isolierten Befestigen des Isolators (1, 2) an einer Grundplatte (12) mit eingegossen sind (Fig. 4).