DE3815717C2 - Durchschlagfester Verbundisolator und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Durchschlagfester Verbundisolator und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft durchschlagfeste Verbundisolatoren
für Hochspannung, die Lichtleiter enthalten und die
Übermittlung von Informationen vom Hochspannungspotential
zum Erdpotential und umgekehrt gestatten.
Verbundisolatoren mit eingebetteten Lichtleitern sind
bekannt. So beschreibt die DE-AS 20 34 884 einen
Verbundisolator, bei dem Lichtleitfasern im Inneren eines
Glasfaserstrunkes eingebettet sind. Die Lichtleitfasern
weisen die gleiche Länge wie der Strunk (= Stab) auf. Sie
sind an der Stirnseite des Strunkes sichtbar, können jedoch
in einem Ankoppelungsglied nur dann exakt positioniert
werden, wenn ein Teil des teuren, isolierenden Strunkes
entfernt wird. Andernfalls ist ihre exakte optische
Ankoppelung an ein Übertragungskabel sehr schwer. Nach
einer besonderen Ausführungsform befindet sich dagegen im
Isolatorstrunk ein fest eingebetteter Isolierschlauch, in
den nachträglich das zur Lichtübertragung geeignete
Glasfaserbündel eingeführt wird. In diesem Fall verbleiben
zwischen den Lichtleitfasern untereinander und gegenüber
der Schlauchinnenwand Hohlräume, in denen beim Betrieb
des Isolators Wasser kondensieren kann, so daß diese
Isolatorausführung auf die Dauer nicht elektrisch
durchschlagfest ist.
In der DE 29 01 872 A1 wird ein Verbundisolator beschrieben,
der aus einem Strunk und einer Schirmhülle besteht, wobei
zwischen Strunk und Hülle eine Zwischenschicht vorgesehen
ist, in der sich die Lichtleitfasern befinden. Die von der
Hochspannungsleitung herkommenden Lichtleiter durchlaufen
zunächst einen Teil des Verbundisolators und werden dann
durch Bohrungen in der Schirmhülle nach außen geführt.
Diese Konstruktion erfordert, daß die Lichtleiter im
Isolator positioniert werden und der Zwischenraum zwischen
Strunk und Schirmhülle mit einer isolierenden Masse
ausgefüllt wird. Ein Verfahren zur Herstellung dieses
Verbundisolators wird nicht offenbart. Insbesondere finden
sich keine Angaben über die Zusammensetzung und die
Herstellung der Zwischenschicht. Im übrigen ist es schwierig,
die Bohrungen, durch die die flexible optische Faser auf
der Zwischenschicht nach außen geführt wird, nachträglich
mit Kunstharz zuverlässig zu vergießen. Es besteht die
Gefahr, daß sich im Laufe der Zeit Hohlräume bilden, die
die elektrische Durchschlagfestigkeit des Isolators
gefährden.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die durch die
Schirmhülle nach außen geführten Teile des Lichtleiters
durch elektrische Entladungen gefährdet sind.
Schmutzablagerungen auf der äußeren Isolatoroberfläche
bewirken die Ausbildung eines von ihrer elektrischen
Leitfähigkeit abhängigen elektrischen Potentials. Es
kann daher zu elektrischen Entladungen zwischen
diesen Lichtleiterteilen und Erdpotential oder
Hochspannungspotential (übrige Isolatorteile oder
andere Teile der Hochspannungsleitung oder der
Hochspannungsschaltanlage) kommen. Diese elektrischen
Entladungen führen zu Kriechspurbildung auf den
außerhalb des Isolators liegenden Lichtleiterteilen
und dessen Ankoppelungsglied (Einrichtung, die die aus
dem Inneren des Hochspannungsisolators herausgeführte
Lichtleitfaser mit weiterführenden Lichtleitfasern
verbindet). Die Kriechspurbildung führt je nach elektrischer
Entladungstätigkeit früher oder später zum Ausfall der
Lichtleiteranschlüsse bzw. zum Ausfall der
Ankoppelungsglieder.
Aus der DE 35 44 142 A1 ist eine
Hochspannungsisoliereinrichtung mit Lichtleitfasern
bekannt, bei der die Ankoppelung der Glasfasern an den
Isolatorenden auf einem definierten Hochspannungs- bzw.
Erdpotential stattfindet. Das Problem der Kriechspurbildung
auf den äußeren Teilen der Lichtleitfasern ist daher
gelöst.
An den Isolatorenden befinden sich kapselförmige Gehäuse
für den Austritt der Lichtleitfasern. Länge des Isolators
verlaufen die Lichtleitfasern vorzugsweise in einer Nut
eines Glasfiberstabs.
Die Schirme können direkt auf den Stab (einschließlich
Lichtleitfasern) aufgebracht sein. Der Zwischenraum wird
mit einem dielektrischen Material gefüllt. Dieses Material
soll den Eintritt von Schmutz und Staub verhindern, der
einen leitenden Weg bilden könnte. Als geeignetes Material
wird eine Silikonpaste vorgeschlagen.
Diese bekannte Konstruktion ist aus zwei Gründen gegenüber
elektrischen Durchschlägen gefährdet:
Erstens unterscheiden sich der lineare thermische Ausdehnungskoeffizient (= WAK) des Glasfiberstabes und des für die Schirme verwendeten thermoplastischen Materials und der polymerisierten Silikonpaste. Der WAK des Glasfiberstabes in der Längsachse beträgt etwa 8 bis 10·10-6/°C; in radialer Richtung ist der WAK- Wert etwa 3mal so hoch. Gummi und insbesondere Silikongummi mit anorganischen Füllstoffen weist einen WAK von etwa 200 bis 300·10-6/°C auf. Eine thermische Kontraktion der Gummischirme in radialer Richtung ist durch den niedrigen WAK des Glasfiberstabes behindert. Bei Abkühlung werden die Gummischirme sich daher in Richtung der Isolatorachse zusammenziehen. Da sie nur in einer Richtung kontrahieren können, ist der doppelte Wert des WAK, also ca. 400 bis 600·10⁶/°C anzusetzen. Mit anderen Worten, bei Abkühlung des Isolators wird die Gummihülle in Richtung der Isolatorachse etwa 50- bis 60mal stärker zusammenziehen als der GFK-Stab. Als Folge ergeben sich Spalte zwischen den Einzelschirmen, bzw. zwischen den potentialführenden Endarmaturen und der Schirmhülle bei Abkühlung des Isolators. Sobald die freie Atmosphäre Zutritt zur Oberfläche des Glasfiberstabes erhält, kann auch Wasser in die Fuge zwischen Schirm und Stab eindringen und die Durchschlagfestigkeit der Fuge herabsetzen.
Erstens unterscheiden sich der lineare thermische Ausdehnungskoeffizient (= WAK) des Glasfiberstabes und des für die Schirme verwendeten thermoplastischen Materials und der polymerisierten Silikonpaste. Der WAK des Glasfiberstabes in der Längsachse beträgt etwa 8 bis 10·10-6/°C; in radialer Richtung ist der WAK- Wert etwa 3mal so hoch. Gummi und insbesondere Silikongummi mit anorganischen Füllstoffen weist einen WAK von etwa 200 bis 300·10-6/°C auf. Eine thermische Kontraktion der Gummischirme in radialer Richtung ist durch den niedrigen WAK des Glasfiberstabes behindert. Bei Abkühlung werden die Gummischirme sich daher in Richtung der Isolatorachse zusammenziehen. Da sie nur in einer Richtung kontrahieren können, ist der doppelte Wert des WAK, also ca. 400 bis 600·10⁶/°C anzusetzen. Mit anderen Worten, bei Abkühlung des Isolators wird die Gummihülle in Richtung der Isolatorachse etwa 50- bis 60mal stärker zusammenziehen als der GFK-Stab. Als Folge ergeben sich Spalte zwischen den Einzelschirmen, bzw. zwischen den potentialführenden Endarmaturen und der Schirmhülle bei Abkühlung des Isolators. Sobald die freie Atmosphäre Zutritt zur Oberfläche des Glasfiberstabes erhält, kann auch Wasser in die Fuge zwischen Schirm und Stab eindringen und die Durchschlagfestigkeit der Fuge herabsetzen.
Ein zweites Problem stellt die Durchschlagsgefährdung
der Nut dar, in der sich die Lichtleitfaser befindet.
Füllt man in die Nut Silikonpaste, dann kann diese unter
dem Einfluß der Schwerkraft oder von Schwingungen und
Stößen durch das Seil, das am Isolator befestigt ist,
sich aus der Nut lösen und in die untere Armatur fließen.
Sobald aber die Lichtleitfaser frei in der Nut liegt,
bildet sich ein Hohlraum, in dem elektrische
Glimmentladungen auftreten können. Diese können im Laufe
der Zeit zu einer Zerstörung des Isolators führen. Diese
Entladungen werden begünstigt, da Stab, Gummi oder
Silikonpaste eine höhere Dielektrizitätskonstante
als Luft aufweisen.
Bei der nicht mehr festen Silikonpaste ist der WAK noch
höher als bei den oben abgehandelten Gummiteilen. Wegen
der größeren thermischen Kontraktion erhöht sich die Gefahr
der Bildung von Kavitäten und damit einer Glimmentladung.
Ein weiterer Nachteil der Konstruktion des Isolators
gemäß DE 35 44 142 A1 ist seine relativ große Baulänge.
Wie sich aus Fig. 1 ergibt, werden die Enden des
Glasfiberstabes zum Zwecke der Kraftübertragung
durch die Gehäuse 19 durchgeführt und erst außerhalb
mit metallischen Endarmaturen zur Übertragung der
Zugkraft verbunden. Daher verlängert sich der Isolator
zusätzlich um die Länge des Metallteils zwischen
Befestigungselement (Öse) und Gehäuse.
Will man nun eine bestehende Hochspannungsleitung, deren
Isolatoren eine vorgegebene Länge L aufweisen, mit
Lichtleiter-Isolatoren nachrüsten, so kann man entweder die
Länge L beibehalten und für den Längenbedarf der beiden
Gehäuse eine Kappe wegfallen lassen, was aber die
Isoliereigenschaften verschlechtert. Man kann auch
die Gesamtlänge des Isolators um die Länge der beiden
Gehäuse verlängern; dann geraten aber die Leiterseile
um den Zusatzbetrag näher zum Erdboden und die vom
Gesetzgeber vorgeschriebenen Leiter-Erd-Abstände könnten
unterschritten werden. Bei Neukonstruktion einer
Hochspannungsanlage tritt dieses Problem natürlich nicht
auf.
Es bestand daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung
eines Verbundisolators mit innen liegenden Lichtleitern
anzugeben, das einen auf Dauer elektrisch durchschlagsfesten
Isolator ergibt, bei dem ferner die Lichtleiter durch das
elektrische Hochspannungspotential nicht gefährdet sind.
Der so hergestellte Isolator sollte eine Baulänge aufweisen,
die es erlaubt, bestehende Hochspannungsleitungen mit
Lichtleitern nachzurüsten.
Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von
durchschlagfesten Verbundisolatoren, die einen
glasfaserverstärkten Kunststoffstab, einen Überzug aus
elastomeren Werkstoff und mindestens einen Lichtleiter
zur optischen Datenübertragung aufweisen, gefunden, bei
dem die Lichtleiter am glasfaserverstärkten Kunststoffstab
befestigt sind und auf Lichtleiter und Kunststoffstab
Isolierschirme aufgebracht werden. Dieses Verfahren ist
dadurch gekennzeichnet, daß
- a) der Kunststoffstab, vorzugsweise auf Basis Epoxidharz, einer Oberflächenbehandlung mit Silanen unterworfen wird,
- b) mindestens ein Lichtleiter auf der Oberfläche des Kunststoffstabes fixiert wird,
- c) eine Gummischicht aus Silikonkautschuk mittels Extrusion auf den vorbehandelten Kunststoffstab aufgebracht wird, wobei die Lichtleiter eingehüllt werden,
- d) die Gummischicht verfestigt wird,
- e) vorgefertigte Isolierschirme aus elastomerem Werkstoff unter radialer Aufweitung auf die Gummischicht geschoben werden,
- f) man an beiden Enden des Kunststoffstabes die Lichtleiter ablöst, jeweils Kunststoffstab und Lichtleiter in die Öffnung eines kapselförmigen Metallgehäuses einführt, so daß das Ende des Stabs im Inneren des Gehäuses liegt, man die Lichtleiter durch eine andere Öffnung nach außen führt,
- g) man die Enden des Stabs jeweils mit einem Endfitting aus Metall verbindet, das für die Zwecke der mechanischen Kraftübertragung in ein Befestigungselement ausläuft und man den Endfitting durch eine andere Öffnung aus dem Metallgehäuse herausführt.
Es ist auch möglich, den Lichtleiter erst nach Einschieben
in die Öffnung des Gehäuses vom Kunststoffstab abzulösen.
Durch die Verfestigung der Gummischicht soll vermieden
werden, daß die Isolierschirme aus elastomerem Werkstoff beim
Aufschieben die extrudierte Schicht mechanisch zerstören. In
der DE 27 46 870 C2 werden mehrere Methoden zum Verfestigen
des Extrudats angegeben. Es ist bevorzugt, geringe Mengen
an Vulkanisierhilfsmitteln in das Extrudat einzuarbeiten und
dieses so lange zu erhitzen, bis eine ausreichende Festigkeit
erreicht ist. Nach dem Aufschieben der Schirme ist es
möglich und bevorzugt, die Isolierschirme mit der
verfestigten Gummischicht aus Silikonkautschuk durch einen
Vulkanisationsvorgang fest miteinander zu verbinden.
Dieser Vulkanisationsvorgang findet im allgemeinen bei
erhöhter Temperatur statt.
Es ist besonders günstig, wenn man die Öffnung,
durch die man Kunststoffstab und Lichtleiter in das
kapselförmige Gehäuse einschiebt, durch ein in die Kapsel
eingefülltes und erstarrendes Kunstharz verschließt und
die Lichtleiter aus der Kapsel durch eine andere Öffnung
herausführt. Auf diese Weise wird das Eindringen von Wasser
verhindert und der Auslauf des Lichtwellenleiters 6
mechanisch fixiert.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der Figuren
näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Anlage zur Fixierung der Lichtleiter-
Fasern auf einem glasfaserverstärkten Kunstharzstab und
einer Einrichtung zum Aufbringen einer nahtlosen
Gummischicht durch Extrudieren.
Ein ausgehärteter Glasfaserstab (1) wird an der
Oberfläche zur besseren Haftung des Extrudats mit Silan
behandelt (nicht gezeichnet) und auf einer Rollenbahn
(2) angeordnet. Zweckmäßigerweise ist der Stab (1) bereits
auf die gewünschte Isolatorlänge zugeschnitten. Mehrere
hintereinander angeordnete Stäbe (1) werden mit einer
selbstklebenden Folie (3) an den Enden verbunden, damit die
Extrusion der Gummischicht kontinuierlich erfolgen kann.
Die zur Verbindung der Stabenden dienende Seite der Folie
ist selbstklebend. Die nach außen weisende Seite ist
haftungsabweisend ausgerüstet. An den Extruder mit dem
Querspritzkopf (4) wird Silikongummi (z. B. in Schnitzelform)
eingefüllt (nicht gezeichnet). Bei Einschalten des
Extruders werden die miteinander verbundenen Glasfaserstäbe
(1) durch den am Extrudermundstück (5) austretenden
Silikonkautschuk in Pfeilrichtung bewegt. Bevor der
Glasfaserstab in den Querspritzkopf (4) eintritt, wird er
mit mindestens einer Lichtleitfaser (6) versehen. Hierzu
werden die Fasern (6) von den Spulen (7) abgewickelt. Die
Kontaktierung der Staboberfläche mit den Lichtleitfasern
(6) erfolgt durch Andrückrollen (8). Hinter den Rollen (8)
werden die Fasern (6) mit einem Kleber (10) fixiert, der
sich in einer Kartusche (9) befindet. Der Kleber kann
kontinuierlich oder intermittierend aufgetragen werden.
Die aufgetragene Klebeschicht soll dünn sein und die
Lichtleitfasern nicht einhüllen. Die Natur die Klebers
ist nicht kritisch. Seine Klebkraft soll ausreichen, die
Lichtleitfasern (6) bis zum Eintritt in den Extruder am
Glasfaserstab (1) zu halten. Verwendbar sind beispielsweise
schnell erstarrende Silikonharze oder Schnellkleber auf
Basis Polyacrylatharz. Vorteilhaft sind Schnellkleber,
die sofort bei Zutritt von Luft erhärten und damit die
Lichtleitfasern zuverlässig an der Staboberfläche fixieren.
Um einen gleichmäßigen Austritt des Klebers aus der
Kartusche (9) zu erreichen, kann man die Kartusche mit
Preßluftdruck beaufschlagen. Der Kleber verläßt die
Kartusche durch die Düse (10a).
Im Querspritzkopf (4) wird der Stab (1) einschließlich
Lichtleiter (6) mit einer Silikonkautschukschicht (13)
umhüllt. Der umhüllte Stab verläßt den Querspritzkopf (4)
durch das Extrudermundstück (5). Anschließend durchläuft
der Stab die Strahlungsheizstrecke (11), in der es zu einer
thermischen Verfestigung der aufgebrachten Gummischicht
kommt. Daher kann anschließend der umhüllte Stab auf einer
weiteren Rollenbahn (12) aufliegen, ohne dadurch an der
Oberfläche Schaden zu nehmen. Die durch die Klebefolien (3)
zu einem langen Stab verbundenen Abschnitte können jetzt
mit einem Messer voneinander getrennt werden, indem
an der Stoßstelle zweier Stäbe die Gummischicht samt
Lichtleitfasern durchschnitten wird. Die durch die
Gummischicht verdeckten Stellen mit Folie (3) können an der
geringfügig erhöhten Dicke des Stabes optisch erkannt werden.
Fig. 2 zeigt den nach dem Extrudieren der Gummischicht
erhaltenen Glasfaserstab samt Lichtleitern und Silikonhülle
im Querschnitt. Auf der Oberfläche des Glasfaserstabes (1)
sind vier Lichtleiter (6) angeordnet. Stab und Leiter
werden hohlraumfrei durch die Silikongummi-Schicht (13)
umhüllt.
Nach dem Extrudieren und Verfestigen der Gummischicht (13)
werden die radial ausgeweiteten vorgefertigten Schirme
auf die Gummischicht aufgeschoben und mit dieser
zusammenvulkanisiert (nicht gezeichnet).
Fig. 3 zeigt das Ende eines Glasfaserstabes. Die
Extrusionsschicht (13) ist am Ende des Stabs von der
Klebefolie (3) mit nichthaftender Oberfläche abgelöst.
Dieser abgelöste Teil (14) enthält die Lichtleitfasern (6).
Der Rest der Schicht (13) ist am Stabende entfernt. Später
wird auch die Klebefolie (3) vom Stab (1) (= Strunk)
entfernt.
Die Erfindung betrifft ferner einen durchschlagfesten
Verbundisolator, der einen mit Glasfasern verstärkten
Kunststoffstab, insbesondere auf Basis Epoxidharz, enthält
und einen ununterbrochenen elastomeren Überzug sowie
mehrere Kunststoffschirme, die den Überzug umgeben,
aufweist. Dieser Verbundisolator ist dadurch gekennzeichnet,
daß sich längs des Isolators Lichtleiter unmittelbar auf
dem Kunststoffstab befinden und in den elastomeren Überzug
eingebettet sind, beide Enden des Glasfaserstabes mit
Metallgehäusen versehen sind, die die Form einer in zwei
Halbschalen zerlegbar Hohlkapsel aufweisen, wobei jeweils
die eine Halbschale das Ende des Kunststoffstabs
einschließlich Lichtleitfasern umschließt, so daß dieses
Ende im Inneren der Halbschale liegt und teilweise mit
Gießharz fester oder gelartiger Konsitenz ausgefüllt
ist, die zweite Halbschale eine Durchführung für einen
metallischen End-Fitting aufweist, der zur mechanischen
Befestigung des Isolators dient und daher in ein
Befestigungselement mündet. Darüber hinaus besitzt
die Hohlkapsel eine weitere Öffnung, durch die der
Lichtleiter austritt.
In Fig. 4 ist ein Ende einer besonders bevorzugten
Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verbundisolators mit
Lichtleitern dargestellt. Anhand dieser Figur soll das
Aufbringen der Metallkapseln und des End-Fittings (aus
Metall) näher erläutert werden:
Der Glasfaserstab (1) ist von der Silikongummischicht (13)
umhüllt. Die Schirme (25) wurden mit der
Silikongummischicht (13) fest zusammenvulkanisiert. Die
Endarmatur besteht aus einem Metallgehäuse mit einem
Unterteil (15) und einem Deckel (16) sowie aus einem
End-Fitting (17) für die mechanische Kraftübertragung.
Die Montage dieser Teile sowie die Ankoppelung der
Lichtleiter läßt sich beispielsweise in der nachstehend
beschriebenen Reihenfolge durchführen:
- 1. Von dem Ende mit dem abgelösten Teil (14) des in Fig. 3 gezeichneten
Glasfaserstabs werden die einzelnen Lichtleitfasern (6)
abgelöst. In Fig. 4 wird nur das Herausführen einer
einzigen Faser dargestellt.
Das Unterteil (15) des Metallgehäuses wird auf das Ende des Glasfaserstabes (1) zum Schirm (25) aufgeschoben. Die Lichtleitfaser (6) verläßt auf der linken Seite den Glasfaserstab (1) und mündet in das Unterteil (15) ein. - 2. Anschließend wird das Anschlußteil, d. h. das End- Fitting (17) aus Metall auf das Ende des Glasfaserstabes (1) aufgebracht, z. B. durch radiales Verpressen.
- 3. Ein handelsüblicher Stecker (20a) zur optischen Ankoppelung der Lichtleitfaser wird am Ende der Faser (6) angebracht. Für jede Lichtleitfaser ist ein separater Stecker erforderlich.
- 4. Das Unterteil (15) wird nach oben verschoben, so daß sich etwa die gezeichnete Position einstellt.
- 5. Nunmehr kann der Hohlraum des Unterteils (15) mit einer flüssigen Nasse (18) ausgegossen werden. Dabei soll der Stecker (20a) so positioniert werden, daß er noch über den Spiegel der Vergußmasse ragt. Nach Aushärten der Masse (18) ist das Ende des Stabes (1) und die Lichtleitfaser von Vergußmasse umgeben.
- 6. Durch den Deckel (16) des Metallgehäuses wird ein optisches Anschlußkabel (19) hindurchgeführt und auf der Kapselinnenseite ein weiterer handelsüblicher Stecker (20b) angebracht.
- 7. Der Stecker (20b) des optischen Anschlußkabels (19) wird mit dem Stecker (20a) der Lichtleitfasern aus dem Isolatorinnern verbunden.
- 8. Der Deckel (16) wird auf das Unterteil (15) aufgesetzt, wobei das Anschlußkabel 19 und das Anschlußteil in Form des End-Fittungs 17 durch entsprechende im Deckel 16 vorgesehene Öffnungen hindurchgeführt werden. Deckel 16 und Unterteil 15 werden vorzugsweise durch eine Spannvorrichtung (21) verbunden. Zwischen beide Teile kann eine Dichtung (26) eingelegt werden. Die Lichtleiter 6 sowie das Anschlußteil 17 können durch Dichtungen (22) oder Dichtmuttern (23) abgedichtet werden.
- 9. Schließlich wird die Metallöse (24) zum Aufhängen des Verbundisolators auf das Schraubgewinde des durch den Deckel gesteckten Endes des End-Fittings (17) aufgeschraubt.
Das optische Ankoppelungskabel (19) kann auch außerhalb
des Metallgehäuses mit einem weiteren Stecker (20c)
versehen werden. Dadurch wird es möglich,
Verbundisolatoren mit Lichtleitfasern universell
einzusetzen. Es können so beliebig lange Lichtleiter-
Übertragungskabel nach der Montage des Verbundisolators
in der Hochspannungsanlage angekoppelt werden. Die Hülle
des Lichtleiterkabels (19) kann aus Silikonkautschuk
oder einem anderen hochspannungsfesten Isolierstoff
bestehen. Sie kann auch von einem Metallgewebe oder
einer Metallschicht umgeben sein.
Der Ort der Durchführung des Ankoppelungskabels der
Lichtleitfasern in das Gehäuse ist nicht kritisch. Es
kann daher auch an anderer Stelle aus dem Gehäuse
herausgeführt werden als in Fig. 4 dargestellt.
Beispielsweise kann der Stecker (20a) in den Deckel (16)
oder die Wandung des Unterteils (15) eingebaut werden.
Das Gehäuse des außerhalb der Endarmatur liegenden
Steckers (20c) kann aus Metall oder aus Kunststoff in
einem Metallgehäuse bestehen.
Die nach außen weisenden Bestandteile des Gehäuses (15,
16, 21) und das Befestigungselement in Form der Öse (24) bestehen aus
Metall. Es ist vorteilhaft, wenn auch die Dichtelemente
(22 und 23) ganz oder zumindest teilweise aus Metall
bestehen. Damit läßt sich erreichen, daß alle
Koppelungsteile des Lichtleiters auf dem gleichen
unveränderlichen elektrischen Potential liegen und
elektrische Entladungen am Lichtleitersystem
ausgeschlossen sind, d. h. der Lichtleiter keinen
elektrischen Beanspruchungen ausgesetzt sind. Daher
ist es auch zweckmäßig, das auf Hochspannungspotential
liegende optische Anschlußkabel (19) mit einer äußeren
Metallumhüllung zu umgeben.
Das Dichtelement (23) (und ebenso 22) kann auch aus
zwei Teilen (z. B. Schraube und Mutter) bestehen.
Wenn das Befestigungselement (24) mit dem Deckel (16)
galvanisch verbunden ist, kann das Dichtelement (23)
aus Kunststoff sein. Im Fall der nicht-galvanischen
Verbindung sollte (23) mindestens teilweise aus Metall
sein, damit zwischen (24) und (16) ein metallischer
Kontakt besteht, wodurch elektrische Entladungen zwischen
diesen Teilen verhindert werden. Die Dichtelemente (22) und
(23) können zusätzlich mit flüssigem aushärtbarem Material
abgedichtet werden.
Für die härtbare Umgußmasse, die (18) liefert, können
Mehr-Komponenten-Kunststoffe flüssiger Konsistenz
verwendet werden. Einsetzbar sind beispielsweise
Epoxidharze, Polyesterharze oder Silikonkautschuk. Die
Endhärte dieser Harze kann durch Zusatzstoffe
Beschleuniger, Katalysatoren) eingestellt werden.
Die Folie zum Verbinden der Glasfaserstäbe vor dem
Extrudieren kann aus gesättigten Polyestern bestehen.
Einseitig selbstklebend ausgerüstete Folien sind im
Handel verfügbar.
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung von durchschlagfesten
Verbundisolatoren, die einen glasfaserverstärkten
Kunststoffstab, einen Überzug aus elastomeren Werkstoff
und mindestens einen Lichtleiter zur optischen
Datenübertragung aufweisen, wobei die Lichtleiter am
glasfaserverstärkten Kunststoffstab befestigt sind und
auf Lichtleiter und Kunststoffstab Isolierschirme
aufgebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß
- a) ein Kunststoffstab einer Oberflächenbehandlung mit Silanen unterworfen wird,
- b) mindestens ein Lichtleiter auf der Oberfläche des Kunststoffstabes fixiert wird,
- c) eine Gummischicht aus Silikonkautschuk mittels Extrusion auf den vorbehandelten Kunststoffstab aufgebracht wird, wobei die Lichtleiter eingehüllt werden,
- d) die Gummischicht verfestigt wird,
- e) vorgefertigte Isolierschirme aus elastomeren Werkstoff unter radialer Aufweitung auf die Gummischicht aufgeschoben werden und
- f) man an beiden Enden des Kunststoffstabs die Lichtleiter ablöst, jeweils Kunststoffstab und Lichtleiter in die Öffnung eines kapselförmigen Metallgehäuses einführt, so daß das Ende des Stabs im Inneren des Gehäuses liegt, man die Lichtleiter durch eine andere Öffnung nach außen führt
- g) man die Enden des Stabs jeweils mit einem Endfitting aus Metall verbindet, das für die Zwecke der mechanischen Kraftübertragung in ein Befestigungselement ausläuft und man den Endfitting durch eine andere Öffnung aus dem Metallgehäuse heraus führt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die verfestigte Gummischicht aus Silikonkautschuk
mit den Isolierschirmen durch einen
Vulkanisationsvorgang fest miteinander verbunden werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Öffnung, durch die Kunststoffstab und
Lichtleiter in das Metallgehäuse einführt werden, durch
ein in das Innere des Gehäuses eingefülltes und
erstarrendes Kunstharz verschließt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stelle der Durchführung des Endfittings durch das
Gehäuse abgedichtet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
in Schritt c) der Lichtleiter auf den Kunststoffstab
aufgeklebt wird.
6. Durchschlagfester Verbundisolator hergestellt gemäß Verfahren nach Anspruch 1,
bestehend aus einem mit glasfaserverstärkten
Kunststoffstab auf Basis Epoxidharz, der einen
elastomeren Überzug aufweist, sowie mehreren
Kunststoffschirmen, die den Überzug umgeben, dadurch
gekennzeichnet, daß sich längs des Isolators Lichtleiter
unmittelbar auf dem Kunststoffstab befinden und in den
elastomeren Überzug eingebettet sind, die beiden Enden
des Glasfaserstabes mit Metallarmaturen versehen sind,
die die Form einer in zwei Halbschalen zerlegbaren
Hohlkapsel aufweisen, wobei jeweils die eine Halbschale
das Ende des Kunststoffstabs einschließlich
Lichtleitfasern umschließt, so daß dieses Ende im
Inneren der Halbschale liegt und mit festem Gießharz
ausgefüllt ist, die zweite Halbschale eine Durchführung
für einen metallischen Anschlußteil aufweist, der zur
mechanischen Befestigung des Isolators dient, und die
Hohlkapsel eine weitere Öffnung besitzt, durch die der
Lichtleiter austritt.
7. Ausführungsform eines Verbundisolators hergestellt gemäß Verfahren nach Anspruch 3 oder Verbundisolator nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das Ende des Lichtleiters mit einem
Stecker versehen wird.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE3815717A DE3815717C2 (de) | 1988-05-07 | 1988-05-07 | Durchschlagfester Verbundisolator und Verfahren zu seiner Herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3815717A DE3815717C2 (de) | 1988-05-07 | 1988-05-07 | Durchschlagfester Verbundisolator und Verfahren zu seiner Herstellung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3815717A1 DE3815717A1 (de) | 1989-11-16 |
DE3815717C2 true DE3815717C2 (de) | 1996-12-12 |
Family
ID=6353929
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE3815717A Expired - Lifetime DE3815717C2 (de) | 1988-05-07 | 1988-05-07 | Durchschlagfester Verbundisolator und Verfahren zu seiner Herstellung |
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DE19635362C1 (de) | 1996-08-21 | 1997-12-04 | Siemens Ag | Verfahren zur Herstellung eines gewickelten Isolierrohres I |
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DE19909159C1 (de) * | 1999-03-02 | 2000-11-30 | Siemens Ag | Lichtwellenleiteranordnung |
EP1223447A1 (de) * | 2001-01-15 | 2002-07-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Kabelelement mit Lichtwellenleiter |
FR2825184B1 (fr) * | 2001-05-22 | 2003-07-18 | Sediver | Isolateur electrique composite ayant un revetement exterieur et au moins une fibre optique compatibles entre eux |
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DE2901872A1 (de) * | 1979-01-18 | 1980-07-31 | Siemens Ag | Hochspannungsisoliereinrichtung, insbesondere isolator mit einem lichtleiter |
US4610033A (en) * | 1984-12-14 | 1986-09-02 | Harvey Hubbell Incorporated | Insulator with fiber optic communication channel |
-
1988
- 1988-05-07 DE DE3815717A patent/DE3815717C2/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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