DE3815717C2 - Durchschlagfester Verbundisolator und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

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.

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.