DE69019313T2

DE69019313T2 - Starrer elektrischer Isolator.

Info

Publication number: DE69019313T2
Application number: DE69019313T
Authority: DE
Inventors: Rene Parraud; Guy Thevenet
Original assignee: Societe Europeenne dIsolateurs en Verre et Composite SEDIVER SA
Current assignee: Societe Europeenne dIsolateurs en Verre et Composite SEDIVER SA
Priority date: 1989-12-01
Filing date: 1990-11-26
Publication date: 1995-09-21
Anticipated expiration: 2010-11-27
Also published as: NO905143L; AU628766B2; NO179306C; FR2655471B1; JP3098026B2; AU6700190A; ZA909649B; ATE122495T1; JPH03210712A; EP0430135B1; NO905143D0; NO179306B; DE69019313D1; EP0430135A1; FR2655471A1; BR9006100A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen starren elektrischen Isolator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solcher Isolator ist zum Beispiel aus der Druckschrift DE-C- 177 650 bekannt.
Es sind zwei Arten von starren Isolatoren bekannt, nämlich der starre Isolator mit Stange, der der ANSI-Norm C29- 6-1984 entspricht, und der starre Isolator mit Sockel, der der ANSI-Norm C29-7-1983 oder IEC 720 entspricht.
Ein solcher Isolator enthält mindestens ein Porzellan- oder Glasdielektrikum oder ein Dielektrikum aus einem cycloaliphatischen Harz, dessen unteres Ende von einer metallischen Stange oder einem metallischen Sockel getragen wird und dessen Kopf eine Kehle aufweist, die direkt ein elektrisches Kabel aufnimmt.
Die Kehle kann sich auf der Seitenfläche und/oder der Oberseite des Kopfes befinden. Das elektrische Kabel wird dort mit Hilfe eines Bindedrahts gehalten. Die Größe der Kehlen und die Formen der Bindedrähte sind standardisiert.
Wenn die bekannten Isolatoren der Zerstörungswut ausgesetzt sind, kann bekanntlich ihr Dielektrikum völlig zerbrechen und damit das Kabel herunterfallen. Um diesen Nachteil zu vermeiden, schlägt das Patent DE-C-177 650 vor, das Dielektrikum mittels einer starren Hülle zu schützen, die aus zwei Schalen besteht und eine Kehle aufweist, um das Kabel aufzunehmen.
Man stellt weiter bei den bekannten Isolatoren einen manchmal unzureichenden Biegungswiderstand und eine gewisse Erosion des Kabels in Höhe seines Kontaktbereichs mit der Kehle des Isolators fest, die zum Zerreißen des Kabels führen kann.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, einen starren elektrischen Isolator herzustellen, der diese Nachteile nicht mehr aufweist.
Die vorliegende Erfindung hat einen starren elektrischen Isolator mit Sockel oder Stange zum Gegenstand, dessen unteres Ende am Sockel oder an der Stange befestigt ist und dessen oberes Ende mindestens eine Kehle aufweist, die ein elektrisches Kabel aufnehmen soll, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens einen Kernstab aus mittels eines Harzes agglomerierten Glasfasern enthält, der mit seinem unteren Teil auf dem Sockel oder der Stange und mit seinem oberen Teil an einem starren aufgeformten Kopf befestigt ist, der mindestens eine Nut aufweist, wobei die Außenfläche des Kernstabs und des starren Kopfes dicht mit einer Umhüllung bedeckt ist, die hinsichtlich des Kopfes aus einem isolierenden biegsamen Elastomer ist und hinsichtlich des Kernstabs aus den Elastomeren, den Harzen und Lacken ausgewählt ist, wobei die mit ihrer Umhüllung versehene Nut die Kehle bildet.
Die Außenfläche des Kernstabs ist vorzugsweise zylindrisch oder kegelstumpfförmig.
Der Kernstab kann kompakt oder hohl sein. Sein mit dem starren Kopf verbundenes Ende kann vorteilhafterweise Rillen aufweisen oder geeignet spanend bearbeitet sein.
Der starre Kopf ist aus einem Material, das aus den thermoplastischen (Polyester, Polyamid, Polyacetal usw.) oder wärmehärtbaren Materialien (Epoxy, Polyurethan usw.), den Keramikmaterialien, aus Glas, Porzellan oder einem Metall ausgewählt wird. Aus elektrischen Gründen nimmt man vorzugsweise ein isolierendes Material. Dieses letztere kann mineralische Chargen oder isolierende oder halbleitende Fasern enthalten.
Der starre Kopf kann auf dem entsprechende Ende des Kernstabs geformt oder durch Kleben oder jedes andere geeignete Mittel befestigt werden.
Das biegsame Elastomer der Umhüllung des starren Kopfes wird ausgewählt aus den vulkanisierbaren Elastomeren (EPDM, Silocon usw.) und den thermoplastischen Elastomeren. Das Material der Umhüllung des Kernstabs kann ausgewählt werden aus den obigen Elastomeren, den Lacken, den Expoyharzen, den Polyesterharzen, mit oder ohne Chargen; diese Umhüllung kann glatt sein oder Rippen verschiedener Form aufweisen.
Ein erfindungsgemäßer starrer Verbundisolator ist in einem Spannungsbereich zwischen 5 und 100 kVolt verwendbar und hat eine Vielzahl von Vorteilen.
So widersteht er besser den Biegekräften als die bekannten starren Isolatoren. Bei einer starken Biegung entsprechend einer höheren Belastung als dem Standard-Wert hat man keinen klaren Bruch festgestellt, der das Herabfallen des Kabels bewirken könnte.
Der erfindungsgemäße Isolator widersteht sehr viel besser den Stößen aufgrund von Zerstörungswut; auch hier sind die Gefahren eines klaren Bruchs begrenzt. Außerdem ist das Kabel in einer Kehle angeordnet, die von einer im starren Kopf vorgesehenen und mit einer Elastomer-Umhüllung versehenen Nut definiert wird. Selbst wenn das Kabel Schwingungen ausgesetzt ist, liegt es auf einer biegsamen Unterlage, die jeden Verschleiß seiner Adern vermeidet.
Der erfindungsgemäße Isolator ist leichter und weniger platzraubend als die bekannten starren Isolatoren, die gleichwertige Isolierungseigenschaften aufweisen. Man stellt weiter fest, daß sein Funkstörungspegel sehr schwach ist.
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nicht einschränkend zu verstehenden nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnungen hervor.
Figur 1 zeigt schematisch im halben Längsschnitt einen erfindungsgemäßen starren Verbundisolator.
Die Figuren 2 bis 4 sind schematische Ausschnitte aus Längsschnitten von drei Umhüllungsvarianten eines erfindungsgemäßen Isolators.
Die Figuren 5 bis 9 sind schematische Längsschnitte durch erfindungsgemäße Isolatoren mit verschiedenen Varianten von Kernstäben.
Figur 10 ist eine schematische Schnittansicht einer Variante eines erfindungsgemäßen Isolators mit mehreren Kernstäben.
Figur 11 ist eine schematische Schnittansicht einer weiteren Variante eines erfindungsgemäßen Isolators.
Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen starren Verbundisolator im Vergleich mit einem starren Keramikisolator der Klasse 57,3 der ANSI-Norm.
Er enthält einen Kernstab 1 aus mittels eines Harzes agglomerierten Glasfasern, dessen eines Ende 2 in einem Sitz 4 eines Beschlags 5 in Form eines Sockels befestigt ist. Sein mit mindestens einer Rinne 3 versehenes Ende ist zum Beispiel durch Aufformen mit einem starren Kopf 7 aus wärmehärtbarem Harz verbunden (die Rinnen können durch jede andere spanende Bearbeitung ersetzt werden).
Der Kopf 7 besitzt eine seitliche Nut 8 und eine obere Nut 9. Die Außenfläche des starren Kopfes 7, die des Kernstabs 1 und ein Teil der Außenfläche des Beschlags 5 sind durch Aufformen mit einer Elastomerumhüllung 10 versehen. Diese Umhüllung definiert auf der Seite des Kopfes 7 eine obere Kehle 19, die sich über der Nut 9 befindet, und eine seitliche Kehle 18, die die Nut 8 umgibt. Diese beiden Kehlen von standardisierter Größe sollen ein Kabel aufnehmen.
Die gezeigte Umhüllung 10 enthält Rippen 11, die verschiedene Profile und verschiedene Durchmesser aufweisen können.
Der maximale Durchmesser des erfindungsgemäßen Isolators liegt zwischen 45 mm und 65 mm, während der Durchmesser des entsprechenden Porzellanisolators zwischen 85 und 130 mm liegt.
Das Gewicht des erfindungsgemäßen Isolators ist etwa dreimal geringer als das des direkt vergleichbaren Porzellanisolators.
In Bezug auf den Biegewiderstand wurde der Isolator der Figur 1 in eine Testmaschine eingebaut, die die Last und die entsprechende Durchbiegung simuliert. Die ANSI-Norm fordert einen Widerstand gegen die Biegung von 2.800 lbs. Für diesen Wert beträgt die beobachtete Durchbiegung 28 mm, während sie beim Porzellanisolator einige Millimeter beträgt. Im Fall des Porzellanisolators ist dieser Wert sehr nahe der Durchbiegung, die das Reißen des Kopfes des Isolators nach sich zieht, während beim erfindungsgemäßen Isolator das Reißen erst erfolgt, wenn die Durchbiegung 50 mm beträgt, was einer Last von 4.300 lbs entspricht.
Das in der Kehle 19 oder der Kehle 18 angeordnete Kabel, das dort mit Hilfe eines standardisierten Bindedrahts befestigt ist, liegt auf einer Unterlage aus biegsamem Elastomer, die es auf Dauer nicht beschädigt.
Wenn der Isolator dem Aufprall von Kugeln ausgesetzt ist, kann der Stoß das Zerbersten oder Platzen der Gesamtheit der Struktur nicht bewirken, wie dies bei einem Porzellanisolator der Fall sein könnte.
Die Figuren 2 bis 11 zeigen Ausführungsvarianten verschiedener Elemente des Isolators der Figur 1.
In den Figuren 2, 3, 4 sieht man verschiedene Umhüllungen für den Kernstab 1. Die Umhüllung 20 aus Elastomer (Figur 2) besitzt Rippen, die alle die gleiche Gestalt aufweisen. Die Rippen der Umhüllung 21 aus Elastomer in Figur 3 enthalten untere Tropfrippen 23. Die Umhüllung 22 in Figur 4 ist eine rohrförmige Hülle, deren Material ein Lack ist.
In Figur 5 hat der Kernstab 31 die Form eines Kegelstumpfs, dessen Enden mit einem Metallsockel 30 bzw. einem isolierenden starren Kopf 40 fest verbunden sind.
In Figur 6 ist der Kernstab 32 ein Hohlzylinder, der eventuell mit einem isolierenden Schaum oder Harz gefüllt sein kann (siehe Figur 7).
In Figur 8 ist der Kernstab 32 ein hohler Kegelstumpf, der ebenfalls eventuell mit isolierendem Schaum oder Harz 33 gefüllt sein kann (siehe Figur 9).
In Figur 10 enthält der Isolator zwei Stäbe 61 und 62, die parallel zueinander an einem Metallsockel 50 und einem isolierenden starren Kopf 60 befestigt sind. Gemäß einer anderen Variante können mehr als zwei Stäbe vorgesehen sein.
In Figur 11 ist ein metallischer Ring 42, der ein metallisches Anschlußstück bildet, um den Kernstab 41 unter dem starren Kopf 40 befestigt. Wie in den vorhergehenden Varianten sind die ausgesetzten Seiten des Kernstabs 41 und des Kopfes 40 mit dichten Umhüllungen 43, 44 versehen, die aus verschiedenen Materialien bestehen können. Die Verbindung zwischen diesen beiden Umhüllungen kann über das Metallteil erfolgen.
Die Erfindung ist natürlich nicht auf die soeben beschriebenen Ausführungsformen begrenzt.
Die Erfindung betrifft ebenfalls starre Isolatoren mit einer Stange, die sich im Kernstab befestigt.
Es wurde ein Kopf aus isolierendem Material beschrieben. Man kann ebenfalls einen metallischen Kopf vorsehen.
Das Material der Umhüllung des starren Kopfes wird so gewählt, daß es so biegsam wie möglich ist.
Wenn der Isolator mehrere Stäbe aufweist, sind diese letzteren nicht unbedingt parallel zueinander angeordnet.

Claims

1. Starrer elektrischer Isolator mit Sockel oder Stange, dessen unteres Ende am Sockel (5; 30; 50) oder an der Stange befestigt ist und dessen oberes Ende mindestens eine Kehle (18) aufweist, die ein elektrisches Kabel aufnehmen soll, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens einen Kernstab (1; 31; 32; 34; 61, 62; 41) aus mittels eines Harzes agglomerierten Glasfasern enthält, der mit seinem unteren Teil auf dem Sockel (5; 30; 50) oder der Stange und mit seinem oberen Teil auf einem starren aufgeformten Kopf (7; 40; 60) befestigt ist, der mindestens eine Nut (8) aufweist, wobei die Außenfläche des Kernstabs und des starren Kopfes (7; 40; 60) dicht mit einer Umhüllung (10; 43, 44) bedeckt ist, die hinsichtlich des Kopfes (7; 40; 60) aus einem isolierenden biegsamen Elastomer ist und hinsichtlich des Kernstabs aus den Elastomeren, den Harzen und Lacken ausgewählt ist, wobei die mit ihrer Umhüllung (10; 44) versehene Nut (8) die Kehle (18) bildet.

2. Starrer elektrischer Isolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Kernstabs (1) zylindrisch ist.

3. Starrer elektrischer Isolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Kernstabs (31) kegelstumpfförmig ist.

4. Starrer elektrischer Isolator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernstab (32) hohl ist.

5. Starrer elektrischer Isolator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Hohlraum des Kernstabs (34) mit einem isolierenden Schaum oder Harz (33) gefüllt ist.

6. Starrer elektrischer Isolator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem starren Kopf (7) verbundene Ende des Kernstabs (1) mindestens eine Rille (3) aufweist.

7. Starrer elektrischer Isolator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der starre Kopf (7; 40; 60) aus einem Material ist, das aus den thermoplastischen Materialien, den wärmehärtbaren Materialien, aus den Metallen, den Keramikmaterialien, Glas und Porzellan ausgewählt wird.

8. Starrer elektrischer Isolator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des starren Kopfs (7; 40; 60) mineralische Chargen oder isolierende oder halbleitende Fasern enthält.

9. Starrer elektrischer Isolator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Umhüllung des Kernstabs (1; 31; 32; 34; 61, 62; 41) aus den vulkanisierbaren Elastomeren, den thermoplastischen Elastomeren, den Lacken, den Expoyharzen und den Polyesterharzen ausgewählt wird, wobei diese Harze Chargen enthalten oder nicht.

10. Starrer elektrischer Isolator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das biegsame Elastomer der Umhüllung (10; 43; 44) des starren Kopfes (7; 40; 60) ausgewählt wird aus den vulkanisierbaren Elastomeren und den thermoplastischen Elastomeren.

11. Starrer elektrischer Isolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er mehrere Kernstäbe (61, 62) aufweist, die parallel zueinander angeordnet sind.