WO2012065889A1 - Isolatoranordnung mit mikrovaristoren sowie verfahren zur herstellung einer isolatoranordnung mit mikrovaristoren - Google Patents

Isolatoranordnung mit mikrovaristoren sowie verfahren zur herstellung einer isolatoranordnung mit mikrovaristoren Download PDF

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WO2012065889A1
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insulator
varistors
insulating
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Hermann Koch
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B17/00—Insulators or insulating bodies characterised by their form
    • H01B17/14—Supporting insulators
    • H01B17/18—Supporting insulators for very heavy conductors, e.g. bus-bars, rails
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B17/00—Insulators or insulating bodies characterised by their form
    • H01B17/42—Means for obtaining improved distribution of voltage; Protection against arc discharges
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G5/00—Installations of bus-bars
    • H02G5/06—Totally-enclosed installations, e.g. in metal casings
    • H02G5/066—Devices for maintaining distance between conductor and enclosure

Definitions

  • the invention relates to an insulator arrangement having a first and a second attachment point, which are arranged at a distance from one another on an insulating body having an electrical property-influencing additive.
  • Such an insulator arrangement is known for example from the publication DE 693 07 788 T2.
  • a rod-shaped spacer is described, which has a resin body with alumina as filler.
  • the surface of the resin body is provided with a thin film of metal particles by vapor deposition or sputtering. The thin film reduces a tendency for charge accumulation on the surface of the known spacer.
  • the object of the invention is to provide an insulator arrangement which limits a charge accumulation on a surface and has a reliable long-term stability.
  • the object is achieved in an insulator arrangement of the type mentioned above in that the aggregate ⁇ material varistors, in particular microvaristors having.
  • a displacement of an insulating body with a varistors containing aggregate allows occurrence of bleeder ⁇ flow at the insulator assembly to permit temporarily.
  • Varistors have the property that, when a threshold voltage is exceeded, their electrical resistance is significantly reduced. If the threshold voltage is undershot, the electrical resistance increases and tends towards infinity.
  • This process is reversible, so that a Ableitstrompad can be formed on the insulating body as needed or suppressed by a varistor depending on a voltage applied between the stop points voltage.
  • a varistor depending on a voltage applied between the stop points voltage.
  • the insulator arrangement has a nearly ideal insulation behavior.
  • the threshold voltage between the abutment points of the insulating body is exceeded, a low-value leakage current path is present.
  • the An ⁇ impact points are advantageously contacted to the jacket electrically conductive.
  • the Ableitstrompfad has a ringför ⁇ mig self-contained cross-section, which is penetrated by the core.
  • microvaristors makes it possible, instead of using a discrete varistor component, to introduce a multiplicity of varistors, for example in the form of granules, during production of the insulating body and thus to form a path on the insulating body which can be switched in a voltage-dependent manner.
  • the aggregate can be Finally, varistors included. However, it can also be provided to use as an additive varistors in a mixture with other elements.
  • the jacket can have an increased electrical conductivity relative to the core, so that surface charges can flow away from the insulating body even in the high-resistance state of the varistors.
  • the jacket can completely embrace the core, wherein the jacket with the embedded varistors has a homogeneous structure.
  • the varistors are grained ground varistors.
  • a further advantageous embodiment can provide that the varistors are arranged in a cladding layer, surrounding a core of the insulating body.
  • the core has a much higher resistance than the cladding with the Va ⁇ transistors in the low-impedance switched-through state.
  • the wall thickness of the shell may vary to provide an ausrechenden cross section to the power line.
  • the varistors should be distributed homogeneously in the shell, so that there is a self-contained annular around the core surrounding cross-section to the power line.
  • the core remains free of derarti ⁇ gene weakening, so that the supporting effect of the insulator assembly is ensured by the core.
  • a further advantageous embodiment can provide that the varistors are embedded in a binder layer on the core.
  • the core is a discrete assembly, which is different from the binder layer of the shell, so that adjusts a joint gap between the core and the shell.
  • the joint gap should be mög ⁇ lichst free of foreign inclusions, so that the insulating body is possible resistant to partial discharges.
  • the core acts as an angle-rigid element, which stabilizes the Ge ⁇ overall arrangement mechanically.
  • Example ⁇ it is Example ⁇ as possible to push on the core a resilient molded body so that in the shaped body embedded varistors around the core forming a coat, which has a voltage-dependent resistance characteristic.
  • the Bindemit ⁇ tel can act electrically insulating.
  • the man- Even with high-resistance behavior of the varistors have a higher electrical conductivity than the core.
  • a further advantageous embodiment may provide that the core is a rigid core, in particular a fiber-reinforced plastic core.
  • An angularly rigid core forms the inner structure of the insulating body, which is a mechanically robust constructive ⁇ tion.
  • various sufficiently rigid angle insulating materials such as ceramics or plastics in question.
  • a plastic fiber core which has not only a high mechanical stiffness and a sufficient elasticity so that when occurring defects ⁇ th of mechanical loads is no immediate destruction of the core is expected to have. Especially with Last Caureak ⁇ tions this behavior is desired.
  • the fibers of a Fa ⁇ serbuchstoffkernes should be designed so short that no fiber chains can form inside the core.
  • the core connected to a stop rigid angle and with a
  • Shield electrode is provided.
  • a rigid connection of the core with at least one, in particular two attachment points makes it possible to distribute forces occurring at the attachment points on the core and forward.
  • a shielding electrode is integrated into the core, a dielectric shielding of the region can take place in which a connection between the abutment point and the core is provided.
  • a field-free space can be generated in the ⁇ sem area, so that there is no fear of the emergence of partial discharges here is.
  • the shield electrode may for example comprise a kalottenar ⁇ term structure, which optionally causes together with a surrounding container, a shielding of the respective stop point.
  • the shield electrode may be sheathed by the core.
  • the insulating body is disposed within a filled with electrically insulating gas container and a phase conductor is supported on the container.
  • the insulation strength of the gas is additionally increased and inside the container angeord ⁇ designated phase conductors are reliably isolated.
  • the container encapsulates the gas and prevents unwanted escape.
  • the phase conductor serves to guide a current which has been ground by an electrical voltage.
  • at least one insulator arrangement supports the phase conductor on the container. This makes it possible to maintain a potential difference between the phase conductor and the container.
  • the attachment points are provided.
  • a further advantageous embodiment may provide that a plurality of insulating bodies are arranged in the course of the phase conductor and support the phase conductor together.
  • the additive comprises varistors embedded in a mass a rigid angle core can be applied.
  • a angular rigid core such as a ceramic core, a plastic core or other suitable core can be easily provided on its surface with a coating.
  • spraying by dipping, provided with a jacket by means of vulcanization or other suitable steps of the angularly rigid core ⁇ the are embedded in which varistors.
  • the varistors are embedded in a mass.
  • the mass is a Bin ⁇ DEMITTEL for varistors.
  • the mass can be electrically insulated act lierend.
  • the layer thickness of the mass can vary on the rigid-angle core, so that a more or less large cross-section is given in the jacket of the insulating body, which can serve to guide a leakage current.
  • the mass is extruded onto the core.
  • Extruding the mass makes it possible to coat a plurality of insulators with an approximately similar shell.
  • cores larger dimension can be coated by extruding with a homogeneous sheath. Such machining reduces the risk of trapping debris between the core and the shell.
  • the core is a rotationally symmetrical body and the mass is applied on the shell side to the core.
  • a rotationally symmetrical core can be designed, for example, in the manner of a column or in the manner of a disk.
  • a coat-sided coating makes it possible to provide the core stirnsei ⁇ tig with attachment points, said attachment points are held by the insulating body electrically isolated from each other.
  • At the same time can be done by a shell side Be ⁇ layers of the core electrical contacting of the attachment points to the shell, so that the stop ⁇ points can also act as part of the Ableitstrompfades.
  • FIG. 2 shows a detail of the insulator arrangement shown in FIG.
  • FIG. 1 shows a sectioned compressed gas-insulated pipeline.
  • the compressed gas-insulated pipe has a Befeldl ⁇ ter 1.
  • the container 1 has a tubular structure and includes in its interior a pressurized over the environment under increased pressure electrically insulating gas.
  • the electrically insulating gas may, for example, be sulfur hexafluoride.
  • the container 1 may for example be made of electrically conductive materials, wherein the container 1 carries ground potential.
  • the container 1 is aligned coaxially with a longitudinal axis 2. However, if possible coaxially with the longitudinal axis 2, but at least approximately parallel, at least one phase conductor 3 is arranged in the interior of the container 1.
  • the phase conductor 3 is used to transmit an electric current, which is driven for example by a DC or AC voltage.
  • a plurality of insulator arrangements 4a, 4b, 4c, 4d are provided in order to position the phase conductor 3 in the interior of the container electrically insulated from the container 1.
  • the insulator arrangements 4a, 4b, 4c, 4d each have insulating bodies in the so-called columnar form, which are provided with stop points on the front side, so that on the one hand a contact with an inner wall of the container 1 follows and on the other hand a support of the phase conductor 3 takes place.
  • the phase conductor 3 is supported on the container 1 via the insulator arrangements 4a, 4b 4c, 4d.
  • a plurality of insulator arrangements 4a, 4b, 4c, 4d which are made substantially identical in construction, extend along the axis 2.
  • Each of the insulating body of the insulator assemblies 4a, 4b, 4c, 4d is provided with a core and a jacket, wherein in the shell an additive is arranged, which has Va ⁇ transistors. Accordingly, the jacket of the insulating body ⁇ able to form a discharge current path between the phase conductor 3 and the container 1 as a function of the amount of pending between Phasenlei ⁇ ter 3 and container 1 the electric voltage.
  • the trainees discharge current paths of the insulating body are electrically connected in parallel, so that along the longitudinal axis 2, a leakage current divided over the insulator of the insulator assemblies 4a, 4b, 4c, 4d can flow.
  • FIG. 2 shows by way of example a section through an insulating body of an insulator arrangement 4a.
  • the section lies transversely to the longitudinal axis 2 shown in FIG. 1.
  • the insulating body of the insulator arrangement 4 a has a core 5.
  • the core 5 a fiber-reinforced plastic core, has a columnar, ie, a circular cylindrical structure.
  • the axis of rotation of the core 5 having a circular cylindrical contour is oriented substantially perpendicular to the longitudinal axis 2.
  • the front side of the core 5, a first attachment point 6 and a second attachment point 7 are seen before ⁇ , so that an electrical contact and mechanical support of Isolierköpers is possible.
  • the first attachment point 6 is equipped with a cross section which corresponds to the cross section of the core 5.
  • the second anchor point 7 is provided with a cross-wel ⁇ cher is greater than the cross section of the core 5, so that a projecting shoulder between the core 5 and the second anchorage point 7 is formed.
  • the core 5 is enclosed by a jacket 8.
  • the jacket 8 is derar- tig strong that this fills the shoulder formed between the second attachment point 7 and the core 5 flush, with the jacket 8 extending from the shoulder in the direction of the first attachment point 6 extends.
  • the jacket 8 encloses the first attachment point 6 on the shell side and closes at the ends ⁇ flush with this.
  • varistors 9 are embedded as to ⁇ impact material, so that the
  • electrically insulating core 5 around a jacket 8 is formed, which can form a low-impedance current path between the first stopper 6 and the second attachment point 7 voltage-dependent.
  • phase conductor 3 a recess is provided, in which the insulating body with its second stop point 7 is positively inserted, so that a tilting of Pha ⁇ senleiter 3 and insulator is not possible.
  • the phase conductor 3 contacts the second attachment point 7 of the ⁇ body.
  • the first attachment point 6 is covered by a shield electrode 10.
  • the shielding electrode 10 projects into the core 5 and forms a dome-shaped shielding hood.
  • Shielding electrode 10 is a stem 10 a arranged, which passes through the first stopper 6 and is electrically connected thereto.
  • the stem 10a extends beyond the first attachment point 6 and 11 is converted ⁇ ben by a sliding bearing.
  • the sliding bearing 11 is for example a plastic block ⁇ , for example, made of PTFE, which rests against an inner circumferential surface of the container 1.
  • the insulating ⁇ body 4 a is supported on the container 1. Consequently, the phase conductor 3 located at the second attachment point 7 is also supported on the insulating body 4a.
  • About the stem 10a is an electrical contacting of the shield electrode 10 with the Be container 1 given. Next, the stem 10a is contacted with the first stopper point 6.
  • the area of the sliding ⁇ bearing 11 is kept field-free, so there is no reason to fear the emergence of partial discharges.
  • the jacket 8 is a switchable Ableitstrompfad, wherein the Ableitstrompfad is switched depending on the amount of zwi ⁇ tween the two attachment points 6, 7 voltage.
  • the jacket is present as an elastic molded body, which is mounted on the core 5.
  • an application of a binder embedding the varistors is effected by brushing, vapor deposition, extruding or in another suitable coating variant.
  • Core 5 and shell 8 are arranged stationary relative to each other.

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Abstract

Eine Isolatoranordnung mit einem ersten und einem zweiten Anschlagpunkt (6, 7) weist einen Isolierkörper auf. Die Anschlagpunkte (6, 7) sind an dem Isolierkörper angeordnet. Der Isolierkörper weist einen elektrische Eigenschaften desselben beeinflussenden Zuschlagstoff auf. Der Zuschlagstoff ist mit Varistoren (9) versehen. Zur Herstellung einer Isolatoranordnung kann ein winkelstarrer Kern (5) mit einer die Varistoren (9) aufweisende Masse beschichtet werden.

Description

Beschreibung
ISOLATORANORDNUNG MIT MIKROVARISTOREN SOWIE VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER ISOLATORANORDNUNG MIT MIKROVARISTOREN
Die Erfindung betrifft eine Isolatoranordnung mit einem ersten und einem zweiten Anschlagpunkt, welche beabstandet zu¬ einander an einem einen elektrische Eigenschaften beeinflussenden Zuschlagstoff aufweisenden Isolierkörper angeordnet sind.
Eine derartige Isolatoranordnung ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 693 07 788 T2 bekannt. Dort ist ein stabför- miger Abstandshalter beschrieben, welcher einen Harzkörper mit Aluminiumoxid als Füllmaterial aufweist. Zusätzlich ist die Oberfläche des Harzkörpers durch Aufdampfen oder Sputtern mit einem Dünnfilm aus Metallteilchen versehen. Durch den Dünnfilm wird eine Tendenz zu Ladungsansammlungen auf der Oberfläche des bekannten Abstandhalters verringert.
Es ist zu befürchten, dass sich auf der Oberfläche Kriechstrompfade ausbilden, die zu Verlusten führen. Weiter ist fraglich, ob eine ausreichende Langzeitstabilität derartiger Isolatoranordnungen gegeben ist.
Insofern ist es Aufgabe der Erfindung, eine Isolatoranordnung anzugeben, welche eine Ladungsansammlung auf einer Oberfläche begrenzt und eine zuverlässige Langzeitstabilität aufweist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Isolatoranordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Zuschlag¬ stoff Varistoren, insbesondere Mikrovaristoren, aufweist. Ein Versetzen eines Isolierkörpers mit einem Varistoren enthaltenden Zuschlagstoff ermöglicht, ein Auftreten von Ableit¬ strömen an der Isolatoranordnung vorübergehend zuzulassen. Varistoren weisen die Eigenschaft auf, dass bei einem Überschreiten einer Schwellspannung, deren elektrischer Widerstand deutlich reduziert wird. Bei einem Unterschreiten der Schwellspannung erhöht sich der elektrische Widerstand und tendiert gegen unendlich. Dieser Vorgang ist reversibel, so dass über einen Varistor in Abhängigkeit einer zwischen den Anschlagpunkten anliegenden Spannung ein Ableitstrompfad an dem Isolierkörper bedarfsweise ausgebildet werden kann oder unterdrückt wird. Insbesondere bei einer Belastung durch Gleichspannung im Hochspannungsbereich kann so eine unerwünschte Ladungsträgeransammlung auf einer Oberfläche abgebaut werden.
Somit kann man davon ausgehen, dass im regulären Betriebsfall, d. h., die zwischen den Anschlagpunkten liegende Spannung liegt unterhalb der Schwellspannung der Varistoren des Zuschlagstoffes, die Isolatoranordnung ein nahezu ideales Isolierverhalten aufweist. Wohingegen bei einem Überschreiten der Schwellspannung zwischen den Anschlagpunkten des Isolierkörpers ein niederohmiger Ableitstrompfad vorliegt. Die An¬ schlagspunkte sind dazu vorteilhaft mit dem Mantel elektrisch leitend kontaktiert. Der Ableitstrompfad weist einen ringför¬ mig in sich geschlossenen Querschnitt auf, welcher von dem Kern durchsetzt ist.
Der Einsatz von Mikrovaristoren ermöglicht es, statt der Verwendung eines diskreten Varistorbauelementes eine Vielzahl von, beispielsweise als Granulat vorliegenden Varistoren bei der Fertigung des Isolierkörpers in diesen einzubringen und so einen Pfad an dem Isolierkörper auszubilden, welcher spannungsabhängig schaltbar ist. Der Zuschlagstoff kann aus- schließlich Varistoren enthalten. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, als Zuschlagstoff Varistoren in einem Gemisch mit weiteren Elementen einzusetzen. Der Mantel kann eine gegenüber dem Kern erhöhte elektrische Leitfähigkeit aufweisen, so dass Oberflächenladungen von dem Isolierkörper auch im hoch- ohmigen Zustand der Varistoren abfließen können. Der Mantel kann den Kern vollständig umgreifen, wobei der Mantel mit den eingelagerten Varistoren eine homogene Struktur aufweist.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Varistoren gekörnt gemahlene Varistoren sind.
Zur Erzielung eines möglichst homogenen Isolierkörpers ist es vorteilhaft, die Varistoren in einem Mahlprozess zu einem feinkörnigen Pulver zu zermahlen, so dass dieses Pulver möglichst einschlussfrei in den Isolierkörper integriert werden kann .
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Varistoren in einer Mantelschicht, einen Kern des Isolierkörpers umgebend, angeordnet sind.
Nutzt man einen Kern des Isolators, welcher möglichst frei von dem Zuschlagstoff gehalten ist, ergibt sich um den Kern herum ein Mantel, welcher mit dem Varistoren enthaltenden Zuschlagstoff versehen ist. Dadurch ist der Mantel im Falle eines Durchschaltens eines Ableitstrompfades durch die Va¬ ristoren zur Führung eines Stromes geeignet. Durch eine Lenkung und Leitung des Stromes in einem Mantel, kann auftre¬ tende Stromwärme relativ leicht aus der Isolatoranordnung herausgeleitet werden, wobei der Kern der Isolatoranordnung von einer Stromführung befreit ist. Der Kern weist einen wesentlich höheren Widerstand auf als der Mantel mit den Va¬ ristoren im niederohmig durchgeschalteten Zustand. Je nach Betrag des zu tragenden Ableitstromes kann die Wandstärke des Mantels variieren, um einen ausrechenden Querschnitt zur Stromleitung zur Verfügung zu stellen. Die Varistoren sollten homogen im Mantel verteilt angeordnet sein, so dass ein in sich geschlossen ringförmig um den Kern umlaufender Querschnitt zur Stromleitung vorliegt.
Selbst bei einem Auftreten von höheren Strömen im Mantel, die gegebenenfalls zu einer Schwächung der Struktur des Mantels des Isolierkörpers führen, bleibt der Kern frei von derarti¬ gen Schwächungen, so dass die Stützwirkung der Isolatoranordnung durch den Kern gewährleistet bleibt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Varistoren in einer Bindemittelschicht eingebettet auf dem Kern liegen.
Nutzt man einen Kern, auf welchen eine Bindemittelschicht aufgebracht ist, in welcher die Varistoren eingebettet sind, ist es möglich, je nach zu erwartenden Belastungen der Isolatoranordnung verschiedene Verfahren zur Aufbringung der eingebetteten Varistoren zu verwenden. Dabei stellt der Kern eine diskrete Baugruppe dar, welche verschieden ist von der Bindemittelschicht des Mantels, so dass sich zwischen Kern und Mantel ein Fügespalt einstellt. Der Fügespalt sollte mög¬ lichst frei von Fremdeinschlüssen sein, so dass der Isolierkörper möglichst resistent gegenüber Teilentladungen ist. Der Kern wirkt dabei als winkelstarres Element, welches die Ge¬ samtanordnung mechanisch stabilisiert. So ist es beispiels¬ weise möglich, auf den Kern einen elastischen Formkörper aufzuschieben, so dass in den Formkörper eingebettete Varistoren um den Kern herum einen Mantel ausbilden, welcher ein spannungsabhängiges Widerstandsverhalten aufweist. Das Bindemit¬ tel kann elektrisch isolierend wirken. Dabei sollte der Man- tel auch bei hochohmigen Verhalten der Varistoren eine höhere elektrische Leitfähigkeit aufweisen als der Kern.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der Kern ein winkelstarrer Kern, insbesondere ein Faserkunststoffkern ist.
Ein winkelstarrer Kern bildet die innere Struktur des Isolierkörpers aus, welcher eine mechanisch belastbare Konstruk¬ tion darstellt. Für den winkelstarren Kern kommen verschiedenartige ausreichend winkelstarre Isoliermaterialien, wie beispielsweise Keramiken oder Kunststoffe infrage. Besonders vorteilhaft ist es, einen Faserkunststoffkern einzusetzen, welcher neben einer hohen mechanischen Steifigkeit auch eine ausreichende Elastizität aufweist, so dass bei einem Auftre¬ ten von mechanischen Belastungen kein unmittelbares Zerstören des Kernes zu erwarten ist. Insbesondere bei Lastwechselreak¬ tionen ist dieses Verhalten erwünscht. Die Fasern eines Fa¬ serkunststoffkernes sollten derart kurz ausgeführt sein, dass sich keine Faserketten innerhalb des Kernes ausbilden können.
Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Kern mit einem Anschlagpunkt winkelstarr verbunden und mit einer
Schirmelektrode versehen ist.
Eine winkelstarre Verbindung des Kernes mit zumindest einem, insbesondere beiden Anschlagpunkten ermöglicht es, an den Anschlagpunkten auftretende Kräfte über den Kern zu verteilen und fortzuleiten . Integriert man nunmehr eine Schirmelektrode in den Kern, kann eine dielektrische Schirmung des Bereiches erfolgen, in welchem eine Verbindung zwischen dem Anschlagpunkt und dem Kern vorgesehen ist. Insbesondere kann in die¬ sem Bereich ein feldfreier Raum erzeugt werden, so dass auch hier ein Entstehen von Teilentladungen nicht zu befürchten ist. Die Schirmelektrode kann beispielsweise eine kalottenar¬ tige Struktur aufweisen, welche gegebenenfalls gemeinsam mit einem umgebenden Behälter eine Schirmung des jeweiligen Anschlagpunktes bewirkt. Die Schirmelektrode kann von dem Kern ummantelt sein.
Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Isolierkörper innerhalb eines mit elektrisch isolierendem Gas gefüllten Behälters angeordnet ist und einen Phasenleiter an dem Behälter abstützt.
Im Hochspannungsbereich ist es vorteilhaft zur Reduzierung einer räumlichen Ausdehnung von Elektroenergieübertragungsanlagen Behälter vorzusehen, welche mit einem elektrisch iso- lierenden Gas befüllt sind, wobei dieses Gas unter erhöhten Druck gesetzt wird. Damit wird die Isolationsfestigkeit des Gases zusätzlich erhöht und im Innern des Behälters angeord¬ nete Phasenleiter sind zuverlässig isoliert. Der Behälter kapselt das Gas und verhindert ein unerwünschtes entweichen. Der Phasenleiter dient einer Führung eines von einer elektrischen Spannung geriebenen Stromes. Um eine Kontaktierung des Phasenleiters mit dem Behälter zu verhindern, stützt zumindest eine Isolatoranordnung den Phasenleiter an dem Behälter ab. Damit es möglich, eine Potentialdifferenz zwischen Pha- senleiter und Behälter aufrechtzuerhalten. Zur Abstützung des Isolierkörpers an dem Phasenleiter sowie an dem Behälter sind die Anschlagpunkte vorgesehen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass mehrere Isolierkörper im Verlauf des Phasenleiters angeordnet sind und den Phasenleiter gemeinsam stützen.
Die Verwendung mehrerer Isolierkörper ermöglicht, eine Abstützung des Phasenleiters mit einer erhöhten Stabilität vor- zunehmen. Neben einer mechanischen Stabilisierung des Phasenleiters wird durch die Anordnung von Varistoren in dem Isolierkörper die Möglichkeit gegeben, längs des Phasenleiters verschiedene Ableitstrompfade vorzusehen, um im Falle einer Überspannung zwischen den Anschlagpunkten, d. h., zwischen dem Phasenleiter und dem Behälter einen Ableitstrom fließen zu lassen. Aufgrund der Vielzahl von Isolierkörpern ist es möglich, einen Ableitstrom auf eine entsprechende Vielzahl von elektrisch parallel geschalteten Ableitstrompfaden aufzu- teilen. Damit können bei einer entsprechenden Anzahl von Isolierkörpern selbst Ableitströme größerer Dimensionen an den zur Halterung des Phasenleiters vorgesehenen Isolierkörpern abgeleitet werden. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur
Herstellung einer Isolatoranordnung anzugeben. Bei einem Verfahren zur Herstellung einer Isolatoranordnung mit einem ersten und einem zweiten Anschlagpunkt, welche beabstandet zu¬ einander an einem einen elektrische Eigenschaften beeinflus- senden Zuschlagstoff aufweisenden Isolierkörper angeordnet sind, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Zuschlagstoff Varistoren aufweist, die eingebettet in einer Masse auf einen winkelstarren Kern aufgetragen werden. Ein derartiges Verfahren ist relativ kostengünstig durchführbar, da ein winkelstarrer Kern, beispielsweise ein keramischer Kern, ein Kunststoffkern oder ein anderer geeigneter Kern an seiner Oberfläche leicht mit einer Beschichtung versehen werden kann. Beispielsweise kann mittels Spritzen, mit- tels Tauchen, mittels Vulkanisierens oder anderer geeigneter Schritte der winkelstarre Kern mit einem Mantel versehen wer¬ den, in welchem Varistoren eingebettet sind. Die Varistoren sind dabei in einer Masse eingebettet. Die Masse ist ein Bin¬ demittel für die Varistoren. Die Masse kann elektrisch iso- lierend wirken. Je nach Bedarf kann die Schichtdicke der Masse auf dem winkelstarren Kern variieren, so dass ein mehr oder weniger großer Querschnitt im Mantel des Isolierkörpers gegeben ist, welcher dem Führen eines Ableitstromes dienen kann .
Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Masse auf den Kern extrudiert wird.
Ein extrudieren der Masse ermöglicht, eine Vielzahl von Isolierkörpern mit einem annähernd gleichartigen Mantel zu beschichten. Darüber hinaus können auch Kerne größerer Dimension durch ein extrudieren mit einem homogenen Mantel ummantelt werden. Bei einem derartigen maschinellen Fertigen ist die Gefahr des Einschließens von Fremdkörpern zwischen dem Kern und dem Mantel reduziert.
Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Kern ein rotationssymmetrischer Körper ist und die Masse mantelseitig auf den Kern aufgetragen wird.
Ein rotationssymmetrischer Kern kann beispielsweise nach Art einer Säule oder nach Art einer Scheibe ausgestaltet sein. Ein mantelseitiges Beschichten ermöglicht, den Kern stirnsei¬ tig mit Anschlagpunkten zu versehen, wobei die Anschlagpunkte über den Isolierkörper elektrisch isoliert voneinander gehalten sind. Gleichzeitig kann durch ein mantelseitiges Be¬ schichten des Kernes eine elektrische Kontaktierung der Anschlagpunkte mit dem Mantel erfolgen, so dass die Anschlag¬ punkte auch als Teil des Ableitstrompfades wirken können.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sche¬ matisch in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend näher beschrieben . Dabei zeigt die
Figur 1 eine Isolatoranordnung und die
Figur 2 ein Detail der in der Figur 1 gezeigten Isolatoranordnung .
Die Figur 1 zeigt eine geschnittene druckgasisolierte Rohr- leitung. Die druckgasisolierte Rohrleitung weist einen Behäl¬ ter 1 auf. Der Behälter 1 weist eine rohrförmige Struktur auf und schließt in seinem Innern ein gegenüber der Umgebung unter erhöhtem Druck stehendes elektrisch isolierendes Gas ein. Das elektrisch isolierende Gas kann beispielsweise Schwefel- hexafluorid sein. Der Behälter 1 kann beispielsweise aus elektrisch leitfähigen Materialien gefertigt sein, wobei der Behälter 1 Erdpotential führt. Der Behälter 1 ist koaxial zu einer Längsachse 2 ausgerichtet. Möglichst koaxial zu der Längsachse 2 jedoch zumindest annähernd parallel, ist zumin- dest ein Phasenleiter 3 im Innern des Behälters 1 angeordnet. Der Phasenleiter 3 dient einer Übertragung eines elektrischen Stromes, welcher beispielsweise von einer Gleich- oder Wechselspannung getrieben ist. Um den Phasenleiter 3 im Innern des Behälters elektrisch isoliert gegenüber dem Behälter 1 zu positionieren, sind mehrere Isolatoranordnungen 4a, 4b, 4c, 4d vorgesehen. Die Isolatoranordnungen 4a, 4b, 4c, 4d weisen jeweils Isolierkörper in so genannter Säulenform auf, welche stirnseitig mit Anschlagpunkten versehen sind, so dass einerseits eine Anlage an einer Innenwandung des Behälters 1 er- folgt und andererseits eine Abstützung des Phasenleiter 3 erfolgt. Über die Isolatoranordnungen 4a, 4b 4c, 4d ist der Phasenleiter 3 an dem Behälter 1 abgestützt. Eine Vielzahl von Isolatoranordnungen 4a, 4b, 4c, 4d, die im Wesentlichen baugleich ausgeführt sind, erstrecken sich längs der Achse 2. Jeder der Isolierkörper der Isolatoranordnungen 4a, 4b, 4c, 4d ist mit einem Kern und einem Mantel versehen, wobei im Mantel ein Zuschlagstoff angeordnet ist, welcher Va¬ ristoren aufweist. Entsprechend ist der Mantel der Isolier¬ körper in der Lage, zwischen dem Phasenleiter 3 und dem Behälter 1 in Abhängigkeit des Betrages der zwischen Phasenlei¬ ter 3 und Behälter 1 anstehenden elektrischen Spannung einen Ableitstrompfad auszubilden. Die auszubildenden Ableitstrompfade der Isolierkörper sind elektrisch parallel geschaltet, so dass längs der Längsachse 2 ein Ableitstrom aufgeteilt über die Isolierkörper der Isolatoranordnungen 4a, 4b, 4c, 4d abfließen kann.
Die Figur 2 zeigt exemplarisch einen Schnitt durch einen Isolierkörper einer Isolatoranordnung 4a. Der Schnitt liegt quer zu der in der Figur 1 gezeigten Längsachse 2. Der Isolierkörper der Isolatoranordnung 4a weist einen Kern 5 auf. Vorlie- gend weist der Kern 5, ein faserverstärkter Kunststoffkern, eine säulenförmige, d. h., eine kreiszylindrische Struktur auf. Die Rotationsachse des eine kreiszylindrische Kontur aufweisenden Kernes 5 ist dabei im Wesentlichen lotrecht zur Längsachse 2 ausgerichtet. Stirnseitig sind an dem Kern 5 ein erster Anschlagpunkt 6 sowie ein zweiter Anschlagpunkt 7 vor¬ gesehen, so dass eine elektrische Kontaktierung und mechanische Halterung des Isolierköpers ermöglicht ist. Der erste Anschlagpunkt 6 ist dabei mit einem Querschnitt ausgestattet, welcher dem Querschnitt des Kernes 5 entspricht. Der zweite Anschlagpunkt 7 ist mit einem Querschnitt ausgestattet, wel¬ cher größer ist als der Querschnitt des Kernes 5, so dass eine vorspringende Schulter zwischen dem Kern 5 und dem zweiten Anschlagpunkt 7 gebildet ist. Mantelseitig ist der Kern 5 von einem Mantel 8 umschlossen. Der Mantel 8 ist dabei derar- tig stark, dass dieser die zwischen dem zweiten Anschlagpunkt 7 und dem Kern 5 gebildete Schulter bündig auffüllt, wobei sich der Mantel 8 von der Schulter ausgehend in Richtung des ersten Anschlagpunktes 6 erstreckt. Der Mantel 8 umschließt den ersten Anschlagpunkt 6 mantelseitig und schließt stirn¬ seitig bündig mit diesem ab. In dem Mantel 8 sind als Zu¬ schlagstoff Varistoren 9 eingebettet, so dass um den
elektrisch isolierenden Kern 5 herum ein Mantel 8 gebildet ist, welcher spannungsabhängig einen niederohmigen Strompfad zwischen dem ersten Anschlagpunkt 6 und dem zweiten Anschlagpunkt 7 ausbilden kann.
In dem Phasenleiter 3 ist eine Ausnehmung vorgesehen, in welche formschlüssig der Isolierkörper mit seinem zweiten An- schlagpunkt 7 eingesteckt ist, so dass ein Verkippen von Pha¬ senleiter 3 und Isolierkörper nicht möglich ist. Der Phasenleiter 3 kontaktiert den zweiten Anschlagpunkt 7 des Isolier¬ körpers . Der erste Anschlagpunkt 6 ist von einer Schirmelektrode 10 überspannt. Die Schirmelektrode 10 ragt in den Kern 5 hinein und bildet eine kalottenförmige Schirmhaube aus. An der
Schirmelektrode 10 ist ein Stiel 10a angeordnet, welcher den ersten Anschlagpunkt 6 durchsetzt und elektrisch leitenden mit diesem verbunden ist. Der Stiel 10a ragt über den ersten Anschlagpunkt 6 hinaus und ist von einem Gleitlager 11 umge¬ ben. Das Gleitlager 11 ist beispielsweise ein Kunststoff¬ block, beispielsweise aus PTFE, welcher an einer inneren Mantelfläche des Behälters 1 anliegt. Über das Gleitlager 11, an welchem der zweite Anschlagspunkt 6 anliegt, ist der Isolier¬ körper 4a am Behälter 1 abgestützt. Folglich ist auch der am zweiten Anschlagpunkt 7 befindliche Phasenleiter 3 an dem Isolierkörper 4a gestützt. Über dem Stiel 10a ist eine elektrische Kontaktierung der Schirmelektrode 10 mit dem Be- hälter 1 gegeben. Weiter ist der Stiel 10a mit dem ersten Anschlagpunkt 6 kontaktiert. Dadurch ist der Bereich des Gleit¬ lagers 11 feldfrei gehalten, so dass dort ein Entstehen von Teilentladungen nicht zu befürchten ist.
Im Falle einer Überspannung, die eine Schwellspannung der in dem Mantel 8 befindlichen Varistoren 9 überschreitet, kommt es zu Ausbildung eines niederohmigen elektrisch leitenden niederohmigen Strompfades zwischen dem Phasenleiter 3 und dem Behälter 1. Der Strompfad erstreckt sich dabei von dem Pha¬ senleiter 3 über den zweiten Anschlagpunkt 7, den Mantel 8, den zweiten Anschlagpunkt 6 und den Stiel 10a der Schirm¬ elektrode 10 bis zu dem Behälter 1. Nach einem Abklingen der Überspannung verlieren die Varistoren ihre leitfähigen Eigen- schaffen und kehren zu einem hochohmigen Verhalten zurück.
Somit ist der Mantel 8 ein schaltbarer Ableitstrompfad, wobei der Ableitstrompfad in Abhängigkeit des Betrages einer zwi¬ schen den beiden Anschlagpunkten 6, 7 liegenden Spannung geschaltet wird.
Zur Ausbildung eines Mantels 8 auf dem Kern 5 kann vorgesehen sein, dass der Mantel als elastischer Formkörper vorliegt, welcher auf den Kern 5 aufgezogen wird. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass ein Auftragen eines die Varistoren ein- bettenden Bindemittels durch Aufstreichen, Aufdampfen, extru- dieren oder in einer anderen geeigneten Beschichtungsvariante erfolgt. Kern 5 und Mantel 8 sind relativ zueinander ortsfest angeordnet .

Claims

Patentansprüche
1. Isolatoranordnung mit einem ersten und einem zweiten Anschlagpunkt (6, 7), welche beabstandet zueinander an einem einen elektrische Eigenschaften beeinflussenden Zuschlagstoff aufweisenden Isolierkörper angeordnet sind,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
der Zuschlagstoff Varistoren (9), insbesondere Mikrovaristo- ren, aufweist.
2. Isolatoranordnung 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
die Varistoren (9) gekörnt gemahlene Varistoren sind.
3. Isolatoranordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Varistoren (9) in einer Mantelschicht (8) einen Kern (5) des Isolierkörpers umgebend angeordnet sind.
4. Isolatoranordnung 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
die Varistoren (9) in einer Bindemittelschicht eingebettet auf dem Kern (5) liegen.
5. Isolatoranordnung nach Anspruch 3 oder 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
der Kern (5) ein winkelstarrer Kern (5), insbesondere ein Faserkunststoffkern ist.
6. Isolieranordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
der Kern (5) mit einem Anschlagpunkt (6, 7) winkelstarr verbunden und mit einer Schirmelektrode (10) versehen ist.
7. Isolieranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
der Isolierkörper innerhalb eines mit elektrisch isolierendem Gas gefüllten Behälters (1) angeordnet ist und einen Phasen- leiter (3) an dem Behälter (1) abstützt.
8. Isolieranordnung nach Anspruch 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
mehrere Isolierkörper im Verlauf des Phasenleiters (3) ange- ordnet sind und den Phasenleiter (3) gemeinsam stützen.
9. Verfahren zur Herstellung einer Isolatoranordnung mit einem ersten und einem zweiten Anschlagpunkt (6, 7), welche beabstandet zueinander an einem einen elektrische Eigenschaf- ten beeinflussenden Zuschlagstoff aufweisenden Isolierkörper angeordnet sind,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
der Zuschlagstoff Varistoren (9) aufweist, die eingebettet in einer Masse auf einen winkelstarren Kern (5) aufgetragen wer- den.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Masse auf den Kern (5) extrudiert wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
der Kern (5) ein rotationssymmetrischer Körper ist und die Masse mantelseitig auf den Kern (5) aufgetragen wird.
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