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Isolator für hohe und höchste Spannungen
Bei elektrischen Schaltanlagen für hohe und höchste Spannungen werden Hänge- und Stützisolatoren in grosser Zahl benötigt. Der Gelände-bzw. Raumbedarf der Anlage ist in grossem Masse durch diese Isolatoren bestimmt. Es gibt seit langem Bestrebungen, den Gelände- bzw. Raumbedarf solcher Anlagen zu verringern.
Es ist bereits bekannt, die elektrische Beanspruchung eines Isolators zu vergleichmässigen und dadurch seine Baulänge zu verkleinern. Zu diesem Zweck hat man Kondensatoreinlagen vorgesehen. So z. B. ist ein Isolator in Form eines massiven Stabes aus Isoliermaterial bekannt, bei dem in das Isoliermaterial runde Metallplatten quer zu seiner Längsachse eingebettet sind. Der Durchmesser der Metallplatten ist an den beiden Enden des Stabisolators am grössten und nimmt nach der Mitte ab.
Die Erfindung betrifft gleichfalls einen Isolator für hohe und höchste Spannungen mit stapelförmig angeordneten Steuereinlagen im Isolierkörper in Form von Metallscheiben, deren Kanten so abgerundet sind, dass keine wesentliche Erhöhung der elektrischen Feldstärke entsteht. Erfindungsgemäss ist der Isolator so ausgebildet, dass Steuereinlagen mit jeweils grossem und kleinem Durchmesser abwechselnd in Längsrichtung des Isolators fortschreitend aufeinanderfolgen und dabei die Oberflächenform des Isolierkörpers im Bereich der Steuereinlagen angeglichen ist, so dass Rillen verschiedener Tiefe entstehen. Die Spannung verteilt sich auf die eingebetteten Steuereinlagen nahezu gleichmässig.
In den Rillen ist das Isoliermaterial so geformt, dass seine Begrenzung mit den elektrischen Feldlinien zusammenfällt ; daraus ergibt sich eine nahezu homogene elektrische Beanspruchung. Diese Massnahmen tragen dazu bei, dass der Isolator eine sehr geringe Bauhöhe erhält. In den Fig. 1 und 2 der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.
Bei dem Isolator 1 nach Fig. l, der zweckmässig aus Giessharz od. dgl. besteht, sind Metallscheiben 2 bzw. 3 in den Isolatorkörper eingebettet. Die Dicke dieser Metallscheiben ist so gewählt, dass ihre Kanten mit einer geeigneten Abrundung versehen werden können und somit Erhöhungen der elektrischen Feldstärke an den Kanten vermieden werden. Die Metallscheiben 2,3 haben verschiedene Durchmesser, u. zw. ist die Anordnung so gewählt, dass auf eine Metallscheibe 2 kleineren Durchmessers eine Metallscheibe 3 grösseren Durchmessers folgt usw. Der Isolatorkörper wird in seiner äusseren Form der Grösse der verwendeten Steuereinlagen angepasst. Auf diese Weise entstehen Rillen, die durch die Schirme 5 noch vergrössert sind.
Die Steuereinlagen an den Enden des Isolators sind als Aufhänge- bzw. Befestigungsarmaturen 6 ausgebildet und zweckmässig von einem nach einer Kugelfläche geformten Schirm 7 umgeben.
Um ein möglichst geringes Eigengewicht des Isolators zu erzielen, werden die Steuereinlagen aus Aluminium hergestellt oder aus einem Drahtgewebe von der gleichen Form wie die Metallscheiben.
Wird ein Isolator dieser Art als Hängeisolator verwendet, so wird er auf Zug beansprucht. Dies bedeutet, dass auch die Beruhrungsstellen zwischen dem Isoliermaterial und den Metallscheiben auf Zug beansprucht sind. Daher wird besonders grosser Wert darauf gelegt, dass Isolierteile und Metallteile gut aneinanderhaften. Dieses Ziel kann nach einer andern Ausführungsform der Erfindung gemäss Fig. 2 dadurch erreicht werden, dass zentral innerhalb des Isolators eine Zugstange aus Isoliermaterial vorgesehen wird, die so ausgebildet ist, dass sie Zugbeanspruchungen aufnehmen kann. In Fig. 2 ist diese Zugstange mit 8 bezeichnet. Sie ist in die Aufhängearmatur 6 ähnlich wie ein Klöppel eingesetzt.
Die Zugstange besteht zweckmässigerweise aus Epoxydharz und ist zur besseren Aufnahme von Zugbeanspruchungen mit Glasfasereinlagen versehen, die auch unter Vorspannung stehen können. Sämtliche Metalleinlagen 2,3 sind da-
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her in der Achsrichtung mit Bohrungen 9 versehen, durch die der Zugstab 8 hindurchgeführt ist. An diesen Bohrungen müssen ebenfalls scharfe Kanten vermieden werden und die Metallscheiben 2,3 sind daher in der gezeichneten Weise an den zentralen Bohrungen gleichfalls abgerundet. Vor dem Vergiessen der Metalleinlagen in den Isolierstoffkörper des Isolators wird der Zugstab 8 in die Form eingelegt. Wesentlich ist, dass die Zugkräfte durch den Stab und nicht durch die übrigen Teile des Isolators aufgenommen werden.
Daraus ergibt sich, dass die Längsausdehnung des Stabes geringer sein muss als die Längsausdehnung der ihn umgebenden übrigen Bauteile.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Isolator für hohe und höchste Spannungen mit stapelförmig angeordneten Steuereinlagen im Isolierkörper in Form von Metallscheiben, deren Kanten so abgerundet sind, dass keine wesentliche Erhöhung der elektrischen Feldstärke entsteht, dadurch gekennzeichnet, dass Steuereinlagen (2,3) mit jeweils gro- ssem und kleinem Durchmesser abwechselnd in Längsrichtung des Isolators fortschreitend aufeinander folgen und dabei die Oberflächenform des Isolierkörpers im Bereich der Steuereinlagen dem unterschiedlichen Durchmesser dieser Einlagen angeglichen ist, so dass Rillen verschiedener Tiefe entstehen.