Schirmvorrichtung ain metallischen Leitungsträger eines Isolators, insbesondere für Hochspannungsleiter. Die Erfindung betrifft eine Schirmvorrich tung am metallischen Leitungsträger eines Isolators, insbesondere für Hochspannungs leiter; und ihr Zweck ist, eine starke Ver dichtung der elektrischen Kraftlinien an den Vorsprüngen des Leitungsträgers und somit elektrische Entladungen von diesem aus zu verhindern.
In Hochspannungsisolatoren, bei denen zwei Leiter verschiedener Spannung durch einen Isolator voneinander getrennt sind, ist es allgemein bekannt, dass ein elektrostati sches Feld vorhanden ist, in welchem elek trische Kraftlinien durch den Isolator und die Umgebung von einem Leiter nach denn andern übergehen. Unter sonst gleichen Be dingungen sind die Kraftlinien an den Stellen der isolierten Leiter besonders dicht, -welche am nächsten zueinander liegen. Die Kraft linien werden in verjüngten Vorsprüngen und Spitzen der Leiter verdichtet.
Durch die den Gegenstand der Erfindung bildende Schirmvorrichtung sollen Entladun gen yom Leitungsträger aus nach Teilen des Isolators oder nach einem benachbarten Lei- ter (welcher die Erde sein kann) verhindert werden, dadurch dass mit dem Leitungsträger wenigstens eine abgerundete, leitende Fläche elektrisch verbunden ist, welche ihre konvexe Seite dem benachbarten Leiter, bezw. dem Isolator zukehrt, durch ein isolierendes Mate rial, dessen elektrische Festigkeit grösser ist als die der Luft, überdeckt ist, und in dem Bereich der elektrischen Kraftlinien liegt, die von einem Leiter zum andern in der Nähe des Leitungsträgers verlaufen,
so dass die Kraftlinien auf diese leitende Fläche verteilt werden und veranlasst werden, den Weg von dieser Fläche durch die sie überdeckendeIso- lation zu nehmen.
In beiliegender Zeichnung sind Ausfüh rungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Fig. 1 ist ein Längsquerschnitt durch einen Abspannisolator, der mit einer Schirmvorrich tung versehen ist; Fig. 2 ist eine Ansicht des Endes eines Isolators, der eine andere Ausführungsform der Schirmvorrichtung zeigt, teilweise im Schnitt, Fig. 3 zeigt eine ähnliche Ausführungs form wie in der Fig. 2, Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit einem Ketten isolator teilweise im Schnitt und teilweise in Ansicht, Fig. 5 bis 7 zeigen andere Ausführungs formen in Verbindung mit einem Ketteniso lator;
Fig. 8 ist ein Querschnitt der in Fig. 7 gezeigten Schirmvorrichtung.
Der Isolator 10, Fig. 1 ist eine einfache Stange. All einem Ende des Isolators ist eine Kappe 11 finit einem Stützring 12 vorge sehen. die mit dein Isolator durch Zement 13 verbunden ist. Die Kappe 11 ist mit einer .Anzahl Arinen 14 ausgestattet, welche sich nach dein gegenüberliegenden Ende des Iso- lators erstrecken und einen Schirm 15 aus Isoliermaterial tragen.
Der Schirm 15 ist bei 16 nach rückwärts gebogen, -wobei ein nach rückwärts sich erstreckender Teil 17 entstellt, und die Fläche des Schirmes inner halb des nach rückwärts gebogenen Teils ist mit einem leitenden Überzug 18 bedeckt. Der Übelzug 18 erstreckt sich nach rück wärts über den Schirm 15 und steht mit den Armen 14 und der Kappe 11 mittelst eines Drahtes 19 in elektrischer Verbindung. Der Draht 19 dient ferner für die Befestigung des Schirmes 15 an den Armen 14.
Dadurch ist der leitende Überzug 18 mit der vom Iso lator getragenen Leitung A elektrisch ver bunden und der vorderste, gekrümmte Teil des Überzuges, der am nächsten zu dein ge genüberliegenden Leiter B liegt, bildet infolge dessen den Teil, von welchem die grösste An zahl elektrostatischer Kraftlinien nach dem gegenüberliegenden Leiter hin ausgeht.
Diese Kraftlinien müssen durch das di-elektrische :Material des Schirmes 15 hindurchgehen, und da dieses Material eine grössere elektrische Festigkeit hat als die Luft, bildet der Schirm einen wirksamen Schutz gegen Entladungen in Richtung der Kraftlinien des grössten elek trischen Feldes.
Der Überzug 18 stellt eine ausgedehnte abgerundete Fläche dar, deren konvexe Seite dein benachbarten Leiter .B zugekehrt ist, so dass keine Spitzenentladung nach demselben stattfinden kann. Es ist bis -weilen -wünschenswert, den Teil zwischen der Vorderkante der Kappe 11 und dem Isolator 10 mit einem leitenden Material 20 auszu füllen, wodurch der Zement 13 durch irgend welche Ströme zwischen der Kappe und der Isolatorfläche geschützt wird.
Das eine Ende des Isolators ist mit einer länglichen Bohrung 21 ausgestattet, in welche ein Stift 22, der mit der Kappe elektrisch verbunden ist, hineinragt. Der Stift 22 kann im Innern der Bohrung 21 durch Zement 23 befestigt werden, uni so eine zusätzliche in nere Verbindung zwischen der Kappe und dein Isolator herzustellen.
Das Eride des Stiftes 2\3 bildet einen Ausgangspunkt für das elektrische Kraftfeld, welcher, wie der Überzug 18, von einem Isoliermaterial voll grösserer elektrischer Festigkeit als die Luft, umgeben ist. Die innere Fläche der Öffnung <B>211</B> ist mit einem metallischen Überzug 24, ähnlich dem Überzug 18, bezogen und dieser Überzug dehnt sich über den innern abge rundeten Teil der Öffnung aus und bildet dort eine elektrische Verbindung mit deni Stift 22.
Der Überzug kann ferner bis an das äussere Ende des Isolators reichen und dort eine elektrische Verbindung finit der Kappe 11 herstellen.
Das gegenüberliegende Ende des Isolators kann. mit einer genau solchen Vorrichtung versehen sein, oder es kann, wie gezeigt, einfach mit einer Kappe 26 und einem innern Stift 27, ähnlich dein Stift 22, ausgerüstet sein.
In der in Fig. 2 gezeigten Ausführungs form sind am Leitungsträger 30 eine Anzahl metallische Arme 32 befestigt. Diese Arme tragen die Organe 31 zur Verteilung der elektrischen Kraftlinien. Dia Verteilungs- organe 31 bestellen aus di-elektrischem Ma terial und haben eine Bohrung 33, die mit einem, nach aussen eine leitende, abgerundete Fläche bildenden, metallischer. Überzug 34 überzogen. ist, von welchem Überzug die Kraft linien ausgehen. Der Überzug 34 stellt in elektrischer Verbindung mit dein Arin 32.
Da der Überzug 34 von dem Isoliermaterial des Teils 31 umgeben ist, wird irgend eine Neigung zur Entladung in der Richtung der Kraftlinien, die vom Überzug 34 ausgehen, durch das Isoliermaterial verhindert.
Die äussere Isolation 31 entlastet den Überzag von gefährlichen-Entladungsströmen, infolge des Widerstandes, den sie solchen Strömen eiitge:;ensetzt und erlaubt Arbeit bei hohen Spannungen. Wo eine solche Ausführungs- turrn ;;
ebraucht wird, verursacht ein Käfer, Regentropfen oder irgend ein anderer Vor sprung nicht so leicht die Entstehung eines Bogenschlagens vom Verteilungsorgan 31 aus, als dies der Fall sein würde, wenn letzteres nur aus leitendem Material bestände. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass die Isolation die Entladungsströme beschränkt, was besonders wichtig für Radioisolatoren ist, wo gleichförmige Wellen benutzt werden.
Fig. 3 zeigt einen Isolator, ähnlich dein in Fig. 2 mit dem Unterschied, dass die Ver teilungsorgane 31' Rippen 35 besitzen, um eine Gleitentladung längs der äusseren Fläche der Isolation zu beschränken.
In Fig. 4 ist eine Anwendung der Erfin dung in Verbindung mit einem Kettenisola tor gezeigt. Der Isolator 36 und der Stift 37 stellen die untersten Teile eines Ketten- isolators dar. Die geladene Leitung 38 wird von dem Isolator 36 mittelst einer Klemme 39 getragen, welch letztere bei 40 drehbar mit dein Isolator 36 verbunden ist. Die Klemme 39 hat einen Sattel 41, der nach unten sich erstreckende Flanschen besitzt, um eine runde Stützfläche für die Leitung 38 zu schaffen. Bin Paar nach aufwärts ragen der Hörner 43, ist an der Klemme 39 mit- telst U-Bolzen 44 befestigt.
Am obern Ende jedes Hornes 43 ist ein Verteilungsorgan für elektrische Kraftlinien angebracht, das aus einer hohlen Kapsel 45 aus di-elektrischem Material besteht. Das innere der Kapsel ist mit einem leitenden Überzug 46 ausgestattet. Ein Stöpsel 47 ist an dein Ende der Kap sel 45 einzementiert und hat einen Gewinde teil, der mit dein Gewindeteil 48 am obern Ende des Hornes 43 in Eingriff steht. Der Überzug 46 ist elektrisch mit dein Stöpsel 47 verbunden, so dass die Leitungsfläche in der Kapsel dieselbe Spannung, wie die Lei tung 38 besitzt.
Die Verbindung zwischen dem Überzug und dem Horn 43 kann auch durch leitenden Zement oder andere Leitmit- tel hergestellt werden.
Wenn eine geladene Leitung durch einen Kettenisolator getragen wird, ist es wohl be kannt, dass der Spannungsabfall in der Kette nicht gleichförmig ist, sondern dass in dem Isolatorteil, der nahe der Leitung liegt, ein grösserer Spannungsabfall stattfindet, als in einem weiter entfernten Teil des Isolators. Dies ist auf ein Austreten von elektrischen Kraftlinien längs der Isolatorkette zurückzu führen.
In der Ausführungsform Fig. 4 ist es augenscheinlich, dass ein Kraftfeld vor. der Fläche 46 ausgeht und infolge der Lage dieser Ladefläche wird das ausgehende Kraftfeld den Kettenisolator an Stellen oberhalb des untersten Elementes des Isolators zugeführt, und ein Austreten von Kraftlinien von dem untersten Element des Kraftisolators und der damit verbundenen Leitung wird vermindert. Dadurch wird die Spannungsverteilung in dem Kettenisolator ausgeglichen.
Die Leitfläche 46 arbeitet in derselben Weise, wie die Fläche 18 der Fig. 1, und wirkt als Schirm für die Klemme 39, und die mit ihr verbundenen metallischen Teile, wobei sie die von diesen Teilen ausgehenden Kraftlinien beträchtlich vermindert und damit die Möglichkeit einer Kronen- oder Büschelentladung von diesen metallischen Teilen ebenfalls verringert. Schwere Entladungen von der Schirmfläche 46 werden durch die starke Isolation mit- telst des di-elektrischen Teils 43 verhindert.
Durch die Ausführungsform des Stütz gliedes für die Leitung 38 sind Vorsprünge, wie die Spitzen 42 und die Enden der Bol zen 44, vorhanden, welche bei hoher Span nung und Wechselzahl des Stromes die Nei gung der Entladung nach der Erde besitzen. Um solchen Entladungen vorzubeugen, ist ein hohler Teil 49 von di-elektrischem Ma terial vorgesehen, der unter der Klemme 39 an der Kappe 50 aufgehängt ist. Das Innere des Teils 49 besitzt einen metallischen Über zug 51, der gegen die Erde zu eine abge rundete Fläche aufweist, über die Kanten des di-elektrischen Teils sich erstrecht und in Verbindung mit der Kappe 50 steht, so dass der Überzug 51 dieselbe Spannung, wie die Leitung _ 38 besitzt.
Da der Überzug 51 weiter von der Leitung 38 entfernt ist, als die Teile der Klemme, werden die Kraft linien von den Vorsprüngen der Klemme ab gelenkt, und gehen von dem Überzug 51 aus, wodurch _, die Möglichkeit der Entladung von den Vorsprüngen der Klemme und ihrer Ver bindungsteile vermindert wird. Schwere Ent ladungen von dein Überzag 51 werden durch die Isolation 49 verhindert. Praktische Ver suche haben gezeigt, dass da, wo die Halte teile in der beschriebenen Weise geschützt sind, bedeutend höhere Spannungen ohne schwere Entladung angewendet werden kön nen, als dies der Fall ist, wenn der Schutz schirm fehlt.
In der Ausführungsform Fig. 5 sind Ver teilungsorgane 5\? von etwas verschiedener Form angeordnet. Dieselben sind näher an den Kettenisolator gebracht, uni Strömungs- übergang nach dem Isolator zu erleichtern. Die Gefahr der Entladung von den Stütz hörnern 54 wird durch die nach aussen ge krümmte Form der Hörner und durch die F lansclren 55 an dem di-elektrischen Teil 5'21 verhindert.
Es hat sich herausgestellt, dass an Stelle der schwierigem Ausführungsformen der Fig. 4 und 5.-eine beträchtliche Verminderung der Entladungsmöglichkeit durch einfache Hörner 55 erreicht wird, wie sie in Fig. 6 gezeigt sind. Die Enden der Hörner werden durch Isolatorteile 56 bedeckt, die mit einem inneren metallischem ,Überzug 57 versehen sind.
Die Teile 56 werden einfach über die Enden der Hörner 55 gestülpt, so dass der metallische Uberzug 57 unmittelbar in Berührung mit den Hörnern steht. Der Überzug 57 mag unter gewissen Bedingungen weggelassen werden, in welchem. Falle das Ende der Hörner demselben Zweck dient. In der Fig. 7 ist ein Verteilungsorgan 58 aus di-elektrischem Material dargestellt, des sen innere Fläche einen metallischen Über zug 59 besitzt. Das Verteilungsorgan 58 umgibt die Klemme der Leitung 38 voll kommen.
Eine Öffnung 60 ist am obern Teile des Verteilungsorganes für den Eingriff des Isolators vorgesehen und Einschnitte 61 sind für die Leitung 38 vorhanden. Die Kanten des Verteilungsorganes 58 sind nach einwärts gebogen, wie bei 62 und 65 gezeigt, so dass der metallische Überzug 59 gegen aussen in der Ricbtung der davon ausgehen den Kraftlinien eine konvex gekrümmte Fläche bildet.
Es ist augenscheinlich, dass bei dieser Ausführungsform das gesamte elektrische Feld der Stützklemme 39 vcrr dem metallischen Überzug 59 ausgehen wird, welcher mit dem Leiter, bezw. mit der Klemme 39 in Kontakt steht. Infolge der Isolation 58 ist die Gefahr schwerer Entladung in Richtung der Kraft linien bedeutend verringert. Das Verteilungs organ 58 schmiegt sich der Form der Klemme 39 an.