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Verfahren zur Herstellung von kapazitiv gesteuerten elektrischen Isolierkörpern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen, kapazitiv gesteuerten, elektrischen Isolierkörpern, z. B. Isolierkörpern von Durchführungen, Stützern, Überwürfen, Auskleidun- gen, insbesondere für hochspannungstechnische Apparate und Geräte, wie Transformatoren, Messwand- ler, Schaltanlagen, unter Verwendung von Giessharz für das Dielektrikum und leitenden Steuerbelägen auf demselben.
Formkörper, insbesondere Stützisolatoren und ähnliche Körper aus Giessharz, auch in Verbindung mit leitenden Gebilden, sind bereits bekannt.
Mit der vorliegenden Erfindung ist es in einfacher Weise möglich, mehrschichtige, kapazitiv gesteuerte, elektrische Isolierkörper aus Giessharz herzustellen, wobei sich die Giessharzschichten sowie die leitenden Beläge praktisch genau masshaltig herstellen lassen und der Herstellungsablauf selbst gut zu überwachen ist. Ausserdem kann die vorbestimmte Lage der leitenden Schichten stets genau erhalten bleiben.
Nach der Erfindung werden diese Vorteile dadurch errreicht, dass Giessharzschichten erster Art im Schleudergussverfahren hergestellt, mit den leitenden Steuerbelägen, z. B. durch Aufspritzen eines leitend gemachten Giessharzlackes, versehen und die dielektrischen, sich an die Giessharzschichten erster Art anschliessenden Giessharzschichten zweiter Art durch Angiessen von Giessharz oder Eingiessen von Giessharz in Zwischenräume gebildet werden.
Die im Schleudergussverfahren hergestellten Giessharzschichten dienen hierbei gewissermassen als Distanzkörper zur Bemessung und zugleich Bildung der Form für die anzugiessenden bzw. durch Eingiessen zu bildenden Schichten aus Giessharz; ferner dienen die vorgefertigten geschleuderten Schichten zugleich als Träger und Halter der zum Beispiel durch Sprit- zen auf diese aufgebrachten leitenden Beläge. Die Verwendung besonderer Distanzkörper bzw. Halter und Träger für die leitenden Beläge ist daher entbehrlich.
Gegebenenfalls können jedoch zusätzlich zu den als Formwandung dienenden geschleuderten Schichten besondere, z. B. metallische, Wandungen etwa als Hilfswandungen vorgesehen werden, die mit dem fertigen Isolierkörper, z. B. einem solchen für -eine Durchführung, verbunden bleiben oder von diesem Körper wieder abgenommen werden können. Werden diese zum Beispiel metallischen Hilfswandungen mit leitenden Belägen versehen und sollen die Wandungen nach Erstellung des Isoliergebildes von diesem wieder abgenommen werden, so empfiehlt es sich, die leitenden Beläge aus solchem Werkstoff herzustellen und/oder sie so auf die metallische Wandung aufzubringen, dass die Beläge bei Abnahme der Wandung an der benachbart gewesenen Schicht aus Giessharz verbleiben und fest an dieser anhaften.
Für die Herstellung des Isolierkörpers einer Kon- densatordurchführung kann im Sinne der Erfindung beispielsweise so vorgegangen werden, dass die vorgefertigten geschleuderten Rohre aus Giessharz nebst den aufgebrachten leitenden Belägen entsprechend konzentrisch ineinander angeordnet werden und erforderlichenfalls ganz aussen bzw. ganz innen noch eine Hilfswandung aus Metall vorgesehen wird, worauf die verbleibenden Hohlräume mit Giessharz im normalen Eingiessverfahren ausgefüllt werden.
Der entsprechend mehrschichtige, kapazitiv gesteuerte Isolierkörper ist von Schicht zu Schicht genau definiert, die leitenden Beläge haben genau die vorgeschriebene Lage, und die mechanische Festigkeit ist durch die gewissermassen als Armierung dienenden geschleuderten Schichten verhältnismässig sehr hoch.
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Vorteilhaft ist ferner, dass es das Schleuderguss- verfahren in sehr einfacher Weise ermöglicht, die Dicke der solchermassen hergestellten Schichten zum Beispiel entsprechend den mechanischen und/oder dielektrischen Gegebenheiten zu ändern; ausserdem lässt sich auch die Länge der zum Beispiel zylinder- rohrförmigen Schichten ebenso leicht variieren.
Die Isolierkörper können noch während ihrer Herstellung oder nachträglich mit ergänzenden Teilen, z. B. Metallarmaturen oder auch Giessharzkör- pern, z. B. Sockeln, Köpfen und dergleichen, durch An- oder Eingiessen versehen werden.
Die leitenden Beläge, welche die verschiedensten Formen, Grössen, Anordnungen usw. haben können, bestehen vorteilhafterweise aus zum Beispiel mit Graphit leitend gemachten Giessharzlacken, die einfach aufzubringen und kratzfest sind sowie beim Vergie- ssen nicht verlaufen. Zu diesem Zweck lassen sich jedoch auch andere bekannte Steuerungsmittel benutzen, wie z. B. dünne Metallfolien, insbesondere wenn sie perforiert sind, oder auch Metallgaze, also dünne, siebartige Metallgeflechte, die den Vorteil haben, dass beim Vergiessen eine innige Verbindung des feinmaschigen Gitters mit dem Harz eintritt.
Bei elektrischen Isolierungen mit Giessharzkör- pern sind leitende Beläge bekannt, doch handelt es sich dabei nicht um kondensatorgesteuerte Dielek- trika mit Unterteilung der Stärke der Gesamtisolierung in einzelne Kunstharzschichten mit die Teilkondensatoren bildenden Belägen, sondern lediglich um abschirmende oder erdende Beläge. Um Glimm- erscheinungen zuverlässig zu vermeiden, empfiehlt es sich, auf die Ränder der leitenden Schichten elastische Ringe bei gut leitender Verbindung stramm aufzuschieben.
Als solche elastische, als Elektroden dienenden Ringe sind zum Beispiel hitzebeständige, leitende Gummiringe mit rundem Rand oder am Anfang und Ende zusammengeschlossene Schraubenfedern kleinen Wickeldurchmessers geeignet. Die Ringelektroden werden zweckmässig mit einem leitenden Lack an dem leitenden Belag angeklebt. Beispielsweise wird ein kalthärtender Leitlack verwendet, der als leitende Schicht auf den Kunstharzkörper aufgestrichen wird.
Nach ihrer Erhärtung kann die Lackschicht wieder mit diesem Lack überstrichen werden. Nunmehr kann die Schraubenfeder aufgebracht, herumgelegt und so zusammengeschlossen werden, dass keine freien Teile herausstehen. Die Feder haftet sofort mit ihren einzelnen Windungen an dem noch nicht trockenen Lack gut an.
Dieser abschirmende, in sich federnde Ring, dessen Querschnittsdurchmesser zweckmässigerweise nur einige wenige Millimeter be^ trägt, lässt sich bequem und rasch anbringen und hat auch den erheblichen Vorteil, dass er sich beim Schrumpfen des erkaltenden Giessharzvorproduktes (das heisst des ungehärteten bzw. des noch nicht fertig ausgehärteten Giessharzes) gemeinsam mit diesem zusammenzieht, wodurch zusätzliche innere Spannungen im Ring, wie sie bei dem gestreckten Drahtring unter Umständen einmal auftreten können, so dass es zum Zerreissen und der Bildung unerwünschter starker Spitzenfelder an den Rissenden kommt, zuverlässig vermieden werden.
Auch ist vorteilhaft, dass das Giessharz gut durch die Lücken zwischen den einzelnen Schraubengängen hindurchtreten kann, so dass eine praktisch hohlraumfreie Ausfüllung bzw. Ringeinbettung gewährleistet ist.
Sollte für das Verfahren nach der Erfindung die Schrumpfung des Harzes, die sich zum Beispiel einesteils radial auf die jeweilige innere Seite der im Schleuderverfahren gefertigten Rohre, andernteils, vor allem wenn es sich um lange Stücke handelt, in radialer Richtung auf der äussern Seite der Rohre auswirkt, welche der Schwindung nicht folgen können, zu Schwierigkeiten führen, empfiehlt es sich, die vorgefertigten Kunstharzformstücke, z. B. Rohre, mit festigkeitserhöhenden innern Bandagen oder mit einem das Gleiten der angegossenen Schicht an ihnen ermöglichenden Anstrich, aus zum Beispiel Silikonpaste oder Silikonfett zu versehen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind aus den beiliegenden Darstellungen von Isolierkörpern sowie aus der folgenden Beschreibung zu entnehmen.
Es zeigen: Fig. 1 einen schematischen Axialschnitt durch die eine Hälfte eines rotationssymmetrischen Isolierkör- pers in Form eines Rohres, Fig. 2 einen axialen Teilschnitt durch zwei anein- anderliegende Schichten Dielektrikum, mit leitendem Belag an der einen, vorgeformten Schicht und mit leitendem, das Glimmen des Endes dieses Belages verhütendem Gummiring, und Fig.3 eine schematisch-perspektivische Ansicht eines vorgefertigten Rohres mit leitendem Belag und je einem Schraubenfederring an jedem Ende des Belages.
Der in Fig. 1 veranschaulichte Rotationskörper mit strichpunktierter Achse 1 weist zwei vorgefertigte rohrförmige Kunstharzkörper 2 und 3 unterschiedlichen mittleren Durchmessers auf, die gleiche Länge und Wandstärke haben und vorzugsweise im Schleudergiessverfahren hergestellt sind. Der Körper 3 ist konzentrisch innerhalb des Körpers 2 angeordnet; beide Körper sind wiederum konzentrisch in der aus den entfernbaren konzentrischen Rohren 8, 9 und dem Boden 10 bestehenden Ringform, z. B. aus Metallblech, angeordnet. An der Aussenseite des Rohres 8 und an der Innenseite des Rohres 9 sind die leitenden Beläge 12 bzw. 11 angebracht.
Weitere zueinander und den Belägen 11, 12 axial versetzt angeordnete Beläge 4, 5 und 6, 7 befinden sich auf den Kunstharzrohren 2 bzw. 3. Die Beläge können zum Beispiel Metallfolien, aufgespritztes Metall oder Aufstriche aus leitenden Lacken sein. Die Ringräume zwischen den Metallrohren 8, 9 und den Kunstharzrohren 2, 3 werden im normalen Giessverfahren mit einem Giessharz fugenlos ausgefüllt, welche Füllung dann zu den rohrförmigen Körpern 13,
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14, 15 erhärtet, die so lang wie die Rohre 2, 3, aber etwas stärker als diese sind.
Die Herstellung geschieht bei diesem Beispiel folgendermassen: Zuerst werden die Rohre 2, 3 im Schleudergiess- verfahren aus Giessharz hergestellt. Dann werden diese Rohre mit den Belägen 4, 5, 6, 7 versehen, z. B. in oben beschriebener Weise. Die Rohre nebst Belägen werden in die Ringform 8, 9, 10 konzentrisch zueinander und zur Form hineingestellt, die zweckmässigerweise vorher mit den Belägen 11, 12 versehen wurde. Nunmehr werden die verbliebenen Zwischenräume mit einem Giessharzvorprodukt im normalen Giessverfahren ausgefüllt. Hierbei werden die Beläge dicht eingeschlossen.
Nach genügendem Erhärten des eingegossenen Giessharzes zu den rohr- förmigen Dielektrika 13, 14, 15 wird die Metallform 8, 9, 10 entfernt, worauf, gegebenenfalls in einer andern Form, weitere Giessharzteile angegossen werden können.
Die vorgefertigten Formkörper brauchen nur so gross zu sein, dass die Beläge auf ihnen gerade noch Platz haben. Diese Formkörper werden gegebenenfalls mit Hilfe von Distanzstücken axial und radial ausgerichtet und abgestützt.
Die Formkörper sind zwar herstellungstechnisch zweckmässigerweise rotationssymmetrisch, z. B. auch becherförmig, können aber andere Formen, wie zum Beispiel diejenige eines Rohres mit elliptischem Querschnitt, oder auch nur einer Tafel, Stange u. a. m., aufweisen.
Die Beläge können mit Anschlussleitungen zum äussern Anschluss ausgestattet sein.
Bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 stösst das Kunstharzdielektrikum 16, im Schleudergiessver- fahren hergestellt, mit dem Kunstharzdielektrikum 17, in normalem Giessverfahren hergestellt, zusammen. Auf dem Dielektrikum 16 befindet sich der leitende Belag 18, z. B. aufgestrichener leitender Lack. Das Ende des Belages ist von einem Gummiring 19 dicht umgeben, der zum Beispiel mittels Graphitierung leitend gemacht ist. Der Ring 19, der gegen Hitze und gegen Kunstharz unempfindlich ist, ist an seinem obern Rand 20 abgerundet; er wird von dem Kunstharz des angegossenen Dielektrikums 17 dicht umschlossen und festgehalten.
Das zum Beispiel im Schleudergiessverfahren vorgefertigte Kunstharzrohr 21 nach der Fig. 3 trägt den äussern ringförmigen, elektrisch leitenden Belag 22; der innere Belag ist übersichtlichkeitshalber nicht veranschaulicht. Die Enden dieses Belages sind von den Schraubenfederringen 23 bzw. 24 umschlossen, die sie stramm umfassen und vorzugsweise mittels eines gut klebenden und leitenden Lackes, wie bei 25 angedeutet, mit dem Belag 22 zusätzlich mechanisch und elektrisch verbunden sind.