Hochspannungsisolator Die Erfindung betrifft einen Hochspannungs isolator, bei dem -sich eine elektrisch leitende Schicht über wenigstens .einen Teil seiner Oberfläche er streckt und diese leitende Schicht mindestens ,auf einen Teil ihrer Oberfläche mit einem isolierenden Überzug versehen ist.
Im vorliegenden Zusammenhang soll der Begriff leitend ,auch halbleitend umfassen.
Im Gebrauch sind Isolatoren meistens mit leü- tenden Körpern verbunden, welche man Tals Elek troden bezeichnen kann. Letztere können beispiels weise -als Kappe :auf einer Seite des Isolators .und :
als Bolzen auf der anderen Seite ausgebildet sein, wobei der Bolzen dazu dient, Leitungsdrähte ,zu tragen oder den Isolator abzustützen oder ,auch dazu dient,
einen Isolator mit einem ianderen zu kuppeln. Die elektrische Belastung in der<B>Nähe</B> der Elektroden kann in Hochspannungsisolatoren sehr hoch sein und zu örtlichen Entladungen und Radiostörungen An lass geben.
Es ist schon vorgeschlagen worden, zur Verminderung ;der Spannungsbelastung leibende La- gen,anzubringen, die meistens .aus halbleitendem Ma terial bestehen, und zwar an der unter der Elektrode #bef#indlichen Oberfläche des Isolators und in Berüh rung mit der Elektrode bis über den Rand der selben hinaus.
In gewissen Fällen kann sich die lei- tende Schicht über die ganze Fläche @erstrecken.
In ,solchen Isolatoren hat die leitende Schicht meistens eine isolierende überzugslage, etwa eine Glasierung, welche sie beschützt ,und welche jauch die mechanische Festigkeit :des Isolators erhöht.
Der überzug ist unter der Elektrode teilweise entfernt zwecks Herbeiführung einer elektrischen Berührung zwischen der leitenden Lage und der Elektrode, die am Isolator mit einem leitenden Bindemittel ange bracht ist.
Obwohl eine solche leitende Lage die elektrische Beanspruchung parallel zur Oberfläche des Isolators steuert, hat sie wenig Einfluss auf die elektrische Beanspruchung winkelrecht zur Oberfläche. Es hat sich nämlich gezeigt, @dass der Isolationsüberzug un ter gewissen Betriebsbedingungen durchlöchert wird, was ;
darauf hinweist, @dass auch Hochspannungsbe- anspruchungen winkelrecht zur Isolatoroberfl:äche auftreten. Es wurde festgestellt, dass derartige Durch- löcherungen vornehmlich .an Rändern der leitenden Lage auftreten, weshalb es besonders wichtig ist, dass der isolierende überzug in solchen Randgebieten intakt bleibt, da er wegen seiner Durchlässigkeit die :
sonst sehr hohe Spannungsbzanspruchung in Bier den Rand der leitenden Lage umgebenden Luft ver- mindert. Es wurde jedoch herausgefunden, dass in gewissen Teilendes Isolators eineelektrische Durch löcherung nicht besonders, schädlich, sondern ledig lich dem Aussehen abträglich ist.
Der Durchmesser .der sichtbaren Durchlöcherungen ist festgestellter massen ungefähr proportional zur Dicke des Isola tionsüberzuges, weshalb besondere dicke überzöge in ihrem Aussehen leiden.
Der erfindungsgemässe Hochspannungsisolator ist dadurch gekennzeichnet, d ass dieser die elektrisch leitende Schicht bedeckende, isolierende überzug des Isolators :an einzelnen .Stellen zum Beschränken oder Durchschläge auf diese Stellen .dünnere Wandstärke aufweist.
Durch diese Massnahme wird nämlich :die elek trische Durchlöcherung weitgehend auf jene Flächen abschnitte begrenzt, in denen sie unschädlich ist, und da der isolierende überzug in diesen Abschnitten dünn ist, leidet in denselben auch Idas Aussehen des Isolators kaum.
Vorzugsweise ist die Dicke der iaus:gawählten Fläche halb so gross wie jene des übrigen Teils des isolierenden überzuges, und es, hat sich in der Praxis gezeigt, dass gute Resultate verhalten wenden, wenn das Dickenverhältnis zwichen 1 : 10 und<B>1:</B> 4 liegt.
Wenn die leitende Lage eine grosse Flächenerstrilek- kung hat, kann ,der Isolator mehr .als einen aus- gewählten Abschnitt aufweisen.
Der ausgewählte Abschnitt ist zweckmässig ring- förmig, wobei er im Gebrauch ,die Elektrode umgibt.
Die Erfindung kann besonders Anwendung finden bei Isolatoren, bei welchen die leitende Schicht unter .der Elektrode liegt und am Rand über eine solche hinausragt zwecks Bildeis einer Ringzone um eine Elektrode.
In solchen Isolatoren ,ist es erwünscht, die Durchlöcherung des isolierenden Überzuges ,am Rand der leitenden Lage zu vermeiden, und der aus gewählte Abschnitt ist dann vorzugsweise von,diiesem Randentfernt.
Falls mehr als ein ausgewählter Abschnitt vor handen ist, ;so können diese Abschnitte aus einer Anzahl von konzentrischen Ringzonen bestechen.
An einem Isolator kann .mehr als eine Ele!ktroda .angebracht sein, wobei dann jeder eine Fläche von leitendem Material zugeordnet ist. In diesem Fall kann jede solche Fläche einen :ausgewählten Ab schnitt von isolierendem Überzug mit abgestufter Dicke haben.
Die leitende Komponente der leitenden Schicht kann zweckmässig aus einem halbleitenden Material wie etwa Titanblau bestehen. Der ausgewählte Ab schnitt kann ein Region sein, in welcher Idas Niveau der Aussenoberfläche des isolierenden Überzuges unterhalb dem allgemeinen Niveau gelegen ist.
An statt dessen kann die leitende Lage in ,dieser Region über :das allgemeine Niveau hinauserhöht sein zwecks Vermeidung .einer Vertiefung in der Oberfläche der Deckschicht.
Die beiliegende Zeichnung stellt Ausführungs- beispiele des Erfindungsgegenstandes dar.
Fig. 1 ist ein teilweiser Diametralsohnitt eines Ausführungsbeispieles.
Fig. 2 ist ein Ausschnitt aus Fig. 2 in grösserem Massstab, und Fig. 3 ist eine der Fig. 2 ähnlicher Ausschnitt einer Detailvarlante.
Der gezeigte glockenartige Isolator !besitzt eine leitende Lage 2 -aus halbleitendem Titanblau über einem Teil seiner Oberfläche und eine "ähnliche Lage 3 über einem Teil seiner Unterseite.
Die Lagen 2 und 3 und der restliche Teil :der Isolatoroberfläche .besitzen einen Überzug :aus isolierender Glasierung 4.
Die Glasierung ist @an den .Stehlen 5 und 6 entfernt, so dass andenselben die Lagen 2 und 3 mit leiten- dem Bindemittel 7 in Berührung ,stehen:
, durch wel- ches sie mit -den Elektroden ,in elektrischer Verbin- dung stehen, welche Elektroden aus einer Kappe 8 und einem Bolzen 9 bestehen. Die obere Lage 2 er -streckt sich am Rand über,die Kappe 8 hinaus und endet in seiner ,Kante 10.
Die untere Lage 3 sendet in einer Kante 14. Die elektrischen Bieanspruchungen in ,der Nähe dieser Kanten sind iah Betrieb sehr ,hoch; deswegen und auch wegen der Feuchtigkeit und der Verschmutzung der Oberfläche des Überzuges 4 kann eine elektrische Durchlöcherung des Überzuges in ,diesen Regionen stattfinden.
In den Fig. 1 und 2 uistgezeigt, d ass der iso- lieren@de Überzug 4 aus Glasierung ,an seiner Ob:er- @s,eite ausgewählte Abschnitte 11 und 12 in (der Form von Ringzonen aufweist, die in seiner @ge- wissen Entfernung von der Kante 10 und von :
der Elektrode 8 liegen und indenen @die Glasierung dün ner ,ist .als anderswo. Eine ähnliche Zone 15 ver dünnter Glasierung befindet ;sich nahe dem Rand der leitenden Schicht 3 an,der Unterseite. Die Dicke der Glasierung in .diesen Ringzonen beträgt nur etwa einen Viertel der Dicke der übrigen Glasierung;
diese Ringzonen werden, erhalten durch Anbringen eines dünnen Überzuges von Glasierung, dann eines Überzugstoppers in der ausgewählten Zone und dann ,eines weiteren Überzuges bzw.
weiterer Überzüge dost, wo kein solcher überzugstopper aufgebracht wurde.
In ,der in Fig. 3 gezeigten Variante ist die lei tende Lage 2 in einem ausgewählten Abschnitt 13 über Idas allgemeine Niveau der leitenden Lage über höht;
in .diesen Hausgewählten Abschnitten eist idem- zufol@ge ,der .isolierende Überzug aus Glasierung ,dün ner ,als in ,den übrigen Flächenabschnitten. Falls im Gebrauch solche atmosphärischen Bedingungen und Oberflächenbeschmutzungen auftreten,
dass eine elek trischeRTI ID="0002.0244" WI="24" HE="4" LX="1259" LY="1391"> Durchlöcherung zwischen der leitenden Lage 2 und der Oberfläche der isolierenden Glasierung 4 auftritt, so wird diese Durchlöcherung lauf die ge wählten Abschnitte beschränkt sein und nicht an dar Kante 10 auftreten.
Damit wird erreicht, @dass ,die Güte,des Isolators nichterheblich leidet.
Die Erfindung ist .auch bei :anderen als Glocken isolatoren anwendbar, z. B. bei stabförmigen Iso latoren. In solchen werden die ausgewählten Ab- schnitte an den Rändern der Bedachungen ange ordnet.
Die Erfindung ist auch ;annehmbar bei Iso- latoren, bei denen sich eine leitende Lage über Iden weitaus grössten Teil :der Oberfläche oder die ,ganze Oberfläche erstreckt.
High-voltage insulator The invention relates to a high-voltage insulator in which -sich an electrically conductive layer over at least .a part of its surface he stretches and this conductive layer is provided with an insulating coating on at least part of its surface.
In the present context, the term conductive should also include semiconducting.
In use, insulators are usually connected to conductive bodies, which can be called valley electrodes. The latter can, for example, as a cap: on one side of the insulator. And:
be designed as a bolt on the other side, the bolt serving to carry lead wires, or to support the insulator, or also serves to
to couple one isolator to another. The electrical load in the <B> vicinity </B> of the electrodes in high-voltage insulators can be very high and give rise to local discharges and radio interference.
It has already been proposed to reduce the voltage stress by attaching layers which are mostly made of semiconducting material on the surface of the insulator located under the electrode and in contact with the electrode up to above the edge of the same.
In certain cases the conductive layer can @ extend over the entire surface.
In such insulators, the conductive layer usually has an insulating coating, such as a glaze, which protects it and which also increases the mechanical strength of the insulator.
The coating is partially removed under the electrode in order to bring about an electrical contact between the conductive layer and the electrode, which is attached to the insulator with a conductive binder.
Although such a conductive layer controls the electrical stress parallel to the surface of the insulator, it has little influence on the electrical stress perpendicular to the surface. It has been shown that the insulation coating is perforated under certain operating conditions, which;
indicates that @ high voltage stresses also occur at right angles to the insulator surface. It was found that such perforations mainly occur at the edges of the conductive layer, which is why it is particularly important that the insulating coating remains intact in such edge areas, since, due to its permeability, the:
Otherwise very high voltage stress in beer reduces the air surrounding the edge of the conductive layer. It has been found, however, that electrical perforation in certain parts of the insulator is not particularly harmful, but merely detrimental to appearance.
The diameter of the visible perforations is determined to be approximately proportional to the thickness of the insulation coating, which is why particularly thick coatings suffer in their appearance.
The high-voltage insulator according to the invention is characterized in that this insulating coating of the insulator, which covers the electrically conductive layer, has a thinner wall thickness at individual points for restriction or breakdowns at these points.
This measure is namely: the electrical perforation is largely limited to those areas in which it is harmless, and since the insulating coating in these sections is thin, the appearance of the insulator hardly suffers in the same.
The thickness of the selected area is preferably half as great as that of the remaining part of the insulating coating, and it has been shown in practice that good results are achieved when the thickness ratio is between 1:10 and 1: </B> 4 lies.
If the conductive layer has a large surface area, the insulator can have more than a selected section.
The selected section is expediently ring-shaped, and in use it surrounds the electrode.
The invention can be used in particular with insulators in which the conductive layer is located under the electrode and protrudes beyond such at the edge in order to form an annular zone around an electrode.
In such insulators, it is desirable to avoid perforating the insulating coating at the edge of the conductive layer, and the selected portion is then preferably removed from that edge.
If there is more than one selected section, these sections can be made up of a number of concentric ring zones.
More than one electrode can be attached to an insulator, each of which is then assigned a surface of conductive material. In this case, each such surface can have a selected portion of insulating coating of graduated thickness.
The conductive component of the conductive layer can expediently consist of a semiconducting material such as titanium blue. The selected portion may be a region in which the level of the outer surface of the insulating coating is below the general level.
Instead, the conductive layer in this region can be raised above the general level in order to avoid a depression in the surface of the cover layer.
The accompanying drawing shows exemplary embodiments of the subject matter of the invention.
Fig. 1 is a partial diametrical part of one embodiment.
FIG. 2 is a detail from FIG. 2 on a larger scale, and FIG. 3 is a detail variant similar to FIG. 2.
The bell-like insulator shown has a conductive layer 2 of semiconducting titanium blue over part of its surface and a "similar layer 3" over part of its underside.
Layers 2 and 3 and the remaining part: the insulator surface have a coating: made of insulating glazing 4.
The glazing has been removed from the steel 5 and 6 so that the layers 2 and 3 are in contact with the conductive binder 7:
by means of which they are in electrical connection with the electrodes, which electrodes consist of a cap 8 and a bolt 9. The upper layer 2 extends at the edge over the cap 8 and ends in its edge 10.
The lower layer 3 sends in an edge 14. The electrical stresses in the vicinity of these edges are very, very high in operation; Because of this, and also because of the moisture and the contamination of the surface of the coating 4, electrical perforation of the coating can take place in these regions.
In FIGS. 1 and 2 it is shown that the insulating coating 4 made of glazing has selected sections 11 and 12 in (the shape of ring zones, which in its direction - know distance from edge 10 and from:
of the electrode 8 and indenen @the glaze is thinner than elsewhere. A similar zone 15 of thinned glaze is located near the edge of the conductive layer 3, the bottom. The thickness of the glazing in these ring zones is only about a quarter of the thickness of the rest of the glazing;
these ring zones are obtained by applying a thin coating of glaze, then a coating stopper in the selected zone and then, another coating or coating.
There are further coatings where no such coating stopper has been applied.
In the variant shown in FIG. 3, the conductive layer 2 is elevated in a selected section 13 above Idas general level of the conductive layer;
In these sections chosen by the house, the insulating coating of glazing is thinner than in the other sections of the surface. If such atmospheric conditions and surface contamination occur during use,
that an electrical RTI ID = "0002.0244" WI = "24" HE = "4" LX = "1259" LY = "1391"> perforation occurs between the conductive layer 2 and the surface of the insulating glazing 4, this perforation will run the selected sections be limited and not occur at the edge 10.
This ensures that the quality of the isolator does not suffer significantly.
The invention is .auch in: other than bell isolators applicable, z. B. with rod-shaped isolators. In these, the selected sections are arranged at the edges of the roofs.
The invention is also acceptable for insulators in which a conductive layer extends over by far the greatest part: of the surface or the entire surface.