CH659341A5

CH659341A5 - DISC INSULATOR WITH OUTER ARMATUR RING AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF.

Info

Publication number: CH659341A5
Application number: CH272482A
Authority: CH
Inventors: Moses Kuruc
Original assignee: Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date: 1982-05-04
Filing date: 1982-05-04
Publication date: 1987-01-15
Also published as: DE3220529A1; BR8302251A; DE3220529C2; FR2526577A1; JPS58204421A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Scheibenisolator gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Derartige Scheibenisolatoren werden in gekapselten, druckgasisolierten Hochspannungsanlagen zur Abschottung einzelner Teile der Anlage verwendet, um grössere Gasverluste, insbesondere bei Wartungsarbeiten, zu vermeiden und sind z.B. aus BBC-Mitteilungen 60/4 (1973), S. 142, Bild 2, S. 143, Bild 5 bekannt. The invention relates to a window insulator according to the preamble of claim 1 and a method for its production. Such pane insulators are used in encapsulated, compressed gas-insulated high-voltage systems to isolate individual parts of the system in order to avoid major gas losses, especially during maintenance work, and are e.g. known from BBC Mitteilungen 60/4 (1973), p. 142, picture 2, p. 143, picture 5.

Typischerweise ist ein derartiger Scheibenisolator wie folgt aufgebaut und montiert: Eine Scheibe aus Isolierstoff, meist Epoxyharz mit anorganischem Füllmaterial, z.B. Aluminiumoxyd, ist an ihrem Umfang von einem Armaturring aus leitendem Material, etwa Aluminium, umgeben, der zwischen den Flanschen zweier benachbarter Kapselungsteile befestigt wird, Typically, such a pane insulator is constructed and assembled as follows: a pane made of insulating material, usually epoxy resin with an inorganic filler, e.g. Aluminum oxide is surrounded on its circumference by a fitting ring made of conductive material, such as aluminum, which is fastened between the flanges of two adjacent encapsulation parts,

indem die die besagten Kapselungsteile verbindenden Schrauben durch mit Gewinden versehene Löcher im Armaturring geführt werden. Der Rand der Isolierstoffscheibe liegt in einer Ausnehmung an der Innenseite des Armaturrings und ist durch die dieselbe seitlich begrenzenden Stege fixiert. Die Funktion des äusseren Armaturrings besteht wesentlich darin, ein ungestörtes Fliessen des Kapselungsrückstroms zu gewährleisten und zu verhindern, dass von leitenden Teilen abgestrahlte elektromagnetische Wellen nach aussen dringen, wofür eine lückenlose Kapselung durch elektrisch leitendes Material erforderlich ist. Ausserdem verhindert er, dass die Isolierstoffscheibe zu grosser mechanischer Belastung ausgesetzt wird. In der Mitte des Scheibenisolators ist eine Innenarmatur, ebenfalls aus leitendem Material, angebracht, an der die an beiden Seiten anschliessenden Leiterrohre befestigt und durch die dieselben leitend verbunden sind. by passing the screws connecting said encapsulation parts through threaded holes in the fitting ring. The edge of the insulating material disc lies in a recess on the inside of the fitting ring and is fixed by the webs which laterally delimit it. The function of the outer armature ring is essentially to ensure an undisturbed flow of the encapsulation backflow and to prevent electromagnetic waves emitted by conductive parts from escaping to the outside, for which a complete encapsulation by electrically conductive material is required. It also prevents the insulating washer from being exposed to excessive mechanical stress. In the middle of the pane insulator there is an internal fitting, also made of conductive material, to which the conductor tubes adjoining on both sides are attached and through which the same are conductively connected.

Der äussere Armaturring eines Scheibenisolators gemäss dem Stand der Technik ist typischerweise ein im Niederdruck-guss hergestellter, geschlossener Ring, der durch spanabhebende Verfahren nachbearbeitet ist. Insbesondere wird die zur Aufnahme des Randes der Isolierstoffscheibe bestimmte, an der Innenseite des Armaturrings umlaufende Ausnehmung durch Drehen erzeugt, die für die Schrauben vorgesehenen Löcher werden gebohrt, dann mit Gewinden versehen. The outer armature ring of a pane insulator according to the prior art is typically a closed ring which is produced in low-pressure casting and is reworked by machining processes. In particular, the circumferential recess on the inside of the fitting ring intended for receiving the edge of the insulating material disk is produced by turning, the holes provided for the screws are drilled, then provided with threads.

Da die die besagte Ausnehmung seitlich begrenzenden Stege den Rand der Isolierstoffscheibe an deren ganzen Umfang umgreifen und sicher fixieren sollen, kann der Armaturring nicht nachträglich montiert werden. Die Isolierstoffscheibe muss also in den Ring hineingegossen werden, wobei derselbe einen Teil der Gussform bildet. Das bedeutet, dass man der beim Guss auftretenden Schwindung nicht wie sonst dadurch Rechnung tragen kann, dass man die Gussform so gross anlegt, dass das gegossene Teil erst durch die Schwindung die gewünschte Grösse annimmt. Man ist daher gezwungen, die aufwendige Technik des Vakuumdruckgusses anzuwenden, bei der die Schwindung gering bleibt. Since the webs which laterally delimit the said recess should grip around the edge of the insulating material disk on its entire circumference and fix it securely, the fitting ring cannot be retrofitted. The insulating washer must therefore be poured into the ring, which forms part of the mold. This means that the shrinkage that occurs during casting cannot be taken into account, as is otherwise the case, by making the casting mold so large that the cast part only assumes the desired size through the shrinkage. One is therefore forced to use the complex technique of vacuum pressure casting, in which the shrinkage remains low.

Es stellt sich die Aufgabe, den Scheibenisolator mit äusserem Armaturring derart abzuändern, dass er nach einem einfacheren und billigeren Verfahren hergestellt werden kann, und ein solches einfacheres und billigeres Herstellungsverfahren anzugeben. Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen gekennzeichnete Erfindung gelöst. It is the task of modifying the pane insulator with the outer fitting ring in such a way that it can be produced using a simpler and cheaper process, and to specify such a simpler and cheaper production process. This object is achieved by the invention characterized in the claims.

Der Scheibenisolator gemäss Anspruch 1 kann nach dem in Anspruch 7 angegebenen Verfahren hergestellt und somit der teure Vakuumdruckguss der Isolierstoffscheibe durch billigeren Spritzguss ersetzt werden, da durch die nachträgliche Montage des Ringes die Notwendigkeit, die Schwindung beim Guss der Isolierstoffscheibe gering zu halten, entfällt. Dieser Vorteil wäre im Prinzip auch durch eine Teilung des Armaturringes an seiner Mittelebene erreichbar, jedoch wäre in diesem Fall eine eingehende Nachbearbeitung der Armaturringteile nach dem Guss kaum zu umgehen, da verhältnismässig grosse Teile mit geringen Toleranzen hergestellt werden müssten. Bei einer Teilung des Armaturrings an mehreren Punkten des Umfangs können die Armaturringteile im Druckgussverfahren hergestellt werden. Sie genügen in der Regel den an sie zu stellenden Präzisionsanforderungen und die Nachbearbeitung reduziert sich auf das Schneiden von Gewinden in die bereits erwähnten, für Schrauben vorgesehenen Löcher, wodurch sich auch die Herstellung des Armaturringes wesentlich verbilligt. Besonders bewährt hat sich die Teilung des Armaturringes in Viertelringe, da sie einerseits einfacher und rascher montiert werden können als kleinere Teile, während andererseits die obengeschilderten Vorteile der einfacheren und billigeren Herstellung, die bei grösseren Teilen z.T. dahinfallen, gewahrt sind. The pane insulator according to claim 1 can be produced by the method specified in claim 7 and thus the expensive vacuum pressure die-casting of the insulating material pane can be replaced by cheaper injection molding, since the subsequent assembly of the ring eliminates the need to keep the shrinkage when casting the insulating material pane low. In principle, this advantage could also be achieved by dividing the valve ring at its central plane, but in this case, detailed post-processing of the valve ring parts after casting would be difficult to avoid, since relatively large parts would have to be manufactured with small tolerances. If the fitting ring is divided at several points on the circumference, the fitting ring parts can be produced using the die-casting process. They usually meet the precision requirements to be placed on them and the reworking is reduced to cutting threads into the holes already mentioned, which are intended for screws, which also significantly reduces the cost of producing the valve ring. The division of the valve ring into quarter rings has proven particularly effective, since on the one hand they can be assembled more easily and quickly than smaller parts, while on the other hand the advantages outlined above of simpler and cheaper production, some of which can be achieved with larger parts. fall, are preserved.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von nur einen bevorzugten Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. The invention is explained in more detail below with the aid of drawings which illustrate only one preferred embodiment.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

659 341 659 341

Dabei zeigen: Show:

Fig. 1 im wesentlichen eine Draufsicht auf den Scheibenisolator mit Armaturring, 1 essentially a top view of the window insulator with a fitting ring,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Innenseite eines erfindungsge-mässen Armaturringteils, s 2 is a plan view of the inside of a fitting ring part according to the invention, see FIG

Fig. 3 bis 5 die Verbindung zwischen zwei aneinanderstos-senden Armaturringteilen, und zwar Fig. 3 to 5, the connection between two butt-send fitting ring parts, namely

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Innenseite des Armaturrings im Bereich der Verbindungsstelle, 3 is a plan view of the inside of the fitting ring in the area of the connection point,

Fig. 4 einen Schnitt entlang IV-IV durch die Verbindungs- io stelle gemäss Fig. 3 und 4 shows a section along IV-IV through the connection point according to FIGS. 3 and

Fig. 5 einen radialen Schnitt entlang V-V durch die Verbindungsstelle gemäss Fig. 3, wobei auch ein Teil der Isolierstoffscheibe dargestellt ist. 5 shows a radial section along V-V through the connection point according to FIG. 3, a part of the insulating material disk also being shown.

Gleiche Teile sind in allen Figuren durch die gleichen Be- 15 zugszeichen bezeichnet. The same parts are denoted by the same reference symbols in all figures.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäss ausgeführten Scheibenisolator in der Draufsicht, wobei ein Armaturring 2 und die Randzone einer Isolierstoffscheibe 1 an einem Teil des Umfangs entlang der Mittelebene des Armaturrings 2 geschnitten sind 20 und der Armaturring 2 an einem anderen Teil des Umfangs weggelassen ist. Die Isolierstoffscheibe 1 ist gewölbt und mit einer metallenen Innenarmatur 13 versehen, die Sacklöcher 14 mit Gewinden aufweist zur Montage eones Kontaktstückes (nicht dargestellt), das die elektrische Verbindung zum anstos- 25 senden Leiterrohr herstellt. Der Umfang der Isolierstoffscheibe 1 wird umfasst vom äusseren Armaturring 2, der aus vier gleichen Armaturringteilen 4a, 4b, 4c, 4d besteht. Die Armaturringteile 4a-4d weisen eine Aussenwand 10 und seitliche, nach innen weisende Stege 5 auf, welche die Ausnehmung begrenzen, 30 die den Rand 3 der Isolierstoffscheibe 1 aufnimmt. Die Aussenwand 10 zeigt mehrere Verdickungen 15 mit für die die Flansche zweier Teile der Kapselung einer Hochspannungsanlage, zwischen welche der Scheibenisolator eingefügt werden soll, verbindenden Schrauben vorgesehenen, mit Gewinde versehe- 35 nen Löchern 16. Die Verbindung zwischen zwei aneinanderstos-senden Armaturringteilen, die durch einen mittleren Steg 7 mit einer Bohrung 8 und einen Fortsatz 12 am Ende des einen, 1 shows a top view of a pane insulator designed according to the invention, wherein a fitting ring 2 and the edge zone of an insulating plate 1 are cut 20 on one part of the circumference along the central plane of the fitting ring 2 and the fitting ring 2 is omitted on another part of the circumference. The insulating washer 1 is curved and provided with a metal inner fitting 13, which has blind holes 14 with threads for mounting a contact piece (not shown), which establishes the electrical connection to the abutting conductor tube. The circumference of the insulating material pane 1 is encompassed by the outer fitting ring 2, which consists of four identical fitting ring parts 4a, 4b, 4c, 4d. The armature ring parts 4a-4d have an outer wall 10 and lateral, inward-pointing webs 5, which delimit the recess 30 which receives the edge 3 of the insulating material disc 1. The outer wall 10 shows a number of thickenings 15 with threaded holes 16 for connecting the flanges of two parts of the encapsulation of a high-voltage system, between which the pane insulator is to be inserted. The connection between two butt-fitting parts of the fitting ring, the through a central web 7 with a bore 8 and an extension 12 at the end of one,

durch die Enden der seitlichen Stege 5 und eine Ausnehmung 11 an der Aussenwand 10 am Ende des anderen Armaturringteils 40 hergestellt ist, wird im Zusammenhang mit Fig. 3 bis 5 näher besprochen. Die umlaufende Ausnehmung 18 an der Isolierstoffscheibe 1 ist für einen Dichtungsring vorgesehen, der beim montierten Scheibenisolator zwischen der Isolierstoffscheibe 1 und dem Flansch des anstossenden Teils der Kapselung liegt und einen gasdichten Abschluss gewährleistet. is produced by the ends of the lateral webs 5 and a recess 11 on the outer wall 10 at the end of the other fitting ring part 40 will be discussed in more detail in connection with FIGS. 3 to 5. The circumferential recess 18 on the insulating pane 1 is provided for a sealing ring which, when the pane insulator is mounted, lies between the insulating pane 1 and the flange of the abutting part of the encapsulation and ensures a gas-tight seal.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Innenseite eines der Ar-maturringteile 4a-4d, enthaltend die Aussenwand 10 mit den Verdickungen 15, durch die die Löcher 16 führen, und am einen Ende des Armaturringteils einen mittleren Steg 7 mit einem Loch 8 und einem Fortsatz 12; die seitlichen Stege 5a, 5b mit, am anderen Ende des Armaturringteils, verstärkten Enden 17a, 17b, welche Löcher 6a, 6b aufweisen. Fig. 2 shows a plan view of the inside of one of the Ar-maturringteile 4a-4d, containing the outer wall 10 with the thickenings 15 through which the holes 16 lead, and at one end of the fitting ring part a central web 7 with a hole 8 and one Extension 12; the lateral webs 5a, 5b with, at the other end of the fitting ring part, reinforced ends 17a, 17b, which have holes 6a, 6b.

Fig. 3 bis 5 zeigen die Verbindung zwischen zwei aneinan-derstossenden Armaturringteilen 4a, 4b, und zwar zeigt Fig. 3 eine Draufsicht auf die Innenseite des Armaturrings, Fig. 4 einen Schnitt entlang seiner Mittelebene, der dem Schnitt längs IV-IV in Fig. 3 entspricht, Fig. 5 einen Schnitt in radialer Richtung, entsprechend einem Schnitt längs V-V in Fig. 3. Fig. 5 zeigt auch die Randzone der Isolierstoffscheibe 1 mit dem Rand 3 und den für Dichtungsringe vorgesehenen Ausnehmungen 18a, 18b. 3 to 5 show the connection between two adjoining fitting ring parts 4a, 4b, namely FIG. 3 shows a plan view of the inside of the fitting ring, FIG. 4 shows a section along its central plane, which corresponds to the section along IV-IV in FIG 3 corresponds to FIG. 5 a section in the radial direction, corresponding to a section along VV in FIG. 3. FIG. 5 also shows the edge zone of the insulating material disc 1 with the edge 3 and the recesses 18a, 18b provided for sealing rings.

Zwischen den verstärkten Enden 17a, 17b der seitlichen Stege 5a, 5b mit den Löchern 6a, 6b am dem Armaturringteil 4b zugekehrten Ende des Armaturringteils 4a liegt der mittlere Steg 7 mit dem Loch 8 am dem Armaturringteil 4a zugekehrten Ende des Armaturringteils 4b. Durch eine der die benachbarten Kapselungsteile, zwischen die der Scheibenisolator eingefügt wird, verbindenden Schrauben 9, die bei der Montage des Scheibenisolators durch die Löcher 6a, 6b, 8 gelegt wird, werden die aneinanderstossenden Armaturringteile 4a, 4b fest verbunden. Durch die Ausnehmung 11 an der Aussenseite der Aussenwand 10 des Armaturringteils 4a und den in dieselbe passenden Fortsatz 12 an der Aussenwand 10 des Armaturringteils 4b entsteht eine längere Fuge 19, die zur Aufnahme eines Füllstoffs, z.B. Fett bestimmt ist, der das Eindringen von Feuchtigkeit, Staub usw. verhindern soll. Between the reinforced ends 17a, 17b of the lateral webs 5a, 5b with the holes 6a, 6b on the end of the armature ring part 4a facing the armature ring part 4b is the middle web 7 with the hole 8 on the end of the armature ring part 4b facing the armature ring part 4a. The abutting armature ring parts 4a, 4b are firmly connected by one of the screws 9 connecting the adjacent encapsulation parts, between which the window insulator is inserted, which is placed through the holes 6a, 6b, 8 during assembly of the window insulator. The recess 11 on the outside of the outer wall 10 of the fitting ring part 4a and the extension 12 fitting into the same on the outer wall 10 of the fitting ring part 4b creates a longer joint 19 which is used to hold a filler, e.g. Grease is intended to prevent the ingress of moisture, dust, etc.

Die Isolierstoffscheibe 1 wird im Spritzgussverfahren aus Epoxyharz mit Aluminiumoxyd als Füllmaterial hergestellt, die Armaturringteile 4a-4d im Druckgussverfahren aus Aluminium, die Gewinde in den für Schrauben vorgesehenen Löchern 6a, 6b, 16 jedes Armaturringteils werden geschnitten. Die Armaturringteile werden nachträglich um die fertige Isolierstoffscheibe gelegt. Der Durchmesser des Scheibenisolators beträgt 42,5 cm. The insulating washer 1 is produced by injection molding from epoxy resin with aluminum oxide as the filling material, the armature ring parts 4a-4d by die-casting from aluminum, the threads in the holes 6a, 6b, 16 provided for screws of each armature ring part are cut. The armature ring parts are subsequently placed around the finished insulating material pane. The diameter of the window insulator is 42.5 cm.

2 Blätter Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

659 341

1. Disc insulator of circular shape for encapsulated, pressurized gas-insulated high-voltage systems, containing an insulating disc (1) and a metal outer fitting ring (2) which surrounds the circumference of the insulating disc and delimits its edge (3) in one of lateral webs (5a, 5b) , on its inside circumferential recess, characterized in that the fitting ring (2) consists of at least two successive circumferential fitting ring parts (4a, 4b, ...).

2. Disc insulator according to claim 1, characterized in that at least two successive fitting ring parts (4a, 4b) are connected by positive locking.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Disc insulator according to claim 2, characterized in that

The lateral webs (5a, 5b) have holes (6a, 6b) on the end of the first fitting ring part (4a) facing the second fitting ring part (4b),

The second fitting ring part (4b) has at its end facing the first fitting ring part (4a) a central web (7) provided with a hole (8) which engages between the side webs (5a, 5b) of the first fitting ring part (4a),

- Through the holes (6a, 6b, 8) in the side webs (5a, 5b) of the first fitting ring part (4a) and in the middle web (7) of the second fitting ring part (4b) a screw (9) securing the connection or a bolt is laid.

4. Disc insulator according to claim 2 or 3, characterized in that of two successive armature ring parts (4a, 4b)

The first fitting ring part (4a) has a recess (11) in the outside of the outer wall (10) at the end facing the second fitting ring part (4b),

- The second fitting ring part (4b) on the end facing the first armature ring part (4a) has an extension (12) which fits into the recess (11) on the first fitting ring part (4a).

5. Disc insulator according to one of claims 1 to 4, characterized in that the fitting ring parts (4a, 4b, ...) are the same in shape and material.

6. Disc insulator according to one of claims 1 to 5, characterized in that the fitting ring (2) consists of four fitting ring parts (4a, 4b, 4c, 4d).

7. A method for producing a pane insulator according to one of claims 1 to 6, characterized in that the insulating material pane (1) is produced by the injection or die-casting method and the metal outer fitting ring (2) is retrofitted.

8. The method according to claim 7, characterized in that the fitting ring parts (4a, 4b, ...), from which the fitting ring (2) consists, are produced by pressure or injection molding.