CN101874278A - 绝缘子装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种绝缘子装置，包括一个第一止动点(2)和一个第二止动点(3)。在这两个止动点之间构成一个有非圆形外轮廓的体干(8)。体干(8)被至少一个绝缘子裙(9a、9b、9c、9d、9e、9f、9g)围绕。绝缘子裙(9a、9b、9c、9d)与体干(8)有同样形状的外轮廓。

Description

绝缘子装置

本发明涉及一种绝缘子装置，包括一个第一止动点和一个第二止动点。在这两个止动点之间延伸一个有非圆形外轮廓的体干，它被至少一个绝缘子裙围绕。

例如由产品文件Bowthorpe MV Surge Arresters OCP，Open CagePolymeric series已知此类绝缘子装置。在那里介绍了一种绝缘子装置，它在端侧设有止动点，这些止动点构成体干的边界。体干有基本上长方体形的结构，并被多个绝缘子裙围绕。

这种绝缘子装置例如规定在露天使用，因此在其外表面上必须存在相应的漏电距离，以便在不利的外部环境下保证足够的电位隔离。为此，应恰当确定体干和绝缘子裙的尺寸。

为了提供有抵抗能力的结构，有利的是配备质量小和体积小的绝缘子装置，为的是例如面对风力负荷时不那么敏感。

因此，本发明的目的是改进前言所述类型的绝缘子装置，使之在电特性良好的同时具有小的质量和小的体积。

按本发明，此目的在前言所述类型的绝缘子装置中通过采取以下措施达到：令绝缘子裙与体干有同样形状的外轮廓。

已公知的绝缘子装置有一个外轮廓基本上矩形的体干。体干的这种非圆形外轮廓用绝缘子裙围绕。在这里这些绝缘子裙有圆形外轮廓。为了在止动点之间的体干的所有关键区段表面提供足够的泄漏距离，应按体干突出的角来设计绝缘子裙的尺寸。相应地，对于体干处于角之间的部分，基于绝缘子裙的圆形设计造成尺寸过大区。

采用非圆形外轮廓可以设计成紧凑的有抗翘曲刚性的体干，它们在露天使用时还可以承受更高的弯曲负荷。通过使绝缘子裙的外轮廓与体干的外轮廓相匹配，保证在止动点之间体干周缘分布地展开的泄漏距离，沿体干和绝缘子裙分别有足够的长度。由此防止绝缘子裙的尺寸过大并因而防止不必要地增加质量。通过减小绝缘子裙的质量，可以在总体上降低绝缘子装置对风力负荷的敏感性。按照另一种可选择方案，也可以利用由此省下的材料将绝缘子裙本身设计为机械上更加稳定。

在这方面可以规定，体干有非圆形外轮廓，也就是说，体干可例如有椭圆形外轮廓，以及围绕体干的绝缘子裙可以有同样的椭圆形外轮廓。在这种情况下，绝缘子裙就垂直于外表面的体干表面法线而言的深度始终相同。由此保证体干外轮廓与绝缘子裙外轮廓是同样的，以及它们仅仅在外轮廓周缘延伸的长度尺寸方面有所区别。

在这里也可以规定，体干沿其纵向有横截面不同的区域。在体干各自区域内延伸的绝缘子裙，分别与绝缘子裙所围绕的那个体干区外轮廓相匹配。因此即使在这种情况下，也同样保证体干不同区在其外轮廓方面设计不同时，在那里所设的各绝缘子裙，沿体干各自区的整个周缘造成同样的泄漏距离。例如绝缘子装置的体干可以设计为，不同的区域有不同的外轮廓。处于各自区域内的绝缘子裙采用其各自的外轮廓。因此体干不同的区域可以设计有不一样的绝缘子裙，此时在止动点之间沿体干周缘分布地延伸的电位泄漏距离始终是近似相同的长度。

一种有利的设计还可以规定，体干的外轮廓与绝缘子裙的外轮廓，分别在基本上彼此平行定向的平面内延伸。

在绝缘子装置优选地沿绝缘子装置纵轴线方向的投影中可以看出这些外轮廓，纵轴线将绝缘子装置的两个止动点相互连接起来。在这里外轮廓总是有相同的造型，这些造型优选地对称于纵轴线定向。这些外轮廓因而分别在平行于投影面定向的平面内延伸。由此使每个外轮廓处于那些互相近似平行排列的平面内。

例如一种有利的设计可以规定，所述外轮廓基本上是一种多边形外轮廓。

多边形外轮廓可以将绝缘子装置设计为，使它能方便地整合在组装系统中。在简单的情况下，例如可以避免空隙和空腔节省位置地进行绝缘子装置的支承。具有三个、四个、五个、六个、七个或更多个角的多边形折线例如适用于作为多边形外轮廓。有利地，体干有棱形体结构。棱形体优选地应直线延伸，在这里止动点设在棱形体的端侧底面区内。

在这方面可有利地规定，去除所述多边形外轮廓的角。

通过将角切除，例如通过修圆，避免绝缘子装置上锐角状突起。由此按本发明的绝缘子装置例如也可以使用于高压和最高压区，也就是说电压水平超过1000伏、数万伏和数十万伏。但切角也例如可以通过一次、两次、三次或多次钝切缩短进行。

在这里可以有利地规定，基本上多边形外轮廓的角的位置，由在止动点之间延伸的连接件确定。

止动点可用于在端侧构成绝缘子装置的边界。为赋予绝缘子装置以机械稳定性，止动点可借助连接件互相连接。作为连接件可例如使用杆、环、连接板、弹性件等，从而可以在止动点之间构成一种足够刚性的结构。连接件的位置可例如设置在相对于所述在止动点之间延伸的纵轴线沿径向向外错移的地方，因此，根据所选择的连接件数量在沿纵轴线方向的投影中可规定多边形外轮廓的角。通过这些角规定小质量体干的多边形外轮廓。在多边形外轮廓中，角之间延伸相应的直线段，当使用具有同样的连续外轮廓的体干时，它们构成体干上的外表面，这些外表面意味着是外表面的一些平面分段。因此多个外表面彼此相交，体干内分段的接触区(角)确定连接件的位置。为形成有利于介电的形状和机械有利的形状，体干的角可以与绝缘子裙相同的方式去除。

在角的区域内存在至少一个连接件。所述的角优选地是棱形体干沿连接件方向延伸的体棱的组成部分。

为了形成所述体干和绝缘子裙的耐露天的实施形式，可以在绝缘子装置的止动点之间设一个绝缘材料外套。此绝缘材料外套可例如由有机或无机材料，例如由陶瓷、塑料之类构成。在这里绝缘材料也可以保护所述可能存在的连接件免受外部作用，以及赋予体干其外形。所述绝缘子裙可以成形在绝缘材料外套上。

另一项有利的设计可以规定，在止动点之间，在体干内集成地设至少一个变阻元件。

变阻元件是具有可变阻抗的电气构件。在这里，阻抗根据施加在变阻元件上的电压改变。在低于极限电压时，变阻元件理想地应有趋于无穷大的阻抗。随着达到或超过极限电压，变阻元件理想地应有趋于零的阻抗。这种与电压有关的变阻元件可例如使用于在电系统中构成过电压保护器。如果将它使用于输电网中，则这种过电压保护器也称为避雷器。在那里利用变阻元件，例如在配电作业或雷击等情况下，通过暂时构成接地的电流路径减小产生的过电压，并因而避免基于过电压造成不能修复地损坏输电网内部的绝缘材料。在体干内集成变阻元件时可例如规定，变阻元件由多个变阻块组成，此时在周缘分布地设连接件，连接件将止动点互相连接起来，以及各个变阻块摩擦配合地或形状配合地固定在一个由连接件与止动点构成的保持架内部。止动点在这里可规定用于使变阻元件一方面与带电压的电导体以及另一方面与地电位电触点接通。于是绝缘子装置本身可以例如用于导线组的固定，以及通过集成在内部的变阻元件提供保护功能。

此外可以有利地规定，体干的外轮廓与变阻元件的外轮廓不同。

通过体干和变阻元件采用不同的外轮廓，则可形成供连接件定位在其中的楔形空间。因此可以采用带有非圆形横截面，例如多边形横截面的体干，并将这种横截面转用于绝缘子裙的周缘轮廓。由此即便在集成变阻元件的情况下也能继续提供绝缘子装置的绝缘强度。绝缘子装置表面的外部区段在止动点之间有同样的漏电路径长度。由此防止绝缘子裙的尺寸过大或绝缘子裙内出现薄弱点。从而可以沿整个绝缘子装置造成均匀的电压分布。

另一项有利的设计可以规定，有一被所述这些外轮廓围绕的轴线在第一止动点与第二止动点之间延伸。

在止动点之间延伸的轴线可例如是绝缘子装置的纵轴线。在这里，构件可以对称于纵轴线布置，因此外轮廓围绕此轴线并形成细长的延伸体。这种绝缘子装置因而可在底面小的同时达到沿纵轴线方向有显著的高度，从而可以长距离借助绝缘子装置承受过电压。由此可以在单个绝缘子装置上隔离例如几十或几十万伏电位差。

另一项设计可以规定，绝缘子裙的外轮廓有基本上矩形的结构。

基本上矩形的外轮廓允许减小体积并因而设计成小质量的绝缘子装置，它有足够的机械及电强度。在这里尤其是，但并非唯一的，体干主要负责提供绝缘子装置的机械强度。绝缘子裙尤其是，但也不是唯一的，用于提供绝缘子装置足够的电绝缘特性。在矩形横截面中，在角部构成的对接棱边以简单的方式通过修圆使之均匀化。此外，在矩形横截面的情况下导致易于使用连接件，连接件在四个角点沿纵向穿过体干。在设置多个互相间隔的绝缘子裙时，它们以其体棱构成一种长方六面体结构，这一结构围绕着体干相应的长方六面体结构，其中体干在端侧穿过绝缘子裙的长方六面体结构。

可以有利地规定，止动点中的至少一个有一个旋转对称的导电接触段，其外表面被埋入一种绝缘材料内。

通过在止动点中至少一个上使用旋转对称的导电接触段，例如可以使一个集成在体干内的变阻元件穿过绝缘材料地被触点接通。所述绝缘材料可例如是一种硅酮类物质，它用于构成绝缘子裙和用于封闭体干。为防止杂质，如灰尘或液体侵入，规定接触段的外周表面相应地埋入绝缘材料内。由此得到在导电的接触段与绝缘材料之间的一种环形的接缝。因此避免了突起和棱角，而突起和棱角使绝缘材料与导电的接触段之间的连接不连续，并可能造成绝缘子装置内部的故障点。

下面借助附图示意表示本发明的实施例并接着给予详细说明。附图中：

图1表示绝缘子装置内部结构；

图2表示绝缘子装置的外观；

图3表示图2所示绝缘子装置的投影；以及

图3、4、5和6表示绝缘子装置其他设计方案的投影。

图1表示一个自由截取出的(freigeschnittenen)绝缘子装置的透视图。可以看出，就纵轴线1而言，分别在端侧设第一止动点2和第二止动点3。在本实施例中，这两个止动点2、3同样设计以及彼此相反定向。止动点2、3例如设计为铸造的配件的形式，它们有多边形横截面，在这里是矩形横截面。在止动点2、3彼此背对侧，分别设有导电的接触段4a、4b。这两个接触段4a、4b分别有旋转对称的形状以及同轴于纵轴线1布置。导电的接触段4a、4b可以是止动点2、3整体的组成部分。但也可以规定，它们可更换地例如通过螺钉连接之类安装在止动点2、3上。导电的接触段4a、4b成形为旋转对称的形状，其中，所述接触段设有一个直径较大的部段和另一个直径则较小的部段。直径较小的部段用于连接电触头，如电缆接线夹等。直径较大的那个部段则提供一个圆柱形环状外表面，它可以限定出围绕绝缘子装置内部结构的绝缘材料的边界。

为了使这两个止动点2、3角向固定地(winkelstarr)彼此隔开距离，止动点2、3通过多个连接件5a、5b、5c互相连接。连接件5a、5b、5c在本例中设计为杆状，在这里设四个电绝缘杆，它们分装在矩形止动点2、3的角部区内并与之连接。为了连接，可例如使用粘结、插接、挤压连接、螺钉连接等。通过连接件5a、5b、5c，在止动点2、3之间构成一个保持架，在其内部安装变阻元件6。变阻元件6在本例中由多个上下排列的变阻块构成，这些变阻块各有圆柱形结构。变阻元件6与止动点2、3以及随后与导电的接触段4a、4b导电连接。变阻元件6将其变阻块同轴于纵轴线1定向。通过止动点2、3借助连接件5a、5b、5c相应地夹紧，变阻块端侧彼此压紧并为绝缘子装置的构成提供机械稳定的结构。为防止绝缘子装置受外部作用，规定绝缘子装置用绝缘材料包封。

图2表示绝缘子装置的外观，它设有绝缘材料包壳7。例如硅酮适用于作为绝缘材料。绝缘材料包壳7围绕着纵轴线1并紧贴在导电接触段4a、4b的外表面上。借助绝缘材料包壳7，避免止动点2、3、连接件5a、5b、5c以及变阻元件6受直接的外部作用。作为绝缘材料包壳7尤其适用有机塑料，它们可例如通过注塑、收缩、挤压、浇铸等方法施加。采用并连续描绘止动点2、3的外轮廓，便沿纵轴线1形成体干8，它有非圆形的外轮廓。在本例中，所述外轮廓基本上成形为矩形。在这里，矩形外轮廓的角通过修圆切除。

在体干8上相应于体干8的结构布置绝缘子裙9a、9b、9c、9d，在这里，绝缘子裙9a、9b、9c、9d围绕体干8。绝缘子裙9a、9b、9c、9d在这里有与体干8同样的外轮廓。绝缘子裙9a、9b、9c、9d在其与体干8平的外表面对置的部分有外轮廓的直线边界。在体干按本例已修圆切除的角也属于体干外轮廓的结构，所以绝缘子裙9a、9b、9c、9d也配备有相应修圆的角。为保证就体干8外表面法向矢量的方向而言，绝缘子裙9a、9b、9c、9d始终存在相同的加长漏电路径的效果，在修圆的角处采用相应地匹配的半径。在本例中，就纵轴线1而言，修圆的角与同一轴线(纵轴线1)同轴定向，从而使各修圆的区段是彼此同轴的圆的组成部分。

为保证绝缘子裙有效地加长漏电路径，在两个彼此相邻的绝缘子裙9a、9b、9c、9d之间，设置外轮廓比绝缘子裙9a、9b、9c、9d小的绝缘子裙9e、9f、9g。这些具有较小外轮廓的绝缘子裙9e、9f、9g仍有与体干8及绝缘子裙9a、9b、9c、9d的外轮廓相同的结构。

图3表示图2所示绝缘子装置沿纵轴线1方向的投影。与图4、5和6中一样，纵轴线1垂直于图纸平面伸出。在图3、4、5、6中用X表示连接件的位置。可以看出，基于体干8以及绝缘子裙9a外轮廓结构相同，所以在周缘分布的，就纵轴线1而言，从体干8到绝缘子裙9a边缘区的径向路径长度始终有同一个值A。由此保证，在导电的接触段4a、4b之间，或在止动点2、3之间等长的距离，防止形成漏电路径。从而确保在绝缘子装置上不存在结构上的薄弱点，在这些薄弱点基于较短的距离有可能优先形成漏电。

除了图1、2和3中表示的实施例外，体干和绝缘子裙也可以有另一些横截面或外轮廓。在图4、5和6的投影中举例表示了一些结构。对于图4、5和6共同的是，纵轴线1总是垂直于图纸平面定向。此外分别用X表示处于绝缘子装置内部的连接件位置，以便分别将绝缘子装置的止动点互相连接起来。此外，对于每个图4、5和6共同的是，基于选择各自体干及配属的各绝缘子裙同样的外轮廓，所以在整个周缘上绝缘子裙沿各自体干外表面垂直方向看的深度相同。因此，即使在体干为任意多边形或偏离多边形的外轮廓的情况下，也能提供绝缘子裙足够的有效性。在这里避免了如在采用圆形外轮廓的绝缘子裙时个别区段尺寸过大的情况，从而防止当面对绝缘子装置表面上形成的漏电时，在抵抗能力方面有因结构造成的差异。

Claims (10)

1.一种绝缘子装置，包括一个第一止动点(2)和一个第二止动点(3)，在这两个止动点之间延伸一个有非圆形外轮廓的体干(8)，该体干被至少一个绝缘子裙(9a、9b、9c、9d、9e、9f、9g)围绕，其特征为：绝缘子裙(9a、9b、9c、9d)与体干(8)有同样形状的外轮廓。

2.按照权利要求1所述的绝缘子装置，其特征为，所述体干(8)的外轮廓与所述绝缘子裙(9a、9b、9c、9d、9e、9f、9g)的外轮廓，分别在基本上彼此平行定向的平面内延伸。

3.按照权利要求1或2所述的绝缘子装置，其特征为，所述外轮廓基本上是一种多边形外轮廓。

4.按照权利要求3所述的绝缘子装置，其特征为，去除所述多边形外轮廓的角。

5.按照权利要求3或4所述的绝缘子装置，其特征为，所述基本上多边形外轮廓的角的位置由在所述止动点(2、3)之间延伸的连接件(5a、5b、5c)确定。

6.按照权利要求1至5之一所述的绝缘子装置，其特征为，在所述止动点(2、3)之间，在所述体干(8)内集成地设有至少一个变阻元件(6)。

7.按照权利要求6所述的绝缘子装置，其特征为，所述体干(8)的外轮廓与所述变阻元件(6)的外轮廓不同。

8.按照权利要求1至7之一所述的绝缘子装置，其特征为，有一被所述这些外轮廓围绕的轴线(1)在第一止动点(2)与第二止动点(3)之间延伸。

9.按照权利要求3至8之一所述的绝缘子装置，其特征为，所述绝缘子裙(9a、9b、9c、9d、9e、9f、9g)的外轮廓有基本上矩形的结构。

10.按照权利要求1至9之一所述的绝缘子装置，其特征为，所述止动点(2、3)中的至少一个有一个旋转对称的导电接触段(4a、4b)，该导电接触段(4a、4b)的外表面埋入绝缘材料内。

Images