DD159477A1

DD159477A1 - MOUNTING OF METAL ARMATURES ON CERAMIC TWIN STACKER INSULATORS

Info

Publication number: DD159477A1
Application number: DD23063181A
Authority: DD
Inventors: Helmut Klausner; Harry Hoffmann; Eberhard Lang; Dietmar Siegel; Dieter Tannert
Original assignee: Helmut Klausner; Harry Hoffmann; Eberhard Lang; Dietmar Siegel; Dieter Tannert
Priority date: 1981-06-09
Filing date: 1981-06-09
Publication date: 1983-03-09

Abstract

Die Erfindung wird in der Hochspannungstechnik eingesetzt und betrifft die Befestigung von Metallarmaturen an keramischen Isolierkoerpern bei Zwillingsstuetzerisolatoren. Ziel der Erfindung ist es, die mechanische Erzeugnisfestigkeit und das Biegebruchverhalten dieser Isolatoren gegenueber herkoemmlichen Armierungsvarianten zu verbessern. Erfindungswesentlich werden durch die Kombination von a) partieller elastischer Beschichtung der Armaturinnenflaechen, b) Verwenden eines einen abgestuften, grobkoernigen Fuellstoff enthaltenden Portlandzementmoertels, c) Zusatz von Haertungsbeschleuniger zum Portlandzementmoertel oder Einsatz einer schnell haertenden Portlandzementformulierung als Bindemittel, d. zu vorzeitigen Porzellanrissen fuehrenden mechanischen Spannungsspitzen in den Einspannbereichen der Isolierkoerper abgebaut und somit die mechanische Erzeugnisfestigkeit der Zwillingsstuetzerisolatoren erhoeht.The invention is used in high-voltage engineering and relates to the attachment of metal fittings to ceramic Isolierkoerpern in twin support insulators. The aim of the invention is to improve the mechanical product strength and the bending behavior of these insulators compared to conventional reinforcement variants. Essential to the invention are the combination of a) partial elastic coating of the Armaturinnenflaechen, b) using a graded, grobkoernigen filler Portlandzementmoertels, c) addition of hardening accelerator to Portlandzementmoertel or use of a quick Haertenden Portland cement formulation as a binder, d. degrades mechanical stress peaks in the clamping areas of the insulating bodies leading to premature porosity cracks and thus increases the mechanical product strength of the twin support insulators.

Description

Title of the invention

Befestigung von Metallarmaturen an keramischen Zwillings-StützerisolatorenAttachment of metal fittings to twin ceramic post insulators

Field of application of the invention

Die Erfindung kann in der Hochspannungstechnik bei der Herstellung von Porzellanisolatoren angewendet werden,The invention can be applied in high voltage engineering in the manufacture of porcelain insulators,

Characteristic of the known technical solutions

Es ist allgemein bekannt, zur Befestigung von Metallarmaturen an Isolatoren Schmelzkittwerkstoffe, wie Schwefelzement oder heiß- bzw, kalthärtende synthetische Gießharze, einzusetzen. Solche, nur bedingt temperaturbeständigen Kittwerkstoffe besitzen den Nachteil, daß sie bei Lichtbogenbelastung zur Entzündung und zum Ausbrennen neigen·It is generally known to use for fastening metal fittings to insulators Schmelzkittwerkstoffe, such as sulfur cement or hot or, cold-curing synthetic casting resins. Such, only conditionally temperature-resistant putties have the disadvantage that they tend to ignite and burn out when subjected to arc stress.

Man kann diesen Nachteil zwar durch den Einsatz an sich bekannter Blei-Antimonlegierungen umgehen, doch besitzen diese Schmelzkittwerkstoffe eine sehr hohe Verarbeitungstemperatur, was zur Folge hat, daß beim Einguß in die Kittfugen in den Einspannbereichen der Isolatoren örtliche Erwärmungen auftreten, die im Sinne einer Temperaturwechselbeanspruchung die mechanische Festigkeit der Isolierkörper beeinträchtigen.Although this disadvantage can be circumvented by the use of lead antimony alloys which are known per se, these melt-cementing materials have a very high processing temperature, with the result that localized heating occurs in the gripping areas in the gripping areas of the insulators when they are cast in the sense of thermal cycling impair the mechanical strength of the insulator.

— ρ —- ρ -

Weiterhin ist bekannt, daß man durch den Einsatz von Portlandzementmörtel die genannten Mängel umgehen kann, in diesem Falle jedoch die ungünstigen Kraftübertragungseigenschaften des harten und spröden Portlandzementkittes in Kauf nehmen muß· Speziell bei der Kittung von Zwillingsstützerisolatoren, die im Einsatzfall auf Biegung belastet werden, wirkt sich dieser Mangel dahingehend aus, daß in den Einspannbereichen der Isolierkörper mechanische Spannungsspitzen entstehen, die zu scheibchenförmigen Anrissen und vorzeitigen Porzellanbrüchen führen, so daß die mechanische Erzeugnisfestigkeit der Isolatoren gemindert wird.Furthermore, it is known that one can circumvent the deficiencies mentioned by the use of Portland cement mortar, in this case, however, the unfavorable power transmission properties of hard and brittle Portland cement putty must be accepted · Especially in the cementing of twin support insulators, which are charged in the application to bending acts This deficiency to the effect that in the clamping areas of the insulator mechanical stress peaks arise that lead to disc-shaped cracks and premature porcelain fractures, so that the mechanical product strength of the insulators is reduced.

Zur Vermeidung dieses Nachteiles kann man eine Zweistoffkomponentenkittung, bestehend aus einem elastischen und einem spröden Kittwerkstoff (DD PS 14-5041), durchführen, indem man die anrißgefährdeten Zonen der Einspannbereiche der Isolierkörper in ein elastisches Kittmedium, z.B. Gießharz, einbettet und das Eestkitbvolumen mit einem spröden, hochfesten Kittwerkstoff, z.B. Portlandzement, ausfüllt. Im Falle der Zwillingsstützerisolatoren erweist sich diese Anordnung als unbefriedigend, da Anrisse und vorzeitige Porzellanbrüche an die Übergangszone zwischen beiden Kittungen verlagert, nicht aber sicher vermieden werden.To avoid this disadvantage, one can perform a Zweistoffkomponentent kittung consisting of an elastic and a brittle cement material (DD PS 14-5041), perform by the tearing vulnerable zones of Einspannbereiche the insulating in a elastic cementing medium, e.g. Cast resin, embedded and the Eestkitbvolumen with a brittle, high-strength cement material, e.g. Portland cement, fills up. In the case of twin-post insulators, this arrangement proves to be unsatisfactory, as cracking and premature porcelain fractures are displaced to the transition zone between the two cements, but not safely avoided.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die Verbindung von Isolierkörper und Metallarmaturen so zu gestalten, daß die mechanische Festigkeit erhöht und somit die Lebensdauer der mit Zwillingsstützerisolatoren ausgerüsteten Geräte und Anlagen der Hochspannungstechnik verlängert wird.The aim of the invention is to make the connection of insulating body and metal fittings so that the mechanical strength increases and thus the life of equipped with twin-support insulators equipment and systems of high voltage technology is extended.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kittung zwischen Porzellanisolierkörper und Metallarmatur so zu gestalten, daß das Auftreten von scheibchenförmigen Anrissen beseitigt und somit im Beanspruchungsfall die Lebensdauer der mit dem Isolierelement ausgerüsteten Geräte und Anlagen erhöht wird.The invention has for its object to make the cementing between Porzellanisolierkörper and metal fitting so that the occurrence of disc-shaped cracks eliminated and thus the life of the equipped with the insulating equipment and equipment is increased in the case of claim.

Erfindungsgemäß wird das durch die Kombination einer speziellen Kittmischung und einer spezifischen Gestaltung der Armaturinnenflächen erreicht. Die Porzellanisolierkörper werden mit den Metallarmaturen, die mit einer partiellen elastischen Armatur innenflächenbe schichtung versehen sind, durch einen Portlandzementkitt, der einen im Korngrößenaufbau abgestuften grobkörnigen Füllstoff enthält, fest verbunden. Diese miteinander kombinierten Maßnahmen ergeben folgenden Effekt: Bei Anwendung der partiellen elastischen Beschichtung der Armaturinnenflächen werden die durch die am oberen Isolatorende angreifenden Biegekräfte verursachten Zugscherspannungen in den Einspannbereichen von der Grenzfläche Kitt/Porzellan zur Grenzfläche Kitt/Armatur hin verlagert, was zur Entlastung der Isolierkörper und somit zur Verringerung der Zugbeanspruchung des Porzellans in den gefährdeten Bereichen führt. Der erreichte Gleiteffekt darf aber andererseits nicht so groß werden, daß eine wesentlich größere Auslenkung des Gesamtsystems auftritt oder sogar ein Herausziehen der Isolierkörper aus den Metallarmaturen verursacht wird. Die Hintergriffigkeit der Armaturinnenfläche muß mit der Beschichtung noch gegeben sein. Es ist weiterhin vorteilhaft, zur teilweisen Kompensation der Gleitbewegung in den Einspannbereichen dem Portlandzementmörtel einen abgestuften, grobkörnigen Füllstoff zuzusetzen, der außerhalb der partiell beschichteten Armaturinnenflächen eine Bremswirkung verursacht.According to the invention, this is achieved by the combination of a special cement mixture and a specific design of the interior surfaces of the fittings. The Porzellanisolierkörper be firmly connected to the metal fittings, which are provided with a partial elastic armature innenflächenbe coating, by a Portland cement putty containing a graded grain size structure coarse filler. These combined measures have the following effect: When using the partial elastic coating of the fitting inner surfaces caused by the bending forces acting on the upper insulator end Zugscherspannungen be shifted in the Einspannbereichen of the interface putty / porcelain to the interface putty / fitting back, resulting in relief of the insulating body and thus reducing the tensile stress of porcelain in the vulnerable areas. On the other hand, however, the sliding effect achieved must not become so great that a significantly greater deflection of the overall system occurs or even a withdrawal of the insulating body from the metal fittings is caused. The Hintergriffigkeit the Armaturinnenfläche must still be given with the coating. It is also advantageous to add to the Portland cement mortar a graded, coarse-grained filler for partial compensation of the sliding movement in the Einspannbereichen, which causes a braking effect outside of the partially coated fitting inner surfaces.

Um einen solchen Mörtel in dünnflüssiger Konsistenz verarbeiten, d.h. in die Kittfugen des Zwillingsstützerisolators eingießen oder einspritzen zu können, ist es günstig, wenn dem Portlandzementmörtel ein an sich bekannter Härtungsbeschleuniger beigemischt ist oder, aber als Bindemittel eine an sich bekannte schnellhärtende Zementformulierung Anwendung findet, um der sedimentativen Entmischung des grobkörnigen Füllstoffes in der Kittfuge während des Aushärtevorganges durch ein rasches Erstarren und Aushärten entgegen zu wirken.To process such a mortar in a thin consistency, i. pour or inject into the cementitious joints of the Zwilligsstützerisolators, it is advantageous if the Portland cement mortar a known hardening accelerator is admixed or, but as a binder known per se fast-curing cement formulation is applied to the sedimentary segregation of coarse-grained filler in the cemented joint during to counteract the curing process by a rapid solidification and curing.

_ 4. —_ 4. -

Es zeigt sich, daß die an sich bekannte vollständige Armaturinnenflächenbeschichtung die mechanische Erzeugnisfestigkeit der Zwillingsstützerisolatoren nicht verbessert, sondern lediglich zur Vergrößerung der Isolator auslenkung führt, während durch eine partielle Armaturinnenflächenbeschichtung in Höhe der anrißgefährdeten Zonen der Isolierkörper, kombiniert mit einem grobkörnig gefüllten Portlandzementmörtel, die zur vorzeitigen Porzellanrissen führenden mechanischen Spannungsspitzen in den Einspannbereichen der Isolierkörper abgebaut und somit höhere Biegebruchlasten ohne wesentlich vergrößerte Auslenkung der Erzeugnis-Längsachse erreicht werden.It turns out that the known per se complete Armaturinnenflächenbeschichtung does not improve the mechanical product strength of the twin support insulators, but only leads to increase the insulator deflection, while by a partial Armaturinnenflächenbeschichtung at the level of tearing zones of the insulating body, combined with a coarse-grained Portlandzementmörtel, the premature porcelain cracks leading mechanical stress peaks in the Einspannbereichen the insulating body degraded and thus higher bending fracture loads can be achieved without significantly increased deflection of the product longitudinal axis.

embodiment

Die Erfindung soll an folgendem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung ist der Zwillingsstützerisolator in Vorderansicht und Draufsicht dargestellt. Die partielle Armaturinnenflächenbeschichtung 2 des in der Abbildung dargestellten Zwillingsstützerisolators wird in der Weise ausgeführt, daß die obere Armatur 3 etwa zu 50 % und die untere Armatur 4 etwa zu 25 % der Einspann höhe, gerechnet ab Isolatorende 1 , mit einem 0,05 mm bis 0,0? mm dicken Teerepoxidharzüberzug versehen werden.The invention will be explained in more detail with reference to the following embodiment. In the accompanying drawing, the twin support insulator is shown in front view and plan view. The partial Armaturinnenflächenbeschichtung 2 of the twin support insulator shown in the figure is carried out in such a way that the upper armature 3 about 50 % and the lower armature 4 about 25% of the clamping height, calculated from insulator end 1, with a 0.05 mm 0.0? mm thick tar epoxy resin coating are provided.

Der gieß- bzw. spritzfähige Portlandzementkitt 5 besitzt folgende Zusammensetzung:The pourable Portland cement putty 5 has the following composition:

100100 M-TeileM parts PortlandzementPortland cement . 0, 0 ,6, 6 mmmm 7070 M-TeileM parts Quarzsand 0,1 .·Quartz sand 0.1. . 2, 2 ,0, 0 mmmm 3030 M-TeileM parts Quarzsand 1,0 ·.Quartz sand 1.0 ·. 5050 M-Teile¹ M-parts ¹ Wasserwater

Die sedimentative Entmischung des Füllstoffes wird durch den Zusatz von 0,5 ·.· 1»0 M-Teilen Alkalikarbonat, z.B. Kaliumkarbonat, zweckmäßigerweise im Anmachwasser gelöst, oder aber dadurch verhindert, daß als Bindemittel eine schnell härtende Portlandzementformulierung eingesetzt wird·The sedimentary segregation of the filler is achieved by the addition of 0.5 x 10 · parts by weight of alkali carbonate, e.g. Potassium carbonate, expediently dissolved in the mixing water, or else prevented by using a fast-curing Portland cement formulation as the binder.

In vorteilhafter Weise wird der erwünschte Gleiteffekt zum Abbau der mechanischen Spannungsspitzen in den Einspannbereichen der Isolierkörper genutzt, ohne daß die Auslenkung der Erzeugnis-Längsachse wesentlich vergrößert wird, so daß - wie durch die Praxis vielfach erwiesen ist - die Ausbildung vorzeitiger Porzellananrisse zuverlässig verhindert wird.Advantageously, the desired sliding effect is used to reduce the mechanical stress peaks in the gripping areas of the insulator, without the deflection of the product longitudinal axis is substantially increased, so that - as has been proven many times by the practice - the formation of premature porcelain cracks is reliably prevented.

Claims

claim

1) Attachment of metal fittings to ceramic twin-support insulators, in which the insulators and the fittings are cemented together with a Portland cement mortar, characterized by the combination of the following features:

a) The inner surfaces of the metal fittings are provided only in the region of the risk of attack zones of the insulating body with a known elastic layer,

b) The Portland cement mortar has a grain size-graded coarse filler.

c) The Portland cement mortar is based either on a fast-curing binder or contains hardening accelerating ingredients.

2) fastening of metal fittings on ceramic twin support erisolatoren according to item 1, characterized in that the lower fittings in each case to 25% of the fitting height and the upper fittings in each case to 50 % of the fitting height, calculated from the insulator end, with an elastic coating, preferably a 0, 05 пн & up to 0.07 mm thick tar epoxy resin layer, are provided.

3) fastening of metal fittings to ceramic twin support erisolatoren according to item 1, characterized in that as coarse-grained filler quartz sand or other inorganic material consisting of about 70 M% of the grain fraction 0 ", 1 ... 0.6 mm and from about 30 M % of the grain fraction 1.0 .. »2 ', 0 mm is added to the binder in a mass ratio of 1: 1.

For this 1 page drawing

Г , - I IH