DD203995A1

DD203995A1 - HIGH VOLTAGE ISOLATOR

Info

Publication number: DD203995A1
Application number: DD23812382A
Authority: DD
Inventors: Peter Nadler
Original assignee: Hermsdorf Keramik Veb
Priority date: 1982-03-15
Filing date: 1982-03-15
Publication date: 1983-11-09

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hochspannungsisolator, der vorwiegend in Energieversorgungseinrichtungen verwendet wird. Es ist Ziel der Erfindung, einen technisch einfachen und technologischen kostenguenstigen Hochspannungsisolator zu entwickeln. Die Aufgabe der Erfindung, den festigkeitstragenden Strunk eines Hochspannungsisolators in der Querschnittsform so zu gestalten, dasz das Verhaeltnis zwischen dem Materialeinsatz und der uebertragbaren mechanischen Belastung bei gleichzeitiger Beachtung der technisch-technologischem Moeglichkeiten optimal ist, wird geloest, indem der Strunkquerschnitt die Form eines gleichschenkligen, vorzugsweise gleichseitigen Dreiecks besitzt, dessen Ecken abgerundet sein koennen, wobei bei Belastung durch Biegung eine Dreieckseite, im Fall des gleichschenkligen Dreiecks die kuerzere, in der Zone der maximalen Biegezugspannung, die gegenueber liegende Ecke in der Zone der maximalen Biegedruckspannung liegt (Fig.2). Hauptanwendungsgebiet der Erfindung ist die Isolatorenherstellung.The invention relates to a high voltage insulator, which is mainly used in power supply facilities. It is an object of the invention to develop a technically simple and technological cost-effective high-voltage insulator. The object of the invention to make the strength-bearing Strunk of a high-voltage insulator in the cross-sectional shape so that the ratio between the material use and the uebertragbaren mechanical stress while observing the technical-technological possibilities is optimal, is solved by the Strunkquerschnitt the shape of an isosceles, preferably equilateral triangle whose corners may be rounded, wherein under load by bending a triangle side, in the case of the isosceles triangle the shorter, in the zone of maximum bending tensile stress, the opposite corner in the zone of maximum bending compressive stress is (Fig.2) , The main field of application of the invention is the insulator production.

Description

238123 8238123 8

Peter lädier P 864Peter lädier P 864

IPK: H 01 B,17/00 2.3.1982IPK: H 01 B, 17/00 2.3.1982

Titel der Erfindung Hoehspannungsisolator Title of the invention Hoist stress isolator

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen Hochspannungsisolator, der vorwiegend in EnergieVersorgungseinrichtungen verwendet wird.The invention relates to a high-voltage insulator, which is used primarily in energy supply facilities.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Characteristic of the known technical solutions

Die bisher bekannte und angewandte Form des Hochspannungsisolators setzt sich aus dem festigkeitstragenden Strunk, der in der Regel einen Kreisquerschnitt besitzt, und den darüber hinausragenden Schirmen zur Gewährleistung der elektrischen Anforderungen zusammen. Diese Form resultiert einerseits aus den begrenzten Formgebungsmöglichkeiten der bekannten keramischen Technologie, wurde aber auch, teilweise ebenfalls technologisch bedingt, für Isolatoren aus anderen Werkstoffen, z. B, Kunststoffen, übernommen. Andererseits hat die Kreisfona des Strunkquerschnittes die Eigenschaft, daß Biegebelastungen beliebiger Richtungen der gleiche Widerstand entgegengebracht wird»The hitherto known and applied form of the high-voltage insulator consists of the strength-carrying core, which usually has a circular cross-section, and the projecting umbrellas to ensure the electrical requirements together. This form results on the one hand from the limited shaping possibilities of the known ceramic technology, but was also, partly also technologically conditioned, for insulators made of other materials, eg. B, plastics, taken over. On the other hand, the Kreisfona of Strunkquerschnittes has the property that bending loads of any direction the same resistance is given »

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- 2 - P 864- 2 - P 864

Desweiteren ist. ein Isolator bekannt, dessen Kern aus einem oder mehreren Rechtecken besteht (DE-OS 2 734 438), Diese wie jede vom Kreis abweichende Quersehnittsform zeichnet sich dadurch aus _} daß in einer Vorzugsriehtung höhere Biegemomente übertragen werden können als beim flächengleichen Kreisquerschnitt, Dabei tritt jedoch in einer anderen Richtung eine geringere Festigkeit auf.Furthermore is. an insulator known whose core consists of one or more rectangles (DE-OS 2,734,438), this as any other deviating from the circle Quersehnittsform is characterized _} that in a preferential direction higher bending moments can be transmitted as in the same area circular cross-section, but this occurs lower strength in another direction.

Object of the invention

_en_de

Es ist Ziel der Erfindung,einen technisch einfach) und technologisch kostengünstigen Hochspannungsisolator zu entwickeln.It is an object of the invention to develop a technically simple and technologically cost-effective high-voltage insulator.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde_s den festigkeitstragenden Strunk eines Hochspannungsisolators in der Querschnittsform so zu gestalten, daß das Verhältnis zwischen dem Materialeinsatz und der übertragbaren mechanischen Belastung bei. gleichzeitiger Beachtung der technisch-technologischen Möglichkeiten optimal erreicht wird,.The invention has for its object _s the strength-bearing Strunk a high-voltage insulator in the cross-sectional shape to be designed so that the ratio between the use of materials and the transferable mechanical load at. simultaneous consideration of the technical and technological possibilities is optimally achieved.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, indem der Strunk als gleichschenkliges, vorzugsweise gleichseitiges Dreieck ausgeführt ist. Bei Anwendung eines gleichschenkligen Drei-' ecks ist dabei eine Seite kurzer als die beiden anderen auszuführen, Die Ecken des Dreiecks können mehr oder weniger gerundet sein. Die Schirme können aus dem gleichen Werkstoff angeformt, nachträglieh aus anderem Werkstoff, vorzugsweise Kunststoff, aufgesetzt werden oder bspw, bei Innenraumisolatoren entfallen.According to the invention this object is achieved in that the core is designed as an isosceles, preferably equilateral triangle. If an isosceles triangle is used, one side should be shorter than the other two. The corners of the triangle may be more or less rounded. The screens can be formed from the same material, nachträglieh from other material, preferably plastic, are placed or, for example, account for interior insulators.

Der Isolator kann vorteilhaft eingesetzt werden, wenn die mechanische Beanspruchung zumindest teilweise durch Biegung erfolgt und die Biegerichtung bzw, die Richtung der maximal mög-The insulator can be advantageously used if the mechanical stress occurs at least partially by bending and the bending direction or the direction of the maximum possible

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- 3 - P 864- 3 - P 864

lichen Biegebelastung bekannt ist. Der Isolator ist so anzuordnen, daß die kurze Seite des gleichschenkligen Dreiecks bzw. eine Seite des gleichseitigen Dreiecks in der Zone der maximalen Biegezugspannung liegt.. In diesem Pail ist die Biegezugspannung eindeutig geringer als bei Anwendung eines flächengleichen Kreisquerschnittes. Sie ist ebenfalls wesentlich geringer als bei Anwendung eines entsprechenden quadratischen oder rechteckigen Querschnittes» Im Gegensatz zum Kreis- oder R_echteckquerschnitt hat der dreieckige Querschnitt eine unsymmetrische Spannungsverteilung, d. h. der relativ geringen Biegezugspannung steht eine größere Biegedruckspannung gegenüber. Dieses Verhalten kommt den Materialeigenschaften vieler Isolierstoffe, besonders der keramischen Werkstoffe, entgegen, deren Druckfestigkeit wesentlich höher ist als ihre Zugfestigkeit. Bei Anwendung des Dreieckquerschnitts werden also die festigkeitssteigernden Effekte, daß durch die vom Kreis abweichende Profilierung die Biegefestigkeit in einer Yorzugsriehtung auf Kosten anderer Richtungen erhöht wird und daß durch die unsymmetrische Spannungsverteilung die Biegefestigkeit auf Kosten der für das Material ungefährlicheren Druckspannungen erhöht wird, ausgenutzt.Bending load is known. Position the isolator so that the short side of the isosceles triangle or one side of the equilateral triangle is in the zone of maximum bending stress. In this pail the bending tension is clearly lower than when using an area equal circular cross section. It is also much lower than with the use of a corresponding square or rectangular cross-section "In contrast to the circular or R _e chteckquerschnitt the triangular cross-section has an asymmetrical stress distribution, that is, the relatively low bending tensile stress, a larger flexural compressive stress over. This behavior counteracts the material properties of many insulating materials, especially ceramic materials, whose compressive strength is significantly higher than their tensile strength. When using the triangular cross-section so the strength-enhancing effects that is increased by the deviating profiling the bending strength in a Yorzugsriehtung at the expense of other directions and that the unbalanced stress distribution, the flexural strength is increased at the expense of the material for less dangerous compressive stresses exploited.

Den erstgenannten Effekt hat der Dreieckquerschnitt mit dem Rechteckquerschnitt gemeinsam. Für die Ausnutzung des zweiten Effektes ist das Dreieck die geometrisch günstigste Möglichkeit. Es gibt zwar andere Profile, die ebenfalls die lutzung der beiden genannten Effekte erlauben, wie z. B. das T-förmige Profil. Bei gleichzeitiger Beachtung der technologischen Pertigungsmöglichkeiten sowie der entstehenden Bedingungen zur Aufbringung der S_ehirme ist jedoch das Dreieckprofil als technisch-technologisches Optimum anzusehen. Besteht der Strunk mit Dreieckquerschnitt zum Beispiel aus Hochspannungsporzellan, so sind die modernen Formgebungsverfahren des isostati3chen Pressens und der Weißformgebung anwendbar.The first-mentioned effect is shared by the triangular cross section with the rectangular cross section. For the utilization of the second effect, the triangle is the geometrically most favorable possibility. Although there are other profiles that also allow the use of the two effects mentioned, such. B. the T-shaped profile. While respecting technological Pertigungsmöglichkeiten and the resulting conditions for the application of the S _e hirme however, the triangular profile is to be regarded as a technical-technological optimum. For example, if the triangular cross-section is made of high-voltage porcelain, the modern shaping methods of isostatic pressing and white shaping are applicable.

embodiment

An einem Ausfü^hungsbeispiel und dazugehöriger Prinzipzeichnung soll die erfindungsgemäße Lösung sowie ihre vorteilhafte Funk-The solution according to the invention and its advantageous radio communication

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- 4 - P 864- 4 - P 864

tion näher erläutert werden. Der Isolator ist in Fig. 1, sein Schnitt A - A in Pig. 2 dargestellt.tion will be explained in more detail. The insulator is in Fig. 1, its section A - A in Pig. 2 shown.

Die Armaturen 1 sind dem Strunk 2 angepaßt, der als Querschnitt ein gleichseitiges Dreieck hat. Der Strunk 2 besteht aus Hochspannungsporzellan. Die S_ehirme 3 bestehen aus elastischem kriechstrombeständigen Kunststoff und sind auf den Strunk aufgeklebt. Dabei dienen die Wülste 4 zur Fixierung« Der Isolator ist so angebracht, daß die Richtung der Biegekraft F mit der Richtung einer Ecke des Querschnittprofils übereinstimmt. Fig. 3 zeigt die Spannungsverteilung über den in Fig. 4 dargestellten Querschnitt, Bei Einwirkung der Biegemomente IL ist die Biegezugspannung υ , nur halb so groß wie die Biegetruckspannung 6"_bd» Die Biegezugspannung beträgt nur 64 % derjenigen, die man erhalten würde, wenn ein flächengleicher Kreisquerschnitt eingesetzt werden würde und 76 % derjenigen, die man erhalten würde_s wenn ein flächen- gleieher quadratischer Querschnitt eingesetzt werden würde. Dieser positive Effekt entsteht, wenn die vorgegebene BeIastungsrichtung eingehalten wird* Die Biegezugspannung ist geringer als die des flächengleichen Kreisquerschnitts ₉ wenn die tatsächliche Belastungsrichtung weniger als 20 von der Yorzugsrichtung abweicht. Im absolut ungüstigsteP. Fall, das ist eine Abweichung von der Yorzugsrichtung um 60 , ist die Biegezugspannung um 29 % großer als die des flächengleiehen Kreisquerschnitts. Die Festigkeitserhohung in der bevorzugten Richtung ist damit größer als die Festigkeitserniedrigung in der benachteiligten Richtung. Der Isolator ist damit ausgezeichnet geeignet zur Aufnahme einer hohen Biegebelastung aus einer definierten Richtung, wie das bspw. beim statischen Seilzug der Fall ist. Er kann aber noch relativ gut Biegebelastungen aus beliebigen Richtungen übertragen_s z. B. kurzzeitige und wechselnde Windebelastung.The fittings 1 are adapted to the Strunk 2, which has an equilateral triangle as a cross section. The Strunk 2 consists of high voltage porcelain. The S _e hirme 3 are made of elastic kriechstrombeständigen plastic and are glued to the brew. The beads 4 are used for fixing. The insulator is mounted so that the direction of the bending force F coincides with the direction of a corner of the cross-sectional profile. When the bending moments IL are applied, the bending tensile stress υ is only half as large as the bending recovery stress 6 " _bd. " The bending tensile stress is only 64 % of that which would be obtained if an area equivalent circle cross-section would be used and 76% of those which would be obtained _s when area-moving more square cross-section would be used, this positive effect when the predetermined BeIastungsrichtung is adhered * the bending tensile stress is lower than that of coextensive circular cross-section is created, ₉ when. In the worst case, that is, a deviation from the direction of pull by 60, the bending tension is 29 % greater than that of the surface-circle circular section the festi decrease in the disadvantaged direction. The insulator is thus excellently suitable for absorbing a high bending load from a defined direction, as is the case, for example, with the static cable pull. But he can still transfer relatively good bending loads from any direction _s z. B. short-term and changing wind load.

Claims

Erfindungaanspruch

Insulator 1 consisting of a rod-shaped insulating body reinforced on both sides, characterized in that the strunk cross-section has the shape of an isosceles, preferably equilateral triangle whose corners can be rounded, where "by bending load a triangle side, in the pall of the isosceles Triangle is the shorter, in the zone of maximum bending tension, the opposite corner is in the zone of maximum bending compressive stress.

2 «high-voltage insulator according to point I ₉ , dadureh that the screens are attached later, preferably made of creep resistant high-flexible plastic.

3 «High voltage insulator after. Point 1, characterized in that 'the triangular Strunkquerschnitt the insulating body at the armored ends in a circular or approximately circular cross-section passes.

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