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Die Erfindung bezieht sich auf eine Durchführungsisolationseinrichtung mit einem Isolierkörper und einem den Isolierkörper durchsetzenden Phasenleiter.
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Eine derartige Durchführungsisolationseinrichtung ist beispielsweise aus der internationalen Veröffentlichung
WO 2014/032943 A1 bekannt. Dort ist eine gasisolierte Schaltanlage beschrieben, welche zur Anbindung von Kabeln an dieselbe einen Isolierkörper aufweist. Der Isolierkörper ist von einem Phasenleiter durchsetzt, sodass der Phasenleiter eine Wandung der gasisolierten Schaltanlage elektrisch isoliert passieren kann. Die Wandungen der bekannten gasisolierten Schaltanlage sind mit Erdpotential beaufschlagt, wobei der Isolierkörper die Wandung durchsetzt. Aufgrund der unterschiedlichen Potentiale bzw. elektrischen Leitfähigkeiten der Wandung bzw. des Isolierkörpers stellt die Durchführungsisolationseinrichtung eine Unstetigkeitsstelle dar. Derartige Unstetigkeitsstellen können zu dielektrischen Überbelastungen des Isolierkörpers führen, so dass dieser geschädigt werden kann. Durch eine derartige Schädigung des Isolierkörpers kann dessen Isolationsvermögen gemindert werden, wodurch die Funktionsfähigkeit der Durchführungsisolationseinrichtung beeinträchtigt werden kann. Entsprechend sind Isolierkörper regelmäßig zu prüfen, zu warten und gegebenenfalls auszutauschen. Dies führt zu einem erhöhten Wartungsaufwand, welcher vermieden werden soll.
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Damit ergibt sich als Aufgabe der Erfindung eine Durchführungsisolationseinrichtung anzugeben, welche eines reduzierten Wartungsaufwandes bedarf.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe beider Durchführungsisolationseinrichtungen der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass eine Oberfläche des Isolierkörpers einen elektrisch leitfähigen Abschnitt zur Feldsteuerung aufweist.
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Die Nutzung eines elektrisch leitfähigen Abschnittes ermöglicht es, elektrische Felder zu beeinflussen. Mittels eines elektrisch leitfähigen Abschnittes ist so eine Schirmelektrode gebildet, welche bevorzugt eine feldfreie bzw. feldstärkehomogenisierte Zone schafft. Durch eine Anordnung eines elektrisch leitfähigen Abschnittes an bzw. in einer Oberfläche des Isolierkörpers, kann die mechanische Tragfähigkeit des Isolierkörpers genutzt werden, um eine Feldsteuerelektrode auszubilden bzw. dieselbe zu positionieren. Insbesondere können Abschnitte des Isolierkörpers innerhalb eines Feldschattens des elektrisch leitfähigen Abschnittes liegen, so dass Feldstärkebelastungen des elektrisch isolierenden Materials des Isolierkörpers zumindest reduziert sind. Der Isolierkörper kann beispielsweise einem Queren eines Phasenleiters durch eine Wandung dienen, wobei die Wandung beispielsweise eine Wandung eines Kapselungsgehäuses ist. Die Wandung des Kapselungsgehäuses kann bevorzugt elektrisch leitfähig ausgeführt sein. Eine elektrisch leitfähige Wandung sollte bevorzugt Erdpotential führen. Die elektrisch leitfähige Wandung kann beispielsweise eine metallische Wandung sein. Der Isolierkörper kann beispielsweise nach Art eines Rotationssymmetrischen Körpers gebildet sein, wobei der Isolierkörper zumindest teilweise bevorzugt eine konische, insbesondere außenkonische Formgebung aufweist. Ein Außenkonus kann beispielsweise in eine Öffnung der zu querenden Wandung ragen.
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Der elektrisch leitfähige Abschnitt sollte den Phasenleiter zumindest abschnittsweise radial überdecken. Bevorzugt kann sich eine homogene, insbesondere radial homogene Feldverteilung bei einer Spannungsbeaufschlagung des Phasenverteilers im Bereich des Isolierkörpers einstellen. Der elektrisch leitfähige Abschnitt kann dabei selbsttragend ausgebildet sein, so dass dieser beispielsweise in Form einer Schale oder Hülse auf den Isolierkörper aufgesetzt wird. Dabei sollte ein Spalt zwischen Isolierkörper und elektrisch leitfähigem Abschnitt möglichst schmal sein, so dass ein möglichst einschluss- bzw. hohlraumfreier Übergang zwischen dem elektrisch leitfähigen Abschnitt und dem Isolierkörper gegeben ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass der elektrisch leitfähige Abschnitt nicht selbsttragend ausgestaltet ist und seine Formgebung durch die Oberfläche des Isolierkörpers bestimmt wird, von welcher er getragen ist. Somit ist es möglich, vergleichsweise dünnwandige elektrisch leitfähige Abschnitte an der Oberfläche des Isolierkörpers zu positionieren, wobei dieser dünnwandige Belag bevorzugt Erdpotential führt. Dadurch ist unabhängig von der Ausführung bzw. der Wandstärke des elektrisch leitfähigen Abschnitts eine Feldbeeinflussung eines elektrischen Feldes ermöglicht.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der elektrisch leitfähige Abschnitt ein Oberflächenbelag des Isolierkörpers ist.
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Eine Verwendung eines Oberflächenbelages zur Ausbildung des elektrisch leitfähigen Abschnittes ermöglicht es, den Isolierkörper je nach Bedarf mit verschiedenartig geformten bzw. aus verschiedenen Materialien gefertigten Oberflächenbelägen auszustatten. So ist es beispielsweise möglich, je nach zu erwarteten elektrischen Feldstärken bzw. erwarteten Feldstärkespitzen bestimmte Regionen stärker bzw. schwächer geschirmt auszugestalten. Je nach erwarteten Feldstärken können entsprechend verschiedenartig geformte Oberflächenbeläge zum Einsatz kommen. Ein Oberflächenbelag kann als diskretes Element ausgebildet sein, d.h. der elektrisch leitfähige Abschnitt wird als winkelstarrer Formkörper auf den Isolierkörper nachträglich aufgebracht. Es kann jedoch auch vorgeseehn sein, dass ein derartiger elektrisch leitfähiger Abschnitt beispielsweise als Schalung für einen zu gießenden Isolierkörper dient. Dadurch kann ein einschlussarmer Verbund zwischen elektrisch leitfähigem Abschnitt und Isolierkörper realisiert werden.
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Darüber hinaus können auch weitere Beschichtungsverfahren Verwendung finden, welche zu fremdstabilisierten (insbesondere durch den Isolierkörper) elektrisch leitfähigen Abschnitten führen. Es können beispielsweise galvanische Verfahren zum Einsatz gebracht werden, um insbesondere elektrisch leitfähige Abschnitte als Oberflächenbelag aufzubringen, welche ihrerseits nicht winkelstarr selbsttragend ausgeführt sind. Neben einem dielektrischen Beeinflussen von Feldern, kann ein Oberflächenbelag auch einem Schutz des Isolierkörpers dienen. Beispielsweise kann der Isolierkörper vor Feuchtigkeit, Strahlung, mechanischen Einflüssen usw. geschützt werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der elektrisch leitfähige Abschnitt an der zu querenden Wandung anliegt.
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Eine Durchführungsisolationseinrichtung ist dazu vorgesehen, einen Phasenleiter elektrisch isoliert durch eine zu querende Wandung verlaufen zu lassen. Der Isolierkörper bildet dabei eine elektrisch isolierende Barriere, welche den elektrischen Phasenleiter elektrisch isoliert. Die Durchführungsisolationseinrichtung kann derart eingerichtet sein, dass die zu querende Wandung ihrerseits keine Störgrößen auf den Phasenleiter einwirken lassen kann sowie andererseits der Phasenleiter bevorzugt keine Beeinflussung der zu querenden Wandung vornimmt. Durch eine Verwendung des elektrisch leitfähigen Abschnitts und eine Anlage desselben an der zu querenden Wandung besteht die Möglichkeit eines Verbundes von elektrisch leitfähigem Abschnitt und Wandung, wodurch beispielsweise bevorzugt auch eine elektrische Kontaktierung geschehen kann. Insbesondere bei einem Anliegen des elektrisch leitfähigen Abschnitts an der zu querenden Wandung kann sich der elektrisch leitfähige Abschnitt bis in einen Fügespalt zwischen Isolierkörper und Wandung hinein erstrecken, wodurch auch dieser Fügespalt insbesondere dessen Randzonen durch den elektrisch leitfähigen Abschnitt gesteuert und beeinflusst werden kann. Insbesondere bei einer elektrisch leitfähig ausgestalteten zu querenden Wandung kann so in einem Zusammenwirken der Wandung sowie des elektrisch leitfähigen Abschnittes eine gemeinsame resultierende Feldbeeinflussung durch die elektrisch leitende Wandung bzw. den elektrisch leitfähigen Abschnitt erfolgen. Insbesondere kann der elektrisch leitfähige Abschnitt mit der zu querenden Wandung elektrisch kontaktiert sein, so dass ein elektrisches Potential zwischen Wandung sowie elektrisch leitfähigem Abschnitt der Durchführungsisolationseinrichtung übertragen werden kann. So kann einem Auftreten von Streuströmen zwischen elektrisch leitfähigem Abschnitt und zu querender Wandung entgegengewirkt werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass Befestigungsmittel des Durchführungsisolators mit dem elektrisch leitfähigen Abschnitt kontaktiert sind und ein elektrisches Potential übertragen.
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Bevorzugt kann zwischen der Durchführungsisolationseinrichtung und der zu querenden/zu passierenden Wandung ein winkelstarrer Verbund hergestellt werden, so dass der Phasenleiter in definierter Form den Isolierkörper passiert und in definierter Weise auch relativ zur zu querenden Wandung festgelegt ist. Durch Befestigungsmittel kann die Durchführungsisolationseinrichtung mit der Wandung winkelstarr verbunden werden. Als Befestigungsmittel eignet sich beispielsweise ein Spannelement, wie ein Bolzen, beispielsweise elektrisch leitend, beispielsweise aus einem Metall. Das Spannelement verspannt dabei die Durchführungsisolationseinrichtung mit der Wandung. Dazu liegt ein Verspannelement sowohl an der Durchführungsisolationseinrichtung, als auch an der zu passierenden Wandung an, um Kräfte zwischen denselben übertragen zu können. Nutzt man nunmehr diese zur Kraftübertragung vorgesehenen Anlagepunkte auch als elektrische Kontakte, so ist es in einfacher Weise möglich, eine elektrische Kontaktierung zwischen einem elektrisch leitfähigen Abschnitt des Isolierkörpers sowie der zu querenden Wandung herzustellen. Beispielsweise kann die zu querende Wandung zumindest abschnittsweise elektrisch leitfähig ausgebildet sein, es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Wandung beispielsweise eine vollständig elektrisch leitende Wandung wie zum Beispiel eine metallisch leitende Wandung ist. Das elektrische Potential kann von dem elektrisch leitfähigen Abschnitt über ein Befestigungsmittel auf die Wandung übergehen. Beispielsweise kann der elektrisch leitfähige Abschnitt über ein Befestigungsmittel gegen die zu querende Wandung gepresst werden, so dass eine elektrische Kontaktierung der Wandung sowie des elektrisch leitfähigen Abschnitts direkt und/oder über ein Befestigungsmittel realisiert sein kann.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der elektrisch leitfähige Abschnitt eine elektrisch leitende Beschichtung, insbesondere eine Lackschicht ist.
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Eine Ausgestaltung des elektrisch leitfähigen Abschnitts als elektrisch leitfähige Beschichtung ermöglicht es, die Formgebung des Isolierkörpers zu nutzen, um eine Feldsteuerelektrode auszuformen, wobei der elektrisch leitfähige Abschnitt nicht eigenstabil ausgebildet ist. Eine Beschichtung bildet einen elektrisch leitfähigen Belag auf der Oberfläche des Isolierkörpers. Eine Beschichtung ermöglicht es, materialarme elektrisch leitfähige Abschnitte auszubilden, wobei die Form des Isolierkörpers durch die Beschichtung nur im geringen Maße verändert wird. So ist es beispielsweise möglich, die elektrisch leitfähige Beschichtung auch in Fügespalte hineinragen zu lassen, ohne die vorgesehenen Passungen im Wesentlichen zu beeinflussen. Eine elektrisch leitfähige Beschichtung kann beispielsweise in Form einer galvanischen Beschichtung ausgebildet sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass ein Lack zum Einsatz kommt, welcher auf den Isolierkörper aufgetragen wird. Eine elektrisch leitfähige Lackschicht kann beispielsweise durch Verwendung eines elektrisch leitfähigen Lackes erzeugt werden. Der Lack kann beispielsweise elektrisch leitende Partikel, beispielsweise metallische Partikel, insbesondere auf Kupfer- oder Silberbasis, aufweisen. Eine derartige Lackschicht weist neben einer Beeinflussung von elektrischen Feldern den Vorteil auf, auch die Oberfläche des Isolierkörpers zu schützen. Ein lackierter Abschnitt des Isolierkörpers kann insbesondere chemischen Einflüssen, wie beispielsweise einwirkender Feuchtigkeit, Salzen, anderen Verschmutzungen usw. aber auch mechanischen Beeinflussungen widerstehen.
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Weiter kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Isolierkörper einen Flanschbund aufweist, welcher den elektrisch leitfähigen Abschnitt aufweist.
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Ein Flanschbund ist eine Schulter, welche zumindest einen Anlagepunkt aufweist, um den Isolierkörper der Durchführungsisolationseinrichtung an einem Traggestell zu positionieren. Als Traggestell kann die zu querende Wandung selbst dienen, wobei der Isolierkörper beispielsweise mittels Befestigungsmitteln mit der zu querenden Wandung verspannt wird. Der Flanschbund sollte bevorzugt in sich geschlossen umlaufend ausgeformt sein. Ein Umlauf kann beispielsweise derart erfolgen, dass der Phasenleiter von dem Flanschbund umgriffen ist. Beispielsweise kann der Flanschbund als Ringflansch (ggf. mit Unterbrechungen) ausgebildet sein, welcher an einer eine Öffnung in der Wandung begrenzenden Anlagefläche anliegt und gegen diese verspannt wird. Beispielsweise kann der Flanschbund einen Ringflansch aufweisen, welcher an einem korrespondierenden Ringflansch, welche eine Öffnung umgibt, durch welche der den Isolierkörper durchsetzende Phasenleiter hindurch ragt, anliegt. Beispielsweise kann der Flanschbund mit der zu querenden Wandung verschraubt sein. Nutzt man nunmehr den Flanschbund und stattet diesen mit einem elektrisch leitfähigen Abschnitt aus, so ist es in einfacher Weise möglich, einen Fügespalt zwischen Flanschbund und beispielsweise der zu querenden Wandung mittels des elektrisch leitfähigen Abschnitts zu schirmen. Beispielsweise kann der elektrisch leitfähige Abschnitt außenmantelseitig den Flanschbund streifenartig umgeben. Es kann auch vorgesehen sein, dass der elektrisch leitfähige Abschnitt sich ganz oder zumindest teilweise in Flanschflächen des Flanschbundes hinein erstreckt, so dass dort gegebenenfalls befindliche Befestigungsmittel und zwischen einem Befestigungsmittel und dem Isolierkörper sich ausbildende Fügespalte, dielektrisch geschirmt sind. Dadurch sind insbesondere entstehende Tripelpunkten zwischen gasförmigen Medien, elektrisch isolierenden Medien und leitenden Medien dielektrisch geschirmt.
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Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Befestigungsmittel über eine Druckplatte verfügt, die beispielsweise ringförmig ausgestaltet ist, so dass bei einem Verflanschen des Isolierkörpers über den Flanschbund Verspannkräfte über größere Flächen des Flanschbundes verteilt in diesen eingeleitet werden können. Damit sind punktuelle mechanische Überlastungen des Isolierkörpers, insbesondere am Flanschbund, verhindert. Es kann vorgesehen sein, dass der Flanschbund kreisringförmig den den Isolierkörper durchsetzenden Phasenleiter umgreift, wobei der Flanschbund zumindest an einer Seite in einen Außenkonus übergeht, so dass der Flanschbund einen Anschlag am Außenkonus ausbildet. Auf den Außenkonus aufgesetzte Elemente sind über den Anschlag an einem Weiterbewegen gehindert.
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Dabei kann weiterhin vorteilhaft vorgesehen, dass der Isolierkörper ein im Wesentlichen rotationsymmetrischer Isolierkörper ist, welcher einen banderolenförmigen elektrisch leitfähigen Abschnitt aufweist.
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Ein im Wesentlichen rotationssymmetrischer Isolierkörper ist bezüglich einer Rotations- beziehungsweise Symmetrieachse rotationssymmetrisch aufgebaut. Der Flanschbund kann dabei bevorzugt ringförmig ausgebildet sein und am Isolierkörper den durchmessergrößten Bereich darstellen. Somit ist es möglich, in axialer Richtung beiderseits des Flanschbundes durchmesserkleinere Abschnitte am Isolierkörper auszubilden, wobei der Isolierkörper bevorzugt in Richtung der Rotationsachse von dem Phasenleiter durchsetzt ist. Der Phasenleiter kann bevorzugt im Bereich des Isolierkörpers rotationssymmetrisch insbesondere im Wesentlichen kreiszylindrisch ausgestaltet ist. Der Phasenleiter sollte dabei in den Isolierkörper bevorzugt stirnseitig eintreten beziehungsweise stirnseitig aus dem Isolierkörper austreten. Nutzt man nunmehr den elektrisch leitfähigen Abschnitt und formt diesen banderolenartig aus, so umgreift der elektrisch isolierende Abschnitt den Isolierkörper sowie den darin angeordneten Phasenleiter. Dadurch wird das elektrische Feld um den Phasenleiter herum radial symmetrisch beeinflusst. Der elektrisch leitfähige Abschnitt sollte dabei zentrisch an dem Isolierkörper angeordnet sein, d.h. die Banderole des elektrisch leitfähigen Abschnitts ist zu den Stirnseiten des Isolierkörpers hin zwischen elektrisch isolierenden Oberflächenbereichen des Isolierkörpers angeordnet. So besteht die Möglichkeit, stirnseitig an dem Isolierkörper der Durchführungsisolationseinrichtung weitere Baugruppen anzusetzen und diese gegebenenfalls mit dem elektrisch leitfähigen Abschnitt in Kontakt zu bringen oder zu diesem beabstandet zu positionieren, wobei ein galvanischer Kontakt mit dem Isolierkörper auf elektrisch isolierenden Oberflächenbereichen des Isolierkörpers vorgesehen sein kann. Insbesondere sollte ein banderolenförmiger elektrisch leitfähiger Abschnitt einen Flanschbund in axialer Richtung vollständig überdeckt. Bevorzugt sollte der Flanschbund mantelseitig sowie beiderseits des Flanschbundes liegende Mantelflächenbereiche mit einem elektrisch leitfähigen Abschnitt ausgestattet sein. Der elektrisch leitfähige Abschnitt kann sich in eine Flanschfläche des Flanschbundes hinein erstrecken.
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Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der elektrisch leitende Abschnitt von einem Feldsteuerkörper endseitig umgriffen ist.
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Durch die Verwendung eines Feldsteuerkörpers ist die Möglichkeit gegeben, den elektrisch leitenden Abschnitt abzuschließen beziehungsweise dessen feldbeeinflussende Wirkung abzusteuern. Scharfkantige Abbrüche des elektrisch leitenden Abschnitts können durch den Feldsteuerkörper und einen mantelseitigen Umgriff durch denselben verhindert werden. Insbesondere kann der Feldsteuerkörper in Kontakt mit dem elektrisch leitfähigen Abschnitt stehen, so dass eine Potentialübertragung zwischen elektrisch leitfähigem Abschnittt und Feldsteuerkörper erfolgen kann. Ein Feldsteuerkörper kann beispielsweise buchsenförmig an/in einem Tragkörper, beispielsweise aus elektrisch isolierenden oder elektrisch leitendem Material angeordnet sein. Ein derartiger Feldsteuerkörper kann beispielsweise Teil eines so genannten Kabelsteckers sein, wobei der Kabelstecker insbesondere eine innenkonische Ausnehmung aufweist, welche formkomplementär zu einem Außenkonus des Isolierkörpers ausgeformt ist. Insbesondere kann zwischen einem Innenkonus des Feldsteuerkörpers und einem Außenkonus des Isolierkörpers eine Presspassung ausgebildet sein, so dass ein möglichst spaltfreier Verbund zwischen Feldsteuerkörper und elektrisch leitendem Abschnitt ermöglicht ist. Neben einem elektrischen Absteuern des elektrisch leitenden Abschnitts kann auch ein fluiddichter Abschluss des elektrisch leitfähigen Abschnitts vorgesehen sein, so dass beispielsweise eine Bruchkante des elektrisch leitfähigen Abschnitts gedichtet ist und vor äußeren Beeinflussungen mechanisch oder auch chemisch geschützt ist. Beispielsweise kann der elektrisch leitfähige Abschnitt mantelseitige Oberflächenbereiche eines Isolierkörpers überdecken, welche einem aggressiven Medium ausgesetzt sind. Ein aggressives Medium kann beispielsweise atmosphärische Luft beziehungsweise in atmosphärischer Luft gelöste Fremdstoffe sein. Durch einen fluiddichten Abschluss des elektrisch leitfähigen Abschnitts kann eine Unterwanderung und darauf gegebenenfalls folgende Ablösung des leitfähigen Abschnitts von dem Isolierkörper verhindert werden. Als Feldsteuerkörper kann auch eine Wandung dienen, durch welche die Durchführungsisolationseinrichtung einen Phasenleiter hindurch leitet. Insbesondere bei einer elektrisch leitfähigen Wandung kann eine Funktion als Feldsteuerkörper durch die Wandung selbst wahrgenommen werden. So ist es beispielsweise möglich, eine Bruchkante des elektrisch leitfähigen Abschnitts innerhalb der Wandung enden zu lassen, so dass eine Absteuerung des elektrischen Feldes ausgehend von dieser Bruchkante durch die Wandung selbst vorgenommen werden kann. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Wandung einen sich im Wesentlichen trichterförmig erweiternden Abschnitt aufweist, durch welchen Feldstärkespitzen, welche an der Bruchkante des elektrisch leitfähigen Abschnitts entstehen könnten abgebaut werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass ein elektrisches Potential über den Feldsteuerkörper auf den elektrisch leitenden Abschnitt aufgebracht wird.
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Der Feldsteuerkörper kann ein definiertes elektrisches Potential aufweisen. So ist es beispielsweise möglich, den Feldsteuerkörper mit Erdpotential zu beaufschlagen. Nutzt man nunmehr den Feldsteuerkörper um den elektrisch leitfähigen Abschnitt zu kontaktieren, so weisen in einfacher Weise der Feldsteuerkörper und der elektrisch leitfähige Abschnitt das gleiche elektrische Potential auf. Somit besteht die Möglichkeit zum einen über den Feldsteuerkörper eine Bruchkante des elektrisch leitfähigen Abschnitts abzusteuern und andererseits eine Potentialübertragung auf den elektrisch leitfähigen Abschnitt vorzusehen. Insbesondere bei einer kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung zwischen Feldsteuerkörper und elektrisch leitfähigem Abschnitt kann eine mechanische Verbindung zwischen Feldsteuerkörper und dem elektrisch leitfähigen Abschnitt beziehungsweise dem Isolierkörper der Durchführungsisolationseinrichtung hergestellt werden. Weiter kann auch eine elektrische Kontaktierung erzielt werden. Als vorteilhaft haben sich beispielsweise Schraubverbindungen zwischen einem Feldsteuerkörper und einem elektrisch leitfähigen Abschnitt erwiesen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass eine kraftschlüssige Presspassungen zwischen Feldsteuerkörper und elektrisch leitfähigem Abschnitt zum Einsatz gelangt.
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend näher beschrieben.
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Dabei zeigt die
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Figur einen Schnitt durch eine Durchführungsisolationseinrichtung.
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Die Durchführungsisolationseinrichtung weist einen Isolierkörper 1 auf. Der Isolierkörper 1 ist ein rotationssymmetrischer Isolierkörper 1, welcher zu einer Rotationsachse 2 rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Innenliegend weist die Durchführungsisolationseinrichtung einen Phasenleiter 3 auf. Der Phasenleiter 3 ist bevorzugt rotationssymmetrisch, insbesondere kreiszylindrisch, ausgeformt und koaxial zur Rotationsachse 2 angeordnet. Der Phasenleiter 3 durchsetzt den Isolierkörper 1 längs der Rotationsachse 2, wobei der Phasenleiter 3 stirnseitig in den Isolierkörper 1 ein beziehungsweise stirnseitig aus dem Isolierkörper 1 heraus tritt. Der Phasenleiter 3 kann dabei ein- oder mehrteilig ausgeführt sein, insbesondere kann der Phasenleiter 3 im Bereich seines Ein- beziehungsweise Austritts am Isolierkörper 1 mit Schnittstellen ausgestattet sein, die beispielsweise buchsenförmig, steckerförmig, als Lötfahne, Schraubanschluss usw. ausgeführt sind, um den Phasenleiter 3 mit weiteren Phasenleiterabschnitten zu verbinden. In einem zentrischen Bereich zwischen den Stirnseiten des Isolierkörpers 1 weist der Isolierkörper 1 einen Flanschbund 4 auf. Der Flanschbund 4 ist vorliegend im Wesentlichen kreisringförmig mit einer zylindrischen Kontur ausgeformt, so dass der Flanschbund 4 außenmantelseitig von einer Mantelfläche begrenzt ist. Der Flanschbund 4 definiert den größten Querschnitt am Isolierkörper 1. Auf der einen Seite der Mantelfläche des Flanschbundes 4 ist eine erste Flanschfläche 5a des Flanschverbundes 4a einer Wandung 6 zugewandt. Die erste Flanschfläche 5a weist eine im Wesentlichen kreisringförmige Kontur auf. Auf der von der ersten Flanschfläche 5a abgewandten anderen Seite des Flanschbundes 4 ist eine zweite Flanschfläche 5b des Flanschbundes 4 angeordnet. Die zweite Flanschfläche 5b weist im Wesentlichen die gleiche Formgebung wie die erste Flanschfläche 5a auf, wobei die beiden Flanschflächen 5a, 5b parallel und koaxial zueinander ausgerichtet sind. Zwischen den Flanschflächen 5a, 5b ist am äußeren Umfang des Flanschbundes 4 die Mantelfläche angeordnet. Die beiden Flanschfläche 5a, 5b sind lotrecht zu der Rotationsachse 2 und koaxial zu dieser ausgerichtet. Die erste Flanschfläche 5a geht an ihrem Innendurchmesser in einen ersten konischen Abschnitt 7a des Isolierkörpers 1 über. Die zweite Flanschfläche 5b geht innenmantelseitig in einen zweiten konischen Abschnitt 7b des Isolierkörpers 1 über. Sowohl der erste als auch der zweite konische Abschnitt 7a, 7b sind als Außenkonus ausgeformt, wobei die beiden konischen Abschnitte 7a, 7b koaxial zur Rotationsachse 2 angeordnet sind.
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Die Außenmantelfläche sowie die erste Flanschfläche 5a und die zweite Flanschfläche 5b des Flanschbunds 4 sind mit einem elektrisch leitfähigen Abschnitt 8 ausgestattet. Vorliegend ist dies in Form einer Lackierung mittels eines elektrisch leitfähigen Lackes vorgenommen. Weiterhin erstreckt sich der elektrisch leitfähige Abschnitt 8 auch noch teilweise bis in den ersten sowie den zweiten konischen Abschnitt 7a, 7b hinein, wobei der elektrisch leitfähige Abschnitt 8 sich nicht über die gesamte axiale Erstreckung der konischen Abschnitte 7a, 7b ausdehnt. So ist eine banderolenartige Ausgestaltung eines elektrisch leitfähigen Abschnitts 8 vorgesehen.
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Der erste konische Abschnitt 7a ragt in eine Öffnung der Wandung 6 hinein und durchsetzt die Wandung 6 vollständig. Der Flanschbund 4 ist gegen die Wandung 6 gepresst, wobei im Fügespalt zwischen Flanschbund 4 sowie Wandung 6 auch Teile des elektrisch leitfähigen Abschnittes 8 angeordnet sind. Im Bereich der ersten Flanschfläche 5a ist in der Wandung 6 eine die Rotationsachse 2 geschlossen umlaufende Nut 9 angeordnet. In der Nut 9 ist ein Dichtelement angeordnet, mittels welchem ein dichtender Verbund zwischen dem Flanschbund 4 unter Zwischenlage des elektrisch leitfähigen Abschnitts 8 gegeben ist. Aufgrund des verwendeten Dichtelements mit elastischen Eigenschaften sind die zwischen der Wandung 6 sowie dem Isolierkörper 1 auftretenden Kräfte gleichmäßig verteilt. Weiter kann über das Dichtelement beziehungsweise die Anlage des elektrisch leitfähigen Abschnittes 8 an der Wandung 6 eine Potentialübertragung zwischen Wandung 6 und elektrisch leitfähigem Abschnitt 8 erfolgen. Das in der Nut 9 der Wandung 6 eingelegte Dichtelement, beispielsweise ein O-Ring aus elastomerem Material schließt den elektrisch leitfähigen Abschnitt 8 fluiddicht ab, so dass am ersten konischen Abschnitt 7a befindliche Bereiche, welche frei von einer Überdeckung mit dem elektrisch leitfähigen Abschnitt 8 sind, vor dem Eindringen von Fremdstoffen geschützt sind. Die Wandung 6 ist beispielsweise eine Wandung 6 eines Druckbehälters, welcher auf seiner von dem Flanschbund 4 des Isolierkörpers 1 abgewandten Seite ein elektrisch isolierendes Gas aufweist, welches von der Umgebung hermetisch abgeschlossen ist und gegebenenfalls unter Überdruck steht. Die Erstreckung des elektrisch leitfähigen Abschnitts 8 auf dem ersten konischen Abschnitt 7a ist dabei derart gewählt, dass eine Abrisskante des elektrisch leitfähigen Abschnitts 8 im montierten Zustand der Durchführungsisolationseinrichtung im Bereich der Wandung 6 liegt. Somit kann die Wandung 6 die Abrisskante des elektrisch leitfähigen Abschnitts 8 dielektrisch schirmen. Die Wandung 6 dient als Feldsteuerkörper. Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Öffnung in der Wandung 6, in welche der Isolierkörper 1 mit seinem ersten konischen Abschnitt 7a hineinragt, auf einer von dem Flanschbund 4 abgewandten Seite eine trichterartige Erweiterung erfährt, so dass die Abrisskante des elektrisch leitfähigen Abschnitts 8a durch die Wandung 6 abgesteuert wird. Die Wandung 6 wirkt so als Feldsteuerkörper, welcher den elektrisch leitfähigen Abschnitt 8 umgreift. Im vorliegenden Falle ist die Wandung 6 aus elektrisch leitfähigem Material gebildet, wobei die Wandung 6 Erdpotential führt. Durch die Anlage des Flanschbundes 4 an der Wandung 6 kann eine elektrische Kontaktierung des elektrisch leitfähigen Abschnitts 8 durch direkte Anlage an der Wandung 6 erfolgen. Um die elektrische Kontaktierung zwischen Wandung 6 und elektrisch leitfähigem Abschnitt 8 zu verbessern, ist vorgesehen, auf der zweiten Flanschfläche 5b unter Zwischenlage des elektrisch leitfähigen Abschnitts 8 eine Druckplatte 10 anzuordnen. Die Druckplatte 10 weist dabei eine ringförmige Struktur auf, wobei die Druckplatte 10 aus elektrisch leitfähigem Material gebildet ist. Die Druckplatte 10 weist mehrere Ausnehmungen auf, welche fluchtend zu Ausnehmungen 11 angeordnet sind, welche den Flanschbund 4 in Richtung der Rotationsachse 2 durchsetzen. Die Ausnehmungen 11 des Flanschbunds 4 sind dabei von Bolzen 12 durchsetzt, so dass eine Verschraubung der Bolzen 12 unter Zwischenlage der Druckplatte 10 sowie des Flanschbundes 4 mit der Wandung 6 erfolgen kann. In der Wandung 6 sind dazu entsprechende Gewindebohrungen angeordnet, in welche die Bolzen 12 hineinragen und verspannt sind. Über die Bolzen 12, welche bis in die Wandung 6 hineinragen, ist zusätzlich eine elektrische Kontaktierung der Wandung 6 (über die Bolzen 12 und die Druckplatte 10) mit dem elektrisch leitfähigen Abschnitt 8 ermöglicht. Um gegebenenfalls Feldstärkebeeinflussungen durch die Bolzen 12 auszuschließen, kann vorgesehen sein, dass die Ausnehmungen 11 ebenfalls von dem elektrisch leitfähigen Abschnitt 8 durchsetzt und ausgekleidet sind, so dass eine Homogenisierung auch im Bereich der Ausnehmungen 11 und dort gegebenenfalls angeordneten Bolzen 12 gewährleistet ist.
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Am zweiten konischen Abschnitt 7b ist ein weiterer Feldsteuerkörper 13 angeordnet. Der weitere Feldsteuerkörper 13 ist an einer Innenkonusfläche eines elektrisch isolierenden Formkörpers 14 angeordnet. Aufgrund einer formkomplementären Ausgestaltung des elektrisch isolierenden Formkörpers 14 sowie des im Innenkonus angeordneten weiteren Feldsteuerkörpers 13 kommt es zu einer Überlappung des elektrisch leitfähigen Abschnitts 8 sowie des weiteren Feldsteuerkörpers 13. Der elektrisch leitfähige Abschnitt 8 sowie der weitere Feldsteuerkörper 13 sind miteinander elektrisch kontaktiert, so dass der weitere Feldsteuerkörper 13 und der elektrisch leitfähige Abschnitt 8 das gleiche elektrische Potential, hier Erdpotential, führen. Neben einem elektrisch kontaktierten Abschluss der Abrisskante des elektrisch leitfähigen Abschnitts 8 am zweiten konischen Abschnitt 7b ist auch ein fluiddichter Abschluss über den elektrisch isolierenden Formkörper 14 möglich, so dass die Bereiche am zweiten konischen Abschnitt 7b, welche nicht von einem elektrisch leitfähigen Abschnitt mantelseitig überdeckt sind, durch den elektrisch isolierenden Formkörper 14 geschützt sind.
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Über den elektrisch isolierenden Formkörper 14 ist es möglich, den Phasenleiter 3 über weitere Phasenleiterabschnitte, beispielsweise in Form eines im elektrisch isolierenden Formkörper 14 mündenden Kabels, fortzuführen. Der elektrisch isolierende Formkörper 14 kann dazu entsprechende Baugruppen aufweisen.
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Um die Schirmwirkung des elektrisch leitfähigen Abschnitts 8 zu optimieren, kann im Inneren des Isolierkörpers 1 eine ringförmige Schirmelektrode 15 angeordnet sein. Die ringförmige Schirmelektrode umgreift den Phasenleiter 3 und ist von dem Phasenleiter 3 durchsetzt. Um die Stirnseiten der ringförmigen Schirmelektrode 15 abzusteuern, ist die ringförmige Schirmelektrode 15 stirnseitig radial erweitert (trichterförmig) ausgebildet. Zur Potentialbeaufschlagung der ringförmigen Schirmelektrode 15 ist ein elektrisch leitfähiges Material in radialer Richtung durch den Flanschbund 4 hindurch zu einer Kontaktierungsbuchse 16 geführt. Die Kontaktierungsbuchse 16 ermöglicht es beispielsweise Erdpotential auf die ringförmige Schirmelektrode 15 aufzubringen. Dadurch ist die ringförmige Schirmelektrode 15 im Zusammenspiel mit dem elektrisch leitfähigen Abschnitt in der Lage, eine verbesserte Feldbeeinflussung innerhalb des Isolierkörpers 1 zu erzielen. Dabei ist in axialer Richtung der elektrisch leitfähige Abschnitt 8 weiter ausgedehnt als die ringförmige Schirmelektrode 15, wodurch die Stirnseiten der ringförmigen Schirmelektrode 15 jeweils von den Abrisskanten des elektrisch leitfähigen Abschnitts 8 überlappt sind. In einer Projektion lotrecht zur Rotationsachse, wie beispielsweise in der Figur gezeigt, überragt der elektrisch leitfähige Abschnitt 8 in axialer Richtung der Rotationsachse 2 die ringförmige Schirmelektrode 15 vollständig. Weiter kann vorgesehen sein, dass über die Kontaktierungsbuchse 16 eine Potentialbeaufschlagung des elektrisch leitfähigen Abschnittes 8 erfolgt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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