DE102017217163B4 - Electrical equipment and manufacturing process for electrical equipment - Google Patents
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Abstract
Elektrisches Betriebsmittel (1), aufweisend- ein Rohr oder einen Stab (2),- ein Gehäuse (3), dass das Rohr oder den Stab (2) zur elektrischen Isolierung ummantelt, wobei an den jeweiligen Enden des Rohres oder des Stabes (1) jeweils ein Endbereich frei vom Gehäuse (3) ausgebildet ist,- zwei Endarmaturen (5,7), die jeweils an den Endbereichen auf dem Rohr oder dem Stab (2) festgelegt sind,wobei die Endarmaturen (5,7) jeweils einen Vorsprung (9,10) zur Lichtbogenleitung aufweisen, undwobei bei senkrechter Ausrichtung des Betriebsmittels (1) der Vorsprung (10) der unteren Endarmatur (7) einen dem Gehäuse (3) zugewandten Teil mit einem der in Richtung der Erdoberfläche tiefsten Punkt (12) aufweist,dadurch gekennzeichnet, dassder tiefste Punkt (12) zwischen dem Gehäuse (3) und dem äußersten Ende des Vorsprungs (13) derart angeordnet ist, dass Flüssigkeiten vom Kontaktbereich zwischen Endarmatur (7) und Gehäuse (3) wegfließen können.Electrical equipment (1), comprising - a tube or a rod (2), - a housing (3) that encases the tube or the rod (2) for electrical insulation, with the respective ends of the tube or the rod (1 ) one end area each is formed free from the housing (3),- two end fittings (5,7) which are each fixed to the end areas on the tube or the rod (2), the end fittings (5,7) each having a projection (9,10) to the arc line, and with the equipment (1) being aligned vertically, the projection (10) of the lower end fitting (7) has a part facing the housing (3) with one of the lowest points (12) in the direction of the earth's surface , characterized in that the lowest point (12) between the housing (3) and the extreme end of the projection (13) is arranged in such a way that liquids can flow away from the contact area between the end fitting (7) and the housing (3).
Description
Elektrisches Betriebsmittel und Herstellungsverfahren für ein elektrisches BetriebsmittelElectrical equipment and manufacturing process for electrical equipment
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Betriebsmittel nach Anspruch 1 und ein Herstellungsverfahren für ein elektrisches Betriebsmittel nach Anspruch 8.The invention relates to electrical equipment according to claim 1 and a manufacturing method for electrical equipment according to claim 8.
Bei elektrischen Betriebsmitteln wie z.B. Langstabisolatoren oder Überspannungsableitern werden häufig Verbundgehäuse aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise Silikon, auf GFK-Rohre oder Stäbe aufgebracht. Es werden ganz oder teilweise Beschirmungen in den Verbundgehäusen vorgesehen, um einen Kriechweg an der Oberfläche zu verlängern.In the case of electrical equipment such as long-rod insulators or surge arresters, composite housings made of an electrically insulating material, such as silicone, are often attached to GRP pipes or rods. Shields are provided in whole or in part in the composite housings to increase surface creepage.
Bekannt ist dabei aus der Produktbroschure „Silikon-Langstabisolatoren 3FL für Mittel- und Hochspannungsfreileitungen“, Bestell-Nr. E50001-G630-A193, Siemens AG 2011, sowie der Broschüre „Compare the new Siemens 3FL insulators / Long rod insulators - design comparison“, Order No. E50001-E630-A235-X-4A00, Siemens AG 2013, ein Langstabisolator des Typs 3FL. Dieser Langstabisolator weist einen sprödbruchresistenten „electrical and corrosion-resistant glass“ - Glasfaserverstärkten Kunststoffstab (ECR GFK Stab) auf, auf den an jedem Ende eine Endarmatur aus feuerverzinktem Stahl (geschmiedet oder gegossen) aufgepresst ist. Das Aufpressen erfolgt in üblicher Weise durch Krimpen. Das Gehäuse mitsamt Beschirmung wird in mehreren Schritten aufgespritzt, indem mehrfach nacheinander eine entsprechende Form auf den Stab mit Endarmaturen aufgesetzt wird. Es wird ein Hochtemperatur-vernetzendes Silikon (HTV-Silikon) für das Gehäuse verwendet.It is known from the product brochure "3FL silicone long-rod insulators for medium and high-voltage overhead lines", order no. E50001-G630-A193, Siemens AG 2011, and the brochure "Compare the new Siemens 3FL insulators / Long rod insulators - design comparison", Order No. E50001-E630-A235-X-4A00, Siemens AG 2013, a 3FL type long rod insulator. This long-rod insulator has a brittle fracture-resistant "electrical and corrosion-resistant glass" - glass fiber reinforced plastic rod (ECR GRP rod), onto which an end fitting made of hot-dip galvanized steel (forged or cast) is pressed at each end. The pressing is done in the usual way by crimping. The housing together with the shielding is sprayed on in several steps by placing a corresponding mold on the rod with end fittings several times in succession. A high-temperature cross-linking silicone (HTV silicone) is used for the housing.
Ferner sind Langstabisolatoren aus den Produktbroschüren „Roduroflex Composite Suspension“ sowie „Company profile and product overview - The fascination of solutions“ von LAPP Insulators Holding GmbH, Wunsiedel, Germany, bekannt. Auf Seite 7 rechtes Bild der „Company profile ...“ Veröffentlichung ist die Bauweise eines LAPP Isolators gezeigt: Auf einem Stab aus „electrical and corrosion-resistant glass“ - Glasfaserverstärkten Kunststoff (ECR FRP) ist ein Silikongehäuse mit Schirmen zur Verlängerung des oberflächlichen Kriechweges aufgebracht. Es ist eine metallische Endarmatur vorgesehen, die einen Kontaktbereich zwischen Silikongehäuse, Stab und Endarmatur ausbildet. Die Endarmatur bildet in diesem Bereich einen ringförmig umlaufenden Vorsprung aus, der in Richtung des anderen Stabendes vorgewölbt ist. Dieser Vorsprung stellt sicher, dass bei Versagen des Isolators ein Lichtbogen zwischen den jeweils äußersten Enden des Vorsprungs der beiden Endarmaturen (nur eine ist dargestellt) entsteht.Long-rod insulators are also known from the product brochures "Roduroflex Composite Suspension" and "Company profile and product overview - The fascination of solutions" from LAPP Insulators Holding GmbH, Wunsiedel, Germany. The construction of a LAPP insulator is shown on
Aus der Druckschrift
Ausgehend von bekannten Herstellungsverfahren für elektrische Betriebsmittel stellt sich an die Erfindung die Aufgabe, ein elektrisches Betriebsmittel anzugeben, das eine vergleichsweise höhere Betriebsdauer ermöglicht.Based on known production methods for electrical equipment, the object of the invention is to specify an electrical equipment that enables a comparatively longer service life.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein elektrisches Betriebsmittel gemäß Anspruch 1.The invention solves this problem with electrical equipment according to claim 1.
Es ist bevorzugt, für das Rohr oder den Stab ein Material einzusetzen, das zumindest anteilig einen „electrical and corrosion-resistant glass“ - Glasfaserverstärkten Kunststoff (ECR GFK) aufweist.It is preferred to use a material for the tube or the rod that at least partially has an “electrical and corrosion-resistant glass”—glass fiber reinforced plastic (ECR GRP).
Bei bisherigen gattungsgemäßen Betriebsmitteln wird häufig der Vorsprung derart zur anderen Armatur vorgeneigt, dass sich bei vertikaler Ausrichtung des Betriebsmittels (die Endarmaturen sind lotrecht übereinander orientiert) an der unteren Endarmatur Regenwasser und Schnee in den Kontaktbereich zwischen Endarmatur und Gehäuse sammeln, denn dort ist der tiefste Punkt des Vorsprungs ausgebildet. Dies hat den Nachteil, dass Feuchtigkeit im Kontaktbereich eindringen kann. Der Kontaktbereich ist dort ausgebildet, wo das Gehäuse (i.d.R. aus Silikon), der Stab oder das Rohr mit der Endarmatur verbunden sind. Beispielsweise ist im Kontaktbereich ein zusätzliches Dichtmittel vorgesehen. Diese eindringende Feuchtigkeit verschlechtert die mechanischen und vor allem die elektrischen Isolationseigenschaften des Betriebsmittels und verringert auf diese Weise die Lebensdauer des Produkts.In the case of previous equipment of this type, the projection is often inclined towards the other fitting in such a way that when the equipment is oriented vertically (the end fittings are oriented vertically one above the other), rainwater and snow collect on the lower end fitting in the contact area between the end fitting and the housing, because that is where the deepest is Point of projection formed. This has the disadvantage that moisture can penetrate into the contact area. The contact area is formed where the housing (usually made of silicone), the rod or the tube is connected to the end fitting. For example, an additional sealant is provided in the contact area. This penetrating moisture degrades the mechanical and, above all, the electrical insulation properties of the equipment and thus reduces the service life of the product.
Insbesondere ist es bei dem erfindungsgemäßen Betriebsmittel vorteilhaft, dass der tiefste Punkt nicht im Kontaktbereich liegt und Feuchtigkeit wie etwas Tauwasser oder Regen vom Eindringen im Kontaktbereich abgehalten wird.In particular, it is advantageous with the equipment according to the invention that the lowest point is not in the contact area and moisture such as some condensation water or rain is prevented from penetrating the contact area.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemaßen Betriebsmittels sind die Endarmaturen auf die Endbereiche aufgeschoben und durch Krimpen festgelegt.In a preferred embodiment of the operating means according to the invention, the end fittings are pushed onto the end areas and fixed by crimping.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemaßen Betriebsmittels besteht das Gehäuse zumindest anteilig aus Silikon. Dies ist ein Vorteil, weil Silikon als elektrischer Isolator leicht zu verarbeiten und lange erprobt ist. Insbesondere ist es bevorzugt, ein Hochtemperatur-vernetzendes Silikon (HTV-Silikon) zu verwenden. Zur Auslösung der Vernetzung des Silikons kann das Betriebsmittel mit dem Gehäuse mit einer durch den Typ des HTV-Silikons vorbestimmten Temperatur und Dauer gehärtet werden.In a preferred embodiment of the equipment according to the invention, the housing consists at least partially of silicone. This is an advantage because silicone, as an electrical insulator, is easy to process and has been tried and tested for a long time. In particular it is preferred to use a high temperature crosslinking silicone (HTV silicone). To trigger crosslinking of the silicone, the equipment can be cured with the housing at a temperature and duration predetermined by the type of HTV silicone.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betriebsmittels weist das Gehäuse Schirme zur Kriechwegverlängerung auf.In a preferred embodiment of the equipment according to the invention, the housing has shields for extending the creepage distance.
Es ist der tiefste Punkt derart angeordnet, dass Flüssigkeiten vom Kontaktbereich zwischen Endarmatur und Gehäuse wegfließen können.The lowest point is arranged in such a way that liquids can flow away from the contact area between end fitting and body.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betriebsmittels ist der tiefste Punkt im Wesentlichen mittig zwischen dem Kontaktbereich zwischen Endarmatur und Gehäuse und dem äußersten Ende des Vorsprungs angeordnet.In a preferred embodiment of the operating means according to the invention, the lowest point is arranged essentially in the middle between the contact area between the end fitting and the housing and the outermost end of the projection.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betriebsmittels ist der tiefste Punkt mindestens 5mm vom Kontaktbereich zwischen Endarmatur und Gehäuse beabstandet.In a preferred embodiment of the operating means according to the invention, the deepest point is at least 5 mm away from the contact area between the end fitting and the housing.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betriebsmittels weist das elektrische Betriebsmittel einen Langstabisolator auf.In a preferred embodiment of the equipment according to the invention, the electrical equipment has a long-rod insulator.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemaßen Betriebsmittels weist das elektrische Betriebsmittel einen Hohlisolator auf.In a preferred embodiment of the equipment according to the invention, the electrical equipment has a hollow insulator.
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Betriebsmittels weist das elektrische Betriebsmittel einen Überspannungsableiter auf.In a preferred embodiment of the equipment according to the invention, the electrical equipment has a surge arrester.
Ferner stellt sich an die Erfindung die Aufgabe, ein Herstellungsverfahren für ein elektrisches Betriebsmittel anzugeben, mit dem ein Betriebsmittel mit einer vergleichsweise höheren Betriebsdauer herstellbar ist.Furthermore, the object of the invention is to specify a production method for electrical equipment with which equipment with a comparatively longer service life can be produced.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 9. Es ergeben sich sinngemäß die gleichen Vorteile wie eingangs für das erfindungsgemäße Betriebsmittel beschrieben.The invention solves this problem by a manufacturing method according to claim 9. The same advantages result as described above for the operating means according to the invention.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemaßen Herstellungsverfahrens erfolgt das Aufbringen des Gehäuses durch ein Spritzgussverfahren unter Verwendung einer Gussform. Dies ist ein Vorteil, weil auf diese Weise sehr einfach in den Schirme zur Verlängerung eines Kriechweges aufgebracht werden können. Dabei kann eine einzige Form eingesetzt werden, die zuerst an einer Seite des Stabes oder Rohres und anschließend an anderen Stellen angesetzt wird. Alternativ kann auch eine Form von größerer Länge verwendet werden, um in einem einzigen Spritzguss das gesamte Betriebsmittel mit Schirmen zu versehen.In a preferred embodiment of the manufacturing method according to the invention, the housing is applied by an injection molding method using a mold. This is an advantage because in this way it is very easy to apply shields to extend a creepage path. A single mold can be used, first applied to one side of the rod or tube and then to other locations. Alternatively, a longer length mold can be used to enclose the entire equipment with shields in a single injection molding.
In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform können auch zwei unterschiedlichen Formen zum Einsatz kommen, so dass beispielsweise für das für den Anschluss an Hochspannung vorgesehene Ende des Betriebsmittels eine andere Beschirmung vorgesehen wird als für das an den Anschluss an Erdpotential vorgesehene Ende. Beispielsweise könnte an das für den Anschluss an Hochspannung vorgesehene Ende ein Gehäuse mit einer größeren Anzahl und oder einem jeweils größeren Durchmesser versehenen Schirmen vorgesehen werden, so dass ein vergleichsweise besonders langer Kriechweg auf der Oberfläche ausgebildet wird.In a development of this embodiment, two different forms can also be used, so that, for example, a different shielding is provided for the end of the equipment intended for the connection to high voltage than for the end intended for the connection to ground potential. For example, a housing with a larger number and/or a larger diameter of shields could be provided at the end intended for the connection to high voltage, so that a comparatively particularly long creepage path is formed on the surface.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen 10 bis 12. Es ergeben sich sinngemäß die gleichen Vorteile wie eingangs für das erfindungsgemäße Betriebsmittel beschrieben.Further preferred embodiments result from the
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird als das spanende Verfahren ein Drehverfahren eingesetzt. Dies ist ein Vorteil, weil durch Drehen besonders einfach in eine rotationssymmetrische Rille bzw. im Querschnitt ein tiefster Punkt ausgebildet werden kann. Es erfolgen bei der Erfindung also in dieser Variante zwei Bearbeitungsschritte für die Endarmaturen mit den Vorsprüngen: zuerst wird die grobe Form durch ein Schmiedeverfahren oder ein Gussverfahren hergestellt und anschließend die Feinstruktur durch Drehen fertig gestellt.In a preferred embodiment of the manufacturing method according to the invention, a turning method is used as the cutting method. This is an advantage because it is particularly easy to form a deepest point in a rotationally symmetrical groove or in the cross section by turning. In this variant of the invention, there are two processing steps for the end fittings with the projections: first the rough shape is produced by a forging process or a casting process and then the fine structure is finished by turning.
Zur besseren Erläuterung der Erfindung zeigen in schematischer Darstellung die
-
1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemaßen Betriebsmittels im Längsschnitt, und -
2 eine Detailansicht des Betriebsmittels gemäß1 .
-
1 an embodiment of a device according to the invention in longitudinal section, and -
2 a detailed view of the equipment according to1 .
Die
In der Detailansicht nach
Die Endarmatur 7 bildet einen ringförmig umlaufenden Vorsprung 10 aus, der in Richtung des anderen Stabendes vorgewölbt ist. Bei dreidimensionaler Betrachtung bildet der umlaufende Vorsprung eine Art Schüssel aus. Dieser Vorsprung stellt sicher, dass bei Versagen des Isolators ein Lichtbogen zwischen den jeweils äußersten Enden des Vorsprungs der beiden Endarmaturen entsteht.The end fitting 7 forms a ring-shaped
Damit sich keine Feuchtigkeit im Kontaktbereich sammeln und in das Dichtmittel 11 eindringen kann, wird der tiefste Punkt 12 zwischen dem Gehäuse 3 und dem äußersten Ende des Vorsprungs 13 angeordnet. Der tiefste Punkt 12 ist in dieser Ausfuhrungsform folglich eine in der Schüssel umlaufende flache Rille. Er bewirkt, dass Flüssigkeiten vom Kontaktbereich zwischen Endarmatur und Gehäuse wegfließen können und ist bei dieser Variante im Wesentlichen mittig zwischen dem Kontaktbereich zwischen Endarmatur 7 und Gehäuse 3 mit dem äußersten Ende des Vorsprungs 13 angeordnet.To prevent moisture from collecting in the contact area and penetrating the
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