DE1590168C3

DE1590168C3 - H igh-voltage composite insulator

Info

Publication number: DE1590168C3
Application number: DE19661590168
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl.-Ing. 6806 Viernheim Herzig
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1966-10-22
Filing date: 1966-10-22
Publication date: 1974-10-10
Also published as: DE1590168B2; DE1590168A1

Description

4040

Die Erfindung betrifft einen Hochspannungsverbundisolator, der aus einem rohrförmigen Isolierkörper aus Porzellan, Glas oder Gießharz besteht, in dessen Hohlraum ein die mechanischen Lasten aufnehmendes Tragelement untergebracht ist, wobei die Oberfläche des Tragelementes und die Innenfläche des Isolierkörpers mit einer Halbleiterschicht überzogen sind.The invention relates to a high-voltage composite insulator which consists of a tubular insulating body made of porcelain, glass or cast resin, in the cavity of which there is a mechanical load bearing Support element is housed, the surface of the support element and the inner surface of the insulating body are coated with a semiconductor layer.

Die Halbleiterschicht hat bei einem bekannten Gegenstand dieser Gattung (deutsche Auslegeschrift 515 467) die Aufgabe, einen bestimmten Strom von der spannungsführenden Elektrode zur geerdeten Elektrode zu führen und dafür zu sorgen, daß das elektrische Feld in der Nähe der metallischen Bauteile des Isolators vergleichmäßigt wird und auf diese Weise frühzeitige Glimmentladungen möglichst vermieden werden. Die im bekannten Hochspannungs- ' verbundisolator verwendeten Halbleitermaterialien, z. B. Graphit, feinkörniges Karborundum oder ähnliche geeignete Stoffe, werden in einer Lackschicht gebunden oder als Glasur aufgetragen und können einen spannungsabhängigen Widerstand haben, der bewirkt, daß der Strom bei höheren Spannungen mehr als proportional größer wird. Die Halbleiterschicht wird auf die Innenfläche des Isolierkörpers bzw. die Oberfläche des die mechanischen Lasten aufnehmenden Tragelementes so aufgetragen, daß der Strom auf dem gesamten zur Verfügung stehenden Querschnitt gleichmäßig verteilt wird und einen pro Längeneinheit etwas gleichmäßigen Spannungsabfall zur Folge hat. Da jede Halbleiterschicht jedoch nur bis zu einer bestimmten Stromstärke belastungsfähig ist, muß bei sehr hohen Spannungsbeanspruchungen, z.B. bei Stoßwellen, mit einer Überlastung der Halbleiterschicht gerechnet werden, die infolge örtlicher Überhitzung zur Verkohlung oder Beschädigung der häufig auf Kunststoffbasis aufgebauten Halbleiterschicht führen kann.The semiconductor layer has in a known object of this type (German Auslegeschrift 515 467) has the task of transmitting a certain current from the live electrode to the grounded Lead electrode and ensure that the electric field is close to the metallic components of the insulator is evened out and in this way premature glow discharges are avoided as far as possible will. The semiconductor materials used in the known high-voltage composite insulator, z. B. graphite, fine-grain carborundum or similar suitable substances are in a layer of lacquer bound or applied as a glaze and can have a voltage-dependent resistance that causes the current to be more than proportionally larger at higher voltages. The semiconductor layer is applied to the inner surface of the insulating body or the surface of the mechanical loads receiving support element so applied that the current is available on the entire Cross-section is evenly distributed and a somewhat even voltage drop per unit length has the consequence. Since each semiconductor layer can only be loaded up to a certain current strength must be in the case of very high voltage loads, e.g. shock waves, with an overload of the semiconductor layer, which can lead to charring or damage as a result of local overheating the semiconductor layer, which is often based on plastic, can lead.

Die Folgen dieser Beschädigungen sind eine Herabsetzung der Isolationsfestigkeit des Isolators, die bei fortdauernder Stoßwellenbeanspruchung zur Aufhebung des Isoliervermögens führen kann.The consequences of this damage are a reduction in the insulation strength of the insulator in the event of continued exposure to shock waves, this can lead to the loss of the insulating capacity.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen Beschädigungen an den Halbleiterschichten der genannten Hochspannungsverbundisolatoren zu verhindern, somit den Isolatoren eine längere Lebensdauer zu geben und die Betriebssicherheit zu erhöhen.The invention is therefore based on the object of the described damage to the semiconductor layers to prevent the aforementioned high-voltage composite insulators, thus the insulators to give a longer service life and to increase operational reliability.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß die elektrisch wirksame Länge der Halbleiterschicht auf dem Tragelement und/oder auf dem Isolierkörper größer gemacht wird als ihre geometrische, in Richtung der Längsachse des Isolators gemessene Länge! In Verwirklichung dieses Gedankens wird die Innenfläche des Isolierkörpers mit Vertiefungen und Erhöhungen versehen. In besonders zweckmäßiger Weise wird für die Querschnittsform der Vertiefungen und/oder der Erhöhungen ein Halbkreis gewählt.This object is achieved in that, according to the invention, the electrically effective length of the Semiconductor layer on the support element and / or on the insulating body is made larger than its geometric, length measured in the direction of the longitudinal axis of the isolator! In making this thought a reality the inner surface of the insulating body is provided with depressions and elevations. Especially expediently, a is used for the cross-sectional shape of the depressions and / or the elevations Semicircle chosen.

Bei Anordnung der Halbleiterschicht auf der Innenfläche des Isolierkörpers nach der angegebenen Art kann die Innenfläche mit sich abwechselnden Vertiefungen und Erhöhungen derart ausgebildet werden, daß der elektrisch wirksame Oberflächenweg viel größer ist als die geometrische in Längsrichtung des Isolators gemessene Länge. Der Oberflächenweg ist maßgebend für die Länge der Halbleiterschicht, infolgedessen kann ein solcher Isolator mit einer höheren Spannung beaufschlagt werden als ein Isolator mit glatter Innenfläche.When arranging the semiconductor layer on the inner surface of the insulating body according to the specified The inner surface can be designed in this way with alternating depressions and elevations be that the electrically effective surface path is much larger than the geometric in the longitudinal direction measured length of the isolator. The surface path is decisive for the length of the semiconductor layer, as a result, such an insulator can be subjected to a higher voltage than an insulator with a smooth inner surface.

In besonders vorteilhafter Weise findet die erfindungsgemäße Vergrößerung der Halbleiterschichtlänge bei Hochspannungsverbundisolatoren Anwendung, bei denen der zwischen dem Tragelement und dem Isolierkörper verbleibende Raum z.B. mit Öl oder Silicon ausgefüllt ist. Dasselbe gilt bei Verwendung von Kunststoffschaum, der ebenfalls halbleitend ist.The increase in the length of the semiconductor layer according to the invention is particularly advantageous in high-voltage composite insulators application in which the between the support element and The space left by the insulating body is filled with e.g. oil or silicone. The same applies to use of plastic foam, which is also semiconducting.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt im Längsschnitt einen Hochspannungsverbundisolator, dessen halbleitende innere Oberfläche durch abwechselnd angeordnete Vertiefungen und Erhöhungen vergrößert ist.An embodiment of the invention is shown in the drawing and will be described in more detail below described. It shows in longitudinal section a high-voltage composite insulator, its semiconducting inner Surface is enlarged by alternately arranged depressions and elevations.

Bei dem außen mit Schirmen versehenen Isolierköper 1 ist die innere Oberfläche in der Weise vergrößert bzw. der Kriechweg verlängert, daß sich Vertiefungen 2 und Erhöhungen 3 abwechselnd aneinanderreihen. Die Querschnittsform dieser Vertiefungen 2 und Erhöhungen 3 kann beliebig ausgebildet werden, jedoch ist es aus technologischen Gründen ratsam, die Form eines Halbkreises zugrunde zu legen, womit eine Verlängerung der Oberfläche von .-r/2 = 1,57 erreicht wird. Diese Form erweist sich alsIn the insulating body 1 provided with shields on the outside, the inner surface is enlarged in this way or the creepage distance is lengthened so that depressions 2 and elevations 3 alternate in a row. The cross-sectional shape of these depressions 2 and elevations 3 can be designed as desired, however, for technological reasons it is advisable to use the shape of a semicircle as a basis, which means an extension of the surface of.-r / 2 = 1.57 is achieved. This form turns out to be

besonders zweckmäßig, wenn der zwischen Tragelement und Innenfläche des Isolierkörpers vorhandene Raum mit Kunststoffschaum ausgefüllt wird, da sich dieser den Raumverhältnissen gut anpaßt. Mit 4 ist die aufgetragene Halbleiterschicht bezeichnet. An dem oberen und unteren Ende der Innenseite des Isolierkörpers 1 sind bei 5 abschirmende Elektroden angedeutet, die vermeiden, daß zwischen Metallarmatur und Halbleiterschicht ein größeres Spannungsgefälle auftritt.particularly useful if the one between the support element and the inner surface of the insulating body Space is filled with plastic foam, as this adapts well to the spatial conditions. With 4 is denotes the applied semiconductor layer. At the top and bottom of the inside of the Insulating body 1 are indicated at 5 shielding electrodes, which avoid that between metal armature and semiconductor layer a larger voltage gradient occurs.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. High-voltage composite insulator with a tubular insulating body made of porcelain, glass or cast resin with a semiconductor layer inside that absorbs the mechanical loads having coated support element and on its inner surface with a semiconductor layer is provided, characterized in that the electrically effective length of the semiconductor layer (4) on the supporting element and / or on the insulating body (1) is larger than its geometric shape, length measured in the direction of the longitudinal axis of the isolator.

2. High-voltage composite insulator according to claim 1, characterized in that the inner surface of the insulating body (1) is provided with depressions (2) and elevations (3).

3. High-voltage composite insulator according to claim 1 or 2, characterized in that the depressions (2) and / or elevations (3) in the Have a semicircular cross-section.

4. High-voltage composite insulator according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the space remaining between the support element and the insulating body (1) is filled with plastic foam is.

5. High-voltage composite insulator according to claim 4, characterized in that the Plastic foam is semiconducting.

6. High-voltage composite insulator according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the space remaining between the support element and the insulating body (1) contains oil or silicone grease.