DE1665939B2 - Keramischer freiluftisolator - Google Patents

Description

r g 2,2 +

2,2

[cm]

zugeordnet ist, wobei zugleich der auf die Schirmteilung r bezogene spezifische Kriechweg s in Abhängigkeit vom Durchmesser Dmindestens

Die Erfindung befaßt sich mit einem keramischen Freiluftisolator für den Einsatz in fremdstoffgefährdeter Umgebung mit mehreren Rippen oder Schirmen, die mit der größten Dicke an der Schirmwurzel ausgebildet sind, so daß der Abstand zwischen den Rippen oder Schirmen mit wachsender Entfernung vom Strunk monoton größer wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen aus keramischen Materialien leicht herstellbaren Freiluftisolator zu schaffen, der unter Fremdstoffeinfluß besonders gute Eigenschaften besitzt.

Erfindungsgemäß ist die Schirmteilung t dem Durchmesser D des Isolatorstrunkes nach der Beziehung

ί = g 2,2 cm -+ —

2,2 cm

1 +

^8cm Ϋ

zugeordnet, wobei zugleich der spezifische, d. h. der auf die Schirmteilung bezogene Kriechweg s, in Abhängigkeit vom Durchmesser D mindestens

[cm]

beträgt.

2. Keramischer Freiluftisolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schirme geometrisch ähnlicher Gestalt, jedoch mit unterschiedlichem Außendurchmesser vorgesehen sind, wobei die Differenz der Schirmaußendurchmesser mindestens 8 mm beträgt.

3. Keramischer Freiluftisolator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen in an sich bekannter Weise symmetrisch zu einer rechtwinklig zur Isolatorachse liegenden Symmetrieebene ausgerichtet sind.

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Freiluftisolatoren, die z. B. zum Tragen elektrischer Hochspannungsleitungen dienen, können im Betrieb verschmutzen. Dabei entsteht auf ihrer Oberfläche eine leitfähige Schicht (Fremdschicht), die zu elektrischen Entladungen und schließlich zum Überschlag bei normaler Betriebsspannung führen kann. In fremdstoffgefährdeter Umgebung, z. B. in Gebieten mit starker Industrieverschmutzung oder in Küstennähe, muß man deshalb einen sehr hohen Aufwand treiben, um dennoch die mindestens erforderliche elektrische Festigkeit sicherzustellen. Man versieht die Isolatoren seit langem mit Rippen oder Schirmen, die in der verschiedensten Weise angeordnet werden. do

Aus der englischen Patentschrift 9 78 501 ist ein Isolator bekannt, der sich gegenüber den bis dahin gebräuchlichen Freiluftisolatoren durch einen sehr geringen Schirmabstand auszeichnet. Die Schirme sind darüber hinaus sehr dünn. Dieser bekannte Isolator, der sich bei Versuchen ausgezeichnet bewährt hat, kann deshalb nur schwierig hergestellt werden, sofern er nirht eeeossen wird.

beträgt.

Durch die Zuordnung von Schirmteilung t und spezifischem Kriechweg s zum Strunkdurchmesser D des Isolators erhält man die für eine gegebene Schlagweite oder Baulänge größte mögliche Überschlagfestigkeit bei Abmessungen, die auch in Porzellan ohne weiteres herstellbar sind. Diese technische Lehre läßt sich weder aus einzelnen bekannten Isolatoren noch aus der bisherigen Entwicklung der Isolatoren herleiten. Sie beruht vielmehr auf einer durch Versuche untermauerten Untersuchung des Fremdschichtüberschlages nach Einflüssen der Entladungsverteilung, bei der als wesentlich erkannt wurde, daß den unvermeidlichen Vorentladungsstrecken in möglichst feiner Verteilung geeignete, nicht überbrückte, also leitende Strecken am verschmutzten Isolator als Vorwiderstand zugeordnet werden. Die Optimierung der Verhältnisse dieser Strecken ist durch die vorstehenden Zuordnungen ausgedrückt, die eine Anpassung des Schirmprofils an den Strunkdurchmesser beschreiben. Von diesem Optimum der Anpassung kann man, wie angegeben, etwas abweichen. Die Abweichung, die von den bisher üblichen keramischen Isolatoren wegführt, bringt elektrisch zwar noch gewisse Verbesserungen, aber die Herstellung in Keramik wird schwieriger, als es der elektrischen Verbesserung entspricht.

Vorzugsweise wird der Isolator mit geometrisch ähnlichen Schirmen unterschiedlicher Außendurchmesser ausgeführt, wie dies auch nach der genannten britischen Patentschrift der Fall ist.

Es genügen alle Schirme den vorstehend genannten Beziehungen, wobei die Differenz der Schirmaußendurchmesser mindestens 8 mm betrügt.

Im Gegensatz zu den bisher üblichen Schirmformen, die durch Neigung der Schirme oder Wulste das Regenwasser von der Schirmunterseite fernhalten, kann man jedem Isolatorstrunk ohne merkliche Einbuße an elektrischer Festigkeit bei dem elektrisch an sich

unkritischen Regen mit Rippen versehen, die in an sich bekannter Weise symmetrisch zu einer rechtwinklig zur Isolatorachse liegenden Symmetrieebene ausgebildet sind. Ein solcher Isolator hat in herstellungstechnischer Hinsicht Vorteile. Er kann z. B. mit einer Schablone so hergestellt werden, daß die Oberfläch? über die gesamte Isolatorlänge gleichzeitig bearbeitet wird.

In der F i g. 1 der Zeichnung ist zur Erläuterung der Erfindung schematisch ein Teil eines Isolators dargestellt, an dem die zur Beschreibung der Erfindung ι ο verwendeteii Begriffe angegeben sind.

Wesentlich ist die Zuordnung der Schirmteilung t und der Kriechweglänge l_s=s- t der Schirmteilung zum Strunkdurchmesscr D. Die Schirmteilung t ist gleich der Summe aus der Schirmwurzeldicke a und dem kleinsten Schirtnflankenabstand b. Die Schirmdicke an der Außenseite des Schirmes ist mit c bezeichnet. Der Kriechweg (Länge /^ über die Schirmteilung t setzt sich mithin zusammen aus dem Flankenatrtand b, der Schirmdicke c und der doppelten Flankenlänge vom Strunk zur Schirmspitze, die bei Rippen odjer Schirmen mit kleinem Flankenwinkel ungefähr gleich der halben Differenz zwischen dem Schirmaußendurchmesser und dem Strunkdurchmesser gesetzt werden kann.

In Fig.2 ist ein Schirmprofil dargestellt, das technisch besser herstellbar ist. Dieses Schirmprofil besitzt an der Schirmaußenkante und am Strunk Halbkreise als Übergang zwischen den Schirmflanken. Außerdem sind die Schirme mit verschiedenen Außendurchmessern ausgeführt. Die geometrisch ähnlichen Schirme sind als sogenannte Großschirme um den Betrag d größer als die Kleinschirme. Für einen Strunkdurchmesser von 40 mm werden folgende Abmessungen benutzt:

f = 22 mm ;

C > ti.

Der Abrundungsradius r, am Strunk = A, während der Abrundungsradius Γ2 an der Schirmaußenseite =

y beträgt. Der spezifische, d. h. auf die Schirmteilung t

bezogene Kriechweg s= -f ist 2,4 am Kleinschirm; die

Ausladungsdifferenz d=8 mm.

Für eine Spannung von 110kV ist z.B. ein Langstabisolator ausgezeichnet geeignet, der das in F i g. 2 gezeigte Schirmprofil mit den folgenden Maßen aufweist: f=28mm, a=14mm, c=7 mm, ri=7mm, r2 = 3,5mm, d=9mm. Der Isolator hat bei einem Strunkdurchmesser von D= 75 mm einen Kleinschirmdurchmesser von 168 mm und einen Großschirmdurchmesser von 187 mm. Daraus ergibt sich ein mittlerer spezifischer Kriechweg 5=4,1 (3,8 bzw. 4,4 für Kleinbzw. Großschirm). Der Isolator hat insgesamt 36 Schirme. Daraus ergibt sich unter Berücksichtigung der Strunkenden eine Schlagweite von 1070 mm. Mit diesen Werten hat sich der Isolator allen bekannten Isolatoren gegenüber als überlegen gezeigt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Keramischer Freiluftisolator für den Einsatz in fremdstoffgefährdeter Umgebung mit mehreren Rippen oder Schirmen, die mit der größten Dicke an der Schirmwurzel ausgebildet sind, so daß der Abstand zwischen den Rippen oder Schirmen mit wachsender Entfernung vom Strunk monoton größer wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schirmteilung t dem Durchmesser D des Isolatorstrunkes nach der Beziehung