DE1957460C3

DE1957460C3 - High voltage composite insulator

Info

Publication number: DE1957460C3
Application number: DE19691957460
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl.-Ing. 6946 Lützelsachsen Kress
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Filing date: 1969-11-15
Publication date: 1978-02-09

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungs-Verbundisolator für elektrische Freileitungen und Schaltanlagen mit einem Zugstab aus glasfaserverstärktem Kunstharz als Isolatorenkern und mit scheiben- oder trichterförmigen Isolierschirmen, wobei zur Befestigung der Isolierschirme an den Isolatorenkern der Raum zwischen dem Isolatorenkern und dem inneren Rand der Isolierschirme von einer gießbaren Kunststoffmasse ausgefüllt ist, die den inneren radialen Rand eines jeden Isolierschirmes klauenartig umschließt und wobei sich mindestens eine Mantelschicht aus der gießbaren Kunststoffmasse über die gesamte Länge des Zugstabes zwischen den Anschlußarmaturen und teilweise über letztere, sowie jeweils mindestens teilweise über die Unter- und Oberseite der Isolierschirme erstrecktThe invention relates to a high-voltage composite insulator for electrical overhead lines and Switchgear with a tension rod made of fiberglass-reinforced synthetic resin as the insulator core and with disc or funnel-shaped insulating shields, for fastening the insulating shields to the insulator core the space between the insulator core and the inner edge of the insulating screens of a castable Plastic compound is filled, which encloses the inner radial edge of each insulating screen like a claw and wherein there is at least one jacket layer made of the castable plastic compound over the entire length of the Tension rod between the connection fittings and partly over the latter, as well as at least each partially extends over the bottom and top of the insulating screens

Aus der GB-PS 11 33 006 ist ein Isolator bekannt, bei dem ein Zugstab aus glasfaserverstärktem Kunstharz 4$ den Isolatorkem bildet Der Isolatorkern wird von einer Vielzahl von Scheiben umgeben, die in vorgeschriebenem Abstand voneinander angeordnet sind. Jede Scheibe ist auf die Außenfläche des Zugstabes aufgekittet oder aufgeklebt und dient als Isolierschirm. Der Isolatorkem und die Isolierschirme sind von einem geschlossenen, wasserdichten, gegossenen Überzug aus Harz vollständig umgeben. Die bevorzugte Dicke dieses Überzuges beträgt etwa 0,6 cm.From GB-PS 11 33 006 an isolator is known in with a tension rod made of fiberglass-reinforced synthetic resin $ 4 forms the insulator core The insulator core is surrounded by a multiplicity of disks which are arranged at a prescribed distance from one another. Every Disc is cemented or glued onto the outer surface of the tension rod and serves as an insulating screen. The insulator core and the insulating screens are made of a closed, watertight, cast cover Resin completely surrounded. The preferred thickness of this coating is about 0.6 cm.

Von den bekanntgemachten deutschen Patentanmeldüngen 10 18 121 und 1083 372 sowie von der US-PS 31 34 164 ist es bei Hochspannungs-Verbundisolatoren bekannt auf einen als Isolatorkem dienenden Zugstab Isolierschirme aufzukleben oder aufzukitten, wobei die Isolierschirme an ihren inneren radialen Enden rohrförmige Ansatzstücke aufweisen, welche bündig aneinanderstoßen und deren Innendurchmesser dem Durchmesser des Zugstabes entspricht. Die Klebung bzw. Kittung der Isolierschirme erfolgt sowohl an den Stoßstellen zu den benachbarten Isolierschirmen als auch an Berührungsflächen zwischen den rohrförmigen Ansatzstücken und dem Zugstab. Die Herstellung solcher bekannter Verbundisolatoren ist aber in hohemFrom the published German patent applications 10 18 121 and 1083 372 as well as from the US-PS 31 34 164 it is known in high-voltage composite insulators on a tension rod serving as an insulator core Gluing or cementing insulating screens, the insulating screens having tubular extension pieces at their inner radial ends, which are flush with one another and whose inner diameter corresponds to the diameter of the tension rod. The gluing or The insulation shields are cemented both at the joints with the adjacent insulation shields also on contact surfaces between the tubular extension pieces and the tension rod. The production but such known composite insulators is in high Maße unwirtschaftlich, da die mit Ansatzstücken versehenen Isolierschirme in zeitraubender Weise einzeln auf den Isolatorkem aufgeklebt bzw. aufgekittet werden müssen.Dimensions uneconomical, as those with attachments provided insulating screens individually glued or cemented to the insulator core in a time-consuming manner Need to become.

Aus der deutschen Patentanmeldung 12 04 725 ist ein Hochspannungs-Verbundisolator bekannt, bei dem die (solierschirme ohne rohrförmige Ansatzstücke direkt auf dem Zugstab aufgeklebt sind. Diese Anordnung besitzt aber nicht nur den Nachteil einer geringen mechanischen Festigkeit der Klebestelle aufgrund der geringen Haftfläche, sondern die Klebestelle ist auch wegen des scharfkantigen Überganges von den Isolierschirmen auf den Isolatorkem elektrisch außerordentlich hoch beansprucht was bei Klebestellen mit Lunkern zum sofortigen Spannungsdurchschlag an dieser Stelle führtFrom the German patent application 12 04 725 is a High-voltage composite insulator known in which the (insulation shields without tubular extension pieces directly are glued to the tension rod. However, this arrangement not only has the disadvantage of a minor one mechanical strength of the glue due to the small adhesive area, but the glue is too because of the sharp-edged transition from the insulating shields to the insulator core, it is extremely electrically stressed, which is also associated with glued joints Blowholes lead to an immediate voltage breakdown at this point

Eine weitere bekannte, gegenüber dem zuvor genannten Hochspannungs-Verbundisolator nur wenig abgeänderte Ausführungsform sieht zur Erzielung eines gleichmäßigen Abstandes zwischen den aufgeklebten Isolierschirmen rohrförmige Distanzstücke vor, die sowohl mit den Isolierschirmen als auch mit dem Isolatorkem verklebt sind.Another known embodiment, which is only slightly modified compared to the aforementioned high-voltage composite insulator, provides tubular spacers which are glued both to the insulating screens and to the insulator core to achieve a uniform spacing between the glued-on insulating screens.

Die Herstellung eines solchen Verbundisolators ist aber ebenso aufwendig und unwirtschaftlich wie bei dem zuerst genannten Verbundisolator.The production of such a composite insulator is just as complex and uneconomical as in the first mentioned composite insulator.

Es ist auch von der offengelegten deutschen Patentanmeldung 15 15 982 her bekannt, rohrförmige Distanzstücke nur mit ihrem Mittelteil an den Isolatorkern anliegend auszubilden und deren oberes und unteres Ende mit einer tulpenförmigen Erweiterung zu versehen, wodurch der Innenrand jedes Isolierschirmes auf seiner Ober- und Unterseite von je einer solchen tulpfenförmigen Erweiterung umschlossen ist Der freibleibende Zwischenraum zwischen dem Isolatorkem, dem Innenrand der Isolierschirme und den beiden tulpfenförmigen Erweiterungen auf der Ober- und Unterseite jedes Isolierschirmes wird mit einer Kunststoffmasse ausgegossen, so daß dadurch Knoten entstehen, die den Innenrand jedes Isolierschirmes klauenartig umschließen. Zum Ausgießen mit der Kunststoffmesse müssen bei dieser bekannten Anordnung allerdings eine Anzahl von Drähten parallel zum Isolatorkem eingelegt werden, die als Gießkanäle dienen und nach Beendigung des Gusses herausgezogen werden. Die Herstellung dieses Verbundisolators ist dadurch langwierig und umständlich. "Ein weiterer Nachteil bei der Herstellung besteht darin, daß ebenso wie bei der zuvor erwähnten bekannten Anordnung abwechselnd Isolierschirme und Distanzstücke nacheinander auf den Isolatorkem aufgereiht werden müssen und die vor dem Vergießen der Kunststoffmasse höchst instabile Lage der Isolierschirme fixiert werden muß. Dem Verbundisolator selbst haftet, wie bei allen anderen bekannten Anordnungen der Nachteil einer scharfkantigen Übergangsstelle zwischen Isolatorkern und Isolierschirmen an, wodurch die elektrische Spannungsfestigkeit des Isolators vermindert wird.It is also known from the laid-open German patent application 15 15 982, tubular Form spacers only with their middle part lying against the insulator core and their upper part and to provide the lower end with a tulip-shaped extension, whereby the inner edge of each insulating screen on its top and bottom of each one Such a tulip-shaped extension is enclosed. The remaining space between the insulator core, the inner edge of the insulating screens and the two tulip-shaped extensions on the top and bottom of each insulating screen comes with a Plastic compound poured out so that knots are created that form the inner edge of each insulating screen enclose claw-like. For pouring with the plastic fair in this known arrangement, however, a number of wires must be parallel to the Insulator core are inserted, which serve as casting channels and pulled out after completion of the casting will. The manufacture of this composite insulator is lengthy and cumbersome. "Another The disadvantage of manufacturing is that, as in the case of the aforementioned known arrangement alternately insulating screens and spacers have to be lined up one after the other on the insulator core and the extremely unstable position of the insulating shields must be fixed before the plastic compound is poured. As with all other known arrangements, the composite insulator itself has the disadvantage of a sharp-edged transition point between the insulator core and the insulating shields, whereby the electrical Dielectric strength of the insulator is reduced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hochspannungs-Verbundisolator zu schaffen, der bessere mechanische und elektrische Eigenschaften aufweist und wirtschaftlicher herstellbar ist als die bekannten Isolatoren.The invention is based on the object of creating a high-voltage composite insulator which has better mechanical and electrical properties and is more economical to manufacture than the known isolators.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß die Mantelschicht bzw. Mantelschichten aus Silikon-Kautschuk besteht bzw. bestehen, die die Enden der an dem Zugstab befestigten Anschlußarmaturen umschließt bzw. umschließen und diese Enden rillenförmi-The object of the invention is achieved in that the jacket layer or layers of silicone rubber is or are made, which the ends of the the connecting fittings attached to the tension rod encloses or enclose and these ends groove-shaped

ge Vertiefungen aufweisen.have ge depressions.

Der erfindungsgemäße Hochspannungs-Verbundisolator ist anhand der Zeichnung dargesicüi und im folgenden näher erläutert. Es zeigtThe high-voltage composite insulator according to the invention is based on the drawing dargesicüi and im explained in more detail below. It shows

F i g. 1 einen Querschnitt durch einen Hochspannungs-Verbundisolator mit scheibenförmigen Isolierschirmen, F i g. 1 shows a cross section through a high-voltage composite insulator with disk-shaped insulating screens,

Fig.2 einen Querschnitt durch einen weiteren Hochspannungs-Verbundisolator mit scheibenförmigen Isolierschirmen.2 shows a cross section through another High-voltage composite insulator with disk-shaped insulating shields.

In den Zeichnungen ist mit 1 ein Zugstab aus glasfaserverstärktem Kunstharz bezeichnet, 2 sind dessen beide Enden, 3 sind Anschlußarmaturen, 4 eine erste Mantelschicht, die radiale Ausstülpungen 5 aufweist, 6 sind koaxiale Isolierschirme mit rillenförmi- is gen Vertiefungen 7, 8 ist eine zweite Mantelschicht, 9 sind weitere rillenförmige Vertiefungen in den Anschlußarmaturen 3 und 10 sind Durchlaßkanäle.In the drawings, 1 denotes a tension rod made of glass fiber reinforced synthetic resin, 2 are Both ends of which, 3 are connection fittings, 4 a first jacket layer, the radial protuberances 5 has, 6 are coaxial insulating screens with grooves gene recesses 7, 8 is a second cladding layer, 9 are further groove-shaped recesses in the Connection fittings 3 and 10 are passage channels.

Wie aus der F i g. 1 hervorgeht, bildet ein Zugstab 1 aus glasfaserverstärktem Kunstharz den Kern des erfindungsgemäßen Hochspannungs-Verbundisolators. An den beiden Enden 2 des Zugstabes 1 ist je eine Anschlußarmatur 3 angebracht Der zwischen den beiden Anschlußarmaturen 3 liegende Teil des Zugstabes 1 ist von einer ersten Mantelschicht 4 umgeben, die in bestimmten axialen Abständen klauenartige, ringförmig radiale Ausstülpungen 5 für die Halterung von koaxialen Isolierschirmen 6 sowohl in radialer als auch in axialer Richtung besitzt Die Bohrung jedes Isolierschirmes 6 weist dabei einen größeren Durchmesser als der Zugstab 1 auf, so daß der Raum zwischen dem inneren Rand des Isolierschirmes 6 und dem Zugstab 1 von Mantelschicht 4 ausgefüllt ist Zur besseren Haftung der Mantelschicht 4 an den Isolierschirmen 6 besitzen diese an ihrem inneren Rand rillenförmige VertiefungenAs shown in FIG. 1, a tension rod 1 forms made of fiberglass-reinforced synthetic resin, the core of the high-voltage composite insulator according to the invention. At the two ends 2 of the tension rod 1 a connection fitting 3 is attached between the two connection fittings 3 lying part of the tension rod 1 is surrounded by a first cladding layer 4, the at certain axial intervals claw-like, annular radial protuberances 5 for holding The bore each has coaxial insulating shields 6 in both the radial and axial directions Insulating screen 6 has a larger diameter than the tension rod 1, so that the space between the inner edge of the insulating screen 6 and the tension rod 1 is filled by cladding layer 4 for better adhesion of the jacket layer 4 on the insulating screens 6, these have groove-shaped depressions on their inner edge

7, in welche die betreffenden radialen Ausstülpungen 5 der Mantelschicht 4 eingreifen. Über der ersten Mantelschicht 4 befindet sich eine zweite Mantelschicht7, into which the relevant radial protuberances 5 of the cladding layer 4 engage. Above the first Cladding layer 4 is a second cladding layer

8, die den gesamten Verbundisolator nahtlos überzieht,8, which seamlessly covers the entire composite insulator,

so daß eine elektrische Überbeanspruchung einzelner Stellen des Isolators vermieden wird. Als weitere Maßnahme zur Verringerung der elektrischen Beanspruchung dient die Überlappung der unteren Enden der Anschlußarmaturen 3 durch axiale Ausstülpungen der Mantelschichten 4 und 8, wobei wiederum zur besseren Haftung der ersten Mantelschicht 4 an den Anschlußarmaturen 3 rillenförmige Vertiefungen 9 an deren unteren Endan vorhanden sind.so that electrical overloading of individual points of the insulator is avoided. As another A measure to reduce the electrical stress is the overlapping of the lower ends the connection fittings 3 by axial protuberances of the jacket layers 4 and 8, in turn for better adhesion of the first cladding layer 4 to the connection fittings 3 groove-shaped depressions 9 the lower end of which are present.

Als Material für die Metallschichten 4 und 8 dient eine gießbare elektrisch hoch isolierende Kunststoffmasse, vorzugsweise Silikon-Kautschuk. Dieses Material kann auch für die Isolierschirme 6 verwendet werden, ebenso wie andere Kunststoffe, wie beispielsweise Polytetrafluorethylen. The material used for the metal layers 4 and 8 is a castable, electrically highly insulating plastic compound, preferably silicone rubber. This material can also be used for the insulating screens 6, as well like other plastics, such as polytetrafluoroethylene.

Anstelle der beiden Mantelschichten 4 und 8 kann, wie bei einem weiteren Ausführungsbeispiel in der F i g. 2 dargestellt ist, nur eine einzige Mantelschicht 4' vorgesehen sein, welche den Zugstab 1 und die Isolierschirme 6' nahtlos überzieht. Die Isolierschirme 6' sind aber nicht radial gehaltert, sondern lediglich in ihrer axialen Lage an dem Zugstab 1 fixiert. Die Halterung der Isolierschirme 6' in radialer Richtung wird durch einen Schiebesitz der Isolierschirme 6' auf dem Zugstab 1 bewirkt Um eine zusammenhängende Verbindung der Mantelschicht 4' zwischen der Ober- und Unterseite des kernnahen Teiles jedes Isolierschirmes 6' zu ermöglichen, sind bei den Isolierschirmen 6' im Bereich des inneren Randes eine Anzahl von Durchlaßkanälen 10 vorgesehen, in welche die gießbare Kunststoffmasse der Mantelschicht 4' eindringen kann.Instead of the two jacket layers 4 and 8, as in a further exemplary embodiment in FIG F i g. 2 is shown, only a single cladding layer 4 'can be provided, which the tension rod 1 and the Insulating screens 6 'seamlessly covered. The insulating screens 6 'are not supported radially, but only in their axial position fixed on the tension rod 1. The mounting of the insulating screens 6 'in the radial direction is through a sliding fit of the insulating screens 6 'on the tension rod 1 causes a coherent connection of the To enable cladding layer 4 'between the top and bottom of the part near the core of each insulating screen 6', a number of passage channels 10 are in the insulating shields 6 'in the area of the inner edge provided, into which the pourable plastic compound of the cladding layer 4 'can penetrate.

In den F i g. 1 und 2 wurden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung mit scheibenförmigen isolierschirmen 6 bzw. 6' dargestellt; es können aber in gleicher Weise auch trichterförmige Isolierschirme 6 bzw. 6' Verwendung finden.In the F i g. 1 and 2 are two exemplary embodiments of the invention with disk-shaped insulating shields 6 and 6 'shown; but funnel-shaped insulating screens 6 or 6 'can also be used in the same way Find.

Bei der Herstellung des in der F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Hochspannungs-Verbundisolators werden in einem ersten Verfahrensgang die Isolierschirme 6 lose über den Zugstab 1 geschoben und sodann die Anschlußarmaturen 3 an den Enden 2 des Zugstabes 1 aufgepreßt oder aufgeklebt Daraufhin wird der Isolator in diesem halbfertigen Zustand in eine zweiteilige, rotationssymmetrische Gußform eingelegt welche Aussparungen für die anzugießende Mantelschicht 4 aufweist Im Anschluß an diesen Verfahrensschritt wird die Gußform geschlossen und unter Vakuum mit der Kunststoffmasse ausgegossen.In the production of the in FIG. 1 illustrated embodiment of a high-voltage composite insulator according to the invention the insulating screens 6 are pushed loosely over the tension rod 1 and then the connection fittings in a first process step 3 at the ends 2 of the tension rod 1 pressed or glued. The insulator is then in this half-finished state in a two-part, rotationally symmetrical mold inserted which cutouts for the jacket layer 4 to be cast on. Following this process step, the casting mold closed and poured under vacuum with the plastic compound.

Nach dem Erstarren der Kunststoffmasse und dem öffnen und Herausnehmen des Zwischenproduktes erfolgt in einem zweiten Verfahrensgang das Angießen der Mantelschicht 8. Das Zwischenprodukt wird dazu in eine weitere zweiteilige rotationssymmetrische Gußform konzentrisch eingehängt, die Aussparungen für die Mantelschicht 8 besitzt Nach dem Schließen der zweiten Gußform wird diese unter Vakuum mit der Kunststoffmasse ausgegossen.After the plastic mass has solidified and the intermediate product has been opened and removed the sheath layer 8 is cast on in a second process step. The intermediate product is for this purpose in Another two-part rotationally symmetrical casting mold hung concentrically, the recesses for the Has jacket layer 8 After closing the second mold, this is under vacuum with the Plastic compound poured out.

Bei einem Verfahren zur Herstellung des in der F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Hochspannungs-Verbundisolators werden die Isolierschirme 6' auf den Zugstab 1 an markierte Stellen geschoben. Dabei sind die Isolierschirme 6' nur axial gegenüber dem Zugstab 1 verschiebbar, nicht dagegen radial. Anschließend werden an den Zugstab 1 die Anschlußarmaturen 3 aufgepreßt oder aufgeklebt und der halbfertige Isolator in eine rotationssymmetrische Gußform konzentrisch eingehängt. Die Gußform wird sodann geschlossen und unter Vakuum mit der Kunststoffmasse ausgegossen.In a method for producing the in FIG. 2 illustrated embodiment of an inventive High-voltage composite insulator, the insulating screens 6 'on the tension rod 1 at marked points pushed. The insulating screens 6 'can only be displaced axially with respect to the tension rod 1, not against it radial. Then the connection fittings 3 are pressed or glued onto the tension rod 1 and the half-finished insulator hung concentrically in a rotationally symmetrical casting mold. The mold will then closed and poured under vacuum with the plastic compound.

Mit Hilfe dieser Verfahren lassen sich auf wirtschaftliche Weise Hochspannungs-Verbundisolatoren herstellen, die einen nahtlosen Übergang zwischen dem Isolatorkern, den Isolierschirmen und den Anschlußklemmen besitzen, so daß eine wesentlich höhere elektrische und mechanische Beanspruchung möglich ist als bei den bekannten Hochspannungs- Verbundisolatoren. With the help of these processes, high-voltage composite insulators can be manufactured in an economical manner, which provide a seamless transition between the insulator core, the insulating shields and the connection terminals have, so that a significantly higher electrical and mechanical stress is possible than with the known high-voltage composite insulators.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patentanspruch:Claim:

Hochspannungs-Verbundisolator für elektrische Freileitungen und Schaltanlagen mit einem Zugstab aus glasfaserverstärktem Kunstharz als Isolatorkern s und mit scheiben- oder trichterförmigen Isolierschirmen, wobei zur Befestigung der Isolierschinne an den Isolatorkern der Raum zwischen dem Isolatorkern und dem inneren Rand der Isolierschirme von einer gießbaren Kunststoffmasse ausgefüllt ist, die den inneren radialen Rand jedes Isolierschirmes klauenartig umschließt und wobei sich mindestens eine Mantelschicht aus der gießbaren Kunststoffmasse über die gesamte Länge des Zugstabes zwischen den Anschlußarmaturen und teilweise über letztere, sowie jeweils mindestens teilweise über die Unter- und Oberseite der Isolierschirme erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelschicht (4) bzw. Mantelschichten aus Silikon-Kautschuk besteht bzw. bestehen, die die Enden der an dem Zugstab (1) befestigten Anschlußarmaturen (3) umschließt bzw. umschließen und diese Enden rillenförmige Vertiefungen (9) aufweisen.High-voltage composite insulator for electrical overhead lines and switchgear with a tension rod Made of fiberglass-reinforced synthetic resin as the insulator core and with disk-shaped or funnel-shaped insulating shields, with the insulating channel being attached to the insulator core the space between the insulator core and the inner edge of the insulating screens of a pourable plastic compound is filled, which is the inner radial edge of each insulating screen encloses claw-like and wherein at least one jacket layer made of the castable plastic compound over the entire length of the tension rod between the connection fittings and partly via the latter, and in each case at least partly via the The bottom and top of the insulating shields extend, characterized in that the jacket layer (4) or jacket layers consists or consist of silicone rubber, which the ends of the the tension rod (1) attached connection fittings (3) encloses or enclose and these ends Have groove-shaped depressions (9).