DE19644482C1 - Isolatoranordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Isolatoranordnung für hohe Span­ nung, insbesondere Hochspannung.

Aus der US-PS 3,485,940 ist eine Strommeßanordnung für hohe Spannungen bekannt, bei der Meßsignale über Lichtwellenleiter zu einer Verarbeitungseinrichtung übertragen werden. Die Lichtwellenleiter sind dabei in Längsrichtung in einem Isola­ torkörper geführt. Der Isolatorkörper weist zur Potential­ steuerung zwischen seinen Enden eine Reihenschaltung von Wi­ derständen auf, welche gegebenenfalls eine induktive Wirkung aufweisen. Diese Art der Potentialsteuerung ist sehr aufwen­ dig und verbraucht darüber hinaus viel Energie, was zu einer Erwärmung des Isolatorkörpers führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Isolatoranord­ nung anzugeben, die einen vereinfachten Aufbau gegenüber dem Stand der Technik aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Isola­ toranordnung mit einem Isolatorkörper, der in seinem Innen­ raum zumindest einen in Längsrichtung angeordneten Lichtwel­ lenleiter und in Längsrichtung wirksame Potentialsteuermittel aufweist, die als kapazitiv wirkende Steuerelektroden aus­ gebildet sind, welche an dem dem Hochspannungspotential zuge­ ordneten Ende des Isolatorkörpers angeordnet sind. Das dem Erdpotential zugewandte Ende des Isolatorkörpers ist poten­ tialsteuermittelfrei.

Auf diese Weise ist eine einfache Anordnung gegeben, bei der die Potentialsteuerung potentialfrei erfolgt. Die Potential­ steuermittel sind dabei lediglich im besonders gefährdeten Kopfbereich des Isolatorkörpers angeordnet, wodurch der Auf­ wand für die verwendeten Mittel gering gehalten ist.

Die Steuerelektroden können als Kreisringelektroden ausgebil­ det sein, die konzentrisch um den Isolatorkörper angeordnet sind. Eine derartige Anordnung läßt sich auch mit herkömmli­ chen Isolatoren realisieren, ohne daß diese verändert werden. Die Anbringung erfolgt einfach an der Außenseite des Isola­ torkörpers. Dabei können zumindest ein Teil der Steuerelek­ troden zwischen den Isolatorschirmen angeordnet sein. Die Steuerelektroden lassen sich dann gegebenenfalls mit einfa­ chen Klemmitteln zwischen den Isolatorschirmen befestigen. Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn die Steuerelektroden je nach Einbauort eine unterschiedliche Kreisringbreite haben, so daß eine abgestufte Anordnung gegeben ist.

Alternativ können die Steuerelektroden als koaxiale Kondensa­ toreinlagen innerhalb des Isolatorkörpers ausgebildet sein. Diese Ausgestaltung läßt sich mit einfachen herkömmlichen Mitteln, die prinzipiell aus dem Kondensatorbau bekannt sind, realisieren. Bevorzugt werden die Kondensatorlagen von einem gewickelten Metallbandmaterial, z. B. Aluminium, gebildet. Diese Herstellungsmethode ist besonders einfach, wobei die Steuerelektroden geschützt innerhalb des Isolatorkörpers lie­ gen.

Die Kondensatorlagen können dabei in Längsrichtung stufenar­ tig versetzt - gegebenenfalls auch mit unterschiedlicher Länge - zueinander angeordnet sein. Damit ist eine wirksame Potentialsteuerung in direkter Nähe zum Lichtwellenleiter ge­ geben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung, weitere Vorteile und De­ tails werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Beispiel einer Isolatoranordnung und

Fig. 2 eine zweite Ausführung einer Isolatoranordnung.

Fig. 1 zeigt eine erste Isolatoranordnung 1a, welche einen Isolatorkörper 3 aufweist, der mit seinem Kopfende 5 einer Hochspannungspotential führenden Leitung 7 zugewandt ist. Sein Fußende 9 ist einem Erdpotential zugewandt. Der Isola­ torkörper 3 weist nach bekannter Art und Weise an seinem äußeren Umfang Isolatorschirme 11 auf.

In seinem Innenraum 13 ist ein Lichtwellenleiter 15 angeord­ net, der beispielhaft zur Übertragung von Informationen oder Daten von einer Erfassungseinrichtung 14, welche auf Hoch­ spannungspotential liegt, auf Erdpotential dient. Die Erfas­ sungseinrichtung 14 hat einen Sensor 16, der eine Meßgröße an der Leitung 7 abgreift. Der Lichtwellenleiter 15 ist dazu an den Enden 5 und 9 des Isolatorkörpers 3 aus dem Innenraum 13 mittels nicht näher gezeigter Durchführungen herausgeführt.

Zur Verringerung der Spannungsbelastung am Lichtwellenleiter 15 sind diesem im Bereich des Kopfendes 5 Potentialsteuermit­ tel zugeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Poten­ tialsteuermittel als Steuerelektroden oder Kondensatoreinla­ gen 17a bis 17c ausgebildet. Kondensatoreinlagen an sich sind aus dem Hochspannungskondensatorbau bekannt. Diese bestehen in der Regel aus einer Metallfolie, die wechselweise mit Pa­ pierlagen zu koaxial oder konzentrisch angeordneten Lagen aufgewickelt sind. In der Fig. 1 sind hierzu der Einfachheit halber lediglich die Kondensatoreinlagen 17a bis 17c im Schnitt dargestellt. Der verbleibende Platz im Innenraum 13 ist mit den nicht näher dargestellten Papierlagen ausgefüllt, die ggf. ölgetränkt sein können.

Wie die Fig. 1 zeigt, sind die jeweiligen Lagen der Kondensa­ toreinlagen 17a,b,c in ihrer Länge etwa gleichlang aufgebaut. Zur Potentialsteuerung sind sie jedoch in Längsrichtung stu­ fenartig zueinander versetzt. Selbstverständlich ist auch eine Ausbildung mit unterschiedlicher Länge möglich. Die Di­ mensionierung und Plazierung der Kondensatoreinlagen 17a bis 17c erfolgt nach allgemein bekannten Methoden. Diese Ausfüh­ rung ist mit einfachen, an sich bekannten Mitteln herstell­ bar, ohne daß für den Lichtwellenleiter 15 verlängerte Kriechwege, z. B. durch eine spiralige Anordnung im Innenraum, vorgesehen werden brauchen.

Fig. 2 zeigt eine zweite Isolatoranordnung 1b, bei der im Prinzip von einem herkömmlichen Isolatorkörper 3 ausgegangen werden kann. In der äußeren Umgebung des Isolatorkörpers 3 sind dabei konzentrisch angeordnete, kreisringförmige Steuer­ elektroden, insbesondere Kreisringelektroden 19a bis 19c, angeordnet. Diese lassen sich besonders einfach, z. B. durch Stanzen aus Metall oder aus einem zumindest teilweise lei­ tenden Material herstellen. Die Anordnung kann dabei z. B. durch Klemmen oder mittels Befestigungsmitteln außerhalb des Isolatorkörpers 3 erfolgen. Gegebenenfalls ist auch eine nachträgliche Anordnung an bereits bestehenden Isolatoren möglich.

Zur verbesserten Potentialsteuerung können die jeweiligen Kreisringelektroden 19a bis 19c unterschiedliche Kreis­ ringdurchmesser aufweisen. Bevorzugt sind diese derart dimen­ sioniert, daß eine stufige Anordnung gegeben ist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Steuerelektroden im be­ sonders gefährdeten Kopfbereich oder Kopfende 5 des Isolator­ körpers 3 angeordnet. Der Innenraum 13 kann beispielsweise mit einem Papierwickel oder einem Schaum ausgefüllt sein.

Alternativ kann für diese Ausführungsform auch eine Verbin­ dung der Steuerelektroden mit den Isolatorschirmen 11 des Isolatorkörpers 3 vorgesehen werden. Dabei bilden diese bei­ den Bauteile eine Baueinheit. Dies kann beispielsweise da­ durch erzielt werden, daß eine leitende Schicht, insbesondere eine Metallschicht, auf die Isolatorschirme 11 aufgebracht, insbesondere aufgedampft, wird.

Bei den aufgezeigten Ausführungen kann der oder auch mehrere Lichtwellenleiter 15 zumindest annähernd geradlinig im Iso­ latorkörper 3 verlegt werden. Die längs am Lichtwellenleiter 15 anliegende Spannung wird kapazitiv heruntergeteilt und gleichmäßig verteilt. Auf diese Weise ist eine Feldstärke­ überhöhung im Kopfbereich des Isolators verhindert.

Claims (6)

1. Isolatoranordnung (1a, 1b) für hohe Spannung, mit einem Isolatorkörper (3), der in seinem Innenraum (13) zumindest einen in Längsrichtung angeordneten Lichtwellenleiter (15) und in Längsrichtung wirksame Potentialsteuermittel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Potentialsteuermittel als kapazitiv wirkende Steuer­ elektroden (17a bis 17c, 19a bis 19c) ausgebildet sind, welche an dem dem Hochspannungspotential zugeordneten Kopf­ ende (5) des Isolatorkörpers (3) angeordnet sind, und
• - daß das dem Erdpotential zugewandte Fußende (9) des Isola­ torkörpers (3) potentialsteuermittelfrei ist.

2. Isolatoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektroden als Kreisringelektroden (19a bis 19c) ausge­ bildet und konzentrisch um den Isolatorkörper (3) angeordnet sind.

3. Isolatoranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreisringelektroden (19a bis 19c) zumindest teilweise zwi­ schen den Isolatorschirmen (11) angeordnet sind.

4. Isolatoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektroden als koaxiale Kondensatoreinlagen (17a bis 17c) im Isolatorkörper (3) ausgebildet sind.

5. Isolatoranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoreinlagen (17a bis 17c) jeweils von gewickelter Me­ tallfolie gebildet sind.

6. Isolatoranordnung nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoreinlagen (17a bis 17c) in Längsrichtung stufenar­ tig zueinander versetzt angeordnet sind.