DE19644483C1

DE19644483C1 - High voltage insulator for high voltage lines

Info

Publication number: DE19644483C1
Application number: DE1996144483
Authority: DE
Inventors: Walther Gros; Stefan Dipl Ing Hain; Norbert Dr Ing Koch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1996-10-25
Filing date: 1996-10-25
Publication date: 1997-11-20
Anticipated expiration: 2016-10-26
Also published as: WO1998019195A1

Abstract

In order to prevent fissures from occurring also at particularly low temperatures on an optical fibre (7a,7b) placed inside (5) an insulator (1), the inner area (5) of said insulator is filled with foam (13) at an overpressure. The foam froths up with insulating gas, especially SF6. The insulator is especially suitable for measuring arrangements in high voltage technology.

Description

Die Erfindung betrifft einen Isolator für hohe Spannung, ins besondere Hochspannung, mit einem Gehäuse, durch dessen In nenraum in Längsrichtung zumindest ein Lichtwellenleiter ge führt und endseitig herausgeführt ist, wobei der Innenraum mit einem Schaum ausgefüllt ist.The invention relates to an insulator for high voltage, ins special high voltage, with a housing, by the In nenraum in the longitudinal direction at least one optical fiber ge leads and is led out at the end, the interior is filled with a foam.

Ein derartiger Isolator ist aus der US-PS 3,485,940 bekannt. Der dort verwendete Isolator dient dabei zur Aufnahme einer Strommeßanordnung an einer Hochspannungsleitung. Der Schaum ist dort ein Polyurethanschaum und lediglich als Füllmittel verwendet.Such an insulator is known from US Pat. No. 3,485,940. The isolator used there is used to hold one Current measuring arrangement on a high-voltage line. The foam there is a polyurethane foam and only as a filler used.

Bei der Verwendung von Lichtwellenleitern und einem derarti gen Schaum besteht das Problem, daß keine Verbindung zwischen dem Schaum und der Oberfläche des Lichtwellenleiters ent steht. Dabei können Spalte an der Oberfläche des Lichtwellen leiters entstehen, die dann einen Kriechweg für einen Über schlag bilden.When using optical fibers and such gen foam there is the problem that no connection between the foam and the surface of the optical fiber stands. This can cause gaps on the surface of the light waves conductor arise, which is then a crawl for a transfer blow.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Isolator an zugeben, der bei einfachem Aufbau eine größtmögliche Span nungsfestigkeit für in ihm verlegte Lichtwellenleiter bietet.The invention has for its object an insulator admit the greatest possible chip with simple construction provides strength for the optical fibers laid in it.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schaum mit SF6 aufge schäumt ist, derart, daß im Innenraum des Isolators gegenüber der Gehäuseumgebung ein Überdruck herrscht.This task is based on the preamble of claim 1 solved according to the invention in that the foam with SF6 is foamed such that in the interior of the insulator opposite there is overpressure in the housing environment.

Durch diese Merkmalskombination ist ein besonders einfacher Aufbau des Isolators gegeben, wobei auch unter schwierigsten Betriebsbedingungen die Spannungsfestigkeit im Inneren des Isolators erhalten bleibt. Dies gilt insbesondere für Tempe raturschwankungen. Derartige Isolatoren müssen nämlich unter Freiluftbedingungen bei Temperaturen bis ca. -50°C ihre Funk tionsfähigkeit behalten. Es muß dabei also auch bei Material ausdehnungen und Schrumpfungen die Bildung von Längsspalten verhindert sein.This combination of features makes it particularly easy Structure of the insulator given, even under the most difficult Operating conditions the dielectric strength inside the Isolators remains. This applies in particular to Tempe fluctuations in temperature. Such insulators must namely under Outdoor conditions at temperatures down to approx. -50 ° C maintain ability. It also has to be the case with material expansion and contraction the formation of longitudinal gaps be prevented.

Bei der Fertigung des Isolators kann nach dem Aushärten des Schaumes die Druckdichtigkeit, z. B. für Montagearbeiten, auch für einige Zeit aufgegeben werden. Dabei entstehen lediglich geringe Diffusionsverluste des Gases im Schaum. Der Lichtwel lenleiter wird bevorzugt erst am Ende der Isolatorherstellung eingebaut, so daß die Gefahr von Beschädigungen gering gehal ten ist.In the manufacture of the insulator, after the Foam the pressure tightness, e.g. B. for assembly work, too to be abandoned for some time. It just arises low diffusion losses of the gas in the foam. The light world Lenleiter is preferred only at the end of the insulator production installed so that the risk of damage is kept low is.

Der Überdruck sollte maximal 2 bar betragen. Bevorzugt liegt er in einem Bereich zwischen 0,2 bis 1 bar, wobei sich in der Praxis ein Wert von 0,5 bar als günstig erwiesen hat. Auf diese Weise ist keine übermäßige Druckbeanspruchung des Iso latorgehäuses gegeben, wobei jedoch die Längsspaltbildung ausreichend verhindert ist.The overpressure should not exceed 2 bar. Preferably lies he in a range between 0.2 to 1 bar, where in the Practice has shown a value of 0.5 bar as favorable. On this way there is no excessive compression of the iso latorgehäuses given, however, the longitudinal gap formation is sufficiently prevented.

Das Gehäuse des Isolators ist mit Vorteil zumindest teilweise aus einem Verbundwerkstoff gefertigt. Dadurch ist ein stabi ler und zuverlässiger Aufbau des Isolators, auch bei erhöhtem Innendruck, gegeben. Als Schaum kommt bevorzugt ein PU-Schaum (Polyurethanschaum) zur Anwendung.The housing of the insulator is advantageously at least partially made of a composite material. This makes it stable ler and more reliable construction of the isolator, even with increased Internal pressure, given. A PU foam is preferred (Polyurethane foam) for use.

Eine bevorzugte Anwendung des Isolators ist bei Meßanordnun gen in der Hochspannungstechnik gegeben, bei denen auf einem Hochspannungspotential angeordnete Meßmittel vorgesehen sind. Von diesen werden dann die entsprechenden Meßdaten oder In formationen über zumindest einen Lichtwellenleiter auf Erdpo tential geführt. Die Meßmittel können dabei mechanisch am Kopfende des Isolators angeordnet sein.A preferred application of the isolator is in measuring arrangements given in high voltage technology, where on one High-voltage potential arranged measuring means are provided. The corresponding measurement data or In Formations over at least one optical fiber on Erdpo tential led. The measuring means can be mechanically Head end of the insulator may be arranged.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, weitere Vorteile und Details werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläu tert.An embodiment of the invention, further advantages and Details are explained below with reference to the drawing tert.

Die Figur zeigt einen Isolator 1 mit einem Gehäuse 3. Das Ge häuse 3 ist in seinem äußeren Bereich nach bekannter Art und Weise mit Schirmen 4 versehen. Die Schirme 4 können bei spielsweise aus Porzellan oder auch aus Silikon gefertigt sein. Das Gehäuse 4 kann zumindest in seinem zylindrischen Innenbereich ebenfalls aus Porzellan und/oder aus einem Ver bundwerkstoff, z. B. einer Epoxydharzkomposition oder einem Glasfaserwerkstoff, gefertigt sein.The figure shows an insulator 1 with a housing 3 . The Ge housing 3 is provided in its outer region with screens 4 in a known manner. The screens 4 can be made of porcelain or silicone, for example. The housing 4 can also at least in its cylindrical inner region made of porcelain and / or of a composite material, for. B. an epoxy resin composition or a glass fiber material.

Beispielhaft sind in der Figur zwei Lichtwellenleiter 7a, 7b gezeigt, die durch den Innenraum 5 des Isolators geführt sind. Sie sind dabei durch das geschlossene Kopf- und Fußende 9 bzw. 11 durchgeführt.By way of example, two optical waveguides 7 a, 7 b are shown in the figure, which are guided through the interior 5 of the insulator. They are carried out through the closed head and foot ends 9 and 11, respectively.

Der Innenraum 5 ist mit einem Schaum, insbesondere einem Po lyurethanschaum 13, ausgefüllt. Der Schaum 13 ist dabei mit einem Überdruck in den Innenraum 5 eingebracht. Der Überdruck gegenüber der Umgebungsatmosphäre beträgt dabei maximal 2 bar. Ein günstiger Bereich ist dabei 0,2 bis 1 bar. In der Praxis hat sich ein Überdruck von ca. 0,5 bar bewährt. Dabei ist nämlich eine Längsspaltbildung zwischen dem Schaum 13 und den Lichtwellenleitern 7a und 7b verhindert.The interior 5 is filled with a foam, in particular a polyurethane foam 13 . The foam 13 is introduced into the interior 5 with an overpressure. The overpressure compared to the ambient atmosphere is a maximum of 2 bar. A favorable range is 0.2 to 1 bar. An overpressure of approx. 0.5 bar has proven itself in practice. This is because a longitudinal gap formation between the foam 13 and the optical fibers 7 a and 7 b is prevented.

Prinzipiell ist die Verbindung zwischen einem derartigen Schaum und der Oberfläche von Lichtwellenleitern problema tisch. Durch den Überdruck liegt der Schaum 13 dicht an den Lichtwellenleitern 7a und 7b an, wodurch eine Längsspalte verhindert ist. Ein zusätzlicher Vorteil ist durch die Ver wendung von SF6 (Schwefelhexaflorid) als Aufschäummittel er zielt, wodurch eine isolierende Wirkung erzielt ist. Prin zipiell sind auch andere Isoliergase, z. B. Stickstoff, ver wendbar.In principle, the connection between such a foam and the surface of optical fibers is problematic. Due to the overpressure, the foam 13 lies tightly against the optical waveguides 7 a and 7 b, whereby a longitudinal gap is prevented. An additional advantage is the use of SF6 (sulfur hexafloride) as a foaming agent, which means that an insulating effect is achieved. In principle, other insulating gases, z. B. nitrogen, ver applicable.

Die Lichtwellenleiter 7a, 7b können auf diese Weise gradlinig durch den Isolator 1 geführt werden, ohne daß schädliche Spannungs- oder Feldstärkebeanspruchung erfolgt. Der Schaum 13 wird nach bekannter Art und Weise in den Innenraum 5 über eine nicht näher gezeigte Füllöffnung eingebracht. Gegebenen falls kann auch eine weitere Zusatzöffnung, z. B. am gegen überliegenden Ende des Isolators 1, zum Entweichen von Luft vorgesehen sein.In this way, the optical waveguides 7 a, 7 b can be guided in a straight line through the insulator 1 without any harmful voltage or field strength stress. The foam 13 is introduced into the interior 5 via a filling opening, not shown, in a known manner. If necessary, a further additional opening, for. B. at the opposite end of the insulator 1 , for the escape of air.

Ein bevorzugte Anwendung des Isolators 1 ist für Meßanordnun gen gegeben. Dazu können beispielsweise am Kopfende 9 Mittel 14 zur Meßwerterfassung vorgesehen sein, die gegebenenfalls einen Sensor 15, z. B. einen optischen oder magnetischen Stromsensor, umfassen, der an einer Hochspannungsleitung 17 angeordnet ist.A preferred application of the insulator 1 is given for Meßanordnun conditions. For this purpose, means 14 for measured value acquisition can be provided at the head end 9 , which may include a sensor 15 , e.g. B. an optical or magnetic current sensor, which is arranged on a high-voltage line 17 .

Das vorliegende Bauprinzip ist prinzipiell bei beliebigen Durchführungen oder sonstige Isolatoranordnungen in der Mittel- oder Hochspannungstechnik anwendbar.The present construction principle is in principle with any Bushings or other insulator arrangements in the Medium or high voltage technology applicable.

Claims

1. Insulator ( 1 ) for high voltage, in particular high voltage, with a housing ( 3 ), through the interior ( 5 ) of which in the longitudinal direction at least one optical waveguide ( 7 a, 7 b) is guided and led out at the end, the interior ( 5 ) is filled with egg nem foam, characterized in that the foam ( 13 ) is foamed with SF6, such that there is an overpressure in the interior ( 5 ) relative to the housing environment.

2. Insulator according to claim 1, characterized in that the The maximum pressure is 2 bar.

3. Insulator according to claim 2, characterized in that the Overpressure is in the range between 0.2 to 1 bar.

4. Insulator according to claim 3, characterized in that the Overpressure is approx. 0.5 bar.

5. Insulator according to one of claims 1 to 4, the foam being a polyurethane foam.

6. Insulator according to one of claims 1 to 5, characterized in that the housing ( 3 ) is at least partially made of a composite material.

7. Isolator according to one of claims 1 to 6, characterized in that at the head end of the housing ( 3 ) means ( 14 ) for recording measured values on a high-voltage line ( 17 ) are arranged.

8. Insulator according to claim 7, characterized in that the means ( 14 ) serve to detect a current.