DE2118498A1 - Elektrischer Isolator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft elektrische Isolatoren und insbesondere Isolatoren für die Aufnahme von Zugbelastungen und die Aufhängung von Leitungen (strain and suspension) des Typs, wie er für Kraftübertragungslextungen oder Verteilernetze im Freien verwendet wird.

Es ist eine Aufgabenstellung der Erfindung, Isolatoren des obigen Typs aus polymeren Stoffen zu schaffen, welche gute mechanische Festigkeit sowie eine verbesserte Beständigkeit gegen die schädlichen Auswirkungen der Belastung durch hohe Spannung und durch UmgebungsVerhältnisse, wie eine stark verunreinigte Atmosphäre, besitzen.

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Ein besseres Verständnis der Erfindung ergibt sich aus der - . nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausfuhrungsformen im Zusammenhang mit den Abbildungen.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht eines Isolators für Zugbelastung (strain insulator) als Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 2 ist ein vergrösserter Teilschnitt eines Teils des Isolators nach Fig. 1.

Fig. 1 zeigt einen Isolator für Verwendung im Freien mit einem Hauptisolationskörper oder einer Hülle 1, die aus einem organischen polymeren Isolationsmaterial besteht und eine Vielzahl von in einem axialen Abstand angeordneten kreisförmigen Scheiben.2 (hoods or skirts) aufweist. In der Hülle 1 aus dem Polymermaterial ist ein mittlerer Längskern 3 (sh. Fig. 2) eingebettet, der ein anorganisches faserartiges Material enthält, beispielsweise mit einem synthetischen Harz imprägniertes Glasfasermaterial, und an beiden Enden der Hülle 1 herausragt. Die herausragenden Enden des Kerns 3, welche sich in der dargestellten Weise nach aussen verbreitern, sind jeweils in die Sockelaussparung eines Metallteils 4 eingesetzt, welches zum Rande des Sockelteils hin sich kegelförmig verjüngt. An einem Ende des Isolators ist der Sockel 4 mit einer Zunge 4a mit einer Bohrung ausgebildet, und am anderen Isolatorende ist an dem Sockel if eine Gabel 4b mit einer Bohrung ausgebildet.

Der Isolatorkörper 1 wird typischerweise aus einem Epoxydkunstharz mit einem Füller, bestehend aus etwa 20 bis 70 Gew.-% hydratisinertem Aluminiumdioxid, hergestellt, um eine Beständigkeit gegen die Ausbildung von Kohlenstoffspuren (carbon tracking) bei Vorliegen elektrischer Entladungen durch Kriechvorgänge zu erhalten« Hierzu wird auf die Offenbarung des US-Patents 2 997 527 verwiesen. Diese Künstharzzusammensetzung enthält neben einem Härter für das Epoxydharz typischerweise eine Verbindung zur Erhöhung der Flexibilität, um dem ausgehärteten

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Kunstharzkörper eine gute Beständigkeit gegen Aufprall und andere erwünschte Eigenschaften zu vermitteln.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass der Endteil der Hülle 1 aus dem polymeren Material eine stufenartig abgesetzte Form besitzt, so dass man ein äusseres Ende 5 mit verringertem Durchmesser erhält, welches sich in die öffnung am Oberteil des Sokkels 4 auf eine solche Weise-erstreckt, dass ein wesentlicher Zwischenraum zwischen der äusseren Fläche des Teils 5 und der benachbarten inneren Fläche des Sockels 4 verbleibt. In der gezeigten Anordnung liegt der Rand des Sockels 4 an der kreisringförmigen querverlaufenden Oberfläche der Hülle 1 an, die einen Verschluss für den Hohlraum des Sockels 4 bildet. Der verbleibende Raum in dem Hohlraum ist durch ein starres Klebematerial 6 ausgefüllt, welches das Ende des Kerns 3 und den stufenförmigen Teil 5 fest mit dem Sockel verbindet und im wesentlichen aus einer Epoxydharzverbindung und einem Härter für das Harz besteht. Auch dieses Material kann einen anorganischen Füllstoff, beispielsweise Siliciumdioxid oder hydratisiertes Aluminiumdioxid, enthalten.

Für das Klebematerial 6 oder den Isolatorkörper 1 können die verschiedensten Arten von Epoxydkunstharzen verwendet werden, beispielsweise die Polyätherabkömmlinge einer polyhydrischen organischen Verbindung, entsprechend dem oben genannten US-Patent oder cycloaliphatische Epoxyverbindungen, wie sie beispielsweise in dem Werk "Modern Plastics Encyclopedia", veröffentlicht von McGraw-Hill Inc., 1968, Seite 153, 154, beschrieben sind. Alternativ kann der Isolatorkörper 1 aus einem synthetischen Gummi oder aus einem Polyesterkunstharzmaterial bestehen, das ein gegen Oberschlagsspuren beständiges Material entsprechend den US-Patentschriften 2 997 526 und 2 997 52 8 enthält, indem es 20 bis 70 Gew.-% hydratisiertes Aluminiumdioxid, wie in dem oben beschriebenen Beispiel des Epoxylcunstharzmaterials, enthält.

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Aus Fig. 2 Ist ersichtlich, dass die in axialer Richtung im Abstand voneinander angeordneten Scheiben 2 an ihren Enden ineinander in Form von konkaven Aussenflachen 7 übergehen. Erfindungsgemäss wurde gefunden, dass bei Erhöhung des Krümmungsradius der Übergangsflächen 7 über den bisher bei Polymerkunststoffisolatoren dieser Art verwendeten Wert hinaus man in unerwarteter Weise eine ausgeprägte Verbesserung der Beständigkeit des Isolators gegenüber physischer Abnutzung unter hoher Spannungsbelastung und in Anwesenheit von Umgebungsbedingungen mit Oberflächenverunreinigung erhält. Insbesondere sollte zur Erzielung solcher verbesserten Eigenschaften der Krümmungsradius der ™ Oberfläche 7 mindestens 4,7 mm (6/32") betragen und bevorzugt wird ein Radius im Bereich von etwa 5,5 mm bis 9,5 mm (7/32 bis 12/32"). Normalerweise sollte jedoch der Krümmungsradius einen Wert von etwa 12,7 mm (16/32") nicht überschreiten , da Krümmungsradien oberhalb dieees Grenzwertes dazu führen, dass die Scheiben 2 einen zu weiten Abstand besitzen. Dadurch wird jedoch die Anzahl der Scheiben in ungebührlicher Weise verringert, welche bei Isolatoren mit einer Standardlänge ausgebildet werden können.

An den erfindungsgemässen Isolatoren wurden die folgenden Testversuche durchgeführt. Es wurde gegen einen Isolator für 15 kV fc aus polymerem Material in Standardausführung mit Übergangsflächen zwischen den Scheiben mit einem Krümmungsradius von etwa 3,9 mm (5/32") eine Lösung von Salz und Zucker gesprüht. Mit der gleichen Lösung wurden zwei diesem Isolator in Standardausführung ähnliche erfindungsgemässe Isolatoren aus Polymermaterial und für eine Spannung von 15 kV besprüht, welche konkave Übergangsflächen mit einem Radius von etwa 7,9 mm (10/32") bzw. 5,5 mm (7/32") besassen. Wenn der Isolator in der bishe» üblichen Standardbauweise in Anwesenheit des Verunreinigungsnebels einer Spannung von 10 kV ausgesetzt wurde, ergab sich eine Szintillationserscheinung längs des Isolators, und es wu^rde gefunden, dass eine wesentliche Materialabtragung

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(erosion) an dem Polymerkörper in etwa 8 bis 20 Minuten auftrat. Im Gegensatz hierzu zeigte ein Isolator mit einem Krümmungsradius von etwa 5,5 mm (7/32") unter den gleichen Prüfbedingungen nach etwa 300 Minuten nur eine geringe Materialabtragung, und der Isolator mit dem Krümmungsradius von etwa 7,9 mm (10/32") zeigte nach 360 Minuten nur eine geringe Materialabtragung.

Die durchgeführten Versuche zeigten daher eindeutig, dass die Isolatoren gemäss der Erfindung, bei denen die konkaven Flächen zwischen den Scheiben Krümmungsradien besitzen, die etwas grosser sind als der Krümmungsradius von etwa 3,9 mm (5/32") der bekannten Isolatoren dieser Art, eine deutliche Verbesserung der Beständigkeit gegenüber Erosionserscheinungen'durch oberflächliche Kriechströme bei Anwesenheit von Verunreinigungen in der Umgebung besitzen.

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Claims (7)

Patentansprüche

1.1 Elektrischer Isolator, bestehend aus einem länglichen ^*-*-* Isolatorkörper, der aus einem organischen Isolationsmaterial aufgebaut und mit einer Vielzahl von in axialem .Abstand angeordneten Scheiben ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisflächenteile der Scheiben (2) ineinander durch konkave Zwischenflächen (7) übergehen, die einen Krümmungsradius von mindestens etwa 4,7 mm (6/32") besitzen.

2. Isolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Krümmungsradius im Bereich von etwa 4,7 mm bis etwa 12,7 mm (6/32 bis 16/32") liegt.

3. Isolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Krümmungsradius etwa 5,5 mm C7/32") beträgt.

4. Isolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das organische Material etwa 20 bis 70 Gew.-% hydratisiertes Aluminiumdioxid enthält.

5. Isolator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , dass das organische Material ein Epoxydkunstharz enthält.

6. Isolator nach Anspruch 1, dadurch gekenn-, zeichnet , dass an den Enden des Körpers metallische Verbindungsteile (4) befestigt sind.

7. Isolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass in den Isolatorkörper ein länglicher Kernteil (3) aus anorganischem Material eingebettet ist.

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