DE2264341C3 - Verwendung eines elektrischen Isolierstoffes aus in einem Gießharz eingebetteten Gewebe zur Herstellung von Isolierstoffrohren - Google Patents

Description

Es ist bekannt, Isolierstoffrohre aus einem durch Polyaddition aushärtbaren Gießharz, z. B. einem Epoxidharz, und einem Gewebe zu fertigen, das in mehreren Lagen in das Gießharz eingebettet ist (vgl. das Buch »Glasfaserverstärkte Plaste« von Wende/ Moebes/Marten,2. Auflage, 1969, VEB deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Seite 193 ff., insbesondere Seite 205 ff.). Das Gewebe, das zwei quer zueinander verlaufende Fadenreihen enthält, hat dabei eine Versteifungsfunktion.

In der Elektrotechnik finden derartige Rohre namentlich bei der Konstruktion von Hochspannungsschaltern und Geweben Verwendung, bei denen zwischen leitenden Teilen unterschiedlichen Potentials Druck- oder Zugkräfte zu übertragen sind. Neben den geforderten mechanischen Eigenschaften sollen die Isolierstoffrohre auch günstige räumliche Abmessungen haben, insbesondere wird ein hohes Wandstärkenverhältnis (Verhältnis von Wandstärke zu Durchmesser) angestrebt.

Es hat sich gezeigt, daß mit Glasfasergeweben verstärkte Isolierstoffe bisher nur bis zu einem bestimmten Wandstärkenverhältnis gefertigt werden können, oberhalb dessen Wert bei der Aushärtung des Isolierstoffes Fugen und Spalte zwischen den Gewebelagen entstehen, die die mechanische und auch die elektrische Festigkeit beeinträchtigen. In Längsrichtung beanspruchbare Isolierstoffrohre neigen daher oberhalb eines bestimmten Wandstärkenverhältnisses zur Bildung von in Umfangsrichtung verlaufenden Fugen. Dies ist um so ausgeprägter, je größer das Wandstärkenverhältnis gewählt wird.

Aus der DT-AS 1178 915 ist ein elektrischer Isolierstoff bekannt, der ein Gewebe enthält. Die Kettfaden des Gewebes werden von einem aus organischem Stoff bester ;nden Garn und die Schußfäden von einem aus Glasfäden bestehenden Garn gebildet. Das Gewebe ist mit einer harzartigen Masse überzogen, die wärmehärtbar ist. Als harzartige Masse kommt Epoxidharz in Betracht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Wandstärkenverhältnis von gewebeverstärkten, mechanisch hoch beanspruchbaren Isolierstoffrohren zu vergrößern, ohne daß sich Unregelmäßigkeiten im Schichtaufbau ergeben. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Isolierstoff aus in einem durch Polyaddition aushärtbaren Gießharz eingebetteten Gewebe, dessen SchußfäJen aus einem Material höherer Zugfestigkeit und geringerer Dehnung und mit höherer Martenstemperatur bestehen als die Kettfaden, zur Herstellung der Isolierstoff rohre verwendet wird.

Wenn man die Schußfäden parallel zur Rohrlängsachse anordnet, ist es möglich bei in Richtung der Rohrlängsachse verlaufender Beanspruchungsrichtung, z. B. für auf Druck oder Zug beanspruchte Isolierstoffrohre, die Schußfäden mantellinienparallel zu führen und aus Glasfasern herzustellen, während die Kettfäden beispielsweise aus Fasern eines gesättigten Polyesters bestehen können, der unter dem Handelsnamen Trevira gebräuchlich ist.

Es ist aber auch möglich, daß sowohl die Schuß- als auch die Kettfaden aus einem organischen Kunststoff bestehen. Als Kettfäden kann z. B. der unter dem Handelsnamen Trevira gebräuchliche Faserstoff Verwendung finden, während für die Schußfäden eine unter der Bezeichnung PRD 49 von der Firma Dupont angebotene Faser verwendet werden kann.

In allen Fällen ist es möglich, das Gewebe in mehreren Lagen zu wickeln und ein hohes Wandstärkenverhältnis zu erzielen, ohne daß sich beim Aushärten des Isolierstoffes, z. B. eines Epoxidharzes, Fugen oder Spalte im Schichtaufbau ergeben.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind an Hand der Zeichnung mit einem Beispiel beschrieben.

Die F i g. 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein Isolierstoffrohr in schematischer Darstellung. Die Fig. 2 zeigt eine Ansicht der Stirnseite eines Isolierstoffrohres. Das in Fig. 1 dargestellte Isolierstoffrohr 1 besteht aus einem Gießharz., z. B. Epoxidharz, oder einem anderen durch Polyaddition aushärtbaren Gießharz und einem Gewebe 2, das in dem Gießharz eingebettet ist. Das Gewebe 2 enthält zwei quer zueinander verlaufende Fadenreihen 3, 4, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel mit 3 der Schußfaden und mit 4 die Kettfäden bezeichnet sind. Die erste Fadenreihe 3 besteht gemäß der Erfindung aus einem Material höherer Zugfestigkeit und geringerer Dehnung und mit einer höheren Martens-Temperatur gegenüber dem Material der zweiten Fadenreiht 4. Als bevorzugte Werkstoffpaarung sind Glasfasern für die erste Fadenreihe und Fasern eines gesättigten Polyesters für die zweite Fadenreihe vorzusehen. Gemäß der Erfindung ist die erste Fadenreihe parallel zur Beanspruchungsrichtung orientiert. Sie verläuft in Richtung der Rohrlängsachse für den Fall, daß das Isolierstoffrohr für Druck- und Zugbeanspruchungen in einem elektrischen Hochsparir.iiigs-I eiiiungsschalter Verwendung finden soll. An Stelle der vorgenannten Werkstoffpaarung ist es auch möglich, beide Fadenreihen aus einem organischen Kunststoff herzustellen.

In Fig.2 ist in einer Ansicht der Stirnseite eines Isolierstoffrohres rechts der Mittellinie ein Isolierstoffrohr schematisch dargestellt, bei dem in bekannter Weise das Gewebe in Schuß und Kette aus Glasfasern besteht. Dabei ergeben sich zwischen den Lagen des Gewebes während der Aushärtung des Gießharzes Fugen oder Spalte 5. Durch Anwendung eines Gewebes mit Fadenreihen unterschiedlicher Zugfestigkeit und unterschiedlicher Dehnung sowie mit verschiedener Martens-Temperatur im Sinne der Erfindung ergeben sich im Schichtaufbau, wie in F i g. 2 links der Mittellinie gezeichnet ist, keine Spalte oder Fugen, so daß das

Verhältnis von Wandstärke d zum Durchmesser D vergrößert werden kann.

Bei der Anwendung in Hochspannungs-Leistungsschaltern für beispielsweise 330 kV und mehr bedeutei dies, daß der für die Führung eines als Betätigungsstange ausgebildeten Isolierstoffrohres n.ich der Erfindung vergleichsweise wenig Raum zur Verfugung gestellt werden muß. Die als tragende Elemente ausgeführten Stützisolatoren, die die Schalterpole tragen, können mit entsprechend geringem Innendurchmesser gefertigt werden. In der Wirk- bzw. ßeanspruchungsrichtung sind durch Isolierstoffrohre nach der Erfindung die Wärmedehnung und die elastische Dehnung gering, was insbesondere für Betätigungsstange!! in Hochspannungs- Leistungsschalter!! wegen der erforderlichen Länge von beispielsweise bis zu 5 m vorteilhaft ist.

Das Isolierstoffrohr gemäß der Erfindung ist bevorzugt durch Anwendung des Verfahrens hergestellt, bei dem das gewickelte Gewebe mit dem aushäribaren Gießharz unter Vakuum imprägniert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verwendung eines elektrischen Isolierstoffes aus in einem durch Poiyaddition aushärtbaren Gießharz eingebetteten Gewebe, dessen Schußfäden aus einem Material höherer Zugfestigkeit und geringerer Dehnung und mit höherer Martenstemperatur bestehen als die Kettfaden, zur Herstellung von Isolierstoffrohren.

2. Verwendung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Schußfäden parallel «uir Rohrlängsachse angeordnet sind.

3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schußfäden aus Glasfasern >5 und die Kettfaden aus Fasern eines gesättigten Polyesters bestehen.

4. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Schuß- und Kettfaden aus organischem Kunststoff bestehen.