DE2347003B2 - Lager zur Abstützung des Innenleiters einer gekapselten gasisolierten Rohrleitung in einem Stützisolator - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lager zur Abstützung des Innenleiters einer gekapselten gasisolierten Rohrleitung in einem Stützisolator, der an seiner dem Innenleiter zugewandten Seite mit einer Steuerelektrode versehen ist, wobei sich einseitig auf eine Feder abstützende Körper mit dem Innenleiter in Verbindung stehen und die Feder an der Steuerelektrode anliegt.

Bei gekapselten, gasisolierten Rohrleitungen zum Transport elektrischer Energie muß der Spannung und Strom führende Innenleiter über besondere Stüfzelemente an der Hülle der Rohrleitung abgesützt werden. Diese Rohrleitungshülle ist üblicherweise geerdet. Zur Abstützung werden Stützisolatoren verwendet, die an ihrer dem Innenleiter zugewandten Seite mit einer Steuerelektrode versehen sind. Diese Steuerelektrode dient dazu, das elektrische Feld zwischen Innenleiter und Hülle möglichst gleichmäßig abzubauen, ohne daß Spitzenentladungseffekte auftreten. Da der Innenleiter stromführend ist, wird er entsprechend den Stromstärken Temperaturschwankungen unterworfen sein und abwechselnd Ausdehnungs- und Schrumpfungsprozesse ausführen. Diese Hülle der Rohrleitung wird ebenfalls Längenänderungen vollziehen, die im wesentlichen von der sie umgebenden Temperatur abhängig sind.

Ein Lager der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus den Unteriagen des deutschen Gebrauchsmusters 71 41 137 bekannt Bei dem bekannten Lager sind in der Steuerelektrode des Stützisolators Zapfen oder Kugeln federnd gelagert, die mit dem Innenleiter in Eingriff stehen. Damit soll eine Lagesicherung des Innenleiters in bezug auf den Stützisolator sichergestellt sein. Zu diesem Zweck brauchen diese Halteglieder nicht elektrisch leitfähig zu sein. Sie können beispielsweise aus Kunststoff bestehen.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Lager der eingangs genannten Art anzugeben, das eine gleitende Lagerung des Innenleiters in der Steuerelektrode schafft, wobei gleichzeitig eine dauerhafte Potentialverbindung zwischen Innenleiter und Steuerelektrode hergestellt ist.

Nach der Erfindung wird dies dadurch gelöst, daß zwischen Steuerelektrode und Innenleiter ein Schlitzringlager liegt, das wenigstens zwei Durchbrüche aufweist, daß die Feder als Kontaktfeder ausgebildet ist und daß in diesen Durchbrüchen die über die Kontaktfeder miteinander verbundenen, elektrisch leitfähigen Körper auf dem Innenleiter anliegen.

Durch Anwendung der Erfindung ist ein elektrisch sicherer Kontakt zwischen dem Innenleiter und der Steuerelektrode gewährleistet, weil elektrisch leitfähige Körper auf dem Innenleiter anliegen. Dieser Kontakt ist so gestaltet, daß ein Abrieb vermieden ist, was für gekapselte Rohrleitungen, insbesondere für höhere Spannungen, vorteilhaft ist.

Aus der DE-OS 19 38 706 ist eine Isolatoranordnung für gasisolierte Hochspannungsleitungen bekannt, bei der Längsbewegungen zwischen dem Innenleiter und deren äußerer Kapselung möglich sind. Hierzu ist der Innenleiter starr mit dem ihn abstützenden Isolator verbunden. Der Isolator kann sich längs der Innenfläche der Kapselung bewegen. Bei dieser bekannten Ausführungsform werden Rollen gegen den Außenleiter gedrückt.

Demgegenüber ist bei der Erfindung der innenleiter verschiebbar in der Steuerelektrode gelagert und mit einem zwei Durchbrüche aufweisenden Schlitzringlager versehen. Durch die breitflächige Auflage des Innenleiters auf dem Schlitzringlager ergeben sich geringe Lagerdrücke, so daß für den Innenleiter metallische Werkstoffe eingesetzt werden können, die keine so große Härte aufweisen, wie dies für eine Kugel- oder Rollenlagerung erforderliche wäre. Bei der Erfindung ist

die mechanische Lagerfunktion und die elektrische Leitungsfunkt.ion gelrennt, was für die Zuverlässigkeit eines gasisolierten Rohrleiters vorteilhaft ist.

Durch die Verwendung eines Schlitzringlagers wird eine gleitende Lagerung zwischen Innenleiter und Steuerelektrode erreicht. Das Schlitzringlager besteht aus einem bandförmigen Material, das als Lager zwischen Steuerelektrode und Innenleiter gelegt ist, wobei zum Ausgleich von Toleranzen nach Einbau zwischen seint.i Enden ein Schlitz bestehen bleibt Die über eine Kontaktfeder miteinander verbundenen, elektrisch leitfähigen Körper stellen eine dauerhafte Potentialverbindung zwischen Innenleiter und Steuerelektrode her. Die Kontaktverbindung läuft vom Innenleiter zu den elektrisch leitfähigen Körpern, von diesen zu der sie ''erbindenden Kontaktfeder und von der Kontaktfeder zu der Steuerlektrode.

Das Schlitzringlager kann aus einem flachen, an seinen Enden schräg abgeschnittenen, mit Kohle angereicherten Polytetrafluoräthylen-Band hergestellt sein. Das schräge Abschneiden der Enden des als Schiitzringiager verwendeten Bandes bietet eine vorteilhafte Ausgestaltung des nach der Montage entstehenden Schlitzes. Die Wahl des mit Kohle angereicherten Polytetrafluoräthylens als Werkstoff bietet die Möglichkeit eines trockenlaufenden, abriebfesten und selbstschmierenden Lagers. Diese vorteilhafte Eigenschaften erlauben es, daß das Lager über lange Zeit völlig wartungsfrei eingesetzt werden kann.

Vorteilhafterweise wird die Steuerelektrode an ihrer dem Innenleiter zugewandten Seite eine Nut aufweisen, die zur seitlichen Halterung des Schlitzringlagers dient und deren Tiefe kleiner als die Dicke des Schlitzringlagers isL Hierdurch ist ein Herausrutschen des Schlitzringlagers aus seiner Einbaustelle zwischen Steuerelektrode und Innenleiter verhindert. Die relativ geringe Tiefe der Nut der Steuerelektrode garantiert darüber hinaus, daß auch bei geringfügigem Verkanten zwischen Innenleiter und Stützisolator ausschließlich das Schlitzringlager die gleitende Lagerung zwischen Innenleiter und Stützisolator herstellt.

Vorzugsweise wird die Steuerelektrode eine zweite Nut zur Aufnahme der elektrisch leitfähigen Körper aufweisen, deren Abmessungen so gewählt sind, daß bei fest eingebautem Lager die auf dem Innenleiter anliegenden, elektrisch leitfähigen Körper die Steuerelektrode nicht berühren, und die Steuerelektrode wird eine dritte Nut aufweisen, in der die Kontaktfeder seitlich gelagert ist und deren Abmessungen nur geringfügig größer als der Querschnitt der Kontaktfeder gewählt sind. Alle drei Nuten in der Steuerelektrode können symmetrisch zu einer gemeinsamen Mittelachse angeordnet sein. Diese Nuten stellen eine vorteilhafte Ausgestaltung der Steuerelektroden dar, so daß sowohl die gleitende Lagerung der Steuerelektrode auf dem Innenleiter möglich ist als auch Elemente zur Potentialverbindung zwischen Innenleiter und Steuerelektrode angebracht werden können. Die Ausbildung der zweiten Nut derart, daß sie die auf dem Innenleiter anliegenden, elektrisch leitfähigen Körper, nicht aber die Kontaktfeder, auf jeden Fall berührt, gewährleistet einen eindeutigen elektrischen Übergang zwischen der Steuerelektrode und den Elementen zur Herstellung der Potentialverbindung.

Vorzugsweise wird die Kontaktfeder so gebogen sein, daß sie im eiiigrbauten Zustand die elektrisch leitfähigen Körper kontinuierlich auf den Innenleiter drückt, wobei sie durch uie Gegenkraft selbst fest an der Steuerelektrode anliegt. Diese Vorbiegung der Feder gewährleistet, daß der für eine Potentialverbindung zwischen elektrisch leitfähigen Körpern und !nnenleiier sowie zwischen Steuerelektrode und Kontaktleder notwendige Kontaktdruck immer vorhanden ist.

Die Durchbräche in dem Schlitzringlager können Langlöcher sein. Vorteilhafterweise sind die elektrisch leitfähigen Körper Kugeln. Die Kugeln können aus Bronze hergestellt sein. Die Wahl von Langlöchern als Durchbrüche in den Schlitzringlagern sowie die Ausbildung der elektrisch leitfähigen Körper als Kugeln bietet eine besonders vorteilhafte Lösung für die bewegliche Führung von Kontaktelementen auf dem Innenleiter. Bedingt durch die thermischen Ausdehnungen des Innenleiters und durch den Wunsch, eine dauerhafte und abriebfeste Potentialverbindung herzustellen, stellt die Kugelform für die leitfähigen Körper eine weitgehend optimierte Lösung dar. Die Wahl von Bronze als Material für die Kugeln ist ebenfalls unter dem Gesichtspunkt der dauerhaften und abriebfesten Potentialverbindung als besonders orteilhaft anzusehen.

Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand der F i g. 1 bis 4 erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein Prinzipschaltbild einer Abstützung eines Innenleiters einer gekapselten Rohrleitung in einem Stützisolator.

Fig.2 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel im Längsschnitt, entsprechend einem Ausschnitt II der F i g. 1.

F i g. 3 einen Querschnitt durch das Ausführungsbeispiel der F i g. 2 entlang der Linie III-III.

F i g. 4 eine Draufsicht auf ein abgerolltes Schlitzringlager.

In F i g. 1 ist zunächst prinzipiell die Lage eines Innenleiters 1 einer gekapselten, gasisolierten Rohrleitung im Inneren einer Hülle 10 gezeigt. Der Innenleiter 1 ist über einen Stützisolator 2 an der Hülle 10 abgestützt Die Hülle ist im Bereich der Abstütr-ng des Innenleiters doppelwandig ausgeführt Die Lagerung zur Abstützung des Innenleiters ist an der mit einem Kreis umrandeten und mit der Ziffer II beschriebenen Stelle vorgesehen.

F i g. 2 stellt einen Längsschnitt längs der Linie H-II in F i g. 3 durch die Lagerstelle des Innenleiters 1 in dem Stützisolator 2 dar. Dabei ist ein Ausschnitt etwa entsprechend dem mit Il bezeichneten Kreis aus Fig. 1 gewählt. Die gesamte Anordnung des Lagers ist rotationssymmetrisch zu der mit 11 bezeichneten Symmetrielinie. Es ist deshalb nur eine Seite des Lagers gezeigt. Am nächsten der Symmetrielinie 11 liegt die geschnittene Wand des rohrförmigen Innenleiters 1. Unmittelbar auf der Außenwand des Innenleiters liegt das Schlitzringlager 4 auf. Auf diesem Schlitzringlager wiederum liegt die Steuerelektrode 3, die selbst in dem Stützisolator 2 eingebettet ist. Die Steuerelektrode 3 weist an ihrer dem Innenleiter 1 zugewandten Seite eine Nut 31 zur seitlichen Halterung des Schlitzringlagers 4 auf. Nach Einbau kann somit das Schlitzringlager 4 seine Lage relativ zu· Steuerelektrode 3 nicht mehr verändern. Symmetrisch zu einer gemeinsamen Mittellinie III-III sind zwei weitere Nuten 32, 33 in der Steuerelektrode 3 vorgesehen. Die größere dieser beiden Nuten dient als freier Bewegungsraum für die hier nicht gezeigten elektrisch leitfähigen Körper, die auf dem Innenleitet als Kontaktelemente aufliegen. In der äußeren kleineren Nut 33 ist eine Kontaktfeder 5 zu erkennen, die die beiden elektrisch leitfähigen Körper,

die den Kontakt mit dem Innenleiter herstellen, verbindet. Dieser Zusammenhang ist jedoch besser in F i g. 3 zu erkennen.

F i g. 3 zeig', besonders deutlich die zur Herstellung einer dauerhaften und abriebfesten Potentialverbindung zwischen Innenleiter und Steuerelektrode verwendeten Elemente. Es sind dies zunächst die zwei Bronzekugeln 6. Sie sind über eine Kontaktfeder 5 elektrisch leitend miteinander verbunden. Die Bronzekugeln 6 sind mittels aufsteckbarer Hülsen 51, die an den Enden der Kontaktfeder 5 verpreßt werden, gehalten. Aus Fig. 3 ist durch die teilweise Darstellung des eingeschobenen Innnenleiters 1 und durch seine teilweise Weglassung die Vorspannung der Kontaktfeder 5 zu erkennen. Diese Vorspannung ist nämlich so vorgesehen, daß bei nichteingeschobenem Innenleiter 1 die Bronzekugeln 6 aufgrund der Vorspannkraft der Feder 5 durch Langlöcher 41 des Schliizringlagers 4 in den leeren Inner/raum des Lagers hineingedrückt werden. Nach Einschieben des Innenleiters 1 liegen die Bronzekugeln 6 feit an der Außenwand des Innenleitcrs an, wobei durch die nach außen wirkende Gegenkraft die Kontaktfeder 5 fest in der Nut 33 an die Steuerelektrode 3 gepreßt wird. Auf diese Art und Weise ist ein eindeutiger elektrischer Übergang zwischen Innenleiter I, Bronzekugel 6, Kontaktfeder 5 und Steuerelektrode 3 hergestellt. Die Steuerelektrode besitzt nun das gleiche Potential wie der Innenleiter 1 und kann somit ihrer Aufgabe dem gleichmäßigen Feldabbau zwischen Innenleiter 1 und Hülle 10 der Rohrleitung gerecht werden.

In Fig. 4 ist ein abgewickeltes Schlitzringlager 4

ίο dargestellt. Es ist ein flaches, an seinen Enden 42 schräg abgeschnittenes Band 4 gezeigt. Dieses Band kann beispielsweise aus mit Kohle angereieheriem Polyietra fliioräthylen hergestellt sein. Zur Führung der Bronzekugeln 6 sind Durchbrüche 41 in dem Schlii/ringlager 4

Ii vorgesehen. Diese Durchbrüche können, wie gezeigt l.anglöcher sein. Es ist ebensogut möglich, zwe nebeneinanderliegende Schlitzringlager ohne Durch hrüche zu verwenden, wobei der Abstand /.wischer diesen Lagern so groß gewählt ist, die Bron/.ekugeln au

2(1 dem Innenleiier zu führen. Der Abstand zwischen der Lagern übernimmt dann die Funktion der in F i g. <■ gezeigten Langlöcher.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Lager zur Abstützung des Innenleiters einer gekapselten gasisolierten Rohrleitung in einem Stützisolator, der an seiner dem Innenleiter zügewandten Seite mit einer Steuerelektrode versehen ist, wobei sich einseitig auf eine Feder abstützende Körper mit dem Innenleiter in Verbindung stehen und die Feder an der Steuerelektrode anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Steuerelektrode (3) und Innenleiter (1) ein Schlitzringlager (4) anliegt, das wenigstens zwei Durchbrüche (41) aufweist, daß die Feder als Kontaktfeder (5) ausgebildet ist und daß in diesen Durchbrochen (41) die über die Kontaktfeder (5) miteinander verbündenen, elektrisch leitfähigen Körper (6) auf dem Innenleiter (1) anliegen.

2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlitzringlager (4) aus einem flachen, an seinen Enden (42) schräg abgeschnittenen, mit Kohle angereicherten Polytetrafluoräthylen-Band hergestellt ist

3. Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode (3) an ihrer dem Innenleiter (1) zugewandten Seite eine Nut (31) aufweist, die zur seitlichen Halterung des Schlitzringlagers (4) dient und deren Tiefe kleiner als die Dicke des Schlitzringlagers ist

4. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode (3) eine zweite Nut (32) zur Aufnahme der elektrisch leitfähigen fr.jrper(6) aufweist, deren Abmessungen so gewählt sind, daß bei eingebautem Lager die auf dem Innenleiter (1) anliegenden elektrisch leitfähigen Körper (6) die Steuerelektrode (3) nicht berühren, und daß die Steuerelektrode eine dritte Nut (33) aufweist, in der die Kontaktfeder (5) seitlich gelagert ist und deren Abmessungen nur geringfügig größer als der Querschnitt der Kontaktfeder gewählt sind.

5. Lager nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle drei Nuten (31,32, 33) in der Steuerelektrode (3) symmetrisch zu ein?.r gemeinsamen Achse(IlI) angeordnet sind.

6. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfeder (5) so gebogen ist, daß sie im eingebauten Zustand die elektrisch leitfähigen Körper (6) kontinuierlich auf den Innenleiter (1) drückt, wobei sie durch die Gegenkraft selbst fest an der Steuerelektrode (3) anliegt.

7. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (41) in dem Schlitzringlager (4) Langlöcher sind.

8. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitfähigen Körper (6) Kugeln sind.

9. Lager nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln (6) aus Bronze hergestellt sind.

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