DE2448705C2

DE2448705C2 - Endverschlußisolatorgarnitur für elektrische Starkstromkabel

Info

Publication number: DE2448705C2
Application number: DE2448705A
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Dipl.-Ing. 5000 Köln Israel
Original assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Current assignee: Felten and Guilleaume Energietechnik AG
Priority date: 1974-10-12
Filing date: 1974-10-12
Publication date: 1982-01-21
Also published as: FR2287794A1; SE7510838L; GB1500082A; DE2448705B1; NL7507491A; US4059722A; NO753430L; NO139714B; NO139714C; IT1039777B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Endverschlußisolatorgarnitur für elektrische Starkstromkabel, bestehend aus einem im wesentlichen zylindrischen Isolatorkörper aus einem elektrisch isolierenden, glasfaserverstärkten Material, wobei am Isolatorkörperende einstückig mit diesem zum Befestigen von Isolatorfassungen jeweils ein Innen- und/oder Außenbund ausgebildet ist und aus einem aus dem Isolatorkopf herausragenden Anschlußbolzen.

Derartige bekannte Endverschlußisolatorgarnituren weisen Isolatorkörper aus Porzellan, Hartpapier oder quarzmehlverfülltem Gießharz auf. Die aus diesen Werkstoffen hergestellten Isolatorkörper sind hinsichtlich ihrer mechanischen Belastung nur begrenzt einsetzbar, und sie erfordern relativ aufwendige Isolatorfassungen, um die auftretenden mechanischen Belastungen aufnehmen zu können und eine ausreichende Abdichtung des Isolatorinnenraums zu ermöglichen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einer Endverschlußisolatorgarnitur der eingangs beschriebenen Art, diese derart zu verbessern, daß der Isolatorkörper der freien Formgebung unterliegt und dabei eine hohe mechanische Festigkeit mit einem geringen Gewicht, einer hohen Präzision und einem geringen Montageaufwand verbindet sowie die Verwendung vereinfachter Isolatorfassungen ermög

licht

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Glasfaserverstärkung des Isolatorkörpers aus in der Fadenwickeltechnik gewickelten Harz, insbesondere Epoxydharz, getränkten Glasfaden besteht und der Anschlußbolzen im Bereich des Innenbunds am Isolatorkopf einen Gewindeabschnitt aufweist und durch eine oberhalb und eine unterhalb des Innenbunds angeordnete Feststellmutter am Isolatorkopf befestigt ist, wobei unterhalb des Gewindeabschnitts mindestens ein in einer Umfangsnut eingelegter Dichtring angeordnet ist

Die auch unter dem Namen »Filament Winding« bekannte Fadenwickeltechnik ist ein an sich bekanntes Präzisions-Wickelverfahren, mit dem aus harzgetränkten Fäden, insbesondere Glasfäden, Hohlkörper in fast jeder Form und Dimension hergestellt werden können. Ein erfindungsgemäß hergestellter Isolatorkörper zeichnet sich durch eine geringe Wandstärke und ein damit verbundenes geringes Gewicht aus, besitzt jedoch trotzdem hohe mechanische Festigkeit und kann mit kleinen Herstellungstoleranzen gefertigt werden, so daß sich einfache Kopffassungen herstellen lassen, da dabei keinerlei Toleranzen aufgrund zu erwartender

""> Schrumpfungen berücksichtigt werden müssen, wie dies beispielsweise bei Prozellan-Isolatoren erforderlich ist. Zudem ist eine Herstellung des Isolatorkörpei s gemäß der Erfindung in jeder für den speziellen Fall, d. h. in mechanischer und elektrischer Hinsicht, besten Formgebung möglich, da mit dem Filament-Winding-Verfahren eine freie Formung des Umdrehungskörpers möglich ist. Die Ausgestaltung von Isolatorkörpern mit einem Innen- oder Außenbund ist beispielsweise bei Porzellanisolatorkörpern bekannt, kann bei diesen aber nur mit großen Toleranzen durchgeführt werden, so daß zwischen dem Isolatorkörper und der anzubringenden Kopffassung Zwischenpolster vorgesehen werden müssen. Derartige Zwischenpolster können jedoch bei der erfindungsgemäßen Endverschlußisolatorgarnitur entfallen, denn der Isolatorkörper kann mit einer derartigen Präzision hergestellt werden, daß beispielsweise der Innenbund am Isolatorkopf als Festpunkt für die Montage der Isolatorfassungen angesehen werden kann. Indem der Leiteranschlußbolzen im Bereich des Innenbundes am Isolatorkopf einen Gewindeabschnitt aufweist und durch eine oberhalb und unterhalb des Innenbundes angeordnete Feststellmutter am Isolatorkopf befestigt ist, ergibt sich eine Isolatorkopffassung, bei der eine direkte Herausführung des Anschlußbol-

^r>o zens ohne Zwischenstücke erfolgt, wodurch sich ein geringer elektrischer Obergangswiderstand der Isolatorkopffassung ergibt. Ein weiterer Vorteil dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung besteht darin, daß der Anschlußbolzen axial verstellbar ist, so daß damit eventuell bestehende Montagetoleranzen ausgeglichen werden können, und zwar schon vor dem Befestigen am Kabelleiter. Um eine Abdichtung des Isolatorinnenraums an der oberen Kopffassung zu erreichen, ist unerhalb des Gewindeabschnitts mindestens ein mit einer Umfangsnut eingelegter Dichtring angeordnet. Diese einfache und bewährte Abdichtung ist nur deshalb möglich, da der Isolatorkörper mit hoher Präzision hergestellt werden kann und somit ein guter Dichtsitz der Dichtung möglich ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es von Vorteil sein, wenn der Anschlußbolzen im Bereich des Innenbundes eine axial verlaufende Außenut aufweist und eine mit dem Isolatorinnenraum verbundene,

verschließbare Durchgangsbohrung. Die Außennut dient dabei zum Evakuieren des Isolatorkopfraums, d h. des Isolatorraums vor dem Dichtring, und die Durchgangsbohrung ermöglicht das Evakuieren des Isolatorinnenraums.

Um die an der Kopffassung eventuell auftretenden Feldstärkenkonzentrationen abzubauen, war es bisher bekannt, dort sogenannte Isolier-Kopfwickel vorzusehen, die an der Baustelle mit Hand aufgebracht werden mußten, wodurch sich ein hoher Montageaufwand ergab. Erfindungsgemäß kann ein Isolier-Kopfwickel nun dadurch entfallen, daß am Isolatorkopf eine diesen umgebende Schirmelektrode mit im wesentlichen feldstärkekonstantem Profil befestigt ist. Die Schirmelektrode besteht vorzugsweise aus einem nicht magnetisierbaren Metall, z. B. aus Aluminium oder Kupfer.

Damit wird durch die Erfindung eine Endverschlußgarnitur erzielt, mit der eine wesentliche Kosteneinsparung, eine Vereinfachung der Garnitur und deren Montage sowie eine höhere Sicherheit in bezug auf die Druckfestigkeit verbunden ist

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es zweckmäßig sein, wenn die erfindungsgemäße Endverschlußgarnitur als Innenisolatorgarnitur bei Freiluftendverschlüssen für öl- oder Gasdruck-Starkstromkabel verwendet wird. Durch die Anordnung der erfindungsgemäßen Endverschlußisolatorgarnitur in dem beispielsweise aus Prozellan bestehenden Isolator eines Freiluftendverschlusses ergibt sich eine wesentliche Steigerung der Betriebssicherheit des Freiluftendverschlusses, denn dadurch entsteht innerhalb des Freiluftendverschlusses ein Doppelkammersystem, und zwar einerseits der beispielsweise ölgefüllte Innenraum der Innenisolatorgarnitur und andererseits der diesen umgebende Innenraum des Porzellanisolators, der ebenfalls mit einem Isoliermittel beispielsweise Isolieröl gefüllt ist, und unter einem statischen Überdruck steht. Eine derartige Anordnung war jedoch mit den bisher bekannten Endverschlußgarnituren beispielsweise aus Porzellan oder Hartpapier nicht möglich, da diese zu große Wandstärken aufwiesen, um als Innenisolator verwendet werden zu können.

An Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Endverschlußisolatorgarnitur,

F i g. 2 eine erfindungsgemäße Endverschlußisolatorgarnitur als Innenisolatorgarnitur eines Freiluftendver-Schlusses.

Wie sich aus F i g. 1 ergibt, besteht eine erfindungsgemäße Endverschlußisolatorgarnitur z. B. für Transformator Einführungen aus einem im wesentlichen zylindrischen Isolatorkörper 1, dessen Kopfende flaschenhalsförmig ausgebildet ist.'An beiden Enden des Isolatorkörpers 1 sind Isolatorfassungen 2 und 3 befestigt, und zwar die Isolatorkopffassung 2 und die Isolatorfußfassung 3. Der Isolatorkopf weist an seiner Innenseite einen mit dem Isolatorkörper 1 einstückigen Innenbund 4 auf und der Isolatorfuß eine mit dem Isolatorkörper 1 einstückigen Außenbund 5. Die Isolatorkopffassung 2 besteht aus einem Anschlußbolzen 6, der mit einem Ende aus dem Isolatorkörper herausragt und mit dem anderen Ende mit dem Leiter 7 μ eines in der Endverschlußisolatorgamitur endenden Starkstromkabels 8 in bekannter Weise, beispielsweise mittels einer Preß- oder einer Weichlotverbindung, verbunden ist Bei dem in der Endverschlußgarnitur endenden Kabel kann es sich beispielsweise um ein öl- oder Gasaußendruckkabel handeln. Der Anschlußbolzen 6 weist im Bereich des Innenbunds 4 einen Gewindeabschnitt 9 auf und wird mit Hilfe von oberhalb und unterhalb des Innenbunds 4 auf dem Gewindeabschnitt 9 aufgeschraubten Muttern 10 am Isolatorkopf befestigt Die Muttern 10 sind zweckmäßigerweise als Schlitz-Muttern ausgeführt, so daß die unterhalb des Innenbunds 4 angeordnete Mutter mit Hilfe eines durch den Spalt zwischen dem Anschlußbolzen 6 und dem Innenbund 4 hindurchgesteckten Rohrschlüssel angezogen oder gelöst werden kann, wodurch sich eine axiale Einstellbarkeit des Anschlußbolzens 6 ergibt. Unterhalb des Innenbunds 4 weist der Anschlußbolzen einen radialen Absatz 11 auf, in dem im dargestellten Beispiel zwei Umfangsnuten 12 eingearbeitet sind, in denen Dichtringe 13 angeordnet sind, mit denen der Innenraum des Isolatorkörpers 1 nach außen abgedichtet wird. Weiterhin weist der Anschlußbolzen 6 im Bereich des Innenbunds 4 eine axial verlaufende Nut 14 auf, über die der oberhalb der Dichtringe 13 befindliche Isolatorkopfinnenraum evakuiert werden kann. Über eine durch das obere Ende des Anschlußbolzens 6 verlaufende Durchgangsbohrung 15, die im unterhalb der Dichtringe 13 liegenden Isolatorinnenraum endet, kann dieser ebenfalls evakuiert werden. Der Isolatorkopf 2 ist von einer Schirmelektrode 16 umgeben, die beispielsweise aus einem nicht magnetisierbaren Material wie Kupfer oder Aluminium besteht und das Auftreten von Feldstärkekonzentrationen an der Isolatorkopffassung verhindert. Die Schirmelektrode 16 wird mittels einer Mutter 17 auf dem Anschlußbolzen 6 befestigt.

Der Isolatorkörper 1 besteht aus in der Fadenwickeltechnik gewickelten Harz, insbesondere Epoxydharz, getränkten Glasfaden. Bei der Fadenwickeltechnik wird der harzgetränkte Glasfaden unter Vorspannung von einem sogenannten Roving abgezogen und auf einen Kern, der die Form des herzustellenden Wickelkörpers aufweist, aufgewickelt, dabei folgt der Wickelvorgang nach einem genau definierten geometrischen Muster und zwar in der Art, daß die hohe Zugfestigkeit der Faser möglichst ausgenutzt wird. Die bei diesem Verfahren verwendeten Glasfaden weisen eine für die Hochspannungsanwendung besonders geeignete Schlichte und ein besonderes Finish auf.

Die Isolatorfußfassung 3 besteht im wesentlichen aus einer den Außenbund 5 umgreifenden Fassung 18, die mit Hilfe von Schrauben 19 auf einer Grundplatte 20 befestigt ist. Die Abdichtung des Isolatorkörpers 1 gegen die Grundplatte 20 erfolgt mittels einer zwischen diesen eingelegten Dichtung 21.

In F i g. 2 ist die Verwendung einer erfindungsgemäßen Endverschlußgarnitur als Innenisolatorgarnitur bei einem Freiluftendverschluß für öl- oder Gasdruck-Starkstromkabel dargestellt. Zu diesem Zwecke ist innerhalb eines beispielsweise aus Porzellan gefertigten Isolators 24 eine Endverschlußisolatorgarnitur, wie sie im obigen beschrieben ist, woDei gleiche Teile mit der gleichen Nummerierung versehen sind, angeordnet. Damit kann an dieser Stelle eine nochmalige Beschreibung dieser Endverschlußisolatorgarnitur entfallen. Der Ai.schlußbolzen 6 ist über ein Verbindungsstück 25 mit einem Leiteranschlußbolzen 26 verbunden, der aus dem Isolator 24 herausragt und durch eine obere Kopffassung 27 des Isolators 24 verläuft. Die obere Kopffassung 27 ist durch eine Umfangsschweißnaht 28 mit einer

unteren Kopffassung 29 verbunden. Zwischen der oberen Kopffassung 27 und dem Isolator 24 ist eine dichtende flanschenförmige Zwischenscheibe 30 angeordnet. Eine in der Zwischenscheibe 30 angeordnete Dichtung 31 dient zum druckfesten Abdichten des Innenraums des Isolators 24 gegenüber der Zwischenscheibe 30. Die elektrische Durchverbindung des Verbindungsstücks 25 erfolgt über eine Anschlußklemme 32 zu einem Außenanschlußbolzen 33.

Der Isolator 24 weist an seinem unteren Ende eine Umfangswulst 36 auf, die von einer Fußfassung 37 umgeben wird, die mittels Schrauben 38 auf einer Verlängerung der Grundplatte 20 montiert ist. Auf der Unterseite der Grundplatte 20 ist eine ölauslaßbohrung 39 vorgesehen, die verschließbar ist und mit dem Innenraum des Isolators 24 in Verbindung steht. Der Innenraum des Isolators 24 ist beispielsweise mit Isolieröl gefüllt und steht unter einem statischen Überdruck, wodurch sich zwei hydraulische Systeme innerhalb des Freiluftendverschlusses ergeben, so daß

ίο die Betriebssicherheit des Endverschlusses verdoppelt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Endverschlußisolatorgarnitur für elektrische Starkstromkabel, bestehend aus einem im wesentlichen zylindrischen Isolatorkörper aus einem elektrisch isolierenden, glasfaserverstärkten Material, wobei am Isolatorkörperende einstückig mit diesem zum Befestigen von Isolatorfassungen jeweils ein Innen- und/oder Außenbund ausgebildet ist, und aus einem aus dem Isolatorkopf herausragenden Anschlußbolzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfaserverstärkung des Isolatorkörpers (1) aus in der Fadenwickeltechnik gewickelten. Harz, insbesondere Epoxydharz, getränkten Glasfäden besteht und der Anschlußbolzen (6) im Bereich des Innenbundes am Isolatorkopf einen Gewindeabuchnitt (9) aufweist und durch eine oberhalb und eine unterhalb des Innenbundes (4) angeordnete Feststellmutter (10) am Isolatorkopf befestigt ist, wobei unterhalb des Gewindeabschnittes (9) mindestens ein in einer Umfangsnut (12) eingelegter Dichtring (13) angeordnet ist

2. Endverschlußisolatorgarnitur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußbolzen (6) im Bereich des Innenbunds (4) eine axial verlaufende Außennut (14) aufweist und eine mit dem Isoiatorinnenraum verbundene, verschließbare Durchgangsbohrung (15).

3. Endverschlußisoiatorgamitur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Isolatorkopf eine diesen umgebende Schirmelektrode (16) mit im wesentlichen feldstärkekonstantem Profil befestigt ist.

4. Verwendung der Endverschlußisolatorgarnitur nach den Ansprüchen 1 bis 3 als Innenisolatorgarnitur bei Freiluftendverschlüssen für Öl- oder Gasdruck-Starkstromkabel.