DE2656607A1

DE2656607A1 - Mechanical damping element between HV insulator and conductor - is designed to suppress transverse impulse loads and consists of metal rod

Info

Publication number: DE2656607A1
Application number: DE19762656607
Authority: DE
Inventors: Arno Rauh
Original assignee: RHEIN WESTFAEL ISOLATOREN
Current assignee: RHEIN WESTFAEL ISOLATOREN
Priority date: 1976-12-14
Filing date: 1976-12-14
Publication date: 1978-06-15
Also published as: DE2656607B2

Abstract

To minimise the danger of fracturing a porcelain insulator (18) due to impulse loads applied to the conductor (20) or conductor clamp (19) at right angles to the insulator axis (22) a damping element (21) is introduced between the insulator top cap (17) and the conductor clamp. If an impulse load is applied the kinetic energy is absorbed in deflecting the damper, and the insulator is saved from damage. Typically the damper is a metal rod of appropriate length and cross section to give the desired energy absoprtion when it is subjected to a blow. The arrangement can be applied to both post and suspension insulators as well as to insulators grouped together, for example suspension insulators in pairs.

Description

Hochspannungsisolator High voltage insulator

Die Erfindung betrifft einen Hochspannungshänge-oder -Stützisolator. The invention relates to a high-voltage suspension or support insulator.

Isolatoren aus keramischen Werkstoffen sind verhältnismäßig empfindlich gegenüber stoßartigen Biegebeanspruchungen, die quer zur Isolatorachse gerichtet sind. Derartige Beanspruchungen können beispielsweise im Kurzschlußfall durch die zwischen parallel laufenden Leitungen wirkenden Stromkräfte auftreten. Ein anderer Fall, in dem hohe, quer zur Isolatorachse gerichtete, stoßartige Biegebeanspruchungen auftreten, liegt beispielsweise vor, wenn bei einer von zwei Hängeisolatoren gebildeten Leitungsaufhängung der eine Isolator aus irgendwelchen Gründen bricht. Ceramic insulators are relatively sensitive against shock-like bending stresses that are directed transversely to the insulator axis are. Such stresses can, for example, in the event of a short circuit by the Current forces acting between parallel lines occur. Another Case in which high, shock-like bending stresses directed transversely to the insulator axis occur, for example, when formed in one of two hanging insulators Wire suspension that breaks an insulator for any reason.

Bei den bisher bekannten Ausführungen besteht in hohem Maße die Gefahr, daß bereits stoßartige Biegebeanspruchungen mittlerer Größe, die quer zur Isolatorachse wirken, zu einem Bruch des Isolatorkörpers führen. With the designs known so far, there is a high risk of that already shock-like bending stresses of medium size, which are transverse to the isolator axis act, lead to breakage of the insulator body.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung dieses Mangels einen Hochspannungshänge- oder -Stützisolator zu entwickeln, der auch großen, quer zur Isolatorachse getlchteten, stoßartigen Biegebeanspruchungen gcwachspn i6t. The invention is therefore based on the problem of avoiding of this deficiency to develop a high voltage hanging or post insulator that also large, shock-like bending loads that are split across the insulator axis gcwachspn i6t.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Isolatorkörper und dem vom Isolator getragenen Leiter wenigstens ein Dämpfungselement zur Aufnahme von quer zur Isolatorachse gerichteten, stoßartigen Biegebeanspruchungen vorgesehen ist. This object is achieved in that between the Insulator body and the conductor carried by the insulator at least one damping element for absorbing shock-like bending stresses directed transversely to the insulator axis is provided.

Ein derartiges Dämpfungselement setzt die bei einer stoßartigen Biegebeanspruchung auftretende kinetische Stoßenergie in Verformungsarbeit um und verhindert damit, daß sich die stoßartige Biegebeanspruchung auf den empfindlichen Isolatorkörper auswirkt. Wie umfangreiche Versuche zeigten, lassen sich auf diese Weise mit verhältnismäßig einfachen konstruktiven Mitteln alle in der Praxis auftretenden stoßartigen Biegebeanspruchungen beherrschen. Such a damping element sets in the event of shock-like bending stress resulting kinetic impact energy into deformation work and thus prevents that the shock-like bending stress on the sensitive insulator body affects. As extensive tests have shown, can be done in this way with relative simple constructive means, all shock-like bending stresses occurring in practice dominate.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und werden im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert. Appropriate refinements of the invention are the subject of the subclaims and are used in conjunction with the following description of some exemplary embodiments explained in more detail.

In der Zeichnung zeigen Fig. 1 eine Leitungsaufhängung mittels zweier erfindungsgemäßer Hänge-Isolatoren; Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Sttzisolator. In the drawing, FIG. 1 shows a line suspension by means of two suspension isolators according to the invention; 2 shows a support insulator according to the invention.

Die in Fig. 1 dargestellte Aufhängung eines Leiters 1 enthält zwei Hochspannungs-Hängeisolatoren 2, 2', die gleich ausgebildet sind, so daß im folgenden nur der Isolator 2 näher erläutert wird. The suspension of a conductor 1 shown in FIG. 1 contains two High-voltage suspension insulators 2, 2 ', which are identical, so that in the following only the insulator 2 is explained in more detail.

Zur Aufhängung gehört weiterhin ein waagerecht angeordneter Träger 3, der an seinen beiden Enden über Gelenkteile 4, 4' mit den beiden Hängeisolatoren 2, 2' verbunden ist und der im Bereich seiner Mitte über eine Klemmhalterung 5 den Leiter 1 trägt. A horizontally arranged carrier is also part of the suspension 3, at both ends of the joint parts 4, 4 'with the two suspension insulators 2, 2 'is connected and the in the area of its center via a clamp bracket 5 carries the head 1.

Zwischen der Kappe 6 der Armatur des Isolators 2 und dem Gelenkteil 4 ist erfindungsgemäß ein Dämpfungselement 7 angeordnet, das über Gelenkachsen 8, 9 einerseits mit der Kappe 6 und andererseits mit dem Gelenkteil 4 schwenkbeweglich verbunden ist. Die Gelenkachsen 8, 9 sowie die zwischen dem Träger 3 und dem Gelenkteil 4 vorhandene Gelenkachse 10 verlaufen etwa senkrecht zur Achse des Leiters 1 sowie senkrecht zur Isolatorachse 11. Between the cap 6 of the armature of the insulator 2 and the joint part 4, a damping element 7 is arranged according to the invention, which via joint axes 8, 9 on the one hand with the cap 6 and on the other hand with the joint part 4 pivotable connected is. The joint axes 8, 9 and between the carrier 3 and the joint part 4 existing hinge axis 10 run approximately perpendicular to the axis of the conductor 1 as well perpendicular to the isolator axis 11.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Dämpfungselement 7 durch einen in Verlängerung der Achse 11 des Isolatorkörpers 12 angeordneten Metallstab gebildet, der beispielsweise Rund-Querschnitt oder Rechteck-Querschnitt aufweist. Im letzteren Falle verläuft die Längsseite des Rechtecks vorzugsweise parallel zur Längsrichtung des Leiters 1. Das Dämpfungselement 7 besteht beispielsweise aus Stahl der Qualität ST 34. In the embodiment shown in Fig. 1, the damping element 7 by a metal rod arranged as an extension of the axis 11 of the insulator body 12 formed, which has, for example, round cross-section or rectangular cross-section. In the latter case, the longitudinal side of the rectangle preferably runs parallel to the Longitudinal direction of the conductor 1. The damping element 7 consists, for example, of steel of quality ST 34.

Mit dem Gelenkteil 4 ist in bekannter Weise eine Armatur (Ring 13) zur Feldsteuerung verbunden. With the joint part 4 is a fitting (ring 13) in a known manner connected to field control.

Die Funktion des erfindungsgemäßen Dämpfungselementes 7 ist folgendermaßen: Es sei angenommen, daß im Betrieb aus irgendeinem Grunde der Hängeisolator 2' bricht. Dies hat zur Folge, daß sich das rechte Ende des Trägers 3 unter dem Gewicht des Leiters 1 schlagartig nach unten bewegt (Pfeil 14). Der Träger 3 übt infolgedessen auf den mit ihm verbundenen Gelenk teil 4 und damit auf das Dämpfungselement 7 ein stoßartiges Biegemoment im Uhrzeigersinn (Pfeil 15) aus. Durch dieses stoßartige Biegemoment wird das Dämpfungselement 7 verformt. The function of the damping element 7 according to the invention is as follows: It is assumed that the suspension insulator 2 'breaks for some reason during operation. This has the consequence that the right end of the carrier 3 is under the weight of the Conductor 1 suddenly moved downwards (arrow 14). The wearer 3 exercises as a result on the joint connected to it part 4 and thus on the damping element 7 a shock-like bending moment clockwise (arrow 15). By this shock-like bending moment, the damping element 7 is deformed.

Der größte Teil der kinetischen Stoßenergie wird infolgedessen in Verformungsarbeit umgesetzt, so daß nur noch eine verhältnismäßig geringe Biegebeanspruchung (quer zur Isolatorachse 11) über die Kappe 6 der Isolatorarmatur auf den Isolatorkörper 12 übertragen wird. Der Isolator 2 erleidet infolgedessen auch in diesem extremen Betriebsfall keinen Schaden.As a result, most of the kinetic impact energy is in Deformation work implemented, so that only a relatively low bending stress (transversely to the isolator axis 11) over the cap 6 of the isolator fitting onto the isolator body 12 is transmitted. The insulator 2 suffers from this extreme as well No damage during operation.

Fig. 2 zeigt die Anwendung der Erfindung bei einem Stützisolator 16. Fig. 2 shows the application of the invention to a post insulator 16.

Zwischen der Kappe 17 am oberen Ende des Isolatorkörpers 18 und der Halterung 19 des Leiters 20 befindet sich ein Dämpfungselement 21, das quer zur Isolatorachse 22 und quer zum Leiter 20 wirkende, stoßartige Biegebeanspruchungen aufnimmt und damit den Isolatorkörper 18 vor diesen hohen kinetischen Stoßbeanspruchungen schützt. Between the cap 17 at the upper end of the insulator body 18 and the Bracket 19 of the conductor 20 is a damping element 21 which is transverse to Insulator axis 22 and transverse to the conductor 20 acting, shock-like bending stresses receives and thus the insulator body 18 from these high kinetic shock loads protects.

Zur weiteren Erläuterung der durch das erfindungsgemäße Dämpfungselement erzielten Vorteile seien zwei Versuchsergebnisse wiedergegeben: In einem ersten Versuch fand ein Porzellan-Isolator von etwa 450 mm Länge und 60 mm Strunk-Durchmesser (armiert mit zwei Kappen) Verwendung. Ließ man ein Gewicht von etwa 11,5 kg aus einer Höhe von etwa 70 cm auf die eine Kappe fallen, so verursachte dieser Schlag einen Bruch des Porzellans. To further explain the damping element according to the invention The advantages achieved are given two test results: In a first The experiment found a porcelain insulator about 450 mm long and 60 mm in diameter (armored with two caps) use. If you let out a weight of about 11.5 kg falling on one cap at a height of about 70 cm, this caused the blow a break in the china.

Sodann wurde ein derartiger Prozellan-Isolator mit einem erfindungsgemäßen Dämpfungselement versehen, und zwar einem Rundstab (Stahl ST 34) von 12 mm Durchmesser und 20 mm Länge. Such a porcelain insulator was then combined with one according to the invention Provided damping element, namely a round rod (steel ST 34) with a diameter of 12 mm and 20 mm length.

Ließ man hier dasselbe Gewicht selbst aus einer Höhe von 120 cm auf die Kappe fallen, so verfprmte sich lediglich das Dämpfungselement; es trat jedoch in keinem Falle ein Bruch des Isolatorkörpers ein.If you let the same weight on even from a height of 120 cm If the cap falls, only the damping element becomes distorted; however, it occurred in no case a break of the insulator body.

Bei einem anderen Versuch wurde ein Langstabisolator von 1200 mm Länge und 60 mm Durchmesser an einem Ende mittels eines 2 kg-Hammers senkrecht zur Isolatorachse durch Schlag beansprucht. Bei einem mittelkräftigen Schlag brach der Isolator. Wurde dagegen ein Isolator gleicher Abmessung mit einem Dämpfungselement versehen (Länge 40 mm, rechteckiger Querschnitt mit den Abmessungen 70 x 4 mm), so war selbst bei einem noch so kräftigen Schlag kein Bruch des Isolatorkörpers zu erreichen. Es wurde lediglich das Dämpfungselement stark verformt. In another experiment, a long rod insulator of 1200 mm was used Length and 60 mm diameter at one end using a 2 kg hammer perpendicular to the Isolator axis stressed by impact. With a medium punch it broke Insulator. On the other hand, an isolator of the same size with a damping element was used provided (length 40 mm, rectangular cross-section with the dimensions 70 x 4 mm), even with the most powerful blow, there was no breakage of the insulator body to reach. Only the damping element was severely deformed.

Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Abwandlungen der vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiele möglich. Numerous modifications of the above are within the scope of the invention explained embodiments possible.

Während bei den oben erläuterten Ausführungsbeispielen das Dämpfungselement durch ein elektrisch leitendes Zwischenstück gebildet wird, das zwischen einer am Ende des Isolatorkörpers angebrachten, elektrisch leitenden Armatur und einer elektrisch leitenden Halterung des Leiters angeordnet ist, sind im Rahmen der Erfindung auch Ausführungen möglich, bei denen das Dämpfungselement durch ein elektrisch nicht leitendes Zwischenstück gebildet wird, das zwischen einer am Ende des Isolatorkörpers angebrachten, elektrisch leitenden Armatur und einer elektrisch leitenden Halterung des Leiters angeordnet ist, wobei die elektrische Verbindung zwischen der Armatur und der Halterung des Leiters beispielsweise durch einen biegsamen Verbindungsleiter hergestellt wird. While in the embodiments explained above, the damping element is formed by an electrically conductive intermediate piece, which is between an am End of the insulator body attached, electrically conductive armature and an electrically conductive holder of the conductor is arranged, are within the scope of the invention Versions are possible in which the damping element is not electrically operated conductive spacer is formed between one at the end of the insulator body attached, electrically conductive armature and an electrically conductive bracket of the conductor is arranged, the electrical connection between the armature and the holding of the conductor, for example by means of a flexible connecting conductor will be produced.

Das nicht leitende Dämpfungselement kann in diesem Falle beispielsweise durch einen Stab aus glasfaserverstärktem Kunstharz gebildet werden. Dieses Material kann sehr hohe stoßartige Biegebeanspruchungen als Verformungsenergie aufnehmen.The non-conductive damping element can in this case, for example be formed by a rod made of glass fiber reinforced synthetic resin. This material can absorb very high shock-like bending loads as deformation energy.

Es ist weiterhin auch möglich, einen als Dämpfungselement dienenden Metallstab mit einer Ummantelung- aus einem zur Aufnahme hoher Formänderungsenergie geeigneten Werkstoff, vorzugsweise aus einem auch bei sehr niedrigen Temperaturen schlagfesten, plastisch verformbaren Kunststoff, zu versehen. It is also possible to use a damping element Metal rod with a sheathing made of a to absorb high deformation energy suitable material, preferably made of one even at very low temperatures impact-resistant, plastically deformable plastic.

Eine weitere Variante im Rahmen der Erfindung besteht ferner darin, als Dämpfungselement eine verformbare Zwischenschicht zu verwenden, die zwischen dem Isolatorkörper und einer mit dem Leiter verbundenen, elektrisch leitenden Armatur angeordnet ist. Diese Zwischenschicht "schluckt" gleichfalls den größten Teil einer auf die Armatur ausgeübten, stoßartigen Biegebeanspruchung. Diese Zwischenschicht kann beispielsweise aus Hartgummi, -Kunststoff oder dergleichen bestehen. Another variant within the scope of the invention also consists in to use a deformable intermediate layer as a damping element, which is between the insulator body and an electrically conductive fitting connected to the conductor is arranged. This intermediate layer also "swallows" the largest part of one shock-like bending stress exerted on the valve. This intermediate layer can for example consist of hard rubber, plastic or the like.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claims high-voltage suspension or support insulator, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that between the insulator body (e.g. 12) and the conductor (e.g. 1) carried by the insulator at least one damping element (e.g. 7) to accommodate impact-like bumps directed transversely to the isolator axis (e.g. 11) Bending loads is provided.

2. Isolator according to claim 1, characterized in that the damping element (7) is formed by an electrically conductive intermediate piece, which is between a electrically conductive fitting (6) attached to the end of the insulator body (12) and an electrically conductive holder (3, 4, 5) of the conductor (1) is arranged.

3. Isolator according to claims 1 and 2, characterized in that the damping element (7) by an extension of the axis (11) of the insulator body (12) arranged metal rod is formed.

4. Insulator according to claim 3, characterized in that the metal rod Has round cross-section.

5. Insulator according to claim 3, characterized in that the metal rod Has rectangular cross-section, the longitudinal side of the rectangle preferably approximately runs parallel to the longitudinal direction of the conductor.

6. Insulator according to claim 3, characterized in that the metal rod a sheath made of a material suitable for absorbing high deformation energy, preferably from a plastic that is impact-resistant even at very low temperatures deformable plastic.

7. Insulator according to claim 3, characterized in that the metal rod consists of steel of the quality ST 34.

8. Isolator according to claim 1, characterized in that the damping element is formed by a deformable intermediate layer between the insulator body and an electrically conductive fitting connected to the conductor is provided.

9. Isolator according to claim 1, characterized in that the damping element by an electrically non-conductive, preferably made of glass fiber reinforced synthetic resin existing intermediate piece is formed between one at the end of the insulator body attached, electrically conductive armature and an electrically conductive bracket of the conductor is arranged, the electrical connection between the armature and the holder of the conductor is made by a flexible connecting conductor will.

10. suspension isolator arrangement according to claims 1 to 3, in which im A horizontally arranged support is provided in the area of each suspension of the conductor is the one at its two ends with the rear ends of two hanging insulators is connected and carries the conductor in the middle, characterized in that between the armature rigidly connected to the lower end of each insulator (2, 2 ') and a damping element (7) is arranged in each case on the carrier (3).

11. The arrangement according to claim 10, characterized in that the damping element (7) is articulated to the fitting (6) and to the carrier (3), the Joint axes (8, 9, 10) preferably run transversely to the longitudinal direction of the conductor (1).