DE2710019A1

DE2710019A1 - Elektrischer schirmisolator

Info

Publication number: DE2710019A1
Application number: DE19772710019
Authority: DE
Inventors: Clyde N Richards
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-03-11
Filing date: 1977-03-08
Publication date: 1977-09-15
Also published as: BR7701444A; CH614803A5; CA1064121A; FR2344105A1; AU499458B2; US4016358A; AU2310377A; FR2344105B1; GB1574354A; MX143881A; IT1080049B; ES456773A1; JPS52142291A; EG12941A

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schirmisolator, der zusammengefügt mit weiteren gleichen Isolatoren eine Kette bildet und der aus einem dielektrischen Körper besteht, welcher -einen nach außen und unten erstreckenden Isolierschirm aufweist, an dessen Unterseite mehrere nach unten sich erstreckende ringförmige Wandungen angeordnet sind, mit einem unteren metallischen Befestigungsklöppel, der am dielektrischen Körper befestigt ist und über des sen unteres Ende sich erstreckt sowie einer oberen metal lischen Befestigungskappe, die am dielektrischen Körper befestigt ist und eine Aufnahmebohrung für das untere Ende des über dem Isolator angeordneten Isolators aufweist.

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Die vorgenannten Schirmisolatoren, die wegen ihrer metallischen Kappe auch Kappenisolator genannt werden, werden zusammengefügt und ergeben eine Isolatorkette, die entsprechend der Anzahl der verwendeten Isolatoren einen bestimmten Isolationswiderstand aufweisen.

Isolatoren aus einem dielektrischen Körper und oberen und unteren Befestigungsmitteln, wie beispielsweise Befestigungskappe und Befestigiingsklöppel sind bekannt. Es ist weiterhin bekannt, Metallscheiben zu verwenden, um einerseits den Isolator gegen Wettereinflüsse zu schützen, zum anderen um seine Isoliereigenschaften zu verbessern. Als Beispiele seien erwähnt die US-Patentschriften 1 215 549, 1 654 183, 1 772 947, 2 048 016 und 3 382 482. Diese bekannten Isolatoren sind jedoch gegen starke Witterungseinflüsse und andere atmosphärische Verschmutzungen nur unzureichend geschützt. Die Kapazität der Isolatoren ist nicht ausreichend und es sind keine geeigneten Mittel vorgesehen, die Zentren einer hohen elektrischen Feldkcnzentration zu verteilen.

Es besteht die Aufgabe, den Isolator wirksam gegen Witterungseinflüsse zu schützen und die Bereiche einer hohen elektrischen Feldkonzentration im Übergangsbereich zwischen dem dielektrischen Körper und der Kappe und dem Klöppel zu zerstreuen. Daneben soll die Spannung, bei welcher Spannungsüberschläge bei einem nassen und/oder verschmutzten Isolator auftreten, möglichst hoch liegen. Diese Spannungsüberschläge sollen nicht längs der dielektrischen Oberfläche, sondern in Luft erfolgen. Letztlich sollen die für Gleich- und Wechselstrom geeigneten Isolatoren eine verbesserte Kapazität und eine bessere Spannungsverteilung aufweisen, wenn sie zu einer Kette zusammengefügt sind.

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Bei einem Isolator der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der Oberseite des Isolators ein elektrisch leitender, nicht korrodierender Schirm befestigt ist, der im elektrischen Kontakt mit der Kappe steht, der das zwischen der Unterkante der Kappe und der Oberseite des Isolators herrschende elektrische Feld zerstreut, wobei der Schirm sich nach außen und aufwärts erstreckt und sein Außenrand außerhalb des unteren Randes des Schirms des darüber angeordneten Isolators verläuft und daß an der Unterseite des Isolators ein elektrisch leitendes, nicht korrodierendes Teil befestigt ist, das in elektrischem Kontakt mit dem Klöppel steht, das das zwischen dem oberen Teil des Klöppels und der Unterseite des Isolators herrschende elektrische Feld zerstreut und dessen Kontur der Kontur der Unterseite des Isolators entspricht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht von zwei miteinander verbundenen Isolatoren;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Schirmsj

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des unteren elektrisch leitenden Teils und

Fig. k eine perspektivische Ansicht des dielektrischen Körpers.

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Die Fig. 1 zeigt zwei Isolatoren 2 und 2a, die miteinander verbunden sind. Wie am besten der Schnitt verdeutlicht, nimmt die metallische Kappe 4 des unteren Isolators 2a den metallischen Klöppel 6 des oberen Isolators 2 auf. Die Kappe 4 ist auf dem dielektrischen Körper θ des Isolators 2 mittels geeigneter Mittel, wie bespielsweise mittels Zement 10 befestigt. In entsprechender Weise ist der Klöppel 6 am dielektrischen Körper 8 des Isolators 2 befestigt, d. h. beispielsweise mittels Zement 12. Die Oberseite 14· des dielektrischen Körpers 8 verläuft nach außen und unten und endet in einem Flansch 16. Die Unterseite 18 des dielektrischen Körpers 8 ist mit einer Reihe von ringförmigen sich nach unten erstreckenden Wandungen 20 versehen .

Fig. 2 zeigt den elektrisch leitenden, nicht korrodierenden schüsseiförmig ausgebildeten Schirm ZZ mit einer zentral angeordneten Öffnung Zk. Die Fig. 1 zeigt, daß der Schirm ZZ über der Kappe 4 bei Z6 befestigt ist und von dieser Kappe gehalten wird und gegen die Oberseite 14 des dielektrischen Körpers 8 anliegt. Der Schirm 22, der in elektrischem Kontakt mit der Kappe 4 steht, verläuft in Kontakt mit der Oberseite 14 des dielektrischen Körpers 8 nach außen. Der Schirm 22 verläuft über diese Oberseite 14 nach außen und geringfügig nach unten hinaus, so daß sein unterster Punkt außerhalb des äußeren Randes des dielektrischen Körpers 8 verläuft. Der Schirm 22 verläuft dann allmählich nach oben und ist an seiner Außenkante sodann umgekehrt gekrümmt, so daß er dort eine Lippe 28 bildet. Die Lippe 28 des unteren Isolators 2a verläuft oberhalb und außerhalb des Flansches 16 des darüber angeordneten Isolators. Die Höhe, mit welcher der Schirm 22 sich relativ zum Flansch 16 des darüber

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angeordneten Isolators 2 erstreckt, ist nicht kritisch. Lediglich zu Demonstrationszwecken verläuft in Fig. 1 diese Lippe oberhalb des Flansches 16. Abhängig von den Umgebungsbedingungen kann die Lippe 28 auf gleicher Höhe mit, oberhalb oder unterhalb des Flansches 16 verlaufen, ohne daß dadurch die Betriebscharakteristika verändert werden würden.

Die Fig. 1 ze.'gt, daß auf dem Schirm 22 des obersten Isolators 2 ein Deckel 38 angeordnet ist, über den das Wasser abzuströmen vermag. Ein unterer Schirm 22a ist dazu vorgesehen, eine Linearität in der elektrischen Charakteristik der Isolatorkette zu erhalten. Der unterste Schirm 22a ist an der Unterseite der Isolatorkette befestigt und weist eine Form entsprechend den anderen Schirmen 22 auf und ist mit diesen austauschbar. Der Deckel 38 und der unterste Schirm 22a sind lediglich zur Illustration dargestellt.

Die Fig. 3 zeigt ein elektrisch leitendes, nicht korrodierendes unteres Teil 30, welches eine zentral angeordnete Öffnung 32 besitzt. Fig. 1 zeigt, daß dieses untere Teil auf dem Klöppel 6 bei 32 aufgesetzt ist und gegen die Unterseite des Isolators 2 anliegt. Das untere Teil 30 steht in elektrischem Kontakt mit dem Klöppel 6 und bedeckt ungefähr die Hälfte der Unterseite 18. Die Außenkante des unteren Teils 30 nimmt allmählich einen Abstand zum dielektrischen Körper 8 ein, wie bei 40 verdeutlicht ist.

Die Fig. k zeigt die Oberseite des dielektrischen Körpers 8 mit der darauf angeordneten Kappe k.

Die ineinandergeschachtelte Anordnung des oberen Isolators 2 innerhalb des Bereichs des Schirms 22 des unteren

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Isolators 2a bewirkt einen guten Schutz gegen atmosphärische Verschmutzungen, wie beispielsweise Regen, Nebel, Rauch usw.. Wegen der Berührung des Schirms 22 mit der Oberseite IA- und des unteren Teils 30 mit der Unterseite 18 und wegen des elektrischen Kontakts zwischen der Kappe fr und dem Schirm 22 und zwischen dem Klöppel 6 und dem unteren Teil 30 werden die Zentren einer hohen Konzentration des elektrischen Feldes um die Unterseite der Kappe fr herum und um die Oberseite des Klöppels 6 herum im wesentlichen zerstreut. Diese spezielle Ausbildung des Isolators 2 des Schirms 22 und des unteren Teils 30 führt zu einer Verteilung der Zentren hoher elektrischer Feldkonzentration und zu einer Erhöhung der Kapazität des Isolators, wodurch die Neigung zu Spannungsüberschlägen vermindert wird, selbst wenn der Isolator verschmutzt ist.

Am Boden des Schirms 22 außerhalb desjenigen Teils des Schirms 22, der in Kontakt steht mit der Oberseite lfr des dielektrischen Körpers 8 sind am Umfang verteilte Abflußöffnungen 3fr vorgesehen. Über diese Abflußöffnungen 3fr kann das vom Schirm gesammelte Regenwasser abfließen. Lediglich als Beispiel sind sechs Abflußöffnungen symmetrisch verteilt am Boden des Schirms 22 vorgesehen. Jede Abflußöffnung kann beispielsweise eine Bohrung mit einem Durchmesser von etwa 3,2 mm sein. Eine wichtige Eigenschaft dieser Abflußöffnungen besteht darin, daß sie klein genug sein sollen, um einen konstanten Wasserfluß zu verhindern, der sonst einen elektrischen Kurzschluß zwischen benachbarten Isolatoren bewirken würde. Diese Abflußöffnungen 3fr stellen ein Beispiel dar, auf welche Weise Regenwasser vom Schirm 22 abgeführt werden kann. Diese Abflußöffnungen sind nicht wesentlich, können jedoch dort verwendet werden, wo die Klimabedingungen dies für erforderlich machen.

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Die Form des Schirms 22 verhindert die Bildung von Wassertropfen an seiner Unterseite und verhindert auf diese Weise die Bildung von Stellen, von denen Spannungsüberschläge ausgehen. Die beschriebene Form des Schirms 22 widersteht und verhindert somit Spannungsüberschläge zwischen dem Schirm 22 des oberen Isolators 2 und dem Schirm 22 des unteren Isolators 2a bei elektrischen Feldern, welche beispielsweise 10 000 Volt pro cm betragen können. Das untere Teil 30 widersteht elektrischen Feldern, die beispielsweise ^000 Volt pro cm betragen können. Da jedoch der untere Bereich im wesentlichen das gleiche elektrische Potential aufweist, ist dieser Bereich im wesentlichen frei von Entladungen.

Wenn Entladungen auftreten, so handelt es sich hierbei um Blitze, welche die Feldlinien kreuzen, wobei die Spannungsüberschläge zwischen den Schirmen 22 benachbarter Isolatoren auftreten.Im allgemeinen tritt ein Spannungsüberschlag zwischen den Punkten 36 und 36a auf, wobei der Abstand zwischen diesen beiden Punkten im wesentlichen der kürzeste Abstand zwischen den Schirmen 22 benachbarter Isolatoren 2 darstellt. Dieser Ort der größten Annäherung zwischen den Schirmen 22 ist bestimmt durch die Form der Schirme 22 und kann beispielsweise gleich näherungsweise 2/3 der Höhe eines einzelnen dielektrischen Körpers θ betragen.

Der Schirm 22 und das untere Teil 30, angebracht am dielektrischen Körper 8, erhöhen die Kapazität jedes Isolators 2 und somit auch die Kapazität einer Isolatorkette. Eine erhöhte Kapazität jedes Isolators 2 bewirkt, daß eine Isolatorkette eine bessere, mehr lineare Spannungsverteilung aufweist. Der Schirm 22 und das untere Teil 30 sind so befe-

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stigt, daß die Isolatoren allein oder in einer Kette, in vertikaler Anordnung, in horizontaler Anordnung oder in einer geneigten Anordnung betrieben werden können.

Der erfindungsgemäße Isolator 2 weist, wenn er feucht ist, eine höhere Überschlagsspannung auf. Irgendwelche nichtleitenden Niederschläge auf dem Schirm 22 oder dem unteren Teil 30 beeinflussen die guten Eigenschaften des Isolators nicht.

Die Merkmale der Erfindung sind anwendbar auf alle Formen von dielektrischen Körpern.

Lediglich als Beispiel sind die speziellen physikalischen Eigenschaften eines erfindungsgemäßen Isolators 2 nachfolgend genannt. Der Außendurchmesser des Schirms 22 kann beispielsweise 610 mm betragen. Derjenige Teil des Schirms 22, der in Kontakt steht mit der Oberfläche 14 ces dielektrischen Körpers 8 kann beispielsweise eine Breite von 63,5 mm aufweisen. Der Krümmungsradius, aer zu der gekrümmten Form des Schirms 22 führt, kann beispielsweise 110 mm betragen, mit Ausnahme der umgekehrten Krümmung an der Lippe 28. Der Krümmungsradius der Lippe 28 kann beispielsweise 12,7 mm sein. Der Außendurchmesser des unteren Teils 32 kann beispielsweise 152,4 mm betragen. Der Krümmungsradius an der Außenkante des unteren Teils 32 kann beispielsweise 25,4 mm sein. Das für die Herstellung des Schirms 22 und des unteren Teils 32 verwendete Material kann aus Blech mit einer Dicke von beispielsweise 1,4 mm bestehen. Es kann sich hierbei beispielsweise um rostfreien Stahl, Kupfer, Aluminium, verzinkten Stahl, Messing, metallbeschichteten Kunststoff usw. handeln. Es ist von Bedeutung, daß das Material nicht korrodiert und elektrisch leitend ist.

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Ansprüche

Claims

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Ansprüche

ly Elektrischer Schirmisolator, der zusammengefügt mit weiteren gleichen Isolatoren eine Kette bildet und der aus einem dielektrischen Körper besteht, welcher einen nach außen und unten sich erstreckenden Isolierschirm aufweist, an dessen Unterseite mehrere nach unten sich erstreckende ringförmige Wandungen angeordnet sind, mit einem unteren metallischen Befestigungsklöppel, der am dielektrischen Körper befestigt ist und über dessen unteres Ende sich erstreckt sowie einer oberen metallischen Befestigungskappe, die am dielektrischen Körpter befestigt ist und eine Aufnahmebohrung für das untere Ende des über dem Isolator angeordneten Isolators aufweist, dadurch g e k e η η -zeic hnet, daß an der Oberseite des Isolators ein elektrisch leitender, nicht korrodierender Schirm befestigt ist, der im elektrischen Kontakt mit der Kappe steht, der das zwischen der Unterkante der Kappe und der Oberseite des Isolators herrschende elektrische Feld zerstreut, wobei der Schirm sich nach außen und aufwärts erstreckt und sein Außenrand außerhalb des unteren Randes des Schirms des darüber angeordneten Isolators verläuft und daß an der Unterseite des Isolators ein elektrisch leitendes, nicht korrodierendes Teil befestigt ist, das in elektrischem Kontakt mit dem Klöppel steht, das das zwischen dem oberen Teil des Klöppels und der Unterseite des Isolators herrschende elektrische Feld zerstreut und dessen Kontur der Kontur der Unterseite des Isolators entspricht.

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ORIGINAL INSPECTED

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2. Elektrischer Schirmisolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Schirm schüsselförmig ausgebildet ist und eine zentrale Öffnung aufweist, die die Kappe umschließt, der Schirm in Kontakt steht mit der Oberseite des Isolierschirms, von dort nach oben und außen gekrümmt ist und nach außen im Abstand zum unteren Rand des Schirmes des darüber angeordneten Isolators verläuft, wobei sein Außenrand nach außen lippenförmig gekrümmt ist.
3. Elektrischer Schirmisolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des unteren elektrisch leitenden Teils wesentlich kleiner ist als derjenige des Isolierschirms.

k. Elektrischer Schirmisolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß an der Bodenfläche des Schirms mehrere über den Umfang verteilte Durchtrittsöffnungen vorgesehen sind.

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