DE29609229U1

DE29609229U1 - Isolator für Hochspannungsleitungen

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Publication number: DE29609229U1
Application number: DE29609229U
Authority: DE
Original assignee: Cellpack AG
Current assignee: Axicom AG
Priority date: 1995-06-01
Filing date: 1996-05-23
Publication date: 1996-08-14
Anticipated expiration: 2006-05-24
Also published as: CH690256A5

Description

Isolator für Hochspannungsanlagen

Die Neuerung betrifft einen Isolator für Hochspannungsanlagen gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Isolatoren mit Schirmen werden unter anderem als isolierende Stützen, grössere Kabelendverschlüsse oder als Gehäuse für Wandler, Durchführungen oder Schalter verwendet. Ein Beispiel für einen solchen Isolator ist in CH 630 485 beschrieben.

Die Schirme dienen der Erhöhung des Kriechwegs. Sie erstrecken sich als radial umlaufende Rippen entlang der Aussenseite. Form, Grosse, Abstand und Material der Rippen sind dabei der jeweiligen Anwendung anzupassen. Dies macht die Herstellung der Isolatoren verhältnismässig teuer, da eine grosse Zahl verschiedener Gussformen für die Rippen zur Verfügung stehen muss. Insbesondere wenn alle Rippen aus einem Stück gegossen werden, ist dies von grossem Nachteil.

Zur Umgehung dieses Problems wurde in CH 659 907 vorgeschlagen, die Rippen als Profilstreifen auszubilden, der spiralförmig um einen zylindrischen Tragkörper gewickelt wird. Dies ist jedoch herstellungstechnisch recht aufwendig und limitiert ferner die Materialien, aus denen die Rippen geformt werden können. In DE 1 515 734 und DE 2 806 347 werden Isolatoren beschrieben, auf deren Schirmen Verlängerungselemente angeordnet sind, um die Gefahr von Durchschlägen zu verringern. Solche Isolatoren sind aber den jeweiligen Anforderungen nur begrenzt oder unter hohen Kosten anpassbar.

Es stellt sich deshalb die Aufgabe, einen Isolator der eingangs genannten Art bereitzustellen, der diese Nachteile mindestens teilweise vermeidet und dennoch den jeweiligen Anforderungen einfach anpassbar ist. Diese Aufgabe wird vom Isolator gemäss Anspruch 1 erfüllt.

Dr. SU/dp 46 104 a

17.05.1996

Anspruchsgemäss werden also nur auf einen Teil der Schirme Verlängerungselemente und/oder mindestens zwei verschiedene Arten von Verlängerungselementen aufgesetzt. Damit wird es möglich, den Isolator den gewünschten Anforderungen anzupassen, ohne dass ein grosser Satz verschiedener Verlängerungselemente bzw. Gussformen für diese bereitgestellt werden muss.

Vorzugsweise handelt es sich bei den Verlängerungselementen um elastische Ringe, die unter Dehnung über den Grundkörper gezogen und auf den jeweiligen Schirm aufgesetzt werden. Damit wird die Herstellung des Isolators vereinfacht. Dabei sollten die Verlängerungselemente so dimensioniert sein, dass sie in ihrem aufgesetzten Zustand etwas gedehnt sind, so dass sie einen guten Sitz haben und eine Blasenbildung vermieden wird. Zur Verbesserung der Verbindung zwischen Verlängerungselementen und Schirmen kann ein geeigneter Haftvermittler eingesetzt werden. Hier handelt es sich vorzugsweise um einen Kleber, bei dessen Aushärtung keine Essigsäure frei wird, da diese zu einer unerwünschten Erhöhung der Leitfähigkeit führt.

Die Verlängerungselemente können aus einem anderen Material als die Schirme des Grundkörpers sein, da sie in der Regel weniger hohe Anforderungen bezüglich ihrer Giessbarkeit und Entformbarkeit erfüllen müssen. Insbesondere kann das Material der Verlängerungselemente so gewählt werden, dass eine höhere Kriechstromfestigkeit und/oder verbesserte hydrophobe Eigenschaften erreicht werden. Vorzugsweise besteht der Grundkörper des Isolators aus einem Kunststoffrohr, auf welchem insbesondere Rippen aus Silikon angeordnet sind. Die Verlängerungselemente sind ebenfalls vorzugsweise aus einem Silikon.

Weitere Vorteile und Anwendungen der Neuerung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren. Darin zeigen:

Figur 1 einen Schnitt durch einen neuerungsgemässen Isolator und

Figur 2 ein Herstellungswerkzeug für ein Verlängerungselement.

Der Grundaufbau einer Ausführung der Neuerung kann der Figur 1 entnommen werden. Diese Figur zeigt einen Längsschnitt durch einen Hohlisolator. Da der Isolator im wesentlichen rotationssymmetrisch um seine Längsachse 1 aufgebaut ist, wird in Figur 1 nur die linke Hälfte der Schnittzeichnung dargestellt.

Die vorliegende Ausführung der Erfindung umfasst ein Rohr 2, auf dessen Aussenseite ein Isoliermantel 3, 4 aufgebracht ist. Das Rohr 2 und der Isoliermantel 3, 4 bilden zusammen den im wesentlichen zylinderförmigen Grundkörper des Isolators und entsprechen in ihrem Aufbau einem konventionellen Hohlisolator und können auch ohne die weiter unten beschriebenen Verlängerungselemente verwendet werden.

Im vorliegenden Beispiel besteht das Rohr 2 aus glasfaserverstärktem Epoxidharz oder Polyester. Es weist einen Innendurchmesser von z. B. 100 - 500 mm und eine Wandstärke von z. B. 10 - 30 mm auf. Andere Dimensionierungen sind jedoch durchaus möglich.

Der Isoliermantel 3, 4 besteht aus Silikongummi. Er bildet die horizontal auslaufenden Schirme 3 und die vertikalen Strunkabschnitte 4 zwischen den Schirmen 3. Vorzugsweise wird er als einstückig auf das Rohr aufgegossen. Die Schirme bilden um den Grundkörper umlaufende Stege und sind in dieser Ausführung rotationssymmetrisch zur Achse 1. In der Figur 1 sind drei solcher Schirme gezeigt. Diese Zahl wird jedoch in der Praxis bei längeren Isolatoren wesentlich höher sein. Die Länge A der Schirme beträgt im vorliegenden Beispiel z. B. 40 50 mm, ihr Vertikalabstand T ebenfalls 40 - 50 mm. Andere Dimensionen sind je nach Anwendung auch möglich.

Auf den Schirmen 3 sind Verlängerungselemente 5a - 5c aufgesetzt. Diese Verlängerungselemente sind aus einem elastischen Material, vorzugsweise Silikongummi. Im Gegensatz zu den Schirmen können dem Silikongummi der

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Verlängerungselemente jedoch vorzugsweise mehr Additive zur Verbesserung der hydrophoben Eigenschaften und/oder der Kriechstromfestigkeit zugegeben werden. Da es sich bei den Verlängerungselementen 5a - 5c im Gegensatz zum Isoliermantel 3, 4 um relativ einfache Spritzgussteile handelt, werden an den Silikongummi nicht so hohe Anforderungen bezüglich der Verarbeitbarkeit und der mechanischen Stabilität gestellt. Dies vergrössert die Auswahl der möglichen Additive.

Jedes Verlängerungselement umfasst einen Kopfbereich 6 und zwei Schenkel 7, 8, wobei die Schenkel auf der Oberseite 9 bzw. der Unterseite 10 des jeweiligen Schirms 3 aufliegen und der Kopfbereich 6 radial ausserhalb der Aussenkante 11 des Schirms liegt. Es bildet somit eine radiale Verlängerung des Schirms 3 um eine Länge B von z. B. 10-30 mm. Die Wandstärke der Schenkel 7, 8 liegt z. B. bei 1-2 mm. Andere Dimensionen sind je nach Anwendung auch hier möglich.

Auf der Grenzfläche zwischen den Schirmen 3 und den Verlangerungselementen 5a - 5c ist ein geeignetes Haftsystem, z.B. ein Haftvermittler, eingebracht, das den Eintritt von Feuchtigkeit verhindert. Dieser Haftvermittler sollte so gewählt sein, dass bei dessen Aushärtung keine Essigsäure frei wird, da die Essigsäure zu einer unerwünschten Erhöhung der Leitfähigkeit führt. Geeignete Haftvermittler sind z.B. Oxymsysteme.

In der in Figur 1 gezeigten Ausführung sind drei verschiedene Typen von Verlängerungselementen 5a, 5b und 5c mit verschiedenen Längen gezeigt. Ferner ist es möglich, dass nicht auf jeden Schirm 3 ein Verlängerungselement aufgesetzt wird, sondern z. B. nur auf jeden zweiten oder dritten Schirm. Durch geeignete Kombination verschiedener Arten von Verlängerungselementen, z.B. kürzerer und längerer, und/oder durch Aufsetzen von Verlängerungselementen nur auf einem Teil der Schirme kann die Länge des Kriechwegs genau abgestimmt werden, ohne dass

eine grosse Auswahl verschiedener Verlängerungselemente bereitgestellt werden müsste.

Vorzugsweise werden Verlängerungselemente zweier oder mehrerer verschiedener Arten alternierend aufgebracht. Damit wird eine gleichmässige Feldverteilung erreicht. Werden nicht auf jedem Schirm Verlängerungselemente aufgesetzt, so werden diese zur Gewährleistung einer möglichst homogenen Feldverteilung entlang des Isolators gleichmässig verteilt.

Prinzipiell kann jedes Verlängerungselement sich auch über mehr als nur einen Schirm erstrecken, wenn es mit einem entsprechenden Profil versehen wird.

Die Form der Verlängerungselemente kann je nach Anwendung gewählt werden. So wird in Figur Iz. B.

gestrichelt eine Ausführung 14 dargestellt, bei der das äussere Ende des Verlängerungselement nach unten abgebogen ist. Damit wird die Unterseite des Schirms besser geschützt. Die abgebogene Form der Ausführung 14 kann z. B. durch elastische Spannungen in einem geeignet dimensionierten Verlängerungselement erzeugt werden.

Ferner sind auch weitere Abänderungen der Form der Verlängerungselemente möglich. So können z. B. an der Unterseite der Verlängerungselemente umlaufende Rillen oder Rippen vorgesehen werden.

In der vorliegenden Ausführung erstreckt sich der obere Schenkel 7 der Verlängerungselemente über die ganze Oberseite 9 des Schirms, während sich der untere Schenkel 8 nur über einen äusseren Bereich der Unterseite 10 erstreckt. Damit wird erreicht, dass sich ein vor Witterungseinflüssen gut geschützter Bereich 12 bildet, was die Kriechströme reduziert.

Bei der Herstellung des neuerungsgemässen Isolators gemäss Figur 1 werden zuerst der Grundkörper 2, 3, 4 und die Verlängerungselemente 5 getrennt voneinander geformt. Der Grundkörper wird hergestellt, indem der Isoliermantel 3, 4 auf das Rohr 2 aufgegossen wird. Hierzu wird das Rohr 2 in einer geeigneten Gussform angeordnet

und die Gussform sodann mit dem Material des Isoliermantels gefüllt. Nach dem Aushärten entsteht so der Grundkörper.

Die Verlängerungselemente werden ebenfalls gegossen, wobei ein geeignetes Gusswerkzeug in Figur 2 dargestellt ist. Diese Figur zeigt einen vertikalen Schnitt durch das Werkzeug, wobei nur dessen linke Hälfte gezeigt wird. Es ist im wesentlichen rotationssymmetrisch um die Achse 21 aufgebaut. Das flüssige Gussmaterial wird in einen Spalt 22 eingefüllt, der zwischen einem zentralen Teil 23, einem oberen Teil 24 und einem unteren Teil 25 gebildet wird. Zum Einfüllen des Materials sind ein Einfüllstutzen 26 und geeignete Entlüftungskanäle (nicht gezeigt) vorgesehen.

Nach dem Aushärten wird das Verlängerungselement aus dem Gusswerkzeug gelöst. Es wird mit einem geeigneten Werkzeug radial elastisch gedehnt, über den Grundkörper 2, 3, 4 gezogen und auf einem mit Haftsystem eingestrichenen Schirm 3 abgesetzt.

Wie eingangs erwähnt sind die Verlängerungselemente vorzugsweise so dimensioniert, dass sie nach dem Aufsetzen auf den Schirm immer noch elastisch gedehnt sind. Hierzu werden ihre Innendimensionen etwa 5% kleiner als die Aussendimensionen der Schirme gewählt, so dass sie in aufgesetztem Zustand mindestens 5 % gedehnt sind. Dabei sollte jedoch darauf geachtet werden, dass die Verlängerungselemente nicht an den Aussenkanten 11 der Schirme 5 anliegen, sondern dass in diesem Bereich ein kleiner Abstand 15 bestehen bleibt. Damit wird sichergestellt, dass die. Schenkel 7, 8 gut an den Schirm gedrückt werden.

In den vorangehenden Beispielen wurden die Verlängerungselemente separat von den Schirmen hergestellt und sodann auf diese aufgezogen. In einer alternativen Ausführung können die Verlängerungselemente auch direkt auf die Schirme aufgegossen und dort ausgehärtet

werden. Auch hier ist die Verwendung eines geeigneten Haftvermittlers sinnvoll.

Claims

ansprüche

1. Isolator für Hochspannungsanlagen mit einem Grundkörper (2, 3, 4), der auf seiner Aussenseite Schirme (3) aufweist, auf denen isolierende Verlängerungselemente (5a, 5b, 5c) aufgesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kriechwegverlängerung nur auf einem Teil der Schirme (3) Verlängerungselemente (5a, 5b, 5c) aufgesetzt sind und/oder dass mindestens zwei verschiedene Arten von Verlängerungselementen (5a, 5b, 5c) auf den Schirmen (3) aufgesetzt sind.

2. Isolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei verschiedene Arten von Verlängerungselementen (5a, 5b, 5c) vorgesehen und die verschiedenen Arten alternierend auf den Schirmen (3) aufgesetzt sind und/oder dass nur auf einem Teil der Schirme (3) Verlängerungselemente (5a, 5b, 5c) über die Länge des Isolators verteilt aufgesetzt sind.

3. Isolator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerungselemente (5a, 5b, 5c) ringförmig ausgebildet sind und dass sie unter Dehnung auf die Schirme (3) aufsetzbar sind, wobei die Verlängerungselemente im aufgesetzten Zustand gedehnt sind.

4. Isolator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerungselemente (5a, 5b, 5c) im aufgesetzten Zustand mindestens 5 % gedehnt sind.

5. Isolator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schirm eine Ober- und eine Unterseite (9 bzw. 10) aufweist und in einer Aussenkante (11) mündet, dass jedes Verlängerungselement (5a, 5b, 5c) jeweils die Aussenkante (11) und mindestens teilweise die Ober- und Unterseite (9 bzw. 10) eines Schirms (3) umschliesst, dass jedes Verlängerungselement (5a, 5b, 5c) zwei Schenkel (7, 8) und einen Kopfbereich (6) aufweist, wobei der Kopfbereich (6) im wesent-

lichen radial ausserhalb der Aussenkante (11) liegt und die Schenkel (7, 8) an der Ober- bzw. Unterseite (9 bzw. 10) des Schirms (3) anliegen und dass der an die Unterseite (10) anliegende Schenkel (8) sich nur über einen radial äusseren Bereich der Unterseite (10) erstreckt und kürzer ist als der an der Oberseite anliegende Schenkel. 6. Isolator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er aus Kunststoff ist und dass die Rippen aus Silikon sind.

7. Isolator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2, 3, 4) im wesentlichen zylindrisch ist und einen hohlen Kern aufweist und/oder dass mehrere der Schirme (3) als Isoliermantel (3, 4) einstückig miteinander verbunden sind.

8. Isolator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Schirmen (3) und den Verlängerungselementen (5a, 5b, 5c) ein Haftvermittler angeordnet ist, welcher ohne Erzeugung von Essigsäure aushärtbar ist.

9. Isolator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerungselemente und die Schirme aus Silikongummi sind.

10. Isolator nach einem der vorangehenden An-

sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerungselemente (5a, 5b, 5c) hydrophober als die Schirme (3) sind und/oder eine grössere Kriechstromfestigkeit als die Schirme (3) aufweisen.

11. Isolator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei verschiedene Arten von Verlängerungselementen (5a, 5b, 5c) vorgesehen sind, wobei die mindestens zwei verschiedenen Arten unterschiedlichen Durchmesser aufweisen.

12. Isolator nach einem der vorangehendne An-

sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerungselemente auf die Schirme aufgiessbar sind.