DE3025407C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Isolators sowie auf einen nach diesem Ver­ fahren hergestellten Isolator gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Der Isolator kann beispielsweise eine zentrale Säule aufweisen, die Glasfasern enthält oder das Ende eines Hoch­ spannungskabels oder eines Isolatorkerns für Trennkammern bilden.

Es ist bekannt, daß derartige Isolatoren eine zen­ trale Säule aus Harz oder mit Harz getränkten Glasfasern ent­ halten, die mit einer vulkanisierten Hülle und/oder vulkani­ sierten Flügelscheiben versehen ist. Zum Aufbringen dieser Umhüllung umgießt man entweder die zentrale Säule global in einer geeigneten Form, oder man fertigt vorab die Flügelscheiben und reiht sie dann auf im allgemeinen mit einer Umhüllung ver­ sehenen zentralen Säule auf, worauf die Muffen der Scheiben miteinander stirnseitig verklebt werden. Im ersteren Fall er­ gibt sich ein besonders wirksamer Schutz der zentralen Säule, da die Umhüllung nirgends unterbrochen ist, jedoch ist dieses Verfahren schwerfällig, da für jede Isolatortype eine andere Gießform benötigt wird. Außerdem gibt es oft Schwierigkeiten mit Gegenkrümmungen der Scheiben, insbesondere bei Isolatoren großer Länge. Bei dem zweiten Verfahren benötigt man einerseits einen meist in flüssiger Form aufgetragenen Klebstoff, der störende Lösungsmittel enthält, und andererseits ist der Schutz der zentralen Säule im Bereich zwischen den Scheiben nicht vollkommen, so daß Feuchtigkeit eindringen kann und Lichtbögen in diesem Bereich entstehen können, die den Schutz der zentra­ len Säule beeinträchtigen können und sogar den Isolator zer­ stören können.

Die DE 26 18 693 B2 zeigt ein Verfahren zur Herstel­ lung eines Kunststoffisolators gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Gemäß dieser Druckschrift werden die einzelnen Scheiben in einem Zustand unvollständiger Vulkanisierung nacheinander auf den zentralen Strunk aufgebracht. Ein solches Verfahren ist unter den Bedingungen der Massenfabrikation nur schwer anwendbar, die die Scheiben in diesem Zustand nur eine geringe mechanische Widerstandsfähigkeit besitzen und beim Auffädeln auf den Strunk leicht zerbrechen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches, für die Massenfertigung geeignetes Verfahren vorzuschlagen, bei dem kein Fremdstoff wie beispielsweise ein flüssiger Kleber benö­ tigt wird und bei dem das Eindringen von Feuchtigkeit sicher verhindert wird, so daß die elektrischen und mechanischen Eigenschaften im Dauerbetrieb erhalten bleiben.

Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 gekenn­ zeichnete Verfahren gelöst. Bezüglich von Merkmalen bevorzugter Ausführungsformen dieses Verfahrens sowie des nach diesem Ver­ fahren hergestellten Isolators wird auf die Unteransprüche ver­ wiesen.

Die Erfindung wird nun anhand einiger Ausführungs­ beispiele mithilfe der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Isolator in einer ersten Ausführungsform. Die

Fig. 2A bis 2E zeigen Querschnitte durch ver­ schiedene erfindungsgemäße Isolatoren, wobei die Scheiben nur in Fig. 2A sichtbar sind.

Fig. 3 zeigt in Perspektive einen Fertigungsschritt des Isolators aus Fig. 1.

Fig. 4 und Fig. 5 zeigen je eine Variante eines erfindungsgemäßen Isolators.

Im folgenden Text wird stets von Scheiben bzw. Isolatorscheiben gesprochen, wobei dieser Begriff entweder Einzelscheiben oder Monoblock-Gruppen von mehreren Scheiben umfassen soll.

In Fig. 1 ist ein Isolator dargestellt, der mehrere Scheiben 1 aus Elastomer besitzt. Die Muffen 2 dieser Scheiben liegen stirnseitig aneinander und umgeben eine zentrale Säule 3. Die Scheiben sind vulkanisiert. Zwischen den einzelnen Scheiben befinden sich Platten 5 aus Elastomer, die im Rohzustand zwischen die vulkanisierten Scheiben bzw. Muffen eingesetzt werden und nach ihrer späteren Vulkanisierung die Dichte und den Zusammen­ halt des Scheibenstapels gewährleisten. Die Muffen der einzel­ nen Scheiben bilden gemeinsam ein dichtes Rohr, das jedoch nicht notwendigerweise zylindrisch sein muß. Im Fall einer Anwendung auf Isolatoren für Trennkammern beispielsweise ist diese zen­ trale Kammer gewölbt. Die Platten 5 zwischen den Muffen der einzelnen Scheiben sind hier Lochfolien, deren äußere Form der der Muffen 2 der Scheiben angepaßt ist. Wie später noch er­ läutert wird, stammen diese Platten aus dünnen Folien und werden in roher Form als Dichtung zwischen die Muffen eingesetzt. Als Material wird ein Äthylen-Propylen-Kautschuk wie z. B. EPDM verwendet, und zwar sowohl für die Scheiben wie für die Zwischen­ platten.

Wie Fig. 1 zeigt, ist das dichte Rohr 4, das aus den einzelnen Muffen 2 der Scheiben 1 gebildet wird, autonom und wird frei auf die zentrale Säule 3 aufgeschoben. Für die zentrale Säule gibt es mehrere Möglichkeiten. Fig. 2A zeigt den Fall, in dem die zentrale Säule ein Kabel 3A ist, es handelt sich bei­ spielsweise um das Ende eines Hochspannungskabels; das Kabel kann mit einem Silikonfett eingelassen werden, und das Rohr 4 schützt dieses Kabel vollständig.

Fig. 2B zeigt einen anderen Anwendungsfall, bei dem die zentrale Säule aus mit Harz getränkten mineralischen oder organischen Fasern besteht, z. B. aus mit Epoxyharz getränkten Glasfasern. Die zentrale Säule bildet also die Seele eines elektrischen Isolators und kann beispielsweise mit einem Silikon­ fett eingelassen werden.

Fig. 2C zeigt einen Fall, in dem die zentrale Säule 3C ähnlich wie im vorhergehenden Fall aufgebaut ist, jedoch von einer vulkanisierten Schutzhülle 6 umgeben ist. Diese Schutz­ hülle besteht aus demselben Elastomermaterial wie die Scheiben und die Zwischenplatten und kann auch mit einem Silikonfett eingelassen werden.

Die Fig. 2D und 2E zeigen zwei weitere Anwendungs­ fälle, in denen die zentrale Säule entweder ein Vollstab 3D oder ein Hohlstab 3E ist, z. B. aus Metall, der die Seele einer Leiterdurchführung bildet.

Im Rahmen der Erfindung könnte die zentrale Säule auch aus einem Isolierrohr (aus Glasfasern beispielsweise) oder aus einem nicht-zylindrischen Drehkörper bestehen (für Isola­ toren von Trennkammern).

Fig. 3 zeigt eine Herstellungsphase des erfindungs­ gemäßen Isolators, bei der die einzelnen Scheiben auf einer provisorischen Säule 7 unter Zwischenlage von dünnen Rohelasto­ merplatten 8 zwischen je zwei Muffen 2 aufgereiht werden. Der ganze Stapel wird dann in Richtung des Pfeils 9 leicht kompri­ miert, so daß die Stirnseiten 10 der Muffen 2 fest auf den Platten 8 aufliegen. Die nachfolgende Vulkanisierung der Platten in einem nicht dargestellten Autoklav bei erhöhter Temperatur verstärkt noch den Druck auf die Platten 8, so daß die Platten sich bei der Vulkanisierung mit den Muffen verbinden, eventuelle Luftblasen entweichen und eine leichte Dehnung der Platten in radialer Richtung erfolgt, die das spätere Abtrennen der über­ stehenden Teile der Platten erleichtert.

Es zeigt sich, daß das mit dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren erhaltene dichte Rohr die erwarteten Vorteile gegenüber den bekannten Isolatoren, bei denen die Scheiben aneinanderge­ reiht und verklebt werden, aufweist. Tatsächlich läßt sich zeigen, daß für eine gegebene Vergleichsgeometrie die Zugspannung bis zum Zerreißen von 100 kg auf 175 kg ohne Wärmebehandlung steigt, und von 110 kg auf 205 kg, falls eine Wärmebehandlung vorgenommen wurde, bei der der Isolator zwei Stunden in kochen­ dem Wasser behandelt wurde. Auch die elektrischen Eigenschaften haben sich verbessert, denn die Durchschlagspannung pro Millimeter Dicke ist von ungefähr 2,2 kV auf 5,1 kV gestiegen.

In gewissen Anwendungsfällen, beispielsweise bei Ver­ wendung von imprägnierten Glasfasern als zentrale Säule, kann es nützlich sein, den Zusammenhalt des dichten, aus den Scheiben gebildeten Rohrs noch zu verstärken, indem die Verbindung des Rohrs zur zentralen Säule durch Vulkanisierung einer Zwischen­ schicht zwischen den Muffen und der Säule verbessert wird. Diese Schicht wird im Rohzustand auf die Säule aufgebracht und gleichzeitig mit den Platten zwischen den Muffen vulkani­ siert. In diesem Fall wird also das Rohr nicht auf einer pro­ visorischen Säule fertiggestellt, sondern gleich auf der end­ gültigen Säule.

Fig. 4 zeigt eine zentrale Säule 11 (entsprechend der Säule 3B aus Fig. 2B). Diese Säule wird von einer im Roh­ zustand durch ein Ziehverfahren auf die Säule aufgebrachte Elastomerhülle 12 umgeben, worauf die bereits vulkanisierten Scheiben 1 aufgeschoben werden unter Zwischenlage von dünnen Folien aus Rohelastomer. Die abschließende Vulkanisierung führt zu einer doppelten Verklebung, nämlich einerseits zwischen den benachbarten Muffen und andererseits zwischen der zentralen Säule und den Scheiben.

Gemäß einer Variante, die in Fig. 5 gezeigt ist, wird eine bereits mit einer vulkanisierten Hülle 13 umgebene Säule 11 verwendet, die dann mit einem dünnen Band 14 aus Roh­ elastomer umgeben, z. B. umwickelt wird. Darauf reiht man die bereits vulkanisierten Scheiben 1 auf die Säule unter Zwischen­ lage von Rohelastomerplatten 5 auf. Auch hier werden gleichzeitig die Platten und die Hülle vulkanisiert.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung eines Isolators, der aus einer zentralen Säule und aus diese umgebenden Elastomerscheiben oder Monoblockgruppen mit jeweils mehreren Elastomerscheiben besteht, wobei die Naben der Scheiben bzw. Monoblockgruppen stirnseitig aneinanderstoßen und ein gemeinsames Rohr bilden, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst die Scheiben (1) oder Mono­ blockgruppen vulkanisiert und dann auf die zentrale Säule (3) unter Zwischenlage je einer Schicht aus einem Rohelastomerma­ terial (5) der gleichen Art wie das der Scheiben oder Mono­ blockgruppen aufgereiht werden, wobei der Außendurchmesser der Schicht (5) mindestens gleich dem der Naben der Scheiben gewählt ist, daß dann das Rohelastomermaterial vulkanisiert wird und daß schließlich deren überstehende Ränder abgeschnit­ ten werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Säule (11) mit einer Schutzhülle (13) aus vulkani­ siertem Elastomermaterial umgeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Säule (11) vorab mit einer Schutzhülle (12) aus Roh­ elastomermaterial umgeben wird und daß die Vulkanisierung dieser Hülle gleichzeitig mit der Vulkanisierung der Schicht (5) erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülle (12) und die Schicht (5) aus demselben Elastomer­ material bestehen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schutzhülle (12, 13) die zentrale Säule (3, 11) auf ihrer ganzen Länge umgibt.

6. Isolator, der nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 hergestellt worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Säule (3) ein Tragglied für ein Kabelende, ins­ besondere für ein Hochspannungskabel oder eine Durchführung ist.