DE3146003C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen trichterförmigen Stützisola­ tor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiger Isolator ist etwa aus der CH-PS 5 47 024 bekannt. Der dort beschriebene Isolator weist eine gleichmäßige Wandstärke auf und ist mit seinem Außen­ rand in einer Ausnehmung eines geerdeten Metallgehäuse­ teils verankert. Zu beiden Seiten des Isolatoraußenran­ des ist im Gehäuseteil nach innen offene Ringnuten vor­ gesehen, welche wegen des dort herrschenden verminderten elektrischen Feldes als Teilchenfalle wirken. Bei einem derart gelagerten und ausgebildeten Isolator sind insbe­ sondere an den am Isolator anliegenden Nutkanten jedoch Spannungsüberhöhungen und damit verbundene schädliche Glimmentladungen nicht auszuschließen.

Aus der DD-PS 1 22 742 ist eine Hochspannungsdurchführung zur Verbindung gekapselter elektrischer Einrichtungen be­ kannt. Diese Durchführung enthält einen scheibenförmigen Isolator, welcher axialsymmetrisch in eine zylinderför­ mige Kapselung der elektrischen Einrichtungen eingespannt ist und einen längs der Zylinderachse der Kapselung er­ streckten, hochspannungsführenden Stromleiter trägt. Der Isolator hat seine größte Wandstärke an der Berührungs­ stelle von Stromleiter und Isolatorkörper. Diese Wand­ stärke nimmt in Richtung zur Kapselung ab. Hierdurch wird eine Vergleichmäßigung der elektrischen Feldstärke längs der Oberfläche des Isolators erreicht, jedoch sind an den Einspannstellen des Isolators in der zylinderförmigen Kapselung unzulässige Überhöhungen des elektrischen Fel­ des möglich.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, den gattungsgemäßen Isolator derart weiterzubilden, daß eine von unzulässi­ gen Feldübehöhungen freie und mit einfachen Mitteln durchführbare Arretierung des Isolators am geerdeten Ge­ häuseteil möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Der er­ findungsgemäße Isolator zeichnet sich dadurch aus, daß an seinen an geerdeten Gehäuseteilen anliegenden Außen­ bereichen definierte und daher gut kontrollierbare elek­ trische Feldgradienten vorliegen, so daß schädliche Er­ scheinungen, wie Glimmentladungen, nahezu ausgeschlossen sind.

Wird der erfindungsgemäße Isolator gemäß dem Kennzeichen von Patentanspruch 2 weitergebildet, so läßt sich die elektrische Feldstärkeverteilung am Isolatoraußenrand besonders gut kontrollieren, da der Isolatoraußenrand nach allen Seiten hin einen exakt definierten Abstand vom geerdeten Gehäuse aufweist. Hierdurch lassen sich Spannungsüberhöhungen und damit Glimmentladungen zwischen geerdetem Gehäuse und Isolator in besonders einfacher Weise vermeiden.

Wird der erfindungsgemäße Isolator gemäß dem Kennzeichen von Patentanspruch 3 weitergebildet, so ist dieser Isola­ tor darüber hinaus in besonders einfacher und kosten­ günstiger Weise herzustellen, und werden gleichzeitig gute Voraussetzungen dafür geschaffen, den Isolator weit­ gehend spannungsfrei im Gehäuse anzuordnen.

Die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Isolators gemäß Patentanspruch 4 zeichnet sich darüber hinaus noch dadurch aus, daß im Bereich der den Eingriff mit dem geerdeten Gehäuse herstellenden Noppen möglichst wenig Feststoff­ isolation vorgesehen ist, wodurch eine zusätzliche Ver­ besserung der Feldstärkeverhältnisse in den Randbereichen des erfindungsgemäßen Isolators bedingt wird.

Wird der erfindungsgemäße Isolator gemäß dem Kennzeichen von Patentanspruch 5 weitergebildet, so werden seine dielektrischen Eigenschaften wegen der zusätzlichen Ver­ ringerung der Feststoffisolation in den Randbereichen noch zusätzlich verbessert.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an­ hand der Zeichnung in vereinfachter Form dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Aufsicht auf einen Axialschnitt durch einen Rohrgaskabelabschnitt, bei dem ein erfindungs­ gemäß ausgeführter Isolator die Halterung eines in einem isoliergasgefüllten geerdeten Gehäuse befindlichen, hochspannungsführenden Innenleiters bewirkt,

Fig. 2 eine Aufsicht auf einen vergrößert dargestellten Teil des längs II-II geschnittenen Rohrgaskabels gemäß Fig. 1, bei dem Teile des geerdeten Ge­ häuses entfernt sind,

Fig. 3 eine Aufsicht auf einen längs III-III geführten Axialschnitt des Rohrgaskabels gemäß Fig. 2, und

Fig. 4 eine Aufsicht auf einen längs IV-IV geführten Axialschnitt des Rohrgaskabels gemäß Fig. 2.

In allen Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugs­ zeichen versehen. In Fig. 1 ist ein Ausschnitt aus einem metallgekapselten, gasisolierten Rohrgaskabel gezeigt, bei dem ein erfindungsgemäßer, in der Innenwand eines Metallgehäuses 1 gehalterter Isolator 2 zur Abstützung eines hochspannungsgeführten Innenleiters 3 vorgesehen ist. Der Innenleiter 3 steht in elektrisch leitender Verbin­ dung mit einer in einer Öffnung des Isolators 2 ange­ brachten und vorzugsweise mit diesem vergossenen Elek­ trode 4, welche das elektrische Feld zwischen Innenleiter 3 und Gehäuse 1 steuert und das Auftreten von Glimment­ ladungen im Bereich zwischen Isolator 2 und Innenleiter 3 verhindert. Das Gehäuse 1 ist aus Abschnitten zusammen­ gesetzt, welche mittels zweier Flansche 5 und 6 gasdicht miteinander verbunden sind. Diese gasdichte Verbindung kann beispielsweise durch Verspannung - etwa mittels Schrauben - der beiden Flansche 5 und 6 unter Zwischen­ lage einer Dichtung oder durch Verschweißen bewirkt werden.

Im Flansch 6 ist an der dem Innenleiter 3 zugewandten Seite eine Ausnehmung vorgesehen, in welche am Isolator­ außenrand befindliche und über dessen Umfang verteilte Noppen 7 aus Isolierstoff eingreifen. Die Noppen 7 sind durch einen ebenfalls in der Ausnehmung befindlichen Arretierring 8 fixiert. Die Fixierung kann beispielsweise durch geeignete Formgebung des Arretierringes 8 und Ver­ klemmen des Arretierringes 8 und der Noppen 7 infolge Ver­ spannung der Flansche 5 und 6 oder durch Einschneiden von Gewindegängen in die Außenfläche des Arretierringes 8 und die Innenfläche der Ausnehmung am Orte des Arre­ tierringes 8 und Verklemmen der Noppen 7 infolge Ver­ drehens des gewindegeführten Arretierringes 8 erreicht werden.

Bei der in Fig. 2 wiedergegebenen Aufsicht auf einen ver­ größert dargestellten Teil des Rohrgaskabels sind am Isolatoraußenrand 9 Teile des Gehäuses 1 sowie des zum Gehäuse 1 gehörigen Flansches 5 entfernt worden. Dadurch ist es möglich, die Lage und Gestalt der Noppen 7 zu er­ kennen. Die Noppen 7 sind vorzugsweise von ellipsoidför­ miger Gestalt und enthalten ein Isoliermaterial. Sie können etwa aus dem gleichen Material wie der Isolator 2, d. h. beispielsweise aus einem füllstoffhaltigen gehärte­ ten Epoxidharz, bestehen und können - etwa durch Vergie­ ßen - einstückig mit diesem verbunden sein. Die Noppen 7 sind vorzugsweise gleichmäßig über den Isolatoraußen­ rand 9 verteilt, um dadurch eine gleichmäßige mechanische Belastung der Noppen 7 und des Isolatoraußenrandes 9 zu bewirken. Die Noppen 7 stehen allseits über den Isolator­ außenrand 9 vor, wodurch zwischen dem in der Ausnehmung des Flansches 6 befindlichen Rand des Isolators 2 und dem geerdeten Flansch 6 ein definierter Abstand gebildet ist, welcher vorzugsweise größer 0,3 mm ist.

Aus Fig. 2 sind darüber hinaus Vertiefungen 10 zu erkennen. Diese Vertiefungen 10 sind Teil der gewellt ausgeführten Oberfläche des Isolators 2. Die Begrenzungen dieser Ver­ tiefungen 10 sind durch Wendelinien dargestellt. An den Wendelinien gehen die kovexen Oberflächen der Vertie­ fungen 10 in konkave Oberflächen über.

Dies ist in den Fig. 3 und 4 nochmals erläutert. Aus den dort dargestellten Aufsichten auf die längs III-III und IV-IV geführten Axialschnitte des Rohrgaskabels gemäß Fig. 2 ist zu ersehen, daß die Wandstärke des Isolators 2 vom Innenleiter 3 zum Isolatoraußenrand 9 hin kontinuier­ lich abnimmt. Der Axialschnitt III-III führt durch einen Bereich 11 des Isolators 2 in dem zwischen zwei Vertie­ fungen 10 eine konkave Oberfläche vorgesehen ist. Dort ist demnach die Wandstärke des Isolators verhältnismäßig dick. Der Axialschnitt IV-IV hingegen führt durch einen Bereich des Isolators 2, in dem wegen der Vertiefungen 10 die Wandstärke des Isolators 2 vergleichsweise dünn ist. Aus den Fig. 2 bis 4 ist zu entnehmen, daß sich die Ver­ tiefungen 10 bis in die Nähe des Isolatoraußenrandes 9 hin erstrecken. Die Noppen 7 sind jeweils dort am Iso­ lator 2 angebracht, wo die Vertiefungen 10 in den Iso­ latoraußenrand 9 auslaufen. Hierdurch wird erreicht, daß die Noppen 7 von einem verhältnismäßig großen Anteil an Isoliergas umgeben sind, wodurch eine erhebliche spannungs­ mäßige Entlastung der glimmentladungsgefährdeten Berüh­ rungsstellen der Noppen 7 mit dem geerdeten Flansch 6 herbeigeführt wird. Hierbei ist es von besonderem Vorteil, daß der Isolatoraußenrand 9 wegen der allseits über den Isolatoraußenrand 9 überstehenden Noppen 7 einen defi­ nierten Abstand vom geerdeten Flansch 6 aufweist, da sich dieser Abstand ohne weiteres derart bemessen läßt, daß auch unter ungünstigen Bedingungen zwischen dem Isolator 2 und dem geerdeten Flansch 6 Glimmentladungen vermieden werden. Bei Verwendung von Schwefelhexafluorid als Iso­ liergas reicht bei Spannungen bis zu einigen 100 Kilovolt, etwa 800 kV, und bei einem Betriebsdruck des Isoliergases von einigen, beispielsweise 5 Bar bereits ein Abstand von 0,3 mm aus, um schädliche elektrische Entladungen zu ver­ meiden. Im allgemeinen ist es jedoch zu empfehlen, einen Mindestabstand von 1 mm vorzusehen.

Eine weitere Verbesserung der dielektrischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Stützisolators läßt sich dadurch erreichen, daß an der Stelle der Vertiefungen 10 Mate­ rialausnehmungen vorgesehen sind, bzw. daß Teile des Isolatoraußenrandes 9 und daran anschließende Teile des Isolators 2 entfernt und in den verbleibenden Iso­ latorarmen ebenfalls Materialausnehmungen vorgesehen sind.

Claims (5)

1. Trichterförmiger Stützisolator (2) für wenigstens ein in einem isoliergasgefüllten rohrförmigen Gehäuse (1) mit Abstand von diesem gehaltenen, hochspannungsführen­ den Leiterteil (3), wobei sich ein steuerelektroden­ freier Isolatoraußenrand (9) wenigstens mit einer Gehäuseinnenseite im Eingriff befindet, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Isolator (2) eine von innen zum Isolatoraußenrand (9) hin abnehmende Wandstärke aufweist, und daß am Isolatoraußenrand (9) den Ein­ griff mit dem Gehäuse (1) herstellende Noppen (7) an­ geordnet sind.

2. Isolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Noppen (7) sowohl in axialer als auch in radialer Richtung über den Isolatoraußenrand (9) vorstehen.

3. Isolator nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Noppen (7) einstückig mit dem Isolator (2) vergossen sind.

4. Isolator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die dem Leiterteil (3) zugewandte Isolatoroberfläche gewellt ist und Vertiefungen (10) aufweist, an deren am Isolatoraußenrand (9) auslaufen­ den Enden die Noppen (7) angeordnet sind.

5. Isolator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (10) als Ausnehmungen ausgebildet sind, und daß Teile des Isolatoraußenrandes (9) entfernt sind.