DE322687C - Durchfuehrungsisolator fuer Hochspannung - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 6. JULI 1920

REl CHS PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 c GRUPPE

Emil Haefely in Basel.

Durchführungsisolator für Hochspannung.

Patejitiert im Deutschen Reiche vom 25. Juli 1914 ab.

Die Ursache des Überschlages an Durchführungsisoiatoren ist in dem Auftreten von Glimmerscheinungen an der den Isolator umgebenden metallischen Fassung zu suchen. Aus der Überlegung heraus, daß die Dichte des elektrischen Feldes mit der Entfernung vom Leiter nach der Fassung zu abnimmt, ist bereits vorgeschlagen worden, an dem Leiter Isoliermaterial von größter Durchschlagsfestigkeit und größter Dielektrizitätskonstante, in der Nähe der Fassung Materialien mit niedriger Dielektrizitätskonstante, wie Preßspahn, öl und evtl. Luft, zu verwenden, um den Potentialschritt nicht' allzu sprunghaft verlaufen zu lassen und damit Überanstrengungen einzelner Schichten sowie Durchschläge zu vermeiden. Der Gedanke, mit zunehmendem Querschnitt jeweilig Material mit geringerer Dielektrizitätskonstante so im Isolator zu schichten, daß" an der Fassung selbst ein Material von der niedrigsten Dielektrizitätskonstante der ganzen Schichtung angeordnet wird, ist rein theoretisch richtig und geeignet, neben Durchschlägen auch Überschläge zu verhüten, wenn der Durchmesser des Isolators so bemessen wird, daß Glimmer$cheinungen überhaupt praktisch nicht in Frage kommen. Dies würde jedoch zur Wahl von Isolatoren mit sehr großem Durchmesser führen, wenn sie sehr hohen Prüfungsspannungen ausgesetzt werden sollen. Darum sah man von einer libermäßigen Vergrößerung des Durchmessers ib und suchte, mit dem Eintritt von Glimmjrscheinungen ohne weiteres sich abfindend, lern Überschlag zwischen Fassung und Leiter ängs des Isolatormantels durch dessen lineare Verlängerung zu begegnen. Die Gefahr für das Auftreten von Überschlägen nimmt aber nicht im entferntesten im gleichen Verhältnis ab, wie die linearen Abmessungen der Hülse zunehmen. Denn durch die Glimmerscheinungen an der Fassung wird die den Isolator umgebende Luft ionisiert und dadurch der Überschlag zwischen Leiter und Fassung in den meisten Fällen schon bei Spannungen eingeleitet,' die erheblich unter einer kritischen Überschlagsspannung liegen. Hierbei leisten Spannungsdifferenzen zwischen zwei Punkten der obersten Isolatorenschicht der Entladung Vorschub.

Die Erfindung will nun von jeder übermäßigen Vergrößerung des Durchmessers oder der linearen Ausdehnung eines für höchste Spannungen bestimmten Isolators absehen und den Eintritt von Glimmentladungen dadurch verhindern, daß trotz Einhaltung der Bedingung, nach der Fassung zu nur Materialien von niedrigster Dielektrizitätskonstante zu verwenden, der Eintritt von Glimmerscheinungen überhaupt unterbunden wird. Zu diesem Zwecke wird um den Leiter ein eng anliegender Zylinder mit hoher Durchschlagsfestigkeit sowie hoher Dielektrizitätskonstante vorgesehen, mit der metallischen Fassung ein Rohr aus Material von geringer Dielektrizitätskonstante aber hoher Durchschlagsfestigkeit dielektrisch verlötet und zwischen diesem Rohr und dem den Leiter umgebenden Isolierzylinder ein Luftkissen, also ein Raum mit niedrigster Dielektrizitätskonstante, eingeschlossen. Da sich in einem Luftkissen die elektrischen Verschiebungslinien rasch ausbreiten und verteilen,. so wird das vom Leiter durch den Isolator hindurch zur Fassung

gehende elektrische Feld, welches die Glimm erscheinungen an den Rändern der Fassung hervorruft, verflacht und damit eine erhebliche Heraufsetzung der Glimmspannung erzielt unter der Voraussetzung, daß sowohl der Isolatorkern innig am Leiter, als auch die Fassung innig am äußeren Mantel, also ganz ohne Zwischenraum dielektrisch verlötet anliegt. Gleichzeitig spielt sich aber innerhalb ίο des Luftkissens noch ein anderer Vorgang ab, welcher der Glimmentladung an der Oberfläche vorbeugt. Wie vorher erwähnt, wird diese Entladung durch Spannungsdifferenzen zwischen zwei Punkten der obersten Isolatorenschicht unterstützt. Innerhalb des Luftkissens tritt aber ein Ausgleich der an verschiedenen Punkten des Leiterisolierzylinders verschiedenen Spannungen ein, so daß der äußere Fassungsisolierzylinder an seiner Oberfläche gleiche Spannungen aufweist. Gerade mit Rücksicht auf diese Vorgänge muß das Luftkissen allseitig eingeschlossen sein, damit nicht von dort aus Überschläge zum Leiter stattfinden können. Diese Vorgänge bedingen aber anderseits, daß auch der Fassungsisolierzylinder, wenn er einerseits der Bedingung genügt, in der Nähe der Fassung Materialien mit niedriger Dielektrizitätskonstante zu verwenden, auch noch hohe Durchschlagsfestig- j keit besitzen muß, damit auf Grund des , Spannungsausgleichs im Luftkissen nicht ein j Durchbruch nach der Fassung oder sonstwie i zur Oberfläche des Isolators eintreten kann, j Da die Glimmerscheinungen an den Fassungs- ■ rändern nicht nur in der umgebenden Luft sich äußern, sondern auch auf die nächstgelegene Isolatorenschicht einwirken, so versperrt der äußerste Mantel mit hoher Durchschlagsfestigkeit den bei Erwärmung des Iso- ; liermaterials an der Fassung ihren Ausgang \ nehmenden Funken den Weg ins Isolatoren- ; innere. Sind -aber die Glimmerscheinungen j an den Rändern der Fassung durch die erfindungsgemäße Ausführung an sich weniger wahrscheinlich, Glimmentladungen aber infolge gleicher Spannung an allen Punkten der Isolatorenoberfläche, hauptsächlich jedoch in dec Nähe der Fassung erschwert, so ergibt sich hieraus, daß der äußere Isolatorenmantel verhältnismäßig kürzer gehalten weiden kann als der Isolierzylinder um den Leiter zwecks Verbilligung.

In den, Ausführungsbeispielen Fig. 1 und 2 ist das den Metallkern k umgebende, aus Material von hoher Dielektrizitätskonstante bestehende Durchführungsrohr a in einigem Zwischenraum von einem koaxialen Mantel 5 umgeben, welcher aus Material von geringer Dielektrizitätskonstante, aber möglichst hoher Durchschlagsfestigkeit, wie z. B. Hartpapier, besteht. Auf diesem Mantel b ist die Fassung f warm aufgeschrumpft, so daß eine innige Verbindung zwischen ihr und dem Isolator, eine sogenannte dielektrische Verlötung, zustande kommt. Der zwischen Isolierrohr b und Durchführungsrohr α befindliche Luftzwischenraum c ist an beiden Stirnenden des Mantels b mit Deckeln d verschlossen. Der Zwischenraum c kann auch außer mit Luft mit Gas von atmosphärischem bzw. niedrigerem oder höherem Druck ausgefüllt sein, unter Umständen auch mit öl. -

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist der Zwischenraum c unterhalb der Fassung f durch eine Scheibe g unterteilt, jedoch ist 7: diese Scheibe schmaler als die Fassung f gehalten, damit unterhalb der Fassungsränder, an welchen die Glimmerscheinungen auftreten, also unterhalb de: gefährlichen Entstehungsstelle für Gleitfunken, das im Sinne der Be- Schreibung wirkende Luftkissen erhalten bleibt. Die Scheibe g hat nur den Zweck einer Erhöhung der Festigkeit des Isolators.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch: _g

   Durchführungsisolator für Hochspannung, beim welchem um den Leiter eng anliegend ein Isolierzylinder aus Material mit höchster Durchschlagsfestigkeit (und höchster Dielektrizitätskonstante) nach der < Fassung zu Material mit niedriger Dielektrizitätskonstante angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Fassung (f) dielektrisch verlötete äußerste Schicht (δ) neben niedriger Dielektrizitätskonstante ! möglichst hohe Durchschlagsfestigkeit besitzt (Hartpapier) und das am Leiter eng anliegende Isolieirohr (a) unter Zwischenschaltung einer Luftschicht (c) mit niedrigster Dielektrizitätskonstante umfaßt, : wobei das oberste Rohr (b) kürzer ist als das Durchführungsrohr (a) (und die Luftschicht (c) mittels Deckel (d) allseitigen Abschluß hat).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.