DE3300901A1 - Giessharzisolator fuer hochspannungskabel-endverschluesse - Google Patents

Description

• Gießharzisolator für Hochspannungskabel-Endverschlsse
• Die Erfindung betrifft einen Gießharzisolator für Hochspannungskabel-Endverschlüsse mit einer zentralen zylindrischen Bohrung und einer hierzu koaxialen trichterförmigen Feldsteuerelektrode. Er ist bei verschiedenen Kabeltypen und -abmessungen einsetzbar, bietet eine zumindest gleiche gute Feldsteuerung wie bei den aufwendigeren Isolatoren mit kapazitiven Feldsteuereinlagen und ist einfach herstellbar.
• Gießharzisolatoren der eingangs genannten Art sind seit langem bekannt, 90 aus der US-PS 2 945 913. Der dortige Isolator hat die Form einer Keule, deren Durchmesser zum Fuß (d.h. zum Kabel) hin kleiner wird. In der Isolierkeule ist ein Feldsteuertrichter aus leitfähigem Material eingegossen, der am Fuß aus der Keule herausgeführt und dort mit dem Kabelschirm elektrisch verbunden ist. Dieser Endverschluß wird vorgefertigt und auf das Kabel aufgeschoben. Weil das Material unelastisch ist, muß die Innenbohrung etwas größer als der Durchmesser der Kabelader sein, und der Ringspalt dazwischen muß nach dem Aufschieben durch einen festen oder flüssigen Isolierstoff ausgefüllt werden.
• Damit hat dieser Gießharzisolator den Nachteil, daß er nur bei einer bestimmten Kabelabmessung eingesetzt werden kann. Außerdem fehlt ihm eine Ausrüstung mit einer Fuß- und einer Kopfarmatur, so daß der Endverschluß nicht zugleich als Stützer wirkt. Diese Endverschlüsse werden mit der Fußarmatur auf einem Endverschlußgestell montiert, womit bei einer seitlichen Krafteinwirkung ein Abknicken von Endverschluß und Kabel vermieden wird.
• Weiter sind Gießharzisolatoren für Hochspannungskabel-Endverschlüsse bekannt, die kapazitive Feldsteuereinlagen enthalten, beispielsweise aus dem DE-GM 1 777 892. Der dortige Isolator hat die Form einer Birne, deren größter Durchmesser in der Nähe des Fußes liegt. In dem Isolator sind einander in Abständen übergreifende, koaxiale Kupferringe eingegossen, die als kapazitive Feldsteuereinlagen wirken. Die Herstellung eines solchen Isolators erfordert einigen Aufwand. Zudem fehlt auch bei ihm die Ausbildung zum Stützer.
• Nun wurde bereits die Kombination ein als Stützer ausgebildeter Endverschluß mit einem Gießharzisolator vorgeschlagen, der sowohl Feldsteuereinlagen als auch einen Feldsteuertrichter enthält (DE-P 32 10 563). Dieser Endverschluß ist universell einsetzbar, weil seine Innenbohrung im Fußbereich erweitert ist und hierein ein hohlzylinderförmiger Adapter aus einem elastomeren Isolierstoff eingefügt ist, dessen Innendurchmesser je nach dem Anwendungsfall (Durchmesser des Eabelschirms) gewählt wird. Wählt man das Material des Adapters mit einer höheren Dielektrizitätskonstante als bei dem der Isolierkeule, so erhält man bei der elektrischen Belastung eine sogenannte refraktive Feldsteuerung (s. Buch von Klockhaus und Wanser "Abschluß- und Verbindungstechnik bei Starkstromkabeln", Verlag VWEW (1979) S. 45-46).
• Was schließlich den Feldsteuertrichter betrifft, so ist es noch länger bekannt, ihn statt in die Keule einzubringen, auf den Fußteil der Keule aufzubringen. Dies kann einfach mittels eines leitfähigen Lackes oder Gießharzes erfolgen. In jüngerer Zeit ist man dazu übergegangen, dem Trichter die Form eines sogenannten Borda-Profils zu geben, was den Vorteil bringt, daß der Feldstärke verlauf über die gesamte Randkontur konstant bleibt und somit die Randzone elektrisch nicht stärker beansprucht wird als der Homogenbereich, und daß der Randbereich weniger Platz als bei anderen Profilen beansprucht (s. Buch von Prinz "Hochspannungsfelder", Verlag R. Oldenbourg München und Wien (1969), S. 196-209).
• Ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Gießharzisolator für Hochspannungskabel-Endverschlüsse zu schaffen, der als Stützer auszubilden und universell einzusetzen ist, eine optimale Feldsteuerung hat und in Aufbau und Herstellung einfach ist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Lösung liegt im wesentlichen darin, daß der Isolator in der unteren Hälfte einen größeren Durchmesser als oben hat, daß er unten eine erweiterte Innenbohrung hat, in die ein Adapter aus elastomerem Isolierstoff eingeschoben ist, und daß der Isolator unten eine Ringausnehmung hat, die nach einem Borda-Profil ausgebildet ist und eine leitfähige Beschichtung trägt.
• Der erfindungsgemäße Isolator hat die Vorteile, daß er universell einsetzbar ist und daß auf die Einfügung der kapazitiven Feldsteuerelemente verzichtet werden kann, wodurch die Herstellung des Isolators erheblich vereinfacht wird. Zudem ist das Aufbringen elastomerer Schirme und das Anbringen von Fuß- und Kopfarmatur nach der üblichen Art - zur Vervollständigung des Isolators zum als Stütz er wirkenden Endverschluß - hier unschwer möglich.
• Die Unteransprüche betreffen die Form der Feldsteuerelektrode, das Material und die Form des Adapters sowie die Aufbringung der Isolatorschirme.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben. Dort wird der Gießharzisolator mit einem Adapter gezeigt, der eine Kabelader von etwas kleinerem Durchmesser als die Innenbohrung des Isolators aufnimmt. Dazu ist die Vervollständigung zum Endverschluß mit Silikonkautschuk-Schirmen, Fuß- und Kopfarmatur und dem Anschluß eines Kabeleinführungstrichters am Isolatorfuß gezeigt.
• Bezeichnet sind mit 1 Gießharzisolator 2 Isolatorverdickung im Fußbereich 3 Innenbohrung 4 Erweiterung der Innenbohrung 5 Ringausnehmung 6 Adapter aus elastomerem Isolierstoff 7 Feldsteuerelektrode (leitfähige Beschichtung) 8 Isolatorfuß innen 9 Borda-Profil oberer Rand 10 Isolatorfuß außen 11 Verschraubung für Kabeleinführungstrichter 12 Silikonkautschuk-Schirme 13 Fußarmatur 14 Kopfarmatur 21 Kabelschirm 22 Kabelisolierung 23 Kabelleiter 24 Verbindung Kabelschirm mit Feldsteuertrichter Damit ist die erfindungsgemäße Ausbildung des Gießharzisolators aus der Zeichnung unschwer ersichtlich. Als Material für den Isolator (genauer die Isolierkeule) wählt man vorzugsweise Epoxidharz, Will man den zusätzlichen Vorteil einer refraktiven Feldsteuerung (s. oben) einbringen, wählt man den Isolierstoff des Adapters mit einer 5-10 mal höheren Dielektrizitätszahl als beim Isolator, beispielsweise einen Äthylen-Propylen-Kautschuk mit fr - = gegen 4,5 beim Epoxidharz. Wählt man den Isolierstoff des Adapters mit einer etwa gleichen DielektrizitätszahL wie beim Isolator, ist es vorteilhaft, den Fußbereich des Adapters trichterförmig auszubilden und ihn mit einem leitfähigen Belag zu versehen (s. DE-P 32 10 563).
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Claims (5)

1. Ansprüche: 0 Gießharzisolator für Hochspannungskabel-Endverschlüsse mit einer zentralen zylindrischen Bohrung und einer hierzu koaxialen trichterförmigen Feldsteuerelektrode, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß a) der Isolator (1) im Fußbereich mit'einer radialen Verdickung (2), mit einer gegen das Fußende offenen Erweiterung (4) der zentralen Bohrung (3) und im radialen Abstand hiervon mit einer endwärts ebenfalls offenen koaxialen Ringausnehmung (5) ausgebildet ist, b) die Bohrungserweiterung (4) zylindrisch oder leicht konisch ausgebildet ist und darin ein hohlzylinderförmiges Adapterstück (6) aus einem elastomeren Isolierstoff auswechselbar, aber spaltfrei eingeschoben ist, c) auf der Oberfläche der Ringausnehmung (5) eine elektrisch leitfähige Schicht als Feldsteuerelektrode (7) aufgebracht ist, die sich vom inneren Isolatorfuß (8) trichterförmig bis zur äußeren oberen Ringausnehmung (9) erstreckt, wobei Ausnehmung und Elektrode die Form eines Borda-Profils haben.
2. 2. Isolator nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Ringausnehmung (5) vollständig mit einem elektrisch leitfähigen Belag (7) versehen ist.
3. 3. Isolator nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Adapter (6) aus einem Isolierstoff mit einer 5-10 mal höheren Dielektrizitätszahl als beim Isolator (1) besteht (refraktive Feldsteuerung).
4. 4. Isolator nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Adapter (6) aus einem Isolierstoff mit einer etwa gleichen Dielektrizitätszahl wie beim Isolator (1) besteht, und sein Fußbereich trichterförmig ausgebildet sowie mit einem leitfähigen Belag versehen ist.
5. 5. Isolator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß seine Außenfläche zwischen Fuß- und Kopfarmatur vollständig mit an sich bekannten, radial abstehenden, elastomeren Schirmen (12) bedeckt ist.