DE3302788A1

DE3302788A1 - Abdichtung zwischen metallarmatur und glasfaserstab bei hochspannungs-verbundisolatoren

Info

Publication number: DE3302788A1
Application number: DE19833302788
Authority: DE
Inventors: Martin El.-Ing. 8672 Selb Kuhl
Original assignee: Ceramtec GmbH
Current assignee: Ceramtec GmbH
Priority date: 1983-01-28
Filing date: 1983-01-28
Publication date: 1984-08-16
Also published as: EP0117292A2; EP0117292B1; EP0117292A3; DE3382095D1; US4604498A; DE3302788C2; ZA84170B; CA1222295A

Description

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Rosenthal Technik AG - 3 - Selb, den 24.01.1983

Re/li/ RT.P. 1366

Abdichtung zwischen Metallarmatur und Glasfaserstab bei Hochspannungs-Verbundisolatoren

Die Erfindung betrifft eine Abdichtung bei einem Hochspannungs-Verbundisolator aus einem glasfaserverstärkten Kunststoffstab mit einem umhüllenden Überzug und an den Enden des Stabes befindlichen Aufhängearmatur, wobei ein Teil der Aufhängearmatur den Überzug des Stabes umschließt und die Aufhängearmatur mit einem in radialer Richtung nach außen weisenden, umlaufenden Wulst ausgestaltet ist.

Bei derartigen Isolatoren gemäß der DE-PS 27 46 870 sind jedoch Schwierigkeiten aufgetreten, die darin bestehen, daß in Feuchtigkeit gelöste Chemikalien in das Innere des Isolatorstabes eindrangen und dort elektrische und mechanische Zerstörungen eingeleitet haben. Dies geschieht bevorzugt an Stellen, wo zwei verschiedene Werkstoffe aneinander grenzen wie z. B. an der Fläche zwischen glasfaserverstärktem Kunst-Stoffstab und Aufhängearmatur aus MetalL Es ist deshalb schon versucht worden, diese kritischen Stellen abzudichten, indem der umhüllende Überzug des glasfaserverstärkten Stabes über die Aufhängearmatur gestülpt und so zur Abdichtung verwendet wurde. Eine solche Maßnahme geht aus der US-PS 3,898,372 hervor. Wie sich aber in der Praxis gezeigt hat,

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sind Abdichtungen dieser Art durchschlagsgefährdet, weil das elektrische Potential infolge der atmosphärisch verschmutzten Isolatoroberfläche zur anderen Armatur wandert.

Eine zweite Möglichkeit ist aus der EP-Al 21 902 bekanntgeworden, bei der der glasfaserverstärkte Stab mit seinem umhüllenden Überzug in eine Metallarmatur hineinragt, wobei die Armatur auf ihrem dem Isolator zugewandten Ende mit einem umlaufenden Wulst ausgestattet ist. Dieser Wulst hat die Aufgabe, Teillichtbögen am Isolator instabil zu halten, wodurch eine thermische Beschädigung des Isolierstabes vermieden wird. Es verbleibt jedoch ein Spalt zwischen der Armatur-Innenfläche und dem Überzug, in der die korrodativen Atmosphärilien eindringen können.

Solche Dichtungsmaßnahmen nach den genannten Vorschlägen haben den Nachteil, daß sie mit der Zeit unwirksam werden, weil bei den erheblichen Temperaturschwankungen im Freien bis zu über 100 ⁰C die Kunststoffe unter dem ausgeübten Druck ausweichen, um bei Nachlassen des Druckes nicht mehr ganz ihre ursprüngliche Form annehmen, wenn man, wie aus der DE-OS 31 45 896 hervorgeht, denjenigen Teil der Armatur der den Überzug einschließt auf den Überzug radial aufzupressen versucht, um damit Luftdichtigkeit zu erreichen. Wenn man aber dafür nicht Sorge tragen kann, daß dieser Anpreßdruck sich nicht vermindert, treten nach entsprechender Anzahl von Temperaturzyklen

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Spalte, insbesondere zwischen Aufhängearmatur und Isolatorstab auf, auch wenn man die Spalte mit bekannten härtbaren Polymeren wie Epoxidharz oder Silikonkautschuk ausgießt.

Eine weitere Maßnahme? um eine Spaltbildung zu verhindern j geht aus der AT-PS 365 846 hervor, bei der der Zwischenraum zwischen Aufhängearmatur und Überzug mit einem synthetischen Fett oder Silikonfett ausgefüllt ist. Diese synthetischen Fette, insbesondere Silikonfett, sind aus organischen Kettenverbindungen aufgebaut. Ihre Tixotropie wird über mineralische oder organische Füllstoffe eingestellt, so zum Beispiel beim Silikonfett über sehr feinteilige Kieselsäure. Dabei neigen diese Fette aber im Laufe der Zeit dazu, daß die niederviskosen Anteile in dem benachbarten Werkstoff, so in den glasfaserverstärkten Stab hineinzudiffundieren. Zurück bleibt ein Füllstoffgerüst mit höherviskosen organischen Anteilen. Auch haben Versuche bei Temperaturen um 100 ⁰C und längerer Beanspruchsdauer gezeigt, daß diese synthetischen Fette innerlich feine Risse ausbilden. Dies kann man auch leicht nachprüfen, indem man den Isolator diversen Temperaturzyklen unterwirft und man dem Isolator in ein mit rotem -Farbstoff gefärbtes Wasserbad legt und anschließend auf Farbstoffspuren im Inneren untersucht. Außerdem ist es schwierig, solche Fette in einen schmalen Spalt so einzubringen, daß tatsächlich alle Hohlräume exakt gefüllt sind, weil diese Fette hochviskos sein müssen, da sie auch bei erhöhter Temperatur und über längere Zeiträume nicht aus diesem Spalt herauslaufen dürfen.

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Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Mittel zu finden, um den Spalt zwischen der Innenwand der Aufhängearmatur und dem glasfaserverstärkten Stab auf eine einfachere und sichere Art dauerhaft und temperaturbeständig gegen wässrige Medien abzudichten.

Gelöst wird diese Aufgabe bei der eingangs genannten Gattung dadurch, daß der Spalt zwischen Aufhängearmatur und Stab bzw. Überzug mit vernetzbaren Mono- oder Polymeren abgedichtet ist, welche aus zwei oder mehr Komponenten bestehen und die nach der Vernetzung nicht mehr gießfähig, aber noch klebrig sind.

Da die Mono- oder Polymere aus zwei oder mehr miteinander reaktionsfähigen Komponenten bestehen, die jede für sich niedrigviskos sind, können sie nach ihrer Vermischung einfach in die zu füllenden Spalte gegossen werden, wobei auch kleinste Hohlräume ausgefüllt werden. Dabei ist es vorteilhaft, daß die zusammengemischten Komponenten vor deren chemische Reaktion eine Viskosität von weniger als 100 000 m Pa · s aufweisen. Den Gießvorgang kann man noch mit Hilfe von Vakuum unterstützen. Nach der Vernetzung ist die optimale Konsistenz dann gegeben, wenn die Verbindung Penetrationswerte zwischen 1 und 500 mm/10 entsprechend nach DIN 51 804 bei einem Hohlkonus 150 g aufweisen. Die nunmehr im Spalt ausgehärtete Verbindung dichtet in optimaler Weise ab und durch seine Klebrigkeit haftet sie praktisch an allen Festkörpern. Ferner tritt bei Temperaturänderung durch Ausdehnung oder Zusammenziehung des Volumens kein Verlust der Haftung an den Wänden des Spaltes ein. Eine Austrocknung, wie bei den

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synthetischen Fetten oder Silkonfett durch Eindiffundieren niedermolekularer Anteile in die angrenzenden Kunststoffüberzüge ist nicht mehr möglich.

Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung eines Polymers auf der Basis von Polyorganodimethylsiloxanen gemäß der EP 27 240 erwiesen, da diese witterungs- und korrosionsbeständig sowie von Ozon nicht angegriffen werden. Ihre Feuchteresistenz ist auch durch ihren wasserabstoßenden Charakter gegeben, ihre hohe Temperaturbeständigkeit durch ihre molekulare Struktur. Außerdem ändern sich bei diesen Polymeren die physikalischen Eigenschaften in einem weiten Temperaturbereich sehr wenig, so daß die Konsistenz im Betriebsbereich von Hochspannungs-Verbundisolatoren praktisch unbeeinflußt bleibt. Die bereits beschriebene Konsistenzeigenschaft kann dadurch erreicht werden, daß während der Vernetzung der Reaktionspartner hauptsächlich Kettenwachstum der Molekülketten erfolgt. Eine derartige Steuerung des Vernetzungsprozesses ist bei Polydimethylsiloxanen durch Anwendung von Katalysatoren möglich, die dann in vorteilhafter Weise bei Raumtemperatur vernetzen.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung kann darin bestehen, daß an der Innenwand der Metallarmatur eine umlaufende ringnutenartige Vertiefung vorgesehen ist, die mit dem entsprechenden Dichtungsmittel gefüllt ist und als Reservebehälter bei extremen Temperaturschwankungen dient.

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Am Beispiel und in der Zeichnung sind die schematisch datgestellten Ausführungsformen gemäß der Erfindung näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1: einen Querschnitt durch die Verbindungsstelle Metallarmatur/Kunststoffstab,

Fig. 2: eine ringförmige Vertiefung in der Metallarmatur.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht der Hochspannungs-Verbundisolator aus einem faserverstärkten Kunststoffstab 1 zur Übertragung der mechanischen Kräfte und einem umhüllenden Überzug 2, der ggf. mit Kunststoffschirmen 3 ausgestattet sein kann als auch mit den entsprechenden Aufhängearmaturen 4 aus Metall. Der Stab 1 selbst besteht aus glasfaserverstärktem Epoxidharz, der Überzug 2 und die Schirme 3 aus Silikonkautschuk, wobei der Überzug 2 mit Hilfe von Haftvermittlern auf dem glasfaserverstärkten Stab 1 befestigt ist. Die AufhängearmatuF 4 ist so ausgebildet, daß der Überzug 2 in das Innere der Armatur hineinragt. Gleichzeitig weist die Aufhängearmatur einen umlaufenden Wulst 5 auf, der die Aufgabe hat, auftretende Teillichtbögen zu destabilisieren und damit eine thermische Überbeanspruchung des Isolierstabes zu verhindern. Die verbleibende Spalte 6 zwischen Aufhängearmatur 4 und Überzug 2 werden mit einem Polyorganodimethylsiloxan gefüllt, das in zwei Flüssigkeiten angeliefert wird, wobei die eine Komponente einen Katalysator auf organischer Basis enthält. Kettenlänge und Struktur der beiden Siloxane entscheiden über den Penetrationswert.

Für sehr enge Spalten eignet sich insbesondere eine ringnutenartige Vertiefung 7 gemäß Fig. 2 bei der Metallarmatur· 4 als Reservoir für die vorgeschlagenen Poly- oder Monomere.

Claims

Rosenthal Technik AG Selb, den 24.01.1983

Re/li/ RT.P. 1366

Abdichtung zwischen Metallarmatur und Glasfaserstab bei Hochspannungs-Verbundisolatoren

Patentansprüche

f 1./Abdichtung bei einem Hochspannungs-Verbundisolator aus einem glasfaserverstärkten Kunststoffstab (l) mit einem umhüllenden Überzug (2) und an den Enden des Stabes (1) befindlichen Aufhängearmatur (4), wobei ein Teil der Aufhängearmatur (4) den Überzug (2) des Stabes (l) umschließt und die Aufhängearmatur (4) mit einem in radialer Richtung nach außen weisenden, umlaufenden Wulst (5) ausgestaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (6) zwischen Aufhängearmatur (4) und Stab (1) bzw. Überzug (2) mit vernetzbaren Mono- oder Polymeren abgedichtet ist, welche aus zwei oder mehr Komponenten bestehen und die nach der Vernetzung nicht mehr fließfähig, aber noch klebrig sind.
2. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vernetzbaren Mono- oder Polymere im unvernetzten Zustand eine Viskosität von weniger als 100 000 m Pa · "s aufweisen und nach der Vernetzung einen Penetrationswert zwischen 1 bis 500 mm/10 aufzeigen.

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3. Abdichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Silikonpolymere auf der Basis von Polyorganodimethylsiloxanen verwendet sind.
4. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenwand der Aufhängearmatur (4) eine umlaufende ringnutenformige Vertiefung (7) vorgesehen ist.

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