DE3306307C2

DE3306307C2 - Zylindrischer Stützisolator

Info

Publication number: DE3306307C2
Application number: DE19833306307
Authority: DE
Inventors: Kohei Osaka Kawai; Yasuhisa Yoshida
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1982-03-03
Filing date: 1983-02-23
Publication date: 1986-03-06
Also published as: CH660641A5; DE3306307A1; CA1208323A; JPS58151809A

Abstract

Ein säulenförmiger, verrippter Isolier-Abstandshalter (3) weist an seinem Fuß (3Δ) eine oder mehrere umlaufende Rippen (3ΔΔ) auf, wobei jeder Abschnitt des Abstandshalter-Fußes (3Δ) unter der bzw. jeder Rippe (3ΔΔ) jeweils einen kleineren Außendurchmesser besitzt als der darüberliegende Abschnitt. Der Außendurchmesser des Fußes (3Δ) kann sich schrittweise oder allmählich in Richtung auf ein Mantelrohr (2) verkleinern.

Description

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Die Erfindung betrifft einen zylindrischen Stützisolator für ein druckgasisoliertes, metallgekapseltes Hochspannungskabel mit mindestens einer umlaufenden Rippe.

Wenn ein Leiter im Inneren eines mit einem Isoliergas gefüllten Leitungs- oder Antennenkabels angeordnet ist, kann sich bei dessen Betriebsspannung eine elektrische Feldschwingung in einem aus Epoxyharz geformten, am Kabel angebrachten zylindrischen Stützisolator aufbauen. Der Schwingungsaufbau erreicht schließlich den Leiter, so daß zwischen diesem und der Kapselung ein Entladungsdurchbruch auftritt. Um dies zu verhindern, ist der Fuß des Stützisolators gewöhnlich mit einer oder mehreren Umfangsrippen versehen, deren Dielektrizitätskonstante größer ist als diejenige des Isoliergases, so daß das elektrische Feld um den Stützisolator herum ungleichförmig wird; dies führt jedoch zu einer Verschlechterung der Stehspannungseigenschaften des Stützisolators.

Ein Leitungs- oder Antennenkabel mit einem solchen bisherigen, verrippten Stützisolator ist in F i g. 1 dargestellt. Die Anordnung umfaßt dabei ein Leiterrohr 1, eine Kapselung 2 aus Metall, einen säulenförmigen, verrippten Stützisolator 3, der typischerweise aus einem Epoxy-Formteil besteht und das Leiterrohr 1 innerhalb der Kapselung 2 halten, einen Fuß 3' des Stützisolators 3 und eine um den Fuß 3' herum ausgebildete Umfangs-Rippe 3". Der über der Rippe 3" befindliche Teil des Fußes 3 besitzt einen Außendurchmesser a, welcher dem Außendurchmesser a'in dem unterhalb der Rippe befindlichen Teil des Fußes, d. h. zwischen der Rippe und der Kapselung, gleich ist. Bei der Betriebsspannung des Kabels besteht am Stützisolator ein ungleichförmiges elektrisches Feld, bei dem sich der Abstand zwischen den Linien gleichen Potentials, wie durch die strichpunktierten Linien in F i g. 1 angedeutet, zur Kapselung 2 hin vergrößert, während das elektrische Feld auf die Punkte Fund G konzentriert ist. Hierdurch werden die Stehspannungseigenschaften des Stützisolators 3 verschlechtert.

Eine ähnliche Beurteilung gilt auch für einen Stützisolator mit umlaufenden Rippen, wie er in der DE-OS 28 01 505 beschrieben ist. Aus der DE-OS 19 34 812 ist weiterhin eine metallgekapselte, gasisolierte Hochspannungsleitung bekannt, bei der ein innerer, spannungfüh- b5 render Leiter mitteis scheibenförmiger Isolierabslützungen in einem Mantelrohr gehalten ist. Dabei ist die Dicke der scheibenförmigen Isolierabstützung in der Nähe des inneren, zylindrischen Leiters größer als in der Nähe des Mantelrohres, damit die Spannungsverteilung an der Oberfläche der Isolierabstützung möglichst gleichmäßig ist Insgesamt ist jedoch hierbei die Obcrflächenstrecke auf dem Stützisolator von dem !nnenleiter zum Mantel verhältnismäßig kurz, so daß es zu Einladungen kommen kann.

Aus der DE-OS 30 27 672 ist ein Isolator zur Haherung von Stromschienen bekannt, welcher aus Kunststoff als runder oder mehreckiger Drehkörper ausgebildet ist Der Kern des Isolators sowie der gesamte Isolator selbst weisen eine nach unten konische Form auf, und die Isolatorschirme sind nach oben und unten schräg vorgesehen. Der Isolator ist insgesamt konisch ausgebildet, womit ein größtmöglicher Schutz gegen Steinschlag während des Beschottervorgangs beim Einsatz des Isolators an Stromschienen gewährleistet werden soll. Außerdem soll durch die erreichte große Schjittenzone ein größtmöglicher Schutz gegenüber UV-Bestrahlung gegeben werden und eine Verschmutzung des Isolators vermieden werden. In dieser Schrift ist jedoch das Problem der Potentialverteilung auf der Isolatoroberfläche nicht angesprochen, so daß auch kein Hinweis zu entnehmen ist, mit welchen Maßnahmen ein günstiger Potential verlauf erzielt werden kann.

Die US-Patentschrift 43 16 052 beschreibt eine gasisolierte Übertragungsleitung, bei der ein Innenleiter über paarweise angeordnete, säulenförmige Stützisolatoren 'n einem Mantel gehalten wird. Diese Stützisolatoren verjüngen sich jeweils vom Innenleiter ausgehend zum Mantel hin; da sie jedoch keine Rippen aufweisen, ist auch hier die Oberflächenstreckc vom Inncnleiier zum Mantel auf dem Isolator verhältnismäßig kurz, wodurch wiederum die Gefahr von Entladungen auftritt. Die US-Patentschrift 38 64 507 beschreibt schließlich eine Leiteranordnung mit einem Innenleiler, der über mehrfach gerippte Stützisolatoren in einem Mantelleiter gehalten wird. Die Stützisolatoren verjüngen sich mit ihren Rippen vom Innenleiter zum Mantel hin, wobei jedoch keine zylindrischen Abschnitte vorgesehen sind, sondern sowohl die Rippen als auch die Abschnitte zwischen den Rippen jeweils nach außen bzw. nach innen gekrümmte Oberflächen aufweisen. Durch diese Gestaltung der Stützisolatoren soll eine möglichst große Oberflächenstrecke zwischen dem Innenlcitcr und dem Mantel erzeugt werden. Die Schrift gibt jedoch keinen Hinweis, auf welche Weise das elektrische Feld um den Stützisolator herum möglichst gleichförmig gehalten werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen zylindrischen Stützisolator der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem das elektrische Feld möglichst gleichmäßig vom Innenleiter zur Kapselung verteilt ist und der dementsprechend gute Stehspannungseigenschaften aufweist.

Erfindungsgemäli wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Durchmesser des zylindrischen Teiles des Stützisolator im Bereich zwischen der Rippe und der Kapselung kleiner ist als in dem von der Kapselung entfernten Bereich. In einer bevorzugten Ausführungslorm weist der Stützisolator mehrere Rippen auf, wobei jeweils der Durchmesser des zylindrischen Teiles im Bereich /wischen einer jeden Rippe und der Kapselung jeweils kleiner ist als in dem von der Kapselung entfernten Bereich.

Im folgen sind bevorzugte Ausführungsformcn tier Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Leitungs- oder Antennenkabel mit einem bisherigen vcrripptcn Siiii/-

isolator und

F i g. 2 und 3 Seitenansichten verrippter, zylindrischer Siiitzisolaloren gemäß zwei verschiedenen Ausführungsformcn der Erfindung.

F i g. I ist eingangs bereits erläutert worden.

Gemäß F i g. 2 besitzt der Fuß 3' in dem oberhalb der Kippe 3" liegenden Bereich einen Außendurchmesser b, der größer ist als der Außendurchmesser c im Bereich unterhalb der Rippe, nämlich zwischen Rippe und Mantelrohr. Bei der Ausführungsform nach Fig.3 ist der fuß 3' mit zwei angeformten, umlaufenden Rippen 3" und 3'" versehen. Der Außendurchmesser Olim Fußbereich über der Rippe 3" ist dabei größer als der Außendurchmesser c 1 des Fußbereiches zwischen oberer und innerer Rippe, und der Durchmesser el ist seinerseits größer als der Außendurchmesser e im Fußbereich zwischen unterer Rippe3'" und Kapselung 2.

Bei einem Leitungs- oder Antennenkabel, das mit dem Stützisolator der beschriebenen Art mit abnehmendem Außendurchmesser unter der Rippe bzw. den Kippen versehen ist, vergrößert sich bei der Betriebsspannung des Kabels der Abstand zwischen den Feldlinien gleichen Potentials auf die durch die strichpunklierten Linien in Fig.2 angedeutete Weise zur Kapselung 2 hin. Da jedoch der Außendurchmesser des Isolalor-Fußcs 3' unterhalb der Rippe kleiner ist als über der Kippe, sind die Linien gleichen Potentials bestrebt, sich /ur Kapselung hin zu verlagern, so daß eine gleichmäßige Abstandsdichtenverteilung der Linien gleichen Poleniials b/w. Äquipotentiallinien über die Länge des Fu- yi ßes 3' hinweg gewährleistet wird. Insbesondere werden durch die Verjüngung des Fußes 3' zur Kapselung 2 hin .sich ändernde Dielektrizitätskonstanten über die Länge des Fußes hinweg eingeführt, so daß der näher an der Kapselung befindliche Teil des Fußes einen größeren Teil des elektrischen Felds führen kann und das elektrisehe Feld sich tatsächlich einem gleichmäßigen elektrisehen Feld annähen. Das Potentialgefälle längs der Oberfläche des Stützisolators wird daher weniger steil, ■* und die Siehspannungseigenschaften des Isolators werif den verbessert. Hierdurch werden eine entsprechende ΐ Verringerung der Wartungskosten und eine Verbessef rung der elektrischen Gesamteigenschaften des Kabels erreicht.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Zylindrischer Stützisolator für ein druckgasisoliertes, metallgekapseltes Hochspannungskabel mit mindestens einer umlaufenden Rippe, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des zylindrischen Teiles des Stützisolators im Bereich zwischen der Rippe (3") und der Kapselung kleiner ist als in dem von der Kapselung entfernten Bereich.

2. Stützisolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er mehrere Rippen (3", 3'") aufweist und daß der Durchmesser des zylindrischen Teiles des Stützisolators jeweils im Bereich zwischen einer Rippe und der Kapselung kleiner ist als in dem von der Kapselung entfernten Bereich.