DE3401928C2 - Gießform zum Herstellen einer Hochspannungs-Umhüllungsisolation - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gießform zum Herstellen einer Hochspannungs-Umhüllungsisolation an Hochspannung führenden Leitern mit einem auf dem Leiter aufgewickelten Isolierstoffwickelkörper aus Isolierstoffbahnen oder Isolierstoffbändern, der mit einem flüssigen, aushärtbaren Isolierstoff imprägnierbar ist, wobei die Gießform aus einem elastischen Material besteht, das Volumenänderungen des imprägnierenden Isolierstoffes beim Erstarren ohne Rißbildungen im Isolierstoff folgt und nach dem Erstarren die Außenschicht der Hochspannungs- Umhüllungsisolation bildet.

Eine derartige Hochspannungs-Umhüllungsisolation mit einem auf dem Leiter aufgewickelten Isolierstoffwickelkörper aus Isolierstoffbahnen und mit einer diesen umhüllenden Gießharzschicht ist beispielsweise aus der CH-PS 332 527 bekannt.

Darüber hinaus ist es aus der CH-PS 299 458 bekannt, zum Herstellen von Gießharzformkörpern Gießformen aus einem Stoff zu verwenden, der ohne Rißbildung den Abmessungsänderungen des flüssigen Isolierstoffes beim Erstarren folgt und nach dem Erstarren als Schutz- und Trägerkörper an dem ausgehärteten Gießharzkörper verbleibt. Derartige Gießverfahren mit sogenannten verlorenen Formen sind weit verbreitet. Die hierfür verwendeten Formen bestehen vorzugsweise aus Metall, beispielsweise Zinkblech, oder auch aus Kunststoffpreßmassen.

Aus der DE-AS 14 79 709 ist ferner eine Vorrichtung zum Herstellen eines Druck- oder Dichtungskegels am Endstück eines mit Gummi oder Kunststoff ummantelten Kabels mit einer in einer Heizkammer angeordneten Heizvorrichtung und einem elastischen, an der Ummantelung des Kabels abdichtbaren Schlauch bekannt, der einen Vakuumanschluß aufweist und aus einem in der Wärme schrumpfenden Werkstoff besteht. Bei dieser bekannten Vorrichtung soll ein Dichtungskegel mit einem Schrumpfschlauch überzogen werden, wobei der Vakuumanschluß lediglich dafür sorgt, daß nach dem Schrumpfvorgang keine Luftblasen eingeschlossen bleiben.

Mit der vorliegenden Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Gießform zu schaffen, die billig herzustellen ist und für unterschiedliche Formen des Leiters und/oder des Isolierstoffwickelkörpers verwendet werden kann, wobei auch in ihren räumlichen Abmessungen komplizierte Gießlinge herstellbar sein sollen.

Diese Aufgabe wird nach dem Kennzeichen des Anspruches l dadurch gelöst, daß die Gießform als den Isolierstoffwickelkörper komplett umfassender, vakuumdichter Schrumpfschlauch ausgebildet ist, der im Bereich der Leiterenden anschließend an den Isolierstoffwickelkörper entweder unmittelbar auf den Leiter oder auf einen auf diesem dicht angebrachten Isolierkörper dicht aufgeschrumpft ist, und daß im Bereich der Leiterenden an den Isolierkörpern und/oder an dem Schrumpfschlauch ein Anschluß zum Anschließen einer Vakuumpumpeinrichtung und mindestens ein weiterer Anschluß für die Zufuhr des imprägnierenden Isolierstoffes vorgesehen sind.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ein Schrumpfschlauch im Gegensatz zu den bekannten Gießformen äußerst preiswert ist, da er im Strangpreßverfahren günstig herstellbar und jeweils für einen größeren Durchmesserbereich verwendbar ist. Außerdem paßt er sich der Form des Leiters und/oder des Isolierstoffwickelkörpers gut an, so daß außer geraden auch gekrümmte Leiter und Wickelkörper, auch solche mit unrunden Querschnitten, mit ihm als Gießform umgeben werden können. Insbesondere können kompliziert geformte Leiterteile, wie Sammelschienen, Abzweige, Krüm­ mer, T-Stücke oder dgl. in äußerst wirtschaftlicher Weise isoliert werden. Da die verwendeten Schrumpf­ schläuche dem Reaktionsschwund des Imprägnierharzes ohne weiteres folgen können, wird die Herstellung hohlraum­ freier bzw. lunkerfreier Isolationen gegenüber bekannten Verfahren erheblich vereinfacht. Der die Außenschicht der kombinierten Hochspannungs-Umhüllungsisolation bildende Schrumpfschlauch dient gleichzeitig als mechanischer Schutz bzw. als Schutz gegen Feuchtigkeit der vor­ liegenden Umhüllungsisolation. Auch sind zu Dichtungszwecken keine besonderen Maßnahmen, wie Dichtungsringe, Schraubspanneinrichtungen oder dergleichen notwendig. Außerdem bleibt der Schrumpfschlauch auch nach dem Aufschrumpfen elastisch und kann den Formänderungen weit mehr nachgeben als Kunststoffpreßkörper oder Metallfolien, da diese bei zurückgehender Formänderung wegen zu geringer Eigenelastizität ihre ursprüngliche Form häufig nicht wieder einnehmen können. Der Ausdruck "vakuumdichter Schrumpfschlauch" ist in dem Sinne zu verstehen, daß der Schrumpfschlauch und seine Anschlüsse ausreichend gasdicht sind, um mit einer üblichen Vakuumpumpe ein Vakuum, vorzugsweise im Bereich zwischen 0,5 und 1 mbar, aufrechtzuerhalten.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen gebogenen Hochspannungsleiter von der Seite im Schnitt,

Fig. 2 das eine Ende des Hochspannungsleiters in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 einen ringförmigen Isolierkörper von der Seite im Schnitt,

Fig. 4 den Isolierkörper gemäß Fig. 3 in der Draufsicht,

Fig. 5 einen Endbereich eines Leiters mit Schrumpf­ schlauch und Schrumpfschlauchkappe und

Fig. 6 ein Schrumpfschlauchstück für die Schrumpf­ schlauchkappe.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Leiter für eine Hochspannungs­ anlage, beispielsweise für eine Sammelschiene, oder ein Anschluß für ein Hochspannungsgerät, beispielsweise für einen Meßwandler, bezeichnet. Dieser Leiter 1 ist mit Ausnahme der Bereiche der Leiterenden 2 mit einem Isolierstoffwickelkörper 3 umgeben. Letzterer besteht aus aufgewickelten Isolierstoffbahnen oder -bändern, in die gegebenenfalls noch feldsteuernde Beläge mit einge­ wickelt sein können. Der gezeigte Leiter 1 ist in die Form eines stumpfwinkligen Winkels gebogen und der Isolierstoffwickelkörper 3 ist entsprechend aufgewickelt, so daß dieser einen gleichmäßigen Querschnitt besitzt. Auf den Leiterenden 2 sind Isolierkörper 4 in Form von Ringscheiben vakuumdicht aufgebracht, insbesondere aufgeklebt. Die Isolierkörper 4 bestehen beispielsweise aus Hartpapier oder einem sonst ge­ eigneten, vakuumdichten Isolierstoff.

In den Isolierkörpern 4 ist jeweils eine Bohrung 5 vor­ gesehen, in dem je ein Anschluß 6 zum Anschluß einer Vakuumpumpe oder einer Imprägniermittelzuführung be­ festigt oder eingeformt ist.

Der Querschnitt der Isolierkörper 4 ist demjenigen des Isolierstoffwickelkörpers 3 angepaßt.

Über diese gesamte Anordnung ist ein vakuumdichter und durch Wärmezufuhr schrumpfender Schrumpfschlauch 7 geschoben und durch Wärmezufuhr aufgeschrumpft. Dadurch wird an den Isolierkörpern 4 eine gute Dichtung erreicht, die durch eine Zwischen­ schicht aus einem geeigneten Kleber noch verbessert, insbesondere vakuumdicht ausgebildet werden kann. Der Schrumpfschlauch 7 bildet damit die Gießform zum Ver­ gießen des Leiters 1 mit dem Isolierstoffwickelkörper 3.

Am oberen Anschluß 6 wird eine Vakuumpumpe angeschlos­ sen, durch die eine Evakuierung des Innenraumes 8 des Isolierstoffwickelkörpers 3 vorgenommen wird. Am unte­ ren Anschluß 6 wird flüssiges, härtbares Isoliermittel, wie Epoxydharz, nach dem Evakuieren einge­ lassen.

Insbesondere liegt dabei der Anschluß 6 für das Iso­ liermittel tiefer als der Anschluß 6 für die Vakuum­ pumpe, so daß das Isoliermittel im Steigegießverfahren zugeführt wird.

Vorteilhaft ist zwischen den Enden 9 des Isolierstoff­ wickelkörpers 3 und den Isolierkörpern 4 je ein Ring­ spalt 10 vorgesehen. Der untere Ringspalt 10 wird beim Füllen mit Isoliermittel zuerst gefüllt und gewähr­ leistet eine gleichmäßige Imprägnierung des Isolier­ stoffwickelkörpers 3 über den gesamten Querschnitt. Vorteilhafterweise sind an den Isolierkörpern 4 nach innen ragende Distanzansätze 11, insbesondere umlaufen­ de Ränder 11′, vorgesehen, die die Ringspalte 10 an beiden Enden des Isolierstoffwickelkörpers 3 bilden. Diese Ausführung ist in Fig. 2 dargestellt, wobei in der oberen Hälfte zwei Distanzansätze 11 und in der unteren Hälfte ein umlaufender Rand 11′ dargestellt sind bzw. ist.

Eine Ausführung mit einem umlaufenden Rand 11′ zeigt auch die Ausführung gemäß Fig. 3 und 4, wobei dieser Rand 11′ durch eine innen vorgesehene Abschrägung 12 gebildet ist. Hier ist im Gegensatz zu der in den Fig. 1 und 2 gezeigten axialen Bohrung die Bohrung 5 schräg nach außen verlaufend angebracht. Hierdurch ist eine günstigere Anschlußmöglichkeit der Vakuumpumpe oder der Isoliermittelzufuhr gegeben.

Eine andere vorteilhafte Ausführung der Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt. In der oberen Hälfte der Zeich­ nung ist der Schrumpfschlauch 7 ohne Zwischenfügung eines Isolierkörpers 4 im Bereich des Leiterendes 2 un­ mittelbar auf den Leiter 1 aufgeschrumpft. Auch hier kann ein vakuumdichtes Aufschrumpfen durch vorheriges Aufbringen eines Klebers auf das Leiterende 2 oder auf die Innenwand des Schrumpfschlauches 7 vorgenommen werden. Zwischen dem Ende 9 des Isolierstoffwickel­ körpers 3 und dem aufgeschrumpften Teil 14 des Schrumpf­ schlauches 7 ist auch hier ein Ringspalt 10 gebildet. Im Bereich des Ringspaltes 10 ist am Schrumpfschlauch 7 ein Anschluß 6 unmittelbar angeformt oder gesondert daran befestigt.

In der unteren Hälfte der Fig. 5 ist der Schrumpfschlauch 7 dreiteilig ausgeführt. Er besteht hier aus einem den Isolierstoffwickelkörper 3 bis auf beiderseits relativ kurze Endbereiche 13 oder diesen ganz umgebenden Mittel­ teil 71 und Schrumpfschlauchkappen 72. Der Mittelteil 71 besteht aus einem glatten Schlauchabschnitt, der zuerst auf den Isolierstoffwickelkörper 3 aufgebracht wird. Anschließend wird ein die Schrumpfschlauchkappe 72 bilden­ des Schrumpfschlauchstück mit einer Ausführungsform etwa gemäß Fig. 6 auf den Endbereich 15 des Mittelteils 71 aufgeschrumpft. Man erhält so einen dicht auf den Endbereich 15 aufgeschrumpften Teil 14′ und auf dem Leiterende 2 den aufgeschrumpften Teil 14. Im Endbe­ reich 15 und auf dem Leiterende 2 kann eine vakuumdich­ te Aufschrumpfung wieder durch einen zwischengefügten Kleber erreicht werden, der in Fig. 6 als auf der Innen­ wand des Schrumpfschlauchstückes 72 aufgebrachte Klebe­ schicht 16 gestrichelt angedeutet ist. Das Schrumpf­ schlauchstück 72 ist vorzugsweise mit einem angeformten Anschluß 6 versehen, der beim Aufschrumpfen in den Ringspalt mündet und dabei eine schräge Lage in Bezug auf den Leiter 1 einnimmt.

Gegebenenfalls können zusätzlich oder anstelle der Klebeschichten auf den Schrumpfschlauch 7, im Bereich der Isolierkörper 4 bzw. des aufgeschrumpften Teils 14 oder 14′ je eine Schlauchklemme 17 angebracht oder ein zusätzlich dichtender Schrumpfschlauchabschnitt 73 mit oder ohne Klebeschicht 16 aufgeschrumpft sein.

Der Schrumpfschlauch 7, der Schrumpfschlauchabschnitt 73 und/oder die Schrumpfschlauchkappe 72 bestehen vorzugs­ weise aus warmhärtendem Schrumpfschlauchmaterial, auch wenn grundsätzlich auch kalthärtendes Schrumpfschlauch­ material verwendet werden kann. Als warmhärtende Schrumpfschlauchmaterialien kommen insbesondere Poly­ olefine oder Polyvinylchlorid in Betracht.

Auch wenn das Einsatzgebiet der vorliegenden kombinier­ ten Hochspannungs-Umhüllungsisolationen vorzugsweise im Hochspannungsbereich liegt, so kann die Erfindung mit gleichen oder ähnlichen Vorteilen auch bei niedri­ geren Spannungsebenen, beispielsweise im Mittelspannungs­ bereich oder aber auch im Niederspannungsbereich An­ wendung finden.

Claims (14)

1. Gießform zum Herstellen einer Hochspannungs- Umhüllungsisolation an Hochspannung führenden Leitern mit einem auf dem Leiter aufgewickelten Isolierstoffwickelkörper aus Isolierstoffbahnen oder Isolierstoffbändern, der mit einem flüssigen, aushärtbaren Isolierstoff imprägnierbar ist, wobei die Gießform aus einem elastischen Material besteht, das Volumenänderungen des imprägnierenden Isolierstoffes beim Erstarren ohne Rißbildungen im Isolierstoff folgt und nach dem Erstarren die Außenschicht der Hochspannungs-Umhüllungsisolation bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießform als den Isolierstoffwickelkörper (3) komplett umfassender, vakuumdichter Schrumpfschlauch (7) ausgebildet ist, der im Bereich der Leiterenden (2) anschließend an den Isolierstoffwickelkörper (3) entweder unmittelbar auf den Leiter (1) oder auf einen auf diesem dicht angebrachten Isolierkörper (4) dicht aufgeschrumpft ist, und daß im Bereich der Leiterenden (2) an den Isolierkörpern (4) und/oder an dem Schrumpfschlauch (7) ein Anschluß (6) zum Anschließen einer Vakuumpumpeinrichtung und mindestens ein weiterer Anschluß (6) für die Zufuhr des imprägnierenden Isolierstoffes vorgesehen sind.

2. Gießform nach Anspruch 1, wobei der Schrumpfschlauch (7) im Bereich der Leiterenden (2) auf einen Isolierkörper (4) aufgeschrumpft ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierkörper (4) als Ringscheiben ausgeführt sind, die mit einem nach außen ragenden Anschluß (6) versehen sind.

3. Gießform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den stirnseitigen Enden (9) des Isolierstoffwickelkörpers (3) und den Isolierkörpern (4) ein Ringspalt (10) vorgesehen ist.

4. Gießform nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Isolierkörpern (4) nach innen ragende, den Ringspalt (10) bildende Distanzansätze (11) vorgesehen sind.

5. Gießform nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzansätze (11) durch einen umlaufenden Rand (11′) gebildet sind.

6. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierkörper (4) aus vakuumdichtem Material bestehen und mit dem Leiter (1) vakuumdicht verklebt sind.

7. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrumpfschlauch (7) auf den Isolierkörpern (4) durch eine aufgebrachte Klebschicht vakuumdicht aufgeschrumpft ist.

8. Gießform nach Anspruch 1, wobei der Schrumpfschlauch (7) im Bereich der Leiterenden (2) unmittelbar auf den Leiter (1) aufgeschrumpft ist, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Anschluß (6) im Bereich der Leiterenden (2) am Schrumpfschlauch (7) zwischen dem Ende (9) des Isolierstoffwickelkörpers (3) und dem dichten Abschluß im Bereich der Leiterenden (2) vorgesehen und in dieser Zone ein Ringspalt (10) gebildet ist.

9. Gießform nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Isolierstoffwickelkörper (3) ein bis an dessen Endbereich (9) reichender Schrumpfschlauch-Mittelteil (71) aufgeschrumpft ist, daß eine auf den Leiter (1) aufgeschrumpfte und von da aus bis über das Schrumpfschlauchende (15) reichende Schrumpfschlauchkappe (72) vorgesehen ist, die im Bereich zwischen der Schrumpfstelle (14) auf dem Leiterende (2) und dem Ende (9) des Isolierstoffwickelkörpers (3) einen Ringspalt (10) bildet, und daß die Schrumpfschlauchkappe (72) einen in den Ringspalt (10) mündenden Anschluß (6), insbesondere einen Rohranschluß, aufweist.

10. Gießform nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Schrumpfschlauchkappe (72) im Bereich des Isolierstoffwickelkörpers (3) zusätzlich eine Schlauchklemme (17) vorgesehen ist.

11. Gießform nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Schrumpfschlauchkappe (72) im Bereich des Isolierstoffwickelkörpers (3) zusätzlich ein koaxialer Schrumpfschlauchabschnitt (73) aufgeschrumpft ist.

12. Gießform nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Leiterende (2) und dem Schrumpfschlauch (7) oder zwischen der Schrumpfschlauchkappe (72) und dem Leiterende (2) und zwischen der Schrumpfschlauchkappe (72) und dem Schrumpfschlauch-Mittelteil (71) eine Klebverbindung vorgesehen ist.

13. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der vakuumdichte Anschluß für den imprägnierenden Isolierstoff an dem tiefer liegenden Schrumpfschlauchende oder Isolierkörper (4) und der vakuumdichte Anschluß für die Vakuumpumpeinrichtung an dem höherliegenden Schrumpfschlauchende oder Isolierkörper (4) angebracht ist.

14. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrumpfschlauch (7; 71, 72, 73) aus unter Wärmeeinwirkung schrumpfendem Material besteht.