DE3528771A1 - Hochspannungs-isolator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hochspannungs-Isolator nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Hochspannungs-Isolatoren werden insbesondere in der Freiluft-Schalttechnik dazu benutzt, stromführende Leitungen, wie beispielsweise sogenannte Sammelschienen zu tragen und sie gegenüber geerdeten Bauteilen in elek­ trisch isolierender Weise abzustützen. Der Körper des Isolators ist hierbei aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt, wie Porzellan oder neuerdings Kunst­ stoff, und weist die allgemein bekannte zylindrische Bau­ form mit gerippter Oberfläche auf. An einem erdseitigen Befestigungsabschnitt sind geeignete Befestigungsmittel vorgesehen, mit welchen der Isolator mit geerdeten Bau­ teilen verbindbar ist und an dem dem erdseitigen Befesti­ gungsabschnitt gegenüberliegenden spannungsführenden End­ bereich des Isolators sind geeignete Vorrichtungen vor­ gesehen, mit welchen eine spannungsführende Leitung an dem Isolator befestigt werden kann.

Eines der Hauptprobleme bei Freiluftanlagen ist naturge­ mäß ein ausreichender Berührungsschutz der blanken, d. h. nicht isolierten stromführenden Teile. Unbefugten Perso­ nen wird der Zutritt zu Freiluftanlagen in der Regel durch Drahtgitter oder durch Zäune ausreichend verwehrt. Derartige Schutzzäune können jedoch nicht das Eindringen von Kleintieren, beispielsweise Wieseln oder Mardern ver­ hindern. Es hat sich gezeigt, daß derartige Kleintiere insbesondere durch die von Transformatoren entwickelte Wärme angelockt werden und sich daher bevorzugt nachts in Freiluftanlagen aufhalten.

Aufgrund der Tatsache, daß die spannungsführenden Lei­ tungen blank, d. h. nicht isoliert vorliegen, ist bei Berührung der spannungsführenden Leitungen durch Tiere ein Lichtbogenüberschlag im Hochspannungsbereich zu be­ fürchten. Im Bereich der freilaufenden Leitung besteht insoweit, soweit Kleintiere betroffen sind, keine Gefahr, da schon allein aufgrund der relativ hohen Leitungs­ führung über Grund diese Teile nicht erreichbar sind. Kritische Punkte sind jedoch die Isolatoren, die als so­ genannte Schienenstützer, Kabelstützer, Überspannungsab­ leiter und Trafokerzen ausgebildet sind. Die Stützisola­ toren sind zumeist in Zweier- oder Dreiergruppen im Ab­ stand voneinander auf Traversen angeordnet, wobei diese Traversen für Kleintiere vom Boden aus durchaus erreich­ bar sind. Wenn sich nun ein Tier auf einer derartigen Traverse bewegt, hierbei in den unmittelbaren Nahbereich des Stützisolators kommt und sich womöglich an dem Iso­ lator aufrichtet, erfolgt über den Körper des Tieres der Lichtbogenüberschlag im Hochspannungsbereich, der zum einen den unbedingten Tod des Tieres zur Folge hat und zum anderen aufgrund der hohen thermischen Energie den Stützisolator und/oder andere Teile der Anlage zerstört.

In der Praxis hat es daher nicht an Versuchen gefehlt, derartige Zwischenfälle durch Tiere möglichst auszu­ schalten. Zusätzlich zu entsprechendem Aufwand im Bereich der Umzäunung wurden hierzu bereits Kunststoffplatten auf den Traversen an deren Enden und zwischen den einzelnen Spannungsleitern angeordnet, um es den Tieren unmöglich zu machen, die Traverse überhaupt zu betreten. Die Ab­ weiswirkung ist jedoch insbesondere bei Kleintieren wie Mardern oder Wieseln gering, da diese immer noch zwischen den Kunststoffplatten auf die Traverse gelangen können. Außerdem bereiten derartige Platten Probleme dadurch, daß sie Windkräften widerstehen müssen und darüberhinaus den Zugang zu den Stützisolatoren für Wartungs- oder Repara­ turarbeiten stark behindern.

Bei neueren Freiluftanlagen sind insbesondere die An­ schlußverbindungen der elektrischen Leitungen zu den Transformatoren nach Art einer vollisolierten Steckver­ bindung ausgeführt, so daß diese besonders schwer zu sichernden Bereiche keinerlei Probleme hinsichtlich der Berührungssicherheit aufwerfen. Allerdings sind derartige vollisolierte Steckverbindungen außerordentlich teuer; weiterhin lassen sich bereits bestehende Freiluftanlagen - wenn überhaupt - dann nur mit wirtschaftlich nicht mehr vertretbarem Kostenaufwand um- bzw. nachrüsten.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Hochspannungs-Isolator nach dem Oberbegriff des Anspru­ ches 1 zu schaffen, der es Kleintieren auf möglichst einfache und kostengünstige Weise unmöglich macht, blan­ ke, spannungsführende Teile in Freiluftanlagen zu be­ rühren.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Anspruches 1.

Gemäß Anspruch 1 wird der spannungsführende Endbereich des Hochspannungs-Isolators von einer Abweishaube aus elektrisch isolierendem Material derart umgeben, daß die Umfangswand der Abweishaube Abstand von spannungsführen­ den Teilen besitzt und der untere Rand der Umfangswand im Abstand unterhalb der spannungsführenden Teile den Isola­ tor umgibt, wobei an dem dem Rand gegenüberliegenden Be­ reich der Abweishaube ein Dachbereich ausgebildet ist, der am äußeren Ende des spannungsführenden Endbereichs des Isolators befestigt ist.

Hierdurch wird mit geringem baulichem Aufwand ein zuver­ lässiger Schutz der blanken spannungsführenden Leitungen im Bereich der Stützisolatoren erzielt. Aufgrund der haubenförmigen Abdeckung des spannungsführenden Endbe­ reichs des Isolators werden Lichtbogenüberschläge von der spannungsführenden Leitung auf Erde bereits dadurch ver­ hindert, daß Kleintiere wie Wiesel oder dgl., die sich auf den Traversen zwischen den einzelnen Isolatoren be­ wegen, nicht mehr unbeabsichtigt in unmittelbaren Nahbe­ reich der spannungsführenden Leitungen geraten können. Dadurch, daß sich die Abweishaube elektrostatisch mit einer gewissen Spannung auflädt, die beim Berühren der Haube einen leichten elektrischen Schlag auslöst, ist auch ein suchendes Eindringen der Tiere mit schlanken Körperteilen, das infolge des nicht ganz hermetischen Haubenabschlusses konstruktiv nicht verhindert wird, in der Praxis ausgeschlossen, da ein suchendes Tier durch die dauernden kleinen elektrischen Schläge vor einem tieferen Eindringen abgeschreckt wird. Darüberhinaus bietet die glatte Oberfläche der Haube einem sich an dem Isolator aufrichtenden Tier keinen Halt.

Durch die Befestigung der Abweishaube an ihrem Dachbe­ reich sind dort angebrachte Befestigungsmittel leicht zugänglich und ist somit die De- und Remontage der Ab­ weishaube erleichtert.

Abschirmvorrichtungen der verschiedensten Art für span­ nungsführende Teile sind aus dem Stand der Technik an sich natürlich vielfach bekannt, ohne daß jedoch Vorbil­ der zur Verfügung gestanden hätten, um das einleitend geschilderte Problem auf einfache und dennoch voll wirk­ same Weise zu lösen.

So ist es z. B. aus dem DE-GM 74 00 708 bekannt, einen Aufnahmekontakt eines elektrischen Sicherungshalters mit einer Berührungsschutzkappe zu versehen.

Die Schutzkappe umschließt hierbei die Federkontakte domartig bis auf einen axial verlaufenden Schlitz, der zur Aufnahme eines Messerkontaktes einer Sicherungspa­ trone dient. Somit wird zwar ein Berührungsschutz für z. B. Bedienungs- oder Wartungspersonal erzielt, ein Schutz gegen Kleintiere ist aber weder angestrebt noch gegeben, da einerseits noch kleinflächige blanke Teile vorliegen, die von Kleintieren durchaus erreichbar wären und andererseits die Schutzkappe mit dem Aufnahmekontakt bzw. einer Sammelschiene direkt in Anlage ist, so daß keine elektrostatische Aufladung der Kappe erfolgt und damit keine Abschreckwirkung zu erwarten wäre.

Weiterhin ist aus der DE-OS 23 61 193 eine Abschirmkappe für Hochspannungsanlagen bekannt. Die besondere Formge­ bung dieser Abschirmkappe erlaubt durch Abschirmung des elektrischen Feldes ein dichteres Anordnen von Stütziso­ latoren nebeneinander, ohne daß Lichtbogenüberschläge zwischen den einzelnen Isolatoren zu erwarten sind. Die Abschirmkappen müssen hierzu aus einem elektrisch leit­ fähigen Material bestehen und können schon von daher keinerlei Berührungsschutz bilden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß Anspruch 2 ist der Dachbereich vorzugsweise abge­ flacht ausgebildet, so daß die im dortigen Bereich an­ geordneten Befestigungsmittel für die Abweishaube leicht zugänglich sind.

Durch das Vorsehen wenigstens eines Durchbruches im Dachbereich gemäß Anspruch 3 kann die Befestigung der Abweishaube ohne zusätzliche konstruktive Hilfsmittel erfolgen.

Gemäß Anspruch 4 erfolgt die Befestigung der Abweishaube unter Verwendung der Mittel zum Befestigen der span­ nungsführenden Leitungen an dem Isolator, so daß wesent­ licher Zusatzaufwand für die Befestigung vermieden ist und insbesondere die elektrostatische Aufladung der Haube auf einfache Weise sicher erfolgt.

Gemäß Anspruch 5 sind der oder die Durchbrüche in Form von Langlöchern ausgebildet, die vorzugsweise symme­ trisch angeordnet sind und dem Kurvenradius der Hauben­ form folgen. Hierdurch ist ein müheloses und exaktes Ausrichten der Abweishaube auf dem Isolator auch dann ge­ währleistet, wenn eine berührungsfreie Ausrichtung etwa gegenüber im Bereich der Umfangswand angeordneten Sam­ melschienen erfolgen muß.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorlie­ genden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be­ schreibung einer Ausführungsform anhand der Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 in perspektivischer Ansicht einen erfindungsge­ mäßen Hochspannungs-Isolator;

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Abweishaube; und

Fig. 3 eine Ansicht von oben auf die Abweishaube gemäß Fig. 2 in Richtung des dortigen Pfeiles III.

Fig. 1 zeigt die Anordnung eines Isolators 2 auf einer Traverse 4, wobei in der Praxis im Regelfall drei Isola­ toren 2 im Abstand zueinander auf der Traverse 4 montiert sind. Der Isolator weist einen Körper 6 aus einem elek­ trisch nicht leitfähigen Material, wie Porzellan oder Kunststoff, sowie einen erdseitigen Abschnitt 8 und einen spannungsführenden Endbereich 10 auf. Die Befestigung des Isolators 2 auf der Traverse 4 erfolgt in dem erdseitigen Abschnitt 8 des Isolators 2 mittels geeigneter Befesti­ gungsmittel, beispielsweise Schrauben, welche die Tra­ verse 4 von unten her durchtreten und mit Gewindehülsen, die in dem erdseitigen Abschnitt 8 des Isolators 2 ein­ gegossen sind in Eingriff stehen. An dem dem erdseitigen Abschnitt 8 gegenüberliegenden spannungsführenden Endbe­ reich 10 trägt der Isolator 2 einen spannungsführenden Leiter 12, im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Me­ tallschiene aus Aluminium oder Kupfer.

Der elektrische Leiter 12 kann auch in Form eines blan­ ken Kabels oder dgl. vorliegen.

Die Befestigung des Leiters 12 auf dem spannungsführenden Endbereich 10 des Isolators 2 erfolgt im Falle einer schienenförmigen Ausführungsform des Leiters 12 mittels zweier Schrauben 14 und 16, zwischen denen der Leiter 12 verspannt ist. Über diese Schrauben 14 und 16 erfolgt auch die Befestigung einer Abweishaube 18 an dem span­ nungsführenden Endbereich des Isolators 2.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 soll nun ein Aus­ führungsbeispiel einer Abweishaube näher erläutert wer­ den:

In den Figuren ist mit 18 insgesamt eine Abweishaube be­ zeichnet, welche gemäß der dargestellten Ausführungs­ form in Form eines kreiskegelstumpfförmigen Bechers mit einem Dachbereich 20, einer Umfangswand 22, einem Rand 24 und einer unteren Öffnung 26 ausgebildet ist.

Materialien, die zur Herstellung der Abweishaube 18 in Frage kommen, sind alle wetter- und UV-beständigen Kunststoffe, insbesondere glasfaserverstärktes Polyester oder Epoxyharz, Gießharze allgemein und Makrolon.

Ausgehend von dem Rand 24 ist in der Umfangswand 22 we­ nigstens einer, in der gewählten Ausführungsform zwei Schlitze 28 und 30 ausgebildet. Der oder die Schlitze 28, 30 können entweder direkt beim Gießen oder Spritzgießen der Abweishaube 18 ausgebildet werden, oder aber nach­ träglich aus dem vollen Material der Umfangswand 22 durch einen geeigneten Bearbeitungsschritt, wie beispielsweise Fräsen ausgeformt werden. Die Schlitze 28 und 30 haben eine Längserstreckung bis unmittelbar unter den Dachbe­ reich 20 und weisen eine Breite B auf, die wenigstens gleich, vorzugsweise größer der Breite des elektrischen Leiters 12 ist, der in Fig. 2 und 3 strichpunktiert ein­ gezeichnet ist.

In dem Dachbereich 20 der Abweishaube 18 sind gemäß der Darstellung in Fig. 2 zwei Langlöcher 32 und 34 um 180° zueinander versetzt angeordnet. Mittels dieser Langlöcher erfolgt die Befestigung der Abweishaube 18 an dem Hoch­ spannungs-Isolator 2 dergestalt, daß die Endbereiche der Schrauben 14 und 16 die Langlöcher 32 bzw. 34 durch­ setzen, so daß die Abweishaube 18 die in Fig. 1 darge­ stellte Lage einnimmt. Die Langlöcher 32 und 34 erlauben hierbei aufgrund ihrer gekrümmten Form ein genaues Aus­ richten der Abweishaube 18 derart, daß der elektrische Leiter 12 die Schlitze 28 und 30 in der Umfangswand 22 der Abweishaube 18 exakt durchläuft. Die endgültige Festlegung der Abweishaube 18 auf dem Isolator 2 erfolgt dann über in der Fig. 1 nicht dargestellte Sechskant­ muttern, die auf die Endbereiche der Schrauben 14 und 16 aufgeschraubt werden und die Abweishaube 18 mit dem Iso­ lator 2 verbinden.

Wie aus der Darstellung gemäß Fig. 1 hervorgeht, über­ deckt die Abweishaube 18 den spannungsführenden Endbe­ reich 10 des Isolators 2 und erstreckt sich soweit nach unten, daß ihr unterer Rand 24 annähernd auf halber Höhe der Gesamthöhe des Körpers 6 des Isolators 2 zu liegen kommt. Kleintieren, wie Mardern oder Wieseln, die sich auf der Traverse 4 bewegen, können somit, wenn sie sich an dem Isolator 2 aufrichten, nicht mehr in Berührung mit dem Leiter 12 bzw. dem spannungsführenden Endbereich des Isolators 2 geraten. Darüberhinaus hat sich bei Versuchen herausgestellt, daß die Abweishaube 18 elektrostatisch von dem Leiter 12 mit einem gewissen Spannungspotential aufgeladen wird, wobei über die Abweishaube 18 von dem Dachbereich 20 bis zu ihrem Rand 24 ein Spannungsabfall zu beobachten ist, so daß das Potential im Bereich des Randes 24 einen ungefährlichen Wert erreicht hat. Wenn sich somit ein Tier an dem Isolator 2 aufrichtet und den unteren Rand 24 der Abweishaube 18 berührt, erhält es einen schwachen und ungefährlichen Stromschlag, der jedoch einen äußerst hohen Abschreckeffekt hat.

Lichtbogenüberschläge von dem spannungsführenden Leiter 12 auf die geerdete Traverse 4 über den Körper eines Tieres hinweg sind somit praktisch ausgeschlossen.

In der gewählten Darstellungsform gemäß den Fig. 1 bis 3 weist die Abweishaube 18 zwei um 180° versetzte Schlitze 28 und 30 auf. An Eckpunkten des Leiters 12 ist es jedoch auch denkbar, die Schlitze 28 und 30 lediglich um 90° zueinander zu versetzen oder jeden anderen be­ nötigten Winkel zwischen den Schlitzen 28 und 30 festzu­ legen. Ist der Isolator 2 als sogenannte Trafokerze aus­ geführt, d. h. wird mittels des Isolators 2 Strom aus einem Transformator auf den Leiter 12 übertragen - wobei diese Übertragung durch ein spannungsführendes Element im Inneren des Isolators 2 erfolgt - weist die Abweishaube 18 lediglich einen Schlitz auf, aus welchem dann der Leiter 12 hervortritt.

Weiterhin wäre es denkbar, auf den Dachbereich 20 derge­ stalt zu verzichten, daß sich die Abweishaube 18 pyrami­ denförmig nach oben hin verjüngt und in einer Spitze mündet, wodurch auch verhindert werden kann, daß sich Vögel auf dem Isolator niederlassen und im ungünstigsten Falle zwischen zwei benachbarten spannungsführenden Lei­ tern 12 einen Lichtbogenüberschlag - hervorgerufen durch ausgebreitete Flügel - erzeugen.

Letztendlich stellt die Abweishaube 18 auch einen ge­ wissen Schutz vor Verschmutzung der Oberfläche des Iso­ lators 2 dar, was insofern von Bedeutung ist, als ein stark verschmutzter Isolator 2 teilweise erhebliche Kriechströme auf Erde ableiten kann und im ungünstigsten Fall sogar ein Lichtbogenüberschlag gegen Erde möglich ist.

Claims (5)

1. Hochspannungs-Isolator (2) mit einem Körper (6) aus Isoliermaterial und einem erdseitigen Befestigungs­ abschnitt (8) zur Befestigung des Körpers an einem geerdeten Bauteil (4) und mit einem dem erdseitigen Befestigungsabschnitt (8) gegenüberliegenden span­ nungsführenden Endbereich (10) mit Mitteln (14, 16) zum Befestigen und/oder elektrischen Anschließen von blanken spannungsführenden Leitungen (12), dadurch gekennzeichnet,

• - daß der spannungsführende Endbereich von einer Ab­ weishaube (18) aus elektrisch isolierendem Material umgeben ist, deren Umfangswand (22) Abstand von spannungsführenden Teilen besitzt und die mit einem Dachbereich (20) an dem äußeren Ende des spannungs­ führenden Endbereichs (10) befestigt ist, und
• - daß der dem Dachbereich (20) gegenüberliegende Rand (24) der Umfangswand (22) in einem Abstand unterhalb der spannungsführenden Teile den Körper (6) aus Iso­ liermaterial umgibt.

2. Hochspannungs-Isolator nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Dachbereich (20) abgeflacht ausgebildet ist.

3. Hochspannungs-Isolator nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß in dem Dachbereich (20) wenigstens ein Durchbruch vorgesehen ist.

4. Hochspannungs-Isolator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der Abweishaube (18) unter Verwendung der Mittel (14, 16) zum Befestigen und/oder elektrischen An­ schließen der spannungsführenden Leitungen (12) er­ folgt.

5. Hochspannungs-Isolator nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Durchbrüche in dem Dachbereich (20) in Form von Langlöchern (32, 34) ausgebildet sind, die vorzugsweise symmetrisch in dem Dachbereich (20) angeordnet sind und in ihrem Verlauf dem Kurven­ radius der Abweishaube (18) folgen.