DE3806081C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochspannungsisolation mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Hochspannungsisolationen obiger Art werden eingesetzt, wenn von niederinduktiven Leitungen gepulste elektrische Lei­ stung übertragen werden soll. Als solche niederinduktiven Lei­ tungen werden sämtliche Übertragungssysteme angesehen, die mit Energiespeichern, Schaltern und Lastelementen in leitender Ver­ bindung stehen, also beispielsweise Koaxialleitungen, Zwei­ drahtleitungen, Band- und Streifenleitungen od. dgl. Damit derartige Leitungen zur Übertragung hoher gepulster elek­ trischer Leistung in der Lage sind, müssen sie entsprechend hohen gepulsten Strömen und/oder Spannungen standhalten. Dabei ist von Bedeutung, daß der Aufbau der Leitungen niederinduktiv ist, damit große Stromanstiegsraten bzw. steile Flanken ermöglicht werden. Der niederinduktive Aufbau einer Leitung wird im wesentlichen dadurch bedingt, daß der Abstand seiner Leiter gering ist. Hieraus resultieren geringe Volumina zwischen diesen elektrischen Leitern, so daß für die Hoch­ spannungsisolation nur wenig Raum zur Verfügung steht. Es ist allgemein üblich und bekannt, diesen Raum möglichst vollständig mit festen Dielektrika auszufüllen, die aufgrund einer vergleichsweise großen Dielektrizitätskonstanten eine ent­ sprechend geringe Feldstärke zur Folge haben und damit eine entsprechend geringe elektrische Beanspruchung. Auch bei präzise gefertigten Isolationsteilen ist jedoch nicht aus­ zuschließen, daß bestimmte Volumenbereiche nicht durch das feste Dielektrikum ausgefüllt werden. Bei Verwendung flüssiger Dielektrika können kleine Gasblasen verbleiben. In den genannten kleinvolumigen Hohlräumen treten jedoch Feldstärke­ überhöhungen auf, die infolgedessen zu lokalen Koronaentla­ dungen führen. Derartige Koronaentladungen sind mit Gas- und Wärmeentwicklung verbunden. Das entstehende Gas, darunter Ozon, beansprucht die Leitungsbauteile und insbesondere das feste Dielektrikum. Dieses ist in der Regel schlecht wärmeleitend, so daß darüber hinaus auch eine starke thermische Beanspruchung des festen Dielektrikums erfolgt. Hinzu kommt, daß bei vielen technischen Anwendungen hohe elektrische Ströme im Bereich von 100 A bis 10 MA auftreten, welche die Wärmebilanz ebenfalls erhöhen. Infolgedessen kann es jedenfalls im Laufe der Zeit zu thermischen und chemischen Überbeanspruchungen des festen Dielektrikums kommen, wodurch schließlich ein elektrischer Durchschlag ausgelöst wird, der zu einer zumindest teilweisen Zerstörung des festen Isolierstoffs und damit der Hoch­ spannungsisolation führt.

Bei der Verwendung flüssiger Dielektrika tritt nach einem Durchschlag im Prinzip eine Selbstheilung auf, jedoch entstehen auch Gasbläschen, die den vorbeschriebenen Überbeanspruchungs­ mechanismus wieder in Gang setzen können.

Letztlich wirken sich bei den bekannten Hochspannungsiso­ lationen mit möglichst vollständiger Ausfüllung des zwischen zwei Leitern befindlichen Zwischenraums auch noch mechanische Kräfte aus, nämlich infolge der hohen Ströme große magnetische Kräfte und/oder elektrostriktive Kräfte, welche kleinvolumige Hohlräume insbesondere im Verbindungsbereich zweier Leiter ver­ ursachen oder vergrößern können. Beim Durchschlag flüssiger Di­ elektrika sind noch die dabei entstehenden Schockwellen zu be­ denken, die zu mechanischen Zerstörungen der an das flüssige Dielektrikum angrenzenden festen Bauteile führen können.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Hochspannungsisolation der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß sie insbesondere im Verbindungsbereich zweier Leitungen bei der Übertragung gepulster Leistung spannungs­ fester ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst.

Für die Erfindung ist von Bedeutung, daß der fluidgefüllte Zwischenraum der elektrischen Leiter mit vergleichsweise dünnen Isolationsteilen aus festem Isolierstoff unterteilt ist. Damit werden Überhöhungen elektrischer Feldstärke herabgesetzt. Der Zwischenraum der Leiter ist ein Bereich, in dem der Weg eines potentiellen Überschlags erheblich vergrößert ist und freie Durchschläge durch das Fluid infolge der dieses unterteilenden Isolationsteile aus festem Isolierstoff praktisch unterbunden werden. Allgemein können kleinvolumige Hohlräume vermieden werden und damit Koronaentladungen, welche dort lokale thermische und chemische Überbeanspruchungen auslösen können. Es ergibt sich eine generelle Möglichkeit zur Vergleichmäßigung der Feldstärkebeanspruchungen durch die in Anpassung an die jeweils erforderliche Geometrie der Leitung oder der Ver­ bindungsstellen von Leitungen gewählte Dicke der Isolations­ teile im Verhältnis zum Leiterabstand.

Von Vorteil ist für die Hochspannungsisolation generell, daß die für sie erforderlichen Bauteile nicht paßgenau herge­ stellt und ineinandergefügt werden müßen. Dadurch wird nicht nur der bereits oben beschriebene negative Einfluß kleinvolu­ miger Hohlräume vermieden, sondern es erleichtert sich auch die Bearbeitung der festen Isolationsteile. Das ist insbesondere für besonders große Leitungen erforderlich, die z. B. einen Durchmesser von einem Meter aufweisen, bei denen die Herstel­ lung paßgenau ineinandergreifender Isolationsteile einen ent­ sprechend großen fertigungsmäßigen Aufwand bedeuten würde.

Hinzu kommt noch, daß die Beanspruchung der Isolation durch magnetische und elektrostriktive Kräfte durch an die Geometrie des Zwischenraums zwischen den Leitern angepaßte Isolationsteile im Fluid in Grenzen gehalten werden kann und sich auch nicht zerstörerisch auf diese Isolationsteile auswirken kann, weil diese infolge ihrer generell dünnen Bauweise nicht starr sind.

Vorteilhafterweise erstrecken sich die Isolationsteile über die gesamte Länge des fluidgefüllten Zwischenraums und sind bei einer Bandleitung mit größtmöglichem Abstand und bei einer Koaxialleitung mit vom Innenleiter abnehmendem Abstand voneinander angeordnet. Hierdurch läßt sich einerseits eine optimale Spannungsfestigkeit bei gegebener Leitungsgeometrie erreichen, verbunden mit einer optimalen Raumausnutzung bei gleichmäßiger Belastung der jeweiligen Isolierbereiche.

In dem Zwischenraum ist ein Fluidaustausch vorgesehen oder ein ständig wirkender Fluidstrom vorhanden. Alle Kammern des Zwischenraums bilden ein zusammenhängendes Volumen, so daß ein Fluidaustausch oder ein ständig wirkender Fluidstrom über die Anschlußöffnungen ermöglicht wird. Infolgedessen können unbe­ wegte Ansammlungen von Ozon oder anderen durch Teilentladungs­ prozesse entstandenen Gasen und Dämpfen verringert oder ganz vermieden werden. Damit entfallen an festliegenden Stellen auftretende Überbeanspruchungen der Isolation, wodurch sich eine erhöhte Spannungsfestigkeit ergibt. Im Zwischenraum zwischen den elektrischen Leitern entstehende Wärme oder in diesen Zwischenraum von den Leitern eingebrachte Wärme kann durch den Fluidaustausch und insbesondere durch die Fluid­ durchströmung abgeführt werden, was sich ebenfalls im Sinne der Erhöhung der Spannungsfestigkeit auswirkt.

Um an Verbindungsstellen von Leitungen die Spannungsfestigkeit optimieren zu können, z. B. an Verbin­ dungsstellen von Leitungen mit anderen Leitungen oder mit Ener­ giespeichern, Schaltern oder Lasten, erstreckt sich der fluid­ gefüllte Zwischenraum in Längsrichtung der elektrischen Leiter über den Bereich der Verbindungsstellen begrenzt hinaus. Damit ist der jeweils zweckmäßigste Aufbau der Hochspannungsisolation an die durch die Leitung und deren Anschlußpartner gegebene Geometrie in gewünschter Weise im Sinne größtmöglicher Spannungsfestig­ keit zu beeinflussen.

Besonders zweckmäßig ist es, die Isolation so auszubilden, daß der Zwischenraum zwischen den elektrischen Leitern kreis­ ringzylindrisch ist, und daß die Isolationsteile entweder Kreisringzylinder und/oder Konusringzylinder unterschiedlicher Radialgrößen und/oder Spiralwände sind. Die angesprochenen kreisringzylindrischen, konischen und spiraligen Zwischenraum- und Isolationsteilausgestaltungen sind als solche herkömmlich. Ihre Konstruktion, Handhabung und Prüfung stößt infolgedessen auf keine größeren technischen Schwierigkeiten. Sie können so angeordnet werden, daß ein berührungsfreies Ineinandergreifen gewährleistet ist, um eine möglichst große innere Oberfläche innerhalb des zu isolierenden Zwischenraums zu erreichen und damit lange Wege für Oberflächenüberschläge. Hierzu ist es vorteilhaft, daß jeder Leitung mindestens ein Isolationsteil zugeordnet ist, und daß die Isolationsteile einander zumin­ dest teilweise überdecken. Auch hierdurch kann die Isolation im Sinne einer Labyrinthwirkung eines möglichst langen Ober­ flächenüberschlagwegs oder im Sinne einer möglichst vollstän­ digen Durchspülung der von den Isolationsteilen gebildeten Kammern vorteilhaft beeinflußt werden.

In konstruktiver Hinsicht ist es zweckmäßig, daß die Iso­ lationsteile mit einem Ende fest an den Zwischenraum der elektrischen Leiter überbrückendem festen Isolierstoff ange­ bracht sind. Dieser überbrückende Isolierwerkstoff dient der Abstandhalterung der beiden elektrischen Leiter und ist zugleich Träger der Isolationsteile, gewährleistet also deren Lage zwischen den elektrischen Leitern. Die Isolationsteile einer Leitung greifen mit ihren, beim Zusammenbau mit einer weiteren Systemkomponente freien Enden in letzteren angepaßte Ausnehmungen des Isolierwerkstoffs oder des elektrischen Leiters der weiteren Systemkomponente ein, und die Ausnehmungen sind bedarfsweise abgedichtet. Dies verlängert die bei Oberflächenüberschlägen zu überwindenden Isolierstofflängen und verbessert die Formsteifigkeit der im Zwischenraum zwischen den elektrischen Leitern vorhandenen Einbauten. Die Befestigung der Isolationsteile erfolgt durch geeignete Verfahren, insbesondere durch Schweißen oder Kleben. Beim Kleben kommt insbesondere die Silikonklebetechnik in Frage, und zwar das Kleben im Vakuum, damit gasfreie Verbindungsstellen hergestellt werden können. Wenn genügend große Abmessungen zur Verfügung stehen, kommen auch Preß-oder Schraubverbindungen in Frage.

Bei einer speziellen, für den Anschlußbereich eines Ko­ axialleiters an einen Band- oder Plattenleiter bestimmte Iso­ lation ist diese so ausgebildet, daß der Zwischenraum zwischen einem Band- oder Plattenleiter einerseits und einem Koaxial­ leiter andererseits von einer endseitigen Ausnehmung der Koaxialleitung, von einer deren Ausnehmung entsprechend radialgroßen Ausnehmung eines der Band- oder Plattenleiter, sowie bedarfsweise von einer radial dem Innenleiter der Koaxialleitung angepaßten Ausnehmung des Isolierwerkstoffs der Band- oder Plattenleitung gebildet ist.

Das dielektrische Fluid ist ein Gas und/oder die Isola­ tionsteile bestehen aus platten- und/oder folienförmigem Werk­ stoff. Dielektrisches Gas hat gegenüber dielektrischer Flüssig­ keit den Vorzug, größere Durchströmungsraten zu erlauben. In­ folgedessen können etwa durch Koronaentladung entstehende Zer­ setzungsprodukte schnell abgeführt werden, wie auch größere Wärmemengen, so daß das Gas also auch zur Kühlung dient. Platten- oder folienförmiger Werkstoff läßt sich mit hohem Isolationsstandard zuverlässig herstellen und auf seine Isolationseigenschaften prüfen. Die aus solchem Werkstoff hergestellten Isolationsteile gewährleisten also die Einhaltung der von ihnen geforderten Isolationsbedingungen zuverlässiger, als jeweils individuell hergestellte Isolierkörper. Platten- oder folienförmiger Werkstoff ist auch besonders geeignet, um bei kleinen Leitungsabmessungen den erfindungsgemäßen Iso­ lationsaufbau herzustellen. Dieser Werkstoff hat auch die Eigenschaft, im gewünschten Maß flexibel zu sein, so daß vorhandene Kräfte und insbesondere bei Überschlägen oder Durchschlägen auftretende Schockwellen nicht zu Zerstörungen führen.

Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestell­ ten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch zwei miteinander zu ver­ bindende niederinduktive Leitungen,

Fig. 2, 3 Schnitte von Koaxialleitungen senkrecht zur Längsachse und

Fig. 4, 5 Längsschnitte im Übergangs- bzw. Verbindungsbe­ reich einer Koaxialleitung mit einer Bandleitung.

In Fig. 1 sind die Enden zweier Leitungen 1, 1′ darge­ stellt. Beide Leitungen 1, 1′ sind als Koaxialleitungen ausgebildet und bestehen infolgedessen jeweils aus einem Innenleiter 3 und einem diesen konzentrisch umgebenden Außenleiter 2. Der Zwischenraum zwischen den beiden Leitern ist mit festem Isolierstoff 4 vollständig ausgefüllt. Der Leitungs­ durchmesser beträgt in der Regel mehr als 10 mm.

Bei derartigen Leitungen 1, 1′ muß der Leiterabstand d klein sein, damit der dem Transport der elektrischen Impuls­ leistung entgegengesetzte Widerstand möglichst gering ist. Unter gepulster Leistung wird solche verstanden, die Stroman­ stiegszeiten von weniger als eine Millisekunde aufweist, insbesondere 10 ns bis 10 µs. Die Spannung bewegt sich in der Größe von 10 kV bis 100 kV. Der Widerstand ist bei vernachlässig­ tem ohmschen Anteil proportional der Wurzel des Verhältnisses aus Induktivität und Kapazität der Leitung. Ein kleiner Leiterabstand d bewirkt eine Verringerung der Induktivität und eine Vergrößerung der Kapazität.

Fig. 1 zeigt einen zwischen den Linien 10 gelegenen be­ sonderen Isolationsbereich der Länge 1. Diese Länge 1 ergibt sich, wenn die auseinandergezogen dargestellten Enden der Leitungen 1, 1′ zusammengesteckt sind. Um dies zu ermöglichen, ist der Außenleiter 2 der Leitung 1 patrizenförmig und der Innenleiter 3 der Leitung 1 matrizenförmig mit Hilfe der aus der Fig. 1 ersichtlichen Ausnehmungen 22, 23 gestaltet. Aus­ nehmungen 24, 25 am Ende der Leitung 1′ bewirken, daß deren Außenleiter 2 matrizenförmig und der Innenleiter 3 patrizen­ förmig ausgebildet sind. Die Ausnehmungen 22 bis 25 sind so ausgebildet, daß die Außenleiter 2 bzw. die Innenleiter 3 der Leitungen 1, 1′ in stromleitenden Kontakt gelangen, wenn ihre Enden zusammengesteckt sind. Die durch die Ausnehmungen 22 bis 25 definierte Verbindungsstelle beider Leitungen 1, 1′ hat die Länge b. Es ist ersichtlich, daß die Länge 1 des dann zwischen den Außenleitern 2, 3 beider Leitungen 1, 1′ gebildeten Zwischenraums 12 größer ist, als die Länge b der Verbindungs­ stelle. Wären statt der Ausnehmungen 22 bis 25 Verbindungs­ flansche vorhanden, wäre die Länge b=0.

Der Zwischenraum 12 zwischen den Leitern 2, 3 ist fluid­ gefüllt, also beispielsweise mit einem Gas gefüllt. Die Füllung erfolgt über Anschlußöffnungen 9, 9′, die gemäß Fig. 1 im Außenleiter 2 einander gegenüberliegend angeordnet sind. Die eingezeichneten Pfeile deuten an, daß der Zwischenraum 12 durchströmbar ist, daß heißt, es findet entweder ein Austausch des Fluids in festgelegten Zeitabständen statt, oder es erfolgt ein ständig währender Austausch durch Zuleitung von Fluid in die Anschlußöffnung 9 und Entnahme von Fluid aus der Anschluß­ öffnung 9′. Um auch die innenleiternahen Bereiche des Zwischen­ raums 12 intensiv durchströmen zu können, ist es möglich, den Innenleiter 3 mit einer Anschlußöffnung zu versehen.

In den Zwischenraum 12 sind Isolationsteile 5, 5′ einge­ baut. Diese sind gemäß Fig. 1 Kreisringzylinder, die aus dünnem und festem Isolierstoff bestehen. Insgesamt sind gemäß Fig. 1 drei solcher Isolationsteile 5, 5′ vorhanden, die den Zwischen­ raum 12 der Leiter 2, 3 quer unterteilen. Damit die vorbe­ schriebene Durchströmbarkeit auch für die innenliegenden Bereiche des Zwischenraums 12 gegeben ist, sind die Isolations­ teile 5, 5′ geringfügig kürzer, als der Zwischenraum 12 lang ist, also kürzer als 1, oder sie besitzen geeignete, nicht dargestellte Durchtrittsöffnungen für das Fluid.

Gemäß Fig. 1 sind drei Isolationsteile 5, 5′ vorhanden, wobei die Isolationsteile 5 am Isolierstoff 4 der Leitung 1 befestigt sind, während das Isolationsteil 5′ am Isolierstoff 4 der Leitung 1′ befestigt ist. Durch diese Zuordnung der Isolationsteile 5 zur Leitung 1 und des Isolationsteils 5′ zur Leitung 1′ wird einem etwaigen Oberflächenüberschlag durch die Isolationsteile 5, 5′ ein labyrinthartiger Weg zwischen den Leitern 2, 3 aufgezwungen, dessen große Länge eine entsprechend große Überschlagssicherheit darstellt. Die Isolationsteile 5, 5′ sind mit einem Abstand s voneinander angeordnet, dessen Größe unter Berücksichtigung der Feldstärke bestimmt werden kann. Vor­ zugsweise ist der Abstand s vom Innenleiter 3 zum Außenleiter 2 hin abnehmend, weil die Feldstärke in der Nähe des Innenleiters 3 wegen dessen vergleichsweise kleinem Radius am größten ist und ausreichender Abstand zum benachbarten Isolationsteil daher ange­ raten ist. Die sich aus den einzelnen Wandstärken der Isolations­ teile 5, 5′ ergebende Gesamtdicke ist klein im Verhältnis zum Leiterabstand d.

Der in Fig. 3 im Bereich der Verbindungsstelle der Fig. 1 liegende Querschnitt zeigt im von dem Außenleiter 2 und dem Innenleiter 3 gebildeten Zwischenraum 12 zwei zylindrische Isolationsteile 5, die in gleichmäßigem Abstand s voneinander und von den Leitern 2, 3 angeordnet sind. Der Abstand ist so gewählt, daß etwaige Koronaentladungen oder andere Entla­ dungsprozesse nicht zu lokalen Beeinflussungen der Dielektrika der Isolationsteile 5 führen. Außerdem ist der Abstand s so groß, daß ein ausreichend schneller Fluidaustausch bzw. ein ausreichend starker Fluidstrom im Zwischenraum 12 erreicht werden kann.

Fig. 2 zeigt eine Spiralwand als den Zwischenraum 12 radial unterteilendes Isolationsteil 6. Dieses ist an einer Leitung befestigt, beispielsweise am Isolierstoff 4 der Leitung 1. Ein korrespondierendes, nicht dargestelltes Gegenstück der Leitung 1′ ist so ausgebildet, daß die Spiralwände berührungs­ los ineinandergreifen. Derartige Wände werden aus Kunststoff­ folien oder als Spritzteil hergestellt.

In Fig. 4 besteht die Koaxialleitung 1 aus einem Innenlei­ ter 3, dem diesen umgebenden festen Isolierwerkstoff 4, der bis an die Innenwand 2′ des Außenleiters 2 heranragt (Fig. 5). Der Außenlei­ ter 2 ist an seinem der Leitung 1′′ benachbarten Ende mit einem Verbindungsflansch 26 versehen, mit dem er an den Leiter 18 der Leitung 1′′ z. B. durch Verschrauben befestigt wird.

Die Leitung 1′′ ist eine Band- oder Plattenleitung. Sie besteht also aus zwei band- oder plattenförmigen Leitern 17, 18, zwischen denen fester Isolierstoff 4 angeordnet ist.

Die Verbindungsstelle zwischen den Leitungen 1, 1′′ wird von einem Zwischenraum 12′ gebildet, der aus einer Ausnehmung 19 der Koaxialleitung 1, einer radial ebenso großen Ausnehmung 20 des Leiters 18 und einer Ausnehmung 21 des Isolierstoffs 4 gebildet wird, damit der Innenleiter 3 der Koaxialleitung 1 an den Band- oder Plattenleiter 17 stromkontaktgebend angeschlossen werden kann. Der Anschluß erfolgt beispielsweise durch Verschraubung in Richtung der Längsachse 7 des Innenleiters 3.

Die Ausnehmung 21 des Isolierwerkstoffs 4 ist etwas größer gehalten, um Platz für die Anschlußöffnung 9′ im Band- oder Plattenleiter 17 zu haben. Die andere Anschlußöffnung 9 befin­ det sich im Außenleiter 2 der Koaxialleitung 1 und an beiden Anschlußöffnungen 9, 9′ sind die Durchströmungsrichtungen für das Fluid durch Pfeile gekennzeichnet. Die Ausnehmung 21 kommt mit einem Durchmesser aus, der durch den Durchmesser des Innen­ leiters 3 bestimmt ist, wenn die Anschlußöffnung 9′ anderwei­ tig vorgesehen ist, beispielsweise im Bereich der Stirnfläche des Innenleiters 3, der dann einen Zuflußkanal aufweisen muß.

In den Zwischenraum 12′ sind Isolationsteile 8, 8′ und 16 bzw. 16′ eingebaut, die sich in ihrer Formgebung voneinander unterscheiden. Während die Isolationsteile 8, 8′ im wesent­ lichen Kreisringzylinder sind, sind die Isolationsteile 16, 16′ Konusringzylinder.

Die Anordnung der Isolationsteile ist derart, daß das Iso­ lationsteil 8′ am festen Isolierstoff 4 der Leitung 1′′ angebracht ist, beispielsweise durch Verschweißen. Die beiden umgreifenden Isolationsteile 8 sind mit dem Isolierstoff 4 der Leitung 1 fest verbunden und werden beim Zusammenbau der beiden Leitungen 1, 1′′ über das Isolationsteil 8′ geschoben.

In Fig. 5 sind alle Isolationsteile 16, 16′ an dem festen Isolierstoff 4 der Leitung 1′′ fest angebracht. Das mittig zwischen den Isolationsteilen 16 angeordnete Isolationsteil 16′, das ein sich vom Isolierstoff 4 der Leitung 1′′ aus erweitern­ der Konusringzylinder ist, greift mit seinem freien Ende 27 in eine Ausnehmung 28 des Isolierstoffs 4, wobei darauf zu achten ist, daß der Durch- bzw. Überschlagsweg zwischen dem Innenlei­ ter 3 und dem Außenleiter 2 unterbrochen ist, beispielsweise durch eine Silikonringabdichtung, die in Fig. 5 gepunktet in der Ausnehmung 28 dargestellt ist. Damit die Durchströmung zwischen den Anschlußöffnungen 9, 9′ gewährleistet bleibt, hat das Isolationsteil 16′ in der Nähe seiner Befestigung ausrei­ chend bemessene Durchtrittsöffnungen 29 in genügender Zahl.

Die Ausgestaltung der Verbindungsstelle gemäß Fig. 5 hat den Vorteil, daß die Oberflächenüberschlagsstrecke zwischen den Leitern 17, 18 vergleichsweise größer ist, als bei Fig. 4. Außerdem sind die Flächen der Isolationsteile geneigt, um die Anordnung auf die Verteilung der elektrischen Feldstärke im Übergangsbereich abzustimmen, um so besonders günstige Bedingungen zur Vermeidung von Oberflächenüberschlägen zu erreichen.

Die erfindungsgemäße Hochspannungsisolation kann nicht nur bei den dargestellten Leitungsanschlüssen verwendet werden, sondern auch bei allen anderen Leitungsanschlüssen, die beispielsweise in der Lasertechnik, für Blitzlampen, für gepulste UV-, VUV- und Röntgenstrahlungsquellen, für Impulsschweißanlagen, für Schock­ wellengeneratoren, für gepulste Hochfrequenzsender usw. benötigt werden.

Claims (11)

1. Hochspannungsisolation von niederinduktive Leitungsverbindungen von Leitungen für gepulste elektrische Leistung, insbesondere für Lasersysteme oder Pulsed-Power-Anlagen, bei der jeweils zwei im Abstand von einander gehaltene elektrische Leiter mit im Zwischenraum angeordnetem festen Isolierstoff vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der von den Leitern (2, 3, 17, 18) gebildeten Zwischenraum (12, 12′) von mit Abstand (s) zueinander angeordneten Isolationsteilen (5, 5′, 6, 8, 8′, 16, 16′) labyrinthartig unterteilt ist, deren gesamte Dicke in einem eine Vergleichmäßigung der Feldstärkebeanspruchung des Zwischenraums (12, 12′) bewirkenden Verhältnis zum Leiterabstand (d) klein ist, und daß der von Isolationsteilen (5, 5′, 6, 8, 8′, 16, 16′) freie Zwischenraum (12, 12′) mit einem dielektrischen Fluid aufgefüllt ist, und mit Anschlußöffnungen (9, 9′) der elektrischen Leiter (2, 17) in Verbindung steht.

2. Isolation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Isolationsteile (5, 5′, 6, 8, 8′, 16, 16′) über die gesamte Länge (1) des fluidgefüllten Zwischenraums (12, 12′) erstrecken und bei einer Bandleitung mit größtmöglichem Abstand und bei einer Koaxialleitung mit vom Innenleiter abnehmenden Abstand voneinander angeordnet sind.

3. Isolation nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zwischenraum (12, 12′) ein Fluidaustausch vorgesehen oder ein ständig wirkender Fluidstrom vorhanden ist.

4. Isolation nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der fluidgefüllte Zwischenraum (12, 12′) in Längsrichtung der elektrischen Leiter (2, 3) über den Bereich (b) der Verbindungsstelle hinaus begrenzt (Länge L) erstreckt.

5. Isolation nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwi­ schenraum (12, 12′) zwischen den elektrischen Leitern (2, 3) kreisringzylindrisch ist, und daß die Isolationsteile (5, 5′, 6, 8, 8′, 16, 16′) entweder Kreisringzylinder und/oder Konusringzylinder unterschiedlicher Radialgrößen und/oder Spiralwände sind.

6. Isolation nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Leitung (1, 1′, 1′′) mindestens ein Isolationsteil (5, 5′, 6, 8, 8′, 16, 16′) zugeordnet ist, und daß die Isolations­ teile (5, 5′, 6, 8, 8′, 16, 16′) einander zumindest teil­ weise überdecken.

7. Isolation nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Iso­ lationsteile (5, 5′, 6, 8, 8′, 16, 16′) mit einem Ende fest an den Zwischenraum (12, 12′) der elektrischen Leiter (2, 3) überbrückendem festen Isolierstoff (4) angebracht sind.

8. Isolation nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Iso­ lationsteile (5, 5′, 6, 8, 8′, 16, 16′) einer Leitung (1) mit ihren, beim Zusammenbau mit einer weiteren System­ komponente (Leitung 1′, 1′′) freien Enden in letzteren angepaßte Ausnehmungen (28) des Isolierwerkstoffs (4) oder des elektrischen Leiters der weiteren Systemkomponente (Leitung 1′, 1′′) eingreifen, und daß die Ausnehmungen (28) bedarfsweise abgedichtet sind.

9. Isolation nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwi­ schenraum (12′) zwischen einem Band- oder Plattenleiter (17, 18) einerseits und einem Koaxialleiter (2, 3) an­ dererseits von einer endseitigen Ausnehmung (19) der Koaxialleitung (1), von einer deren Ausnehmung (19) ent­ sprechend radialgroßen Ausnehmung (20) eines der Band- oder Plattenleiter (18), sowie bedarfsweise von einer radial dem Innenleiter (3) der Koaxialleitung (1) angepaßten Ausnehmung (21) des Isolierwerkstoffs (4) der Band- oder Plattenleitung (1′′) gebildet ist.

10. Isolation nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das di­ elektrische Fluid ein Gas ist und/oder die Isolationsteile (5, 5′, 6, 8, 8′, 16, 16′) aus platten- und/oder folien­ förmigem Werkstoff bestehen.

11. Isolation nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenleiter (2) einer Koaxialleitung (1) einen Verbindungsflansch (26) hat, der an einem Leiter (18) einer Band- oder Plattenleitung (1′′) befestigt ist.