DE3815717C2

DE3815717C2 - Penetration-resistant composite insulator and method for its production

Info

Publication number: DE3815717C2
Application number: DE3815717A
Authority: DE
Inventors: Martin Kuhl
Original assignee: Ceramtec GmbH
Current assignee: LIW Composite GmbH
Priority date: 1988-05-07
Filing date: 1988-05-07
Publication date: 1996-12-12
Anticipated expiration: 2008-05-08
Also published as: DE3815717A1

Description

Die Erfindung betrifft durchschlagfeste Verbundisolatoren für Hochspannung, die Lichtleiter enthalten und die Übermittlung von Informationen vom Hochspannungspotential zum Erdpotential und umgekehrt gestatten.The invention relates to dielectric breakdown insulators for high voltage, which contain light guides and which Transmission of information from high voltage potential to earth potential and vice versa.

Verbundisolatoren mit eingebetteten Lichtleitern sind bekannt. So beschreibt die DE-AS 20 34 884 einen Verbundisolator, bei dem Lichtleitfasern im Inneren eines Glasfaserstrunkes eingebettet sind. Die Lichtleitfasern weisen die gleiche Länge wie der Strunk (= Stab) auf. Sie sind an der Stirnseite des Strunkes sichtbar, können jedoch in einem Ankoppelungsglied nur dann exakt positioniert werden, wenn ein Teil des teuren, isolierenden Strunkes entfernt wird. Andernfalls ist ihre exakte optische Ankoppelung an ein Übertragungskabel sehr schwer. Nach einer besonderen Ausführungsform befindet sich dagegen im Isolatorstrunk ein fest eingebetteter Isolierschlauch, in den nachträglich das zur Lichtübertragung geeignete Glasfaserbündel eingeführt wird. In diesem Fall verbleiben zwischen den Lichtleitfasern untereinander und gegenüber der Schlauchinnenwand Hohlräume, in denen beim Betrieb des Isolators Wasser kondensieren kann, so daß diese Isolatorausführung auf die Dauer nicht elektrisch durchschlagfest ist.Are composite insulators with embedded light guides known. So describes DE-AS 20 34 884 one Composite insulator, in which optical fibers inside a Glass fiber trunk are embedded. The optical fibers have the same length as the trunk (= rod). she are visible on the front of the trunk, but can only then exactly positioned in a coupling element if part of the expensive, insulating shank Will get removed. Otherwise, their exact optical Very difficult to connect to a transmission cable. To a special embodiment, however, is in Insulator trunk a permanently embedded insulating hose, in which is subsequently suitable for light transmission Glass fiber bundle is introduced. In this case, remain between the optical fibers with each other and opposite the inner tube wall cavities in which during operation of the insulator water can condense, so that this Insulator version not electrical in the long run is puncture resistant.

In der DE 29 01 872 A1 wird ein Verbundisolator beschrieben, der aus einem Strunk und einer Schirmhülle besteht, wobei zwischen Strunk und Hülle eine Zwischenschicht vorgesehen ist, in der sich die Lichtleitfasern befinden. Die von der Hochspannungsleitung herkommenden Lichtleiter durchlaufen zunächst einen Teil des Verbundisolators und werden dann durch Bohrungen in der Schirmhülle nach außen geführt. Diese Konstruktion erfordert, daß die Lichtleiter im Isolator positioniert werden und der Zwischenraum zwischen Strunk und Schirmhülle mit einer isolierenden Masse ausgefüllt wird. Ein Verfahren zur Herstellung dieses Verbundisolators wird nicht offenbart. Insbesondere finden sich keine Angaben über die Zusammensetzung und die Herstellung der Zwischenschicht. Im übrigen ist es schwierig, die Bohrungen, durch die die flexible optische Faser auf der Zwischenschicht nach außen geführt wird, nachträglich mit Kunstharz zuverlässig zu vergießen. Es besteht die Gefahr, daß sich im Laufe der Zeit Hohlräume bilden, die die elektrische Durchschlagfestigkeit des Isolators gefährden.DE 29 01 872 A1 describes a composite insulator which consists of a trunk and an umbrella cover, whereby an intermediate layer is provided between the trunk and the casing in which the optical fibers are located. The of the Pass through the high-voltage line from the light guide first part of the composite insulator and then led to the outside through holes in the shield cover. This construction requires that the light guide in Insulator can be positioned and the space between Strunk and umbrella cover with an insulating mass is filled out. A method of making this Composite insulators are not disclosed. Find in particular no information about the composition and the Production of the intermediate layer. Besides, it is difficult the holes through which the flexible optical fiber is based the intermediate layer is led outwards, subsequently reliably cast with synthetic resin. There is the Danger of cavities forming over time the dielectric strength of the insulator endanger.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die durch die Schirmhülle nach außen geführten Teile des Lichtleiters durch elektrische Entladungen gefährdet sind. Schmutzablagerungen auf der äußeren Isolatoroberfläche bewirken die Ausbildung eines von ihrer elektrischen Leitfähigkeit abhängigen elektrischen Potentials. Es kann daher zu elektrischen Entladungen zwischen diesen Lichtleiterteilen und Erdpotential oder Hochspannungspotential (übrige Isolatorteile oder andere Teile der Hochspannungsleitung oder der Hochspannungsschaltanlage) kommen. Diese elektrischen Entladungen führen zu Kriechspurbildung auf den außerhalb des Isolators liegenden Lichtleiterteilen und dessen Ankoppelungsglied (Einrichtung, die die aus dem Inneren des Hochspannungsisolators herausgeführte Lichtleitfaser mit weiterführenden Lichtleitfasern verbindet). Die Kriechspurbildung führt je nach elektrischer Entladungstätigkeit früher oder später zum Ausfall der Lichtleiteranschlüsse bzw. zum Ausfall der Ankoppelungsglieder.Another disadvantage is that the Shield cover to the outside of the light guide are at risk of electrical discharge. Dirt deposits on the outer surface of the insulator effect the formation of one of their electrical Conductivity dependent electrical potential. It can therefore lead to electrical discharges between these light guide parts and earth potential or High voltage potential (remaining insulator parts or other parts of the power line or the High-voltage switchgear). This electrical Discharges lead to creep marks on the light guide parts located outside the insulator and its coupling element (device that the from led out of the interior of the high voltage insulator Optical fiber with further optical fibers connects). The creeping track leads depending on the electrical Discharge activity sooner or later to the failure of Fiber optic connections or to the failure of the Coupling elements.

Aus der DE 35 44 142 A1 ist eine Hochspannungsisoliereinrichtung mit Lichtleitfasern bekannt, bei der die Ankoppelung der Glasfasern an den Isolatorenden auf einem definierten Hochspannungs- bzw. Erdpotential stattfindet. Das Problem der Kriechspurbildung auf den äußeren Teilen der Lichtleitfasern ist daher gelöst. DE 35 44 142 A1 is a High-voltage insulation device with optical fibers known, in which the coupling of the glass fibers to the Insulator ends on a defined high voltage or Earth potential takes place. The problem of crawling is on the outer parts of the optical fibers solved.

An den Isolatorenden befinden sich kapselförmige Gehäuse für den Austritt der Lichtleitfasern. Länge des Isolators verlaufen die Lichtleitfasern vorzugsweise in einer Nut eines Glasfiberstabs.Capsule-shaped housings are located at the insulator ends for the exit of the optical fibers. Insulator length the optical fibers preferably run in a groove of a glass fiber rod.

Die Schirme können direkt auf den Stab (einschließlich Lichtleitfasern) aufgebracht sein. Der Zwischenraum wird mit einem dielektrischen Material gefüllt. Dieses Material soll den Eintritt von Schmutz und Staub verhindern, der einen leitenden Weg bilden könnte. Als geeignetes Material wird eine Silikonpaste vorgeschlagen.The umbrellas can be placed directly on the rod (including Optical fibers) can be applied. The space in between filled with a dielectric material. This material is to prevent the entry of dirt and dust, the could form a leading path. As a suitable material a silicone paste is suggested.

Diese bekannte Konstruktion ist aus zwei Gründen gegenüber elektrischen Durchschlägen gefährdet:
Erstens unterscheiden sich der lineare thermische Ausdehnungskoeffizient (= WAK) des Glasfiberstabes und des für die Schirme verwendeten thermoplastischen Materials und der polymerisierten Silikonpaste. Der WAK des Glasfiberstabes in der Längsachse beträgt etwa 8 bis 10·10^-6/°C; in radialer Richtung ist der WAK- Wert etwa 3mal so hoch. Gummi und insbesondere Silikongummi mit anorganischen Füllstoffen weist einen WAK von etwa 200 bis 300·10^-6/°C auf. Eine thermische Kontraktion der Gummischirme in radialer Richtung ist durch den niedrigen WAK des Glasfiberstabes behindert. Bei Abkühlung werden die Gummischirme sich daher in Richtung der Isolatorachse zusammenziehen. Da sie nur in einer Richtung kontrahieren können, ist der doppelte Wert des WAK, also ca. 400 bis 600·10⁶/°C anzusetzen. Mit anderen Worten, bei Abkühlung des Isolators wird die Gummihülle in Richtung der Isolatorachse etwa 50- bis 60mal stärker zusammenziehen als der GFK-Stab. Als Folge ergeben sich Spalte zwischen den Einzelschirmen, bzw. zwischen den potentialführenden Endarmaturen und der Schirmhülle bei Abkühlung des Isolators. Sobald die freie Atmosphäre Zutritt zur Oberfläche des Glasfiberstabes erhält, kann auch Wasser in die Fuge zwischen Schirm und Stab eindringen und die Durchschlagfestigkeit der Fuge herabsetzen. This known construction is at risk of electrical breakdown for two reasons:
First, the linear thermal expansion coefficient (= CTE) of the glass fiber rod and the thermoplastic material used for the screens and the polymerized silicone paste differ. The CTE of the glass fiber rod in the longitudinal axis is about 8 to 10 · 10 ^-6 / ° C; in the radial direction the CTE value is about 3 times as high. Rubber and in particular silicone rubber with inorganic fillers have a CTE of about 200 to 300 · 10 ^-6 / ° C. A thermal contraction of the rubber shades in the radial direction is hampered by the low CTE of the glass fiber rod. When cooling, the rubber shields will contract in the direction of the insulator axis. Since they can only contract in one direction, double the value of the CTE, ie approx. 400 to 600 · 10⁶ / ° C, must be used. In other words, when the insulator cools down, the rubber sleeve will contract about 50 to 60 times more in the direction of the insulator axis than the GRP rod. As a result, there are gaps between the individual shields, or between the potential-carrying end fittings and the shield cover when the insulator cools down. As soon as the free atmosphere gets access to the surface of the glass fiber rod, water can penetrate into the joint between the screen and rod and reduce the dielectric strength of the joint.

Ein zweites Problem stellt die Durchschlagsgefährdung der Nut dar, in der sich die Lichtleitfaser befindet. Füllt man in die Nut Silikonpaste, dann kann diese unter dem Einfluß der Schwerkraft oder von Schwingungen und Stößen durch das Seil, das am Isolator befestigt ist, sich aus der Nut lösen und in die untere Armatur fließen. Sobald aber die Lichtleitfaser frei in der Nut liegt, bildet sich ein Hohlraum, in dem elektrische Glimmentladungen auftreten können. Diese können im Laufe der Zeit zu einer Zerstörung des Isolators führen. Diese Entladungen werden begünstigt, da Stab, Gummi oder Silikonpaste eine höhere Dielektrizitätskonstante als Luft aufweisen.The risk of breakthrough presents a second problem the groove in which the optical fiber is located. If you fill in the groove silicone paste, then this can be under the influence of gravity or vibrations and Shocks through the rope attached to the isolator detach from the groove and flow into the lower fitting. But as soon as the optical fiber is free in the groove, forms a cavity in which electrical Glow discharges can occur. These can occur in the course lead to the destruction of the isolator. These Discharges are favored because of rod, rubber or Silicone paste a higher dielectric constant have as air.

Bei der nicht mehr festen Silikonpaste ist der WAK noch höher als bei den oben abgehandelten Gummiteilen. Wegen der größeren thermischen Kontraktion erhöht sich die Gefahr der Bildung von Kavitäten und damit einer Glimmentladung.The WAK is still with the no longer firm silicone paste higher than the rubber parts dealt with above. Because of the greater thermal contraction increases the risk the formation of cavities and thus a glow discharge.

Ein weiterer Nachteil der Konstruktion des Isolators gemäß DE 35 44 142 A1 ist seine relativ große Baulänge. Wie sich aus Fig. 1 ergibt, werden die Enden des Glasfiberstabes zum Zwecke der Kraftübertragung durch die Gehäuse 19 durchgeführt und erst außerhalb mit metallischen Endarmaturen zur Übertragung der Zugkraft verbunden. Daher verlängert sich der Isolator zusätzlich um die Länge des Metallteils zwischen Befestigungselement (Öse) und Gehäuse.Another disadvantage of the construction of the insulator according to DE 35 44 142 A1 is its relatively large overall length. As can be seen from FIG. 1, the ends of the glass fiber rod are passed through the housing 19 for the purpose of force transmission and are only connected outside with metallic end fittings for transmitting the tensile force. Therefore, the insulator is extended by the length of the metal part between the fastening element (eyelet) and the housing.

Will man nun eine bestehende Hochspannungsleitung, deren Isolatoren eine vorgegebene Länge L aufweisen, mit Lichtleiter-Isolatoren nachrüsten, so kann man entweder die Länge L beibehalten und für den Längenbedarf der beiden Gehäuse eine Kappe wegfallen lassen, was aber die Isoliereigenschaften verschlechtert. Man kann auch die Gesamtlänge des Isolators um die Länge der beiden Gehäuse verlängern; dann geraten aber die Leiterseile um den Zusatzbetrag näher zum Erdboden und die vom Gesetzgeber vorgeschriebenen Leiter-Erd-Abstände könnten unterschritten werden. Bei Neukonstruktion einer Hochspannungsanlage tritt dieses Problem natürlich nicht auf.Do you want an existing high-voltage line, whose Isolators have a predetermined length L with Retrofit fiber optic isolators, so you can either Maintain length L and for the length requirement of the two Let the housing drop a cap, but what the Insulation properties deteriorated. One can also the total length of the insulator by the length of the two Extend housing; but then the conductor ropes get by the additional amount closer to the ground and from Legislators could have prescribed conductor-to-earth distances be undercut. When redesigning one Of course, this problem does not occur in high-voltage systems on.

Es bestand daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundisolators mit innen liegenden Lichtleitern anzugeben, das einen auf Dauer elektrisch durchschlagsfesten Isolator ergibt, bei dem ferner die Lichtleiter durch das elektrische Hochspannungspotential nicht gefährdet sind. Der so hergestellte Isolator sollte eine Baulänge aufweisen, die es erlaubt, bestehende Hochspannungsleitungen mit Lichtleitern nachzurüsten.It was therefore the task of a process for the production a composite insulator with internal light guides to specify the one permanently dielectric-proof Isolator results in which the light guide through the electrical high voltage potential are not at risk. The insulator produced in this way should have an overall length which allows using existing high-voltage lines Retrofit light guides.

Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von durchschlagfesten Verbundisolatoren, die einen glasfaserverstärkten Kunststoffstab, einen Überzug aus elastomeren Werkstoff und mindestens einen Lichtleiter zur optischen Datenübertragung aufweisen, gefunden, bei dem die Lichtleiter am glasfaserverstärkten Kunststoffstab befestigt sind und auf Lichtleiter und Kunststoffstab Isolierschirme aufgebracht werden. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daßA method for the production of puncture-resistant composite insulators, the one glass fiber reinforced plastic rod, a coating elastomeric material and at least one light guide for optical data transmission, found at the light guide on the glass fiber reinforced plastic rod are attached and on light guide and plastic rod Insulating screens are applied. This procedure is characterized in that

a) the plastic rod, preferably based on epoxy resin, is subjected to a surface treatment with silanes,
b) at least one light guide on the surface of the Plastic rod is fixed,
c) a rubber layer made of silicone rubber by means of extrusion is applied to the pretreated plastic rod, whereby the light guides are enveloped,
d) the rubber layer is solidified,
e) prefabricated insulating screens made of elastomeric material pushed onto the rubber layer with radial expansion become,
f) one at both ends of the plastic rod Optical fiber detaches, each plastic rod and Light guide into the opening of a capsule-shaped Introduces metal housing, so that the end of the rod in Inside the housing, you can see through the light guide another opening leads to the outside,
g) one ends of the rod each with an end fitting Metal connects that for the purposes of mechanical Power transmission leaks into a fastener and the end fitting through another opening from the Metal housing.

Es ist auch möglich, den Lichtleiter erst nach Einschieben in die Öffnung des Gehäuses vom Kunststoffstab abzulösen.It is also possible to insert the light guide only after it has been inserted detach from the plastic rod in the opening of the housing.

Durch die Verfestigung der Gummischicht soll vermieden werden, daß die Isolierschirme aus elastomerem Werkstoff beim Aufschieben die extrudierte Schicht mechanisch zerstören. In der DE 27 46 870 C2 werden mehrere Methoden zum Verfestigen des Extrudats angegeben. Es ist bevorzugt, geringe Mengen an Vulkanisierhilfsmitteln in das Extrudat einzuarbeiten und dieses so lange zu erhitzen, bis eine ausreichende Festigkeit erreicht ist. Nach dem Aufschieben der Schirme ist es möglich und bevorzugt, die Isolierschirme mit der verfestigten Gummischicht aus Silikonkautschuk durch einen Vulkanisationsvorgang fest miteinander zu verbinden. Dieser Vulkanisationsvorgang findet im allgemeinen bei erhöhter Temperatur statt.By solidifying the rubber layer is to be avoided be that the insulating screens made of elastomeric material Sliding it on mechanically destroy the extruded layer. In DE 27 46 870 C2 describes several methods for solidification of the extrudate. It is preferred to use small amounts incorporating vulcanizing aids into the extrudate and heat this until sufficient strength is reached. After pushing on the umbrellas it is possible and preferred, the insulating screens with the solidified rubber layer made of silicone rubber by a To firmly connect the vulcanization process. This vulcanization process takes place in general elevated temperature instead.

Es ist besonders günstig, wenn man die Öffnung, durch die man Kunststoffstab und Lichtleiter in das kapselförmige Gehäuse einschiebt, durch ein in die Kapsel eingefülltes und erstarrendes Kunstharz verschließt und die Lichtleiter aus der Kapsel durch eine andere Öffnung herausführt. Auf diese Weise wird das Eindringen von Wasser verhindert und der Auslauf des Lichtwellenleiters 6 mechanisch fixiert.It is particularly advantageous if the opening through which the plastic rod and light guide is inserted into the capsule-shaped housing is closed by a synthetic resin filled and solidified in the capsule, and the light guide is led out of the capsule through another opening. In this way, the ingress of water is prevented and the outlet of the optical waveguide 6 is mechanically fixed.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der Figuren näher erläutert.The method according to the invention is illustrated in the figures explained in more detail.

Fig. 1 zeigt eine Anlage zur Fixierung der Lichtleiter- Fasern auf einem glasfaserverstärkten Kunstharzstab und einer Einrichtung zum Aufbringen einer nahtlosen Gummischicht durch Extrudieren. Fig. 1 shows a system for fixing the light guide fibers on a glass fiber reinforced synthetic resin rod and a device for applying a seamless rubber layer by extrusion.

Ein ausgehärteter Glasfaserstab (1) wird an der Oberfläche zur besseren Haftung des Extrudats mit Silan behandelt (nicht gezeichnet) und auf einer Rollenbahn (2) angeordnet. Zweckmäßigerweise ist der Stab (1) bereits auf die gewünschte Isolatorlänge zugeschnitten. Mehrere hintereinander angeordnete Stäbe (1) werden mit einer selbstklebenden Folie (3) an den Enden verbunden, damit die Extrusion der Gummischicht kontinuierlich erfolgen kann. Die zur Verbindung der Stabenden dienende Seite der Folie ist selbstklebend. Die nach außen weisende Seite ist haftungsabweisend ausgerüstet. An den Extruder mit dem Querspritzkopf (4) wird Silikongummi (z. B. in Schnitzelform) eingefüllt (nicht gezeichnet). Bei Einschalten des Extruders werden die miteinander verbundenen Glasfaserstäbe (1) durch den am Extrudermundstück (5) austretenden Silikonkautschuk in Pfeilrichtung bewegt. Bevor der Glasfaserstab in den Querspritzkopf (4) eintritt, wird er mit mindestens einer Lichtleitfaser (6) versehen. Hierzu werden die Fasern (6) von den Spulen (7) abgewickelt. Die Kontaktierung der Staboberfläche mit den Lichtleitfasern (6) erfolgt durch Andrückrollen (8). Hinter den Rollen (8) werden die Fasern (6) mit einem Kleber (10) fixiert, der sich in einer Kartusche (9) befindet. Der Kleber kann kontinuierlich oder intermittierend aufgetragen werden. Die aufgetragene Klebeschicht soll dünn sein und die Lichtleitfasern nicht einhüllen. Die Natur die Klebers ist nicht kritisch. Seine Klebkraft soll ausreichen, die Lichtleitfasern (6) bis zum Eintritt in den Extruder am Glasfaserstab (1) zu halten. Verwendbar sind beispielsweise schnell erstarrende Silikonharze oder Schnellkleber auf Basis Polyacrylatharz. Vorteilhaft sind Schnellkleber, die sofort bei Zutritt von Luft erhärten und damit die Lichtleitfasern zuverlässig an der Staboberfläche fixieren. Um einen gleichmäßigen Austritt des Klebers aus der Kartusche (9) zu erreichen, kann man die Kartusche mit Preßluftdruck beaufschlagen. Der Kleber verläßt die Kartusche durch die Düse (10a).A hardened glass fiber rod ( 1 ) is treated on the surface with silane for better adhesion of the extrudate (not shown) and arranged on a roller conveyor ( 2 ). The rod ( 1 ) is expediently already cut to the desired insulator length. A plurality of rods ( 1 ) arranged one behind the other are connected at the ends with a self-adhesive film ( 3 ) so that the rubber layer can be extruded continuously. The side of the film used to connect the rod ends is self-adhesive. The outward-facing side is equipped to repel liability. Silicone rubber (e.g. in the form of chips) is filled into the extruder with the crosshead ( 4 ) (not shown). When the extruder is switched on, the glass fiber rods ( 1 ) connected to one another are moved in the direction of the arrow by the silicone rubber emerging from the extruder die ( 5 ). Before the glass fiber rod enters the crosshead ( 4 ), it is provided with at least one optical fiber ( 6 ). For this purpose, the fibers ( 6 ) are unwound from the spools ( 7 ). The rod surface is contacted with the optical fibers ( 6 ) by pressure rollers ( 8 ). The fibers ( 6 ) are fixed behind the rollers ( 8 ) with an adhesive ( 10 ) which is located in a cartridge ( 9 ). The adhesive can be applied continuously or intermittently. The applied adhesive layer should be thin and not envelop the optical fibers. The nature of the glue is not critical. Its adhesive strength should be sufficient to hold the optical fibers ( 6 ) on the glass fiber rod ( 1 ) until they enter the extruder. For example, rapidly solidifying silicone resins or quick-adhesive based on polyacrylate resin can be used. Rapid adhesives are advantageous because they harden immediately when air enters and thus reliably fix the optical fibers to the surface of the rod. In order to ensure that the adhesive emerges evenly from the cartridge ( 9 ), compressed air pressure can be applied to the cartridge. The adhesive leaves the cartridge through the nozzle ( 10 a).

Im Querspritzkopf (4) wird der Stab (1) einschließlich Lichtleiter (6) mit einer Silikonkautschukschicht (13) umhüllt. Der umhüllte Stab verläßt den Querspritzkopf (4) durch das Extrudermundstück (5). Anschließend durchläuft der Stab die Strahlungsheizstrecke (11), in der es zu einer thermischen Verfestigung der aufgebrachten Gummischicht kommt. Daher kann anschließend der umhüllte Stab auf einer weiteren Rollenbahn (12) aufliegen, ohne dadurch an der Oberfläche Schaden zu nehmen. Die durch die Klebefolien (3) zu einem langen Stab verbundenen Abschnitte können jetzt mit einem Messer voneinander getrennt werden, indem an der Stoßstelle zweier Stäbe die Gummischicht samt Lichtleitfasern durchschnitten wird. Die durch die Gummischicht verdeckten Stellen mit Folie (3) können an der geringfügig erhöhten Dicke des Stabes optisch erkannt werden. The rod ( 1 ) including the light guide ( 6 ) is covered with a silicone rubber layer ( 13 ) in the crosshead ( 4 ). The coated rod leaves the crosshead ( 4 ) through the extruder die ( 5 ). The rod then passes through the radiant heating section ( 11 ), in which the applied rubber layer is thermally consolidated. Therefore, the covered rod can then rest on another roller conveyor ( 12 ) without being damaged on the surface. The sections connected by the adhesive films ( 3 ) to form a long rod can now be separated from one another with a knife by cutting through the rubber layer together with the optical fibers at the joint of two rods. The areas covered by the rubber layer with film ( 3 ) can be recognized optically by the slightly increased thickness of the rod.

Fig. 2 zeigt den nach dem Extrudieren der Gummischicht erhaltenen Glasfaserstab samt Lichtleitern und Silikonhülle im Querschnitt. Auf der Oberfläche des Glasfaserstabes (1) sind vier Lichtleiter (6) angeordnet. Stab und Leiter werden hohlraumfrei durch die Silikongummi-Schicht (13) umhüllt. Fig. 2 shows the glass fiber rod obtained after extruding the rubber layer together with light guides and silicone sheath in cross section. Four light guides ( 6 ) are arranged on the surface of the glass fiber rod ( 1 ). The rod and conductor are encased in a cavity-free manner by the silicone rubber layer ( 13 ).

Nach dem Extrudieren und Verfestigen der Gummischicht (13) werden die radial ausgeweiteten vorgefertigten Schirme auf die Gummischicht aufgeschoben und mit dieser zusammenvulkanisiert (nicht gezeichnet).After the rubber layer ( 13 ) has been extruded and solidified, the radially expanded prefabricated shields are pushed onto the rubber layer and vulcanized together with the latter (not shown).

Fig. 3 zeigt das Ende eines Glasfaserstabes. Die Extrusionsschicht (13) ist am Ende des Stabs von der Klebefolie (3) mit nichthaftender Oberfläche abgelöst. Dieser abgelöste Teil (14) enthält die Lichtleitfasern (6). Der Rest der Schicht (13) ist am Stabende entfernt. Später wird auch die Klebefolie (3) vom Stab (1) (= Strunk) entfernt. Fig. 3 shows the end of an optical fiber rod. The extrusion layer ( 13 ) is detached from the adhesive film ( 3 ) with a non-stick surface at the end of the rod. This detached part ( 14 ) contains the optical fibers ( 6 ). The rest of the layer ( 13 ) is removed at the end of the rod. Later the adhesive film ( 3 ) is removed from the rod ( 1 ) (= trunk).

Die Erfindung betrifft ferner einen durchschlagfesten Verbundisolator, der einen mit Glasfasern verstärkten Kunststoffstab, insbesondere auf Basis Epoxidharz, enthält und einen ununterbrochenen elastomeren Überzug sowie mehrere Kunststoffschirme, die den Überzug umgeben, aufweist. Dieser Verbundisolator ist dadurch gekennzeichnet, daß sich längs des Isolators Lichtleiter unmittelbar auf dem Kunststoffstab befinden und in den elastomeren Überzug eingebettet sind, beide Enden des Glasfaserstabes mit Metallgehäusen versehen sind, die die Form einer in zwei Halbschalen zerlegbar Hohlkapsel aufweisen, wobei jeweils die eine Halbschale das Ende des Kunststoffstabs einschließlich Lichtleitfasern umschließt, so daß dieses Ende im Inneren der Halbschale liegt und teilweise mit Gießharz fester oder gelartiger Konsitenz ausgefüllt ist, die zweite Halbschale eine Durchführung für einen metallischen End-Fitting aufweist, der zur mechanischen Befestigung des Isolators dient und daher in ein Befestigungselement mündet. Darüber hinaus besitzt die Hohlkapsel eine weitere Öffnung, durch die der Lichtleiter austritt.The invention further relates to a puncture-resistant Composite insulator, one reinforced with glass fibers Contains plastic rod, especially based on epoxy resin and a continuous elastomeric coating as well several plastic screens that surround the cover, having. This composite insulator is characterized by that light guides directly along the insulator the plastic rod and in the elastomeric coating are embedded with both ends of the fiber optic rod Metal cases are provided that have the shape of one in two Have half-shells dismountable hollow capsule, each the one half shell the end of the plastic rod including optical fibers, so that this End lies inside the half-shell and partly with Cast resin filled solid or gel-like consistency is, the second half-shell is a passage for one has metallic end fitting that is used for mechanical Attachment of the insulator is used and therefore in one Fastener opens. In addition owns the hollow capsule has a further opening through which the Light guide emerges.

In Fig. 4 ist ein Ende einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verbundisolators mit Lichtleitern dargestellt. Anhand dieser Figur soll das Aufbringen der Metallkapseln und des End-Fittings (aus Metall) näher erläutert werden: FIG. 4 shows one end of a particularly preferred embodiment of the composite insulator according to the invention with light guides. The application of the metal capsules and the end fitting (made of metal) will be explained in more detail using this figure:

Der Glasfaserstab (1) ist von der Silikongummischicht (13) umhüllt. Die Schirme (25) wurden mit der Silikongummischicht (13) fest zusammenvulkanisiert. Die Endarmatur besteht aus einem Metallgehäuse mit einem Unterteil (15) und einem Deckel (16) sowie aus einem End-Fitting (17) für die mechanische Kraftübertragung.The glass fiber rod ( 1 ) is encased by the silicone rubber layer ( 13 ). The screens ( 25 ) were firmly vulcanized together with the silicone rubber layer ( 13 ). The end fitting consists of a metal housing with a lower part ( 15 ) and a cover ( 16 ) as well as an end fitting ( 17 ) for the mechanical power transmission.

Die Montage dieser Teile sowie die Ankoppelung der Lichtleiter läßt sich beispielsweise in der nachstehend beschriebenen Reihenfolge durchführen:The assembly of these parts and the coupling of the Light guides can be found, for example, in the following Carry out the sequence described:

1. From the end with the detached part ( 14 ) of the glass fiber rod shown in Fig. 3, the individual optical fibers ( 6 ) are detached. In Fig. 4, only one single fiber is drawn out.
The lower part ( 15 ) of the metal housing is pushed onto the end of the glass fiber rod ( 1 ) to the screen ( 25 ). The optical fiber ( 6 ) leaves the glass fiber rod ( 1 ) on the left side and opens into the lower part ( 15 ).
2. Then the connector, ie the end fitting ( 17 ) made of metal is applied to the end of the glass fiber rod ( 1 ), for. B. by radial pressing.
3. A commercially available connector ( 20 a) for optically coupling the optical fiber is attached to the end of the fiber ( 6 ). A separate connector is required for each optical fiber.
4. The lower part ( 15 ) is moved upwards, so that approximately the position shown is obtained.
5. Now the cavity of the lower part ( 15 ) can be poured out with a liquid wet ( 18 ). The plug ( 20 a) should be positioned so that it still protrudes above the mirror of the sealing compound. After the mass ( 18 ) has hardened, the end of the rod ( 1 ) and the optical fiber are surrounded by potting compound.
6. An optical connection cable ( 19 ) is passed through the cover ( 16 ) of the metal housing and another commercially available plug ( 20 b) is attached to the inside of the capsule.
7. The connector ( 20 b) of the optical connecting cable ( 19 ) is connected to the connector ( 20 a) of the optical fibers from the inside of the isolator.
8. The lid ( 16 ) is placed on the lower part ( 15 ), the connecting cable 19 and the connecting part in the form of the end fitting 17 being passed through corresponding openings provided in the lid 16 . Lid 16 and lower part 15 are preferably connected by a tensioning device ( 21 ). A seal ( 26 ) can be inserted between the two parts. The light guide 6 and the connecting part 17 can be sealed by seals ( 22 ) or sealing nuts ( 23 ).
9. Finally, the metal eyelet ( 24 ) for hanging the composite insulator is screwed onto the screw thread of the end of the end fitting ( 17 ) inserted through the cover.

Das optische Ankoppelungskabel (19) kann auch außerhalb des Metallgehäuses mit einem weiteren Stecker (20c) versehen werden. Dadurch wird es möglich, Verbundisolatoren mit Lichtleitfasern universell einzusetzen. Es können so beliebig lange Lichtleiter- Übertragungskabel nach der Montage des Verbundisolators in der Hochspannungsanlage angekoppelt werden. Die Hülle des Lichtleiterkabels (19) kann aus Silikonkautschuk oder einem anderen hochspannungsfesten Isolierstoff bestehen. Sie kann auch von einem Metallgewebe oder einer Metallschicht umgeben sein.The optical coupling cable ( 19 ) can also be provided with a further plug ( 20 c) outside the metal housing. This makes it possible to use composite insulators with optical fibers universally. As long as you want, fiber optic transmission cables can be connected after installing the composite insulator in the high-voltage system. The sheath of the light guide cable ( 19 ) can consist of silicone rubber or another high-voltage-resistant insulating material. It can also be surrounded by a metal mesh or a metal layer.

Der Ort der Durchführung des Ankoppelungskabels der Lichtleitfasern in das Gehäuse ist nicht kritisch. Es kann daher auch an anderer Stelle aus dem Gehäuse herausgeführt werden als in Fig. 4 dargestellt. Beispielsweise kann der Stecker (20a) in den Deckel (16) oder die Wandung des Unterteils (15) eingebaut werden. Das Gehäuse des außerhalb der Endarmatur liegenden Steckers (20c) kann aus Metall oder aus Kunststoff in einem Metallgehäuse bestehen.The location of the passage of the coupling cable of the optical fibers into the housing is not critical. It can therefore also be led out of the housing at a different location than shown in FIG. 4. For example, the plug ( 20 a) can be installed in the cover ( 16 ) or the wall of the lower part ( 15 ). The housing of the plug ( 20 c) located outside the end fitting can be made of metal or plastic in a metal housing.

Die nach außen weisenden Bestandteile des Gehäuses (15, 16, 21) und das Befestigungselement in Form der Öse (24) bestehen aus Metall. Es ist vorteilhaft, wenn auch die Dichtelemente (22 und 23) ganz oder zumindest teilweise aus Metall bestehen. Damit läßt sich erreichen, daß alle Koppelungsteile des Lichtleiters auf dem gleichen unveränderlichen elektrischen Potential liegen und elektrische Entladungen am Lichtleitersystem ausgeschlossen sind, d. h. der Lichtleiter keinen elektrischen Beanspruchungen ausgesetzt sind. Daher ist es auch zweckmäßig, das auf Hochspannungspotential liegende optische Anschlußkabel (19) mit einer äußeren Metallumhüllung zu umgeben.The outwardly facing components of the housing ( 15 , 16 , 21 ) and the fastening element in the form of the eyelet ( 24 ) consist of metal. It is advantageous if the sealing elements ( 22 and 23 ) consist entirely or at least partially of metal. It can thus be achieved that all coupling parts of the light guide are at the same unchangeable electrical potential and that electrical discharges on the light guide system are excluded, ie the light guide is not exposed to any electrical stress. It is therefore also expedient to surround the optical connecting cable ( 19 ), which is at high voltage potential, with an outer metal sheath.

Das Dichtelement (23) (und ebenso 22) kann auch aus zwei Teilen (z. B. Schraube und Mutter) bestehen. Wenn das Befestigungselement (24) mit dem Deckel (16) galvanisch verbunden ist, kann das Dichtelement (23) aus Kunststoff sein. Im Fall der nicht-galvanischen Verbindung sollte (23) mindestens teilweise aus Metall sein, damit zwischen (24) und (16) ein metallischer Kontakt besteht, wodurch elektrische Entladungen zwischen diesen Teilen verhindert werden. Die Dichtelemente (22) und (23) können zusätzlich mit flüssigem aushärtbarem Material abgedichtet werden.The sealing element ( 23 ) (and also 22 ) can also consist of two parts (e.g. screw and nut). If the fastening element ( 24 ) is electrically connected to the cover ( 16 ), the sealing element ( 23 ) can be made of plastic. In the case of the non-galvanic connection, ( 23 ) should be at least partially made of metal, so that there is a metallic contact between ( 24 ) and ( 16 ), which prevents electrical discharges between these parts. The sealing elements ( 22 ) and ( 23 ) can also be sealed with liquid curable material.

Für die härtbare Umgußmasse, die (18) liefert, können Mehr-Komponenten-Kunststoffe flüssiger Konsistenz verwendet werden. Einsetzbar sind beispielsweise Epoxidharze, Polyesterharze oder Silikonkautschuk. Die Endhärte dieser Harze kann durch Zusatzstoffe Beschleuniger, Katalysatoren) eingestellt werden.Multi-component plastics with a liquid consistency can be used for the curable casting compound which ( 18 ) provides. For example, epoxy resins, polyester resins or silicone rubber can be used. The final hardness of these resins can be adjusted by means of additives (accelerators, catalysts).

Die Folie zum Verbinden der Glasfaserstäbe vor dem Extrudieren kann aus gesättigten Polyestern bestehen. Einseitig selbstklebend ausgerüstete Folien sind im Handel verfügbar.The film for connecting the glass fiber rods in front of the Extrusion can consist of saturated polyesters. One side self-adhesive films are in the Trade available.

Claims

1. A method for producing dielectric breakdown composite insulators, which have a glass fiber reinforced plastic rod, a coating of elastomeric material and at least one light guide for optical data transmission, the light guides are attached to the glass fiber reinforced plastic rod and insulating shields are applied to the light guide and plastic rod, characterized in that

a) a plastic rod is subjected to a surface treatment with silanes,
b) at least one light guide is fixed on the surface of the plastic rod,
c) a rubber layer made of silicone rubber is applied to the pretreated plastic rod by extrusion, the light guides being encased,
d) the rubber layer is solidified,
e) prefabricated insulating screens made of elastomeric material are pushed onto the rubber layer with radial expansion and
f) one detaches the light guide at both ends of the plastic rod, each plastic rod and light guide is inserted into the opening of a capsule-shaped metal housing so that the end of the rod lies inside the housing, the light guide is led through another opening to the outside
g) the ends of the rod are each connected to an end fitting made of metal, which ends in a fastening element for the purpose of mechanical force transmission and the end fitting is led out of the metal housing through another opening.

2. The method according to claim 1, characterized in that the solidified rubber layer made of silicone rubber with the insulating screens by one Vulcanization process are firmly connected.

3. The method according to claim 1, characterized in that the opening, through the plastic rod and Optical fibers are inserted into the metal housing a filled in the interior of the housing and solidifying resin closes.

4. The method according to claim 1, characterized in that the location of the end fitting through the Housing is sealed.

5. The method according to claim 1, characterized in that in step c) the light guide on the plastic rod is stuck on.

6. Breakdown-proof composite insulator produced according to the method of claim 1, consisting of one with glass fiber reinforced Plastic rod based on epoxy resin, the one Has elastomeric coating, as well as several Plastic screens that surround the cover, thereby characterized in that along the insulator light guide located directly on the plastic rod and in the elastomeric coating are embedded, the two ends the glass fiber rod are provided with metal fittings, which can be broken down into two half-shells Have hollow capsule, each having a half-shell including the end of the plastic rod Optical fibers enclose, so that this end in Inside of the half-shell lies and with solid casting resin is filled out, the second half-shell carrying out for a metallic connecting part which for mechanical fastening of the insulator, and the Hollow capsule has another opening through which the Light guide emerges.

7. Embodiment of a composite insulator manufactured according to the method of claim 3 or composite insulator according to claim 6, characterized characterized in that the end of the light guide with a Connector is provided.