DE399756C - Feldverteilungsglied fuer Isolatoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft elektrische Isolatoren und besonders Hochspannungsisolatoren, und ihr Zweck ist, eine verbesiserte Ausbildung und Wirkung derselben zu erreichen, und besonders sollen die Mittel für die Überwachung der statisch elektrischen FeLdverteilung verbessert werden.

Abb. ι zeigt einen Querschnitt durch eine Hochspannungsleitung mit einem Kettenisolator in Ansicht, an welchem eine Ausführungsform der Erfindung angebracht ist.

Abb. 2 ist ein senkrechter Schnitt durch ein Feldverteilungsglied, wie es in Abb. ι gezeigt ist.

is Abb. 3 ist eine Ansicht einer anderen Ausführungsform eines Verteilungsgliedes.

Abb. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Verteilungsgliedes teilweise im Schnitt und in Ansicht.

Abb. 5 bis ii stellen andere Ausführungsformen von Feldverteilungsgliedern dar.
Abb. 12 ist eine Ansicht und
Abb. 13 ein Querschnitt durch eine Leitung und Aufhängung anderer Form, in Verbindung mit einem Feldverteilungsglied.

Abb. 11 soll einen Teil eines Turmes für die Unterstützung einer Hochspannungsleitung darstellen. An dem Träger 11 ist eine Anzahl von Isolatoren 12 in Reihenschaltung aufgehängt, wobei die Isolatoren von irgendeiner bekannten Ausführungsform sein können. Ein Leiter 13 wird von dem unteren Ende des Kettenisolators 12 unterstützt und mittelseiner sattelförmigen Klemme 14 an der Kette befestigt. Mit der Klemme 14 und dem Leiter 13 sind nach oben und auswärts ragende FeIdverteilungsisitiangen oder Hörner 15 verbunden. Die Hörner können quer zur Leitung 13 in Längsrichtung mit derselben oder unter irgendeiniem Winkel ziu ihr angeordnet sein.

Die Hörner 15 sind, wie in Abb. 2 gezeigt, mit Kappen 16 versehen, die für die Befestigung eines Isolators oder ^dielektrischen Teiles dienen. Der Teil 17 besitzt nach oben ragende Flanschen 18 und 19, welche das Überspringen verhindern, wenn der Isolator naß ist oder sich unter hoher Spannung befindet. Eine passende Buchse 20 ist in einer Vertiefung in der oberen Fläche des Isolators 17 angeordnet und trägt einen metallischen Stift 21, der nach oben aus dem Isolator 17 hinausragt. Das obere Ende des Stiftes 21 läuft in einen Knopf 22 aus, der mit einem Isolator 23 versehen ist, welch letzterer nach unten sich erstreckende Flanschen 24 und 25 besitzt. Das Horn 15 und die Verlängerung 21 kann von einem nachgiebigen Isoliermittel umgeben werden, z.B. von einem Gummischlauch 26 (Abb. 2),

oder es kann unbedeckt gelassen werden, wie in Abb. ι dargestellt. Die dargestellte besondere Form des Feldverteilungsgliedes client nur als Beispiel; das Glied kann irgendeine S für den Zweck passende Form erhalten.

In der Abb. 3 ist das Verlängerungsstück 21 in einem röhrenförmigen dielektrischen Teil 27 eingeschlossen, der an einem Flansch 28 befestigt ist, wodurch ein vielfach isoliertes to Fieldverteilungsglied gebildet wird, in welchem der obere Teil des Leiters vollkommen von einem dielektrischen Überzug umgeben ist.

In Abb.4 ist das Horn 15 von einem röhrenförmigen dielektrischen Körper 19 Umgeben, dessen oberer Teil geschlossen und vergrößert ist, wie bei 30 gezeigt, wodurch an der Stelle eine verstärkte Isolation vorgesehen wird, an welcher sich die größte elektrostatische Beanspruchung befindet. Ein zusätzlicher diao elektrischer Teil 31 ist mittels Zement 32 auf dem oberen Teil 30 befestigt, wodurch ein aus mehreren Einzelgliedern bestehendes Verteilungsglied hergestellt wird. Der Zement 32 dient als Leitschicht zwischen den beiden Teilen 30 und 31.

In der Abb. 5 ist das Horn 15 mit einem zusammengesetzten Isolierkörper versehen, der eine Anzahl von Teilen 33 besitzt. Der oberste ' Teil trägt einen Stift von leitendem Material 34, der sich nach oben erstreckt und an seinem oberen Ende eine Isolierglocke 35 besitzt.

In Abb. 6 ist die IsoLierglocke 35 durch eine metallische Kugel 36 ersetzt. In Abb. 7 ist das Horn 15 mit einem Isolator 38 versehen, der wiederum anders ausgebildet ist und eine metallische Stange 39 trägt, die einen Knopf 40 an ihrem oberen Ende hat. Der Knopf 40 kann aus Isolierstoff liestehen oder aus Metall, ähnlich der Kugel 36 der Abb. 6.

In der Abb. 8 trägt das Horn 15 einen zu- j satnmengesetzten Isolator 41, welcher eine metallische Verlängerung 42 des Verteilers enthält, und auf dem oberen Ende der Stange befindet sich ein zusätzlicher Isolator 43.

Der Isolator 43 kann von einer runden metallischen Kappe 43' auf seiner äußeren Fläche abgedeckt werden. Die metallische Kappe stellt eine verteilende Fläche dar und verhindert die Verdichtung der Verteilung an irgendeiner Stelle der äußeren Isolatorfläche. Sie dient demselben Zweck, wie die metallische Kugel in Abb. 6 und 7, und ihr Gebrauch in Verbindung mit dem Isolator 43 stellt ein wirksames Mittel für die Verhinderung des Lichtbogenziehens dar, das durch die Verstärkung der Verteilung stattfinden kann. Die Metallkappe besitzt die eben erwähnten Vorteile und ist besonders wichtig, da sie die Zuverlässigkeit eines einteiligen Isolators oder eines Verteilungsgliedes von geringer dielekirischer Stärke vermehrt. Eine Beschädigung des Verteilungsisolators durch hefj tige Schläge, Abnutzung o. dgl. kann die g₅

Spannung, welche zu einer Entladung in Gleit- ! funkenform führt, in ähnlicher Weise vermin- '■ dem, wie dies, durch Beschädigung herbeigeführt, durch Eindringen einer scharfen Spitze geschehen würde, da das Verteilungsglied in das starke Feld hineinragt. Wenn das Ende des Verteilungsgliedes eine große Krümmiungsfläche besitzt, ist die Gefahr einer Entladung in Form eines Funkens nicht zu groß, aber "dies bedingt einen großen inneren Durchmesser in dem Isolator, durch welchen die Größe und der Preis desselben wesentlich erhöht wird. Durch Anbringung einer Kappe j an der Außenseite des Isolators wird die Verdichtung des Stromes verhindert und das ge- : wünschte Ergebnis ohne Vergrößerung des Isolators erreicht. Selbst da, wo ein größeres, inneres Verteilungsglied gebraucht wird, verursacht eine Beschädigung der äußeren dielektrischen Bedeckung eine Verstärkung der Beanspruchung und verringert die zur Entladung führende Spannung. Eine metallische Kappe verteilt jedoch die Beanspruchung wieder und ist bestrebt, eine hohe Funkenspannung aufrechtzuerhalten, selbst da, wo der Vertei- go lungsisolator beschädigt ist.

In der Abb. 9 trägt das Horn 15 einen länglichen dielektrischen überzug 44, dessen oberes Ende geschlossen ist und das Ende des Hornes 15 abdeckt.

Das obere Ende des dielektrischen Teiles 44 ist von einer metallischen Kappe 44' ähnlich der Kappe 43' der Abb. 8 eingeschlossen und arbeitet in ähnlicher Weise.

In der Abb. 10 ist das Horn 15 an seinem Ende von einem Isolator 45 lumgeben, und der obere Teil des Isolators 45 wird von einer metallischen Kappe 46, ähnlich der in Abb. 8 und 9, umschlossen. Die Kappe 46 ist mit einem dielektrischen Überzug oder Isolator 47 versehen, und die Isolatoren 46 und 47 sind mit Flanschen ausgestattet. Ein metallischer Überzug 46 mit gut abgerundeten Flächen zwischen den beiden dielektrischen Körpern eines zusammengesetzten Verteilungsisolators besitzt den besonderen Vorteil, daß der metallische Überzug oder die Kappe die Verteilung der Kraftlinien sichert und der äußere dielekirische Deckel eine Isolierung bildet, um eine übergroße Entladung zu verhindern.

In Ab. 11 bedeckt ein Teil ähnlich dem Teil der Abb. 9 das Horn 15, und an dem oberen Ende des Teiles 48 befindet sich eine Anzahl dielektrischer Körper 49 und 50, die durch Zement zusammengehalten werden und ein vielfaches Feldverteilungsglied darstellen. In den Ausführungsformen 12 und 13

unterstützt der unterste Isolator 13 einen umgekehrten schlüsselähnlichen Teil 51, in welchem die sattelförmige Klemme 14 mittels des Stiftes 52 und der U-fönmigen Bolzen 53 aufgehängt ist. Der Teil 51 stellt einen Verteilungsschirm für die Klemme 14 und die Aufhängeteile dar, und an dem Teil 51 werden die Hörner 54 mittels der Nieten 55 befestigt. Die Körner 54 können aus Röhren bestehen und sind an ihrem oberen Ende so ausgebildet, daß sie die Isolierteile 56 aufnehmen. Die Isolierteile 56 bestehen aus einer Anzahl dielektrischer Körper, die durch Zement zusammengehalten wenden. Die Hörner 54 stellen Verteiler dar, welche die elektrostatische Steigerung in dem Hauptisolator in der vorher beschriebenenWeise regeln, und die mehrfachen Isolatoren 56 verhindern die Gefahr einer übergroßen Entladung von den Enden der Hörner. Der mehrfache Isolator erlangt größere Sicherheit gegen Entladung durch Verstärkung der Isolierung und besitzt Reserveisolation, im Falle einer der Teile brechen oder verletzt werden sollte.

Infolge der 'Tatsache, daß es möglich ist, einen geringeren Spannungsabfall für eine gegebene Strecke in dem Verteilungsglied zu haben als in derselben Strecke für den Hauptisolator, ermöglicht die höhere Spannung in dem Verteilungsglied einen Übergang von elektrischer Strömung oder eine Entladung von dem Verteilungsglied nach dem Isolator, wodurch die Spannung in dem unteren Teil des Hauptisolators nahe dem Leiter entlastet wird und die Spannung in dem oberen Teil des Isolators vermehrt wird, und somit ein Spannungsausgleich stattfindet.

Die Verteilungsglieder können durch dehnbahren Stoff isoliert werden, z. B. durch einen Gummi schlauch oder eine Anzahl von Überzügen. Infolge der Abnutzung der meisten dehnbaren Überzüge ist ihr Gebrauch auf die Fälle beschränkt, wo der Vorteil sehr groß ist oder die Isolation nur teilweise von dem Überzug abhängt. Eine derartige Ausführungsform ist in Abb. 4 dargestellt, wo der Teil 15 mit einem dehnbaren Isolierüberzug versehen ist.

Da, wo isolierte Feldverteilungsglieder gebraucht werden, ist es nicht notwendig, daß dais Ende des Gliedes in eine Isolierkappe ausläuft. Das Glied kann von einer passenden Metalldecke überzogen sein oder eine Elektrode besitzen, die in eine Kugel oder ähnliche Form ausläuft. Eine passende Metallklemme, die eine glatte Fläche hat, ist natürlich wirksamer als eine abgebrochene Stange, deren j Isolation beschädigt ist, wodurch eine Verdichtung der Beanspruchung an der Stelle der j Entladung ermöglicht wird. Wenn das Feld-■ Verteilungsglied in eine Elektrode ausläuft, ', kann es zur Ladung des Hauptisolators beitragen. Eine Entladung kann zwischen ihm . und dem Kettenisolator zustande kommen, ! wenn die Steigerung für das Verteilungsglied und den Kettenisolator in einem ganz bestimmten Verhältnis angenommen wird, und • eine Regelung der Entladung zwischen dem Verteilungsglied und dem Kettenisolator kann ^; dann stattfinden. Solch eine Entladung kann dazu benutzt werden, um die Beanspruchung zu überwachen in jenen Fällen, in welchen der Unterschied zwischen der Beanspruchung im Isolator und der Beanspruchung im Verteilungsglied genügend gnoß ist, um eine Entladung zwischen der Elektrode des Verteilungsgliedes und dem Körper des Isolators zu veranlassen.

Claims (6)

Patent-Ansprüche:

1. Feldverteilungsglied für Isolatoren, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl dielektrischer Teile sich in Reihenschaltung befinden und in dem elektrostatischen Feld, das den Isolatoren umgibt, liegen.

2. Feldverteilungsglied nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrischen Teile durch Leiter voneinander getrennt sind.

3. Feldverteilungsglied nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein dielektrischer Teil das Ende des Unterstützungsleiters (15) umgibt, in welchem dielektrischen Teil, isoliert, vom Leiter, ein zweiter leitender Teil (21, 34) befestigt ist.

4. Feldverteilungsglied nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Glied des Isolators durch einen zusätzlichen Leiter (48) mit dem Feldverteilungsglied elektrisch verbunden ist.

5. Feldverteilungsglied nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Leiterteiles (42) mit einem dielektrischen Schirm oder Glocke (43) versehen ist, der einen metallischen Überzug (43') besitzt.

6. Feldverteilungsglied nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der ■metallische Überzug oder die metallische Kappe (43, 46) eine verhältnismäßig große Kugelfläche für die Verteilung der Kraftlinien besitzt.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.