DE414535C - Durchschlagsichere Hochspannungsisolatoren - Google Patents

Description

Die Hochspannungsisolatoren für Leitungen müssen bekanntlich, so gebaut werden, daß sie bei Spannungssteigerung eher überals durchschlagen. Prüft man die nach diesem Prinzip konstruierten Isolatoren mit Sprung'wellen (Stoßprüfung), dann zeigt sicli merkwürdigerweise, daß sie eher durch,- als überschlagen. Die beim Überschlag auftretende Funkenverzögerung ist bei kurzzeitigen

ίο Beanspruchungen so groß, daß der Isolator vorher durchschlägt, ehe er überschlägt.

Man war bisher der Meinung, daß der Durchschlag des Isolators zwischen Halsrille (Leitung J und Stütze erfolgen müßte. Bei der Stoßprüfung hat sich aber gezeigt, daß der Durchschlag meist an anderen Stellen erfolgt, besonders häufig am Kopf des Isolators entlang der Isolierachse, also an einer Stelle, wo der Isolator, wenigstens außen, keine Metallbelegung besitzt. Da der Isolator aber bei der Stoßprüfung bei Beginn der Entladung sofort mit Gleitfunken bedeckt wird, und zwar in erster Linie am Kopf desselben, ist es gerade so, als wenn er dort mit Metall belegt wäre. Da der Isolator nun an dieser Stelle durchschlägt, ist anzunehmen, daß dort die Beanspruchung auf Durchschlag größer ist als bei der Halsrille. Dies bestätigt auch, die Rechnung. Will man die Beanspruchung dieses Isolatorteiles hinaufsetzen, so muß man die Form des Kopfes so wählen, daß die elektrische Beanspruchung an dieser Stelle günstiger wird als in der Nähe der Halsrille.

Der Kopf der Hochspannungsisolatoren wird zur Zeit allgemein als Kugelkopf ausgeführt. -Wenn der Kopf beregnet oder mit Gleitfunken bedeckt ist, dann stellt er die Anordnung »zwei konzentrische Kugeln« dar. Diese Anordnung ist bekanntlich sehr schlecht. Man kann sie verbessern, indem man mindestens eine der beiden Flächen, entweder die innere oder äußere Kugelkopffläche, umgestaltet, und diese Formen sind Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

In Abb. ι ist ein Deltaisolator dargestellt. t bedeutet die Leitung, s die Eisenstütze, /; den Isolator. Dieser Isolator ist nicht als Kugelkopfisolator, sondern als Flachkopfisolator ausgeführt. Die innere Fläche des Kopfes ist zwar nicht mit der Erdelektrode s verbunden, bei Spannungssteigerüng ist aber der Hohlraum durch Entladungen bedeckt, also leitend. An der Stelle/, wo die Ebene in das Stützenloch übergeht, bildet die Fläche eine ringförmige Elektrode. Dieser Fläche

muß nun, wenn der Durchschlag nicht frühzeitig Wer eintreten soll, auch auf der Außenfläche eine gekrümmte Elektrode gegenübergestellt werden, und das ist die Fläche a, die im leitenden Zustand ebenfalls die Form einer Ringelektrode hat. Man sieht, daß die > beiden Flächen/ und α eine entgegengesetzte Krümmung haben, keine der beiden Flächen umhüllt hinsichtlich ihrer Krümmung die ίο andere. Das ist das wesentliche Merkmal der neuen Elektrodenanordnung.

In Abb. 2 ist die allgemein übliche Kugelform des Kopfes beibehalten. Die- äußere Fläche α bildet aber eine in das Isolier- ' material sozusagen eingedrückte Kugelschale, j so daß sich die beiden Flächen gegenüber- j stellen: zwei sich nicht umhüllende, sondern j mit den Scheiteln einander zugekehrte Kugeln, also auch wieder zwei Flächen, deren Krümmungssinn entgegengesetzt ist.

In Abb. 3 ist die äußere Fläche des Kugelkopfes beibehalten, während die innere Fläche/ eine entgegengesetzte Krümmung er- , hält. !

In Abb. 4 stehen sich wieder zwei Kugelflächen α und / mit zugewandten Kugelseheiteln gegenüber. Zwischen die Fläche α und die Halsrille I ist aber das Dach d dazwis.chengeschaltet, so daß die Entladung von / aus j nicht so leicht nach α kommen kann. Die j Oberfläche α erhält auf diese Weise nicht ] mehr das ganze Leitungspotential, so daß die \ Beanspruchung zwischen α und / herabgesetzt wird.

Natürlich kann man diesen Erfindungsgedanken auch auf die Weitschirmisolatoren übertragen.

Durch alle diese Anordnungen wird die Durchschlagspannung am Isolatorkopf längs der Isolatorachse heraufgesetzt, weil alle diese Anordnungen besser sind als zwei konzen- j trische Kugeln.

Damit kann man erreichen, daß der

Durchschlag zwischen Halsrille/ und Stützes auftritt. Will man die Durchschlagspannung des Isolators noch weiter hinaufsetzen, dann muß man die Beanspruchung an dieser Stelle herabsetzen. Dies kann man erreichen, indem man den Abstand zwischen/ unds so vergrößert, daß ein Durchschlag an dieser Stelle nicht möglich ist. Um zu verhindern, daß dann der Durchschlag an einer anderen Stelle erfolgt, etwa wieder am Kopf, muß die ganze Form des Isolators geändert werden.

In Abb. 5 ist eine Durchführung dargestellt, und zwar ist angenommen, daß der äußere Zylinder £ mit der Leitung und der innere Zylinder s mit Erde verbunden sei. Der Isolationskörper ρ ist so geformt, daß seine Oberfläche t eine Fläche konstanter Tangen'.ialfeidstärke ist (isodynamische Fläche'). Der Isolationskörper erhält dadurch eine in der Mitte verdickte Scheibenform. Diese Anordnung kann man zu einem Hochspannungsstützenisolator umbilden, wie Abb. 6 zeigt. Hier ist der obere Teil der Durchführung weggelassen, und die Elektrode s ist an ihrem oberen Ende mit Isolierstoff bedeckt. Die Zylinderelektrode/—ist scheinbar auf die Form des Leitungsdrahtes zusairmengeschmo'.zen; wenn der Mantel m aber naß oder durch Entladungen leitend wird, dann hat der ganze Mantel Leitungspotential, wie in Abb. 5. Der Kopf de-Isolators von Abb. 6 ist wieder so ausgebildet, wie vorher angegeben worden ist, d.h. die Flächen α und / sind entgegengesetzt gekrümmt. Die isodynamische Flächet ist beibehalten; wird diese Fläche von Entladungen bedeckt, dann stehen sich an der Stelle//. wieder zwei entgegengesetzt gekrümmte Elektroden h und I- gegenüber.

In Abb. 7 ist zwischen α und t wieder ein Dach d angeordnet und unterhalb der Leitungsrille/ eine Rippe r. Die letztere dient zur Vergrößerung des Überschlagweges. Gibt man dem Mantel m eine andere Form, beispielsweise nach außen ausladend, dann wird die Fläche t eine mehr parabolische Krümmung erhalten müssein. Natürlich kann man auf der Fläche t noch Rillen anbringen.

Man sieht, daß der Isolator dadurch eine der Deltaform entgegengesetzte Form erhält, indem der unterste Mantel keine ausladende, sondern eine gegen die Stütze zu verlaufende Form erhält.

Claims (3)

1. Patent-An Sprüche:

   ι . Durchschlagsichere Hochspannungsisolatoren, dadurch gekennzeichnet, daß die bei Entladungen oder bei Beregnung leitenden, einander gegenüberliegenden Isolatorflächen sich nicht umhüllende, sondern mit entgegengesetzter Krümmung versehene Oberflächen bilden.
2. 2. Ausführungsfoxm, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Halsrille und Kopf des Isolators ein oder mehrere Dächer angeordnet werden.
3. 3. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolator eine gegen die Mitte zu verdickte Scheibenform mit isodynamischer Oberfläche erhält.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.