DE4209716A1

DE4209716A1 - Compressed gas insulator for HV plant - has flanged earthed casing with mounting ring between flanges and insulator body supporting curved electrode surface

Info

Publication number: DE4209716A1
Application number: DE4209716A
Authority: DE
Inventors: Daniel Bleiker; Thomas Dr Dunz; Sven Forss; Herbert Schifko; Ales Vrana
Original assignee: Asea Brown Boveri AG Switzerland; Asea Brown Boveri AB
Current assignee: ABB Schweiz Holding AG; ABB AB
Priority date: 1992-03-25
Filing date: 1992-03-25
Publication date: 1993-09-30

Abstract

The insulator has an earthed casing with an insulator body supporting an HV electrode with a curved surface. The insulator body is made from partly homogeneous dielectric material and the casing is made from flanged tubular sections bolted together with a mounting ring. During operation of the plant, outside the insulator body, the electric field lines pass across the insulating gas from an electrode to the earthed casing. Within the insulator body, they pass from the electrode to the mounting ring. The insulator body may be made of two different homogeneous dielectric materials. ADVANTAGE - Avoids dielectric weak points irrespective of use to which insulator is put.

Description

Technical field

Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Isolator für eine gasisolierte metallgekapselte Hochspannungsanlage mit einem eine zumindest teilweise gekrümmt ausgebildete, dem Isoliergas ausgesetzte Oberfläche aufweisenden Isolatorkörper, mindestens einer vom Isolatorkörper getragenen und zur Führung von Hochspannung vorgesehenen Elektrode, und einem an einem rohrförmig ausgebildeten Abschnitt der Metallkapselung befestigbaren Montagering, bei dem die Metallkapselung oder die mindestens eine hochspannungsführende Elektrode mit dem Isolatorkörper und dem Isoliergas als Tripelpunkte wirkende gemeinsame Übergangsbereiche aufweisen.The invention is based on an insulator for a gas-insulated metal-enclosed high-voltage system with an at least partially curved, the Surface exposed to insulating gas Insulator body, at least one from the insulator body worn and intended to carry high voltage Electrode, and one on a tubular Section of the metal encapsulating mountable mounting ring, in which the metal encapsulation or the at least one high - voltage electrode with the insulator body and common to the insulating gas acting as triple points Have transition areas.

State of the art

Ein Isolator der eingangs genannten Art ist aus DE-C2-25 26 668 bekannt. Dieser Isolator dient der Abstützung einer hochspannungsführenden Elektrode in einer gasisolierten metallgekapselten Anlage und weist einen zwischen der auf Erdpotential befindlichen Metallkapselung und der hochspannungsführenden Elektrode angeordneten Isolatorkörper auf, welcher rechts und links von ihm in der Metallkapselung befindliches Isoliergas voneinander trennt. Die Oberfläche dieses Isolators ist so gestaltet, daß bei Betrieb der Anlage von der geerdeten Metallkapselung und der hochspannungsführenden Elektrode außerhalb des Isolatorkörpers ausgehende Linien des elektrischen Feldes auf ihrer gesamten Länge außerhalb des Isolatorkörpers verlaufen. Hierdurch wird im Isolator die Gefahr von Gleitentladungen ganz erheblich herabgesetzt.An isolator of the type mentioned is out DE-C2-25 26 668 known. This isolator serves the Support of a high-voltage electrode in one gas-insulated metal-enclosed system and has a between the metal encapsulation at ground potential and the high-voltage electrode Isolator body on which to the right and left of it in the Isolating gas located metal encapsulation separates. The surface of this insulator is designed so that at Operation of the system from the grounded metal enclosure and the high-voltage electrode outside the Insulator body outgoing lines of the electric field along its entire length outside the insulator body run. This eliminates the risk of Sliding discharges are considerably reduced.

Häufig dient ein solcher Isolator lediglich der Stützung der hochspannungsführenden Elektrode. Sein Isolatorkörper weist dann Gasdurchlässe auf, welche die dielektrische Feldverteilung im Isolator, insbesondere entlang seiner dielektrischen Grenzflächen und in seiner näheren Umgebung, ganz wesentlich beeinflussen. Im allgemeinen wird hierbei das elektrische Feld in die Gasdurchlässe, welche das dielektrisch schwächere Medium darstellen, verdrängt. Dadurch werden dielektrische Schwachstellen im Bereich des Isolators geschaffen, die das Isolationsvermögen der gesamten Anlage gegebenenfalls entscheidend herabsetzen.Such an insulator is often only used for support the high-voltage electrode. His insulator body then has gas passages, which the dielectric Field distribution in the isolator, especially along its dielectric interfaces and in its vicinity, influence very significantly. In general, here the electric field in the gas passages, which the represent dielectric weaker medium, displaced. As a result, dielectric weaknesses in the area of Isolators created that the insulation ability of the If necessary, significantly lower the entire system.

Presentation of the invention

Der Erfindung, wie sie im Patentanspruch 1 angegeben ist, liegt die Aufgabe zugrunde, einen Isolator zu schaffen, bei dem unabhängig von seinem Verwendungszweck dielektrische Schwachstellen mit Sicherheit vermieden werden.The invention as specified in claim 1 is based on the task of creating an isolator the dielectric regardless of its intended use Vulnerabilities can be avoided with certainty.

Der Isolator nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß - unabhängig davon, ob er als Schottungsisolator oder als Stützisolator mit Gasdurchlässen ausgebildet ist, - eine unerwünscht hohe dielektrische Belastung seiner Oberflächen und seiner als Tripelpunkte wirkenden Übergangsbereiche zwischen Isolatorkörper, Elektrode und Isoliergas mit Sicherheit vermieden werden. Der Isolator nach der Erfindung weist daher eine besonders hohe Be triebssicherheit auf und kann bei vergleichbarer mechanischer Beanspruchung kleiner bemessen sein als ein Isolator nach dem Stand der Technik. Darüber hinaus kann der erfindungsgemäße Isolator unabhängig von der Spannungsbeanspruchung sowohl in Wechsel- oder Gleichspannungsanlagen als auch in Anlagen eingesetzt werden, in denen Stoßspannungen auftreten.The isolator according to the invention is characterized in that that - regardless of whether it is used as a bulkhead isolator or is designed as a post insulator with gas passages, an undesirably high dielectric load on its Surfaces and its acting as triple points Transition areas between insulator body, electrode and Insulating gas can be avoided with certainty. The isolator according to the invention therefore has a particularly high loading drive safety and can be compared with mechanical stress should be smaller than a State of the art isolator. Furthermore, can the isolator according to the invention regardless of the Voltage stress both in alternating or DC voltage systems as well as used in systems in which surge voltages occur.

Brief description of the invention

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigtThe invention will now be described with reference to drawings explained. Here shows

Fig. 1 eine Aufsicht auf einen axial geführten Schnitt durch einen oberhalb der Achse gelegenen Teil einer axialsymmetrisch ausgebildeten ersten Ausführungsform des Isolators nach der Erfindung, Fig. 1 is a plan view of an axial section through a part of a lying above the axis of axial symmetry formed first embodiment of the insulator according to the invention,

Fig. 2 eine Aufsicht auf einen axial geführten Schnitt durch eine axialsymmetrisch ausgebildete zweite Ausführungsform des Isolators nach der Erfindung, Fig. 2 is a plan view of an axial section through an axially symmetrically formed second embodiment of the insulator according to the invention,

Fig. 3 eine Aufsicht in axialer Richtung auf den Isolator gemäß Fig. 2, Fig. 3 is a plan view in the axial direction of the insulator of Fig. 2,

Fig. 4 eine Aufsicht in axialer Richtung auf eine axialsymmetrisch ausgebildete, Gasdurchlässe aufweisende dritte Ausführungsform des Isolators nach der Erfindung, Fig. 4 is a plan view in the axial direction to an axially symmetrically formed, gas passages having third embodiment of the insulator according to the invention,

Fig. 5 eine Aufsicht in axialer Richtung auf eine axialsymmetrisch ausgebildete, Gasdurchlässe aufweisende vierte Ausführungsform des Isolators nach der Erfindung, und Figure 5 is a plan view in the axial direction to an axially symmetrical formed, the gas passages having fourth embodiment. Of the insulator according to the invention, and

Fig. 6 eine Aufsicht auf den Isolator gemäß Fig. 1 im Bereich eines Tripelpunktes. Fig. 6 is a plan view of the insulator of FIG. 1 in the region of a triple point.

Way of carrying out the invention

In allen Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen auch auf gleichwirkende Teile. Mit den Bezugszeichen 1, 2 sind zwei geerdete metallene Rohre einer Metallkapselung 3 bezeichnet. Die Metallkapselung 3 ist mit einem Isoliergas, wie etwa Schwefelhexafluorid, von bis zu mehreren bar Druck gefüllt. Die Rohre 1, 2 sind an einander gegenüberstehenden Enden mit Flanschen 4, 5 versehen, zwischen denen mittels einer Verschraubung 6 ein als kreisringförmiger Außenrand ausgebildeter, leitfähiger oder isolierender Montagering 7 eines Isolators 8 gasdicht eingespannt ist. Der Isolator 8 weist einen flächenhaften Isolatorkörper 9 auf, welcher wie dargestellt, im wesentlichen scheibenförmig ist, ohne weiteres aber auch eine andere flächenhafte Form aufweisen und beispielsweise trichterförmig ausgebildet sein kann. Der Isolatorkörper 9 stützt eine im Inneren der Metallkapselung 3 befindliche und Hochspannung führende Elektrode 10, wie ein Leiterteil, gegen die geerdete Metallkapselung 3 ab. Anstelle des dargestellten einzigen Leiters 10 kann der Isolatorkörper 9 bei geeigneter Ausbildung selbstverständlich auch mehr als einen Leiter, beispielsweise mehrere Phasenleiter, abstützen.In all figures, the same reference numerals also refer to parts having the same effect. The reference numerals 1 , 2 denote two grounded metal tubes of a metal encapsulation 3 . The metal encapsulation 3 is filled with an insulating gas, such as sulfur hexafluoride, of up to several bar pressure. The tubes 1 , 2 are provided at opposite ends with flanges 4 , 5 , between which, by means of a screw connection 6, a conductive or insulating mounting ring 7 of an insulator 8 formed as a circular outer edge is clamped in a gas-tight manner. The insulator 8 has a planar insulator body 9 which, as shown, is essentially disk-shaped, but can also have another planar shape without further ado and can, for example, be funnel-shaped. The insulator body 9 supports an electrode 10 located inside the metal encapsulation 3 and carrying high voltage, such as a conductor part, against the grounded metal encapsulation 3 . Instead of the single conductor 10 shown , the insulator body 9 can of course also support more than one conductor, for example a plurality of phase conductors, with a suitable design.

Der Isolatorkörper 9 ist als Schottungswand ausgebildet und weist zwei dem rechts und links von ihm befindlichen Isoliergas ausgesetzte Oberflächen 11, 12 aus. Diese Oberflächen sind gekrümmt ausgebildet. Hierdurch wird zum einen erreicht, daß der Kriechweg zwischen der Elektrode 10 und der Metallkapselung 3 verlängert wird, zum anderen aber auch, daß der Isolator 8 das bei Betrieb der Anlage wirksame elektrische Feld nicht beeinflußt. Um diesen Zweck zu erreichen, sind zum einen die beiden Oberflächen 11, 12 derart ausgebildet, daß bei Betrieb der Anlage außerhalb des Isolatorkörpers 9 von der Elektrode 10 und der Metallkapselung 3 ausgehende Linien 13 des elektrischen Feldes auf ihrer gesamten Länge außerhalb des Isolatorkörpers 9 im Isoliergas verlaufen, daß innerhalb des Isolatorkörpers 9 von der Elektrode 10 und dem Montagering 7 sowie der Metallkapselung 3 ausgehende Linien 14 des elektrischen Feldes auf ihrer gesamten Länge innerhalb des Isolatorkörpers 9 verlaufen, und daß von Tripelpunkten 15 ausgehende, nicht dargestellte Linien des elektrischen Feldes in einer der Oberflächen 11 oder 12 des Isolatorkörpers 9 verlaufen. Zum anderen ist der Isolatorkörper 9 zugleich aus einem dielektrisch homogenen Material, wie etwa Gießharz, aufgebaut. Die Tripelpunkte 15 befinden sich hierbei in den Bereichen des Isolators 8, in denen die Metallkapselung 3 oder die hochspannungsführende Elektrode 10 mit dem Isolatorkörper 9 und dem Isoliergas gemeinsame Übergangsbereiche aufweisen.The insulator body 9 is designed as a partition wall and has two surfaces 11 , 12 which are exposed to the insulating gas located to its right and left. These surfaces are curved. In this way, it is achieved, on the one hand, that the creepage distance between the electrode 10 and the metal encapsulation 3 is lengthened, and, on the other hand, that the insulator 8 does not influence the electrical field which is effective during operation of the system. In order to achieve this purpose, on the one hand, the two surfaces 11 , 12 are formed in such a way that, when the system is operating outside the insulator body 9 , lines 13 of the electric field extending from the electrode 10 and the metal encapsulation 3 extend over their entire length outside the insulator body 9 in Isoliergas run that within the insulator body 9 from the electrode 10 and the mounting ring 7 and the metal encapsulation 3 outgoing lines 14 of the electric field over their entire length within the insulator body 9 , and that from triple points 15 , not shown lines of the electric field in one of the surfaces 11 or 12 of the insulator body 9 extend. On the other hand, the insulator body 9 is also made of a dielectric homogeneous material, such as cast resin. The triple points 15 are located in the regions of the insulator 8 in which the metal encapsulation 3 or the high-voltage electrode 10 have common transition regions with the insulator body 9 and the insulating gas.

Der Isolator gemäß Fig. 1 weist an seinen dem Isoliergas ausgesetzten Oberflächen 11, 12 ausschließlich tangentiale Komponenten der elektrischen Feldstärke auf. In Richtung der Normalen auf die Oberflächen 11, 12 wirkende Komponenten der elektrischen Feldstärke treten nicht mehr auf. Hierdurch werden unerwünschte Aufladungsprozesse an den Oberflächen 11, 12 des Isolators 8 unterdrückt und entfallen daher flächenladungsbedingte Feldverzerrungen mit Isolationsschwachstellen.The insulator shown in FIG. 1 has, on its insulating the exposed surfaces 11, 12 exclusively tangential components of the electric field strength. Components of the electric field strength acting on the surfaces 11 , 12 in the direction of the normal no longer occur. As a result, undesired charging processes on the surfaces 11 , 12 of the insulator 8 are suppressed and field distortions due to surface charge with insulation weak points are therefore eliminated.

Je zwei Feldlinien, z. B. die mittlere der drei in der Fig. 1 angegebene Feldlinien 14 und eine in einer der Oberflächen 11, 12 verlaufende Feldlinie, begrenzen einen Teilbereich des Isolatorkörpers 9, in dem sich die ursprünglich vorhandene Verteilung des elektrischen Feldes dann nicht ändert, wenn das zuvor erwähnte homogene dielektrische Material des Isolators 8 dem elektrischen Feld der Anlage ausgesetzt wird. Ein derart aufgebauter Isolator beeinflußt das ursprünglich vorhandene elektrische Feld auch dann nicht, wenn es statt mit Wechselspannung mit Gleich- oder Stoßspannung beaufschlagt wird.Two field lines, e.g. B. the middle of the three field lines 14 shown in FIG. 1 and a field line running in one of the surfaces 11 , 12 , delimit a partial area of the insulator body 9 in which the originally existing distribution of the electric field does not change if that previously mentioned homogeneous dielectric material of the insulator 8 is exposed to the electrical field of the system. An insulator constructed in this way does not influence the originally existing electrical field even if it is subjected to direct or surge voltage instead of alternating voltage.

Aus den Fig. 2 und 3 ist ein erfindungsgemäß ausgeführter, stark vereinfacht dargestellter Isolator ersichtlich, bei dem der Isolatorkörper 9 aus drei jeweils homogenes dielektrisches Material enthaltenden und von Linien des elektrischen Feldes begrenzten Teilbereichen 16, 17, 18 aufgebaut ist. Jeder der drei dargestellten Teilbereiche kann ein anderes Material aufweisen als jeder der übrigen Teilbereiche. Wichtig ist vor allem, daß das Material in jedem der Teilbereiche homogen ist, und daß die Teilbereiche von den Linien 14 des elektrischen Feldes begrenzt sind. Der Teilbereich 18 ist röhrenförmig ausgebildet und ist in Richtung der Achse des Montageringes 7 gegenüber den beiden anderen Teilbereichen 16, 17 versetzt angeordnet. Die beiden Teilbereiche 16 und 17 sind jeweils durch axial geführte Schnitte aus einem röhrenförmigen Teilbereich herausgetrennt und sind azimutal um die Achse des Montageringes 7 gegeneinander versetzt angeordnet. Ein derartiger Isolator kann wegen seines Aufbaus aus Teilbereichen vielfache Funktionen erfüllen, wobei unerwünschte Entladungsprozesse an seinen Oberflächen und damit flächenladungsbedingte Feldverzerrungen mit Isolationsschwachstellen vermieden werden.From FIGS. 2 and 3 according to the invention executed, simplistic illustrated insulator can be seen, in which the insulator body 9 of three each homogeneous dielectric material-containing and of the electric field lines limited partial regions 16, 17, 18 is constructed. Each of the three partial areas shown can have a different material than each of the remaining partial areas. It is particularly important that the material in each of the partial areas is homogeneous and that the partial areas are delimited by the lines 14 of the electric field. The partial area 18 is tubular and is arranged offset in the direction of the axis of the mounting ring 7 with respect to the other two partial areas 16 , 17 . The two sections 16 and 17 are each separated from a tubular section by axially guided cuts and are arranged azimuthally offset from one another about the axis of the mounting ring 7 . Such an isolator can perform multiple functions due to its construction from partial areas, undesired discharge processes on its surfaces and thus field charge-related field distortions with insulation weak points are avoided.

Bei der in Fig. 4 in Aufsicht und stark vereinfacht dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Isolators sind als Teilbereiche längs der Feldlinien erstreckte und mit dem Isoliergas der Hochspannungsanlage gefüllte Gasdurchlässe 19 im Isolatorkörper 9 vorgesehen. Die Gasdurchlässe 19 sind in Umfangsrichtung begrenzt von kreissektorförmigen Speichen 20 des Isolatorkörpers 9. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, sind die Speichen 20 jeweils mit einem ihrer beiden Enden auf der Elektrode 10 und mit dem anderen Ende jeweils auf der Metallkapselung 3 oder dem - Montagering 7 abgestützt. Beim Einbau eines solchermaßen ausgebildeten, nichtschottenden Isolators 8 in die Hochspannungsanlage verzerren auch großflächige Gasdurchlässe 19 das ohne Isolator in der Anlage herrschende elektrische Feld nicht, und es werden so Isolationsschwachstellen in der Anlage vermieden.In the embodiment of the insulator according to the invention shown in a top view and in a greatly simplified form in FIG. 4, gas passages 19 are provided in the insulator body 9 as partial areas along the field lines and filled with the insulating gas of the high-voltage system. The gas passages 19 are delimited in the circumferential direction by circular sector-shaped spokes 20 of the insulator body 9 . As can be seen from FIG. 4, the spokes 20 are each supported with one of their two ends on the electrode 10 and with the other end in each case on the metal encapsulation 3 or the mounting ring 7 . When installing a non-partitioning insulator 8 designed in this way in the high-voltage system, even large-area gas passages 19 do not distort the electrical field prevailing in the system without an insulator, and insulation weak points in the system are thus avoided.

Die aktive Fläche der Gasdurchlässe 19 kann durch die Belegungsdichte und die Breite der Speichen 20 in einem breiten Bereich eingestellt werden. Hiermit läßt sich eine wirksame Entlastung des ansteigenden Gasdruckes bei einem Lichtbogenfehler in einem rechts oder links vom Isolator 8 gelegenen Teil der Anlage erreichen.The active area of the gas passages 19 can be set in a wide range by the occupancy density and the width of the spokes 20 . This allows effective relief of the rising gas pressure in the event of an arc fault in a part of the system located to the right or left of the insulator 8 .

Es ist besonders zu empfehlen, die die Gasdurchlässe 19 begrenzenden Bereiche der hochspannungsführenden Elektrode 10 und der Metallkapselung 3 oder des Montageringes 7 entsprechend der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Isolators gemäß Fig. 5 jeweils mit einer Schicht 21, 22 aus homogenem Isoliermaterial zu bedecken. Hierdurch wird die Ausbildung der bevorzugt von einer nicht abgedeckten Metalloberfläche, wie der Elektrode 10 oder der Metallkapselung 3, startenden Gasentladungen weitgehend verhindert. Zur Vermeidung unerwünschter Feldverzerrungen sollten die Dicken der Schichten in radialer Richtung die folgende Ungleichung erfüllen:
d_i1 + d_i2 « d_i1 + d_i2 + d_g, wobei
d_i1 die Dicke der an der hochspannungsführenden Elektrode 10 vorgesehenen Schicht 21,
d_i2 die Dicke der an der Metallkapselung 3 oder dem Montagering 7 vorgesehenen Schicht 22, und
dg die Ausdehnung der Gasdurchlässe 19 in radialer Richtung bedeuten.It is particularly recommended that the areas of the high-voltage electrode 10 and the metal encapsulation 3 or the mounting ring 7 delimiting the gas passages 19 are each covered with a layer 21 , 22 of homogeneous insulating material in accordance with the embodiment of the insulator according to the invention according to FIG. 5. This largely prevents the formation of the gas discharges which preferably start from an uncovered metal surface, such as the electrode 10 or the metal encapsulation 3 . To avoid undesirable field distortions, the thicknesses of the layers in the radial direction should satisfy the following inequality:
d _i1 + d _i2 «d _i1 + d _i2 + d _g , where
d _i1 the thickness of the layer 21 provided on the high-voltage electrode 10 ,
d _i2 the thickness of the layer 22 provided on the metal encapsulation 3 or the mounting ring 7 , and
dg mean the expansion of the gas passages 19 in the radial direction.

Um im Bereich der Tripelpunkte 15 den Einsatz unerwünschter Entladungen zu vermeiden, ist es vorteilhaft, jeden der Tripelpunkten 15 in einem vom elektrischen Feld der Hochspannungsanlage weitgehend abgeschirmten Bereich anzuordnen. Ein solcher Bereich ist in Fig. 6 dargestellt. Für die elektrische Feldstärke im Isoliergas und im Isolatorkörper sollte folgende Bedingung gelten:
E₁ = E₂ < (ε₁/ε₂)·E_c = (1/ε₂)·E_c, wobei
E₁ die elektrische Feldstärke im Isoliergas,
E₂ die elektrische Feldstärke im Isolatorkörper 9,
E_c die kritische elektrische Feldstärke im Isoliergas,
ε₁ die Dielektrizitätszahl im Isoliergas, und
ε₂ die Dielektrizitätszahl im Isolatorkörper 9 bedeuten.In order to avoid the use of undesired discharges in the area of the triple points 15 , it is advantageous to arrange each of the triple points 15 in an area largely shielded from the electrical field of the high-voltage system. Such an area is shown in FIG. 6. The following condition should apply to the electrical field strength in the insulating gas and in the insulator body:
E ₁ = E ₂ <(ε ₁ / ε ₂ ) · E _c = (1 / ε ₂ ) · E _c , where
E ₁ the electric field strength in the insulating gas,
E ₂ the electric field strength in the insulator body 9 ,
E _c the critical electric field strength in the insulating gas,
ε ₁ the dielectric constant in the insulating gas, and
ε ₂ mean the dielectric constant in the insulator body 9 .

Die kritische Feldstärke E_c in SF₆ beträgt 89 [kV/(cm·bar)]·p [bar]. Bei einem Gasdruck von 4,5 bar ist E_c in SF₆ daher 400 kV/cm. Für Luftisolation ist die kritische Feldstärke E_c 25 [kV/(cm.bar].p [bar]. Bei Atmosphärendruck beträgt E_c daher 25 kV/cm. The critical field strength E _c in SF ₆ is 89 [kV / (cm · bar)] · p [bar]. At a gas pressure of 4.5 bar, E _c in SF _{6 is} therefore 400 kV / cm. For air insulation, the critical field strength E _{c is} 25 [kV / (cm.bar] .p [bar]. At atmospheric pressure, E _{c is} therefore 25 kV / cm.

BezugszeichenlisteReference list

1, 2 Rohre
3 Metallkapselung
4, 5 Flansche
6 Verschraubung
7 Montagering
8 Isolator
9 Isolatorkörper
10 Elektrode
11, 12 Oberflächen
13, 14 Feldlinien
15 Tripelpunkte
16, 17, 18 Teilbereiche
19 Gasdurchlässe
20 Speichen
21, 22 Schichten 1, 2 pipes
3 metal encapsulation
4, 5 flanges
6 screw connection
7 mounting ring
8 isolator
9 insulator body
10 electrode
11, 12 surfaces
13, 14 field lines
15 triple points
16, 17, 18 sections
19 gas outlets
20 spokes
21, 22 layers

Claims

1. Insulator ( 8 ) for a gas-insulated metal-encapsulated high-voltage system with an insulator body ( 9 ) having an at least partially curved surface ( 11 , 12 ) exposed to the insulating gas, at least one electrode carried by the insulator body ( 9 ) and provided for guiding high voltage ( 10 ), and a mounting ring ( 7 ) which can be fastened to a tubular section of the metal encapsulation ( 3 ), in which the metal encapsulation ( 3 ) or the at least one high-voltage-carrying electrode ( 10 ) with the insulator body ( 9 ) and the insulating gas as triple points ( 15 ) have common transition areas, characterized in that the insulator body ( 9 ) contains at least partially homogeneous dielectric material and is designed such that when the system is operated outside the insulator body ( 9 ), the electrode ( 10 ) and the metal encapsulation ( 3 ) start Lines ( 13 ) of the electric field their entire length outside the insulator body ( 9 ) in the insulating gas, inside the insulator body ( 9 ) from the at least one electrode ( 10 ) and the mounting ring ( 7 ) and the metal encapsulation ( 3 ) lines ( 14 ) of the electric field extending over their entire length Length within the insulator body ( 9 ), and lines of the electric field extending from the triple points ( 15 ) run in the at least one curved surface ( 11 , 12 ) of the insulator body (9).

2. Insulator according to claim 1, characterized in that the insulator body ( 9 ) has at least two different, but homogeneous dielectric material containing and from the field lines ( 14 ) limited portions ( 16 , 17 , 18 ).

3. Insulator according to claim 2, characterized in that the at least two partial areas ( 16 , 18 ) in the direction of the axis of the mounting ring ( 7 ) are arranged offset from one another.

4. Insulator according to claim 2, characterized in that the at least two partial areas ( 16 , 17 ) are arranged azimuthally offset from one another about the axis of the mounting ring ( 7 ).

5. Insulator according to claim 4, characterized in that at least a third homogeneous dielectric material containing and of field lines ( 14 ) limited sub-area ( 18 ) is provided, which relative to the at least two sub-areas ( 16 , 17 ) in the direction of the axis of the mounting ring ( 7 ) is arranged offset.

6. Insulator according to one of claims 1 to 5, characterized in that the insulator body ( 9 ) along the field lines ( 14 ) and has filled with insulating gas passages ( 19 ).

7. Insulator according to claim 6, characterized in that the gas passages ( 19 ) of circular sector-shaped spokes ( 20 ) of the insulator body ( 9 ) are limited.

8. Insulator according to claim 7, characterized in that the gas passages ( 19 ) delimiting areas of the high-voltage electrode ( 10 ) and the metal encapsulation ( 3 ) or the mounting ring ( 7 ) are each covered with a layer ( 21 , 22 ) of homogeneous insulating material .

9. Insulator according to claim 8, characterized in that the thicknesses of the layers ( 21 , 22 ) satisfy the following inequality in the radial direction:
d _i1 + d _i2 «d _i1 + d _i2 + d _g where
d _i1 the thickness of the layer ( 21 ) provided on the high-voltage electrode,
d _i2 the thickness of the layer ( 22 ) provided on the mounting ring ( 7 ), and
d _g mean the expansion of the gas passages ( 19 ) in the radial direction.

10. Insulator according to one of claims 1 to 9, characterized in that the triple points ( 15 ) are each arranged in an area largely shielded from the electrical field of the system, in the following condition for the electrical field strength in the insulating gas and in the insulator body ( 9 ) applies:
E ₁ = E ₂ <(ε ₁ / ε ₂ ) · E _c = (1 / ε ₂ ) · E _c , where
E ₁ the electric field strength in the insulating gas,
E ₂ the electric field strength in the insulator body ( 9 ),
E _c the critical electric field strength in the insulating gas,
ε ₁ the dielectric constant in the insulating gas, and
ε ₂ which mean the dielectric constant in the insulator body ( 9 ).