DE4306358A1

DE4306358A1 - Überspannungsableiter

Info

Publication number: DE4306358A1
Application number: DE19934306358
Authority: DE
Inventors: Ingo Gottschalk; Johannes Kirch; Volker Neustadt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1993-02-23
Filing date: 1993-02-23
Publication date: 1994-08-25
Also published as: WO1994019848A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Porzellanschirmkörper, insbesondere ein Porzellanschirmgehäuse für einen Überspan nungsableiter, dessen eines Ende in einem Flansch unter Zwischenlage einer gußfähigen Ausgleichsmasse gefaßt ist.

Ein solcher Überspannungsableiter ist beispielsweise aus der Siemens-Preisliste S. 173f 2. Teil, Febr. 1959 bekannt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem derartigen Porzellanschirmkörper die Ausgleichsmasse so auszubilden, daß eine mechanisch hochfeste und dauerbe ständige Verbindung zwischen dem Porzellanschirmkörper und dem Flansch gegeben ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ausgleichsmasse Verstärkungsfasern aus einem zugfestem Ma terial enthält.

Durch diese Maßnahme entsteht ein hochbelastbarer Verbund werkstoff. Der Anteil von Verstärkungsfasern in der Aus gleichsmasse sollte so gewählt werden, daß trotz einer mög lichst hohen Verfestigung durch die Fasern eine problemlose Vergießbarkeit gewährleistet ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Verstärkungsfasern Aramidfasern sind.

Es ist bekannt, daß durch die Verwendung von Aramidfasern in Verbundwerkstoffen eine sehr hohe Festigkeit erzielt wird. Die Aramidfasern sind leicht zu verarbeiten und im Zusammenhang mit vielen verschiedenen gießbaren Materialien zu verwenden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Verstärkungsfasern Glasfasern sind.

Auch durch die Verwendung von Glasfasern wird eine hochfeste Ausgleichsmasse geschaffen. Glasfasern sind be sonders kostengünstig und temperaturstabil.

Eine weitere vorteilhafte Gestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Verstärkungsfasern Keramikfasern sind.

Keramikfasern bieten sich insbesondere wegen ihrer hohen Temperaturstabilität an.

Die Erfindung kann außerdem vorteilhaft dadurch ausgestal tet sein, daß die Verstärkungsfasern Metallfasern sind. Durch die Beimengung von Metallfasern wird eine besonders hohe Duktilität der Ausgleichmasse erreicht. Außerdem wird durch die Leitfähigkeit der Ausgleichsmasse verhindert, daß sich Teilentladungen zwischen dem Porzellanschirmkörper und dem Flansch nachteilig auf die Ausgleichsmasse auswirken.

Die Erfindung kann weiterhin dadurch ausgestaltet werden, daß die Ausgleichsmasse als wesentlichen Bestandteil reinen Schwefel enthält.

Eine solche Ausgleichsmasse läßt sich bei relativ niedrigen Temperaturen, nämlich etwa 130°C vergießen und erhärtet schnell und problemlos bei Abkühlung.

Insbesondere kann die Erfindung vorteilhaft dadurch gestal tet werden, daß die Ausgleichsmasse etwa 60 Gew.-% Schwefel und 40 Gew.-% Quarzsand sowie die Verstärkungsfasern ent hält.

Die Verwendung von etwa 60 Gew.-% Schwefel und 40 Gew.-% Quarzsand ergibt eine gut vergußfähige und durch den Füll stoff Quarzsand besonders hochfeste Ausgleichsmasse, die durch die Verstärkungsfasern zusätzlich stabilisiert ist.

Die Verstärkungsfasern können vorteilhaft in Form eines Vlies verarbeitet sein.

In diesem Fall kann zunächst das Vlies in den Zwischenraum zwischen dem Porzellanschirmkörper, insbesondere einem Ab leitergehäuse und dem Flansch eingelegt werden und danach kann ein gußfähiger Stoff, beispielsweise ein Schwefelze ment eingegossen werden. Der gußfähige Stoff durchsetzt das Vlies und bildet beim Erhärten mit den Fasern des Vlies einen hochfesten Verbundwerkstoff. Die Fasern sind in Form eines solchen Vlieses besonders einfach zu verarbeiten und durch die Art der Einlage des Vlieses kann eine besonders hohe, auch anisotrop gestaltete Festigkeit der Ausgleichsmasse erreicht werden. Das Vlies kann in beson ders hoher Dichte in die Bereiche höchster mechanischer Be lastung der Ausgleichsmasse eingelegt sein.

Weiterhin kann die Erfindung vorteilhaft dadurch ausgestal tet sein, daß die Verstärkungsfasern eine Länge von mehr als einem Millimeter aufweisen.

Besonders lange Verstärkungsfasern bieten sich bei der Ver wendung mit Zementen als gußfähigen Massen an. Bei der Ver wendung von Epoxidharz als gußfähiger Masse können die Ver stärkungsfasern auch kürzer sein.

Es kann weiterhin vorteilhaft vorgesehen sein, daß die Aus gleichsmasse im wesentlichen aus Epoxidharz besteht. In diesem Fall muß die gußfähige Masse zum Vergießen nicht besonders erhitzt werden. Durch die Verwendung von Epoxid harz wird eine hohe elektrische Isolationsfähigkeit, hohe mechanische Festigkeit bei hoher Elastizität und dabei eine ausreichende Temperaturfestigkeit erreicht.

Es kann auch vorteilhaft vorgesehen sein, daß die Aus gleichsmasse im wesentlichen aus Zement, insbesondere Port landzement besteht.

In diesem Fall ist im wesentlichen eine hohe mechanische Festigkeit und Temperaturbeständigkeit bei leichter Verar beitbarkeit des Zementes gewährleistet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs beispiels in einer Zeichnung gezeigt und anschließend be schrieben.

Dabei zeigt die Figur einen Längsschnitt eines Überspan nungsableiters in einer schematischen Darstellung.

Der Überspannungsableiter 1 weist ein Porzellanschirmgehäu se 2 auf, das an seinem unteren Ende 3 in einem Metall flansch 4 gefaßt ist. Der Metallflansch 4 besteht aus Alu miniumguß.

Das Porzellanschirmgehäuse 2 enthält eine Säule von span nungsabhängigen Widerständen, die in bekannter Weise der Ableitung von Überspannungen dienen. Im Bereich des Flan sches 4 ist eine Bersteinrichtung sowie eine Überströmöff nung 5 für ausströmendes Isoliergas, beispielsweise N₂ vor gesehen. Im Falle einer thermischen Überbeanspruchung des Überspannungsableiters 1 strömt das Gas aus dem Inneren des Porzellanschirmgehäuses 2 durch die Überströmöffnung 5 in Richtung des Pfeiles 6 aus dem Überspannungsableiter 1 aus.

An dem dem Ende 3 des Porzellanschirmgehäuses 2 gegenüber liegenden Ende des Überspannungsableiters 1 kann beispiels weise ein Freileitungsanschluß des Überspannungsableiters 1 befestigt sein. Die untere Basis des Überspannungsableiters muß in diesem Falle den Ableiter stützen und mechanisch stabilisieren, unter Umständen auch im Falle eines Erdbe bens. Es ist daher notwendig, daß die mechanische Verbin dung zwischen dem Flansch 4 und dem Porzellanschirmgehäuse 2, die durch eine Ausgleichsmasse 7 gebildet ist, eine hohe mechanische Stabilität aufweist. Die Ausgleichsmasse ist als Schwefelzement mit einem Anteil von etwa 60 Gew.-% Schwefel und einem Anteil von etwa 40 Gew.-% Quarzsandfül lung sowie einem Anteil von wenigen Gewichtsprozent von Glasfasern gebildet. Die Ausgleichsmasse wird als Mischung von Schwefel, Quarzsand und Verstärkungsfasern auf etwa 130°C erhitzt, in flüssiger Form zwischen das Porzellan schirmgehäuse 1 und den Flansch 4 eingegossen und dort durch Abkühlen ausgehärtet.

Claims

1. Porzellanschirmkörper (2), insbesondere Porzellanschirm gehäuse für einen Überspannungsableiter (1), dessen eines Ende in einem Flansch (4) unter Zwischenlage einer gußfähi gen Ausgleichsmasse (7) gefaßt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsmasse (7) Verstärkungsfasern aus einem zugfe sten Material enthält.

2. Porzellanschirmkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfasern Aramidfasern sind.

3. Porzellanschirmkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfasern Glasfasern sind.

4. Porzellanschirmkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfasern Keramikfasern sind.

5. Porzellanschirmkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfasern Metallfasern sind.

6. Porzellanschirmkörper nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsmasse (7) als wesentlichen Bestandteil reinen Schwefel enthält.

7. Porzellanschirmkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsmasse (7) etwa 60 Gew.-% Schwefel und 40 Gew.-% Quarzsand sowie die Verstärkungsfasern enthält.

8. Porzellanschirmkörper nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfasern in Form eines Vlies verarbeitet sind.

9. Porzellanschirmkörper nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfasern eine Länge von mehr als einem Milli meter aufweisen.

10. Porzellanschirmkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsmasse (7) im wesentlichen aus Epoxidharz be steht.

11. Porzellanschirmkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsmasse (7) im wesentlichen aus Zement, insbe sondere Portlandzement besteht.