DE4319682A1 - Isolator mit internem Verbindungskanal - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Isolator für Freiland-Hochspannungsanlagen, der einen internen Verbin­ dungskanal zum Transport von Kühlflüssigkeit durch den Isola­ tor zu einer elektrischen Einrichtung zur Kühlung derselben oder zum Aufnehmen eines Lichtwellenleiters aufweist. Weiter­ hin betrifft die vorliegende Erfindung eine Kühlanlage für elektrische Hochspannungsgeräte mit einer nichtleitenden Stützkonstruktion, die den Isolator mit internem Verbindungs­ kanal zum Transport von Kühlflüssigkeit einschließt.

Isolatoren werden allgemein zum Stützen bzw. Haltern von elektrischen Hochspannungsbauteilen verwendet, um diese Bau­ teile in einer beabstandeten Anordnung relativ zu anderen Einrichtungen und der Erde zu halten. Die Stützeinrichtungen werden normalerweise auf oder sehr nahe an Erdpotential ge­ halten. Für spezielle Anwendungen können die Stützeinrichtun­ gen mit einem höheren elektrischen Potential mit Energie ver­ sorgt werden.

Ein Isolator ist im US-Patent Nr. 3,898,372 von Kalb aufge­ zeigt. Dieser Isolator enthält einen zentralen Stab aus iso­ lierendem Material, wie zum Beispiel Fiberglas. Die Enden des Stabes enthalten Verbindungseinrichtungen zum Anbringen des Stabes an Übertragungsleitungen und anderen Bauteilen und an Halteeinrichtungen. Der Stab wird von einer Reihe von Iso­ lierglocken aus einem gummiähnlichen Polymermaterial umgeben, beispielsweise aus EPM. Die Isolierglocken sind über die Ge­ samtlänge des Stabes verteilt und bilden einen langen äußeren Oberflächenweg. Ein dielektrisches Material füllt die Räume zwischen den Isolierglocken und dem Isolatorzentralstab, um Leeräume zwischen dem Stab und den Isolierglocken zu füllen und verunreinigende Stoffe und Feuchtigkeit auszuschließen, die andernfalls einen Leitungsweg bilden könnten.

Ein weiterer Isolator ist im US-Patent Nr. 4,610,033 von Fox aufgezeigt. Dieser Isolator bietet einen Kanal für einen Lichtwellenleiter, der durch den Isolator zwischen Gehäusen an gegenüberliegenden Enden der Isolierglocken verläuft. Der bzw. die Lichtwellenleiter können einen Kommunikationsweg zwischen einem Sensor an einer elektrischen Einrichtung und einer Erdungsstelle bilden oder eine Kommunikationsverbindung zwischen zwei Erdungsstellen mit einem Leiter, der sich ent­ lang einer Übertragungsleitung erstreckt. Der Lichtwellenlei­ ter ist in einer offenen Nut in einem Stützstab des Isolators angeordnet, so daß der Lichtwellenleiter Beschädigungen aus­ gesetzt und gegenüber diesen empfindlich ist und nicht ohne Ersetzen des gesamten Isolators repariert werden kann.

Während diese Isolatoren für ihre beabsichtigten Verwendungs­ zwecke nutzbar sind, befriedigen sie nicht alle betrieblichen Erfordernisse. Insbesondere können diese bekannten Isolatoren dort nicht effektiv arbeiten, wo eine Fremdkühlung erwünscht oder erforderlich ist.

Die Leistungsaufnahme bzw. die Belastbarkeit von elektrischen Hochspannungseinrichtungen ist gewöhnlich durch die Betriebstemperatur der Leiter und dielektrischen Materialien der Einrichtung begrenzt. Die Nennleistungen können oftmals durch die Kühlung kritischer Bauteile wesentlich erhöht wer­ den. Flüssigkeitskühlsysteme mit geschlossenem Kühlkreislauf sind besonders wirksam, wenngleich auch Kühlsysteme mit of­ fenem Kreislauf verwendet werden können.

Somit ist der Bedarf für Zwangs- bzw. Fremdkühlsysteme mit zirkulierender Kühlflüssigkeit für elektrische Freiland-Hoch­ spannungseinrichtungen entstanden. Zusätzlich besteht Bedarf für einen Isolator mit einem Kanal für Lichtwellenleiter, der besseren Schutz bietet und das Ersetzen oder die Reparatur der Lichtwellenleiter ermöglicht.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Isolator mit einem internen Verbindungskanal zum Transport bzw. Durchlei­ ten von Kühlflüssigkeit oder zum Aufnehmen eines Lichtwellen­ leiters für elektrische Freiland-Hochspannungsanlagen aufzuzeigen, der effektiv arbeitet, robust aufgebaut und ein­ fach sowie preiswert herzustellen ist. Weiter ist es Aufgabe der Erfindung, einen Isolator mit Isolierglocken aufzuzeigen, der einen Verbindungskanal zum Durchleiten einer dielektri­ schen Kühlflüssigkeit aufzeigt, wobei die Flüssigkeit zum Ab­ leiten der von unter Strom stehenden elektrischen Einrichtun­ gen erzeugten Wärme dient, um diese Einrichtungen zu kühlen und die Belastbarkeit bzw. deren Leistungsaufnahme zu erhö­ hen. Weiter ist es Aufgabe der Erfindung, ein Kühlsystem für elektrische Hochspannungsgeräte aufzuzeigen, das einen robu­ sten Aufbau aufweist, einfach und preiswert herzustellen und zu installieren ist und einen festen und betriebssicheren Aufbau zum Schutz der elektrischen Einrichtung bietet.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus Patentanspruch 1, 12 und 15. Unteransprüche zeigen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.

Die vorstehende Aufgabe wird durch einen Isolator mit inter­ nem Verbindungs- bzw. Transportkanal zum Durchleiten von Flüssigkeit für elektrische Freiland-Hochspannungsanlagen ge­ löst, umfassend ein längliches Rohr aus nichtleitendem Mate­ rial, ein längliches Isolierglockengehäuse, das die Außenflä­ che des Rohres umgibt und bedeckt, und an den entgegengesetz­ ten Enden des Rohres angeordnete Kupplungseinrichtungen. Das Rohr weist einen in Längsrichtung durch das Rohr verlaufenden Flüssigkeitstransportkanal auf. Die Kupplungseinrichtungen verbinden das Rohr mit Leitungen zum Transport von Kühlflüs­ sigkeit in den bzw. aus dem Flüssigkeitstransportkanal.

Vorstehende Aufgabe wird weiter durch ein Kühlsystem für elektrische Hochspannungseinrichtungen gelöst. Das Kühlsystem umfaßt eine elektrische Einrichtung und eine mit dieser elek­ trischen Einrichtung verbundene, nichtleitende Stützeinrich­ tung. Die elektrische Einrichtung weist eine Einlaß- und eine Auslaßöffnung für ein Kühlmittel auf. Die Stützeinrichtung umfaßt einen ersten Isolator mit einem länglichen Rohr aus nichtleitendem Material mit einem in Längsrichtung durch das Rohr verlaufenden Flüssigkeitstransportkanal, ein längliches Isolierglockengehäuse, das die Außenfläche des Rohres umgibt und bedeckt, sowie an entgegengesetzten Enden des Rohres an­ geordnete Einlaß- und Auslaßkupplungseinrichtungen zum Trans­ portieren der Flüssigkeit in den bzw. aus dem Transportkanal. Eine erste Verbindungseinrichtung verbindet die Einlaßöffnung der elektrischen Einrichtung mit der Auslaßkupplungsein­ richtung des Isolators, während eine zweite Verbindungsein­ richtung die Einlaßkupplungseinrichtung des Isolators mit ei­ nem Wärmetauscher an Erdpotential verbindet.

Auf diese Weise kann der Isolator ein Zwangs- bzw. Fremdkühl­ mittel zu und/oder von der elektrischen Einrichtung transpor­ tieren, um diese zu kühlen. Der Isolator und das den Isolator einschließende System können ein Kühlmedium, insbesondere einen Flüssigkeitsstrom zwischen einem Hochspannungspotential und einem Erdpotential transportieren, wobei es elektrisch isoliert ist und gegen die Einflüsse der Freilandumgebung ge­ schützt ist.

Desweiteren wird vorstehende Aufgabe durch einen Isolator für elektrische Freiland-Hochspannungsanlagen gelöst, der einen länglichen, nichtleitenden Stab mit einer in Längsrichtung verlaufenden Nut in der Außenfläche des Stabes umfaßt. Ein längliches hohles Rohr wird in der Nut befestigt und bildet einen Verbindungskanal durch diese. Ein längliches Isolier­ glockengehäuse umgibt und bedeckt den Stab und das Rohr. Ver­ bindungseinrichtungen sind an den entgegengesetzten Enden des Rohres angeordnet. Der Verbindungskanal kann eine Kühl­ flüssigkeit transportieren oder einen Lichtwellenleiter aufnehmen.

Weitere Aufgaben, Vorteile und wesentliche Merkmale der vor­ liegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich, die in Verbindung mit den Figuren bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung aufzeigt. Es zei­ gen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Anordnung einer elektrischen Hochspannungseinrichtung mit Fremdküh­ lung gemäß vorliegender Erfindung;

Fig. 2 eine teilgeschnittene Seitenansicht eines Isolators des Kühlsystems aus Fig. 1;

Fig. 3 eine vergrößerte teilgeschnittene Seitenansicht eines Rohres für den Isolator aus Fig. 2;

Fig. 4 eine Seitenansicht eines Isolators gemäß einer zwei­ ten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 eine Schnittdarstellung in Draufsicht auf den Iso­ lator aus Fig. 4;

Fig. 6 eine teilweise geschnittene Teilseitenansicht eines Isolators, der gemäß vorliegender Erfindung ein Lei­ tungsrohr für einen Lichtwellenleiter bildet, wobei jedoch der Leiter nicht dargestellt ist; und

Fig. 7 eine Schnittdarstellung des Isolators in Draufsicht entlang einer Linie 7-7 in Fig. 6.

Wie Fig. 1 zeigt, ist die vorliegende Erfindung in einer elektrischen Hochspannungsanlage oder -einrichtung dar­ gestellt. In der hier dargestellten beispielhaften Anlage ist die zu kühlende elektrische Einrichtung 10 eine Reihenkompen­ sations-Kondensatorbank, wie sie in Hochspannungs-Übertra­ gungsleitungen zum Ausgleich der Induktivität verwendet wird.

Die Einrichtung wird über der Erde 12 durch geeignete her­ kömmliche Isolatoren (nicht dargestellt) gehaltert. Drei Iso­ latoren 14, 16 und 18 sind mechanisch und elektrisch mit der stromdurchflossenen Plattform für die Einrichtung 10 verbun­ den. Der Isolator 14 enthält durch ihn verlaufende Lichtwel­ lenleiter und kann der im US-Patent Nr. 4,610,033 von Fox mit dem Titel Insulator with Fiber Optic Communication Channel, erteilt am 2. September 1986, aufgezeigten Bauart entspre­ chen, dessen Gegenstand durch Bezugnahme hierin eingeschlos­ sen ist. Alternativ kann der Isolator 14 auch als Isolator der nachfolgend in Verbindung mit Fig. 6 und 7 beschriebenen Bauart ausgebildet sein.

Isolatoren 16 und 18 sind identisch und bieten parallele Kühlwege, die Abschnitte des geschlossenen Flüssigkeitskühl­ kreislaufes bilden. Der Isolator 16 transportiert Kühlflüs­ sigkeit von einem Wärmetauscher 20 zur elektrischen Einrich­ tung, während der Isolator 18 die Kühlflüssigkeit von der Einrichtung zurück zum Wärmetauscher transportiert.

Da die Isolatoren 16 und 18 identisch sind, wird nur einer der Isolatoren detailliert beschrieben. In Fig. 2 und 3 ist der Isolator 16 in seinem Transportzustand vor dem Einbau in eine elektrische Hochspannungseinrichtung wie die in Fig. 1 dargestellte gezeigt. Der Isolator gemäß der ersten Ausfüh­ rungsform, die in Fig. 2 und 3 dargestellt ist, umfaßt ein hohles, gerade kreisförmiges zylindrisches Rohr 22 aus nicht­ leitendem Kunststoffmaterial. Das nichtleitende Kunststoffma­ terial ist vorzugsweise Polypropylen hoher Dichte oder PVDF (Polyvinylidenfluorid). Ein Adapterpaßstück bzw. ein Kupp­ lungsstück 24 ist mit dem unteren Ende des Rohres 22 durch Schweißstellen 26 schmelzverschweißt. Das Kupplungsstück 24 ist innen hohl und steht in flüssigkeitsführender Verbindung mit dem hohlen Inneren des Rohres 22 und bildet so den Ver­ bindungskanal für die Kühlflüssigkeit. Das dem Rohr abge­ wandte Ende des Kupplungsstücks ist mit einem Außengewinde zum Anschluß an ein Leitungsrohr versehen.

Ein Paßstück 28 mit Anschweißbund ist an der Außenfläche in der Nähe des Kupplungsstückes 24, jedoch von diesem beabstan­ det, befestigt. Das Paßstück mit Anschweißbund ist am Rohr durch Schweißstellen 30 befestigt. Das Paßstück 28 hat einen geraden kreisförmigen zylindrischen Abschnitt 32, der entlang der Längsachse des Rohres 22 nach oben verläuft, und einen radial nach außen verlaufenden ringförmigen Flanschabschnitt 34 am unteren Ende des zylindrischen Abschnitts 32.

Ein ringförmiger Verstärkungsring 36 wird, wie in Fig. 2 dar­ gestellt, über das obere Ende des Rohres 22 geführt, bis er auf dem Paßstück 28 aufliegt. Der Flanschabschnitt 34 liegt unter dem Verstärkungsring. Der zylindrische Abschnitt 32 verläuft mit einem gewissen Spiel durch die Mittelöffnung im Verstärkungsring, um eine Drehung relativ zueinander zu er­ möglichen.

Mehrere Bohrungen 38 verlaufen parallel zu der Längsachse des Verstärkungsringes von dieser beabstandet. Die Bohrungen 38 nehmen Bolzen 40 auf. In Verbindung mit Muttern 42 und Schei­ ben 44 verbinden die Bolzen 40 das untere Ende des Isolators 16 fest mit einer Tragplatte 46 (siehe Fig. 1).

Nach dem Aufsetzen des Verstärkungsrings 36 auf das Paßstück 28 wird eine allgemein gerade kreisförmige, zylindrische End­ hülse 48 über das obere Rohrende geschoben und auf den Ver­ stärkungsring und das Paßstück 28 aufgesetzt. Der untere Endabschnitt 50 der Endhülse 48 hat einen verringerten Durch­ messer, so daß seine Stärke im wesentlichen gleich der des zylindrischen Abschnittes 32 des Paßstückes 28 ist. Die Höhe des unteren Endabschnittes 50 ist im wesentlichen gleich der Höhendifferenz zwischen dem Verstärkungsring 36 und dem zylindrischen Abschnitt 32, so daß die vom oberen Ende des unteren Endabschnittes 50 gebildete Schulter auf der Oberflä­ che des Verstärkungsringes aufliegt, während die Unterfläche der Endhülse auf der oberen Endfläche des Paßstückes auf­ liegt. Auf diese Weise kann der Verstärkungsring in eine ge­ wünschte Ausrichtung gedreht werden, um die Bohrungen 38 mit den entsprechenden Bohrungen für die Bolzen 40 in der Trag­ platte 46 fluchtend auszurichten, kann jedoch durch Reibungs­ kraft in der gewünschten Position durch den vom Paßstück und der Endhülse ausgeübten Druck gehalten und abgedichtet wer­ den.

Ein längliches Isolierglockengehäuse 52 umgibt und bedeckt die Außenfläche des Rohres 22. Das Gehäuse 52 ist aus einzel­ nen Isolierglocken 54 zusammengesetzt. Bei dem dargestellten Isolator werden 35 Isolierglocken über das Rohr geschoben, um das Isolierglockengehäuse zu bilden. Die tatsächliche Anzahl der verwendeten Isolierglocken wird durch die Spannung im Sy­ stem und durch die Umgebungsbedingungen bestimmt.

Jede Isolierglocke 54 ist aus einem Elastomermaterial, vor­ zugsweise einem gummiähnlichen Polymermaterial, das als ESP, eine Silikon-Ethylen-Propylen-Mischung bekannt ist. Die Iso­ lierglocken haben jeweils einen inneren Längshohlraum 56, dessen Innendurchmesser in ungedehntem Zustand geringer ist als der Außendurchmesser des Rohres 22. Die Isolierglocken bilden im aufgesteckten Zustand am Rohr mit der Außenfläche des Rohres einen Preßsitz.

Die Isolierglocken 54 weisen jeweils einen zylindrischen Ab­ schnitt 58 und einen Glockenabschnitt 60 auf. Die unterste Fläche des Glockenabschnitts weist eine Ausnehmung 62 zur Auf­ nahme des oberen Endes des zylindrischen Abschnittes der je­ weils unmittelbar darunter angeordneten Isolierglocke auf. Dieser Eingriff der Isolierglocken bietet eine überlappende Verbindung, die die Dichtheit des Isolierglockengehäuses 52 verbessert.

Vor dem Anbringen der Isolierglocken 54 auf dem Rohr 22 wird die Außenfläche des Rohres 22 mit einer dünnen Schicht einer füllenden dielektrischen Silikonverbindung versehen. Die dünne Beschichtung mit dieser Verbindung erleichtert das An­ bringen und füllt Hohlräume, die zwischen der Außenfläche des Rohres und der Innenfläche der Isolierglocken bestehen könn­ ten.

Ein zweiter Verstärkungsring 64 wird am oberen Ende des Iso­ lierglockenstapels angebracht. Der Ring 64 ist identisch mit dem Ring 36 ausgebildet und wird daher nicht im einzelnen be­ schrieben. Entsprechende Merkmale sind mit denselben Bezugs­ zeichen bezeichnet.

Mit Ausnahme der obersten Isolierglocke 54a sind alle Iso­ lierglocken im wesentlichen identisch. Die Isolierglocke 54a hat ein im Durchmesser verringertes oberes Ende, das einen radial nach außen verlaufenden Ansatz zum Halten und Dichten der Unterfläche des zweiten Verstärkungsringes 64 bildet. Die Ausnehmung 62 in der Unterfläche der untersten Isolierglocke 54 nimmt das obere Ende der Endhülse 48 auf.

Ein zweites Paßstück 66 mit einem Schweißbund wird über den zweiten Verstärkungsring 64 auf das Rohr 22 aufgeschoben. Ob­ gleich dieses Paßstück vom Aufbau her hinsichtlich des zylin­ drischen Abschnitts 68 und eines Flanschbereiches 70 iden­ tisch mit dem Paßstück 28 ist, muß das Paßstück 66 nicht not­ wendigerweise direkt mit dem Rohr verschweißt werden oder an­ derweitig an ihm befestigt werden. Das Paßstück 66 ist viel­ mehr relativ zum Rohr verschieblich.

Eine Klemmbefestigung 72 herkömmlicher Konstruktion ist un­ mittelbar oberhalb des zweiten Paßstückes 66 befestigt. Die Klemmbefestigung wird nach unten auf den Aufbau zwischen der Klemmbefestigung und dem Paßstück 28 gedrückt, um die Iso­ lierglocken in entsprechendem Ausmaß zusammenzudrücken und die Abdichtung zwischen den Isolierglocken zu gewährleisten. Die Klemmbefestigung wird anschließend auf dem Rohr angezo­ gen, um sie in ihrer eingestellten Stellung zu fixieren. Auf diese Weise werden das Paßstück 66, der Verstärkungsring 64, die Isolierglocken 54 und 54a, die Endhülse 48 und der Ver­ stärkungsring 36 axial zusammengedrückt und in ihrer Stellung gehalten.

Ein zweites Kupplungsstück 74, das identisch mit dem Kupp­ lungsstück 24 ist, wird auf das obere Ende des Rohres aufge­ steckt und mit diesem verschweißt. Das Rohr 22 mit den Kupp­ lungsstücken 24 und 74 bildet einen durchgehenden Verbin­ dungskanal 76, der sich längs durch das Isolatorrohr und die Kupplungsstücke erstreckt. Die Kupplungsstücke 24 und 74 sind an den entgegengesetzten Enden des Rohres 22 angeordnet und erlauben das Anschließen von Leitungsrohren an das Rohr zum Transport von Kühlflüssigkeit in den und aus dem Verbindungs­ kanal. Um eine Verschmutzung des Isolatorinneren während des Versandes zu vermeiden, werden Abdeckkappen 78 auf die offe­ nen Enden der Kupplungsstücke 24 und 74 aufgesetzt.

Wie in Fig. 1 dargestellt, sind die Isolatoren 16 und 18 par­ allel zwischen der mit Strom versorgten Plattform 80 und der Tragplatte 46 am Erdungsende angebracht. Die Tragplatte 46 ist an der Erde 12 durch einen Stützpfosten 82 und einen Sockel 84 gehaltert. Die Isolatoren sind mit der Plattform und mit der Tragplatte 46 unter Verwendung von Bolzen 40, Muttern 42 und Scheiben 44, die mit den Verstärkungsringen 36 und 64 verbunden sind, verbunden.

Geeignete Verbindungseinrichtungen oder Leitungen werden an­ schließend mit den Kupplungsstücken der Isolatoren verbunden, um zwischen der Einrichtung 10 einschließlich dieser und dem Wärmetauscher 20 einen geschlossenen Kühlkreislauf zu bilden. Im einzelnen verbindet ein Verbindungsstück 86 eine Einlaß­ öffnung 88 der elektrischen Einrichtung mit dem den Ausgangs­ anschluß des Isolators 16 bildenden oberen Kupplungsstück 74 des Isolators 16. Ein Verbindungsstück 90 verbindet das den Einlaßanschluß des Isolators 16 bildende untere Kupplungs­ stück 24 des Isolators 16 mit dem Wärmetauscher 20, der an Erdpotential angeordnet ist. Ein Verbindungsstück 92 ver­ bindet eine Auslaßöffnung 94 der elektrischen Einrichtung mit dem den Einlaßanschluß des Isolators 18 bildenden oberen Kupplungsstück 74 des Isolators 18. Ein Verbindungsstück 96 verbindet das den Auslaßanschluß des Isolators 18 bildende untere Kupplungsstück 24 des Isolators 18 mit der Einlaß­ öffnung des Wärmetauschers 20. Durch diese Verbindung ist der geschlossene Kühlkreislauf für das Kühlmedium vollendet.

Im Betrieb der Kühlanlage wird Kühlflüssigkeit mit niederer Temperatur vom Wärmetauscher 20 durch das Verbindungsstück 90 und den Isolator 16 nach oben in das Verbindungsstück 86 und schließlich in die Einlaßöffnung 88 transportiert. Von der Einlaßöffnung 88 wird das Kühlmedium durch entsprechende Kanäle innerhalb der Einrichtung geleitet, um diese zu küh­ len. Nach Durchlaufen der Einrichtung 10 tritt das Kühlmedium durch die Auslaßöffnung 94 aus, durchläuft das Verbindungs­ stück 92 und das Innere des Isolators 18 und wird durch das Verbindungsstück 96 zurück zum Wärmetauscher 20 geleitet, wo es abgekühlt und weiter durch den Kreislauf geleitet wird.

Bei der in Fig. 1 bis 3 aufgezeigten Ausführungsform sind zwei Isolatoren erforderlich, einer für den vom Wärmetauscher wegführenden Kühlmittelfluß und einer für den zum Wärmetau­ scher hinführenden Kühlmittelfluß. Bei der alternativen zwei­ ten Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 4 und 5 darge­ stellt ist, können die beiden Isolatoren in Fig. 1 durch einen einzelnen Isolator 100 ersetzt werden, wobei immer noch der vollständige geschlossene Kreislauf für das Kühlmedium bereitgestellt ist.

In der in Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsform ist der Auf­ bau mit Ausnahme der Ausbildung des Rohres identisch. Nur die Unterschiede werden im Detail beschrieben, wobei identische Teile durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet sind. Im Iso­ lator 100 ist das Rohr 22 weggelassen und durch eine Kon­ struktion ersetzt, die zwei parallel verlaufende, jedoch von­ einander unabhängige Verbindungskanäle für das Kühlmedium bildet. Im einzelnen umfaßt der axiale Mittelbereich des Iso­ lators 100 einen gerade kreisförmigen, zylindrischen Fiber­ glasstab 102. Einander diametral gegenüberliegende Abschnitte des Stabes 102 bilden Ausnehmungen 104 und 106, die sich in Längsrichtung durch den Stab über dessen gesamte Länge er­ strecken, jedoch von seiner Längsachse seitlich beabstandet sind. Die Ausnehmungen 104 und 106 verlaufen parallel zur Längsachse. Die Ausnehmung 104 nimmt ein hohles, gerade kreisförmiges zylindrisches Rohr 108 auf, während die Ausneh­ mung 106 ein hohles, gerade kreisförmiges zylindrisches Rohr 110 aufnimmt. Der Raum zwischen der gerade kreisförmigen zy­ lindrischen Form des Stabes 102 und den Rohren 108 und 110 ist mit einer dielektrischen Silikonverbindung 112 gefüllt.

Die entgegengesetzten Enden der Rohre 108 und 110 können mit den Verbindungsstücken 86, 90, 92 und 96 in ähnlicher Weise wie für die Isolatoren 16 und 18 in Fig. 1 beschrieben ver­ bunden werden. Auf diese Weise kann ein einzelner Isolator den unabhängigen Flüssigkeitsstrom zu und von der elektri­ schen Einrichtung bzw. dem Wärmetauscher ermöglichen.

Die Einzelheiten des Isolators 14 sind in Fig. 6 und 7 darge­ stellt. Der Isolator 14 umfaßt einen zentralen Stützstab 120 aus Fiberglas. Der Stab weist eine in Längsrichtung verlau­ fende Nut 122 auf, die sich über einen wesentlichen Abschnitt seiner Länge erstreckt und sich seitlich nach außen an der Außenfläche des Stabes 120 öffnet. Die Nut öffnet sich axial durch das obere Ende des Stabes, endet jedoch kurz vor dem unteren Ende des Stabes in der in Fig. 6 dargestellten Aus­ richtung. Das obere Ende der Nut wird von einem zylindrischen Stab bzw. Stopfen 124 verschlossen, der aus Fiberglas oder anderen Materialien, wie beispielsweise Metallen, bestehen kann. Der Stab 124 verhindert das Kollabieren der Nut und an­ dere Beschädigungen des Stabes während des Crimpens bzw. Verpressens.

An den axial entgegengesetzten Enden des Stützstabes 120 sind Stützkappen 126 und 128 angebracht. Die Stützkappen sind durch Stauchen oder Crimpen an dem Stützstab befestigt. Die Stützkappen umfassen jeweils eine kreisförmige Platte 130 und einen hohlen zylindrischen Abschnitt 132. Die hohlen zylin­ drischen Abschnitte nehmen die entgegengesetzten Enden des Stützstabes 120 auf, wobei die Endflächen des Stabes mit den Innenflächen der Platten 130 in Berührung kommen. Die Platten 130 weisen Löcher 134 auf. Die Löcher 134 nehmen Bolzen 136 auf, die die Platten mittels Muttern und Scheiben an anderen Bauelementen befestigen.

Seitliche Anbaueinrichtungen bzw. Abzweigmuffen 138 und 140 sind an der Außenfläche des Stützstabes 120 nahe an den Stützkappen 126 bzw. 128 angebracht. Die Abzweigmuffen sind jeweils im wesentlichen identisch ausgeführt. Jede der Ab­ zweigmuffen umfaßt einen zylindrischen Teil 142, der den Stützstab 120 umgibt, und ein Abzweigstück 144, daß sich vom zylindrischen Teil in spitzem Winkel zur Längsachse des zy­ lindrischen Teiles und der Stützstange erstreckt. Beide Teile der jeweiligen Abzweigmuffen sind hohl. Die freien Enden des Abzweigstückes sind mit Kupplungsstücken 146 zur Befestigung von Leitungsrohren 148 und 150 an den Abzweigmuffen versehen.

Die einander entgegengesetzten Enden der jeweiligen Abzweig­ muffen sind an ihren Innendurchmesser anschließend mit Ausnehmungen versehen, die sich in axialer bzw. in Längsrich­ tung öffnen. Die obere Ausnehmung der Abzweigmuffe 138 nimmt das untere Ende der Stützkappe 128 auf. Ein klebender Dicht­ stoff 152 und Schrauben 154 befestigen die Abdeckkappe 126 an der Abzweigmuffe 138 und dichten die Verbindung ab. In ähnli­ cher Weise ist das obere Ende der Abdeckkappe 128 in die Ausnehmung im unteren Ende der Abzweigmuffe 140 eingesetzt und durch klebenden Dichtstoff 156 und Schrauben 158 abge­ dichtet und an dieser befestigt.

Um den Stützstab 120 ist oberhalb der Abzweigmuffe 140 eine Endhülse 160 angebracht. Die Endhülse 160 hat die Form eines gerade kreisförmigen Zylinders, dessen unteres Ende vom obe­ ren Ende der Abzweigmuffe 140 aufgenommen wird. Ein klebender Dichtstoff 162 fixiert die Endhülse 160 an der Abzweigmuffe 140 und dichtet die Verbindung ab.

An der äußeren Oberfläche des Stützstabes 120 zwischen der Endhülse 160 und der Abzweigmuffe 138 sind mehrere Iso­ lierglocken 164 vorgesehen. Die dargestellte Anordnung hat 23 Isolierglocken, wobei die tatsächliche Anzahl von der Anlagenspannung und den Umgebungsbedingungen abhängig ist. Die Isolierglocken bestehen aus demselben Material und sind in derselben Weise aufgebaut wie die Isolierglocken der Iso­ latoren 16 und 18 und bilden in entsprechender Weise ein Iso­ lierglockengehäuse für den Isolator 14. Die oberste Isolier­ glocke 164 ist durch einen klebenden Dichtstoff 166 an der Abzweigmuffe 138 befestigt und abgedichtet. Zwischen dem Stützstab und den Isolierglocken ist eine dielektrische Sili­ konverbindung vorgesehen, um den Zusammenbau zu erleichtern und Hohlräume zu füllen, die zwischen diesen Bauteilen auf­ treten können.

Ein hohles Plastikrohr 168 ist innerhalb der Nut 122 des Stützstabes 120 und innerhalb der Abzweigstücke 144 der Ab­ zweigmuffen 138 und 140 vorgesehen. Vorzugsweise ist das Rohr aus einer Vinylverbindung des Typs hergestellt, die unter dem Warenzeichen TYGON durch die US Stoneware Company, Acron, Ohio verkauft wird. Das Kunststoffrohr bildet eine durchge­ hende Leitung für einen Mehrfachfaser-Lichtwellenleiter 170, der durch das Kunststoffrohr 168 und Leitungsrohre 148 und 150 verläuft. Abstände zwischen dem Leiter 170 und dem Rohr 168 und zwischen dem Rohr 168 und den Isolierglocken 164 kön­ nen mit einer dielektrischen Silikonverbindung 172 gefüllt werden, wie in Fig. 7 dargestellt. Der Leiter und die dielek­ trische Silikonverbindung sind in der Darstellung in Fig. 6 der Klarheit halber weggelassen.

Durch das Vorsehen des Kunststoffrohres 168 ist der Leiter 170 gegen Beschädigung während der Herstellung und des Einbaus geschützt. Zusätzlich erlaubt das Rohr, den Leiter durch geeignete Einführwerkzeuge zu ersetzen, sollte der Leiter beschädigt oder defekt werden.

An der Platte 130 der Stützkappe 128 ist durch Bolzen 136 ein Befestigungsstück 174 angebracht. Das Befestigungsstück 174 weist eine Bohrung 176 auf, die senkrecht durch das Befesti­ gungsstück und senkrecht zur Längsachse des Stützstabes 120 verläuft.

Der Isolator 14 wird entsprechend der Darstellung in Fig. 1 angebracht. Die obere Stützkappe 126 wird durch einen Halter 178 an der elektrischen Einrichtung 10 befestigt. Eine Feder 180 wird in die Bohrung 176 des Befestigungsstücks 174 einge­ setzt. Das untere Ende der Feder wird an einen unteren Stütz­ pfosten 184 angebracht. Die Lichtwellenleiter-Anschlußein­ richtung 182 wird auf der Erde 12 durch den Stützpfosten 184 und einen Sockel 186 getragen.

Auf diese Weise kann der Lichtwellenleiter von der Erde durch den Isolator 14 verlaufen und mit der elektrischen Ein­ richtung 10 zur Übertragung von Steuersignalen für den Be­ trieb der elektrischen Einrichtung 10 verbunden werden. Mit der vorliegenden Erfindung können Lichtwellenleiter mit rela­ tiv großem Durchmesser in dem dielektrischen Aufbau des Iso­ lators angebracht werden, wobei die Leiterenden zum Verbinden mit einer optischen Datenübertragungseinrichtung zugänglich sind. Auf diese Weise ist der Leiter innerhalb des dielektri­ schen Aufbaus des Isolators von dem mechanischen Aufbau ge­ trennt, um eine Belastungen in dem Lichtwellenleiter verursa­ chende Dämpfung zu vermeiden.

Claims (17)

1. Isolator für den Transport von Kühlflüssigkeit für elek­ trische Freiland-Hochspannungsanlagen, umfassend
ein längliches Rohr (22) aus nichtleitendem Material mit ei­ nem in Längsrichtung durch dieses verlaufenden Flüssigkeits­ transportkanal;
ein längliches Isolierglockengehäuse (52), das die äußere Oberfläche des Rohres (22) umgibt und bedeckt; und
Kupplungsstücke (24, 74), die an den entgegengesetzten Enden des Rohres (22) angeordnet sind, um Leitungen für den Trans­ port von Kühlflüssigkeit in den Flüssigkeitsverbindungskanal und aus diesem Kanal anzuschließen.

2. Isolator gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierglockengehäuse (52) aus Elastomermaterial geformt ist und mit dem Rohr (22) eine Preßpassung bildet.

3. Isolator gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierglockengehäuse (52) eine Vielzahl einzelner Iso­ lierglocken (54) umfaßt, deren Innendurchmesser in ungedehn­ tem Zustand kleiner ist als der Außendurchmesser des Rohres (22).

4. Isolator gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Isolierglocken 54 axial zusammengedrückt sind.

5. Isolator gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (22) einen ersten sich radial nach außen erstrecken­ den Flansch (34) aufweist, der nahe an einem der Enden ange­ ordnet ist, und eine Klemmbefestigung (72) am Rohr (22) nahe am anderen Ende angebracht ist, wobei die einzelnen Isolier­ glocken (54) zwischen der Klemmbefestigung (72) und dem Flansch (34) angeordnet und zusammengedrückt sind.

6. Isolator gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Flansch (34) am Rohr (22) fest angebracht ist.

7. Isolator gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter sich radial nach außen erstreckender Flansch ver­ schieblich auf dem Rohr (22) zwischen der Klemmbefestigung (72) und dem Isolierglockengehäuse (52) angeordnet ist.

8. Isolator gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Verstärkungsringe (36, 64) drehbar auf dem ersten bzw. zwei­ ten Flansch angeordnet sind und Befestigungseinrichtungen zum Verbinden des Isolators mit Trageinrichtungen aufweisen.

9. Isolator gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Verstärkungsringe (36, 64) mit dem Rohr nahe an den entgegen­ gesetzten Enden desselben verbunden sind, wobei die Ver­ stärkungsringe (36, 64) Befestigungseinrichtungen zum Verbin­ den des Isolators mit Trageinrichtungen aufweisen.

10. Isolator gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (22) aus Kunststoff geformt ist.

11. Isolator gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr einen Fiberglasstab (102) umfaßt, der zwei in Längs­ richtung durch diesen verlaufende Flüssigkeitstransportkanäle aufweist.

12. Kühlsystem für elektrische Hochspannungsanlagen, umfas­ send
eine elektrische Einrichtung (10) mit einer Einlaßöffnung (88) und einer Auslaßöffnung (90) für ein Kühlmittel;
eine mit der elektrischen Einrichtung (10) verbundene, nicht­ leitende Trageinrichtung, die einen ersten Isolator umfaßt, der ein längliches erstes Rohr (22) aus nichtleitendem Mate­ rial mit einem ersten Flüssigkeitstransportkanal aufweist, der in Längsrichtung durch dieses verläuft, und ein längli­ ches Isolierglockengehäuse (52), das die äußere Fläche des ersten Rohres (22) umgibt und bedeckt, sowie an entgegenge­ setzten Enden des Rohres (22) angeordnete erste Einlaß- und Auslaßkupplungsstücke (24, 74) zum Transport von Flüssigkeit in den und aus dem Transportkanal;
eine erste Verbindungseinrichtung (86) zum Verbinden der Ein­ laßöffnung (88) mit dem ersten Auslaßkupplungsstück (74); und
ein zweites Verbindungsmittel (92) zum Verbinden des ersten Einlaßkupplungsstückes (24) mit einem Wärmetauscher (20) an Erdpotential.

13. Kühlsystem gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Trageinrichtung einen zweiten Isolator (18), der nahe am und parallel zum ersten Isolator (16) angeordnet ist, wobei der zweite Isolator (18) ein längliches zweites Rohr (22) aus nichtleitendem Material mit einem in Längsrichtung durch die­ ses verlaufenden Flüssigkeitstransportkanal, ein längliches Isolierglockengehäuse (52), das die Außenfläche des zweiten Rohres (22) umgibt und bedeckt, und an entgegengesetzten En­ den des zweiten Rohres (22) angeordnete Einlaß- und Auslaßkupplungsstücke (24, 74) für den Transport von Flüssig­ keit in den und aus dem zweiten Transportkanal aufweist;
eine dritte Verbindungseinrichtung (92), die die Auslaßöff­ nung (94) mit dem zweiten Einlaßkupplungsstück (74) verbin­ det; und
eine vierte Verbindungseinrichtung (96), die das zweite Auslaßkupplungsstück (24) mit dem Wärmetauscher (20) verbindet, umfaßt.

14. Kühlsystem gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
der erste Isolator einen länglichen Fiberglasstab (102), der einen zweiten in Längsrichtung verlaufenden Flüs­ sigkeitstransportkanal aufweist, sowie zweite Einlaß- und Auslaßkupplungsstücke, die an entgegengesetzten Enden des zweiten Kanals für den Transport von Flüssigkeit in den und aus dem zweiten Transportkanal angeordnet sind;
eine dritte Verbindungseinrichtung (92), die die Auslaßöffnung (94) mit dem zweiten Einlaßkupplungsstück verbindet; und
eine vierte Verbindungseinrichtung (96), die das zweite Auslaßkupplungsstück mit dem Wärmetauscher (20) verbindet, umfaßt.

15. Isolator für eine elektrische Freiland-Hochspannungsan­ lage, umfassend:
einen länglichen, nichtleitenden Stab (120);
eine in einer Außenfläche des Stabes in Längsrichtung verlau­ fende Nut (121);
ein längliches hohles Rohr (168), das in der Nut (122) befe­ stigt ist und einen Verbindungskanal durch diese bildet;
ein längliches Isolierglockengehäuse, das den Stab (120) und das Rohr (168) umgibt und bedeckt; und
an entgegengesetzten Enden des Rohres (168) angeordnete An­ schlußeinrichtungen.

16. Isolator gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lichtwellenleiter (170) in dem Verbindungskanal angeordnet ist.

17. Isolator gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal Kühlflüssigkeit transportiert.