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1. Bereich der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen organischen Verbundisolator,
der für
eine Buchse, einen Kabelkopf usw. verwendet werden kann, und auf
ein Verfahren zum Herstellen desselben.
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2. Beschreibung des zugehörigen Standes
der Technik
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1 bis
3 sind
Schnittansichten organischer Verbundisolatoren gemäß dem zugehörigen Stand
der Technik, beispielsweise
JP-A-11312426 . Organische
Verbundisolatorröhren,
wie sie in
1 bis
3 gezeigt
sind, sind Isolatorröhren,
die aus einer FRP-Röhre
oder einer anderen, aus organischem Material bestehenden Röhre
1 bestehen,
mit einer Seite, um Spannung anzulegen, und mit Passteilen
2,
2' der Erdungsseite
aus Eisen, Aluminium, Kupfer oder einer Legierung hiervon, befestigt
an den beiden Enden, und aus einem Isolatorschaft
3 aus
einem organischen Polymermaterial wie beispielsweise Silikongummi,
EPDM oder EVA, angeformt an die Außenseite der aus organischem
Material bestehenden Röhre
zwischen den beiden End-Passteilen
2,
2' und Teilen
der beiden End-Passteile
2,
2'. Die Innenseite der organischen
Verbundröhre
ist hohl.
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Die
Form ist, wie gezeigt in 1 und 3, von geradlinigem
Typus mit einem inneren Durchmesser des Röhrenabschnitts, der zwischen
den oberen und unteren Enden konstant ist, wie beispielsweise eine
FRP-Röhre
oder, wie gezeigt in 2, ein sich verjüngender
Typus eines inneren Durchmessers, wobei der Durchmesser an dem unteren
Ende größer ist
als der innere Durchmesser an dem oberen Ende.
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In
beiden Fällen
besteht der Isolatorschaft 3 aus Körpern 3-1 und Wasserscheideabschnitten (Überständen) 3-2,
die von den Körpern
weg stehen. Es gibt Fälle,
in denen er aus Wasserscheideabschnitten eines Typs mit außenseitigem
Durchmesser, wie gezeigt in 1 und 2,
besteht, und Fälle
von Wasserscheideabschnitten 3-2' mit größerem Durchmesser und Wasserscheideabschnitten 3-2'' von kleinerem Durchmesser, wie
gezeigt in 3. Bei dem geradlinigem Typ
sind jedoch der äußere Durchmesser
der Wasserscheideabschnitte und der äußere Durchmesser des Körpers von
dem oberen Ende bis zum unteren Ende gleich ausgebildet.
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Daher
ist die Form 11, die verwendet wird, wenn das organische
Polymermaterial an der Außenseite
der aus organischem Material bestehenden Röhre 1 oder der Außenseite
der aus organischem Material bestehenden Röhre 1 und der Außenseite der
Teile der End-Passteile 2, 2', wie gezeigt in 4,
angeformt wird, aus einer oder mehreren Formeinheiten 12 gebildet,
um einen einheitlichen Körper
a und die Wasserscheideabschnitte b auszubilden, abgesehen von den
Abschnitten, die mit den Endmetallabschnitten 13a und 13b korrespondieren.
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Grundsätzlich konzentrieren
sich in einer Buchse oder einem Kabelkopf, wie gezeigt in 5 und 6,
die Linien 7 mit gleichem Potenzial nahe der Spitze 6a an
der Spitze einer inneren Elektrode 6, um das elektrische
Feld, das zwischen einem internen Leiter 4 an dem Endmetallpassteil 2' der Erdungsseite
und der inneren Wand 5 des Isolators vorliegt, abzuschwächen. Das
elektrische Feld an der Oberfläche
des Schaftabschnitts 8, das mit der Umgebung der Spitze 6a der
Spitze der inneren Elektrode 6 korrespondiert, wobei die
Linien 7 gleicher Spannung am nächsten der Oberfläche des
Isolatorschafts 3 schneiden, wird stark. Wenn die Luftisolation
durchbrochen wird, tritt ein Phänomen
zunächst an
dieser Stelle auf, dann erfolgt ein gesamter äußerer Funkenüberschlag.
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Falls
die äußeren Durchmesser
S des Körpers
des Schaftes und die äußeren Durchmesser
T der Wasserscheideabschnitte dieses Schaftabschnitts 8 klein
sind, erfolgt der äußere Funkenüberschlag
daher mit einer relativ geringen Spannungsenergie, und eine Korona
tritt auf oder die erforderlichen Spezifikationen sind nicht ausreichend.
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Als
Mittel zur Vorbeugung dieses Phänomens
und zum Abschwächen
des elektrischen Oberflächenfeldes
des Isolatorschafts in der Nachbarschaft der Spitze 6a der
inneren Elektrode 6, um die erforderliche Funkenüberschlagscharakteristik
oder Koronacharakteristik zu erhalten, wird normalerweise ein Isolator
mit einem ausreichend großen
inneren Durchmesser und äußeren Durchmesser
ausgewählt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen organischen Verbundisolator
bereitzustellen und ein Verfahren zu seiner Herstellung, der eine
externe Funkenüberschlagscharakteristik
ergibt, die gleich der eines Isolators mit großem inneren Durchmesser ist,
selbst wenn der innere Durchmesser des Isolators kleiner gemacht
wird, was es ermöglicht,
die Kosten zu reduzieren, und was eine Verringerung der Größe des Isolators
erlaubt.
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Gemäß dieser
vorliegenden Erfindung wird ein organischer Verbundisolator bereitgestellt,
der umfasst: eine Isolatorröhre
aus organischem Material mit einem hohlen Abschnitt, in den eine
innere Elektrode zum Abschwächen
eines elektrischen Feldes eingeführt
ist; einen Isolatorschaft, dessen Länge kürzer ist als die der Isolatorröhre aus
organischem Material, die an dem äußeren Umfang der Isolatorröhre aus
organischem Material bereitgestellt ist und alternativ eine Vielzahl
von Körperabschnitten
und Wasserabscheideabschnitten aufweist und durchgängig gebildet
ist; ein leitendes Passteil eines ersten Endes, das an einem ersten
Ende des äußeren Umfangs
fest angeordnet ist, an dem der Isolatorschaft nicht vorgesehen
ist, und an einem Teil des ersten Endes des Isolatorschafts, wobei
an das leitende Passteil des ersten Endes Spannung angelegt ist; und
ein leitendes Passteil eines zweiten Endes, das fest an einem zweiten
Ende des äußeren Umfangs angeordnet
ist, an dem der Isolatorschaft nicht vorgesehen ist, und an einem
Teil eines zweiten Endes des Isolatorschafts, wobei das leitende
Passteil des zweiten Endes geerdet ist; wobei der Isolatorschaft
aus einem organischen Polymermaterial beschaffen ist und einen ersten
Isolatorschaft, einen zweiten Isolatorschaft und einen dritten Isolatorschaft
aufweist, die durchgängig
von dem Passteil des ersten Endes zu dem Passteil des zweiten Endes
ausgerichtet sind und gesamtheitlich als eine Einheit gebildet sind,
wobei der zweite Isolatorschaft in einer Nachbarschaft zu einer
oberen Spitze einer inneren Elektrode angeordnet ist, die in den
hohlen Abschnitt der aus organischem Material beschaffenen Isolatorröhre aus dem
zweiten Teil des zweiten Endes eingeführt ist, und wobei die äußeren Durchmesser
des entsprechenden Körperabschnitts
und des Wasserscheideabschnitts in dem zweiten Isolatorschaft größer sind als
die äußeren Durchmesser
S-1 und T-1 des entsprechenden Körperabschnitts
und der Wasserscheideabschnitte in dem ersten und/oder dritten Isolatorschaft.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung des organischen Verbundisolators
bereitgestellt, wobei in dem Verfahren, wenn der Isolator durch
Gießen
geformt wird, eine zusammengesetzte Form eine Vielzahl an Formeinheiten
umfasst, die in einzelne Formeinheiten getrennt sind, wobei die
Formeinheit zum Formen des zweiten Isolatorschafts innere Durchmesser
aufweist, um die Körperabschnitte
und die Wasserscheideabschnitte des zweiten Isolatorschafts größer als die
des ersten und dritten Isolatorschafts zu formen.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Diese
und andere Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden
deutlicher aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen,
die unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen angegeben sind,
in welchen:
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1 eine
Ansicht eines Querschnitts eines organischen Verbundisolators (gradliniger
Typ) ist;
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2 eine
Ansicht eines Querschnitts eines organischen Verbundisolators (vom
sich verjüngenden
Typus) ist;
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3 eine
Ansicht des Querschnitts eines organischen Verbundisolators, der
aus Wasserscheideabschnitten mit großem und kleinem Durchmesser besteht,
ist;
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4 eine
Ansicht eines Beispiels einer Gießform zur Herstellung eines
Isolators der Struktur des in Bezug genommenen Standes der Technik
ist;
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5 eine
Ansicht des Querschnitts und der Äquipotenziallinien einer Gas-Buchse
ist, die aus einem organischen Verbundisolator gefertigt ist;
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6 eine
Querschnittsansicht und eine Ansicht der Linien mit gleichem Potenzial
eines Kabelkopfs ist, der aus einem organischen Verbundisolator gefertigt
ist;
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7 eine
Querschnittsansicht einer Ausführungsform
im Fall der Anwendung der vorliegenden Erfindung auf einen Kabelkopf
ist;
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8 eine
Querschnittsansicht der Struktur und der Äquipotenziallinien des Kabelkopfs
gemäß dem Stand
der Technik ist;
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9 ein
Diagramm der Resultate einer Analyse des elektrischen Feldes eines
Isolators einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist (Isolatorlänge 1700, Innendurchmesser
248, partieller Außenseitendurchmesser
groß);
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10 ein
Diagramm der Ergebnisse einer Analyse des elektrischen Feldes eines
Kabelkopfes gemäß dem in
Bezug genommenen Stand der Technik ist, wie gezeigt in 8 (Isolatorlänge 1700,
innerer Durchmesser 300);
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11 eine
Ansicht der Ergebnisse der Analyse des elektrischen Feldes in einem
Fall der gleichmäßigen Verringerung
des äußeren Durchmessers eines
Körpers
in einem Kabelkopf gemäß dem in
Bezug genommenen Stand der Technik ist, wie gezeigt in 8 (Isolatorlänge 1700,
innerer Durchmesser 248);
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12 eine
Ansicht des Verhältnisses
zwischen dem maximalen elektrischen Feld der Isolatoroberfläche und
dem Verhältnis
des äußeren Durchmessers
des Körpers
ist (im Fall eines inneren Isolatordurchmessers von 248);
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13 eine
Ansicht des Verhältnisses
zwischen dem maximalen elektrischen Feld der Isolatoroberfläche und
dem Verhältnis
des äußeren Durchmessers
des Körpers
ist (im Fall des inneren Isolatordurchmessers von 300);
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14 eine
Ansicht der Beziehung zwischen dem maximalen elektrischen Feld der
Isolatoroberfläche
und der Anzahl von Wasserscheideabschnitten ist (im Fall des Verhältnisses
des äußeren Durchmessers
des Körpers:
1.2X); und
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15 eine
Ansicht eines Beispiels einer Gießform zur Herstellung des Isolators
der vorliegenden Erfindung ist.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden unter Bezug auf die begleitenden
Figuren beschrieben.
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ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
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7 ist
eine geschnittene Ansicht eines Kabelkopfes, der einen organischen
Verbundisolator einer Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung benutzt.
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Bezugszeichen 1 bezeichnet
eine organische Verbundisolatorröhre,
die aus beispielsweise FRP gemacht ist, einen Isolatorschaft 3,
der aus einem organischen Polymermaterial gemacht ist, 3-1 ist
sein Körper, 3-2 Wasserscheideabschnitte, 2' ein Metallpassteil
der Erdungsseite und 2 ein Metallpassteil der Seite, an
welche die Spannung angelegt wird.
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Die
Innenseite der FRP-Isolatorröhre 1 ist hohl
und eine innere Elektrode 6 zum Abschwächen des elektrischen Feldes
ist in den hohlen Abschnitt eingelegt.
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Der
Isolatorschaft 3 besteht aus einem oberen (ersten) Isolatorschaft 3a,
einem mittleren (zweiten) Isolatorschaft 3c und einem unteren
(dritten) Isolatorschaft 3b. Diese Isolatorschäfte 3a, 3b und 3c sind
als eine Einheit integriert. Der Isolatorschaft 3 ist aus
einem organischen Polymermaterial wie beispielsweise einem Silikongummi,
EPDM oder EVA gemacht. Der mittlere Isolatorschaft 3c korrespondiert
mit einem Isolatorschaft 8 in Umgebung der Spitze der inneren
Elektrode 6 zum Abschwächen des
elektrischen Feldes.
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Der
Isolatorschaft 3 ist um den äußeren Umfang der FRP-Isolatorröhre 1 befestigt.
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Die
Länge des
Isolatorschafts 3 ist kürzer
als die der FRP-Isolatorröhre 1.
Die Endabschnitte der FRP-Isolatorröhre 1, an denen der
Isolatorschaft 3 nicht befestigt ist, werden durch das
Metallpassteil 2 der Seite, an der die Spannung angelegt
wird, und durch das Metallpassteil 2' der Erdungsseite bedeckt. Die
Passteile 2, 2' sind
an den Endabschnitten der FRP-Isolatorröhre 1 befestigt, und
die Abschnitte der Isolatorröhre 3 sind
lose gegenüber
den Endabschnitten der FRP-Isolatorröhre 1.
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Die
Metallpassteile 2, 2' der Seite, an der die Spannung
angelegt wird, und der Erdungsseite sind aus leitfähigem Material
gefertigt, wie beispielsweise aus Eisen, Aluminium, Kupfer oder
einer Legierung derselben.
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Bezugszeichen 4 bezeichnet
einen internen Leiter, 5 bezeichnet eine Innenwand des
Isolators, 6 bezeichnet die innere Elektrode zum Abschwächen des
elektrischen Feldes, 6a eine Spitze der inneren Elektrode 6 und 8 einen
Isolatorschaft in der Umgebung der Spitze der inneren Elektrode 6,
an der sich die Äquipotenziallinien 7 konzentrieren.
Der Abschnitt des Isolatorschafts 8 in der Umgebung der oberen
Seite der inneren Elektrode 6 korrespondiert mit dem mittleren
Isolatorschaft 3c, der einen außenseitigen Durchmesser S-2
des Körpers 3c-2 und
einen Außendurchmesser
T-2 der Wasserscheideabschnitte 3c-1 hat, die größer sind
als der Außendurchmesser
S-1 des Körpers
und der Außendurchmesser
T-1 der Wasserscheideabschnitte der oberen (ersten) und unteren
(dritten) Isolatorschäfte 3a und 3b.
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Der
Außendurchmesser
S-1 des Körpers und
der Außendurchmesser
T-1 der Wasserscheideabschnitte des oberen (ersten) Isolatorschafts 3a sind
gleich denen des unteren (dritten) Isolatorschafts 3b.
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8 ist
eine Schnittansicht des Kabelkopfes, der eine organische Verbundisolatorröhre verwendet,
die aus beispielsweise FRP des in Bezug stehenden Standes der Technik
gemacht ist. Die Abschnitte, die in 8 gezeigt
sind, sind dieselben wie diejenigen, die in 7 gezeigt
sind, und sind durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet. Die FRP-Isolatorröhre, die
in 8 gezeigt wurde, hat nicht den intermediären Isolatorschaft 3c der
FRP-Isolatorröhre 1,
gezeigt in 7.
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In
der Isolatorröhre
der vorliegenden Erfindung, die in 7 gezeigt
ist, weil der äußere Durchmesser
S-2 des Körpers
und der äußere Durchmesser
T-2 der Wasserscheideabschnitte des Isolatorschafts 8 in
der Umgebung der Spitze der inneren Elektrode 6 größer sind
als die Durchmesser der Abschnitte der oberen und unteren Isolatorschäfte 3a und 3b.
Das elektrische Feld der Schaftoberfläche in der Umgebung der Spitze 6a der
inneren Elektrode 6 wird abgeschwächt, und der Bereich der maximalen elektrischen
Feldoberfläche
verschiebt sich von der Schaftoberfläche in der Umgebung der Spitze 6a der inneren
Elektrode 6 in die Richtung des Metallpassteils 2 der
Seite, an der die Spannung angelegt wird, verglichen mit der Isolatorröhre in 8.
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9 und 10 sind
Diagramme, die die absoluten elektrischen Felder der Isolatoroberfläche der
Isolatorröhre
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
aus 7 und einer Isolatorröhre aus 8 zeigen.
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In 9 und 10 zeigt
die Abszisse den Abstand (mm) von der Isolatorröhrenunterseite in der longitudinalen
Richtung der Isolatorröhre,
wohingegen die Ordinate das absolute elektrische Feld (kV/mm) der
Isolatoroberfläche
anzeigt. Die „0" der Abszissen, gezeigt
in 9 und 10, indizieren die
0-Linien in 7 und 8 und zeigen
entsprechend den Fall einer Länge
der Isolatorröhre
von 1700 mm und einer Bezugsspannung von 93 kV.
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10 zeigt
die elektrische Feldverteilung der Schaftoberfläche in longitudinaler Richtung
der Isolatorröhre
in der Isolatorröhre,
die gezeigt ist in 8, und zeigt die elektrische
Feldverteilung der Schaftoberfläche
in dem Fall eines inneren Durchmessers der FRP-Isolatorröhre von
300 mm und von einem Außendurchmesser
S-1 des Körpers
von 316 mm.
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Wie
gezeigt in 10, beträgt das maximale elektrische
Feld A der Schaftoberfläche
bei der Isolatorröhre
aus 8 0,35 kV/mm, erzeugt an dem Isolatorschaft 8 in
der Umgebung der Spitze 6a der oberen Seite der inneren
Elektrode 6.
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Auf
der anderen Seite wird die Verteilung des elektrischen Felds der
Schaftoberfläche
der Isolatorröhre
der Ausführungsform
aus 7, so wie gezeigt in 9, falls
es entlang der longitudinalen Richtung der Isolatorröhre gezeigt
wird.
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9 zeigt
die elektrische Feldverteilung der Schaftoberfläche im Fall eines inneren Durchmessers
R der FRP-Isolatorröhre
mit 248 mm oder kleiner als die 300 mm in dem Fall von 8,
einen äußeren Durchmesser
S-2 in der Umgebung der Spitze 6a der oberen Seite der
inneren Elektrode von 369 mm, einen äußeren Durchmesser S-1 des Körpers bei
den oberen und unteren Isolatorschäften 3a und 3b von
246 mm und eine hervorstehende Länge
der Wasserscheideabschnitte 3c-1 von dem Körper 3c-2, der
gleich ist wie der der Isolatorröhre
mit einem inneren Durchmesser von 300 mm.
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Wie
gezeigt in 9, wird in der Isolatorröhre der
vorliegenden Ausführungsform
das maximale elektrische Feld A der Schaftoberfläche 0,37 kV/mm. Das heißt, dass
das maximale elektrische Feld der Schaftoberfläche der Isolatorröhre der
vorliegenden Ausführungsform
gleich dem der Isolatorröhre
aus 8 wird, die einen größeren inneren Durchmesser der
FRP-Isolatorröhre
und größeren äußeren Durchmesser
des Körpers
hat als die vorliegende Ausführungsform
(innerer Durchmesser der FRP-Röhre von 300
mm und äußerer Durchmesser
des Körpers
von 316 mm, 10).
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Ferner,
wie gezeigt in 9, bewegt sich die Stelle B,
die das maximale elektrische Feld der Schaftoberfläche zeigt,
in longitudinaler Richtung der Isolatorröhre zu der rechten Seite des
Abschnitts C, wo der äußere Durchmesser
des Körpers
und der äußere Durchmesser
der Wasserscheideabschnitte größer angefertigt
sind, d. h., zu der oberen Seite der Isolatorröhre (ein Teil der oberen Schaftisolation 3a in 7).
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Dann
erfolgt, wie gezeigt in 7, der anfängliche durch Luft hervorgerufene
dielektrische Zusammenbruch an dem Abschnitt des oberen Isolatorschafts 3a,
an dem das maximale elektrische Feld auftritt. Aber weil die äußeren Durchmesser
T-2 und S-2 der
Wasserscheideabschnitte 3c-1 und des Körpers 3c-2 des mittleren
Isolatorschafts 3c an der Unterseite der Isolatorröhre 1 größer sind
als die äußeren Durchmesser
T-1 und S-1 der Wasserscheideabschnitte 3-1 und des Körper 3-2 des
Teils des oberen Isolatorschafts 3a, wirkt der mittlere
Isolatorschaft 3c des Abschnitts mit großem Durchmesser
als ein Block, der die Verteilung des dielektrischen Zusammenbruchs
verhindert, der an dem Teil des oberen Isolatorschafts 3a zu
dem Metallpassteil 2' der
geerdeten Seite hin erfolgt.
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In
dieser Ausführungsform
wird, da nur die äußeren Durchmesser
des Körpers
und der Wasserscheideabschnitte des mittleren Isolatorschafts 3c in der
Umgebung der Spitze 6a der inneren Elektrode 6 größer gemacht
sind als die oberen und unteren Isolatorschäfte 3a und 3b,
das maximale elektrische Feld der Schaftoberfläche in etwa das gleiche wie
in dem Fall, wenn der äußere Durchmesser
der FRP-Isolatorröhre
größer gemacht
ist, ohne den inneren Durchmesser der FRP-Isolatorröhre größer zu machen.
Ferner wird der Teil, an dem das maximale elektrische Feld auftritt,
von dem Abschnitt, an dem die äußeren Durchmesser
des Körpers
und der Wasserscheideabschnitte auf der Isolatorröhre größer gemacht
sind, nach oben bewegt.
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Im
Ergebnis hat der Abschnitt des großen äußeren Durchmessers des mittleren
Isolatorschafts 3c die Wirkung, die Ausbreitung des durch
Luft hervorgerufenen dielektrischen Zusammenbruchs zu dem Metallpassteil 2' des Erdungsendes
zu blockieren. Daher werden die Funkenüberschlagscharakteristik und
die Koronacharakteristik, die dieselben sind wie diejenigen einer
Isolatorröhre
mit einem großen inneren
Durchmesser der FRP-Isolatorröhre,
erhalten.
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Mit
anderen Worten, die FRP-Isolatorröhre aus 1, kleiner
als die FRP-Isolatorröhre aus 8,
stellt die gleiche Funkenüberschlagscharakteristik
und Koronacharakteristik bereit, und somit können Produktionskosten der
FRP-Isolatorröhre 1 aus 7 gegenüber denen
der FRP-Isolatorröhre
aus 8 reduziert werden. Außerdem hat eine FRP-Isolatorröhre 1 aus 7 von
kleinerer Größe viele
Vorteile wie etwa eine leichtere Installierbarkeit.
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Die
Länge in
der vertikalen Richtung und der äußere Durchmesser
des mittleren Isolatorschafts 3c des großen äußeren Durchmessers
sollten mit einer Länge
und einem äußeren Durchmesser
ausgewählt werden,
so dass die elektrische Feldintensität der Schaftoberfläche in der
Umgebung der Spitze 6a der inneren Elektrode 6 nicht
zuerst einen durch Luft hervorgerufenen dielektrischen Zusammenbruch
bei dem mittleren Isolatorschaft 3c hervorruft.
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Wie
gezeigt in den später
erklärten 12 und 13,
muss der äußere Durchmesser
des Körpers
des mittleren Isolatorschafts 3c 1,1-mal größer sein
und nur nicht mehr als 1,4-mal dem äußeren Durchmesser des Körpers der
oberen und unteren Isolatorschäfte 3a und 3b entsprechen.
Der äußere Durchmesser
der Wasserscheideabschnitte des mittleren Isolatorschafts 3c kann
dem äußeren Durchmesser
des Körpers
plus der Differenz des äußeren Durchmessers
der Wasserscheideabschnitte und des äußeren Durchmessers des Körpers bei
den oberen und unteren Isolatorschäften 3a und 3b entsprechen.
Andererseits muss die Länge
größer als 270
mm sein und nur nicht mehr als 400 mm betragen, wie gezeigt in der
später
erklärten 14.
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Durch
Vergrößern des äußeren Durchmessers
des Schaftkörpers
und der Wasserscheideabschnitte des mittleren Isolatorschafts 3c gegenüber denen
des oberen und unteren Isolatorschafts 3a und 3b wird
das elektrische Feld der Schaftoberfläche in der Umgebung der Spitze 6a der
oberen Seite der inneren Elektroden 6, die in der Isolatorröhre von 8 das
maximale elektrische Feld zeigt, abgeschwächt, und der Bereich des maximalen
elektrischen Feldes wird in Richtung des oberen Isolatorschafts 3a verschoben,
positioniert oberhalb des mittleren Isolatorschafts 3c mit
den vergrößerten äußeren Durchmessern.
Da das neue maximale elektrische Feld ursprünglich von der Spitze 6a der
Oberseite der inneren Elektrode 6 weg positioniert war,
ist es schwächer als
das maximale elektrische Feld der Schaftoberfläche der Umgebung der Spitze 6a der
oberen Seite der inneren Elektrode 6 der Isolatorröhre aus 8. Ferner
tritt der anfängliche
durch Luft hervorgerufene dielektrische Zusammenbruch, der zu einem äußeren Funkenübersprung
führt,
bei einem neuen maximalen elektrischen Feldbereich an dem oberen
Isolatorschaft 3a auf, aber die Spannung, bei der der dielektrische
Zusammenbruch auftritt, wird höher.
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Ferner
liegen die großen äußeren Durchmesser
der Wasserscheideabschnitte und Körper bei dem inneren Isolatorschaft 3c zwischen
dem neuen maximalen elektrischen Feldabschnitt bei dem oberen Isolatorschaft 3a und
dem Metallpassteil 2' der Erdungsseite
und wirken somit blockierend auf die Ausbreitung des durch Luft
hervorgerufenen dielektrischen Zusammenbruchs, der bei den neuen
maximalen elektrischen Feldabschnitten zu dem Passteil 2' an der geerdeten
Seite auftritt, und zeigen den Effekt der Steigerung der externen
Funkenübersprungsspannung.
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Selbst
wenn die organische Verbundisolatorröhre 1 der Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung für
eine Buchse verwendet wird, kann genau der gleiche Gegenstand für das Beispiel
des obigen Kabelkopfes verwendet werden.
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ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
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11 ist
ein Diagramm, welches die Verteilung des elektrischen Feldes der
Schaftoberfläche
im Fall der Struktur von 8 des mit dem Stand der Technik
verbundenen Designs steht, wobei der innere Durchmesser R der FRP-Isolatorröhre auf
die gleiche Weise gemacht ist wie in 9, d. h., Φ 248 mm und
der äußere Durchmesser
S des Körpers
wird dünn
und gleichmäßig mit Φ 246 mm
gemacht. In diesem Fall wurde erfahren, dass das maximale elektrische
Feld der Schaftoberfläche A
0,54 kV/mm erreicht oder bemerkenswert darüber, verglichen mit 9,
und um wie viel geringer die externe Funkenübersprungsspannung wird, wenn
die äußeren Durchmesser
des Körpers
und der Wasserscheideabschnitte gleichmäßig über die Isolatorröhre als Ganzes
gemacht werden.
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DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM
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12 und 13 sind
Diagramme von Charakteristiken von Isolatorröhren vom gradlinigem Typ mit
einem inneren Durchmesser R der FRP-Isolatorröhre von Φ 248 mm und äußerem Durchmesser S-1
des Körpers
von Φ 264
mm und von einem inneren Durchmesser R von Φ 300 mm und entsprechend äußeren Durchmesser
S-1 des Körpers
von Φ 316
mm, die das Verhältnis
des äußeren Durchmessers
des Körpers:
(S-2)/(S-1) Verhältnis
zeigen, im Fall der Veränderung
des äußeren Durchmessers S-2 des Körpers in
der Umgebung der Spitze 6a der Oberseite der inneren Elektrode 6,
auf der Abszisse und des maximalen elektrischen Felds, welches an der
Schaftoberfläche
zu dieser Zeit auftritt, an der Ordinate.
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Wie
aus dem Diagramm ersehen werden kann, falls der äußere Durchmesser des Körpers in der
Umgebung der Spitze 6a der oberen Seite der inneren Elektrode 6 mehr
als 1,1-mal größer gemacht wird,
vorzugsweise 1,2-mal und nicht mehr als 1,4-mal des äußeren Durchmessers
der Körper
der oberen und unteren Isolatorschäfte 3a und 3b,
kann das maximale elektrische Feld der Schaftoberfläche ausreichend
fallen.
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VIERTE AUSFÜHRUNGSFORM
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14 ist
ein Diagramm, das die Veränderung
des maximalen elektrischen Felds der Schaftoberfläche in dem
Fall verändert,
wenn der äußere Durchmesser
des Körpers
in der Umgebung der Spitze 6a des oberen Endes der inneren
Elektrode 6 1,2-mal so groß gemacht wird wie der äußere Durchmesser
des Körpers
bei den oberen und unteren Isolatorschäften 3a und 3b,
und bei Veränderung
der Länge
des mittleren Isolatorschafts 3c, wobei der äußere Durchmesser
des Körpers
größer gemacht
wird. Ferner ist in diesem Diagramm die Länge des Abschnitts, in dem
der Körper
dicker gemacht ist, durch die Anzahl der Wasserscheideabschnitte
ausgedrückt,
aber der Abstand zwischen den Wasserscheideabschnitten beträgt 45 mm,
so dass die Länge durch
Multiplizieren der Anzahl mit 45 mm erhalten wird. Grundsätzlich ist
das Verhältnis
des äußeren Durchmessers
des Körpers
umso größer, umso
weiter entfernt die Schaftoberfläche
von der inneren Elektrode 6 ist und umso kürzer die
Länge des
mittleren Isolatorschafts 3c ist, wobei der äußere Durchmesser
des Körpers
größer gemacht
wird. Daher kann aus 14 gesagt werden, dass eine
ausreichende Verringerung des maximal elektrischen Feldes möglich ist
mit einer Länge
des mittleren Isolatorschafts 3c, bei dem der äußere Durchmesser
des Körpers
in der Umgebung der Spitze 6a eines oberen Endes der inneren
Elektrode 6 nicht mehr als 400 mm (nicht weniger als 270
mm) größer gemacht
wird.
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Vorstehend
werden die Konfigurationen und Wirkungen der Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beispielhaft an einem Kabelkopf gezeigt, aber
ein gleicher Effekt kann mit einer ähnlichen Konfiguration selbst
im Fall einer Buchse erwartet werden.
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Ferner
wurden die oben stehenden Ausführungsformen
unter Bezug auf den gradlinigen Typus mit einem gleichmäßigen inneren
Durchmesser der FRP-Isolatorröhre durch
die Gesamtheit der Isolatorröhre
gezeigt, ein gleicher Effekt wie in den obigen Ausführungsformen
kann jedoch selbst mit einem sich verjüngenden Typus erhalten werden.
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FÜNFTE AUSFÜHRUNGSFORM
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Die
Mittel zur Herstellung der organischen Verbundisolatorröhre, wie
gezeigt in 7, die einen äußeren Durchmesser
hat, der nur bei einem Teil der Wasserscheideabschnitte und des
Körpers
des Isolatorschafts in der vorliegenden Erfindung größer gemacht
wird, sollen einen Teil der Form 11, gezeigt in 4,
durch Formen mit einem großen äußeren Durchmesser,
wie gezeigt in 15, ersetzen.
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Das
heißt,
wie gezeigt in 15, die Form 11 wird
als eine zusammengesetzte Form gemacht, die aus einer Vielzahl von
Formeinheiten 12 besteht, die den Körper und Wasserscheideabschnitte
bilden, und aus Formen 13a und 13b, die die Enden
bilden. Abschnitt 14 der Vielzahl von Formen, die den Körper und
die Wasserscheideabschnitte darin bilden, wird durch Formen mit
größeren äußeren Durchmessern ersetzt.
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Ferner
ist es möglich,
die Formen zu verwenden, um die Isolatorröhre der Ausführungsform
durch Gießen
der Isolatorschäfte
aus Silikongummi, EPDM, EVA usw. herzustellen.
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Aufgrund
dessen ist es möglich,
eine organische Verbundisolatorröhre
mit äußeren Durchmessern
der Körper
und Wasserscheideabschnitte des Isolatorschafts aus organischem
Polymermaterial zu haben, die größer sind
als die äußeren Durchmesser an
anderen Stellen.
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Wie
oben in der vorliegenden Erfindung erklärt, wird eine organische Verbundisolator(Röhre) bereitgestellt,
die für
eine Buchse oder einen Kabelkopf verwendet wird, wobei die äußeren Durchmesser
des Körpers
und der Wasserscheideabschnitte des Isolatorschafts in der Umgebung
der Spitze der inneren Elektrode dem Abschwächen des elektrischen Feldes,
wobei das maximale elektrische Feld an der Oberfläche des
Isolatorschafts auftritt, größer gemacht
werden als die äußeren Durchmesser
darüber
und darunter, so dass es einen Effekt der Abschwächung des elektrischen Feldes
des Abschnitts in der Umgebung der Spitze der inneren Elektrode gibt
und dass es möglich
ist, den Abschnitt, bei dem das maximale elektrische Feld erscheint,
zu einer Position zu verschieben, die versetzt ist zu der oberen Seite
des Abschnitts, bei dem die äußeren Durchmesser
der Wasserscheideabschnitte und des Körpers größer gemacht sind, so dass die
Ausbreitung des durch Luft verursachten dielektrischen Zusammenbruchs,
der bei dem neuen Teil des neuen maximalen elektrischen Feldes zu
dem End-Passteil der geerdeten Seite auftritt, blockiert werden
kann. Daher kann, selbst wenn der innere Durchmesser des Isolators(Röhre) kleiner
gemacht wird, eine externe Funkenüberschlagcharakteristik und
eine Koronacharakteristik, die gleich denjenigen des Isolators(Röhre) von
größeren inneren
Durchmessern ist, erhalten werden.
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Aufgrund
dessen ist es möglich,
die Effekte zu erzielen, dass die Kosten des Isolators(Röhre) verringert
werden können,
in der Lage zu sein, die Größe des Isolators(Röhre) zu
verringern, und in der Lage zu sein, den Preis der Komponenten und
anderer Materialien zu verringern, wenn sie für eine Buchse oder einen Kabelkopf
verwendet werden. Es ist zu bemerken, dass die vorliegende Erfindung
nicht auf die oben stehenden Ausführungsformen beschränkt ist
und Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche umfasst.