DE616882C

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Publication number: DE616882C
Application number: DENDAT616882D
Authority: DE

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
7. AUGUST 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21g GRUPPE 10

A 60643 VIII cf21g Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents: ii.Juli

Allgemeine Elektncitäts-Gesellschaft in Berlin*)

Elektrischer Kondensator für Hochspannung in Form eines Hänge-, Stützoder Durchführungsisolators mit mechanisch festen Belegungen

Patentiert im Deutschen Reiche vom 7. Februar 1931 ab

Die Herstellung von Hochspannungskondensatoren mit einem keramischen Material als Dielektrikum, wie sie beispielsweise zur Ankopplung von Niederspannungskreisen bei der leitungsgerichteten Hochfrequenztelefonie sowie bei der Fernmessung und Fernsteuerung verwendet werden, bereitet vor allem dann Schwierigkeiten, wenn es sich um die Erzielung größerer Kapazitäten handelt. Hinsichtlich der Wandstärke des Dielektrikums ist man sowohl aus brenntechnischen wie aus Festigkeitsrücksichten an gewisse Grenzen gebunden, die nicht unterschritten werden dürfen. Andererseits dürfen die Gesamtabmessungen nicht zu groß werden, da sonst aus Platz- und Gewichtsrücksichten die Unterbringung in den Hochspannungsanlagen erschwert wird.

Es ist bekannt, für elektrische Hochspannungskondensatoren in Form von Hängeoder Stützisolatoren mechanisch feste Belegungen zu verwenden. Bei den bekannten Kondensatoren dieser Art handelt es sich um selbsttragende Belegungen, jedoch werden irgendwelche Zug-, Druck- oder Biegungsbeanspruchungen auf die Belegungen und Anschlüsse nicht ausgeübt. Demgegenüber handelt es sich bei der Erfindung um einen elektrischen Kondensator in Form eines Hänge-, Stütz- oder Durchführungsisolators mit mechanisch festen Belegungen, die als zwei oder mehrere ineinander gesteckte Hohlkörper ausgebildet sind, bei welchen Zug- oder Biegungsbeanspruchungen auf den Kondensator, beispielsweise durch Anhängen eines weiteren Kondensators oder einer Freileitung, ausgeübt werden können.

Um zu verhindern, daß die dielektrischen Teile des Kondensators auf Zug und/oder Biegung beansprucht werden, wird dieser erfindungsgemäß so ausgebildet, daß das Dielektrikum, der Durchführungsisolator für den Hochspannungsanschlußbolzen und die zwischen den Belegungen befindlichen, abstandhaltenden Isolierkörper, von mechanischen Zug- und/oder Biegungsbeanspruchungen entlastet sind.

Tn der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Abb. ι zeigt zwei der neuen kettenartig

"J Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Richard Tröger in Berlin-Zehlendorf.

aneinanderhängenden Kondensatoren, von denen der obere im Längsschnitt und der untere in Ansicht dargestellt ist.

Tn Abb. 2 ist ein Teilschnitt einer anderen Ausführungsform des Kondensators nach Abb. ι zu sehen.

Durch den Isolator ι ist ein Metallbolzen 2 hindurchgeführt, welcher die mechanische Verbindung des Kondensators mit dem Aufhängegerüst, beispielsweise mit einem Leitungsmast oder mit einem weiteren Kondensator, an dem der dargestellte Kondensator kettenartig aufgehängt ist, herstellt. Auf das untere Ende des Metallbolzens 2 ist ein Hohlkörper aus Metallblech 3 aufgeschraubt, welcher die eine Belegung des Kondensators bildet. Die in Abb. 1 dargestellte Schraubenverbindung zwischen dem Bolzen 2 und dem Hohlkörper 3 wird zweckmäßig nachträglich noch verschweißt oder verlötet, damit die gegenseitige richtige Lage der beiden Teile festliegt. Die feste mechanische Verbindung zwischen Bolzen 2 und Hohlkörper 3 kann auch, in anderer Weise erreicht werden. Über dem Hohlkörper 3 und an allen Stellen etwa im gleichen Abstand zu diesen ist ein weiterer Metallhohlkörper 4 vorgesehen. Die beiden Hohlkörper sind mechanisch so fest ausgebildet, daß sie die Zug- und Biegungs- und Druckbeanspruchungen, welche auf sie ausgeübt werden, aushalten. Der Hohlkörper 4 ist bei 5 mit dem Isolator 1 durch Verkitten o. dgl. verbunden. Im übrigen ist aber dafür Sorge getragen, daß eine gewisse Beweglichkeit zwischen dem Hohlkörper 4 und dem Isolator 1 ermöglicht wird. Zu diesem Zweck ist bei dem Ausführungsbeispiel der Hohlkörper 4 bei 6 wellenrohrartig ausgebilder, so daß geringe Lagenänderungen des Hohlkörpers 4 nicht auf den Isolator 1 übertragen werden und dieser weitgehendst von mechanischen Beanspruchungen entlastet ist. Zwischen den Metallhohlkörpern 3 und 4 befinden sich Druckstücke 7 aus Isoliermaterial, welche die gesamte mechanische Belastung des Kondensators von dem Metallhohlkörper 3, welcher an dem Bolzen 2 hängt, auf den Metal !hohlkörper 4 übertragen. Außer den Druckstücken 7 werden noch eine Anzahl Abstandhalter 8 aus Isoliermaterial zwischen den Hohlkörpern 3 und 4 vorgesehen, welche mechanisch nicht stark beansprucht werden und lediglich dazu dienen, die Metallhohlkörper 3 und 4 im richtigen Abstand voneinander zu halten. Sowohl die Druckstücke 7 als auch die Abstandhalter 8 werden zur Vermeidung von Kriechströtnen zweckmäßig mit möglichst großer Oberfläche ausgebildet, um den Weg für den Strom zu vergrößern und

ihm dadurch das Fließen zu erschweren. Die Druckstücke 7 und auch die Abstandhalter 8 können als Kreisringe oder Kreissegmente ausgebildet sein, da der Metal !hohlkörper 4 j aus mehreren, mindestens zwei Teilen besteht, j welche erst nach dem Aufbringen der Druckstücke 7 bzw. Abstandhalter 8 über diese geschoben und miteinander verbunden werden. Der Hohlraum zwischen den Metallhohlkörpern 3 und 4 dient zur Aufnahme des eigentlichen Kondensatordielektrikums 9, weiches keinerlei mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt ist und deshalb sich in gasförmigem, flüssigem oder festem Aggregatzustand befinden kann. Falls erforderlich, kann auch eine vollständige Abdichtung des Hohlraumes zwischen den Hohlkörpern 3 und 4 erfolgen, indem beispielsweise eine stoffbuchsenartige Dichtung 10 am oberen Ende des Isolators 1 vorgesehen wird. Statt dieser Abdichtung kann aitch ein elastisches Zwischenglied vorgesehen werden, das sowohl mit dem Isolator ι als auch mit dem Bolzen 2 fest verbunden ist, aber zwischen diesen Befestigungsenden genügend Elastizität besitzt. Es gibt auch noch andere Ausführungsmöglichkeiten, bei denen ebenfalls auf eine ausreichende Beweglichkeit zwischen Bolzen und Isolator geachtet werden muß. Fernerhin muß dafür Vorsorge getroffen werden, daß das Dielektrikum zwischen den als Belegungen dienenden Hohlkörpern 3 und 4 den auftretenden Temperaturänderungen folgen kann. Wenn man ein flüssiges Dielektrikum, wie z. B. öl, verwendet, so kann man dies dadurch erreichen, daß man nicht den ganzen Hohlraum damit ausfüllt, sondern beispielsweise am Isolatorkopf eine geringe Menge eines inerten Gases einbringt, welches bei Volumenänderungen der Flüssigkeit komprimiert wird bzw. wieder expandiert. Eine besonders zweckmäßige Ausführung erhält man, wenn man den Hohlkörper 3, der ja an seinem unteren Teil mechanisch nicht beansprucht wird, elastisch ausbildet, so daß er bei Volumenänderungen des Dielektrikums nachgibt. Zur Verbindung des Kondensators mit dem Zuleitungsdraht oder mit einem weiteren an ihn angehängten Kondensator dient eine Befestigungsarmatur 12, welche ebenso wie eine Versteifungsrippe 11 mit dem unteren Ende des Metallhohlkörpers 4 fest verbunden ist. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 ist an die Befestigungsarmatur 12 ein Bolzen 2 eines weiteren in Ansicht dargestellten Kondensatorgliedes angehängt. Da die Befestigungsarmatur mit dem äußeren Metallhohlkörper 4 leitend verbunden ist, erfolgt mittels des Bolzens 2 gleichzeitig eine elektrische Hintereinanderschaltung der aneinandergehängten Kondensatorglieder.

In Abb. 2 ist ein Ausführungsbeispiel des neuen Kondensators für wesentlich größere

Kapazität bei gleichen äußeren Abmessungen wie in Abb. ι dargestellt. Die Vergrößerung der Kapazität wird durch die Vergrößerung der Oberflächen der Hohlkörper 3 und 4 erreicht. Diese sind nämlich falten- bzw. wellenförmig ausgebildet, wobei die Wellen in das Innere des Körpers hineinragen, so daß eine Vergrößerung der äußeren Abmessungen vermieden wird. Auch bei dieser Konstruktion werden die Hohlkörper 3 und 4 durch Abstandhalter 8 im richtigen Abstand voneinander gehalten. Man hat derartige Faltenoder Wellenformen auch schon bei Kondensatoren mit keramischem Dielektrikum herzustellen versucht, jedoch lassen sich meistens praktisch keramische Materialien nicht mit der erforderlichen Festigkeit in derartig komplizierte Formen bringen. Aus Metall kann jedoch die in Abb. 2 dargestellte Form auch in wirtschaftlicher Weise hergestellt werden. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 ist nur eine Faltung an der Unterseite des Kondensators vorgesehen und die Befestigungsarmatur 12 mit der Befestigungsrippe 11 der- artig befestigt, daß die Falten oder Wellen durch Zug- und Druckkräfte nicht beanspi acht werden.

Die Vorteile des neuen Kondensators gegenüber den bisherigen dieser Art liegen vor allem darin, daß das Dielektrikum zwischen den Kondensatorbelegen von mechanischen Beanspruchungen freigehalten wird. Der Abstand der Belege 3 und 4 kann somit nach rein elektrischen Gesichtspunkten festgestellt werden. Alle auftretenden Zug- und Biegungskräfte werden von den Metallhohlkörpem aufgenommen, die zweckmäßig aus besonders widerstandsfähigem Metall hergestellt werden. Die einzige mechanische Beanspruchung eines Isoliermaterials tritt bei den Druckstücken 7 auf. Diese Druckbeanspruchungen sind jedoch leicht zu bewältigen, da Isoliermaterialien wie Porzellan eine hohe Druckfestigkeit haben. Die neuen Kondensatoren können wesentlich leichter gebaut werden als bisher, da schwere Porzel'ankörper 0. dgl. nicht Verwendung finden. Außerdem wird die Herstellung wesentlich vereinfacht und verbilligt. Da die Metallkörper hohe Biegungs- und Zugfestigkeit haben, können die Kondensatoren ohne weiteres als Hänge- bzw. Abspannisolatoren für Leitungen sowie als Stützisolatoren ausgebildet werden. Da das Gewicht und die Abmessungen der Kondensatoren vergrößerter Kapazität nach Abb. 2 verhältnismäßig gering sind, kann man sie gleichzeitig als Abspann- oder Hängeketten verwenden, ohne daß deshalb die Tragkonstruktion verstärkt oder erhöht zu werden braucht. Während in dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 nur zwei derartige Kondensatorglieder dargestellt sind, können auch, je nachdem die Verhältnisse es erfordern, mehrere derartige Kondensatoren kettenartig aneinandergehängt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrischer Kondensator für Hochspannung in Form eines Hänge-, Stützoder Durchführungsisolators mit mechanisch festen Belegungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatofbelegungen als zwei oder mehrere ineinandergesteckte Hohlkörper (3, 4) großer Festigkeit ausgebildet sind, und das Dielektrikum (9), der Durchführungsisolator (1) für den Hochspannungsanschlußbolzen (2) und die zwischen den Belegungen (3, 4) befindlichen abstandhaltenden Isolierkörper (7,8) von mechanischen Zug- und/oder Biegungsbeanspruchungen entlastet sind.

2. Elektrischer Kondensator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanisch festen Kondensatorbelegungen durch nur auf Druck beanspruchte Isolierkörper (7) und/oder besondere, mechanisch wenig beanspruchte Abstandhalter (8) aus Isoliermaterial in Abstand voneinander gehalten sind.

3. Elektrischer Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstücke (7) und die Abstandhalter (8) durch die besondere Ausbildung ihrer Oberfläche Kriechströme verhindern.

4. Elektrischer Kondensator nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstücke (7) bzw. die Abstandhalter (8)' als Kreisringe oder Kreissegmente ausgebildet sind.

5. Elektrischer Kondensator nach Anspruch ι bis 4, gekennzeichnet durch ein Dielektrikum (9) aus einem flüssigen oder gasförmigen Stoff zwischen den beiden Hohlkörpern (3 und 4).

6. Elektrischer Kondensator nach Anspruch ι bis 5 mit flüssigem Dielektrikum, dadurch gekennzeichnet, daß im Kondensator ein Ausdehnungsraum für das Dielektrikum bei Temperaturschwankungen vorgesehen ist, welcher mit einem inerten Gas gefüllt ist, das den Volumenänderungen des Dielektrikums ohne erhebliche Druckänderungen folgen kann.

7. Elektrischer Kondensator nach A.nspruch ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide Belegungen (3, 4) an bestimmten Stellen elastisch ausgebildet sind, um bei Volumenänderungen des Dielektrikums (9) nachgeben zu können.

8. Elektrischer Kondensator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Belegungen (3, 4) an den mechanisch

wenig oder gar nicht beanspruchten S+eilen wellen- oder fadenförmig ausgebildet sind.

9. Elektrischer Kondensator nach Anspruch ι bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchführungsisolator (1) mit dem Befestigungsorgan (dem Zugbolzen 2) und dem Hohlkörper (4) derart verbunden ist, daß er einerseits den Hohlraum zwischen den Belegungen (3 und 4) abdichtet, andererseits aber gegenüber dem Hohlkörper (4) elastisch beweglich ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen