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Zusammengesetzter elektrischer Isolierkörper In dem Patent 677
718 ist ein aus für sich fertiggestellten Einzelteilen zusammengesetzter
Isolierkörper, insbesondere aus keramischem Material, beschrieben, dessen Einzelteile
an ihren Stoßflächen mit oder ohne Zuhilfenahme eines Fülldielektrikums derart fein
aufeinander abgestimmt sind, daß die elektrische Festigkeit der Stoßfuge, deren
Länge wesentlich kleiner ist als die Überschlagshöhe des Isolators, in der Größenordnung
derjenigen der Einzelteile selbst liegt. Am besten wird die Fugenlänge weniger als
halb so lang gemacht, als die Länge der für den Überschlag in Betracht kommenden
Isolatoroberfläche beträgt. Vorzugsweise wird man ebene Fugen verwenden. Die Feinabstimmung
erfolgt insbesondere -durch Feinschleifen der ebenen Stoßfläche und durch Benetzung
der Stoßfläche mit härtbarem Harz oder Kunstharz, das nach der üblichen Wärmebehandlung
die Stoßflächen sowohl elektrisch wie mechanisch fest miteinander verbindet..
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In dem Patent 677 718 sind ferner Isolierkörperformen für Hochspannungstransformatoren
beschrieben, die aus zwei im Querschnitt U-förmigen Ringkörpern oder aus einem solchen
Ringkörper und einem Deckel zusammengesetzt sind und in ihrem Hohlraum die Hochspannungswicklung
eines Transformators enthalten. Die Enden der Hochspannungswicklung sind durch Isolatoren
herausgeführt, die zusammen mit dem ringförmigen Hohlkörper einen dielektrisch einheitlichen
Teil bilden. Die Erfindung hat die Aufgabe, diese Hochspannungsisolatoren entbehrlich
zu machen und zu verhüten, daß freiliegende hochspannungführende Teile vorhanden
sind, bei deren Berührung das Bedienungspersonal gefährdet werden kann.
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Erfindungsgemäß bildet der aus für sich fertiggestellten Einzelteilen
zusammengesetzte Isolierkörper einerseits eine Kapsel für einen Hochspannungserzeuger
und andererseits ein Isoliergehäuse für den von diesem Erzeuger gespeisten Hochspannungsverbraucher.
Insbesondere besteht der Isolierkörper aus einer die Hochspannungswicklung eines
Transformators einschließenden, hohlen Ringkapsel
mit kastenartigem
Fortsatz zur Aufnahme des Verbrauchers. Vorzugsweise sind die Wände des Kastenfortsatzes
aus über den Umfang derKapsel vorstehenden Fortsätzender Kapselstirnwände und aus
tangential an den Umfang der Kapsel anschließenden Wänden gebildet. Die Stoßfuge
verläuft etwa senkrecht zur Ringkapselachse, vorzugsweise in ihrer Symmetrieebene,
und setzt sich durch die tangential 'an den Kapselumfang anschließenden Wandteile
des Kastens fort. Die Kastenränder werden am besten mit vorspringenden Flanschen
versehen, an denen, vorzugsweise lösbar, der Kastendeckel befestigt wird. Besteht
dieser aus Metall, so sind die Kastenwände derart zu erhöhen bzw. der Deckel derart
auszubuchten, daß ein der Hochspannung entsprechender Isolationsabstand zwischen
den spannungführenden Teilen im Kasten und dem Kastendeckel verbleibt.
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An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Sie
zeigt eine mit einem Hochspannungstransformator zusammengebaute Röntgenröhre. Die
Gesamtanordnung ist in zwei zueinander senkrecht stehenden Ouerschnitten.dargestellt.
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i ist der Mantelkern mit der Primärwicklung 2. 3 ist die Hochspannungssekundärwicklung.
4, 5 sind die beiden Teile des Isolierkörpers, 6 eine Röntgenröhre, 7 ein die Blende
8 für die Röhre 6 enthaltender Deckel.
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Der Isolierkörper bildet eine die Wicklung 3 einschließende hohle
Ringkapsel mit kastenartigem Fortsatz. Die Kastenwände 40, 50 werden durch
über die Ringkapselwand 9 vorspringende Fortsätze der Kapselstirnwände, die Kastenwände
io, ii durch etwa tangential an den Ringkapselumfang anschließende Wandteile gebildet.
Die Stoßfuge C, D zwischen den Teilen 4, 5 verläuft senkrecht zur Kapselachse
A, B und durch die Wände io, ii des Kastenfortsatzes. Sie liegt in der Symmetrieebene
des Isolierkörpers.
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Die Kastenwände 40, 50, 10 und ii sind mit vorspringenden Fortsätzen
12 versehen, an denen, vorzugsweise lösbar, der Deckel 7 angebracht ist.- Die Wand
9 hat zwei Öffnungen 13, durch die die Anschlußleiter der Hochspannungswicklung
3 zur Röntgenröhre 6 aus dem Kapselhohlraum in den Kastenhohlraum geführt sind.
Die Öffnungen 13 haben einen der Potentialdifferenz zwischen den durchgeführten
Leitern entsprechenden Abstand. Zwecks Verlängerung der Kriechstrompfade kann die
Wand 9 auch mit Rippen versehen werden. In den Isolierkörper sind außerdem noch
Ausdehnungskörper 14 und andere in der Zeichnung der Einfachheit halber weggelassenen
Teile zum Betrieb der Röntgenröhre angeordnet. Statt der Röntgenröhre können in
dem Isolierkörper jedoch auch andere Hochspannungsverbraucher, also z. B. Funkenstrecken-Hochspannungskondensatoren
für Kompensationszwecke, Prüfeinrichtungen für Öle und andere Isolierstoffe, angeordnet
werden.
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Der Isolierkörper wird auf folgende Weise hergestellt: Er wird zunächst
als zusammenhängendes Stück oder auch in Teilen geformt oder gegossen, hierauf gebrannt
und gegebenenfalls nach vorherigem Durchschneiden längs der Stoßfuge C, D
mittels einer Diamantsäge an den Stoßflächen feingeschliffen. Hierauf wird die Wicklung
3, die mit Öl, Masse o. dgl. imprägniert ist, eingesetzt, die Stoßflächen mit gelöstem
oder weichem, hartbarem Harz oder Kunstharz, z. B. mit weichem, plastischem Schellack
benetzt, dann werden die Teile 4, 5 mit den Stoßflächen aufeinandergesetzt und gegebenenfalls
durch Aneinanderdrücken überschüssiges Harz entfernt. Hierauf wird unter Umständen
nach vorherigem Einspannen in. eine Presse oder Zwinge der zusammengesetzte Isolierkörper
in einen Ofen gebracht und mehrere Stunden oder Tage auf etwa ioo oder mehr Grad
gehalten, bis das Harz oder Kunstharz genügend durchgehärtet ist. Dann wird der
Innenraum der Ringkapsel mit 01, Masse gegebenenfalls unter Zusatz von körnigen
oder pulverförmigen Zusatzstoffen gefüllt und die Wicklung mit der Füllung in der
üblichen Weise so lange im Vakuum behandelt, daß mit Sicherheit etwa vorhandene
Luft ausgetrieben wird. Die Durchführungsöffnungen für das 0I oder die Masse werden
dann dicht verschlossen. Ein Verschließen der Öffnungen 13 ist entbehrlich, wenn
auch der Kastenhohlraum mit Öl oder Masse ausgefüllt wird. In diesem Fall kann zum
Verschluß der Deckel ? verwendet werden. Nach dem Fertigstellen des Isolierkörpers
wird die Primärwicklung 2 und der Eisenkern i beispielsweise durch Einschachteln
eingebracht.
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Der ganze Apparat kann dann noch in ein Schutzgehäuse eingeschlossen
werden.
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Unter Umständen empfiehlt es sich, einzelne Teile des Isolierkörpers,
z. B. die gesamte äußere Oberfläche, die Innenseiten der Kapselstirnwände usw.,
mit leitenden Belägen zu versehen, um an den Isolierkörper anschließende Lufträume
dielektrisch zu entlasten und die Potentialverteilung zu steuern.
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Die Erfindung bietet insbesondere den Vorteil, däß sämtliche hochspannungführende
Teile vollkommen eingeschlossen sind und der ganze Apparat sehr wenig Platz und
:Material beansprucht, ferner die Hochspannungsisolation in einfachster Weise aus
elektrisch hochwertigem Porzellan o. dgl. hergestellt werden kann. Von besonderem
Vorteil ist auch, daß ein nachträgliches Einfädeln der
Hochspannungswicklung
in den Isolierkörper vermieden wird und der Isolierkörper praktisch keine freien
Kriechstrompfade bildenden Ränder hat.