DE69019313T2 - Rigid electrical insulator. - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen starren elektrischen Isolator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solcher Isolator ist zum Beispiel aus der Druckschrift DE-C- 177 650 bekannt.The present invention relates to a rigid electrical insulator according to the preamble of claim 1. Such an insulator is known, for example, from the document DE-C-177 650.
Es sind zwei Arten von starren Isolatoren bekannt, nämlich der starre Isolator mit Stange, der der ANSI-Norm C29- 6-1984 entspricht, und der starre Isolator mit Sockel, der der ANSI-Norm C29-7-1983 oder IEC 720 entspricht.There are two types of rigid insulators known, namely the rod rigid insulator which conforms to ANSI standard C29-6-1984 and the base rigid insulator which conforms to ANSI standard C29-7-1983 or IEC 720.
Ein solcher Isolator enthält mindestens ein Porzellan- oder Glasdielektrikum oder ein Dielektrikum aus einem cycloaliphatischen Harz, dessen unteres Ende von einer metallischen Stange oder einem metallischen Sockel getragen wird und dessen Kopf eine Kehle aufweist, die direkt ein elektrisches Kabel aufnimmt.Such an insulator comprises at least one porcelain or glass dielectric or a cycloaliphatic resin dielectric, the lower end of which is supported by a metallic rod or base and the head of which has a groove which directly receives an electrical cable.
Die Kehle kann sich auf der Seitenfläche und/oder der Oberseite des Kopfes befinden. Das elektrische Kabel wird dort mit Hilfe eines Bindedrahts gehalten. Die Größe der Kehlen und die Formen der Bindedrähte sind standardisiert.The throat can be located on the side and/or the top of the head. The electrical cable is held there using a tie wire. The size of the throats and the shapes of the tie wires are standardized.
Wenn die bekannten Isolatoren der Zerstörungswut ausgesetzt sind, kann bekanntlich ihr Dielektrikum völlig zerbrechen und damit das Kabel herunterfallen. Um diesen Nachteil zu vermeiden, schlägt das Patent DE-C-177 650 vor, das Dielektrikum mittels einer starren Hülle zu schützen, die aus zwei Schalen besteht und eine Kehle aufweist, um das Kabel aufzunehmen.It is well known that when the known insulators are subjected to destructive force, their dielectric can break completely and the cable can fall down. To avoid this disadvantage, patent DE-C-177 650 proposes protecting the dielectric by means of a rigid sheath consisting of two shells and having a groove to accommodate the cable.
Man stellt weiter bei den bekannten Isolatoren einen manchmal unzureichenden Biegungswiderstand und eine gewisse Erosion des Kabels in Höhe seines Kontaktbereichs mit der Kehle des Isolators fest, die zum Zerreißen des Kabels führen kann.Furthermore, known insulators sometimes have insufficient resistance to bending and a certain erosion of the cable at the point of contact with the insulator groove, which can lead to the cable breaking.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, einen starren elektrischen Isolator herzustellen, der diese Nachteile nicht mehr aufweist.The present invention aims to produce a rigid electrical insulator which no longer has these disadvantages.
Die vorliegende Erfindung hat einen starren elektrischen Isolator mit Sockel oder Stange zum Gegenstand, dessen unteres Ende am Sockel oder an der Stange befestigt ist und dessen oberes Ende mindestens eine Kehle aufweist, die ein elektrisches Kabel aufnehmen soll, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens einen Kernstab aus mittels eines Harzes agglomerierten Glasfasern enthält, der mit seinem unteren Teil auf dem Sockel oder der Stange und mit seinem oberen Teil an einem starren aufgeformten Kopf befestigt ist, der mindestens eine Nut aufweist, wobei die Außenfläche des Kernstabs und des starren Kopfes dicht mit einer Umhüllung bedeckt ist, die hinsichtlich des Kopfes aus einem isolierenden biegsamen Elastomer ist und hinsichtlich des Kernstabs aus den Elastomeren, den Harzen und Lacken ausgewählt ist, wobei die mit ihrer Umhüllung versehene Nut die Kehle bildet.The present invention relates to a rigid electrical insulator with a base or rod, the lower end of which is fixed to the base or rod and the upper end of which has at least one groove intended to receive an electrical cable, characterized in that it comprises at least one core rod made of glass fibers agglomerated by means of a resin, fixed by its lower part to the base or rod and by its upper part to a rigid molded head having at least one groove, the outer surface of the core rod and of the rigid head being tightly covered by a sheath made of an insulating flexible elastomer for the head and selected from elastomers, resins and varnishes for the core rod, the groove provided with its sheath forming the groove.
Die Außenfläche des Kernstabs ist vorzugsweise zylindrisch oder kegelstumpfförmig.The outer surface of the core rod is preferably cylindrical or frustoconical.
Der Kernstab kann kompakt oder hohl sein. Sein mit dem starren Kopf verbundenes Ende kann vorteilhafterweise Rillen aufweisen oder geeignet spanend bearbeitet sein.The core rod may be solid or hollow. Its end connected to the rigid head may advantageously have grooves or be suitably machined.
Der starre Kopf ist aus einem Material, das aus den thermoplastischen (Polyester, Polyamid, Polyacetal usw.) oder wärmehärtbaren Materialien (Epoxy, Polyurethan usw.), den Keramikmaterialien, aus Glas, Porzellan oder einem Metall ausgewählt wird. Aus elektrischen Gründen nimmt man vorzugsweise ein isolierendes Material. Dieses letztere kann mineralische Chargen oder isolierende oder halbleitende Fasern enthalten.The rigid head is made of a material chosen from thermoplastic (polyester, polyamide, polyacetal, etc.) or thermosetting (epoxy, polyurethane, etc.), ceramic, glass, porcelain or metal. For electrical reasons, it is preferable to use an insulating material. The latter may contain mineral charges or insulating or semiconducting fibers.
Der starre Kopf kann auf dem entsprechende Ende des Kernstabs geformt oder durch Kleben oder jedes andere geeignete Mittel befestigt werden.The rigid head can be molded onto the corresponding end of the core rod or fixed by gluing or any other suitable means.
Das biegsame Elastomer der Umhüllung des starren Kopfes wird ausgewählt aus den vulkanisierbaren Elastomeren (EPDM, Silocon usw.) und den thermoplastischen Elastomeren. Das Material der Umhüllung des Kernstabs kann ausgewählt werden aus den obigen Elastomeren, den Lacken, den Expoyharzen, den Polyesterharzen, mit oder ohne Chargen; diese Umhüllung kann glatt sein oder Rippen verschiedener Form aufweisen.The flexible elastomer of the rigid head cover is selected from vulcanizable elastomers (EPDM, Silocon, etc.) and thermoplastic elastomers. The material of the core rod cover can be selected made of the above elastomers, varnishes, epoxy resins, polyester resins, with or without charges; this coating can be smooth or have ribs of various shapes.
Ein erfindungsgemäßer starrer Verbundisolator ist in einem Spannungsbereich zwischen 5 und 100 kVolt verwendbar und hat eine Vielzahl von Vorteilen.A rigid composite insulator according to the invention can be used in a voltage range between 5 and 100 kVolt and has a number of advantages.
So widersteht er besser den Biegekräften als die bekannten starren Isolatoren. Bei einer starken Biegung entsprechend einer höheren Belastung als dem Standard-Wert hat man keinen klaren Bruch festgestellt, der das Herabfallen des Kabels bewirken könnte.It is therefore better able to withstand bending forces than the known rigid insulators. In the case of strong bending, corresponding to a load higher than the standard value, no clear break has been observed that could cause the cable to fall down.
Der erfindungsgemäße Isolator widersteht sehr viel besser den Stößen aufgrund von Zerstörungswut; auch hier sind die Gefahren eines klaren Bruchs begrenzt. Außerdem ist das Kabel in einer Kehle angeordnet, die von einer im starren Kopf vorgesehenen und mit einer Elastomer-Umhüllung versehenen Nut definiert wird. Selbst wenn das Kabel Schwingungen ausgesetzt ist, liegt es auf einer biegsamen Unterlage, die jeden Verschleiß seiner Adern vermeidet.The insulator according to the invention is much more resistant to shocks due to destructive force; here too, the risk of a clear break is limited. In addition, the cable is arranged in a groove defined by a groove provided in the rigid head and covered with an elastomer sheath. Even when the cable is subjected to vibrations, it rests on a flexible support which prevents any wear of its wires.
Der erfindungsgemäße Isolator ist leichter und weniger platzraubend als die bekannten starren Isolatoren, die gleichwertige Isolierungseigenschaften aufweisen. Man stellt weiter fest, daß sein Funkstörungspegel sehr schwach ist.The insulator according to the invention is lighter and less bulky than the known rigid insulators which have equivalent insulating properties. It is also noted that its radio interference level is very low.
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nicht einschränkend zu verstehenden nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnungen hervor.Other features and advantages of the present invention will become apparent from the following non-limiting description of embodiments with reference to the accompanying drawings.
Figur 1 zeigt schematisch im halben Längsschnitt einen erfindungsgemäßen starren Verbundisolator.Figure 1 shows a schematic half-longitudinal section of a rigid composite insulator according to the invention.
Die Figuren 2 bis 4 sind schematische Ausschnitte aus Längsschnitten von drei Umhüllungsvarianten eines erfindungsgemäßen Isolators.Figures 2 to 4 are schematic sections from longitudinal sections of three casing variants of an insulator according to the invention.
Die Figuren 5 bis 9 sind schematische Längsschnitte durch erfindungsgemäße Isolatoren mit verschiedenen Varianten von Kernstäben.Figures 5 to 9 are schematic longitudinal sections through insulators according to the invention with different variants of core rods.
Figur 10 ist eine schematische Schnittansicht einer Variante eines erfindungsgemäßen Isolators mit mehreren Kernstäben.Figure 10 is a schematic sectional view of a variant of an insulator according to the invention with several core rods.
Figur 11 ist eine schematische Schnittansicht einer weiteren Variante eines erfindungsgemäßen Isolators.Figure 11 is a schematic sectional view of a further variant of an insulator according to the invention.
Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen starren Verbundisolator im Vergleich mit einem starren Keramikisolator der Klasse 57,3 der ANSI-Norm.Figure 1 shows a rigid composite insulator according to the invention compared with a rigid ceramic insulator of class 57.3 of the ANSI standard.
Er enthält einen Kernstab 1 aus mittels eines Harzes agglomerierten Glasfasern, dessen eines Ende 2 in einem Sitz 4 eines Beschlags 5 in Form eines Sockels befestigt ist. Sein mit mindestens einer Rinne 3 versehenes Ende ist zum Beispiel durch Aufformen mit einem starren Kopf 7 aus wärmehärtbarem Harz verbunden (die Rinnen können durch jede andere spanende Bearbeitung ersetzt werden).It comprises a core rod 1 made of glass fibres agglomerated by means of a resin, one end 2 of which is fixed in a seat 4 of a fitting 5 in the form of a base. Its end, provided with at least one groove 3, is connected, for example by moulding, to a rigid head 7 made of thermosetting resin (the grooves can be replaced by any other machining).
Der Kopf 7 besitzt eine seitliche Nut 8 und eine obere Nut 9. Die Außenfläche des starren Kopfes 7, die des Kernstabs 1 und ein Teil der Außenfläche des Beschlags 5 sind durch Aufformen mit einer Elastomerumhüllung 10 versehen. Diese Umhüllung definiert auf der Seite des Kopfes 7 eine obere Kehle 19, die sich über der Nut 9 befindet, und eine seitliche Kehle 18, die die Nut 8 umgibt. Diese beiden Kehlen von standardisierter Größe sollen ein Kabel aufnehmen.The head 7 has a lateral groove 8 and an upper groove 9. The external surface of the rigid head 7, that of the core rod 1 and part of the external surface of the fitting 5 are provided with an elastomeric sheath 10 by molding. This sheath defines on the side of the head 7 an upper groove 19 located above the groove 9 and a lateral groove 18 surrounding the groove 8. These two grooves of standardized size are intended to accommodate a cable.
Die gezeigte Umhüllung 10 enthält Rippen 11, die verschiedene Profile und verschiedene Durchmesser aufweisen können.The casing 10 shown contains ribs 11, which can have different profiles and different diameters.
Der maximale Durchmesser des erfindungsgemäßen Isolators liegt zwischen 45 mm und 65 mm, während der Durchmesser des entsprechenden Porzellanisolators zwischen 85 und 130 mm liegt.The maximum diameter of the insulator according to the invention is between 45 mm and 65 mm, while the diameter of the corresponding porcelain insulator is between 85 and 130 mm.
Das Gewicht des erfindungsgemäßen Isolators ist etwa dreimal geringer als das des direkt vergleichbaren Porzellanisolators.The weight of the insulator according to the invention is about three times lower than that of the directly comparable porcelain insulator.
In Bezug auf den Biegewiderstand wurde der Isolator der Figur 1 in eine Testmaschine eingebaut, die die Last und die entsprechende Durchbiegung simuliert. Die ANSI-Norm fordert einen Widerstand gegen die Biegung von 2.800 lbs. Für diesen Wert beträgt die beobachtete Durchbiegung 28 mm, während sie beim Porzellanisolator einige Millimeter beträgt. Im Fall des Porzellanisolators ist dieser Wert sehr nahe der Durchbiegung, die das Reißen des Kopfes des Isolators nach sich zieht, während beim erfindungsgemäßen Isolator das Reißen erst erfolgt, wenn die Durchbiegung 50 mm beträgt, was einer Last von 4.300 lbs entspricht.Regarding the bending resistance, the insulator of Figure 1 was installed in a test machine that measured the load and the corresponding deflection is simulated. The ANSI standard requires a resistance to bending of 2,800 lbs. For this value, the deflection observed is 28 mm, while for the porcelain insulator it is a few millimeters. In the case of the porcelain insulator, this value is very close to the deflection that causes the head of the insulator to break, while for the insulator according to the invention, the breakage only occurs when the deflection is 50 mm, which corresponds to a load of 4,300 lbs.
Das in der Kehle 19 oder der Kehle 18 angeordnete Kabel, das dort mit Hilfe eines standardisierten Bindedrahts befestigt ist, liegt auf einer Unterlage aus biegsamem Elastomer, die es auf Dauer nicht beschädigt.The cable arranged in the groove 19 or the groove 18, which is secured there by means of a standardized binding wire, rests on a base made of flexible elastomer which does not damage it in the long term.
Wenn der Isolator dem Aufprall von Kugeln ausgesetzt ist, kann der Stoß das Zerbersten oder Platzen der Gesamtheit der Struktur nicht bewirken, wie dies bei einem Porzellanisolator der Fall sein könnte.When the insulator is subjected to the impact of bullets, the impact cannot cause the entire structure to shatter or burst, as could happen with a porcelain insulator.
Die Figuren 2 bis 11 zeigen Ausführungsvarianten verschiedener Elemente des Isolators der Figur 1.Figures 2 to 11 show variants of various elements of the insulator of Figure 1.
In den Figuren 2, 3, 4 sieht man verschiedene Umhüllungen für den Kernstab 1. Die Umhüllung 20 aus Elastomer (Figur 2) besitzt Rippen, die alle die gleiche Gestalt aufweisen. Die Rippen der Umhüllung 21 aus Elastomer in Figur 3 enthalten untere Tropfrippen 23. Die Umhüllung 22 in Figur 4 ist eine rohrförmige Hülle, deren Material ein Lack ist.In Figures 2, 3, 4, one can see different covers for the core rod 1. The elastomer cover 20 (Figure 2) has ribs that all have the same shape. The ribs of the elastomer cover 21 in Figure 3 contain lower drip ribs 23. The cover 22 in Figure 4 is a tubular cover, the material of which is a varnish.
In Figur 5 hat der Kernstab 31 die Form eines Kegelstumpfs, dessen Enden mit einem Metallsockel 30 bzw. einem isolierenden starren Kopf 40 fest verbunden sind.In Figure 5, the core rod 31 has the shape of a truncated cone, the ends of which are firmly connected to a metal base 30 and an insulating rigid head 40, respectively.
In Figur 6 ist der Kernstab 32 ein Hohlzylinder, der eventuell mit einem isolierenden Schaum oder Harz gefüllt sein kann (siehe Figur 7).In Figure 6, the core rod 32 is a hollow cylinder which may possibly be filled with an insulating foam or resin (see Figure 7).
In Figur 8 ist der Kernstab 32 ein hohler Kegelstumpf, der ebenfalls eventuell mit isolierendem Schaum oder Harz 33 gefüllt sein kann (siehe Figur 9).In Figure 8, the core rod 32 is a hollow truncated cone, which may also be filled with insulating foam or resin 33 (see Figure 9).
In Figur 10 enthält der Isolator zwei Stäbe 61 und 62, die parallel zueinander an einem Metallsockel 50 und einem isolierenden starren Kopf 60 befestigt sind. Gemäß einer anderen Variante können mehr als zwei Stäbe vorgesehen sein.In Figure 10, the insulator contains two rods 61 and 62, which are fixed parallel to each other to a metal base 50 and an insulating rigid head 60. According to another variant, more than two rods can be provided.
In Figur 11 ist ein metallischer Ring 42, der ein metallisches Anschlußstück bildet, um den Kernstab 41 unter dem starren Kopf 40 befestigt. Wie in den vorhergehenden Varianten sind die ausgesetzten Seiten des Kernstabs 41 und des Kopfes 40 mit dichten Umhüllungen 43, 44 versehen, die aus verschiedenen Materialien bestehen können. Die Verbindung zwischen diesen beiden Umhüllungen kann über das Metallteil erfolgen.In Figure 11, a metal ring 42 forming a metal connector is fixed around the core rod 41 under the rigid head 40. As in the previous variants, the exposed sides of the core rod 41 and of the head 40 are provided with tight sheaths 43, 44 which can be made of different materials. The connection between these two sheaths can be made via the metal part.
Die Erfindung ist natürlich nicht auf die soeben beschriebenen Ausführungsformen begrenzt.The invention is of course not limited to the embodiments just described.
Die Erfindung betrifft ebenfalls starre Isolatoren mit einer Stange, die sich im Kernstab befestigt.The invention also relates to rigid insulators with a rod which is fixed in the core rod.
Es wurde ein Kopf aus isolierendem Material beschrieben. Man kann ebenfalls einen metallischen Kopf vorsehen.A head made of insulating material has been described. A metal head can also be used.
Das Material der Umhüllung des starren Kopfes wird so gewählt, daß es so biegsam wie möglich ist.The material of the rigid head casing is chosen so that it is as flexible as possible.
Wenn der Isolator mehrere Stäbe aufweist, sind diese letzteren nicht unbedingt parallel zueinander angeordnet.If the insulator has several bars, the latter are not necessarily arranged parallel to each other.
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