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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Durchführungseinrichtung,
die in einer Öffnung einer
Wand einer elektrischen Vorrichtung, die mit Öl oder Gas isoliert ist, hermetisch
befestigt wird, wobei die Durchführungseinrichtung
geeignet ist, ein elektrisches Verteilerkabel außen an der genannten Vorrichtung
mit einer Einrichtung innen an der genannten Vorrichtung zu verbinden.
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Eine solche Durchführungseinrichtung
ist in Fachkreisen bereits bekannt, z. B. aus den Unterlagen "Durchführung für Stromverteiler" (Cat. No. C-550-11)
oder "Durchführungsschächte" (Cat. No. C-510-11),
beide vertrieben durch ELASTIMOLD®, Ausgabedatum
8708 und erhältlich
seit 15. August 1972. In ihnen werden Durchführungseinrichtungen für Anwendungen
in Öl und
für Schwefelhexafluorid-(SF6)-Anwendungen vorgestellt.
Diese bekannten Durchführungseinrichtungen
sind aus Epoxidharz und besitzen einen Flansch aus rostfreiem Stahl
zum Anschweißen
oder Klammern an die Vorrichtung. Bei dem verwendeten Epoxidharz
handelt es sich um ein Duroplast, das wegen seiner guten Eigenschaften hinsichtlich
Isolierung, Durchlässigkeit
und Temperaturänderungsverhalten,
insbesondere in einer relativ aggressiven Umgebung. wie das bei
den gegenwärtigen Öl- oder
Gas-(SF6)-Anwendungen der Fall ist, gewählt wurde. Typische Anwendungen
sind Transformatoren, Schaltgeräte,
Kondensatoren und Motoren.
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Die erste, erwähnte bekannte Durchführungseinrichtung
besteht aus einem standardisierten Interface-Kegel auf der einen
Seite und einer Kegelform auf der gegenüberliegenden Seite und ist
allgemein als "Durchführung" bekannt. Bei der
zweiten, erwähnten,
bekannten Durchführungseinrichtung handelt
es sich um einen "Durchführungsschacht", der eine einfache
Hohlkegelform besitzt. Die Durchführungseinrichtung ist für einen
Befestigungsflansch vorgesehen, der einen größeren Durchmesser besitzt als
die Öffnung
in der Vorrichtung, an der die Durchführungseinrichtung befestigt
werden soll. Beim Befestigen wird die Kegelform in die Öffnung eingesetzt,
während
der Flansch an die Seiten dieser Öffnung anstößt. Zwischen Flansch und Öffnung muss
eine Dichtung eingesetzt werden, damit die Vorrichtung gut abgedichtet
wird.
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Epoxidharz und jede Art von Duroplast
im allgemeinen ist auch bekannt für seine Brüchigkeit bei relativ hohen
Temperaturen, insbesondere oberhalb des Glasumwandlungspunktes (> 110°C). Doch
beim Anschweißen
des Flansches aus rostfreiem Stahl der Durchführung an die Wand der Vorrichtung,
kann die Temperatur extrem hoch werden (> 170°C).
Es ist dann ein Abkühlen
erforderlich, damit das Epoxidharz nicht zerbricht.
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Ein weiteres Problem bei Epoxidharz
ist, dass die Lagerungszeit auf wenige Stunden, z. B. ca. 8 Stunden,
begrenzt ist, sobald seine Bestandteile miteinander vermischt worden
sind.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung
ist es, eine Durchführungseinrichtung
mit verbesserter Leistung und Produktivität im Vergleich zu den bekannten Durchführungseinrichtungen
zu liefern.
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Gemäß der Erfindung wird dieses
Ziel dadurch erreicht, dass die genannte Durchführungseinrichtung aus einem
elastischen Polymer hergestellt wird, das einen antimigrierenden
Zusatzstoff enthält.
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So ersetzt wird das Epoxidharz der
bekannten Durchführungseinrichtungen
vorteilhafterweise durch das elastische Polymer ersetzt. Ein elastisches Polymer
ermöglicht
tatsächlich
eine gewisse Flexibilität,
die für
die isolierte Vorrichtung die Spannung gewährleistet, weshalb eine zusätzliche
Dichtung nicht mehr erforderlich ist. Gegenüber dem Epoxidharz ist das
elastische Polymer gegen höhere
Temperaturen beständig,
so dass das Abkühlen
während
des Schweißens
ebenfalls nicht mehr nötig
ist, die Produktionsphase einfacher und schneller und die Lagerungszeit
für die
Herstellung nach dem Vermischen der Bestandteile wesentlich länger ist.
Die Leistungen des elastischen Polymers sind denen von Epoxidharz ähnlich,
was die Kosten für
Material, Isolierung und das Temperaturänderungsverhalten angeht.
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Es muss jedoch festgehalten werden,
dass das elastische Polymer bekanntermaßen eine hohe Durchlässigkeit
besitzt. Die Durchlässigkeit
ist ein Maß für die Leichtigkeit,
mit der eine Flüssigkeit, Dampf
oder Gas (d. h. Fluide) das Material durchdringen können. Bei
dem Verfahren handelt es sich um Absorption und Diffusion. Das Fluid
fließt
auf der einen Seite in das Material hinein und löst sich darin auf und diffundiert
durch das Material hindurch bis hin zur gegenüberliegenden Seite, wo dann
eine Verdunstung oder Verdampfung stattfindet.
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Deshalb wird in der vorliegenden
Erfindung dem elastischen Polymer ein anti-migrierender Stoff zugesetzt,
damit es mit dem Isoliermedium kompatibel ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsart
handelt es sich bei dem elastischen Polymer um ein synthetisches
Terpolymer aus Äthylen,
Propylen und Dien (EPDM), das durch ein synthetisches Copolymerisat aus
Isobutylen und Isopren als anti-migrierendem Zusatzstoff verbessert
wurde.
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Im Gegensatz zu dem bekannten und
oben erwähnten
Epoxidharz kann das synthetische Terpolymer aus Äthylen, Propylen und Dien,
allgemein auch als "EPDM" bezeichnet, wiederverwertet
oder recycelt werden, und ist daher umweltfreundlich. Das synthetische
Copolymerisat wurde wegen seiner dielektrischen und Durchlässigkeitseigenschaften
ausgewählt.
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Ein weiteres Merkmal der gegenwärtigen Erfindung
ist die Tatsache, dass das genannte elastische Polymer zwischen
5 und 50 Teilen des genannten, synthetischen Copolymerisats aus
Isobutylen und Isopren besitzt.
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Auf diese Art und Weise werden die
besten Leistungen erzielt.
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Vorzugsweise handelt es sich bei
dem genannten, anti-migrierenden Zusatzstoff um einen Butylkautschuk
oder um einen Nitrilkautschuk.
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Weitere charakteristische Merkmale
der Durchführungseinrichtung
sind in den beigefigten Patentansprüchen erwähnt.
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Die obigen und andere Gegenstände und Merkmale
der Erfindung werden offensichtlicher und die Erfindung selbst wird
verständlicher,
wenn man sich auf die nachfolgende Beschreibung einer Ausführungsart
bezieht und sie in Verbindung mit den Zeichnungen betrachtet. Es
zeigen
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1 eine "Durchführung" gemäß der Erfindung,
die die Form von zwei, einander gegenüberliegenden Kegeln besitzt.
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2 ein "Durchführungsschacht" gemäß der Erfindung
, der die Form eines einzelnen Hohlkegels besitzt.
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Die in 1 gezeigte
Durchführungseinrichtung
ist allgemeiner nur als "Durchführung" bekannt, während die
in 2 gezeigte Durchführung als "Durchführungsschacht" bekannt ist. Jede
dieser Durchführungseinrichtungen
wird zur hermetischen Befestigung in einer Wandöffnung einer elektrischen Vorrichtung
verwendet, die mit Öl
oder Gas, im allgemeinen unter Druck stehendes Schwefelhexafluorid (SF6),
isoliert ist. Bei der elektrischen Vorrichtung handelt es sich meistens
um eine elektrische Vorrichtung aus dem Mittelspannungsbereich,
z. B. 10 kVolt bis 36 kVolt, wie Transformatoren, Schaltgeräte, Kondensatoren
und Motoren.
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Die Durchführungseinrichtung ist geeignet, ein
elektrisches Verteilerkabel außen
an der Vorrichtung mit einer Einrichtung, z. B. einem Schalter,
innen an der Vorrichtung, bei der es sich beispielsweise um einen
Tank oder eine Zelle handelt, der bzw. die mit dem Isoliermedium
gefüllt
ist, zu verbinden. Ein Ende der Durchführungseinrichtung wird in das
Isoliermedium eingetaucht, während
sich das andere Ende in der Umgebungsluft befindet oder Isolieranschlüsse aufnehmen
kann.
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Die Durchführungseinrichtung besitzt hauptsächlich einen
elektrisch leitenden Metallstab 1 in ihrem Inneren, der
von einer Formteil-Isolierschicht umgeben ist. In der Durchführung von 1 hat diese Isolierschicht
die Form von zwei Kegeln 2, 3, deren Basisflächen verbunden
sind. Ein Befestigungsflansch 4 aus Metall ist an der Basis
des unteren Kegels 3 vorgesehen, und erstreckt sich über diese
Isolierschicht hinaus. In dem Durchführungsschacht von 2 besitzt die Isolierschicht
die Form eines einzelnen Hohlkegels mit einem Innenteil 2' und einem Außenteil 3'. Ein Befestigungsflansch 4 aus
Metall ist an der Basis des Kegels vorgesehen und erstreckt sich über das
Außenteil 3' dieser Isolierschicht
hinaus. Das Innenteil 2' besitzt
eine Form, die die Form von Kegel 2 in 1 ergänzt,
wobei beide einen standardisierten Interface-Kegel für elektrische
Anwendungen darstellen, wie oben erwähnt.
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In beiden Fällen ist der Durchmesser des
Befestigungsflansches 4 größer als der der Öffnung in der
Vorrichtung, an der die Durchführungseinrichtung befestigt
wird. Der Befestigungsflansch 4 ist vorzugsweise aus rostfreiem
Stahl und er stößt an die
Seiten der Öffnung
an, wenn der Kegel 3 oder 3' während des
Befestigens darin eingeschoben wurde.
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Der Befestigungsflansch 4 aus
rostfreiem Stahl wird dann dazu verwendet, die Durchführungseinrichtung
an die Vorrichtung anzuschweißen
oder anzuklammern. Wenn die Durchführungseinrichtung mit Befestigungsbolzen
oder Schrauben an der Vorrichtung befestigt wird, werden an dem
Flansch 4 sowie an den entsprechenden Stellen neben der Öffnung der
Vorrichtung Löcher
vorgesehen (nicht gezeigt). In einer bevorzugten Ausführungsart
wird der Metallflansch 4 an die Wand der Vorrichtung angeschweißt.
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Ein Ende (oben) des Innenstabes 1 besitzt entweder
ein Innengewinde (oben an der Durchführung in 1) oder ein Außengewinde (im Kegel des Durchführungsschachtes
in 2), während das
andere Ende 5 ein Außengewinde
aufweist. Beide Enden können
elektrische Steckverbinder des Kabels und der Vorrichtung aufnehmen.
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Bei der Isolierschicht der Durchführungseinrichtung
handelt es sich um ein Formteil aus elastischem Polymer, das einen
anti-migrierenden Zusatzstoff enthält. Vorzugsweise ist das elastische
Polymer ein synthetisches Terpolymer aus Äthylen, Propylen und Dien,
allgemein als "EPDM" bezeichnet. Bei
dem anti-migrierenden Zusatzstoff handelt es sich vorzugsweise um
ein synthetisches Copolymerisat aus Isobutylen und Isopren, Butylkautschuk
oder Nitrilkautschuk. Er wird dem elastischen Polymer zur Verbesserung
seiner Durchlässigkeitseigenschaften zugesetzt,
damit es mit dem Isoliermedium der Vorrichtung kompatibel ist. Deshalb
sollte das elastische Polymer zwischen 5 und 50 Teilen des antimigrierenden
Zusatzstoffes enthalten.
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Während
die Prinzipien der Erfindung oben im Zusammenhang mit einer bestimmten
Vorrichtung beschrieben worden sind, sollte klargestellt werden, dass
diese Beschreibung nur als ein Beispiel erfolgte, die den Rahmen
der Erfindung, wie sie in den beigefigten Ansprüchen definiert ist, in keiner
Weise einschränken
soll.