DE69821169T2

DE69821169T2 - Polymer insulator for the support of electrical wiring and electrical components in general

Info

Publication number: DE69821169T2
Application number: DE69821169T
Authority: DE
Inventors: Enrico Elli; Cesare Guida; Andrea Catenacci
Original assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Current assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Priority date: 1997-07-25
Filing date: 1998-07-20
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2018-07-21
Also published as: EP0893805B1; ITMI971782A1; EP0893805A2; DE69821169D1; ATE258334T1; IT1293788B1; EP0893805A3

Abstract

The present invention relates to a polymeric insulator for supporting electrical lines and electrical components in general that comprises an electrically insulating body made of fibreglass with a thermosetting base resin forming connection points. The distinctive feature of the invention consists in the fact that it comprises a flange of thermoplastic polymeric material that forms an integral part of the aforesaid body at leats at one of the said connection points. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Polymerisolator zum Unterstützen von elektrischen Leitungen und elektrischen Komponenten im allgemeinen.The present invention relates to a polymer insulator to support electrical cables and electrical components in general.

Bekanntlich sind Polymerisolatoren, die zum Isolieren von elektrischen Übertragungsleitungen sowie als Isolationsteile für Schaltanlagen, Stromunterbrecher und dergleichen verwendet werden oder in jedem Fall dazu dienen, elektrische Komponenten zu unterstützen, im allgemeinen aus einem elektrisch isolierenden Körper hergestellt, der aus einem Glasfasermaterial mit einem wärmehartbaren Basisharz besteht.As is known, polymer insulators those for isolating electrical transmission lines as well as insulation parts for Switchgear, circuit breakers and the like can be used or in any case serve to support electrical components in the generally made of an electrically insulating body made of a Glass fiber material with a thermosetting Base resin is made.

Ein Aluminiumflansch, oder Metallverbinder im allgemeinen, werden an den Verbindungspunkten des elektrisch isolierenden Körpers angeordnet, indem sie an den Verbindungspunkten des Körpers selbst festgeklebt werden.An aluminum flange, or metal connector in the general, are at the connection points of the electrically insulating body arranged by being at the connection points of the body itself be stuck.

Ein Beispiel eines derartigen Isolators ist im Dokument WO-A-9 642 092 beschrieben.An example of such an isolator is described in document WO-A-9 642 092.

In der Praxis sorgt der Glasfaserkörper für einen Isolierabstand und für die mechanischen Eigenschaften des Abschnittes, der Biege-, Zug-, Druck- oder Innendruckkräften ausgesetzt sein kann. Die Flansche, die mit den Verbindungspunkten verbunden sind, ermöglichen wiederum, daß die Isolierkomponenten über Gewindeverbindungen oder durch das Festziehen von Anschlußstiften oder Bolzen mit dem Rest der Anordnung verbunden werden.In practice, the fiberglass body provides for you Isolation distance and for the mechanical properties of the section, the bending, pulling, Compressive or internal compressive forces may be exposed. The flanges with the connection points connected again that the Insulating components over Threaded connections or by tightening connection pins or bolts are connected to the rest of the assembly.

Bei bestimmten Ausführungsformen, bei denen die mechanische Beanspruchung und die Abmessungen nicht allzu groß sind, sind die Isolatoren als Ganzes aus in eine Gußform gegossenem wärmehärtbarem Glasfasermaterial hergestellt, wobei der Isolationskörper und der Verbindungsflansch somit einstückig hergestellt sind.In certain embodiments, where the mechanical stress and the dimensions are not are too big the insulators as a whole are made of thermosetting cast in a mold Made of glass fiber material, the insulation body and the connecting flange are thus made in one piece.

Bei beiden der oben beschriebenen Lösungen nehmen der Polymerisierungsprozeß, der Produktionszyklus, die Nachbehandlung im Trocknungsofen sowie andere Behandlungen relativ viel Zeit in Anspruch, da das Vernetzen der wärmehärtbaren Harze zeitaufwendig ist. Ferner haben die Flansche des wärmehärtbaren Materials, welches ausgezeichnete elektrische Isolationseigenschaften hat, eine geringe Stoßfestigkeit.Both of the above solutions take the polymerization process, the production cycle, the Post-treatment in the drying oven and other treatments relatively takes a lot of time because the crosslinking of the thermosetting resins takes time is. Furthermore, the flanges of the thermosetting material, which has excellent electrical insulation properties, low Shock resistance.

Die Lösungen, in welchen geklebte Metallflansche eingesetzt werden, haben zwar gegenüber einer mechanischen Belastung eine größere Festigkeit, benötigen jedoch eine lange Herstellungszeit aufgrund der Verwendung von wärmehärtbaren Klebstoffen und aufgrund der Tatsache, daß das Glasfasermaterial vor dem Kleben der Metallteile mit einer Werkzeugmaschine derart bearbeitet werden muß, daß Toleranzen ausgeschlossen werden. Ferner sind die Kosten nicht unerheblich, da die Bearbeitung des Glasfasermaterials durch den Abrieb mit Diamentenspitzen-Werkzeug langsam vorangeht.The solutions in which glued Metal flanges are used compared to one mechanical load greater strength, need however, a long manufacturing time due to the use of thermosetting Adhesives and due to the fact that the glass fiber material before processed the gluing of the metal parts with a machine tool must be tolerances be excluded. Furthermore, the costs are not negligible, since the processing of the glass fiber material by abrasion with a diamond tip tool goes slowly.

Das Ziel der Erfindung ist das oben genannte Problem zu lösen, indem ein Polymerisolator zur Verfügung gestellt wird zum Unterstützen von elektrischen Leitungen und elektrischen Komponenten im allgemeinen, wobei die Verbindungsflansche hervorragende elektrische Isolationseigenschaften haben und dabei aus wärmehärtbarem Material hergestellt sind, wodurch auch die mechanischen Eigenschaften verbessert werden.The aim of the invention is that above to solve the mentioned problem by providing a polymer insulator to support electrical cables and electrical components in general, the connecting flanges having excellent electrical insulation properties have and thereby from thermosetting Material are made, which also improves the mechanical properties become.

Im Rahmen dieses Ziels besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung insbesondere darin, einen Polymerisolator anzugeben, bei dem die Möglichkeit besteht, die Verbindungsflansche direkt an dem Körper des Isolators anzuordnen, ohne daß dabei der Körper selbst maschinell hergestellt werden müßte.Within the scope of this goal the Object of the present invention in particular in a polymer insulator specify where the possibility consists of placing the connecting flanges directly on the body of the insulator, without doing it the body would have to be manufactured by machine.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Polymerisolator anzugeben, bei dem aufgrund der besonderen Herstellungseigenschaften eine größere Zuverlässigkeit und Sicherheit in der Verwendung sichergestellt ist.Another task of the present The invention is to provide a polymer insulator in which the special manufacturing properties a greater reliability and security in use is ensured.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Polymerisolator anzugeben, der durch Verfahren, die eine kurze Behandlungszeit umfassen und in rein wirtschaftlicher Hinsicht wettbewerbsfähig sind, einfach herzustellen ist.Another object of the invention is es to provide a polymer insulator by methods that a include short treatment time and in purely economic terms competitive are easy to manufacture.

Dieses Ziel sowie diese und andere Aufgaben, die im folgenden deutlich werden, erreicht ein Polymerisolator zum Unterstützen von elektrischen Leitungen und elektrischen Komponenten im allgemeinen, wie er in Anspruch 1 definiert ist, umfassend einen elektrisch isolierenden Körper aus Glasfasermaterial mit einem wärmehärtbaren Basisharz mit Verbindungspunkten, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper an zumindest einem der Verbindungspunkte einem Flansch aus thermoplastischem Polymermaterial umfaßt, der mit dem Körper derart verbunden ist, daß er einstückig mit diesem ausgebildet ist. Ein Verfahren zur Herstellung eines Polymerisolators ist in Anspruch 6 angegeben.This goal as well as this and others A polymer insulator achieves tasks that will become clear in the following to support of electrical lines and electrical components in general, as defined in claim 1 comprising an electrically insulating body made of glass fiber material with a thermosetting base resin with connection points, characterized in that the body at least one of the connection points a flange made of thermoplastic Comprises polymer material, the one with the body is so connected that he one piece is trained with this. A method of making a Polymer insulator is specified in claim 6.

Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines bevorzugten, jedoch nicht ausschließlichen Ausführungsbeispiels eines Polymerisolators zum Unterstützen von elektrischen Leitungen und elektrischen Komponenten im allgemeinen, das als nicht einschränkendes Beispiel in den zugehörigen Zeichnungen dargestellt ist, in denen zeigen:Other properties and advantages the invention result from the description of a preferred, however not exclusive embodiment a polymer insulator to support electrical cables and electrical components in general, as a non-limiting one Example in the related Drawings are shown, in which:

1 eine graphische Querschnittansicht des erfindungsgemäßen Polymerisolators; 1 a graphical cross-sectional view of the polymer insulator according to the invention;

2 eine vergrößerte, detaillierte Ansicht der Verbindung des Verbindungsflanschs. 2 an enlarged, detailed view of the connection of the connecting flange.

In den oben genannten Figuren hat der erfindungsgemäße und mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnete Polymerisolator zum Unterstützen von elektrischen Leitungen und elektrischen Komponenten im allgemeinen einen elektrisch isolierenden Körper 2, der vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, eine längliche hohle Form hat und aus einem Glasfasermaterial mit einem wärmehärtbaren Basisharz besteht.In the above figures, the one according to the invention and with the reference symbol 1 characterized polymer insulator for supporting electrical wires and electrical components generally an electrically insulating body 2 which preferably, but not necessarily, has an elongated hollow shape and is made of a glass fiber material with a thermosetting base resin.

An den Enden des Körpers liegen Verbindungspunkte 3, mit denen der Flansch zum Anpassen der zu tragenden Elemente verbunden werden muß.There are connection points at the ends of the body 3 with which the flange must be connected to adapt the elements to be carried.

Das wesentliche Unterscheidungsmerkmal der Erfindung besteht in der Tatsache, daß dieser Flansch, der mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet ist, aus einem thermoplastischen Material besteht und derart hergestellt ist, daß er einstükkig mit dem Körper des Isolators an den Verbindungspunkten ausgebildet ist, um eine monolithische Anordnung zu bilden.The essential distinguishing feature of the invention lies in the fact that this flange, the one with the reference symbol 10 is made of a thermoplastic material and is made such that it is integral with the body of the insulator at the connection points to form a monolithic arrangement.

Das zu lösende technische Problem besteht darin, eine Verbindung zwischen dem Körper 2 aus wärmehärtbarem Material und dem Flansch 10 aus thermoplastischem Material zu ermöglichen.The technical problem to be solved is a connection between the body 2 made of thermosetting material and the flange 10 made of thermoplastic material.

Gemäß einem bevorzugten Verfahren wird eine dünne Zwischenschicht 11 aus thermoplastischem Material gebildet, die in der Polymerisierungsphase des Har zes selbst auf die Oberfläche der wärmehärtbaren Harzverbindungspunkte direkt aufgetragen wird, derart, daß eine Molekularbewegung des Flüssigkharzes während der Polymerisierung erzielt wird, was die Haftwirkung zwischen der Zwischenschicht und dem isolierenden Körper begünstigt.According to a preferred method, a thin intermediate layer 11 formed of thermoplastic material, which is applied directly to the surface of the thermosetting resin connection points in the polymerization phase of the resin, in such a way that molecular movement of the liquid resin is achieved during the polymerization, which promotes the adhesive action between the intermediate layer and the insulating body.

Der thermoplastische Flansch wird nun durch ein Spritzgußverfahren auf die so erhaltene Zwischenschicht aufgetragen. Der Flansch kann somit mit dem isolierenden Körper verbunden werden, um mit diesem einen einzigen Körper zu bilden, da das thermoplastische Material, aus dem der Flansch besteht, und das thermoplastische Material, welches die Zwischenschicht bildet, kompatibel sind.The thermoplastic flange is now by an injection molding process applied to the intermediate layer thus obtained. The flange can thus with the insulating body be connected to form a single body with this, since the thermoplastic Material from which the flange is made and the thermoplastic Material that forms the intermediate layer are compatible.

In der Praxis wird auf einer Schicht desselben Materials ein Gußvorgang mit einem geeigneten Einspritzdruck ausgeführt, wodurch ein Komplett-Guß erzielt wird.In practice it is on a shift a casting process of the same material executed with a suitable injection pressure, whereby a complete casting is achieved becomes.

Durch Anwenden dieser Technik vermeidet man die Herstellungskosten, die in Zusammenhang mit jeder Art eines darauffolgenden Bearbeitens des isolierenden Körpers in einer Werkzeugmaschine entstehen würden.By using this technique you avoid the manufacturing costs associated with each type of subsequent processing of the insulating body in a machine tool would.

Alternativ ist es jedoch auch möglich, den isolierenden Körper auf geeignete Weise in einer Werkzeugmaschine zu bearbeiten und ihn mit einem Mittel zu behandeln, das ihn kompatibel macht für das Gießen des thermoplastischen Materials direkt auf den elektrisch isolierenden Körper, wodurch letzteres möglich wird.Alternatively, however, it is also possible to use the insulating one body to process in a suitable manner in a machine tool and to treat it with an agent that makes it compatible for casting the thermoplastic material directly on the electrically insulating Body, making the latter possible becomes.

Alternativ können die Flansche aus thermoplastischem Material getrennt gegossen und daraufhin angepaßt werden, derart, daß sie einstückig mit dem isolierenden Körper ausgebildet sind.Alternatively, the flanges can be made of thermoplastic Material is poured separately and then adjusted so that they are integral with the insulating body are trained.

Hinsichtlich der verwendeten Materialien haben Experimente gezeigt, daß es zweckmäßig ist, Polysulfon oder Polyethersulfon als thermoplastisches Material für den Flansch einzusetzen, um beste Ergebnisse zu erzielen. Andererseits ist es zweckmäßig, für den isolierenden Körper Epoxidharz mit einer hohen Glasübergangstemperatur einzusetzen, da ein derartiges Harz den Vorteil einer außerordentlichen Resistenz gegenüber den Temperaturen hat, die in der Phase des Gießens des Flansches aus thermoplastischem Material auf den Körper des Isolators auftreten.Regarding the materials used experiments have shown that it is appropriate, polysulfone or polyethersulfone as a thermoplastic material for the flange to get the best results. On the other hand, it is appropriate for the insulating body Epoxy resin with a high glass transition temperature use because such a resin has the advantage of an extraordinary Resistance to the temperatures in the phase of molding the flange from thermoplastic Material on the body of the isolator occur.

Der auf diese Weise erzielte Polymerisolator hat den Vorteil, daß er einen größeren Isolierabstand bietet, da er elektrisch isolierende Enden hat; alternativ ist es möglich, gegebenenfalls kleinere isolierende Körper für den gleichen Isolierabstand einzusetzen.The polymer insulator obtained in this way has the advantage that he offers a larger insulation distance, since it has electrically insulating ends; alternatively it is possible, if necessary smaller insulating bodies for the use the same insulation distance.

Ferner ist die Herstellungszeit der Spritzguß-Flansche deutlich geringer als dies bei herkömmlichen Flanschen der Fall ist, wobei vorteilhafterweise auch die Produktionskosten erheblich gesenkt werden, die mit dem Verarbeiten der Enden auf enge Toleranzen und dem anschließenden Kleben des wärmehärtbaren Materials in Zusammenhang stehen, was viel Zeit in Anspruch nimmt, während das direkte Spritzgießen der thermoplastischen Flansche auf den Glasfaserkörper nicht nur effektiver, sondern auch schneller umzusetzen ist.Furthermore, the manufacturing time Injection molded flanges significantly less than is the case with conventional flanges is, advantageously also the production costs considerably be lowered with the processing of the ends to close tolerances and the subsequent one Gluing the thermosetting Related material, which takes a lot of time, during that direct injection molding the thermoplastic flanges on the glass fiber body not is only more effective, but also faster to implement.

Ein weiterer und nicht zuletzt zu erwähnender Vorteil besteht darin, daß die Flansche aus Polymermaterial korrosionsresistenter sind und die thermoplastischen Flansche ferner leicht abgenommen werden können, wenn diese durch Schmelzen heiß geworden sind, wodurch ein Wiederverwerten am Ende der Lebensdauer des Produktes möglich wird sowie jeder Metalleinsatz zur Wiederverwertung getrennt und wiederverwertet werden kann.Another and last but not least mentioned is The advantage is that the Flanges made of polymer material are more corrosion resistant and the thermoplastic flanges can also be easily removed if these became hot due to melting are, thereby recycling at the end of the life of the product possible is separated as well as each metal insert for recycling and can be recycled.

Die so konzipierte Verbindungsvorrichtung kann zahlreiche Modifikationen und Änderungen erfahren, die alle im Rahmen des Erfindungskonzepts liegen.The connecting device designed in this way can numerous modifications and changes experienced, all within the scope of the inventive concept.

Alle Details können ferner durch andere, technisch gleichwertige Elemente ersetzt werden.All details can also be changed by others, technically equivalent elements are replaced.

In der praktischen Anwendung können ferner alle verwendeten Materialien sowie die jeweiligen Abmessungen und Formen je nach Anforderungen frei gewählt werden.In practice, everyone can used materials as well as the respective dimensions and shapes freely chosen according to requirements become.

Claims

Polymer insulator ( 1 ) for supporting electrical lines and electrical components in general, comprising an electrically insulating body ( 2 ) made of glass fiber material with a thermosetting base resin and with connection points ( 3 ), characterized in that the body has at least one of the connection points a flange ( 10 ) of thermoplastic polymer material, which is integrally formed with the body.

Polymer insulator according to the preceding claim, characterized in that the flange ( 10 ) made of thermoplastic material by injection molding on the body ( 2 ) is applied.

Polymer insulator according to the preceding claims, characterized in that it has an intermediate layer ( 11 ) made of thermoplastic material, which is connected to the glass fiber body during a production phase of the glass fiber body.

Polymer insulator according to one or more of the preceding Expectations, characterized in that the thermoplastic polymer material is polysulfone.

Polymer insulator according to one or more of the preceding Expectations, characterized in that the thermoplastic polymer material is polyethersulfone.

Process for the production of a polymer insulator ( 1 ) for supporting electrical cables and electrical components in general, characterized in that the method consists in an electrically insulating body ( 2 ) made of glass fiber material with a thermosetting base resin and to form an intermediate layer ( 11 ) from thermoplastic material a liquid thermoplastic material at connection points ( 3 ) the body during the polymerization of the thermosetting resin, and a flange ( 10 ) of thermoplastic material on the intermediate layer of thermoplastic material by injection molding, so that the flange is integrally formed with the body.