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Isolator für Hochspannungsanlagen, bestehend aus Teilen aus normalem,
hochwertigem Porzellan und Teilen aus hochhitzebeständigem, lichtbogenfestem Werkstoff
In Hochspannungsanlagen werden als Isolatoren, beispielsweise für Stutzer und Durchführungen,
vorwiegend Porzellanisolatoren verwendet. Sofern an solchen Isolatoren ein Lichtbogen
entsteht, wird durch die große Wärme das Porzellan beschädigt, so daß in den meisten
Fällen Kurzschlüsse und andere schwere Zerstörungen eintreten.
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Es sind zwar schon Porzellansorten bekannt, die sehr hochhitzebeständig
sind in der Weise, daß sie durch einen in der Nähe brennenden Lichtbogen zwar oberflächlich
angegriffen werden, nicht aber zerspringen: Dieser Werkstoff eignet sich jedoch
für die Verwendung als Hochspannungsisolator aus dem Grunde schlecht, da er eine
verhältnismäßig viel niedrigere mechanische Festigkeit aufweist, teuer ist und nicht
mit der glatten Oberfläche ausgeführt werden kann, die bei hochwertigen Hochspannungsisolatoren
verlangt wird. Es sind weiter bereits Hochspannungsisolatoren beschrieben worden,
die
aus gewöhnlichem Porzellan oder keramischem Werkstoff bestehen
und bei denen an besonders gefährdeten Stellen des Isolators Schutzteile aus lichtbogenhitzebeständigem
Material angeordnet werden. So ist beispielsweise bei Stabisolatoren für Fahrleitungen
elektrischer Bahnanlagen der eigentliche Stabisolator, der die Zugbeanspruchung
aufnimmt, aus keramischer 3lIasse hoher mechanischer Festigkeit gebildet worden,
während um diesen Isolatorkörper herum ein äußerer Teil aus einer keramischen Masse
hoher Temperaturbeständigkeit angeordnet wird, der die Hitzebeanspruchungen aufnimmt,
die bei etwa überschlagenden Lichtbogen entstehen.
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Nach der Erfindung kann bei einem solchen Isolator für Hochspannungsanlagen,
der sowohl aus Teilen aus normalem, hochwertigem Porzellan als auch aus Teilen aus
hochhitzebeständigem, lichtbogenfestem Werkstoff besteht. der Aufwand bei hoher
Sicherheit dadurch besonders gering gehalten werden, daß der eigentliche Porzellanstutzer
bz«,-. die Porzellandurchführung aus normalem, hochwertigem Porzellan gebildet wird
und daß an dessen Stirnwand ein ring- oder tellerförmigerTeil aus hochhitzebeständigem,
lichtbogenfestem Werkstoff angesetzt wird. -Mit besonderem Vorteil wird dieser ring-
oder tellerförmige Teil so geformt, daß er in radialer Richtung über den Stutzer
bzw. die Durchführung hinausragt, wodurch der Lichtbogen von dem Porzellanrohr sicher
ferngehalten werden kann.
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Eine besonders geeignete Bauform erhält man, wenn der normale Isolatorkörper
als Rohr ausgebildet wird. dessen Abschluß durch entsprechend geformte Teile aus
Lichtbogenfestem Porzellan erfolgt.
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Bei der neuen Ausbildung wird es ermöglicht, den eigentlichen Porzellanstutzer
kürzer als sonst zu bemessen, da die wirksame Isolatorlänge durch den an die Stirnwand
angesetzten Teil vergrößert wird. Außerdem ist auch die Möglichkeit gegeben, auf
eine metallene Armatur zu verzichten, da der an der Stirnwand angesetzte Teil deren
Funktion übernehmen kann, wodurch, abgesehen von der Werkstoffersparnis für die
Armatur, die Schlagweite vergrößert wird, so daß, unter gleichen Voraussetzungen,
die Baumaße der gesamten Anordnung noch weiter herabgesetzt «-erden können. Außerdem
sind bei der neuen Anordnung jegliche Spalte, die sich über die axiale Länge des
Isolators erstrecken würden und die einen Weg für Kriechüberschläge bilden könnten,
vermieden.
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In einer größeren Anlage. in der eine große Anzahl von Isolatoren
angewendet wird. brauchen nur einzelne Isolatoren, die hinsichtlich ihrer Lage oder
hinsichtlich ihrer Schlagweite in -erster Linie der Gefahr ausgesetzt sind, daß
der Lichtbogen längere Zeit an ihnen stehenbleibt, in der neuen Art ausgebildet
zu werden. Auf diese `''eise wird mit einem verhältnismäßig geringen Aufwand ein
vollwertiger Schutz der ganzen Anlage erreicht, da die anderen Isolatoren bei dem
Wandern eines Lichtbogens nur so kurze Zeit von dem Lichtbogen berührt werden, daß
dort keine erhebliche Beschädigung zu befürchten ist, worin ein besonderer. durch
die Erfindung ermöglichter Vorteil liegt.
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Als Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung ein Durchführungsisolator,
beispielsweise für die Durchführung durch Lichtbogenschutzwände. die verhindern
sollen, daß der Lichtbogen auf benachbarte Teile, wie beispielsweise Sammelschienen,
gelangt, dargestellt. 1lit i ist die durchgeführte Leitung bezeichnet, 2 stellt
einen Isolator aus normalem Porzellan dar, das in der Mitte in einen für die Befestigung
bestimmten flanschartigen Ansatz 3 übergeht. Mit q. ist ein besonderer Schutzkörper
aus hochwertigem, hochhitzebeständigem Porzellan bezeichnet, der etwa kegelförmig
auf einer entsprechend geformten Fläche des Porzellanrohres 2 aufliegt und ringartig
auf allen Seiten das Porzellanrohr hinreichend übergreift. Hierbei ist in dem Teil
:I eine Nut ; vorgesehen, in die das Rohr 2 an seinem äußeren Ende eingreift. Die
Schutzkörper. die auf beiden Seiten des Porzellanrohres 2 angeordnet sind, sind
durch Bolzen 6 miteinander verspannt. Diese Bolzen können aus leitendem Werkstoff
bestehen, sie können aber in Fällen. wo dies im Hinblick auf die elektrische Feldverteilung
erwünscht ist, auch aus zugfestem Isolierstoff, beispiels-«-eise Preßstofi od. dgl.,
hergestellt sein.
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Ein Lichtbogen, der in der Anlage beispielsweise an der Leitung i
entlang wandert, wird durch den Schutzkörper d so weit nach außen gedrückt. daß
er auf dem in der Zeichnung angedeuteten Weg auf die Metallarmatur übergeführt wird
oder überschlägt. Durch die Formgebung ist hierbei dafür gesorgt, daß der Lichtbogen
von der Oberfläche des Isolierrohres 2 weit abgehalten ist, so daß in den Fällen.
in denen der Lichtbogen länger stehenbleibt, keine Beeinträchtigung des Porzellans
eintritt.
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Die neuen Isolatoren können in Hoch-Spannungsanlagen jeglicher Art
verwendet werden. Besondere Vorteile bietet beispielsweise auch die Anwendung als
Trägerisolatoren für die Kontakte von Trennschaltern. Die Ausbildung der Isolatoren
selbst kann auch in anderer Form erfolgen. So kann es unter Umständen vorteilhaft
sein, den Schutzkörper glockenartig auszuführen, derart, daß er den Durchführungs-
oder den
Stützerkörper etwas übergreift. Hier hat die Verwendung
von lichtbogenfestem Porzellan gegenüber anderen Anordnungen, z. B. überragenden
Metallarmaturen oder solchen aus Asbest, die dem gleichen Zweck dienen, den Vorteil,
daß trotz weitem Überstehen der Phasenabstand nicht vergrößert zu werden braucht,
da der Werkstoff ein vollwertiger Isolierstoff mit hoher elektrischer Durchschlagfestigkeit
ist. Aus den gleichen Gründen kann es auch in manchen Fällen vorteilhaft sein, die
Berührungsflächen zwischen dem Iselierkörper und dem Schutzkörper genau aufeinander
einzuschleifen, so daß an dieser Stelle eine elektrisch dichte Fuge entsteht. Unter
Umständen kann es auch zweckmäßig sein, den Schutzkörper zwei- oder mehrteilig,
sektorartig unterteilt, auszuführen. In diesem Falle ist es möglich, die Schutzkörper
auch zur Befestigung des Leiters in der Durchführung durch Festklemmen zu verwenden.
Es können dann auch für verschiedene Leiterquerschnitte die gleichen Porzellandurchführungen
verwendet werden, wobei je nach dem Leitungsquerschnitt verschiedene Abschirmringe
genommen werden. Auf diese Weise wird die Lagerhaltung wesentlich vereinfacht. Mit
Rücksicht auf die Werkstoffeigenschaften des lichtbogenfesten Porzellans empfiehlt
es sich, die Schutzkörper möglichst stabil auszubilden, indem scharfe Kanten und
Ecken nach Möglichkeit vermieden werden.
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Mit besonderem Vorteil kann die Befestigung der Stützer bzw. Durchführungen,
wie dies bereits vorgeschlagen worden ist, so durchgeführt werden, daß an den entsprechenden
Teilen des Isolierkörpers bzw. dessen mit dem Isolator aus einem Stück bestehendem
Flansch stufenförmig abgesetzte Aussparungen vorgesehen, werden, in die besondere
Haltestücke eingreifen, die die durch die Aussparungen gebildeten Lücken ausfüllen
und zur Abstützung an den Tragkörpern, Tragplatten usw. dienen.
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Durch die neuen Isolatoren ist die Möglichkeit gegeben, an allen Stellen,
an denen mit häufigen Lichtbogen zu rechnen ist, eine sehr große Sicherheit gegen
dauernde Beschädigungen durch Lichtbogen zu erreichen; weiter wird auch ein wertvolles
Hilfsmittel für die Lösung der Aufgabe gegeben, an bestimmten Stellen von Anlagen
ein Weiterwandern von etwa bestehenden Lichtbogen sicher zu verhindern.