EP0068067B1 - Hochspannungswiderstand für Freiluft-Isolieranordnungen - Google Patents

Hochspannungswiderstand für Freiluft-Isolieranordnungen Download PDF

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EP0068067B1
EP0068067B1 EP82100844A EP82100844A EP0068067B1 EP 0068067 B1 EP0068067 B1 EP 0068067B1 EP 82100844 A EP82100844 A EP 82100844A EP 82100844 A EP82100844 A EP 82100844A EP 0068067 B1 EP0068067 B1 EP 0068067B1
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high voltage
resistor
voltage resistor
insulator
voltage
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B17/00—Insulators or insulating bodies characterised by their form
    • H01B17/42—Means for obtaining improved distribution of voltage; Protection against arc discharges

Definitions

  • the invention relates to a high-voltage resistor for avoiding flashovers on outdoor insulators according to the preamble of claim 1.
  • the high-voltage resistor is intended to prevent flashovers caused by conductive foreign layers, in particular moistened dirt deposits on the surface of outdoor insulators. With such conductive surfaces, a so-called foreign layer leakage current flows first. With this current, foreign layers are dried out at the points of greatest current density and so-called drying zones are formed. These dry zones are then bridged by partial arcs due to the uneven voltage distribution that arises. If the conductivity of the still humid zones is too high, the partial arcs are prolonged and ultimately there is a flashover in the conductor earth voltage.
  • One tries to prevent this flashover by either increasing the creepage distances while maintaining the insulator shape by increasing the overall length or by using insulators with a longer creepage distance while maintaining the overall length.
  • a cylindrical resistor in series is assigned to the insulator to avoid flashover. This resistance is dimensioned so that the flowing leakage current over the surface of the insulator remains small and does not exceed a certain value.
  • the resistors required for this must have a resistance value in the range of a few megohms to a hundred megohms.
  • the disadvantage of this system is that after the formation of a conductive layer on the insulator, almost the entire conductor earth voltage must be taken over by the resistor, since the value of the surface resistance of the insulator becomes very much lower than that of the resistor connected in series when it is heavily contaminated. Such an insulation arrangement thus becomes very long.
  • the arrangement becomes ineffective if a conductive layer forms on the surface of the series-connected resistor due to contamination, so that one is forced, e.g. to install conical covers against pollution, as is apparent from the embodiment of the British patent.
  • AT-PS 175 926 from which i.a. a high-resistance resistor made of semiconductor material emerges parallel to part of a support column.
  • This resistance is intended to relieve the head end of the insulator electrostatically and thus suppress a glow discharge at this point.
  • it also reduces the creepage distance of the column to the remaining part of this column and thus increases the risk of a flashover rather than reducing it.
  • the object of the present invention is to be seen in specifying a high-voltage resistor for use in a series connection with a high-voltage insulator for outdoor insulation arrangements, in which no flashover occurs on the overall arrangement despite conductive foreign layers and a low overall height can be achieved.
  • this object is achieved by the high-voltage resistor defined in claim 1.
  • this high-voltage resistor must be resistant to arcing and breakdown and must be designed in such a way that an electrically parallel conductive layer on its surface changes its total resistance value only slightly.
  • This is achieved by means of outer contours with a comparatively high specific creepage distance and, if one wishes to obtain an even shorter overall length of the outdoor insulation arrangement, by forming the outer surface from a hydrophobic material such as e.g. Polytetrafluoroethylene (PTFE), ethylene propylene monomer (EPM), ethylene propylene diene monomer (EPDM) or silicone rubber achieved.
  • PTFE Polytetrafluoroethylene
  • EPM ethylene propylene monomer
  • EPDM ethylene propylene diene monomer
  • the hydrophobicity of the plastics mentioned ensures that the value of the surface resistance is considerably greater than the value of the resistance, even when exposed to foreign layers.
  • the high voltage resistor resembles an shield insulator in terms of its shape and structure.
  • the order in which such a high-voltage resistor is arranged in the outdoor insulation arrangement is irrelevant; it can thus be connected close to ground as well as voltage, between two insulators or also divided at several locations.
  • the effect of this arrangement is based on the surprising finding that the voltage drop that occurs prevents a flashover even when the characteristic critical leakage current pulse is exceeded.
  • the insulating body can consist of ceramic, glass or plastic and the resistance material in the form of spirals or lei tendency or semiconducting layers to be applied.
  • a special embodiment of the inventive idea is that the insulating body is hollow. Further features with regard to the embodiment of the invention emerge from the subclaims or from the description.
  • An advantage of the embodiment of the device according to the invention consists in a small overall length of the entire insulation arrangement, as a result of which an economical and, as a result of the lower mast height of an overhead line, an environmentally friendly design is achieved.
  • the inventive device of the high-voltage resistor 1, 1 a, 1 b is shown in series with the actual outdoor insulator 2, 2a, 2b in Figures 1 to 3, the outdoor insulator in Fig. 1 as a long-bar insulator, in Fig. 2 as a support insulator and in Fig. 3 is shown as a chain of cap insulators.
  • a resistor for use with a long bar insulator 2 is shown in section. It consists of a resistance wire 3 which is applied to the surface of an insulating body 4 e.g. a porcelain insulator is applied in a spiral shape and is embedded in a glaze 5. The surface is covered with a hydrophobic layer 6 e.g. made of silicone rubber.
  • FIG. 5 Another embodiment is shown in FIG. 5.
  • a conductive glaze 7 is applied to the surface of the insulating body 4, on which in turn a hydrophobic layer 6 is applied.
  • Such wire or film resistors can of course not only be used for long-bar insulators, but also for post insulators, a chain of cap insulators or for bushings, since there are no technological difficulties in adapting the shield shape of the resistor to the shape of these insulators.
  • an insulating body 4 being used which is cylindrical.
  • One or more parallel resistance wires 3 are embedded in the glaze on the cylindrical surface, similar to the conventional glazed wire resistors: on this base body, screens 8 made of open-air resistant plastic material such as e.g. Silicone rubber applied in the form of insulator shields.
  • FIG. 10 differs from FIG. 9 only in that instead of a wire resistor, a sheet resistor 9 is used, which is either formed by a conductive glaze or by a thin metal layer, the resistor being either continuous or spiral.
  • a wire resistor instead of a wire resistor, a sheet resistor 9 is used, which is either formed by a conductive glaze or by a thin metal layer, the resistor being either continuous or spiral.
  • a further embodiment of the resistor is also shown in FIG.
  • High-voltage resistors in the embodiment according to FIG. 6 can be used for outdoor insulation arrangements with long rods according to FIG. 1 or supports according to FIG. 2, the insulating bodies 11 having to be mechanically sufficiently strong. 6 can also be used advantageously in outdoor insulation assemblies without them meet high mechanical requirements.
  • Such an arrangement of the high-voltage resistor 15 for a long-rod insulator 19 is shown in FIG. 8. The insulator 18 only serves to take over the mechanical forces of the actual insulator 19; it is bridged electrically by the resistor 15 connected in parallel.
  • the effectiveness of the cylindrical resistor 10 according to FIG. 6 must not be significantly impaired by the additional electrical parallel connection of the surface of the top long rod insulator 18, which is conductive due to contamination, to the outer surface of the resistor 15, which is conductive due to contamination.
  • This support can usually be achieved with a suitable design of the shields and the surfaces of the long rod insulator 18 of the resistor 15 and the dimensioning of the cylindrical resistor 10 according to the invention;
  • a resistance value of the cylindrical resistor 10 of 20 kOhm can apply and a resistance value for the surface of the uppermost long rod 18, as well as the resistor 15, which is conductive due to heavy contamination about 100 kOhm.
  • the insulating body 11 is also designed as a hollow insulator.
  • the resistor 12 is formed in one of the embodiments of FIG. 4 or 5.
  • Another embodiment is to integrate the high voltage resistor, as shown in FIG. 11, into the isolator of the outdoor isolation arrangement.
  • the resistance can be implemented in the embodiment according to FIG. 4, as shown in FIG. 11, or according to FIG. 5.
  • the resistor is again integrated into the insulator of the outdoor arrangement, but, in contrast to FIG. 11, is arranged distributed.
  • the distributed partial resistors 22 can again be constructed as shown in FIG. 4 or 5, as shown in FIG. 11.
  • the resistance is constructed on the principle of a plastic composite insulator, with a fiber-reinforced core 13 with conductive fibers, e.g. Carbon fiber is used, over which a shield cover 14, e.g. made of silicone rubber.
  • a resistor according to the invention according to FIG. 6 with a length of 160 mm was additionally used, which had a resistance value of 13 kOhm and was connected in series with the insulator L75 / 22.
  • the insulator could no longer flash over, even with the physically highest possible salt content (224 kg / m 3 ).
  • the highest leakage current impulse was 2110 mA.
  • the comparatively tested arrangement consisted of the isolator chain, to which a high-voltage resistor of 13 kOhm according to the invention was connected in series. At the same test voltage of 60.6 kV, the cap chain could not be brought over at a salt content of 224 kg / m 3 . In the test without flashover, the highest leakage current pulse was 5515 mA.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Hochspannungswiderstand zur Vermeidung von Fremdschicht- überschlägen an Freiluft-Isolatoren gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Mit dem Hochspannungswiderstand will man Überschläge vermeiden, die durch leitfähige Fremdschichten, insbesondere befeuchtete Schmutzablagerungen auf der Oberfläche von Freiluft-Isolatoren entstehen. Bei solchen leitfähigen Oberflächen fliesst zuerst ein sogenannter Fremdschicht-Ableitstrom. Durch diesen Strom werden an den Stellen grösster Stromdichte Fremdschichten ausgetrocknet und sog. Trockenzonen gebildet. Diese Trockenzonen werden dann wegen der sich einstellenden ungleichmässigen Spannungsverteilung durch Teillichtbögen überbrückt. Ist die Leitfähigkeit der noch feuchten Zonen zu gross, dann verlängern sich die Teillichtbögen und es kommt schliesslich zu einem Überschlag bei der Leiter-Erdspannung. Diesen Überschlag versucht man zu verhindern, indem man entweder unter Beibehaltung der Isolatorform durch Vergrösserung der Baulänge die Kriechwege erhöht oder unter Beibehaltung der Baulänge Isolatoren mit grösserer Kriechweglänge einsetzt. Diese beiden Massnahmen sind aber nur im beschränkten Umfang möglich, so dass bei stärkerer Verschmutzung noch Überschläge auftreten können. Bei sehr starker Verschmutzung führen diese Massnahmen allein zu keinem Erfolg. Deshalb hat man versucht, wie aus der GB-PS 1 039193 hervorgeht, Hochspannungsisolatoren mit einer leitfähigen Oberfläche zu versehen, um so eine ungleichmässige Spannungsverteilung zu vermeiden, die für die Ausbildung von Teillichtbögen verantwortlich ist. Insbesondere soll die dort vorgeschlagene halbleitende Glasur erreichen, dass die erforderliche Befeuchtung durch die Erwärmung des Isolators verhindert wird. Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass ständig hohe Ableitstromverluste entstehen. Ausserdem sind solche Oberflächenschichten für grosse Isolatoren mit der erforderlichen Gleichmässigkeit, thermischen Stabilität und Alterungsbeständigkeit nur schwer herstellbar.
  • Eine andere Massnahme geht aus der GB-PS 1 296 038 hervor. Zur Vermeidung von Fremdschicht-Überschlägen wird dem Isolator ein zylinderförmiger Widerstand in Reihe zugeordnet. Dieser Widerstand ist so bemessen, dass der fliessende Ableitstrom über die Oberfläche des Isolators klein bleibt und einen bestimmten Wert nicht überschreitet. Die hierfür erforderlichen Widerstände müssen einen Widerstandswert im Bereich einiger Mega-Ohm bis hundert Mega-Ohm aufweisen. Nachteilig ist bei diesem System, dass nach Bildung einer leitfähigen Schicht am Isolator nahezu die gesamte Leiter-Erdspannung vom Widerstand übernommen werden muss, da der Wert des Oberflächenwiderstands des Isolators bei starker Verschmutzung sehr viel niedriger als der des in Reihe geschalteten Widerstands wird. Damit wird eine solche Isolieranordnung sehr lang. Ausserdem wird die Anordnung unwirksam, wenn sich auf der Oberfläche des in Reihe geschalteten Widerstandes durch Verschmutzung eine leitfähige Schicht ausbildet, so dass man gezwungen ist, z.B. kegelförmige Abdeckungen gegen die Verschmutzung anzubringen, wie dies aus dem Ausführungsbeispiel des britischen Patents hervorgeht.
  • Weiter ist noch die AT-PS 175 926 zu erwähnen, aus der u.a. ein hochohmiger Widerstand aus Halbleitermaterial parallel zu einem Teil einer Stützersäule hervorgeht. Dieser Widerstand soll das Kopfende des Isolators elektrostatisch entlasten und somit eine Glimmentladung an dieser Stelle unterdrücken. Freilich reduziert er auch die Kriechweglänge der Säule auf den restlichen Teil dieser Säule und erhöht somit eher die Gefahr eines Fremdschichtüberschlags, als dass er sie verringerte.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, einen Hochspannungswiderstand zur Verwendung in einer Reihenschaltung mit einem Hochspannungsisolator für Freiluft-Isolieranordnungen anzugeben, bei dem trotz leitender Fremdschichten kein Überschlag an der Gesamtanordnung mehr auftritt und eine geringe Bauhöhe erreichbar ist.
  • Diese Aufgabe wird durch den im Anspruch 1 definierten Hochspannungswiderstand gelöst. Dieser Hochspannungswiderstand muss für diese Spannung überschlags- und durchschlagsfest sein und so ausgebildet werden, dass eine auf seiner Oberfläche vorhandene elektrisch parallel geschaltete leitfähige Fremdschicht seinen Gesamtwiderstandswert nur geringfügig verändert. Dies wird durch Aussenkonturen mit vergleichsweise hohem spezifischen Kriechweg und, wenn man eine noch kürzere Baulänge der Freiluft-Isolieranordnung erhalten will, durch Ausbildung der äusseren Oberfläche aus einem hydrophoben Material wie z.B. Polytetrafluoräthylen (PTFE), Äthylenpropylenmonomer (EPM), Äthylenpropylendienmonomer (EPDM) oder Silkongummi erreicht. Durch die Hydrophobie der genannten Kunststoffe ist gewährleistet, dass der Wert des Oberflächenwiderstandes auch bei Fremdschicht-Beanspruchung wesentlich grösser als der Wert des Widerstandes ist. Ausserdem ähnelt der Hochspannungswiderstand in äusserer Form und Aufbau einem Schirmisolator. Die Reihenfolge der Anordnung eines solchen Hochspannungswiderstandes in der Freiluft-Isolieranordnung spielt keine Rolle; er kann somit erd- als auch spannungsnah geschaltet, zwischen zwei Isolatoren oder auch aufgeteilt an mehreren Stellen angeordnet werden. Die Wirkung dieser Anordnung beruht in der überraschenden Feststellung, dass durch die auftretende Spannungsabsenkung ein Überschlag auch bei Überschreitung des charakteristischen kritischen Ableitstromimpulses vermieden wird.
  • Im einzelnen kann der Isolierkörper aus Keramik, Glas oder Kunststoff bestehen und das Widerstandsmaterial in Form von Spiralen oder leitenden bzw. halbleitenden Schichten darauf aufgetragen sein.
  • Eine besondere Ausbildung des erfinderischen Gedankens besteht darin, dass der Isolierkörper hohl ausgebildet ist. Weitere Merkmale hinsichtlich der Ausführungsform der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen bzw. aus der Beschreibung hervor.
  • Ein Vorteil der erfindungsgemässen Ausführungsform der Vorrichtung besteht in einer geringen Baulänge der gesamten Isolieranordnung, wodurch eine wirtschaftliche und in Folge der geringeren Masthöhe einer Freileitung auch eine umweltschonendere Ausführung erreicht wird. Ausserdem erweist es sich im Rahmen der Erfindung als besonders vorteilhaft, dass bestehende Isolieranordnungen, bei denen im Laufe der Zeit die Fremdschicht-Belastungen stärker geworden sind, vor dem Überschlag, bzw. vor ständiger Reinigung bewahrt werden können, indem man den erfindungsgemässen Hochspannungswiderstand in Reihe einbaut.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Abbildungen und eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 den erfindungsgemässen Hochspannungswiderstand in einer erdnahen Anordnung mit einem Langstabilisator.
    • Fig. 2 den erfindungsgemässen Hochspannungswiderstand in einer spannungsnahen Anordnung mit einem Stützisolator.
    • Fig. 3 den erfindungsgemässen Widerstand in einer erdnahen Anordnung mit einer Kette von Kappenisolatoren.
    • Fig. 4 einen Schnitt durch den Hochspannungswiderstand, der als Drahtwiderstand ausgebildet ist.
    • Fig. 5 einen Schnitt durch den Hochspannungswiderstand mit einer leitenden Glasurschicht.
    • Fig. 6 einen Schnitt durch einen Hohlisolator, der im Inneren den Hochspannungswiderstand aufweist.
    • Fig. 7 einen Schnitt durch einen Hochspannungswiderstand in spannungsnaher Anordnung mit einer Durchführung.
    • Fig. 8 den erfindungsgemässen Hochspannungswiderstand in einer mechanisch gering beanspruchbaren Ausführung in einer erdnahen Anordnung mit einem Langstabisolator.
    • Fig. 9 einen Schnitt durch einen Hochspannungswiderstand aus Keramik, der als Drahtwiderstand ausgebildet und mit Kunststoffschirmen versehen ist.
    • Fig. 10 einen Schnitt durch den Hochspannungswiderstand aus Keramik, der als Schichtwiderstand ausgebildet und mit Schirmen aus Kunststoff versehen ist.
    • Fig. 11 einen Schnitt durch einen Freileitungsisolator, bei dem der Hochspannungswiderstand integriert ist.
    • Fig. 12 einen Schnitt durch einen Freileitungsisolator oder Stützer, bei dem der Hochspannungswiderstand integriert und verteilt angeordnet ist.
    • Fig. 13 einen Schnitt durch einen Hochspannungswiderstand in der Ausführung wie ein Kunststoff-Verbundisolator, wobei der Strunk aber mit leitfähigen Fasern versehen ist.
  • Die erfindungsgemässe Vorrichtung des Hochspannungswiderstands 1, 1 a, 1 b ist in Reihe mit dem eigentlichen Freiluftisolator 2, 2a, 2b in den Figuren 1 bis 3 dargestellt, wobei der Freiluftisolator in Fig. 1 als Langstabisolator, in Fig. 2 als Stützisolator und in Fig. 3 als Kette aus Kappenisolatoren dargestellt ist.
  • In Fig. 4 ist im Schnitt ein Widerstand zur Verwendung mit einem Langstabisolator 2 gezeigt. Er besteht aus einem Widerstandsdraht 3, der auf die Oberfläche eines Isolierkörpers 4 z.B. eines Porzellanisolators spiralförmig aufgebracht ist und in eine Glasur 5 eingebettet ist. Die Oberfläche ist mit einer hydrophoben Schicht 6 z.B. aus Silikonkautschuk überzogen.
  • Eine andere Ausführungsform ist in Fig. 5 gezeigt. Auf die Oberfläche des Isolierkörpers 4 ist eine leitende Glasur 7 aufgebracht, auf der wiederum eine hydrophobe Schicht 6 aufgebracht ist.
  • Solchermassen ausgebildete Draht- bzw. Schichtwiderstände lassen sich natürlich nicht nur für Langstabisolatoren, sondern auch für Stützisolatoren, eine Kette aus Kappenisolatoren oder für Durchführungen verwenden, da es technologisch keine Schwierigkeiten gibt, die Schirmform des Widerstandes den Formen dieser Isolatoren anzupassen.
  • Eine Variation hinsichtlich des Materials als auch der Ausbildung eines solchen Widerstandes ergibt sich gemäss Fig. 9, wobei ein Isolierkörper 4 verwendet wird, der zylinderförmig ausgebildet ist. Auf der zylindrischen Oberfläche werden ein oder mehrere parallele Widerstandsdrähte 3 in die Glasur eingebettet, ähnlich wie bei den herkömmlichen glasierten Drahtwiderständen: Auf diesem Grundkörper werden dann Schirme 8 aus freiluftbeständigem Kunststoffmaterial wie z.B. Silikongummi in Form von Isolatorschirmen aufgebracht.
  • Die Ausführungsform nach Fig. 10 unterscheidet sich von der Fig. 9 nur dadurch, dass anstelle eines Drahtwiderstandes ein Schichtwiderstand 9 verwendet wird, der entweder durch eine leitfähige Glasur gebildet wird oder durch eine dünne Metallauflage, wobei der Widerstand entweder durchgehend oder spiralförmig ausgebildet ist.
  • Eine weitere Ausführungsform des Widerstands ergibt sich auch aus Fig. 6. Hier befindet sich ein zylindrischer Widerstand 10 im Inneren eines Hohlisolators 11. Die Oberfläche des Hohlisolators kann wiederum mit einem hydrophoben Material 6 überzogen werden.
  • Hochspannungswiderstände in der Ausführungsform nach Fig. 6 können für Freiluft-Isolieranordnungen mit Langstäben nach Fig. 1 oder Stützern nach Fig. 2 verwendet werden, wobei die Isolierkörper 11 mechanisch ausreichend fest ausgeführt sein müssen. Widerstände nach Fig. 6 können aber auch vorteilhaft in Freiluft-Isolieranordnungen verwendet werden, ohne dass sie hohe mechanische Anforderungen erfüllen. In Fig. 8 ist eine derartige Anordnung des Hochspannungswiderstandes 15 für einen Langstabisolator 19 dargestellt. Der Isolator 18 dient nur dazu, die mechanischen Kräfte des eigentlichen Isolators 19 zu übernehmen; elektrisch wird er durch den parallel geschalteten Widerstand 15 überbrückt.
  • Durch die zusätzliche elektrische Parallelschaltung der durch Verschmutzung leitfähigen Oberfläche des obersten Langstabisolators 18 zur durch Verschmutzung leitfähigen äusseren Oberfläche des Widerstands 15 darf die Wirksamkeit des zylindrischen Widerstands 10 nach Fig. 6 nicht erheblich beeinträchtigt werden. Diese Förderung ist bei geeigneter Ausbildung der Schirme und der Oberflächen des Langstabisolators 18 des Widerstandes 15 sowie erfindungsgemässer Dimensionierung des zylindrischen Widerstandes 10 meist erfüllbar; als typisches Beispiel für eine Anordnung nach Fig. 8 zur Verwendung in einer 123-kV-Freileitung kann ein Widerstandswert des zylindrischen Widerstandes 10 von 20 kOhm gelten und ein Widerstandswert für die durch starke Verschmutzung leitfähige Oberfläche des obersten Langstabs 18 sowie des Widerstandes 15 von je etwa 100 kOhm.
  • In der Ausführungsform des Hochspannungswiderstands nach Fig. 7, die zur Verwendung mit einer Durchführung 16 vorgesehen ist, ist der Isolierkörper 11 ebenfalls als Hohlisolator ausgeführt. Der Widerstand 12 wird in einer der Ausführungsformen von Fig. 4 oder Fig. 5 ausgebildet.
  • Eine weitere Ausführungsform besteht darin, den Hochspannungswiderstand, wie in Fig. 11 gezeigt, in den Isolator der Freiluft-Isolieranordnung zu integrieren. Die Ausführung des Widerstands kann dabei in der Ausführungsform nach Fig. 4, wie in Fig. 11 dargestellt, oder nach Fig. 5 erfolgen.
  • In der Ausführung nach Fig. 12 ist der Widerstand wieder in den Isolator der Freiluftanordnung integriert, im Gegensatz zu Fig. 11 aber verteilt angeordnet. Der Aufbau der verteilt angeordneten Teilwiderstände 22 kann wieder nach Fig. 4 oder Fig. 5 erfolgen, wie in Fig. 11 dargestellt.
  • In der Ausführung nach Fig. 13 ist der Widerstand nach dem Prinzip eines Kunststoff-Verbundisolators aufgebaut, wobei ein faserverstärkter Kern 13 mit leitfähigen Fasern, z.B. Carbonfasern, verwendet wird, über dem eine Schirmhülle 14, z.B. aus Silikongummi, angeordnet ist.
  • Die Wirksamkeit des erfindungsgemässen Hochspannungswiderstands in der beschriebenen Anordnung wird nun anhand eines Beispiels näher ausgeführt. Als Isolator wurde ein keramischer Langstab L 75/22 mit einer Baulänge von 1270 mm und einem Kriechweg von 2440 mm verwendet, und zwar gemäss den Vorschriften nach DIN 48006/2. Bei einer labormässigen Prüfung des Fremdschicht-Isoliervermögens gern. DIN/VDE 57448, Teil 2/9.77 wurde für die herkömmliche Anordnung, also ohne Reihenschaltung mit dem erfindungsgemässen Widerstand ein Stehsalzgehalt von 28 kg/m3 bei 63 kV erreicht.
  • Dabei wurde als kritischer Ableitstromimpuls beim Überschlag 1072 mA (Scheitelwert) gemessen. Dieser Ableitstromimpuls ist für den verwendeten Isolator charakteristisch. Die Prüfungen erfolgten dabei mit einer steifen Spannungsquelle (Kurzschlussstrom 20 A).
  • In der vergleichsweise geprüften Anordnung wurde zusätzlich ein erfindungsgemässer Widerstand nach Fig. 6 mit einer Baulänge von 160 mm verwendet, der einen Widerstandswert von 13 kOhm aufwies und mit dem Isolator L75/22 in Reihe geschaltet war. Bei gleicher Prüfspannung von 63 kV konnte der Isolator selbst beim physikalisch grösstmöglichen Salzgehalt (224 kg/m3) nicht mehr zum Überschlag gebracht werden. Bei dieser Prüfung ohne Überschlag wurde als höchster Ableitstromimpu!s 2110 mA gemessen.
  • Beim Ableitstromimpuls von 1072 mA (Scheitelwert), der für die erfindungsgemässe Dimensionierung des Widerstandswertes massgebend ist, tritt ein Spannungsabfall von 13,9 kV (Scheitelwert) am Hochspannungswiderstand auf. Bezogen auf die Prüfspannung von 63 - V2 kV (Scheitelwert) entspricht dieser Spannungsabfall 15,6% der gesamten Leiter-Erdspannung.
  • Gleichartige Prüfungen wurden an einer Isolatorkette aus 8 Glaskappen vom Typ F8 durchgeführt. Bei einer Kriechweglänge von 2350 mm betrug die Prüfspannung 60,6 kV, das bedeutet die gleiche Spannungsbeanspruchung je cm Kriechweglänge wie im Fall des Langstabisolators. Für die herkömmliche Isolation wurde mit steifer Spannungsquelle ein Stehsalzgehalt von 40 kg/m3 ermittelt.
  • Die vergleichsweise geprüfte Anordnung bestand aus der Isolatorkette, der ein erfindungsgemässer Hochspannungswiderstand von 13 kOhm in Reihe geschaltet war. Bei der gleichen Prüfspannung von 60,6 kV konnte beim Salzgehalt 224 kg/m3 die Kappenkette nicht zum Überschlag gebracht werden. Bei der Prüfung ohne Überschlag wurde als höchster Ableitstromimpuls 5515 mA gemessen.
  • Beim gleichen kritischen Ableitstromimpuls von 1072 mA (Scheitelwert), der für die erfindungsgemässe Dimensionierung des Widerstandswertes massgebend ist, tritt ein Spannungsabfall von 13,9 kV (Scheitelwert) am Hochspannungswiderstand von 13 kOhm auf. Bezogen auf die Prüfspannung von 60,6 -
    Figure imgb0001
     (Scheitelwert) entspricht dieser Spannungsabfall 16,2% der gesamten Leiter-Erdspannung.

Claims (9)

1. Hochspannungswiderstand (1, 1a, 1b, 12, 15) zur Vermeidung von Fremdschichtüberschlägen an Freiluftisolatoren, bestehend aus einem Isolierkörper (4,11,14) und Widerstandsmaterial (3, 7, 9, 13), wobei der Hochspannungswiderstand (1, 1a, 1b, 12, 15) mit einem Hochspannungsisolator (2, 2a, 2b, 16, 19) in Reihe geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochspannungswiderstand so bemessen ist, dass der für den Hochspannungsisolator (2, 2a, 2b, 16, 19) charakteristische kritische Ableistromimpuls am Hochspannungswiderstand (1, 1a, 1b, 15) einen Spannungsabfall von 10 bis 30% der gesamten Leiter-Erdspannung bewirkt und seine äussere Form einem Schirmisolator nachgebildet ist.
2. Hochspannungswiderstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Oberfläche des Hochspannungswiderstands (1, 1 a, 1g, 15) mit einer hydrophoben Schicht (6) belegt ist.
3. Hochspannungswiderstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrophobe Schicht (6) aus Polytetrafluoräthylen (PTFE), Äthylenpropylenmonomer (EPM), Äthylenpropylendienmonomer (EPDM) oder Silikonkautschuk besteht.
4. Hochspannungswiderstand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierkörper (4, 11, 14) aus Keramik, Glas oder Kunststoff gefertigt ist.
5. Hochspannungswiderstand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierkörper (4,11,14) hohl ausgebildet ist.
6. Hochspannungswiderstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandsmaterial in Form einer durchgehenden leitenden Spirale (3) oder einer durchgehenden leitenden Schicht (7, 9) vorliegt.
7. Hochspannungswiderstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandsmaterial in Form einer nicht über den gesamten Isolierkörper durchgehenden leitenden Spirale (21) oder leitenden Schicht vorliegt.
8. Hochspannungswiderstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandsmaterial in Form mehrerer, nicht miteinander verbundener leitender Spiralen oder leitender Schichten (22) vorliegt.
9. Hochspannungswiderstand nach Anspruch 1, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstand aus dem Strunk eines Kunststoffverbundisolators mit Kohlenstoff-Faserverstärkung (13) besteht und die Schirme (14) aus einem hydrophoben Material gebildet sind.
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DE3125203 1981-06-26

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