EP0762434B1 - Einrichtung zur elektrischen Isolierung - Google Patents

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EP0762434B1
EP0762434B1 EP96113144A EP96113144A EP0762434B1 EP 0762434 B1 EP0762434 B1 EP 0762434B1 EP 96113144 A EP96113144 A EP 96113144A EP 96113144 A EP96113144 A EP 96113144A EP 0762434 B1 EP0762434 B1 EP 0762434B1
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shielding
shield
insulating device
insulating
electrically conductive
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EP96113144A
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EP0762434A3 (de
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Eduardo c/o ABB Ricerca S.p.A. Bellon
Roberto c/o ABB Ricerca S.p.A. Capitanio
Alessio c/o ABB Ricerca S.p.A. Frongillo
Antonio c/o ABB Ricerca S.p.A. Giacomucci
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ABB Research Ltd Switzerland
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ABB Research Ltd Switzerland
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/40—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes epoxy resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/24—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising carbon-silicon compounds, carbon or silicon
    • 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
    • H01B17/56—Insulating bodies
    • H01B17/64—Insulating bodies with conductive admixtures, inserts or layers

Definitions

  • the above invention relates to a device for electrical insulation consisting of a body insulating material, e.g. Epoxy resin and one Shielding consisting of electrically conductive material and Epoxy resin. It is envisaged that the shielding in the Body of the isolation device is embedded.
  • a body insulating material e.g. Epoxy resin
  • Shielding consisting of electrically conductive material and Epoxy resin. It is envisaged that the shielding in the Body of the isolation device is embedded.
  • Isolators There are already facilities for electrical Insulation, e.g. for isolators on in the field of medium voltage.
  • This Isolators have one or more shields that usually from a mesh or grid made of metal consist.
  • the known insulators have the disadvantage that the Manufacture from a mesh or grid existing shielding is to be carried out by hand and therefore considerable manufacturing costs arise.
  • the known shields can be considerable Dimensional deviations between the body of the insulator and the known shield, consisting of a metal mesh, be determined. Furthermore, the known shields unwanted fraying the Metal network from which the well-known shield consists, what to an undesirable local increase in electrical Field leads.
  • the object of the above invention is a device to create electrical insulation which the Disadvantages of the prior art does not have and rational way, advantageously using automatic devices can be mass-produced, to the manufacturing disadvantages, as well as the previously to avoid rejects that have occurred and further improved uniformity from electrical engineering View for the shielding and an insulation device too create one together with the shielding device forms a unified body.
  • This task is done by an electrical Isolation device created from a body insulating material such as synthetic resin, and the body receives a shield made of conductive material and characterized in that the shield made of epoxy resin exists, which is enriched with soot particles and the Shielding makes it electrically conductive.
  • the shielding in a desired proportion Made way electrically conductive.
  • both the insulator and the shield be made using the same resin it is possible to have a uniformly trained To create insulating bodies.
  • the insulating body designed according to the invention has furthermore the advantage that the component of the shield can be produced automatically and in series advantageously by a casting / pressing process.
  • the shape of the shielding can easily be attached to the predetermined shape of the insulating body or vice versa be adjusted. Furthermore, an undesirable, local Increase in the electric field as so far along the inevitable fraying of a metal mesh existing shielding occurred.
  • this used synthetic resin to create the insulating body features similar to the resin composition are used for the electrically conductive shielding will, and because of this, undesirable disconnection avoided between the shield and the insulating body.
  • the shield advantageously has a tubular shape Form and consists of a cylindrical body connect to the end parts, which are frustoconical trained collar to form the shield to give sufficient strength and dimensional stability.
  • the wall is the Shield along its outer circumferential surface Blind holes provided to ensure an accurate location the shield inside the mold or die for to ensure the manufacture of the insulating body.
  • edges and edges of the shield are more advantageous Rounded off to avoid undesirable turbulence and air pockets in the resin flow during to avoid the casting process of the insulating body.
  • the insulating body can also have more than one shielding part take in.
  • the wall of the shield advantageously faces uniform thickness.
  • FIG. 1 and 4 is an isolation device shown, which is generally identified with 1.
  • the insulating device 1 consists of an insulating body 2 and an electrically conductive shield 3, which in the Insulator is embedded and shown in dashed lines is.
  • the shield 3 which is completely in the insulating body 2 is embedded, points in the example shown tubular shape and consists of a cylindrical part 4 and an end part 5, e.g. Has the shape of a truncated cone.
  • the cylindrical component 4 of the shield 3 points in advantageously blind holes on the outer circumference of the Are arranged component; are in the example shown four holes offset by 90 °.
  • Figures 2 and 3 show the body of the shield 3, which according to the invention consists of epoxy resin.
  • the resin is been enriched with soot.
  • the wall of the Shielding 3 advantageously constant thickness having.
  • the edges 7 of the shield are in advantageously rounded.
  • the shield 3 is produced using a material mixture with the following structure.
  • Used material Company name Relative quantities epoxy resin SIR 7120/49 100 Soot CB L6 20 Harder Anidride 70/30 80 reaction accelerators Ammina DM-16D 0.8 Filler and adhesive Quartz M10 270
  • the premix of the ingredients is at room temperature made and the mixing takes place in an advantageous manner at a vacuum ( ⁇ 3 mbar) over a period of 10 Minutes and at a temperature of around 70 ° C.
  • the structure of the insulating body 2 made of epoxy resin advantageously has the same mixing ratio or a similar composition of the Mix of materials used for the production of the Shield 3 was used.
  • the curing time of the material mixture is approximately 20 Minutes at the usual processing temperatures.
  • the shield 3 is made separately in a mold which the material mixture with the addition of soot and other components (corresponding to the aforementioned Mixture example).
  • the shield 3 which advantageously has a Casting process or a casting / pressing process after the shield has cured) in a known manner in a further known form Manufacture of the final insulating body 2 introduced.
  • the finished insulating body 2 takes the shield 3 in its inside.
  • the Shield 3 according to the invention which is made of epoxy resin exists, which was enriched with soot, a high Dimensional stability and enables precise location the attachment inside the mold, which then for the production of the actual insulating body 2 Is used.
  • the special shape of the shield 3, the Final shape of the insulating body 2 is adapted, allows undesirable turbulence in the material flow of the synthetic resin to avoid during the casting process, whereby especially the formation of small cavities in the Resin mass, which is introduced into the mold, avoided become.

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Description

Die vorstehende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur elektrischen Isolierung bestehend aus einem Körper aus isolierendem Material, z.B. Epoxydharz und einer Abschirmung bestehend aus elektrisch leitendem Material und Epoxydharz. Es ist vorgesehen, dass die Abschirmung in den Körper der Isoliereinrichtung eingebettet wird.
Es sind bereits Einrichtungen für die elektrische Isolierung bekannt geworden, z.B. für Isolatoren, die auf dem Gebiet der Mittelspannung eingesetzt werden. Diese Isolatoren weisen eine oder mehrere Abschirmungen auf, die üblicherweise aus einem Maschennetz oder Gitter aus Metall bestehen.
Die bekannten Isolatoren weisen den Nachteil auf, dass die Herstellung der aus einem Maschennetz oder Gitter bestehende Abschirmung in Handarbeit durchzufuehren ist und daher erhebliche Fertigungskosten entstehen.
Ferner können bei den bekannten Abschirmungen erhebliche Massabweichungen zwischen dem Körper des Isolators und der bekannten Abschirmung, bestehend aus einem Metallgewebe, festgestellt werden. Des weiteren bilden sich bei den bekannten Abschirmungen unerwünschte Ausfransungen des Metallnetzes, aus dem die bekannte Abschirmung besteht, was zu einem unerwünschten örtlichen Anstieg des elektrischen Feldes führt.
Aufgabe der vorstehenden Erfindung ist es, eine Einrichtung zum elektrischen Isolieren zu schaffen, welche die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist und auf rationelle Weise, in vorteilhafter Weise unter Einsatz automatischer Einrichtungn in Serie gefertigt werden kann, um die fertigungstechnischen Nachteile, sowie die bisher aufgetretenen Ausschusserzeugnisse zu vermeiden und ferner eine verbessserte Gleichmässigkeit aus elektrotechnischer Sicht für die Abschirmung und eine Isoliereinrichtung zu schaffen, die zusammen mit der Abschirmeinrichtung einen einheitlichen Körper bildet.
Diese Aufgabe wird durch eine elektrische Isoliereinrichtung geschaffen, die aus einem Körper aus isolierendem Material wie Kunstharz besteht, und der Körper eine Abschirmung aus leitendem Material aufnimmt und sich dadurch kennzeichnet, dass die Abschirmung aus Epoxydharz besteht, das mit Russteilchen angereichert ist und die Abschirmung elektrisch leitend macht.
Durch die Beimengung von mehr oder weniger grossen Russanteilen wird die Abschirmung in einer gewünschten Weise elektrisch leitend gemacht.
Dadurch, dass sowohl der Isolator als auch die Abschirmung unter Verwendung des gleichen Harzes hergestellt werden, wird es ermöglicht, einen einheitlich ausgebildeten Isolierkörper zu schaffen.
Der erfindungsgemäss ausgebildete Isolierkörper weist ferner den Vorteil auf, dass das Bauteil der Abschirmung automatisch und in Serien hergestellt werden kann, in vorteilhafter Weise durch einen Giess/Pressvorgang.
Dadurch kann die Abschirmung und somit der gesamte Isolator mit grosser Genauigkeit hergestellt und mit höchsten, konstanten Qualitätsmerkmalen gefertigt werden besonders, was die räumliche Ausbildung der Bauteile anbetrifft. Die Form der Abschirmung kann in einfacher Weise an die vorgegebene Form des Isolierkörpers oder umgekehrt angepasst werden. Ferner kann eine unerwünschte, örtliche Zunahme des elektrischen Feldes, wie dies bisher entlang der unvermeidlichen Ausfransungen der aus einen Metallnetz bestehenden Abschirmung auftrat, vermieden werden.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das verwendete Kunstharz zur Schaffung des Isolierkörpers Merkmale auf, die ähnlich der Kunstharzzusammensetzung sind, die für die elektrisch leitende Abschirmung verwendet wird, und aus diesem Grund wird ein unerwünschtes Trennen zwischen der Abschirmung und dem Isolierkörper vermieden.
In vorteilhafter Weise weist die Abschirmung rohrförmige Gestalt auf und besteht aus einem zylindrischen Grundkörper an den Endteile anschliessen, die einen kegelstumpfartig ausgebildeten Kragen bilden, um somit der Abschirmung ausreichende Festigkeit und Formstabilität zu verleihen.
Auch andere geometrische Formgestalten sind möglich.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Wand der Abschirmung entlang ihrer äusseren Umfangsfläche mit Sacklöchern versehen, um somit eine genaue Lageanordnung der Abschirmung im Inneren der Giess- oder Pressform für die Herstellung des Isolierkörpers zu gewährleisten.
Die Kanten und Ränder der Abschirmung sind in vorteilhafter Weise abgerundet, um somit unverwünschte Turbulenzerscheinungen und Lufteinschlüsse im Kunstharzfluss während des Giessvorganges des Isolierkörpers zu vermeiden.
Der Isolierkörper kann auch mehr als eine Abschirmungsteil in sich aufnehmen.
Die Wand der Abschirmung weist in vorteilhafter Weise gleichmässige Dicke auf.
Der Erfindungsgegenstand wird nun genauer beschrieben und anhand eines Ausführungsbeispieles in den beigefügten Zeichnungen dargestellt.
Es zeigen:
  • Figur 1 in einer Ansicht den Isolierkörper mit eingebetteter Abschirmung;
  • Figur 2 die Abschirmung im Schnitt entlang der Linie II-II der Figur 3;
  • Figur 3 in einer Ansicht von unten die Abschirmung gemäss Figur 2; und
  • Figur 4 in einer Seitenansicht und in vergrössertem Massstab ein Detail des Isolators.
    • In den Figuren 1 und 4 ist eine Isoliereinrichtung dargestellt, die gesamthaft mit 1 gekennzeichnet ist.
    Die Isoliereinrichtung 1 besteht aus einem Isolierkörper 2 und einer elektrisch leitenden Abschirmung 3, die in den Isolierkörper eingebettet ist und gestrichelt dargestellt ist.
    Die Abschirmung 3, die vollständig in den Isolierkörper 2 eingebettet ist, weist bei dem dargestellten Beispiel rohrförmige Gestalt auf und besteht aus einem zylinderförmigen Teil 4 und einem Endteil 5, das z.B. Kegelstumpfform aufweist.
    Auch andere Formgebungen sind möglich.
    Das zylinderförmige Bauteil 4 der Abschirmung 3 weist in vorteilhafter Weise Sacklöcher auf, die am Aussenumfang des Bauteiles angeordnet sind; im dargestellten Beispiel sind vier Bohrungen um 90° versetzt angeordnet.
    Die Figuren 2 und 3 zeigen den Körper der Abschirmung 3, der erfindungsgemäss aus Epoxydharz besteht. Das Harz ist mit Russ angereichert worden.
    Diese Massnahme wurde getroffen, um die Abschirmung 3 in der gewünschten Weise elektrisch leitend auszubilden.
    Den Zeichnungen kann entnommmen werden, dass die Wand der Abschirmung 3 in vorteilhafter Weise konstante Dicke aufweist. Die Kanten 7 der Abschirmung sind in vorteilhafter Weise abgerundet ausgebildet.
    Gemäss der Erfindung wird die Abschirmung 3 unter Verwendung einer Materialmischung mit folgenden Aufbau hergestellt.
    Verwendetes Material Firmenbezeichnung Relative Mengen
    Epoxydharz SIR 7120/49 100
    Russ CB L6 20
    Härter Anidride 70/30 80
    Reaktionsbeschleuniger Ammina DM-16D 0,8
    Füller und Haftmittel Quarz M10 270
    Die Vormischung der Bestandteile wird bei Raumtemperatur vorgenommen und die Mischung erfolgt in vorteilhafter Weise bei einem Unterdruck (< 3 mbar) über einen Zeitraum von 10 Minuten und bei einer Temperatur von ungefähr 70° C.
    Der aus Epoxydharz bestehende Aufbau des Isolierkörpers 2 weist in vorteilhafter Weise das gleiche Mischungsverhältnis oder eine ähnliche Zusammensetzung der Materialmischung auf, die für die Herstellung der Abschirmung 3 verwendet wurde.
    Die Aushärtezeit der Materialmischung beträgt ungefähr 20 Minuten bei den üblichen Verarbeitungstemperaturen.
    Die Abschirmung 3 wird getrennt in einer Form hergestellt, welche die Materialmischung unter Beimischung von Russ und anderen Bestandteilen (entsprechend dem vorgenannten Mischungsbeispiel) aufnimmt.
    Die Abschirmung 3, die in vorteilhafter Weise über ein Giessverfahren oder ein Giess/Pressverfahren hergestellt wurde, wird (nach dem Aushärten der Abschirmung) in bekannter Weise in eine weitere an sich bekannte Form zur Herstellung des entgültigen Isolierkörpers 2 eingebracht. Der fertige Isolierkörper 2 nimmt die Abschirmung 3 in seinem Inneren auf.
    Gegenüber einer bekannten Abschirmung weist die erfindungsgemässe Abschirmung 3, die aus Epoxydharz besteht, das mit Russ angereichert wurde, eine hohe Formstabilität auf und ermöglicht ein ortgenaues Anbringen der Anbringung im Inneren der Giessform, die anschliesend zur Herstellung des eigentlichen Isolierkörpers 2 Verwendung findet.
    Die besondere Formgestaltung der Abschirmung 3, die der Endform des Isolierkörpers 2 angepasst ist, erlaubt es, unerwünschte Turbulenzen im Materialfluss des Kunstharzes während des Giessvorganges zu vermeiden, wodurch insbesondere die Bildung von Kleinsthohlräumen in der Harzmasse, die in die Giessform eingebracht wird, vermieden werden.
    Die Steifigkeit der Abschirmung 3 und das Fehlen von Ausfransungen an den Rändern eines Metallgewebes vermeiden die Bildung von Teilentladungen, die in kürzester Zeit zu einer Materialveränderung und zu einem Verschleiss des Isolators führen würden.
    Die Verwendung von Epoxydharz zusammen mit den verschiedenen aufgeführten Zusatzstoffen soll für die Abschirmung 3 als auch für den Isoierkörprer 2 gewährleisten, dass eine einwandfreie innige Verbindung zwischen der Abschirmung 3 und dem Isolierkörper 2 erzielt wird. Somit wird ein unerwünschtes Ablösung der Abschirmung 3 vom Isolierkörper 2 aufgrund thermischer Veränderungen, die sich während des Einsatzes der gesamten Isoliereinrichtung 1 ergeben, vermieden.

    Claims (8)

    1. Elektrische Isoliereinrichtung (1) bestehend aus einem Körper (2) aus isolierendem Material, wie Kunstharz, wobei der Körper (2) eine Abschirmung (3) aus elektrisch leitendem Material aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung (3) aus Epoxydharz besteht, das mit Russteilchen angereichert ist, und die Abschirmung (3) elektrisch leitend macht.
    2. Isoliereinrichtung, nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material zur Schaffung des Isolierkörpers (2) und die elektrisch leitende Abschirmung (3) aus Epoxydharz bestehen.
    3. Isoliereinrichtung, nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschirmung (3) aus einem zylindrischen Rohrkörper (4) besteht, der Endteile (5) aufweist, die kegelstumpfartig ausgbildet sind.
    4. Isoliereinrichtung, nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung (3) mittels eines Giess/Pressverfahrens hergestellt ist.
    5. Isoliereinrichtung, nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper der Abschirmung (3) an seinem Aussenumfang Sacklöcher (6) zum Einsetzen von Positioniermitteln aufweist.
    6. Isoliereinrichtung, nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanten oder Ränder (7) der Abschirmung (3) abgerundet ausgebildet sind.
    7. Isoliereinrichtung, nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Körper (2) mehrere Abschirmungen (3) angeordnet sind.
    8. Isoliereinrichtung, nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand der Abschirmung (3) konstante Dicke aufweist.
    EP96113144A 1995-08-24 1996-08-16 Einrichtung zur elektrischen Isolierung Expired - Lifetime EP0762434B1 (de)

    Applications Claiming Priority (2)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    ITMI951797 1995-08-24
    IT95MI001797A IT1277490B1 (it) 1995-08-24 1995-08-24 Mezzo di isolamento elettrico

    Publications (3)

    Publication Number Publication Date
    EP0762434A2 EP0762434A2 (de) 1997-03-12
    EP0762434A3 EP0762434A3 (de) 1998-04-01
    EP0762434B1 true EP0762434B1 (de) 2003-06-04

    Family

    ID=11372188

    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP96113144A Expired - Lifetime EP0762434B1 (de) 1995-08-24 1996-08-16 Einrichtung zur elektrischen Isolierung

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    Country Link
    EP (1) EP0762434B1 (de)
    DE (1) DE59610492D1 (de)
    ES (1) ES2200024T3 (de)
    IT (1) IT1277490B1 (de)

    Family Cites Families (3)

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    Also Published As

    Publication number Publication date
    ES2200024T3 (es) 2004-03-01
    IT1277490B1 (it) 1997-11-10
    ITMI951797A1 (it) 1997-02-24
    EP0762434A2 (de) 1997-03-12
    ITMI951797A0 (it) 1995-08-24
    DE59610492D1 (de) 2003-07-10
    EP0762434A3 (de) 1998-04-01

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    Inventor name: GIACOMUCCI, ANTONIO,C/O ABB RICERCA S.P.A.

    Inventor name: FRONGILLO, ALESSIO,C/O ABB RICERCA S.P.A.

    Inventor name: CAPITANIO, ROBERTO,C/O ABB RICERCA S.P.A.

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