EP2212893A1 - Isolatoranordnung - Google Patents

Isolatoranordnung

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Publication number
EP2212893A1
EP2212893A1 EP08853598A EP08853598A EP2212893A1 EP 2212893 A1 EP2212893 A1 EP 2212893A1 EP 08853598 A EP08853598 A EP 08853598A EP 08853598 A EP08853598 A EP 08853598A EP 2212893 A1 EP2212893 A1 EP 2212893A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
envelope contour
insulator arrangement
envelope
shank
arrangement according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08853598A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Kruska
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP2212893A1 publication Critical patent/EP2212893A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/10—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
    • H01C7/12—Overvoltage protection resistors

Definitions

  • the invention relates to an insulator arrangement with a first attachment point and a second attachment point, between which a shank with a non-circular envelope contour extends, which is surrounded by at least one screen.
  • Such an insulator arrangement is known, for example, from the product publication Bowthorpe MV Surge Arresters OCP, Open Cage Polymerie series. There, an insulator arrangement is ⁇ written , which is provided at the end with stop points, the attachment points limit a trunk. The stalk has a substantially cuboid structure and is surrounded by several umbrellas.
  • Such insulator arrangements are provided, for example, for outdoor use and therefore have to provide corresponding creepage distances on their outer surface in order to ensure sufficient potential separation even in adverse external circumstances.
  • the shank and the screens are to be dimensioned accordingly.
  • the insulator arrangement In order to provide resistant structures, it is advantageous to provide the insulator arrangement with a low mass and with a small volume in order to be insensitive to wind loads, for example.
  • the object is achieved in an insulator arrangement of the type mentioned above in that the screen has a similar envelope contour as the shank.
  • the known insulator arrangement has a core with a substantially rectangular envelope contour.
  • This non-circular envelope contour of the trunk is surrounded by umbrellas.
  • the umbrellas have circular envelope contours.
  • a dimensioning of the screens is to be designed for protruding corners of the strut. Entspre ⁇ accordingly arise for the underlying portions of the shank between the corners due to the circular Ausgestal- the screens tung oversized areas.
  • a non-circular envelope contour compact rigid stiffeners can be formed, which can withstand ⁇ free air use and increased bending stresses.
  • envelope contour of the umbrellas By adapting the envelope contour of the umbrellas to the envelope contour of the strut, it is ensured that creepage distances spanned along the circumference of the strut between the attachment points each have a sufficient length over the strunk and shield. An oversizing of the screens and thus an unnecessary increase in mass is prevented.
  • the wind load Susceptible ⁇ ness of the insulator assembly can be reduced in its entirety. Alternatively, it can also be provided to use the saved material to make the screens themselves more mechanically stable.
  • the shank has a non-circular envelope contour, ie, the shank can bei- For example, have an ellipsoidal envelope contour and a surrounding the Strunk screen can also have a similar ellipsoidal envelope contour.
  • the depth of the screen is always the same depth in relation to the surface normal of the shank perpendicular to the mantle. This ensures that the envelope contour of the shank and the envelope contour of the screen are identical and they differ le ⁇ diglich in the dimension of the stretched length of the circumference of the envelope contours.
  • the shank has along its course areas with different cross-sections.
  • the shield which extends in the respective region of the shank, is in each case adapted to the envelope contour of the region of the shank which the shield encompasses.
  • An advantageous embodiment may further provide that the envelope contour of the strut and the envelope contour of the screen each extend in planes which are aligned substantially parallel to each other.
  • the envelope contours are visible.
  • the envelope contours each have similar shapes, which are preferably directed symmetrically to the longitudinal axis of ⁇ .
  • the envelope contours thus extend in each case in planes which are aligned parallel to the projection surface.
  • each of the envelope contours lies in planes which are arranged approximately parallel to one another.
  • An advantageous embodiment may for example provide that the envelope contour is a substantially polygonal envelope contour.
  • a polygonal enveloping contour makes it possible to form a Isolatoranord ⁇ voltage, which is simplified in assembly systems integ ⁇ gurable.
  • the storage of the insulator arrangements can be made to save space while avoiding intermediate and cavities.
  • polygonal envelope contours are, for example Polygonzü ⁇ ge with three, four, five, six, seven, etc. corners.
  • the shank has the structure of a prism. The prism should preferably run straight, wherein the An ⁇ impact points in the region of the end faces of the prism are arranged.
  • insulator arrangements according to the invention can also be used, for example, in the high and very high voltage range, ie in voltage levels above 1,000 V, several 10,000 and 100,000 V.
  • a refraction of the corners can also be made for example by a one, two, three or more blunt shortening.
  • positions of corners of the substantially polygonal envelope contour are determined by extending between the abutment points connecting elements.
  • the attachment points can serve to demarcate the insulator assembly end.
  • the attachment points can be connected to each other by means of connecting elements.
  • connecting elements When fasteners for example, rods, loops, La ⁇ rule, elastomeric elements, etc. can be used, so that a rigid ⁇ from reaching structure between the attachment points can be formed.
  • the position of the connecting elements can be provided radially offset radially outwards relative to the longitudinal axis extending between the abutment points, so that the corners of a projection in the direction of the longitudinal axis depend on the number of selected connecting elements polygonal envelope contour are given. Through the corners of a polygonal envelope contour of a low-mass trunk is given.
  • a corner In the area of a corner can lie at least one connecting element.
  • the corner is preferably part of a body edge ei ⁇ nes prismatic Strunkes, which extends in the direction of the connecting element ⁇ .
  • an insulating sheath may be provided between the abutment points of the insulator assembly.
  • This Isolierstoffumhüllung can be formed, for example, from an organic or inorganic material, for example from Kerami- ken, plastics or the like.
  • the insulating material can also protect the possibly present Ver ⁇ binding elements from external influences and gives the shank its outer shape.
  • the screens may be molded to the IsolierstoffUmhüllung.
  • a further advantageous embodiment can provide that at least one varistor element is arranged integrated between the attachment points in the strunk.
  • Varistor elements are electrical components which have a variable impedance.
  • the Impe ⁇ impedance changes depending on applied to the varistor element of a ⁇ voltage.
  • a varistor element should have an impedance below a threshold voltage, which ideally tends to infinity. Reached or exceeded ei ⁇ ner limit voltage, a varistor element should ideally have ei ⁇ ne impedance which tends to zero.
  • Such voltage-dependent varistor elements can be used, for example, to overvoltage protection devices in to train electrical systems. Such overvoltage protection devices are also called surge arresters if they are used in electric power transmission networks. There, the varistor elements are used to relieve examples play as etc.
  • the varistor element is composed of MEH ⁇ reren varistor blocks, whereby distributed on the circumference, the connecting elements are arranged and the Ver ⁇ connecting elements, the lifting points join together and the individual varistor blocks frictionally or positively in the interior a cage formed from the connecting elements and the attachment points are held.
  • the attachment points can be provided for an electrical contacting of the varistor element on the one hand with an electrical conductor provided for voltage guidance and on the other hand with a ground potential.
  • the insulator assembly can then, for example, serve to hold a lead train and provide a protective function ⁇ available through the built-in varistor inside.
  • the envelope contour of the shank is different from the envelope contour of the varistor element.
  • a further advantageous embodiment can provide that between the first attachment point and the second attachment point an axis runs, which is encompassed by the envelope contours.
  • An axis extending between the attachment points may for example be the longitudinal axis of an insulator arrangement. Since ⁇ can be symmetrical in modules to the longitudinal axis angeord- net, so that the envelope contours engage around the axis, and an elongated body is formed.
  • the insulator arrangement can thus reach a considerable height in the direction of the longitudinal axis in the case of a small base area, so that long distances can be covered by means of the insulator arrangement. As a result, it is possible to separate potential differences of, for example, several tens or 100,000 volts in a single insulator arrangement.
  • An advantageous embodiment can provide that the envelope contour of the screen has a substantially rectangular structure.
  • a substantially rectangular envelope contour allows to reduce Vo ⁇ lumen and thus reduced weight Isolatoranord- designs that have sufficient mechanical and electrical strength. It is in particular ⁇ sondere, but not exclusively, the stalk voltage for providing the mechanical strength of the Isolatoranord- responsible.
  • the shielding is used in particular, but not exclusively, for providing the sufficient electrical insulating properties of the insulator arrangement.
  • the abutting edges formed at the corners are to be homogenized in a simple manner by rounding off.
  • the use of connecting elements which penetrate the shank at four corners in a simple manner results in a simple manner.
  • At least one of the attachment points comprises a rotationally symmetrical electrically conductive contacting section whose jacket surface ⁇ is embedded in an insulating material.
  • the insulating material can be, for example, a silicone-like mass, which is used to form the cover and to close the core.
  • FIG. 2 shows an external view of the isolator arrangement , which
  • FIG. 3 shows a projection of the insulator arrangement shown in FIG.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a quige ⁇ cut insulator assembly.
  • a first attachment point 2 arranged at each end, a first attachment point 2 and a second anchor point 3.
  • the two stop points 2, 3 similarly formed and opposite directions out ⁇ directed.
  • the attachment points 2, 3 are formed, for example, in the form of cast armatures, which have a polygonal cross section, here have a rectangular cross section.
  • On the opposite sides of the attachment points 2, 3 each electrically conductive Kontak- t michsabête 4a, 4b are arranged.
  • the Kunststofftechniksab- sections 4 a, 4 b are each formed rotationally symmetrical and arranged coaxially to the longitudinal axis 1.
  • the electrically conductive contacting sections 4a, 4b may be an integral part of the attachment points 2, 3. However, it can also be provided that these are interchangeable, for example by screw or the like, at the attachment points 2, 3 are arranged.
  • the electrically conductive contacting sections 4a, 4b are formed rotationally symmetrical ⁇ . In this case, a larger diameter portion and a smaller diameter portion are provided. The smaller diameter section is used to connect electrical contact pieces such as cable lugs or the like.
  • the larger diameter portion of the electrically conductive contacting sections provides a cylindrical circumferential Man ⁇ tel Structure available to allow adjacent to the inner structure of the I- solatoranssen insulating material.
  • the connecting elements 5a, 5b, 5c are designed in the present case rod-like, wherein four electrically insulating rods are provided, which are each arranged in corner regions of the rectangular shaped stop points 2, 3 and connected thereto.
  • adhesive connections, plug-in connections, press connections, screw connections, etc. can be used.
  • the Varisto ⁇ relement 6 is in the present case of several superimposed arranged Varistorblöcken formed, wherein the Varistorblö ⁇ bridge each having a cylindrical structure.
  • the Varisto ⁇ Rdevice 6 is electrically conductively connected to the attachment points 2, 3 and subsequently approximately portions 4a, 4b with the electrically conductive Kunststoffie- connected.
  • the varistor element 6 with its varistor blocks is aligned coaxially with the longitudinal axis 1.
  • the Va ⁇ ristorblocks frontally clamped against each other and provided a mechanically stable structure for forming an insulator arrangement available. In order to protect the insulator assembly from external influences, it is provided to envelop the insulator assembly with an insulating material.
  • FIG. 2 shows an external view of the insulator arrangement, which is provided with an insulating material sheath 7.
  • insulating material is for example silicone.
  • the IsolierstoffUmhüllung 7 surrounds the longitudinal axis 1 and nestles against lateral surfaces of the electrically conductive contacting sections 4a, 4b. Through the Isolierstoffum ⁇ hüllung 7, the attachment points 2, 3, the gleichsele ⁇ elements 5a, 5b, 5c and the varistor element 6 are protected against Stressba ⁇ Ren external influences.
  • Particularly suitable as Isolierstoffumhüllung are organic plastics, which, for example, by a spray, shrink, extrusion, casting, etc. can be applied.
  • a shank 8 which has a non ⁇ circular envelope contour.
  • the envelope contour is formed substantially rectangular.
  • the corners of the rectangular envelope contour are broken by curves.
  • screens 9a, 9b, 9c, 9d are arranged on the shank 8, the shades 9a, 9b, 9c, 9d embracing the shank 8.
  • the screens 9a, 9b, 9c, 9d have a similar envelope contour as the stalk 8.
  • the screens 9a, 9b, 9c, 9d have at their the flat lateral surfaces of the strut 8 opposite sections a straight line boundary of the envelope contour.
  • shields 9e, 9f, 9g are arranged between two shields 9a, 9b, 9c, 9d which are adjacent to one another with respect to the shields 9a, 9b, 9c, 9d.
  • the screens with reduced envelope contour 9e, 9f, 9g wei ⁇ sen again the same structure as the envelope contours of the shank 8 and the screens 9a, 9b, 9c, 9d.
  • FIG. 3 shows a projection of the insulator arrangement shown in FIG. 2 in the direction of the longitudinal axis 1.
  • a longitudinal axis 1 projects vertically out of the plane of the drawing.
  • X the positions of connecting elements are indicated in Figures 3, 4, 5, 6.
  • FIGS. 4, 5 and 6 show in projections. It is common to FIGS. 4, 5 and 6 that in each case a longitudinal axis 1 is aligned perpendicular to the plane of the drawing. Furthermore, the position of located inside the isolator assembly connecting elements each ⁇ wells shown to respectively connect the attachment points of the insulator assembly to one another by an X.
  • each of Figures 4, 5 and 6 in common that due to the selection of similar envelope contours of the respective strut and the respective associated screens, the depth of the screens seen in the vertical direction on a lateral surface of the respective strut, the same on the entire circumference.
  • a sufficient effectiveness of the shield is given even with any polygonal or even deviating from a polygonal shape envelope contour of the trunk. It is dispensed with an oversizing of individual sections as in the use of umbrellas with a circular envelope contour, so that constructive differences in the resistance to the Formation of leakage currents are prevented on the surface of an insulator assembly.

Landscapes

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Abstract

Eine Isolatoranordnung weist einen ersten Anschlagpunkt (2) sowie einen zweiten Anschlagpunkt (3) auf. Zwischen den Anschlagpunkten (2, 3) ist ein Strunk (8) ausgebildet, welcher eine nichtkreisförmige Hüllkontur aufweist. Der Strunk (8) ist von zumindest einem Schirm (9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f, 9g) umgeben. Der Schirm (9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f, 9g) weist eine gleichartige Hüllkontur wie der Strunk (8) auf.

Description

Beschreibung
Isolatoranordnung
Die Erfindung betrifft eine Isolatoranordnung mit einem ersten Anschlagpunkt und einem zweiten Anschlagpunkt, zwischen welchen sich ein Strunk mit einer nichtkreisförmigen Hüllkontur erstreckt der von zumindest einem Schirm umgeben ist.
Eine derartige Isolatoranordnung ist beispielsweise aus der Produktschrift Bowthorpe MV Surge Arresters OCP, Open Cage Polymerie series bekannt. Dort ist eine Isolatoranordnung be¬ schrieben, welche endseitig mit Anschlagpunkten versehen ist, wobei die Anschlagpunkte einen Strunk begrenzen. Der Strunk weist eine im Wesentlichen quaderförmig Struktur auf und ist von mehreren Schirmen umgeben.
Derartige Isolatoranordnungen sind beispielsweise für den Freilufteinsatz vorgesehen und müssen deshalb an ihrer äuße- ren Oberfläche entsprechende Kriechstrecken vorhalten, um auch bei widrigen äußeren Umständen eine ausreichende Potentialtrennung zu gewährleisten. Dazu sind der Strunk und die Schirme entsprechend zu dimensionieren.
Um widerstandsfähige Strukturen zur Verfügung zu stellen, ist es vorteilhaft, die Isolatoranordnung mit einer geringen Masse sowie mit einem geringen Volumen auszustatten, um beispielsweise gegenüber Windlasten unempfindlich zu sein.
Daher ist es Aufgabe der Erfindung eine Isolatoranordnung der eingangs genannten Art derart fortzubilden, dass diese bei guten elektrischen Eigenschaften eine geringe Masse sowie ein geringes Volumen aufweist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Isolatoranordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Schirm eine gleichartige Hüllkontur aufweist wie der Strunk.
Die bekannte Isolatoranordnung weist einen Strunk mit im Wesentlichen rechteckiger Hüllkontur auf. Diese nichtkreisförmige Hüllkontur des Strunkes ist mit Schirmen umgeben. Die Schirme weisen dabei kreisförmige Hüllkonturen auf. Um auf allen kritischen Strecken des Strunkes zwischen den Anschlag- punkten eine ausreichende Kriechweglänge auf der Oberfläche zur Verfügung zu stellen, ist eine Dimensionierung der Schirme auf hervortretende Ecken des Strunkes auszulegen. Entspre¬ chend ergeben sich für die zwischen den Ecken liegenden Abschnitte des Strunkes aufgrund der kreisförmigen Ausgestal- tung der Schirme überdimensionierte Bereiche.
Durch eine nichtkreisförmige Hüllkontur können kompakte ver- windungssteife Strünke ausgebildet werden, welche im Frei¬ lufteinsatz auch erhöhten Biegebeanspruchungen widerstehen können. Durch die Anpassung der Hüllkontur der Schirme an die Hüllkontur des Strunkes ist sichergestellt, dass verteilt am Umfang des Strunkes zwischen den Anschlagpunkten aufgespannte Kriechwegstrecken jeweils eine ausreichende Länge über Strunk und Schirm aufweist. Eine Überdimensionierung der Schirme und damit eine unnötige Masseerhöhung ist verhindert. Durch eine Verringerung der Masse der Schirme kann die Windlastanfällig¬ keit der Isolatoranordnung in Gänze reduziert werden. Alternativ kann auch vorgesehen sein, das eingesparte Material zu verwenden, um die Schirme selbst mechanisch stabiler auszu- gestalten.
Dabei kann vorgesehen sein, dass der Strunk eine nichtkreisförmige Hüllkontur aufweist, d. h., der Strunk kann bei- spielsweise eine ellipsoide Hüllkontur aufweisen und ein den Strunk umgebender Schirm kann ebenfalls eine gleichartige ellipsoide Hüllkontur aufweisen. Dabei ist die Tiefe des Schirmes bezogen auf entsprechende senkrecht zum Mantel ste- hende Flächennormalen des Strunkes stets gleich tief. Dadurch ist gewährleistet, dass die Hüllkontur des Strunkes und die Hüllkontur des Schirmes gleichartig sind und diese sich le¬ diglich in der Dimension der gestreckten Länge des Umfanges der Hüllkonturen unterscheiden.
Es kann dabei auch vorgesehen sein, dass der Strunk längs seines Verlaufes Bereiche mit verschiedenen Querschnitten aufweist. Der Schirm, welcher sich in dem jeweiligen Bereich des Strunkes erstreckt, ist jeweils an die Hüllkontur des Be- reiches des Strunkes angepasst, welchen der Schirm umgreift. So ist es auch in diesem Falle gewährleistet, dass bei unter¬ schiedlichen Ausgestaltungen verschiedener Bereiche des Strunkes hinsichtlich seiner Hüllkonturen die dort jeweils vorgesehenen Schirme am gesamten Umfange des jeweiligen Be- reiches des Strunkes eine gleichartige Kriechwegverlängerung bewirken. So ist es beispielsweise möglich, Isolieranordnungen mit Strünken auszustatten, die verschiedene Bereiche mit verschiedenen Hüllkonturen aufweisen. In den jeweiligen Bereichen liegende Schirme nehmen dessen jeweilige Hüllkontur auf. So können verschiedene Bereiche des Strunkes mit ver¬ schiedenartigen Schirmen ausgestaltet sein, wobei zwischen den Anschlagpunkten am Umfang des Strunkes verteilt verlau¬ fende potentielle Kriechwege stets annähernd gleich lang sind.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung kann weiter vorsehen, dass die Hüllkontur des Strunkes und die Hüllkontur des Schirmes sich jeweils in Ebenen erstrecken, welche im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind. In einer Projektion der Isolatoranordnung, vorzugsweise in Richtung einer Längsachse der Isolatoranordnung, wobei die Längsachse die beiden Anschlagpunkte der Isolatoranordnung miteinander verbindet, sind die Hüllkonturen ersichtlich. Dabei weisen die Hüllkonturen jeweils gleichartige Formgebungen auf, wobei diese vorzugsweise symmetrisch zur Längsachse aus¬ gerichtet sind. Die Hüllkonturen erstrecken sich so jeweils in Ebenen, welche parallel zu der Projektionsfläche ausge- richtet sind. Dadurch liegt jede der Hüllkonturen in Ebenen, welche annähernd parallel zueinander angeordnet sind.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung kann beispielsweise vorsehen, dass die Hüllkontur eine im Wesentlichen polygonale Hüllkon- tur ist.
Eine polygonale Hüllkontur ermöglicht es, eine Isolatoranord¬ nung auszubilden, welche in Montagesysteme vereinfacht integ¬ rierbar ist. In einem vereinfachten Falle kann beispielsweise die Lagerung der Isolatoranordnungen platzsparend unter Vermeidung von Zwischen- und Hohlräumen vorgenommen werden. Als polygonale Hüllkonturen eignen sich beispielsweise Polygonzü¬ ge mit drei, vier, fünf, sechs, sieben usw. Ecken. Vorteilhaft weist der Strunk die Struktur eines Prismas auf. Das Prisma sollte vorzugsweise gerade verlaufen, wobei die An¬ schlagpunkte im Bereich der endseitigen Grundflächen des Prismas angeordnet sind.
Dabei kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass Ecken der poly- gonalen Hüllkontur gebrochen sind.
Durch ein Brechen der Ecken, beispielsweise durch ein Abrunden, sind scharfkantige Vorsprünge an der Isolatoranordnung vermieden. Dadurch sind erfindungsgemäße Isolatoranordnungen beispielsweise auch im Hoch- und Höchstspannungsbereich, d. h., in Spannungsebenen über 1.000 V, mehreren 10.000 und 100.000 V einsetzbar. Eine Brechung der Ecken kann aber auch beispielsweise durch ein ein-, zwei-, drei- oder mehrmaliges stumpfes Einkürzen vorgenommen werden.
Dabei kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass Positionen von Ecken der im Wesentlichen polygonalen Hüllkontur durch sich zwischen den Anschlagpunkten erstreckende Verbindungselemente festgelegt sind.
Die Anschlagpunkte können dazu dienen, die Isolatoranordnung endseitig abzugrenzen. Um der Isolatoranordnung mechanische Stabilität zu verleihen, können die Anschlagpunkte mittels Verbindungselementen miteinander verbunden werden. Als Verbindungselemente sind beispielsweise Stangen, Schlaufen, La¬ schen, elastomere Elemente usw. einsetzbar, so dass eine aus¬ reichend steife Struktur zwischen den Anschlagpunkten geformt werden kann. Die Lage der Verbindungselemente kann dabei, be¬ zogen auf die Längsachse, die sich zwischen den Anschlagpunkten erstreckt, radial zu dieser radial nach außen verschoben vorgesehen sein, so dass in Abhängigkeit der Anzahl der gewählten Verbindungselemente in einer Projektion in Richtung der Längsachse die Ecken einer polygonalen Hüllkontur vorgegeben sind. Durch die Ecken ist eine polygonale Hüllkontur eines massearmen Strunkes vorgegeben. Zwischen den Ecken erstrecken sich bei der polygonalen Hüllkontur entsprechende lineare Abschnitte, welche bei dem Einsatz eines Strunkes mit einer durchgehend gleichartigen Hüllkontur am Strunk Mantelflächen ausbilden, welche ebene Abschnitte des Mantels dar¬ stellen. Mehrere Mantelflächen sind dann so zueinander gestellt, dass in den Berührungsbereichen (Ecken) der Abschnitte innerhalb des Strunkes die Verbindungselemente positio- niert sind. Um dielektrisch günstige Formen sowie mechanisch günstige Formen zu gestalten, kann der Strunk an den Ecken in gleicher Weise wie die Schirme gebrochen sein.
Im Bereich einer Ecke kann zumindest ein Verbindungselement liegen. Die Ecke ist vorzugsweise Teil einer Körperkante ei¬ nes prismatischen Strunkes, die in Richtung des Verbindungs¬ elementes verläuft.
Um eine freiluftfeste Ausführung von Strunk und Beschirmung zu erzeugen, kann eine Isolierstoffumhüllung zwischen den Anschlagpunkten der Isolatoranordnung vorgesehen sein. Diese Isolierstoffumhüllung kann beispielsweise aus einem organischen oder anorganischen Material, beispielsweise aus Kerami- ken, Kunststoffen oder ähnlichem ausgeformt werden. Der Isolierstoff kann dabei auch die gegebenenfalls vorhandenen Ver¬ bindungselemente vor äußeren Einwirkungen schützen und verleiht dem Strunk seine äußere Gestalt. Die Schirme können an die IsolierstoffUmhüllung angeformt sein.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass zwischen den Anschlagpunkten in den Strunk integriert zumindest ein Varistorelement angeordnet ist.
Varistorelemente sind elektrische Bauelemente, welche eine veränderliche Impedanz aufweisen. Dabei ändert sich die Impe¬ danz in Abhängigkeit einer über dem Varistorelement anliegen¬ den Spannung. Ein Varistorelement sollte unterhalb einer Grenzspannung eine Impedanz aufweisen, die idealerweise in das Unendliche tendiert. Mit Erreichen bzw. Überschreiten ei¬ ner Grenzspannung sollte ein Varistorelement idealerweise ei¬ ne Impedanz aufweisen, die gegen Null tendiert. Derartige spannungsabhängige Varistorelemente können beispielsweise eingesetzt werden, um Überspannungsschutzeinrichtungen in elektrischen Systemen auszubilden. Derartige Überspannungsschutzeinrichtungen werden auch Überspannungsabieiter genannt, sofern sie in Elektroenergieübertragungsnetzen zum Einsatz gelangen. Dort werden die Varistorelemente genutzt, um bei- spielsweise bei Schalthandlungen oder Blitzeinschlägen usw. auftretende Überspannungen durch ein zeitweiliges Ausbilden eines Erdschlussstrompfades abzubauen und so irreparable Schä¬ den an Isolationswerkstoffen innerhalb des Elektroenergieübertragungsnetzes infolge von Überspannungen zu vermeiden. Bei der Integration des Varistorelementes in den Strunk kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Varistorelement aus meh¬ reren Varistorblöcken zusammengesetzt ist, wobei am Umfang verteilt die Verbindungselemente angeordnet sind und die Ver¬ bindungselemente die Anschlagpunkte miteinander verbinden und die einzelnen Varistorblöcke kraftschlüssig oder formschlüssig im Innern eines aus den Verbindungselementen und den Anschlagpunkten gebildeten Käfigs gehalten sind. Die Anschlagpunkte können dabei zu einem elektrischen Kontaktieren des Varistorelementes zum einen mit einem zur Spannungsführung vorgesehenen elektrischen Leiter und zum anderen mit einem Erdpotential vorgesehen sein. Als solches kann die Isolatoranordnung dann beispielsweise der Halterung eines Leiterzuges dienen und über das im Innern integrierte Varistorelement eine Schutz¬ funktion zur Verfügung stellen.
Weiter kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Hüllkontur des Strunkes verschieden ist von der Hüllkontur des Varistorelementes .
Durch das Vorsehen verschiedener Hüllkonturen für den Strunk und das Varistorelement ist die Möglichkeit gegeben, Zwickel¬ räume auszubilden, in welchen die Verbindungselemente positi¬ oniert werden können. Somit ist es möglich, den Strunk mit einem nichtkreisrunden Querschnitt, beispielsweise einem po- lygonalen Querschnitt zu versehen und diesen Querschnitt auf die Umfangskontur des Schirmes zu übertragen. Dadurch ist auch bei einer Integration eines Varistorelementes die Isola¬ tionsfestigkeit der Isolieranordnung weiterhin gegeben. Äuße- re Abschnitte der Oberfläche der Isolieranordnung weisen zwischen den Anschlagpunkten ein und dieselbe Länge von potentiellen Kriechwegen auf. Dadurch sind Überdimensionierungen der Beschirmung bzw. Schwachpunkte in der Beschirmung verhindert. So kann eine homogene Spannungsverteilung über der Iso- latoranordnung bewirkt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass zwischen dem ersten Anschlagpunkt und dem zweiten Anschlagpunkt eine Achse verläuft, welche von den Hüllkonturen um- griffen ist.
Eine zwischen den Anschlagpunkten verlaufende Achse kann beispielsweise die Längsachse einer Isolatoranordnung sein. Da¬ bei können Baugruppen symmetrisch zu der Längsachse angeord- net sein, so dass die Hüllkonturen die Achse umgreifen und ein langgestreckter Körper entsteht. Die Isolatoranordnung kann so bei einer kleinen Grundfläche eine beträchtliche Höhe in Richtung der Längsachse erreichen, so dass weite Strecken mittels der Isolatoranordnung überspannt werden können. Da- durch ist es möglich, Potentialdifferenzen von beispielsweise mehreren 10 oder 100.000 Volt an einer einzigen Isolatoranordnung zu trennen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Hüll- kontur des Schirmes eine im Wesentlichen rechteckige Struktur aufweist .
Eine im Wesentlichen rechteckige Hüllkontur gestattet es, Vo¬ lumen zu vermindern und damit massereduzierte Isolatoranord- nungen zu gestalten, welche über eine ausreichende mechanische sowie elektrische Festigkeit verfügen. Dabei ist insbe¬ sondere, jedoch nicht ausschließlich, der Strunk für die Bereitstellung der mechanischen Festigkeit der Isolatoranord- nung zuständig. Die Beschirmung ist insbesondere, aber jedoch auch nicht ausschließlich, zur Bereitstellung der ausreichenden elektrisch isolierenden Eigenschaften der Isolatoranordnung eingesetzt. An dem rechteckigen Querschnitt sind die an den Ecken gebildeten Stoßkanten in einfacher Weise durch ein Abrunden zu homogenisieren. Des Weiteren ergibt sich bei einer rechteckigen Hüllkontur in einfacher Weise die Verwendung von Verbindungselementen, welche an vier Eckpunkten den Strunk längs durchsetzen. Bei einem Anordnen mehrerer Schirme beabstandet zueinander bilden diese mit ihren Körperkanten eine quaderförmige Struktur, welche die entsprechende quader¬ förmige Struktur des Strunkes umgreift, wobei der Strunk die quaderförmige Struktur der Schirme endseitig durchstößt.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass zumindest einer der Anschlagpunkte einen rotationssymmetrischen elektrisch leitfähigen Kontaktierungsabschnitt aufweist, dessen Mantel¬ fläche in einen Isolierstoff eingebettet ist.
Durch den Einsatz von rotationssymmetrischen elektrisch leit- fähigen Kontaktierungsabschnitten an zumindest einem Anschlagpunkt ist es beispielsweise möglich, ein in den Strunk integriertes Varistorelement durch den Isolierstoff hindurch zu kontaktieren. Der Isolierstoff kann beispielsweise eine silikonartige Masse sein, welche zur Ausbildung der Beschir- mung und zum Abschluss des Strunkes eingesetzt wird. Um ein
Eindringen von Fremdstoffen wie Stäuben oder Flüssigkeiten zu verhindern, kann eine entsprechende Einbettung von einer Mantelfläche eines Kontaktierungsabschnittes in den Isolierstoff vorgesehen sein. So ergibt sich eine ringförmig umlaufende Abschlussnaht zwischen elektrisch leitfähigem Kontaktierungs- abschnitt und dem Isolierstoff. Damit sind Vorsprünge und Kanten verhindert, welche Unstetigkeiten im Verbund zwischen Isolierstoff und elektrisch leitfähigem Kontaktierungsab- schnitt darstellen würden und als Störstellen innerhalb der Isolieranordnung wirken könnten.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung schematisch gezeigt und nachfolgend nä- her beschrieben.
Dabei zeigt die
Figur 1 eine innere Struktur einer Isolatoranordnung, die
Figur 2 eine Außenansicht der Isolatoranord¬ nung, die
Figur 3 eine Projektion der in der Figur 2 gezeigten Isolatoranordnung, die
Figuren 3, 4, 5 und 6 Projektionen weiterer Ausgestaltungsvarianten von Isolatoranordnungen .
Die Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer freige¬ schnittenen Isolatoranordnung. Erkennbar sind, bezogen auf eine Längsachse 1, jeweils endseitig angeordnet ein erster Anschlagpunkt 2 sowie ein zweiter Anschlagpunkt 3. Im vorlie¬ genden Ausführungsbeispiel sind die beiden Anschlagpunkte 2, 3 gleichartig ausgebildet und gegensinnig zueinander ausge¬ richtet. Dabei sind die Anschlagpunkte 2, 3 beispielsweise in Form von gegossenen Armaturkörpern ausgebildet, welche einen polygonalen Querschnitt, hier einen rechteckigen Querschnitt, aufweisen. An den voneinander abgewandten Seiten der Anschlagpunkte 2, 3 sind jeweils elektrisch leitfähige Kontak- tierungsabschnitte 4a, 4b angeordnet. Die Kontaktierungsab- schnitte 4a, 4b sind jeweils rotationssymmetrisch ausgeformt und koaxial zu der Längsachse 1 angeordnet. Die elektrisch leitfähigen Kontaktierungsabschnitte 4a, 4b können integraler Bestandteil der Anschlagpunkte 2, 3 sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass diese austauschbar, beispielsweise durch Schraubverbindungen oder ähnliches, an den Anschlagpunkten 2, 3 angeordnet sind. Die elektrisch leitfähigen Kontaktierungsabschnitte 4a, 4b sind rotationssymmetrisch ausge¬ formt. Dabei sind ein durchmessergrößerer Abschnitt sowie ein durchmesserkleinerer Abschnitt vorgesehen. Der durchmesser- kleinere Abschnitt dient dem Anschluss von elektrischen Kon- taktierungsstücken wie Kabelschuhen oder ähnlichem. Der durchmessergrößere Abschnitt der elektrisch leitfähigen Kontaktierungsabschnitte stellt eine zylindrisch umlaufende Man¬ telfläche zur Verfügung, um einen die innere Struktur der I- solatoranordnung umgebenden Isolierstoff angrenzen zu lassen.
Um die beiden Anschlagpunkte 2, 3 winkelstarr voneinander zu beabstanden, sind die Anschlagpunkte 2, 3 über mehrere Verbin¬ dungselemente 5a, 5b, 5c miteinander verbunden. Die Verbin- dungselemente 5a, 5b, 5c sind im vorliegenden Falle stabartig ausgeführt, wobei vier elektrisch isolierende Stäbe vorgesehen sind, welche jeweils in Eckbereichen der rechteckig geformte Anschlagpunkte 2, 3 angeordnet und mit diesen verbunden sind. Zur Verbindung können beispielsweise Klebeverbindungen, Steck- Verbindungen, Pressverbindungen, Schraubverbindungen usw. zum Einsatz gelangen. Durch die Verbindungselemente 5a, 5b, 5c ist zwischen den Anschlagpunkten 2, 3 ein Käfig gebildet, in dessen Inneren ein Varistorelement 6 angeordnet ist. Das Varisto¬ relement 6 ist im vorliegenden Falle aus mehreren übereinander angeordneten Varistorblöcken gebildet, wobei die Varistorblö¬ cke jeweils eine zylindrische Struktur aufweisen. Das Varisto¬ relement 6 ist elektrisch leitend mit den Anschlagpunkten 2, 3 sowie darauf folgend mit den elektrisch leitfähigen Kontaktie- rungsabschnitten 4a, 4b verbunden. Das Varistorelement 6 mit seinen Varistorblöcken ist koaxial zur Längsachse 1 ausgerichtet. Durch eine entsprechende Verspannung der Anschlagpunkte 2, 3 mittels der Verbindungselemente 5a, 5b, 5c werden die Va¬ ristorblöcke stirnseitig gegeneinander verspannt und eine me- chanisch stabile Struktur zur Ausbildung einer Isolatoranordnung zur Verfügung gestellt. Um die Isolatoranordnung vor äußeren Einwirkungen zu schützen, ist es vorgesehen, die Isolatoranordnung mit einem Isolierstoff zu umhüllen.
In der Figur 2 ist eine Außenansicht der Isolatoranordnung abgebildet, welche mit einer Isolierstoffumhüllung 7 versehen ist. Als Isolierstoff eignet sich beispielsweise Silikon. Die IsolierstoffUmhüllung 7 umgreift die Längsachse 1 und schmiegt sich an Mantelflächen der elektrisch leitfähigen Kontaktierungsabschnitte 4a, 4b an. Durch die Isolierstoffum¬ hüllung 7 sind die Anschlagpunkte 2, 3, die Verbindungsele¬ mente 5a, 5b, 5c sowie das Varistorelement 6 vor unmittelba¬ ren äußeren Einwirkungen geschützt. Als Isolierstoffumhüllung eignen sich insbesondere organische Kunststoffe, welche bei- spielsweise durch ein Spritz-, Schrumpf-, Extrudier-, Gießverfahren usw. aufbringbar sind. Die Hüllkontur der Anschlagpunkte 2, 3 aufnehmend und diese fortschreibend, ist längs der Längsachse 1 ein Strunk 8 gebildet, welcher eine nicht¬ kreisförmige Hüllkontur aufweist. Im vorliegenden Falle ist die Hüllkontur im Wesentlichen rechteckig ausgeformt. Dabei sind die Ecken der rechteckigen Hüllkontur durch Rundungen gebrochen . Entsprechend der Struktur des Strunkes 8 sind Schirme 9a, 9b, 9c, 9d an dem Strunk 8 angeordnet, wobei die Schirme 9a, 9b, 9c, 9d den Strunk 8 umgreifen. Die Schirme 9a, 9b, 9c, 9d weisen dabei eine gleichartige Hüllkontur wie der Strunk 8 auf. Die Schirme 9a, 9b, 9c, 9d weisen an seinen den ebenen Mantelflächen des Strunkes 8 gegenüberliegenden Abschnitten eine gradlinige Begrenzung der Hüllkontur auf. Auch an den Ecken des Strunkes, die im vorliegenden Fall gerundet gebro¬ chen sind, wird die Struktur der Hüllkontur des Strunkes auf- genommen, so dass auch die Schirme 9a, 9b, 9c, 9d mit ent¬ sprechend abgerundeten Ecken ausgestattet sind. Um sicherzu¬ stellen, dass bezogen auf Richtungen von Normalenvektoren des Mantels des Strunkes 8 stets dieselbe kriechwegverlängernde Wirkung der Schirme 9a, 9b, 9c, 9d besteht, ist an den gerun- deten Ecken eine entsprechende Anpassung der Radien vorgesehen. Im vorliegenden Falle sind die gerundeten Ecken bezogen auf die Längsachse 1 zur selben Achse (Längsachse 1) koaxial ausgerichtet, so dass die einzelnen gerundeten Abschnitte Teile von koaxial zueinander liegenden Kreisen sind.
Um eine effektive Kriechwegverlängerung der Beschirmung sicherzustellen, sind zwischen zwei zueinander benachbarten Schirmen 9a, 9b, 9c, 9d Schirme mit gegenüber den Schirmen 9a, 9b, 9c, 9d verkleinerten Hüllkonturen 9e, 9f, 9g angeord- net . Die Schirme mit verkleinerter Hüllkontur 9e, 9f, 9g wei¬ sen wiederum die gleiche Struktur auf, wie die Hüllkonturen des Strunkes 8 und der Schirme 9a, 9b, 9c, 9d.
In der Figur 3 ist eine Projektion der in der Figur 2 gezeig- ten Isolatoranordnung in Richtung der Längsachse 1 gezeigt. Ebenso wie in den Figuren 4, 5 und 6 ragt eine Längsachse 1 senkrecht aus der Zeichenebene heraus. Durch X sind in den Figuren 3, 4, 5, 6 die Positionen von Verbindungselementen angedeutet. Zu erkennen ist, dass aufgrund der gleichartigen Struktur der Hüllkonturen des Strunkes 8 sowie der Schirme 9a radial am Umfang verteilte Weglängen, bezogen auf die Längs¬ achse 1, von dem Strunk 8 bis zum Randbereich eines Schirmes 9a stets denselben Betrag A aufweisen. Dadurch ist sicherge- stellt, dass zwischen den elektrisch leitfähigen Kontaktie- rungsabschnitten 4a, 4b bzw. zwischen den Anschlagpunkten 2, 3 gleich lange Wegstrecken eine Ausbildung von Kriechstrompfaden verhindern. Somit ist sichergestellt, dass an der Iso¬ latoranordnung keine konstruktiven Schwachstellen entstehen, an welchen sich bevorzugt Kriechströme aufgrund eines ver¬ kürzten Weges ausbilden könnten.
Neben dem in den Figuren 1, 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind weitere Querschnitte bzw. Hüllkonturen für Strünke und Schirme möglich. Beispielhaft sind einige Strukturen in den Figuren 4, 5 und 6 in Projektionen gezeigt. Den Figuren 4, 5 und 6 ist gemein, dass jeweils eine Längsachse 1 senk¬ recht zur Zeichenebene ausgerichtet ist. Weiterhin ist je¬ weils durch ein X die Lage von im Innern der Isolatoranord- nung befindlichen Verbindungselementen dargestellt, um jeweils die Anschlagpunkte der Isolatoranordnung miteinander zu verbinden. Weiterhin ist jeder der Figuren 4, 5 und 6 gemein, dass aufgrund der Auswahl von gleichartigen Hüllkonturen des jeweiligen Strunkes sowie der jeweils zugeordneten Schirme, die Tiefe der Schirme in senkrechter Richtung auf eine Mantelfläche des jeweiligen Strunkes gesehen, am gesamten Umfang gleich ist. Dadurch ist auch bei einer beliebigen polygonalen oder auch von einer polygonalen Form abweichenden Hüllkontur des Strunkes eine ausreichende Wirksamkeit der Beschirmung gegeben. Dabei wird auf eine Überdimensionierung einzelner Abschnitte wie bei der Verwendung von Schirmen mit einer kreisförmigen Hüllkontur verzichtet, so dass konstruktiv bedingte Unterschiede in der Widerstandsfähigkeit gegenüber der Ausbildung von Kriechströmen auf der Oberfläche einer Isolatoranordnung verhindert sind.

Claims

Patentansprüche
1. Isolatoranordnung mit einem ersten Anschlagpunkt (2) und einem zweiten Anschlagpunkt (3) , zwischen welchen sich ein
Strunk (8) mit einer nichtkreisförmigen Hüllkontur erstreckt der von zumindest einem Schirm (9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f, 9g) umgeben ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Schirm (9a, 9b, 9c, 9d) eine gleichartige Hüllkontur auf¬ weist wie der Strunk (8) .
2. Isolatoranordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Hüllkontur des Strunkes (8) und die Hüllkontur des Schir¬ mes (9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f, 9g) sich jeweils in Ebenen erstrecken, welche im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind.
3. Isolatoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Hüllkontur eine im Wesentlichen polygonale Hüllkontur ist .
4. Isolatoranordnung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s Ecken der polygonalen Hüllkontur gebrochen sind.
5. Isolatoranordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s
Positionen von Ecken der im Wesentlichen polygonalen Hüllkontur von sich zwischen den Anschlagpunkten (2, 3) erstreckenden Verbindungselementen (5a, 5b, 5c) festgelegt sind.
6. Isolatoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s zwischen den Anschlagpunkten (2, 3) in den Strunk (8) integ- riert zumindest ein Varistorelement (6) angeordnet ist.
7. Isolatoranordnung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Hüllkontur des Strunkes (8) verschieden ist von der Hüll- kontur des Varistorelementes (6) .
8. Isolatoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s zwischen dem ersten Anschlagpunkt (2) und dem zweiten An- schlagpunkt (3) eine Achse (1) verläuft, welche von den Hüllkonturen umgriffen ist.
9. Isolatoranordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Hüllkontur des Schirmes (9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f, 9g) eine im Wesentlichen rechteckige Struktur aufweist.
10. Isolatoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s zumindest einer der Anschlagpunkte (2, 3) einen rotationssymmetrischen elektrisch leitfähigen Kontaktierungsabschnitt (4a, 4b) aufweist, dessen Mantelfläche in einen Isolierstoff eingebettet ist.
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