EP4292105A1 - Isolator für hochspannungsanwendungen - Google Patents

Isolator für hochspannungsanwendungen

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Publication number
EP4292105A1
EP4292105A1 EP22713346.9A EP22713346A EP4292105A1 EP 4292105 A1 EP4292105 A1 EP 4292105A1 EP 22713346 A EP22713346 A EP 22713346A EP 4292105 A1 EP4292105 A1 EP 4292105A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
insulator
hollow tube
holder
connection
closure element
Prior art date
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Granted
Application number
EP22713346.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4292105B1 (de
Inventor
Matthias BRULAND
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.)
Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Scheubeck GmbH and Co
Original Assignee
Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
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 Maschinenfabrik Reinhausen GmbH, Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG filed Critical Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Publication of EP4292105A1 publication Critical patent/EP4292105A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4292105B1 publication Critical patent/EP4292105B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • 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
    • H01B17/14—Supporting insulators
    • 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
    • H01B17/32—Single insulators consisting of two or more dissimilar insulating bodies
    • H01B17/325—Single insulators consisting of two or more dissimilar insulating bodies comprising a fibre-reinforced insulating core member

Definitions

  • the invention relates to an insulator for high-voltage applications, in particular a support insulator such as is used, for example, to support busbars, cables, choke coils or other high-voltage technology equipment.
  • the equipment mentioned works at a certain potential and must therefore be insulated with a certain distance from earth and/or other potentials.
  • Post insulators consisting of several individual insulators and assembled are used.
  • WO 2018/191159 A1 discloses an air-core choke for use in an electrical energy transmission and distribution network, which is mounted on an electrically insulated carrier structure and insulated from ground.
  • the supporting structure comprises a plurality of support insulators, each of which has a mounting bracket at its upper end which is connected directly to the coil.
  • the mounting bracket To attach the mounting bracket to the post insulator, the latter has a mounting flange which is screwed and glued to a flange of the post insulator.
  • the entire facility is due to the high currents and voltages and the resulting magnetic fields, but also exposed to environmental influences, such as the local weather conditions, high forces, especially bending, torsional, tensile and compressive forces.
  • the flange connection between the coil or its fastening devices and the post insulators is a weak point and therefore a potential source of error.
  • mounting the mounting brackets on the flanges of the post insulators on site is complex, since each mounting bracket has to be positioned correctly and then screwed tight with several screws. If necessary, any angular misalignments that still occur must also be corrected.
  • an insulator for high-voltage applications in particular a post insulator, which comprises an essentially rotationally symmetrical hollow tube made of glass fiber reinforced epoxy resin, a shielding made of silicone attached to the circumference of the hollow tube and a base flange arranged at a lower end relative to a longitudinal axis A of the hollow tube.
  • the insulator has a holder for equipment for high-voltage applications.
  • equipment can be, for example, a choke coil, which is supported by means of a sprocket on a plurality of insulators, or a bus bar, which is supported by the insulator spaced from the ground.
  • the insulator has a closure element, which is arranged inside the hollow tube and closes the end face of the upper end with respect to the longitudinal axis A of the hollow tube and seals it to the outside.
  • the closure element is preferably designed as a circular stopper, the diameter of which interacts with the inner diameter of the hollow tube in such a way that the hollow tube is closed in an airtight manner.
  • the holder has a rotationally symmetrical connection area.
  • the connection area is provided at an end of the bracket which faces the hollow tube.
  • the insulator has a radially circumferential joining area which is free of silicone shielding.
  • the holder can be connected to the insulator in such a way that the connection area of the holder forms a positive fit with the joint area of the insulator, i. H. perfectly surrounded.
  • the improved concept thus offers a connection technology between post insulator and equipment for high-voltage applications that is detachable and at the same time stable and easy to assemble.
  • the bracket can be placed on the post insulators on site, with or without the equipment for which it is intended. It is not necessary to glue the holder to the hollow tube.
  • the closure element, the hollow tube and the holder each have at least one transverse bore which is aligned coaxially with one another.
  • a safety bolt can be inserted and fixed therein, for example with one or more screw nuts.
  • Two safety bolts are preferably used, which are perpendicular to each other and arranged one below the other.
  • connection remains detachable thanks to the safety bolt.
  • the holder is fixed as a function of the closure element and the hollow tube, thereby additionally strengthening the connection with regard to the form fit.
  • the safety bolt is preferably made of steel, plastic, in particular glass fiber reinforced plastic, or made of ceramic material.
  • the form-fitting connection between the holder and the insulator, in particular the joint area of the insulator is designed as a conical connection.
  • the conical connection is preferably designed in such a way that the outer diameter of the hollow tube of the insulator decreases towards the upper end in relation to the longitudinal axis A. Accordingly, the inner diameter of the connection area of the holder increases towards the end of the holder facing the hollow tube.
  • connection enables self-centering of the bracket on the insulator and thus easier installation of the equipment on the post insulators.
  • the conical connection also offers greater strength than a conventional flange connection, especially when exposed to lateral forces, due to the improved form fit.
  • the closure element and the holder consist of a non-metallic material.
  • the non-metallic material of the holder is made of fiber-reinforced plastic, particularly preferably glass-fiber-reinforced epoxy resin.
  • the holder can be produced, for example, by means of injection molding, vacuum infusion and/or winding processes.
  • the non-metallic material of the closure element is preferably in the form of fiber-reinforced plastic, particularly preferably fiber-glass-reinforced epoxy resin.
  • the closure element can be produced, for example, by means of injection molding, vacuum infusion and/or winding processes.
  • the non-metallic material of the closure element can preferably also be made of be formed of a ceramic material.
  • the formation of the components from non-metallic material prevents these components from being heated by the magnetic fields surrounding them.
  • the holder has means for fastening at least one busbar.
  • the holder preferably has a first U-shaped recess and a second U-shaped recess opposite the first, which lie outside the connection area and are suitable for receiving a busbar.
  • the holder for fastening the at least one busbar also has a spring element, which fixes the at least one busbar in the U-shaped recesses as a function of the holder.
  • the holder has means for fastening at least one inductor.
  • the holder preferably has a first and a second groove, which lie outside the connection area and are suitable for receiving a toothed ring.
  • the holder forms the lower end in relation to a longitudinal axis of a hollow tube of a further insulator or a part of the lower end of the hollow tube of a further insulator.
  • the insulators are preferably configured identically to one another. In particular, the insulators together form a multi-part post insulator.
  • FIG. 1 shows an advantageous embodiment of the insulator according to the improved concept in a side view
  • FIG. 2 shows a detailed view of the insulator from FIG. 1 in a perspective representation
  • FIG. 3 shows a further detailed view of the insulator from FIG. 1 in an exploded view and sectional view
  • FIG. 4 shows a further detailed view of the insulator from FIG. 1 in a side view and sectional view
  • FIG. 5 shows a detailed view of a further advantageous embodiment of the insulator according to the improved concept in a perspective representation
  • FIG. 6 shows a further detailed view of the insulator from FIG. 4 in a side view and sectional illustration.
  • FIG. 1 shows an advantageous embodiment of the insulator according to the improved concept in a side view.
  • the insulator 1 has an essentially rotationally symmetrical hollow tube 2 made of glass fiber reinforced epoxy resin with a silicone shielding 3 attached to the circumference of the hollow tube 2 .
  • a foot flange 4 is arranged, on which the insulator 1 is mounted in a vertical position.
  • a holder 6 for equipment for high-voltage applications is attached.
  • Such equipment may be, for example, a choke coil supported by a sprocket on one or more insulators, or a bus bar supported spaced from ground by the insulator.
  • the mount 6 is provided for a choke coil.
  • a holder for a busbar will be discussed in more detail in the explanation of a further variant embodiment.
  • Another possible piece of equipment is another isolator.
  • the insulator is composed of several separate insulators, which can be connected to one another via the holder 6 .
  • the further insulator then no longer has a base flange, but the holder 6 is designed as part of the hollow tube 2 at the lower end 5 of the hollow tube 2 .
  • FIG. 2 shows a detailed view of the insulator from FIG. 1 in a perspective representation. More precisely, the upper end 7 of the insulator 1 with the mounted flap 6 is shown here in detail.
  • the silicone shielding 3 which was applied to the hollow tube 2, as well as the rotationally symmetrical flattening 6.
  • the flattening 6 serves to support a choke coil.
  • the fluttering 6 has two oppositely arranged grooves 14 for receiving a ring gear and several teardrop-shaped recesses 13 for fixing the ring gear and the coil by means of resin-impregnated fiber bundles that are threaded through the recesses 13 .
  • FIG. 1 A further detailed view of the insulator from FIG. 1 is shown in an exploded view and sectional view in FIG.
  • the flap 6 is shown separately from the hollow tube 2 in order to clearly show the closure of the flea tube 2 and the connection between the flap 6 and the hollow tube 2 .
  • the insulator 1 or the hollow tube 2 has a closure element 8, which is arranged at the upper end 7 of the flea tube 2 in its inner flea space and is designed as a circular plug, and whose diameter D is dimensioned such that the plug 8 is the end face of the flea tube 2 hermetically sealed and sealed to the outside environment.
  • the diameter Dv is, for example, in a range between 150 mm and 600 mm, preferably between 200 mm and 580 mm.
  • the flattening 6 comprises a connecting area 9 .
  • This connecting area 9 interacts with a radially circumferential joining area 10 arranged at the upper end 7 of the tube 2 .
  • the joining area 10 is free of silicone shielding 3 and has an outer diameter D A which, based on the longitudinal axis A, decreases from a maximum diameter Ü A max towards the upper end 7 of the Flea tube 2 to a minimum diameter D A min . Accordingly, the inside diameter Di of the connection area 9 of the flare 6 is increased from a minimum diameter Di min to the end facing the hollow tube 2 to a maximum diameter Di max .
  • the difference between the respective maximum outer or inner diameter U A max , Di max and the respective minimum outer or inner diameter DA min , Di min , ie ultimately the width of the cone, is in a range between 10 mm and 50 mm , preferably the difference is 20 mm.
  • the minimum outer or inner diameter D A min , Di min can be 200 mm or 350 mm or 580 mm, for example, and the maximum outer or inner diameter D A max , Di max can be 220 mm or 370 mm or 600 mm accordingly.
  • FIG. 4 in a further detailed view of the insulator from FIG. 1 in a side view and sectional view.
  • the conical shape of the joining area 10 and the connection area 9 to each other causes the holder 6 to form-fit the hollow tube 2 in its joining area 10, ie completely surrounds it and can be positioned on the hollow tube 2 in a self-centering manner during assembly.
  • transverse bores 11 are provided in each case in the holder 6, the hollow tube 2 and the closure element 8 or the plug.
  • the transverse bores 11 are each aligned coaxially with one another.
  • a safety bolt 12 is pushed through them and fixed in the transverse bores 11 by means of two nuts.
  • the securing bolts 12 are preferably made of steel, plastic, in particular glass fiber reinforced plastic, or ceramic.
  • FIGS. 5 and 6 each show a detailed view of a further advantageous embodiment of the insulator according to the improved concept, once in perspective (FIG. 5) and once in a side view and sectional view (FIG. 6).
  • the insulator 1 essentially corresponds to the insulator 1 explained above. Reference is therefore made to the corresponding explanations in an analogous manner.
  • the insulator 1 shown in FIGS. 4 and 5 differs in that the holder 6 is provided for fastening a busbar 15 . This concept is used, for example, in substations to fix busbars, whereby a certain ground clearance must be maintained.
  • the holder 6 preferably has a first U-shaped cutout 16 and a second U-shaped cutout 16 arranged opposite the first, which lie outside the connection region 9 and are designed to accommodate a busbar 15 in terms of their dimensioning.
  • a spring element 17, preferably a leaf spring is provided, which fixes the busbar 15 depending on the holder 6 by pushing the busbar 17 into the U-shaped recess 16 with its spring force pushes.
  • connection technology for head fittings of post insulators for the application area of high-voltage technology is specified, which is suitable for connecting a post insulator to a continuing tube geometry, the tube geometry as a holder for high-voltage technology equipment serves.
  • the improved connection technology offers the advantage that it can be detached while still being able to withstand higher forces.
  • the conical connection enables power transmission through frictional and positive locking as well as self-centering during assembly.
  • the connection remains detachable due to the safety bolt, but at the same time the fluttering is fixed as a function of the closure element and the hollow tube, and the connection is thereby additionally reinforced with regard to form locking.

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Abstract

Isolator (1) für Hochspannungsanwendungen umfassend - ein im Wesentlichen rotationssymmetrisches Hohlrohr (2) aus glasfaserverstärktem Epoxidharz, - eine umfangsseitig an dem Hohlrohr (2) angebrachte Beschirmung (3) aus Silikon, - einen Fußflansch (4) an einem unteren Ende (5) des Hohlrohres (2), - eine Halterung (6) für ein Betriebsmittel für Hochspannungsanwendungen an einem oberen Ende (7) des Hohlrohres (2), wobei - der Isolator (1) ein Verschlusselement (8), insbesondere einen Stopfen, aufweist, das innerhalb des Hohlrohres (2) angeordnet ist und die Stirnseite des oberen Endes (7) des Hohlrohres (2) verschließt und nach außen hin abdichtet, wobei - die Halterung (6) einen rotationssymmetrischen Anschlussbereich (9) aufweist, - der Isolator (1) an dem oberen Ende (7) des Hohlrohres (2) einen radial umlaufenden Fügebereich (10) aufweist, der frei von Silikonbeschirmung (3) ist, - wobei die Halterung (6) mit dem Isolator (1) verbindbar ist, derart, dass der Anschlussbereich (9) der Halterung (6) den Fügebereich (10) des Isolators (1) formschlüssig umgibt.

Description

ISOLATOR FÜR HOCHSPANNUNGSANWENDUNGEN
Die Erfindung betrifft einen Isolator für Hochspannungsanwendungen, insbesondere einen Stützisolator, wie er beispielsweise zur Abstützung von Stromschienen, Leitungsseilen, Drosselspulen oder sonstigen Betriebsmitteln der Hochspannungstechnik verwendet wird.
Die genannten Betriebsmittel arbeiten auf einem bestimmten Potential und müssen daher mit einem gewissen Abstand gegen Erde und/oder andere Potentiale isoliert werden.
Zur Halterung und Isolierung von Stromschienen, Leitungsseilen oder Drosselspulen gegen Erde werden seit vielen Jahrzehnten einteilige oder auch mehrteilige, d. h. aus mehreren Einzelisolatoren bestehende und zusammengesetzte Stützisolatoren verwendet.
Aus der WO 2018/191159 A1 ist eine Luftkerndrossel zur Verwendung in einem elektri schen Energieübertragungs- und Verteilnetz bekannt, die auf einer elektrisch isolierten Trä gerstruktur gelagert und gegen Erde isoliert ist. Die Trägerstruktur umfasst mehrere Stüt zisolatoren, die jeweils an ihrem oberen Ende einen Montagebügel aufweisen, der direkt mit der Spule verbunden ist. Zur Befestigung des Montagebügels an dem Stützisolator weist dieser einen Montageflansch auf, der mit einem Flansch des Stützisolators verschraubt und verklebt ist.
Die gesamte Einrichtung ist bedingt durch die hohen Ströme und Spannungen und die dadurch entstehenden magnetischen Felder, jedoch auch durch Umwelteinflüsse, wie bei spielsweise die Witterungsverhältnisse vor Ort, hohen Kräften, insbesondere Biegungs-, Torsions-, Zug- und Druckkräften ausgesetzt. Dabei stellt die Flanschverbindung zwischen der Spule bzw. deren Befestigungseinrichtungen und den Stützisolatoren eine Schwach stelle und somit potenzielle Fehlerquelle dar.
Des Weiteren ist die Montage der Montagebügel auf den Flanschen der Stützisolatoren vor Ort aufwändig, da jeder Montagebügel richtig platziert, und anschließend mit mehreren Schrauben fest verschraubt werden muss. Gegebenenfalls sind dabei auch noch auftre tende Winkelfehlstellungen zu korrigieren.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Konzept für die Verbin dung eines Stützisolators mit einer Halterung für Betriebsmittel der Hochspannungstechnik anzugeben, die neben einer hohen Festigkeit auch eine einfache Montage der Einrichtung vor Ort ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Weitere Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Vorgesehen ist demnach ein Isolator für Hochspannungsanwendungen, insbesondere ein Stützisolator, der ein im Wesentlichen rotationssymmetrisches Hohlrohr aus glasfaserver stärktem Epoxidharz, eine umfangsseitig an dem Hohlrohr angebrachte Beschirmung aus Silikon und einen an einem unteren Ende bezogen auf eine Längsachse A des Hohlrohres angeordneten Fußflansch umfasst. An einem oberen Ende bezogen auf die Längsachse A des Hohlrohres weist der Isolator eine Halterung für ein Betriebsmittel für Hochspannungs anwendungen auf. Derartige Betriebsmittel können beispielsweise eine Drosselspule sein, die mittels eines Zahnkranzes auf mehreren Isolatoren abgestützt wird, oder eine Sammel schiene, die durch den Isolator von der Erde beabstandet gehaltert wird.
Weiterhin weist der Isolator ein Verschlusselement auf, das innerhalb des Hohlrohres an geordnet ist und die Stirnseite des oberen Endes bezüglich der Längsachse A des Hohl rohres verschließt und nach außen hin abdichtet. Das Verschlusselement ist bevorzugt als kreisrunder Stopfen ausgebildet, dessen Durchmesser mit dem Innendurchmesser des Hohlrohres derart zusammenwirkt, dass das Hohlrohr luftdicht verschlossen wird.
Die Halterung weist einen rotationssymmetrischen Anschlussbereich auf. Der Anschluss bereich ist an einem Ende der Halterung vorgesehen, welches dem Hohlrohr zugewandt ist. Der Isolator weist an dem oberen Ende bezogen auf die Längsachse A des Hohlrohres einen radial umlaufenden Fügebereich auf, der frei von Silikonbeschirmung ist. Die Halte rung ist mit dem Isolator derart verbindbar, dass der Anschlussbereich der Halterung den Fügebereich des Isolators formschlüssig, d. h. passgenau umgibt.
Das verbesserte Konzept bietet somit eine Verbindungstechnologie zwischen Stützisolator und einem Betriebsmittel für Hochspannungsanwendungen, die lösbar ist und zugleich stabil und einfach montierbar. Die Halterung kann, mit oder ohne dem Betriebsmittel, für das sie vorgesehen ist, vor Ort auf die Stützisolatoren aufgesetzt werden. Eine Verklebung der Halterung mit dem Hohlrohr ist dabei nicht erforderlich.
Gemäß einer Ausführungsform des verbesserten Konzepts weisen das Verschlusselement, das Hohlrohr und die Halterung jeweils wenigstens eine Querbohrung auf, die koaxial zuei nander ausgerichtet sind. In die jeweils wenigstens eine Querbohrung ist ein Sicherungs bolzen einschiebbar und darin fixierbar, beispielsweise mit einer oder mehrerer Schraub muttern. Bevorzugt werden zwei Sicherungsbolzen verwendet, die senkrecht zueinander und untereinander angeordnet sind.
Durch den Sicherungsbolzen bleibt die Verbindung lösbar. Gleichzeitig wird die Halterung in Abhängigkeit von dem Verschlusselement und dem Hohlrohr fixiert und dadurch die Ver bindung zusätzlich im Hinblick auf den Formschluss verstärkt.
Der Sicherungsbolzen ist bevorzugt aus Stahl, Kunststoff, insbesondere glasfaserverstärk tem Kunststoff, oder aus keramischem Werkstoff ausgebildet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des verbesserten Konzepts ist die formschlüssige Verbindung zwischen der Halterung und dem Isolator, insbesondere dem Fügebereich des Isolators, als konische Verbindung ausgebildet.
Bevorzugt ist die konische Verbindung derart ausgebildet, dass sich der Außendurchmes ser des Hohlrohres des Isolators zu dem oberen Ende bezogen auf die Längsachse A ver kleinert. Dementsprechend wird der Innendurchmesser des Anschlussbereiches der Halte rung zu dem dem Hohlrohr zugewandten Ende der Halterung hin größer.
Die konische Ausbildung der Verbindung ermöglicht eine Selbstzentrierung der Halterung auf dem Isolator und somit eine einfachere Montage des Betriebsmittels auf den Stütziso- latoren. Die konische Verbindung bietet zudem eine höhere Festigkeit gegenüber einer her kömmlichen Flanschverbindung, insbesondere bei der Einwirkung von Querkraft, bedingt durch den verbesserten Formschluss.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des verbesserten Konzepts bestehen das Ver schlusselement und die Halterung aus einem nicht-metallischen Material.
Vorzugsweise ist das nicht-metallische Material der Halterung als faserverstärkter Kunst stoff, besonders bevorzugt aus glasfaserverstärktem Epoxidharz ausgebildet. Die Halte rung kann beispielsweise mittels Spritzguss-, Vakuuminfusions- und/oder Wickelverfahren hergestellt werden.
Vorzugsweise ist das nicht-metallische Material des Verschlusselements als faserverstärk ter Kunststoff, besonders bevorzugt aus glasfaserverstärktem Epoxidharz ausgebildet. Das Verschlusselement kann beispielsweise mittels Spritzguss-, Vakuuminfusions- und/oder Wickelverfahren hergestellt werden.
Vorzugsweise kann das nicht-metallische Material des Verschlusselements auch aus einem keramischen Werkstoff ausgebildet sein.
Die Ausbildung der Bauteile aus nicht-metallischem Material verhindert eine Erwärmung dieser Bauteile durch die sie umgebenden magnetischen Felder.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des verbesserten Konzepts weist die Halterung Mittel zur Befestigung wenigstens einer Sammelschiene auf. Vorzugsweise weist die Hal terung hierfür eine erste U-förmige Aussparung und eine zweite, der ersten gegenüberlie gende U-förmige Aussparung auf, die außerhalb des Anschlussbereiches liegen und zur Aufnahme einer Sammelschiene geeignet sind.
Vorzugsweise weist die Halterung zur Befestigung der wenigstens einen Sammelschiene weiterhin ein Federelement auf, das die wenigstens eine Sammelschiene in den U-förmigen Aussparungen in Abhängigkeit von der Halterung fixiert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des verbesserten Konzepts weist die Halterung Mittel zur Befestigung wenigstens einer Drosselspule auf. Vorzugsweise weist die Halte rung eine erste und eine zweite Nut auf, die außerhalb des Anschlussbereichs liegen und zur Aufnahme eines Zahnkranzes geeignet ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des verbesserten Konzepts bildet die Halterung das untere Ende bezogen auf eine Längsachse eines Hohlrohres eines weiteren Isolators oder einen Teil des unteren Endes des Hohlrohres eines weiteren Isolators. Bevorzugt sind die Isolatoren identisch zueinander ausgebildet. Insbesondere bilden die Isolatoren ge meinsam einen mehrteiligen Stützisolator.
Weitere Ausführungsformen und Implementierungen des Isolators ergeben sich unmittelbar aus den verschiedenen Ausführungsformen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand beispielhafter Ausführungsformen unter Bezug auf die Zeichnungen im Detail erklärt. Komponenten, die identisch oder funktionell identisch sind oder einen identischen Effekt haben, können mit identischen Bezugszeichen versehen sein. Identische Komponenten oder Komponenten mit identischer Funktion sind unter Um ständen nur bezüglich der Figur erklärt, in der sie zuerst erscheinen. Die Erklärung wird nicht notwendigerweise in den darauffolgenden Figuren wiederholt. Es zeigen Figur 1 eine vorteilhafte Ausgestaltung des Isolators gemäß dem verbesserten Konzept in einer Seitenansicht;
Figur 2 eine Detailansicht des Isolators aus Figur 1 in einer perspektivischen Dar stellung;
Figur 3 eine weitere Detailansicht des Isolators aus Figur 1 in einer Explosionsan sicht und Schnittdarstellung;
Figur 4 eine weitere Detailansicht des Isolators aus Figur 1 in einer Seitenansicht und Schnittdarstellung;
Figur 5 eine Detailansicht einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Isolators gemäß dem verbesserten Konzept in einer perspektivischen Darstellung;
Figur 6 eine weitere Detailansicht des Isolators aus Figur 4 in einer Seitenansicht und Schnittdarstellung.
Figur 1 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung des Isolators gemäß dem verbesserten Kon zept in einer Seitenansicht. Der Isolator 1 weist ein im Wesentlichen rotationssymmetri sches Hohlrohr 2 aus glasfaserverstärktem Epoxidharz mit einer umfangsseitig an dem Hohlrohr 2 angebrachten Silikonbeschirmung 3 auf. An einem unteren Ende 5 bezogen auf eine Längssachse A des Flohlrohres 2 ist ein Fußflansch 4 angeordnet, auf dem der Isolator 1 in senkrechter Position gelagert ist. An einem dem unteren Ende 5 entgegengesetzten oberen Ende 7 des Flohlrohres 2 ist eine Halterung 6 für ein Betriebsmittel für Hochspan nungsanwendungen befestigt. Derartige Betriebsmittel können beispielsweise eine Dros selspule, die mittels eines Zahnkranzes auf einem oder mehreren Isolatoren abgestützt wird, oder eine Sammelschiene, die durch den Isolator von der Erde beabstandet gehaltert wird, sein. Im Fall der Figur 1 ist die Halterung 6 für eine Drosselspule vorgesehen. Auf eine Halterung für eine Sammelschiene wird bei der Erläuterung einer weiteren Ausführungsva riante noch genauer eingegangen. Ein ebenso mögliches Betriebsmittel ist ein weiterer Iso lator. In diesem Fall wird der Isolator aus mehreren, separaten Isolatoren zusammenge setzt, die miteinander über die Halterung 6 verbindbar sind. Der weitere Isolator weist dann keinen Fußflansch mehr auf, sondern die Halterung 6 ist als ein Teil des Hohlrohres 2 am unteren Ende 5 des Hohlrohres 2 ausgebildet. Figur 2 zeigt eine Detailansicht des Isolators aus Figur 1 in einer perspektivischen Darstel lung. Genauer ist hier das obere Ende 7 des Isolators 1 mit der montierten Flalterung 6 im Detail gezeigt. Erkennbar ist die Silikonbeschirmung 3, die auf dem Hohlrohr 2 aufgebracht wurde, sowie die rotationssymmetrische Flalterung 6. Die Flalterung 6 dient bei dieser Aus- führungsform zur Abstützung einer Drosselspule. Hierfür weist die Flalterung 6 zwei gegen überliegend angeordnete Nuten 14 zur Aufnahme eines Zahnkranzes auf sowie mehrere tropfenförmige Aussparungen 13 zur Fixierung des Zahnkranzes und der Spule mittels harzgetränkter Faserbündel, die durch die Aussparungen 13 gefädelt werden.
Eine weitere Detailansicht des Isolators aus Figur 1 ist in einer Explosionsansicht und Schnittdarstellung in Figur 3 gezeigt. Hier ist die Flalterung 6 von dem Hohlrohr 2 getrennt dargestellt, um den Verschluss des Flohlrohres 2 und die Verbindung zwischen der Flalte rung 6 und dem Hohlrohr 2 übersichtlich darzustellen.
Der Isolator 1 bzw. das Hohlrohr 2 weist ein Verschlusselement 8 auf, das am oberen Ende 7 des Flohlrohres 2 in dessen innerem Flohlraum angeordnet und als kreisrunder Stopfen ausgebildet ist, und dessen Durchmesser D derart bemessen ist, dass der Stopfen 8 die Stirnseite des Flohlrohres 2 luftdicht verschließt und zur äußeren Umgebung hin abdichtet. Der Durchmesser Dv liegt beispielsweise in einem Bereich zwischen 150 mm und 600 mm, bevorzugt zwischen 200 mm und 580 mm.
Die Flalterung 6 umfasst an ihrem dem Hohlrohr 2 zugewandten Ende einen Anschlussbe reich 9. Dieser Anschlussbereich 9 wirkt mit einem am oberen Ende 7 des Flohlrohres 2 angeordneten, radial umlaufenden Fügebereich 10 zusammen. Der Fügebereich 10 ist frei von Silikonbeschirmung 3 und weist einen Außendurchmesser DA auf, der sich bezogen auf die Längsachse A von einem maximalen Durchmesser ÜA max zu dem oberen Ende 7 des Flohlrohres 2 hin zu einem minimalen Durchmesser DA min verkleinert. Dementspre chend wird der Innendurchmesser Di des Anschlussbereiches 9 der Flalterung 6 von einem minimalen Durchmesser Di min zu dem dem Hohlrohr 2 zugewandten Ende hin zu einem maximalen Durchmesser Di max vergrößert. Die Differenz zwischen dem jeweils maximalen Außen- bzw. Innendurchmesser ÜA max, Di max und dem jeweils minimalen Außen- bzw. In nendurchmesser DA min, Dimin , also letztendlich die Breite des Konus, liegt in einem Bereich zwischen 10 mm bis 50 mm, bevorzugt beträgt die Differenz 20 mm. Der minimale Außen- bzw. Innendurchmesser DA min, Dimin kann zum Beispiel 200 mm oder 350 mm oder 580 mm betragen und der maximale Außen- bzw. Innendurchmesser DA max, Di max dementsprechend 220 mm oder 370 mm oder 600 mm. Bei der Montage wird die Halterung 6 auf den Fügebereich 10 des Hohlrohres 2 aufgesetzt, sodass diese mit ihrem Anschlussbereich 9 den Fügebereich 10 formschlüssig umgibt, d. h. vollumfänglich umgibt. Dies ist in Figur 4 in einer weitere Detailansicht des Isolators aus Figur 1 in einer Seitenansicht und Schnittdarstellung dargestellt. Die konische Ausbildung des Fügebereiches 10 und des Anschlussbereiches 9 zueinander bewirkt, dass die Halte rung 6 das Hohlrohr 2 in seinem Fügbereich 10 formschlüssig, d. h. vollumfänglich umgibt und sich bei der Montage selbstzentrierend auf dem Hohlrohr 2 positionieren lässt.
In der Halterung 6, dem Hohlrohr 2 und dem Verschlusselement 8 bzw. dem Stopfen sind jeweils zwei Querbohrungen 11 vorgesehen. Die Querbohrungen 11 sind jeweils koaxial zueinander ausgerichtet. Durch sie ist jeweils ein Sicherungsbolzen 12 geschoben und mit tels zwei Schraubenmuttern in den Querbohrungen 11 fixiert. Die Sicherungsbolzen 12 sind bevorzugt aus Stahl, Kunststoff, insbesondere glasfaserverstärktem Kunststoff, oder aus Keramik ausgebildet.
In den Figuren 5 und 6 ist jeweils eine Detailansicht einer weiteren vorteilhaften Ausgestal tung des Isolators gemäß dem verbesserten Konzept einmal perspektivisch (Fig. 5) und einmal in einer Seitenansicht und Schnittdarstellung (Fig. 6) dargestellt. Der Isolator 1 ent spricht im Wesentlichen dem zuvor erläuterten Isolator 1 . Es wird deshalb auf die entspre chenden Erläuterungen in analoger Weise Bezug genommen. Der in den Figuren 4 und 5 dargestellte Isolator 1 unterscheidet sich jedoch dadurch, dass die Halterung 6 zur Befesti gung einer Sammelschiene 15 vorgesehen ist. Dieses Konzept kommt beispielsweise in Umspannwerken bei der Fixierung von Sammelschienen zum Einsatz, wobei ein gewisser Erdabstand eingehalten werden muss. Vorzugsweise weist die Halterung 6 hierfür eine erste U-förmige Aussparung 16 und eine zweite, der ersten gegenüberliegend angeordne ten U-förmige Aussparung 16 auf, die außerhalb des Anschlussbereiches 9 liegen und hin sichtlich ihrer Dimensionierung zur Aufnahme einer Sammelschiene 15 ausgebildet sind. Zur Fixierung der Sammelschiene 15 in der U-förmigen Aussparung 16 ist ein Federelement 17, vorzugsweise eine Blattfeder vorgesehen, die die Sammelschiene 15 in Abhängigkeit von der Halterung 6 fixiert, indem sie die Sammelschiene 17 mit ihrer Federkraft in die U- förmige Aussparung 16 hinein drückt.
Mit dem verbesserten Konzept wird eine Verbindungstechnologie für Kopfarmaturen von Stützisolatoren für den Anwendungsbereich der Hochspannungstechnik angegeben, die zur Verbindung eines Stützisolators mit einer weiterführenden Rohrgeometrie geeignet ist, wobei die Rohrgeometrie als Halterung für ein Betriebsmittel der Hochspannungstechnik dient. Gegenüber einer herkömmlichen Flanschverbindung bietet die verbesserte Verbin dungstechnologie den Vorteil, dass sie lösbar ist und dabei dennoch höheren Kräften stand halten kann. Die konische Verbindung ermöglicht sowohl eine Kraftübertragung durch Reib schluss und Formschluss als auch eine Selbstzentrierung bei der Montage. Durch den Si- cherungsbolzen bleibt die Verbindung lösbar, gleichzeitig wird aber die Flalterung in Abhän gigkeit von dem Verschlusselement und dem Hohlrohr fixiert und dadurch die Verbindung zusätzlich im Hinblick auf Formschluss verstärkt.
Es wird angenommen, dass die vorliegende Offenbarung und viele ihrer begleitenden Vor teile durch die vorstehende Beschreibung verstanden werden. Ferner ist es offensichtlich, dass verschiedene Änderungen an der Form, Konstruktion und Anordnung der Komponen ten vorgenommen werden können, ohne vom offenbarten Gegenstand abzuweichen oder ohne auf alle materiellen Vorteile zu verzichten. Die beschriebene Ausführungsform ist le diglich erläuternd und solche Änderungen werden durch die nachstehenden Ansprüche mit umfasst. Weiterhin versteht es sich, dass die Erfindung durch die nachstehenden Ansprü- che definiert ist.
BEZUGSZEICHEN
1 Isolator
2 Hohlrohr
3 Beschirmung
4 Fußflansch
5 unteres Ende von 2
6 Halterung
7 oberes Ende von 2
8 Verschlusselement
9 Anschlussbereich von 6
10 Fügebereich von 1 11 Querbohrung 12 Sicherungsbolzen
13 Aussparung
14 Nut
15 Sammelschiene
16 U-förmige Aussparung
17 Federelement
A Längsachse von 2 Außendurchmesser von 10 max maximaler Außendurchmesser von 10
D, Innendurchmesser von 9
D| max maximaler Innendurchmesser von 9
Dv Durchmesser von 8

Claims

ANSPRÜCHE
1. Isolator (1 ) für Hochspannungsanwendungen umfassend ein im Wesentlichen rotationssymmetrisches Hohlrohr (2) aus glasfaserverstärk tem Epoxidharz,
- eine umfangsseitig an dem Hohlrohr (2) angebrachte Beschirmung (3) aus Silikon, einen Fußflansch (4) an einem unteren Ende (5) des Hohlrohres (2), eine Halterung (6) für ein Betriebsmittel für Hochspannungsanwendungen an ei nem oberen Ende (7) des Hohlrohres (2), wobei
- der Isolator (1) ein Verschlusselement (8), insbesondere einen Stopfen, aufweist, das innerhalb des Hohlrohres (2) angeordnet ist und die Stirnseite des oberen En des (7) des Hohlrohres (2) verschließt und nach außen hin abdichtet, wobei
- die Halterung (6) einen rotationssymmetrischen Anschlussbereich (9) aufweist, der Isolator (1) an dem oberen Ende (7) des Hohlrohres (2) einen radial umlaufen den Fügebereich (10) aufweist, der frei von Silikonbeschirmung (3) ist,
- wobei die Halterung (6) mit dem Isolator (1 ) verbindbar ist, derart, dass der An schlussbereich (9) der Halterung (6) den Fügebereich (10) des Isolators (1) form schlüssig umgibt.
2. Isolator (1) nach dem vorigen Anspruch, wobei
- das Verschlusselement (8), das Hohlrohr (2) und die Halterung (6) jeweils wenigs tens eine Querbohrung (11) aufweisen, die koaxial zueinander ausgerichtet sind, in die jeweils wenigstens eine Querbohrung (11 ) ein Sicherungsbolzen (12) ein schiebbar und darin fixierbar ist.
3. Isolator (1) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die formschlüssige Verbindung zwischen der Halterung (6) und dem Isolator (1) als konische Verbindung ausgebildet ist.
4. Isolator (1) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei
- das Verschlusselement (8) und die Halterung (6) aus einem nicht-metallischen Material bestehen.
5. Isolator (1) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei - die Halterung (6) Mittel zur Befestigung wenigstens einer Sammelschiene auf weist.
6. Isolator (1) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei
- die Halterung (6) Mittel zur Befestigung wenigstens einer Drosselspule aufweist.
7. Isolator (1) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei
- die Halterung (6) das untere Ende eines Hohlrohres eines weiteren Isolators bildet.
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