FR2786310A1

FR2786310A1 - Molded resin insulator unit for a high voltage switch, has large surface metallic connection zones embedded in upper and lower faces

Info

Publication number: FR2786310A1
Application number: FR9914551A
Authority: FR
Inventors: Dieter Corenz; Manfred Meinherz; Armin Grund
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-11-20
Filing date: 1999-11-19
Publication date: 2000-05-26
Anticipated expiration: 2019-11-19
Also published as: CN1257288A; CN1214404C; DE19952719A1; DE19952719B4; JP2000164081A; JP4531893B2; FR2786310B1; CH694413A5

Abstract

The insulator unit has an upper connection face and a lower connection face, for supporting parts of a high voltage switching post, which are at a high voltage compared with respect to a support part at earth potential. The unit is made from a molded resin which is divided into an upper connection zone (10), a lower connection zone (11) and a median zone (12,13) connecting the two zones (10,11). The median zone (12,13) is fitted at the earth and high potential sides with a rotation-symmetric metallic connection armature (3,4). It also has a central cavity. The insulator body (2) has a rounded shape and the median zone has two lateral walls (12,13). The two armatures (3,4) are made in the form of large surface electrodes (25,26) encased in the two connection zones. The two armatures (23,24) form the upper and lower faces of the insulator connection zones.

Description

Isolateur pour un poste de commutation à haute tension
L'invention se situe dans le domaine des commutateurs électriques et peut tre appliquée à des postes de commutation à haute tension qui, afin de supporter des parties mises au potentiel de haute tension vis-à-vis d'un élément porteur mis au potentiel de terre, comprennent un isolateur réalisé en résine moulée qui comporte, dans la région située entre les deux armatures de raccordement, une zone non remplie de résine moulée.Isolator for a high voltage switching station
The invention lies in the field of electrical switches and can be applied to high voltage switching stations which, in order to support parts brought to high voltage potential with respect to a carrier element set to the potential of earth, include an insulator made of molded resin which comprises, in the region between the two connection fittings, an area not filled with molded resin.

Dans un poste de commutation à haute tension connu, isolé par gaz comprimé, il est prévu pour entraîner l'axe de commande d'un sectionneur coulissant un isolateur cylindrique appelé"arbre en matériau isolant", qui s'appuie par une de ses faces frontales contre le blindage métallique, et contre l'autre face frontale duquel s'appuie un arbre pourvu d'une roue dentée qui est destiné à entraîner l'axe de commande. L'isolateur est ici pourvu de nervures afin d'augmenter la distance de fuite (document DE 15 40 513 A1). In a known high-voltage switching station, isolated by compressed gas, there is provided to drive the control axis of a sliding disconnector a cylindrical insulator called "shaft of insulating material", which is supported by one of its faces front against the metal shield, and against the other front face of which a shaft provided with a toothed wheel which is intended to drive the control axis. The isolator is here provided with ribs in order to increase the leakage distance (document DE 15 40 513 A1).

Dans un autre poste de commutation à haute tension connu isolé par gaz comprimé, à blindage métallique, il est prévu pour entraîner un sectionneur un isolateur qui est constitué d'un corps creux en résine mouftée, qui est pourvu côté terre et côté haute tension d'armatures de raccordement à symétrie de révolution. Le corps en résine moulée est composé de deux parties du genre chapeau, chaque partie du genre chapeau présentant deux tronçons de diamètres nettement différents et le tronçon de plus petit diamètre s'enfonçant dans le tronçon de plus grand diamètre. Ce mode de réalisation apporte, avec une faible longueur axiale, une grande distance de fuite ainsi qu'un parcours de claquage particulièrement long dans le matériau isolant. La forme creuse apporte en outre des économies de matériau (document DE 21 42 119 B1). In another known high-voltage switching station insulated by compressed gas, with metal shielding, there is provided for driving a disconnector an isolator which consists of a hollow body of muffled resin, which is provided on the earth side and on the high voltage side. '' connection fittings with symmetry of revolution. The molded resin body is composed of two parts of the hat type, each part of the hat type having two sections of markedly different diameters and the section of smaller diameter sinking into the section of larger diameter. This embodiment provides, with a short axial length, a large leakage distance as well as a particularly long breakdown path in the insulating material. The hollow form also provides material savings (document DE 21 42 119 B1).

Afin de supporter des conducteurs mis au potentiel de haute tension dans des installations à haute tension blindées. on connaît en outre des isolateurs en forme de colonne qui comportent, dans la région de leurs faces de raccordement, un évidement qui est pourvu d'une couche conductrice et dans lequel repose un tenon métallique, qui reçoit un axe pour la fixation du conducteur. La disposition des tenons métalliques et de la couche conductrice sert ici à diminuer les gradients de potentiel dans les zones critiques, qui se situent à proximité des points de raccordement de l'isolateur sur les conducteurs (document CH 512 810, figure 2). To support conductors exposed to high voltage potential in shielded high voltage installations. column-shaped insulators are also known which comprise, in the region of their connection faces, a recess which is provided with a conductive layer and in which a metal stud rests, which receives an axis for fixing the conductor. The arrangement of the metal studs and the conductive layer is used here to reduce the potential gradients in the critical zones, which are located near the connection points of the insulator on the conductors (document CH 512 810, FIG. 2).

Comme support de moyens de fixation pour les extrémités de câbles ainsi que d'appareils électriques comme des commutateurs, on connaît en outre un isolateur qui est de préférence réalisé en une matière thermoplastique comme du polyamide, et qui est constitué de deux tubes emboîtés à distance l'un dans l'autre, qui sont reliés par des nervures longitudinales radiales et par une paroi transversale. Des douilles filetées métalliques sont ici encastrées dans les extrémités du tube intérieur ; elles servent à fixer le support sur une base et à installer des armatures et appareils. La hauteur d'un support de ce genre est fonction de la tension respectivement appliquée. Un isolateur de soutien de ce genre comporte donc une zone de raccordement supérieure et une zone de raccordement inférieure, les extrémités des deux tubes et les nervures constituant une face de raccordement, et il contient à l'intérieur du tube extérieur trois cavités s'étendant axialement (document DD 68 546). As an support for fixing means for the ends of cables as well as for electrical devices such as switches, there is also known an insulator which is preferably made of a thermoplastic material such as polyamide, and which consists of two tubes fitted at a distance one inside the other, which are connected by radial longitudinal ribs and by a transverse wall. Metallic threaded sleeves are here embedded in the ends of the inner tube; they are used to fix the support on a base and to install fittings and fixtures. The height of a support of this kind is a function of the voltage respectively applied. A support insulator of this kind therefore has an upper connection zone and a lower connection zone, the ends of the two tubes and the ribs constituting a connection face, and it contains three cavities inside the external tube. axially (document DD 68 546).

Dans un autre isolateur de soutien connu réalisé en résine moulée, les paliers pour les armatures de raccordement, qui sont encastrés à t'extrémité de tte et à l'extrémité de pied, sont réalisés sous la forme de tenons cylindriques se terminant par une tte sphérique. Au moins un de ces deux paliers peut tre disposé dans le corps isolant en étant décalé vers l'intérieur, afin d'améliorer la résistance à la rupture en flexion de l'isolateur de soutien (document DE 17 55 456 U). In another known support insulator made of molded resin, the bearings for the connection armatures, which are embedded at the end of the head and at the end of the foot, are produced in the form of cylindrical tenons ending in a head spherical. At least one of these two bearings can be placed in the insulating body, being offset towards the inside, in order to improve the resistance to bending rupture of the support insulator (document DE 17 55 456 U).

En partant d'un isolateur ayant les caractéristiques du préambule de la revendication 1 (document DD 68 456), l'invention vise à simplifier la structure de l'isolateur par le fait qu'il possède, tout en ayant une hauteur courte, une rigidité diélectrique la plus grande possible. Starting from an insulator having the characteristics of the preamble of claim 1 (document DD 68 456), the invention aims to simplify the structure of the insulator by the fact that it has, while having a short height, a the highest possible dielectric strength.

On y parvient, suivant l'invention, par le fait que le corps en résine moulée possède un contour parallélépipédique pourvu d'arrondis, -la zone médiane étant constituée de deux parois disposées
latéralement, -les deux armatures de raccordement étant réalisées sous la forme
d'électrodes à grande surface et étant encastrées dans les deux zones
de raccordement, et -les deux armatures de raccordement formant les faces respectives de
raccordement supérieure et inférieure, de conformation plane.This is achieved, according to the invention, by the fact that the molded resin body has a parallelepipedic contour provided with roundings, the median zone consisting of two walls arranged
laterally, the two connection frames being made in the form
of electrodes with large surface and being embedded in the two zones
of connection, and -the two connection frames forming the respective faces of
upper and lower connection, flat conformation.

Un isolateur conçu de la sorte se distingue, tout en ayant une courte hauteur, par une grande rigidité diélectrique, une faible consommation de matériau et une fabrication simple. Les électrodes de grande surface, qui ont de préférence la forme d'une coupole plate, évitent des gradients de potentiel élevés sur la surface des électrodes. La conformation de la zone médiane avec deux parois disposées latéralement crée, dans la région située entre les deux électrodes, une chambre de gaz qui donne un diélectrique résine moulée-gaz-résine moulée, et donc une décharge diélectrique de la résine moulée dans la région de plus petite distance entre les électrodes. A cet effet, il peut tre opportun que les parois soient bombées vers l'extérieur.-Par ailleurs, le corps en résine moulée est accessible dans la région de la chambre de gaz, par exemple aux fins de nettoyage. En outre, la liaison, au moyen des parois, des deux zones de raccordement contenant les électrodes évite des accumulations de résine moulée qui pourraient avoir tendance à former des retassures lors du refroidissement en cours de fabrication. La dépense de matériau peut éventuellement tre encore réduite par des percements du genre fentres dans les parois.-Par ailleurs, afin d'adapter le nouvel isolateur à des conditions diélectriques particulières, le corps en résine moulée peut tre pourvu dans la région des deux parois d'une nervure extérieure et/ou d'une nervure intérieure, ou d'une paroi intermédiaire s'étendant parallèlement aux deux faces de raccordement. An isolator designed in this way is distinguished, while having a short height, by a high dielectric rigidity, a low consumption of material and a simple manufacturing. Large area electrodes, which preferably have the shape of a flat dome, avoid high potential gradients on the surface of the electrodes. The conformation of the middle zone with two laterally arranged walls creates, in the region between the two electrodes, a gas chamber which gives a molded resin-gas-molded resin dielectric, and therefore a dielectric discharge of the molded resin in the region smaller distance between the electrodes. For this purpose, it may be appropriate for the walls to be curved outwards. Furthermore, the molded resin body is accessible in the region of the gas chamber, for example for cleaning purposes. In addition, the connection, by means of the walls, of the two connection zones containing the electrodes avoids accumulations of molded resin which could tend to form recesses during cooling during manufacture. The expenditure of material can possibly be further reduced by holes of the window type in the walls. In addition, in order to adapt the new insulator to particular dielectric conditions, the molded resin body can be provided in the region of the two walls. an outer rib and / or an inner rib, or an intermediate wall extending parallel to the two connection faces.

Un isolateur réalisé suivant l'invention peut à la fois assurer une fonction de support et servir à transmettre un couple de rotation. II peut tre utilisé aussi bien dans des installations blindées qu'à l'air libre. An insulator produced according to the invention can both provide a support function and serve to transmit a torque. It can be used both in shielded installations and in the open air.

Quatre exemples de réalisation du nouvel isolateur sont représentés sur les figures 1 à 6, parmi lesquelles :
les figures 1 à 3 représentent un premier isolateur en coupe
longitudinale, en coupe transversale et en vue de dessus,
la figure 4 représente un deuxième isolateur pourvu de nervures
disposées dans la région des parois,
la figure 5 représente un troisième isolateur pourvu d'une paroi
intermédiaire disposée dans la région des parois, et
la figure 6 représente en coupe longitudinale un quatrième isolateur
pourvu de fentres disposées dans les parois.Four exemplary embodiments of the new insulator are shown in FIGS. 1 to 6, among which:
Figures 1 to 3 show a first insulator in section
longitudinal, in cross section and in top view,
FIG. 4 represents a second insulator provided with ribs
arranged in the region of the walls,
FIG. 5 represents a third insulator provided with a wall
intermediary disposed in the region of the walls, and
Figure 6 shows in longitudinal section a fourth insulator
provided with windows arranged in the walls.

Les figures 1 à 3 représentent sous différentes vues un isolateur 1, qui est constitué d'un corps 2 en résine moulée, de l'armature 3 de raccordement supérieure et de l'armature 4 de raccordement inférieure. Le corps 2 en résine moulée possède essentiellement un contour de forme parallélépipédique pourvu d'arrondis, et il est divisé en une zone 10 de raccordement supérieure, une zone 11 de raccordement inférieure et une zone médiane constituée des deux parois 12 et 13 disposées latéralement, mutuellement opposées. Les deux armatures 3 et 4 de raccordement, réalisées à symétrie de révolution, forment tout d'abord des faces 23,24 respectives de raccordement supérieure et inférieure, planes, et en outre respectivement une électrode 25,26 sous la forme d'une coupole plate. Figures 1 to 3 show in different views an insulator 1, which consists of a body 2 of molded resin, the frame 3 of upper connection and the frame 4 of lower connection. The body 2 of molded resin essentially has a contour of parallelepiped shape provided with roundings, and it is divided into an upper connection zone 10, a lower connection zone 11 and a median zone made up of the two walls 12 and 13 arranged laterally, mutually opposed. The two connection plates 3 and 4, produced with symmetry of revolution, first form respective flat and upper connection faces 23, 24, and in addition respectively an electrode 25, 26 in the form of a dome flat.

Chaque armature de raccordement est encastrée en affleurement dans la zone de raccordement associée du corps en résine moulée.-Du fait de la zone médiane constituée des deux parois 12 et 13, une chambre 5 de gaz est présente au centre du corps isolant, entre les deux armatures 3 et 4 de raccordement servant d'électrodes.Each connection frame is flush-mounted in the associated connection zone of the molded resin body. -Because of the middle zone consisting of the two walls 12 and 13, a gas chamber 5 is present in the center of the insulating body, between the two connection plates 3 and 4 serving as electrodes.

Dans le cas de l'isolateur suivant la figure 4, une nervure 16 extérieure et une nervure 17 intérieure sont chaque fois prévues dans la région des parois 14 et 15, afin d'allonger la distance de fuite entre les deux armatures de raccordement mises à des potentiels différents. In the case of the insulator according to FIG. 4, an outer rib 16 and an inner rib 17 are each provided in the region of the walls 14 and 15, in order to lengthen the leakage distance between the two connection fittings placed different potentials.

Dans le cas de l'isolateur suivant la figure 5, une paroi 18 intermédiaire horizontale est prévue entre les deux parois 19 et 20. In the case of the insulator according to FIG. 5, a horizontal intermediate wall 18 is provided between the two walls 19 and 20.

Dans le cas de l'isolateur suivant la figure 6, un percement 22 du genre fentre est prévu dans les parois 21 disposées latéralement. In the case of the insulator according to FIG. 6, a hole 22 of the window type is provided in the walls 21 arranged laterally.

Claims

1. Insulator provided with an upper connection face and a lower connection face, for supporting parts of a high voltage switching station which are brought to high voltage potential. vis-à-vis a carrier element set to earth potential, consisting of a molded resin body, which is divided into an upper connection zone (10), a lower connection zone (11) and a zone ( 12,13) median connecting the two connection zones, which is provided on the earth side and on the high voltage side with a respective metal connection armature, with symmetry of revolution, and which is provided with at least one cavity in the median zone, characterized in that the molded resin body (2) has a parallelepipedic contour provided with roundings, the median zone consisting of two walls (12,13) arranged

laterally, the two connection frames (3,4) being made in the form

electrodes (25,26) with large surface and being embedded in the

two connection zones, and the two connection plates forming the faces (23, 24)

respective upper and lower connection, conformation

plane.

2. Insulator according to claim 1, characterized in that the walls (12,13) are curved outwards.

3. insulator according to claim 1 or 2, characterized in that the molded resin body is provided, in the region of the two walls (14, 15), with an outer rib (16) and / or with a rib ( 17) interior.

4. Insulator according to claim 1 or 2, characterized in that the molded resin body is provided, in the region of the walls (19,20), with an intermediate wall (18) extending parallel to the connection faces.

5. insulator according to claim 1 or 2, characterized in that the walls (21) of the molded resin body are provided with openings (22) in the manner of windows.

6. Insulator according to one of claims 1 to 5, characterized in that the electrodes (25,26) have the shape of a flat dome.