WO2012065888A1 - Isolatoranordnung sowie verfahren zur herstellung einer isolatoranordnung - Google Patents

Isolatoranordnung sowie verfahren zur herstellung einer isolatoranordnung Download PDF

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WO2012065888A1
WO2012065888A1 PCT/EP2011/069704 EP2011069704W WO2012065888A1 WO 2012065888 A1 WO2012065888 A1 WO 2012065888A1 EP 2011069704 W EP2011069704 W EP 2011069704W WO 2012065888 A1 WO2012065888 A1 WO 2012065888A1
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insulating
aggregate
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particles
insulator
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PCT/EP2011/069704
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Inventor
Hermann Koch
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B19/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing insulators or insulating bodies
    • H01B19/04—Treating the surfaces, e.g. applying coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B17/00—Insulators or insulating bodies characterised by their form
    • H01B17/42—Means for obtaining improved distribution of voltage; Protection against arc discharges
    • 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
    • H01C7/102—Varistor boundary, e.g. surface layers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G5/00—Installations of bus-bars
    • H02G5/06—Totally-enclosed installations, e.g. in metal casings
    • H02G5/066—Devices for maintaining distance between conductor and enclosure

Definitions

  • the invention relates to an insulator arrangement having a first and a second attachment point, which are arranged at a distance from one another on an insulating body having an electrical property-influencing additive.
  • Such an insulator arrangement is known for example from the publication DE 693 07 788 T2.
  • a rod-shaped spacer is described, which contains a resin body.
  • the resin body is mixed with alumina.
  • the alumina influences the electrical properties of the rod-shaped spacer. Alumina works
  • the object is achieved in an insulator arrangement of the type mentioned above in that the aggregate ⁇ material is embedded in a jacket of the insulating body and an enclosed by the shell core is kept largely free of embedded aggregate.
  • the additive within Man ⁇ means , the mechanical strength of the Isolierkör pers is obtained in the core unimpeached.
  • the core of the Isol gate arrangement for example, in terms of mechanical stability li give sufficient strength, whereas de mantle is provided with the corresponding additives and thus has a different behavior with respect to electrical and / or mechanical properties compared to the core.
  • the additive for example, the electrical conductivity of the shell can be increased compared to the core.
  • the jacket can completely surround the core, the aggregate being distributed homogeneously in the jacket
  • an insulator arrangement according to the invention can be used advantageously.
  • the jacket and core are parts of a common Isolierstoffmatrix.
  • the transition between the jacket and core in a gap-free manner is possible. Joining gaps or inhomogeneous transitions between core and cladding are avoided. For example, it is also possible to carry out a transition between the core and the jacket in a diffuse manner, so that sudden changes in the structure of the insulating body are avoided.
  • the core should be kept largely free of embedded aggregate. In particular, no additives should be present in the core as much as possible be.
  • the jacket is the area in which an increased concentration of the additive is located.
  • the aggregate may, for example, be granulated and embedded in the insulating matrix.
  • the jacket can surround the core, for example, annular.
  • a gap-free composite of sheath and core furthermore has the advantage of avoiding trapping of foreign bodies in this area.
  • a common insulator matrix can be made by a one-piece casting of sheath and core.
  • stop points are arranged on end faces of a rotationally symmetrical lier emotionss and are contacted with the jacket electrically conductive.
  • insulating ⁇ By an electrical contact of the attachment points to the end faces of a rotationally symmetrical insulating body so-called columnar or disc-shaped insulating ⁇ preferably may be prepared, which serve a From ⁇ support an electrical phase conductor. Contacting the jacket over the attachment points makes it possible to provide a current path outside the core between the attachment points above the jacket, so that the core of the insulator body is free from a current flow. In this case, the electrical insulating capacity of the core is higher than the electrical insulation capacity of the jacket. Thus, it is possible to play at ⁇ , between the attachment points on the jacket defines stray currents to flow.
  • the aggregate comprises carbon fibers.
  • ⁇ advantage adhesive may comprise nano-carbon tubes of the aggregate.
  • the aggregate has soot particles.
  • the Zu ⁇ impact material may advantageously have metal particles.
  • the above materials are able to lower the insulation resistance of the insulating-material in the region of the jacket so that the jacket has a lower Isola ⁇ tion strength than the core.
  • the aggregate may comprise any of the above materials or a mixture of the materials.
  • a further advantageous embodiment may provide that the aggregate varistors, in particular microvaristors has.
  • the jacket has approximately the same electrical insulation resistance as the core of the insulating body.
  • the insulation resistance of the clad with respect to the Isolationsfestig ⁇ ness of the core significantly reduced so that a current can flow over the sheath between the stop points.
  • the varistors take again a high-impedance behavior, so that the jacket of the insulating body has electrically insulating properties. Even in the high-resistance state of the jacket, its electrical conductivity can be greater than the electrical conductivity of the core.
  • the aggregate may comprise exclusively Va ⁇ varistors or varistors and additional materials.
  • a further advantageous embodiment can provide that the insulating body is disposed within a container filled with electrically insulating gas and supports a phase conductor on the container.
  • phase conductors are arranged corresponding to the container are electrically insulated by the insulating gas ge ⁇ geninate.
  • a phase conductor is used to guide an electric current, which is driven by an electrical voltage.
  • corresponding insulating bodies are provided, so that the phase conductors have no direct contact with the container.
  • the containers may, for example, earth potential leading container, for. B. Metalli ⁇ cal container be.
  • the containers encapsulate the electrically insulating gas and prevent it from volatilizing.
  • the electrically insulating gas may, for example, be sulfur hexafluoride.
  • a plurality of insulating bodies are arranged in the course of the phase conductor and support the phase conductor together. If more than one insulating body in the course of the phase conductor is arranged ⁇ , the mechanical stability of the phase conductor can be increased along its length. Short-circuit forces can be absorbed by a variety of insulators.
  • the insulating bodies can also act as surge-limiting components. A leakage current is divided in a Ableitfall to a plurality of electrically parallel connected coats of insulating. Another object of the invention is to provide a suitable one
  • the insulating material and the particles are in rotation ver ⁇ sets;
  • the particles In order to support a subdivision into the core and sheath during the rotation, it is advantageous to introduce the particles into the insulating material, preferably in the desired edge region in which the sheath is located. After sufficient formation hardening of the insulating material is awaited.
  • Aggregate is then fixed stationary within the Isolierstof ⁇ fes.
  • liquid insulating materials are suitable for ⁇ play, resins that can be mixed with a hardener to accelerate a bonding same.
  • the introduction of the particles should preferably take place in a liquid insulating material. However, it can also be provided to incorporate the particles in an insulating material present as granules, which would subsequently be crosslinked to form an angle-rigid insulating body.
  • a further advantageous embodiment can provide that the particles of the additive are incorporated in the direction of the rotation ⁇ axis in the liquid insulating material.
  • the insulating material can be inserted into a mold, wherein the mold is set in rotation with filled insulating material.
  • the introduction of the particles of the additive can take place in Rich ⁇ tion of the axis of rotation. This can be done during a animals of the insulating material. It can also be provided that the insulating material is at rest while the additive is introduced into the liquid insulating material.
  • the particles should be continuously introduced into the liquid insulating material, whereby the particles sink through the insulating material due to a higher density.
  • the particles With a continuous introduction of the additive into the liquid insulating material, the particles are fed ⁇ until particles in the direction of the axis of rotation have traversed the entire length of the insulating material, so that in each plane (relative to the axis of rotation) of the still liquid ⁇ Insulating material is an approximately equal amount of Zu ⁇ impact material is included.
  • Now can be done by a rotation of a pushing out of the aggregate in the shell region of the rotating liquid insulating material.
  • a device for producing an insulating body which shows a plan view of a cured Isolierkör
  • FIG. 3 shows an insulator arrangement with a plurality of insulating bodies.
  • FIG. 1 shows a mold 1 which is about an axis of rotation
  • the mold 1 is a generic nikzylind ⁇ recess which corresponds to the contour of the insulating body hercirc-. 6
  • an insulating material 3 is first filled. The insulating material
  • an additive 4 is introduced into the jacket region of the mold 1 in the direction of the axis of rotation 2.
  • the insulating material 3 and the aggregate 4 are approximately coordinated with each other at the same time filled into the mold 1, so that, based on the direction Rich ⁇ tion of the axis of rotation 2, in all levels a rough pre-formatting in the shell 8 and 7 of the core Insulator 6 he follows ⁇ .
  • the mold 1 is first completely filled with insulating material 3 and then a filling of the additive 4 is carried out.
  • the aggregate 4 slides gravity driven through the insulating material 3 therethrough.
  • FIG. 2 shows a plan view of a hardened insulating body 6, which has a core 7 which extends around the axis of rotation 2. Furthermore, a jacket 8 is formed, in which the aggregate 4 is located.
  • a columnar insulating body 6 is described in FIGS. 1 and 2. However, it can also be provided that alternative shapes are provided. Thus, for example, disk insulators or otherwise designed insulating bodies 6 can be formed. A choice of the shape of the insulator 6 is na ⁇ hezu freely possible. Borders are only set by Form 1.
  • FIG. 3 shows by way of example an application of an insulator arrangement.
  • a tank 9 has a tubular shape out ⁇ staltet and has an electrically conductive wall, executes the ground potential.
  • the interior of the container 9 is filled with a pressurized electrically insulating gas.
  • Parallel, in particular coaxially to the tube axis of the container 9, a phase conductor 10 is arranged.
  • the phase conductor 10 is of a variety of insulator arrangements with insulators
  • the insulator 6 support the phase conductor 10 on a wall of the container 9 from.
  • the insulating body 6 are arranged in the interior of the container 9.
  • At the frontal Ends of the insulator 6 are provided as part of the insulator assembly attachment points, wherein the one stop point of a holder of the phase conductor 10 and the other attachment point of a support on the container 9 is used.
  • the attachment points are each electrically conductively connected to the casing 8 of the insulating ⁇ body 6, so that a path can be formed between the container 9 and the phase conductor 10 on the jacket 8 and the stop points, which preferably has a lower electrical insulating strength, as the core 7 of the insulating body 6.
  • Va ⁇ transistors which are Hautbet ⁇ tet in the jacket 8, so given a way between the Pha ⁇ senleiter 10 and the ground potential leading container 9 in response to a potential difference between the Stop points for overvoltage limiting a Ableitstrompfad switch.
  • the varistors are dimensioned such that when a threshold voltage between the abutment points is exceeded, the electrical resistance of the jacket 8 is reduced. When falling below the threshold voltage, the jacket 8 has electrically insulating properties. Thus, a voltage-dependent switchable Ableitstrompfad is given to the insulator 6.
  • the plurality of insulators 6 it is possible to form a plurality of electrically parallel Ableitstrompfaden of the phase conductor 10 to the container 9 and thus protect the cores 7 of the respective insulator 6 from irreparable overloads by high voltages.

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Abstract

Eine Isolatoranordnung weist einen ersten und einen zweiten Anschlagpunkt auf. Die beiden Anschlagpunkte sind beabstandet voneinander an einem Isolierkörper (6) angeordnet. Der Isolierkörper (6) ist mit einem Zuschlagstoff (4) versetzt. Der Zuschlagstoff (4) ist im Mantel des Isolierkörpers (6) eingebettet, wobei ein von dem Mantel (6) umschlossener Kern weitgehend frei von eingebetetem Zuschlagstoff (4) gehalten ist. Weiterhin ist ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Isolatoranordnung angegeben.

Description

Beschreibung
Isolatoranordnung sowie Verfahren zur Herstellung einer Isolatoranordnung
Die Erfindung betrifft eine Isolatoranordnung mit einem ersten und einem zweiten Anschlagpunkt, welche beabstandet zu¬ einander an einem einen elektrische Eigenschaften beeinflussenden Zuschlagstoff aufweisenden Isolierkörper angeordnet sind .
Eine derartige Isolatoranordnung ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 693 07 788 T2 bekannt. Dort ist ein stabför- miger Abstandshalter beschrieben, welcher einen Harzkörper enthält. Der Harzkörper ist mit Aluminiumoxid versetzt.
Das Aluminiumoxid beeinflusst die elektrischen Eigenschaften des stabförmigen Abstandshalters. Aluminiumoxid wirkt
elektrisch isolierend. Eine Anreicherung mit Aluminiumoxid führt einerseits zu elektrisch wirksamen Isolatoranordnungen. Andererseits kann die mechanische Festigkeit der Isolatoran¬ ordnung nachteilig herabgesetzt werden.
Daher ist es Aufgabe der Erfindung, eine Isolatoranordnung anzugeben, welche derartig strukturiert ist, dass nach einem Hinzufügens eines Zuschlagstoffes elektrische Eigenschaften und mechanische Eigenschafen der Isolatoranordnung in einem ausgewogenen Verhältnis vorliegen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Isolatoranordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Zuschlag¬ stoff in einem Mantel des Isolierkörpers eingebettet ist und ein von dem Mantel umschlossener Kern weitgehend frei von eingebettetem Zuschlagstoff gehalten ist. Durch eine Anordnung des Zuschlagstoffes innerhalb des Man¬ tels, ist im Kern die mechanische Festigkeit des Isolierkör pers uneingeschränkt erhalten. Somit kann der Kern der Isol toranordnung beispielsweise hinsichtlich mechanischer Stabi lität eine ausreichende Festigkeit verleihen, wohingegen de Mantel mit den entsprechenden Zuschlagstoffen versehen ist und dadurch hinsichtlich elektrischer und/oder mechanischer Eigenschaften ein abweichendes Verhalten im Vergleich zum Kern aufweist. Durch das Einbringen des Zusatzstoffes kann beispielsweise die elektrische Leitfähigkeit des Mantels im Vergleich zum Kern erhöht werden. Somit ist es möglich, Streuströme durch den Mantel zuzulassen, so dass auf einer Oberfläche des Isolierkörpers befindliche Ladungen abgebaut werden können. Der Mantel kann den Kern vollständig umgreifen, wobei der Zuschlagstoff homogen im Mantel verteilt ist
Insbesondere in Elektroenergieübertragungssystemen, welche den Isolierkörper mit Gleichspannung belasten, ist eine erfindungsgemäße Isolatoranordnung vorteilhaft einsetzbar.
Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass Mantel und Kern Teile einer gemeinsamen Isolierstoffmatrix sind.
Sind Mantel und Kern als gemeinsame Isolierstoffmatrix ausge¬ bildet, ist der Übergang zwischen Mantel und Kern in einer spaltfreien Art und Weise möglich. Fügespalte bzw. inhomogene Übergänge zwischen Kern und Mantel sind vermieden. So ist es beispielsweise auch möglich, einen Übergang zwischen Kern und Mantel in einer diffusen Art und Weise auszuführen, so dass sprungartige Änderungen in der Struktur des Isolierkörpers vermieden sind. Der Kern sollte jedoch weitgehend frei von eingebetetem Zuschlagstoff gehalten werden. Insbesondere sollten im Kern möglichst keinerlei Zuschlagstoffe befindlich sein. Der Mantel ist der Bereich, in welchem eine erhöhte Konzentration des Zuschlagstoffes befindlich ist. Der Zuschlagstoff kann beispielsweise granuliert vorliegen und in die Isolierstoffmatrix eingebettet sein. Der Mantel kann den Kern beispielsweise ringförmig umschließen. Trotz einer funktionalen Aufteilung in Mantel und Kern liegen keine voneinander verschiedenen diskreten Baugruppen vor.
Ein fügespaltfreier Verbund aus Mantel und Kern weist weiter- hin den Vorteil auf, dass ein Einschließen von Fremdkörpern in diesem Bereich vermieden ist . Beispielsweise kann eine ge- meinsame Isolierstoffmatrix durch einen einstückigen Guss von Mantel und Kern hergestellt werden .
Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die An- schlagpunkte an Stirnseiten eines rotationssymmetrischen lierkörpers angeordnet sind und mit dem Mantel elektrisch leitend kontaktiert sind.
Durch eine elektrische Kontaktierung der Anschlagpunkte mit den Stirnseiten eines rotationssymmetrischen Isolierkörpers können vorzugsweise so genannte säulenförmige oder scheiben¬ förmige Isolierkörper hergestellt werden, welche einem Ab¬ stützen eines elektrischen Phasenleiters dienen. Eine Kontaktierung des Mantels über die Anschlagpunkte ermöglicht es, zwischen den Anschlagpunkten über dem Mantel einen Strompfad außerhalb des Kerns bereitzustellen, so dass der Kern des Isolierkörpers frei von einem Stromfluss ist. In diesem Falle ist das elektrische Isoliervermögen des Kernes höher, als das elektrische Isoliervermögen des Mantels. Somit ist es bei¬ spielsweise möglich, zwischen dem Anschlagpunkten über den Mantel definiert Streuströme fließen zu lassen. Zur Ausgestaltung des Mantels kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Zuschlagstoff Kohlefasern aufweist. Vorteil¬ haft kann der Zuschlagstoff Nano-Kohlenstoffröhrchen aufweisen. Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Zu- schlagstoff Russpartikel aufweist. Weiterhin kann der Zu¬ schlagstoff vorteilhaft Metallpartikel aufweisen.
Die vorstehend genannten Materialien sind in der Lage, die Isolationsfestigkeit der Isolierstoffmatrix im Bereich des Mantels abzusenken, so dass der Mantel eine geringere Isola¬ tionsfestigkeit aufweist als der Kern. Der Zuschlagstoff kann eines der vorstehenden Materialien oder eine Mixtur aus den Materialien aufweisen. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der Zuschlagstoff Varistoren, insbesondere Mikrovaristoren, aufweist .
Beim Einbringen von Varistoren als Zuschlagstoff ist eine Möglichkeit gegeben, die elektrische Leitfähigkeit des Man¬ tels in Abhängigkeit der zwischen den Anschlagpunkten liegenden Potentialdifferenz variabel zu gestalten. So ist es beispielsweise möglich, dass unterhalb einer Schwellspannung der Mantel annähernd die gleiche elektrische Isolationsfestigkeit aufweist wie der Kern des Isolierkörpers. Mit einem Über¬ schreiten einer Schwellspannung verringert sich die Isolationsfestigkeit des Mantels gegenüber der Isolationsfestig¬ keit des Kerns deutlich, so dass über den Mantel zwischen den Anschlagpunkten ein Strom fließen kann. Somit ist es bei- spielsweise möglich, über derartig ausgebildete Isolatoran¬ ordnungen eine Überspannungsbegrenzung zwischen den Anschlagpunkten zu bewirken. Nach einer Reduzierung einer Potentialdifferenz zwischen den Anschlagpunkten und einem Abfallen derselben unter die Schwellspannung nehmen die Varistoren wieder ein hochohmiges Verhalten an, so dass der Mantel des Isolierkörpers elektrisch isolierende Eigenschaften aufweist. Auch im hochohmigen Zustand des Mantels kann dessen elektrische Leitfähigkeit größer sein, als die elektrische Leitfä- higkeit des Kerns. Der Zuschlagstoff kann ausschließlich Va¬ ristoren oder Varistoren und zusätzliche Materialien aufweisen .
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der Isolierkörper innerhalb eines mit elektrisch isolierendem Gas gefüllten Behälters angeordnet ist und einen Phasenleiter an dem Behälter abstützt.
Im Hoch- und Höchstspannungsbereich ist es vorteilhaft zur Reduzierung des Volumens der eingesetzten Elektroenergieübertragungsanlagen fluiddichte Behälter zu verwenden, die mit einem elektrisch isolierenden Gas befüllt sind. Das Gas sollte vorzugsweise unter einem gegenüber der Umgebung erhöhten Druck stehen. Innerhalb der Behälter sind entsprechende Phasenleiter angeordnet, welche durch das isolierende Gas ge¬ genüber dem Behälter elektrisch isoliert sind. Ein Phasenleiter dient einer Führung eines elektrischen Stromes, welcher von einer elektrischen Spannung getrieben ist. Zur Abstützung der Phasenleiter an dem Behälter sind entsprechende Isolier- körper vorgesehen, so dass die Phasenleiter keinen unmittelbaren Kontakt mit dem Behälter aufweisen. Die Behälter können beispielsweise Erdpotential führende Behälter, z. B. metalli¬ sche Behälter, sein. Die Behälter kapseln das elektrisch isolierende Gas und verhindern ein Verflüchtigen desselben. Das elektrisch isolierende Gas kann beispielsweise Schwefelhe- xafluorid sein. Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass mehrere Isolierkörper im Verlauf des Phasenleiters angeordnet sind und den Phasenleiter gemeinsam stützen. Sind mehrere Isolierkörper im Verlauf des Phasenleiters ange¬ ordnet, so kann die mechanische Stabilität des Phasenleiters entlang seiner Erstreckung erhöht werden. Kurzschlusskräfte können so von einer Vielzahl von Isolierkörpern aufgenommen werden. Bei einer Ausstattung der Isolierkörper mit einem Zu- schlagstoff, der Varistoren aufweist, können die Isolierkörper auch als Überspannungsbegrenzende Bauteile wirken. Ein Ableitstrom wird in einem Ableitfall auf mehrere elektrisch parallel geschaltete Mäntel der Isolierkörper aufgeteilt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein geeignetes
Verfahren zur Herstellung einer Isolatoranordnung anzugeben, die einen ersten und einen zweiten Anschlagpunkt aufweist, welche beabstandet zueinander an einem einen elektrische Eigenschaften beeinflussenden Zuschlagstoff aufweisenden Iso- lierkörper angeordnet sind.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren der vorstehenden Art sieht vor, dass
- in einem flüssigen Isolierstoff Partikel des Zusatzstoffes eingebracht sind;
- der Isolierstoff und die Partikel werden in Rotation ver¬ setzt;
- die Partikel des Zuschlagstoffes werden aufgrund der Rota¬ tion nach außen getragen;
- nach erfolgter Aushärtung wird ein winkelstarrer Isolierkörper entnommen.
Zur Ausbildung einer gemeinsamen Isolierstoffmatrix, welche in einen Mantel und einen Kern unterteilt ist, jedoch keine diskrete stoffliche Trennung voneinander aufweisen soll, ist es vorteilhaft, einen flüssigen Isolierwerkstoff mit Parti¬ keln zu versetzen und den Isolierwerkstoff mit den Partikeln in Rotation zu versetzen. Aufgrund der unterschiedlichen Dichte des Isolierwerkstoffes und der hinzugefügten Partikel, werden durch die Zentrifugalkraft die Partikel nach außen ge¬ tragen, so dass ein Kern, welcher sich unmittelbar um die Rotationsachse erstreckt, weitgehend frei von den Partikeln verbleibt und sich die Konzentration der Partikel des Zusatz- Stoffes im Mantelbereich des Isolierkörpers erhöht. Um eine Unterteilung in Kern und Mantel während der Rotation zu unterstützen, ist es vorteilhaft, die Partikel vorzugsweise im gewünschten Randbereich, in welchem der Mantel sich befindet, in den Isolierstoff einzubringen. Nach ausreichender Forma- tion wird ein Aushärten des Isolierstoffes abgewartet. Der
Zuschlagstoff ist danach ortsfest innerhalb des Isolierstof¬ fes gebunden. Als flüssige Isolierstoffe eignen sich bei¬ spielsweise Harze, die auch mit einem Härter versetzt werden können, um ein Abbinden derselben zu beschleunigen. Ein Ein- bringen der Partikel sollte vorzugsweise in einen flüssigen Isolierstoff erfolgen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, die Partikel in einen als Granulat vorliegenden Isolierstoff einzufügen, der im Folgenden zu einem winkelstarren Isolierkörper zu vernetzen wäre.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Partikel des Zuschlagstoffes in Richtung der Rotations¬ achse in den flüssigen Isolierstoff einbebracht werden. Zur Formgebung eines winkelstarren Isolierkörpers kann der Isolierstoff in eine Form eingefügt werden, wobei die Form mit eingefülltem Isolierstoff in Rotation versetzt wird. Das Einbringen der Partikel des Zusatzstoffes kann dabei in Rich¬ tung der Rotationsachse erfolgen. Dies kann während eines Ro- tierens des Isolierstoffes erfolgen. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Isolierstoff sich in Ruhe befindet, während der Zusatzstoff in den flüssigen Isolierstoff eingebracht wird. Die Partikel sollten kontinuierlich in den flüssigen Isolierstoff eingebracht werden, wobei die Partikel aufgrund einer höheren Dichte durch den Isolierstoff hindurchsinken. Bei einem kontinuierlichen Einbringen des Zuschlagstoffes in den flüssigen Isolierstoff werden die Partikel so lange zuge¬ führt, bis Partikel in Richtung der Rotationsachse die ge- samte Länge des Isolierstoffes durchsetzt haben, so dass in jeder Ebene (bezogen auf die Rotationsachse) des noch flüssi¬ gen Isolierstoffes eine annähernd gleichartige Menge von Zu¬ schlagstoff enthalten ist. Nunmehr kann durch eine Rotation ein Hinausdrängen des Zuschlagstoffes in den Mantelbereich des rotierenden flüssigen Isolierstoffes erfolgen. Nach einem Aushärten des Isolierstoffes liegt ein winkelstarrer Isolierkörper vor, dessen Kern einstückig mit dem Mantel verbunden ist, wobei der Kern weitgehend frei von Zuschlagstoff gehal¬ ten ist und sich im Mantel eine erhöhte Konzentration von Zu- schlagstoff befindet.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sche¬ matisch in einer Figur gezeigt und nachfolgend näher be¬ schrieben .
Dabei zeigt die eine Vorrichtung zur Herstellung eines Isolierkörpers, die eine Draufsicht auf einen ausgehärteten Isolierkör per, die
Figur 3 eine Isolatoranordnung mit mehreren Isolierkörpern. Die Figur 1 zeigt eine Form 1, welche um eine Rotationsachse
2 drehbar ist. Vorliegend weist die Form 1 eine kreiszylind¬ rische Ausnehmung auf, welche der Kontur eines herzustellen- den Isolierkörpers 6 entspricht. In die Ausnehmung der Form 1 wird zunächst ein Isolierstoff 3 eingefüllt. Der Isolierstoff
3 kann beispielsweise in Granulatform vorliegen, wobei beispielsweise ein Isolierharz Verwendung finden sollte. Das Isolierharz wird in der Form 1, welche über entsprechende Heizelemente verfügt, verflüssigt. Nach einem ausreichenden Verflüssigen oder einem flüssigen Einfüllen des Isolierstoffes wird in den Bereich, in welchem eine Anordnung eines Zuschlagstoffes 4, beispielsweise Kohlefasern, Nanokohlen- stoffröhrchen, Russpartikel, Metallpartikel oder Varistoren erwünscht ist, eine Zuführung des Zuschlagstoffes 4 vorgenom¬ men. Vorliegend wird ein Zuschlagstoff 4 in den Mantelbereich der Form 1 in Richtung der Rotationsachse 2 eingefüllt. Es kann vorgesehen sein, dass der Isolierstoff 3 und der Zuschlagstoff 4 annähernd zeitgleich aufeinander abgestimmt in die Form 1 eingefüllt werden, so dass, bezogen auf die Rich¬ tung der Rotationsachse 2, in allen Ebenen eine grobe Vorformatierung in Mantel 8 und Kern 7 des Isolierkörpers 6 er¬ folgt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Form 1 zunächst vollständig mit Isolierstoff 3 befüllt wird und da- nach ein Einfüllen des Zuschlagstoffes 4 vorgenommen wird. Der Zuschlagstoff 4 gleitet schwerkraftgetrieben durch den Isolierstoff 3 hindurch.
Aufgrund der unterschiedlichen Dichten des Isolierstoffes 3 und des Zuschlagstoffes 4, wird der Zuschlagstoff 4 in den
Bereich des Mantels 8 des Isolierkörpers 6 während einer Ro¬ tation herausgetragen, so dass der Zentralbereich um die Rotationsachse 2 des Isolierkörpers 6 annähernd frei von dem Zuschlagstoff 4 verbleibt. Zur Beschleunigung des Aushärtens des Isolierstoffes 3 kann in die Form 1 ergänzend ein Härter
5 eingefüllt werden, so dass ein rasches Aushärten des Iso¬ lierstoffes 3 erfolgt. Mit einem ausreichenden Aushärten des Isolierkörpers 6 kann dieser aus der Form 1 entnommen werden und ein winkelstarrer Isolierkörper 6 ist gebildet, welcher einen Kern 7 sowie einen Mantel 8 aufweist, wobei der Iso¬ lierkörper 6 selbst einstückig ausgebildet ist. Der Isolierstoff 3 bildet eine gemeinsame Isolierstoffmatrix sowohl für den Kern 7 als auch für den Mantel 8.
Die Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf einen ausgehärteten Isolierkörper 6, welcher einen Kern 7 aufweist, der sich um die Rotationsachse 2 erstreckt. Weiterhin ist ein Mantel 8 ausgebildet, in welchem der Zuschlagstoff 4 befindlich ist. Beispielhaft ist in den Figuren 1 und 2 die Ausgestaltung eines säulenförmigen Isolierkörpers 6 beschrieben. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass alternative Formgebungen vorgesehen sind. So können beispielsweise Scheibenisolatoren oder anderweitig gestaltete Isolierkörper 6 ausgebildet wer- den. Eine Wahl der Gestalt des Isolierkörpers 6 ist dabei na¬ hezu frei möglich. Grenzen werden lediglich durch die Form 1 gesetzt .
In der Figur 3 ist eine Anwendung einer Isolatoranordnung beispielhaft gezeigt. Ein Behälter 9 ist rohrförmig ausge¬ staltet und weist eine elektrisch leitfähige Wandung auf, die Erdpotential führt. Das Innere des Behälters 9 ist mit einem druckbeaufschlagten elektrisch isolierenden Gas befüllt. Parallel, insbesondere koaxial zur Rohrachse des Behälters 9 ist ein Phasenleiter 10 angeordnet. Der Phasenleiter 10 ist von einer Vielzahl von Isolatoranordnungen mit Isolierkörpern
6 getragen. Die Isolierkörper 6 stützen den Phasenleiter 10 an einer Wandung des Behälters 9 ab. Die Isolierkörper 6 sind im Innern des Behälters 9 angeordnet. An den stirnseitigen Enden der Isolierkörper 6 sind als Teil der Isolatoranordnung Anschlagpunkte vorgesehen, wobei der eine Anschlagpunkt einer Halterung des Phasenleiters 10 und der andere Anschlagpunkt einer Abstützung an dem Behälter 9 dient. Die Anschlagpunkte sind jeweils elektrisch leitend mit dem Mantel 8 des Isolier¬ körpers 6 verbunden, so dass zwischen den Behälter 9 und dem Phasenleiter 10 über den Mantel 8 und die Anschlagpunkte ein Pfad ausbildbar ist, welcher vorzugsweise eine geringere elektrische Isolationsfestigkeit aufweist, als der Kern 7 des Isolierkörpers 6. Insbesondere bei einer Verwendung von Va¬ ristoren als Zuschlagstoff, welche in dem Mantel 8 eingebet¬ tet sind, ist so eine Möglichkeit gegeben, zwischen dem Pha¬ senleiter 10 und dem Erdpotential führenden Behälter 9 in Abhängigkeit einer Potentialdifferenz zwischen den Anschlag- punkten zur Überspannungsbegrenzung einen Ableitstrompfad schalten zu können. Die Varistoren sind dabei derart dimensioniert, dass bei Überschreiten einer Schwellspannung zwischen den Anschlagpunkten der elektrische Widerstand des Mantels 8 reduziert wird. Bei Unterschreitung der Schwellspan- nung weist der Mantel 8 elektrisch isolierende Eigenschaften auf. Somit ist an dem Isolierkörper 6 ein spannungsabhängig schaltbarer Ableitstrompfad gegeben. Über die Vielzahl von Isolierkörpern 6 ist es möglich, eine Vielzahl von elektrisch parallel geschalteten Ableitstrompfaden von dem Phasenleiter 10 zu dem Behälter 9 auszubilden und so die Kerne 7 des jeweiligen Isolierkörpers 6 vor einem irreparablen Überlasten durch hohe Spannungen zu schützen.

Claims

Patentansprüche
1. Isolatoranordnung mit einem ersten und einem zweiten Anschlagpunkt, welche beabstandet zueinander an einem einen elektrische Eigenschaften beeinflussenden Zuschlagstoff (4) aufweisenden Isolierkörper (6) angeordnet sind,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
der Zuschlagstoff (4) in einem Mantel (8) des Isolierkörpers (6) eingebettet ist und ein von dem Mantel (8) umschlossener Kern (7) weitgehend frei von eingebettetem Zuschlagstoff (4) gehalten ist.
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 , dass
Mantel (8) und Kern (7) Teile einer gemeinsamen Isolierstoffmatrix 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 , dass
die Anschlagpunkte an Stirnseiten eines rotationssymmetrischen Isolierkörpers (6) angeordnet sind und mit dem Mantel (8) elektrisch leitend kontaktiert sind.
4. Isolieranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
der Zuschlagstoff (4) Kohlefasern aufweist.
5. Isolatoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
der Zuschlagstoff (4) Nano-Kohlenstoffröhrchen aufweist.
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 , dass
der Zuschlagstoff (4) Russpartikel aufweist.
7. Isolatoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
der Zuschlagstoff (4) Metallpartikel aufweist.
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 , dass
der Zuschlagstoff (4) Varistoren, insbesondere Mikrovaristo- ren, aufweist.
9. Isolieranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
der Isolierkörper (6) innerhalb eines mit elektrisch isolierendem Gas gefüllten Behälters (9) angeordnet ist und einen Phasenleiter (10) an dem Behälter (9) abstützt.
10. Isolieranordnung nach Anspruch 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
mehrere Isolierkörper (6) im Verlauf des Phasenleiters (10) angeordnet sind und den Phasenleiter (10) gemeinsam stützen.
11. Verfahren zur Herstellung einer Isolatoranordnung mit einem ersten und einem zweiten Anschlagpunkt, welche
beabstandet zueinander an einem einen elektrische Eigenschaf- ten beeinflussenden Zuschlagstoff (4) aufweisenden Isolierkörper (6) angeordnet sind,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
- in einem flüssigen Isolierstoff (3) sind Partikel des Zu¬ schlagstoffes (4) eingebracht;
- der Isolierstoff (3) und die Partikel werden in Rotation versetzt ;
- die Partikel des Zuschlagstoffes (4) werden aufgrund der Rotation nach außen getragen; - nach erfolgter Aushärtung wird ein winkelstarrer Isolierkörper (6) entnommen.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Partikel des Zuschlagstoffes (4) in Richtung der Rota¬ tionsachse (2) in den flüssigen Isolierstoff ( 3 ) eingebracht werden .
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