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Aus einzelnen Gliedisolatoren zusammengebauter Drei- oder
Mehrbeinstützer
Aus Stabisolatoren (Schirmstabisolatoren) zusammengebaute drei-oder mehrbeinige Stützisolatoren, z. B. sogenannte Dreibeinstutzer für hohe Spannungen von etwa 130 kV aufwärts, weisen gegenüber aus nur wenigen Gross-Hohlraumporzellanen (siehe das deutsche Normblatt DIN 48110 Bel. 1 Seiten 2 und 3) oder aus vielen Vollkern-Schirmisolatoren aufgebauten Einsäulenstützern verschiedene bekannte Vorzüge auf.
Trotzdem seit der Entwicklung des Dreibeinstützers viele Jahre vergangen sind, konnte sich die aus Stabisolatoren gebildete mehrbeinige Stützerbauform nicht recht einbürgern. Ihre Anwendung blieb auf verhältnismässig wenige Fälle beschränkt. Dies ist auf die geringe und vor allem in sehr weiten Grenzen schwankende Umbruchsfestigkeit dieser Stützerbauform zurückzuführen.
Durch die deutschen Patentschrifter. Nr. 698647 und Nr. 608580 wurden Ausführungen von in einteiligen metallischen Fassungen im Kreis angeordneten keramischen Stäben bekannt, die als einteilige Druckisolatoren ganz andern Zwecken dienen.
Bei den z. B. für Höchstspannungsrrennschalter brauchbaren, in mehreren Etagen zusammengebauten Drei- oder Mehrbeinstützern war es bisher üblich, die einzelnen keramischen Gliedisolatoren (Stabisolatoren) an den beiden Enden mit Kappen zu versehen und die so amierten Isolatoren durch Verschrauben der Kappen untereinander und mit entsprechend ausgebildeten Rahmen und Distanzstücken zu aus mehreren Säulen bestehenden pyramidenförmigen Gebilden zusammenzubauen.
Bei der grossen Abmessung solcher Stützer und bei der grossen Anzahl der Gliedisolatoren-ein 220 kV-Dreibeinstützer ist etwa 2,6 m hoch und besteht aus sechs Schirmstäben-ist es trotz genauer Bearbeitung der Armaturen und Einhaltung kleinstmöglicher Toleranzen beim Aufkitten der Kappen auf die Isolatoren unvermeidlich, dass beim Zusammensetzen des Stützers Abweichungen auftreten, so dass beim Festziehen der Schrauben, mit denen die Verbindung der Einzelarmaturen untereinander hergestellt wird, beträchtliche zusätzliche Spannungen entstehen, die dann bereits bei verhältnismässig niedrigen Beanspruchungen zum Bruch einzelner Gliedisolatoren führen.
Ausgehend von dieser Erkenntnis befasst sich die Erfindung. mit einem solchenAufbaubzw. Zusammen- bau eines aus einzelnen keramischen Gliedisolatoren (Stab Isolatoren) m mehreren Etagen zusammengebauten Drei-oder Mehrbeinstiitzers fürhohe Spannungen, bei dem das Auftreten zusätzlicher mechanischer Spannungen in den einzelnen Gliedisolatoren ausgeschlossen ist. Erfindungsgemäss wird dies dadurch er- reicht. dass die eiI1zelnen Armaturen, wie Kopfarmatur, Zwischenarmaturund Fussarmatur einschliesslich Fas- sungen einteilig ausgebildet sind, wobei jede Armatur soviel Fassungen zur Aufnahme der unarmierten Enden derGliodisolatorenaufweist, alsBeinevorgesehensind,unddieseIsolatorenindenFassungeneingekittetsind.
Die Zeichnung zeigt in Ausführungsbeispielen Aufbau und Einzelheiten der erfindungsgemässen Drei-
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jektionen eine andere, und zwar eine geschweisste Ausführung einer Kopf- bzw. einer Fussarmatur.
Für die Armierung der einzelnen Gliedisolatoren werden also keine Einzelkappen verwendet, sondern die einzelnen Armaturen, wie die Kopfarmatur Z, Zwischenarmatur 3 und Fussarmatur 4, sind als einteilige Armaturen mit einer der Beinanzahl entsprechenden Zahl von Fassungen für die Aufnahme der Enden der Gliedisolatoren ausgebildet. Der Zusammenbau der einzelnen Gliedisolatoren zum kompletten Mehr-
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beinstützer erfolgt dabei lediglich durch Einkitten oder Eingiessen der Enden der Stabisola@oren in die einzelnen an den einteiligen Armaturen vorgesehenen Fasssungen 5, 6, 7. Die Einhaltung der vorgesehenen Stützermasse ist dabei leicht möglich, weil sich eventuell ergebende Differenzen durch die Kitt- bzw.
Eingussmasse ausgeglichen werden können, ohne dass die Porzellanstäbe 1 irgendwie verspannt werden.
Ausserdem bereits erwähntenVorteil der Vermeidung zusätzlicher Spannungen in den Porzellanstäben, ergeben sich durch einen solchen erfindungsgemässen Aufbau mehrbeiniger Stützer noch weitere beachtliche Vorteile. Der Aufwand an unaktiven Bauteilen und an Material wird gegenüber der bisher üblichen Ausführung erheblich eingeschränkt, so dass sich eine beträchtliche Einsparung an Material-und Lohnkosten ergibt und ausserdem das Fertiggewicht vermindert wird. Während z. B. ein 220 kV-Drelbeinstützer der bishorigen Bauweise einschliesslich der Schrauben für den Zusammenbau aus 115 Teilen besteht, ist ein erfindungsgemässer Dreibeinstützer gleicher Grösse nur aus insgesamt 9 Teilen zusammengebaut. Somit ist auch der Zusammenbau wesentlich einfacher und es tritt auch hier eine erhebliche Zeitersparnis ein.
Eine weitere Steigerung der Umbruchfestigkeit eines mehrbeinigen Stützers ist nach einem weiteren Vorschlag möglich, wenn die einteiligen Kopf-, Zwischen- und Fussarmaturen nicht aus Gusswerkstoffen, il. zw. wie üblich aus Gusseisen oder Temperguss, hergestellt, werden, sondern unter Verwendung dünnwandiger Stahlrohre für die Fassungen aus Stahlblech und Profileisen zusammengeschweisst werden.
Bei Mehrbeinstützern. die unter Verwendung der üblichen Kappen aus Gusswerkstoffea, d. h. mehrtei -
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gen als Folge von Kurzschlüssen u. dgl. sehr scharfe Beanspruchungen auf, weil infolge der starren Gussai- maturen die Stösse unvermindert auf die Porzellanstäbe übertragen werden. Wird sin auf diese Art gebauter Stützer bis zum Bruch beansprucht, so kommt es bei einer bestimmten Höhe dei Beanspruchung infolge der verhältnismässig grossen Starrheit des Systems zu einem Bruch des Porzellanisolators oder der Gussarmatur Ganz anders verhalten sich bei solchen Prüfungen Stützer, die mit geschweissten Stahlarmaturen unter Ver- wendung dünnwandiger Stahlrohre für die Fassungen ausgerüstet sind.
Hier irin bei Beanspruchungen, die beträchtlich über den mit Gussarmaturen erzielbaren Werten liegen, vorerst eine merkliche elastische Verformung der Stahlarmatur, insbesondere der Fassungen ein, so dass die Porzellanstäbe entlaste: werden. Bei einer weiteren Steigerung der Beanspruchung wird ein Teil der einwirkcr den Kräfte durch Reibung zwischen Armatur, Kitt und Porzellan aufgezehrt und schliesslich kommt es zu eiger Lockerung der Kit-
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5Fassungen 9 und den Streben 10. Sowohl die Stahlblechplatte 8, an der die Beanspruchung einwirkt, als auch besonders die Fassungen 9 lassen beträchtliche elastische Verformungen zu. In den Fig. 7 und 8 ist ebenfalls in zwei Ansichten eine einteilige Fuss armatur mit drei Fassungsstellen dargestellt.
Diese Armatur besteht aus drei Platten 11, den aus dünnwandigen Stahlrohrstücken gebildeten Fassungen 12 und den Verbindungsleisten 13. Auch bei dieser Anordnung vermögen die Stahlblechplti. enl , mit denen der Stutzisolator befestigt ist, sowie besonders die Fassungen 12 beträchtliche Be ? n ; oruchungen durch elastische Verformung aufzunehmen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Aus einzelnen keramischen Gliedisolatoren (Stabisolatoren) in mehreren Etagen zusammengebauter Drei- oder Mehrbeinstützer für hohe Spannungen, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Armaturen, wie Kopfarmatur, Zwischenarmatur und Fussarmatur einschliesslich Fassungen einteilig ausgebildet sind, wobei jede Armatur soviel Fassungen zur Aufnahme der unarmierten Enden aufweist, als Beine vorgesehen sind, und die Stutzisolatoren in den Fassungen eingekittet sind.
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Three or three insulators assembled from individual link insulators
Multi-leg support
Three-legged or multi-leg post insulators assembled from rod insulators (shield rod insulators), e.g. B. so-called three-legged supports for high voltages of around 130 kV and above, have various well-known advantages compared to only a few large cavity porcelain (see the German standard sheet DIN 48110 Bel. 1 pages 2 and 3) or single-pillar supports made from many solid core shield insulators.
In spite of the fact that many years have passed since the development of the tripod, the multi-legged support design made from rod insulators has not really become established. Their application was limited to a relatively few cases. This is due to the low and above all within very wide limits fluctuating resistance to breakage of this support design.
By the German patent writers. No. 698647 and No. 608580 are known designs of ceramic rods arranged in a circle in one-piece metallic mounts, which serve as one-piece pressure insulators for completely different purposes.
At the z. B. for high-voltage circuit breakers usable, in several floors assembled three-legged or multi-legged supports, it has been customary to provide the individual ceramic link insulators (rod insulators) at the two ends with caps and the so amierte insulators by screwing the caps together and with appropriately designed frames and To assemble spacers into pyramid-shaped structures consisting of several columns.
Given the large dimensions of such supports and the large number of link insulators - a 220 kV tripod support is about 2.6 m high and consists of six shield rods - it is despite the precise processing of the fittings and compliance with the smallest possible tolerances when cementing the caps onto the insulators It is inevitable that deviations will occur when assembling the support, so that when the screws that connect the individual fittings are tightened, considerable additional stresses arise, which then lead to breakage of individual link insulators even at relatively low loads.
The invention is based on this knowledge. with such a construction or Assembly of a three-legged or multi-legged support for high voltages, assembled from individual ceramic link insulators (rod insulators) on several levels, in which the occurrence of additional mechanical stresses in the individual link insulators is excluded. This is achieved according to the invention. that the individual fittings, such as the head fitting, intermediate fitting and foot fitting, including sockets, are made in one piece, with each fitting having as many sockets for receiving the unarmored ends of the glide insulators as there are legs, and these insulators are cemented into the sockets.
The drawing shows in exemplary embodiments the structure and details of the three-
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another, namely a welded version of a head or foot fitting.
For the reinforcement of the individual link insulators, no individual caps are used, but the individual fittings, such as the head fitting Z, intermediate fitting 3 and foot fitting 4, are designed as one-piece fittings with a number of sockets corresponding to the number of legs for receiving the ends of the link insulators. The assembly of the individual link insulators to form a complete multiple
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leg supports are simply cemented in or poured into the ends of the Stabisola @ oren in the individual sockets 5, 6, 7 provided on the one-piece fittings. Compliance with the intended support dimensions is easily possible because differences that may arise due to the cement or
The casting compound can be compensated without the porcelain rods 1 being braced in any way.
In addition to the already mentioned advantage of avoiding additional stresses in the porcelain rods, such a construction of multi-legged supports according to the invention results in further considerable advantages. The expenditure on inactive components and on material is considerably restricted compared to the previously usual design, so that there is a considerable saving in material and wage costs and, moreover, the finished weight is reduced. While z. B. a 220 kV tripod of the previous construction including the screws for assembly consists of 115 parts, a tripod according to the invention of the same size is assembled from a total of 9 parts. The assembly is thus also much simpler and a considerable time saving occurs here too.
A further increase in the breaking strength of a multi-legged support is possible according to a further proposal if the one-piece head, intermediate and foot fittings are not made of cast materials, il. zw. As usual made of cast iron or malleable cast iron, but are welded together using thin-walled steel tubes for the holders made of sheet steel and profile iron.
With multi-leg supports. using the usual caps made of cast materials a, d. H. multipart -
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gen as a result of short circuits and the like Like. Very severe stresses, because due to the rigid cast fittings, the shocks are transmitted undiminished to the porcelain rods. If a post built in this way is stressed to the point of breaking, then at a certain level of stress due to the relatively high rigidity of the system, the porcelain insulator or the cast armature will break.This is very different in the case of such tests, with posts with welded steel armatures Use of thin-walled steel tubes for the sockets.
In the case of stresses that are considerably above the values that can be achieved with cast fittings, there is initially a noticeable elastic deformation of the steel fittings, in particular of the mounts, so that the porcelain rods are relieved. If the load increases further, part of the forces acting on it is consumed by the friction between the fitting, the putty and the porcelain, and finally the kit loosens itself.
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5 mounts 9 and the struts 10. Both the sheet steel plate 8, on which the stress acts, and especially the mounts 9 allow considerable elastic deformations. In Figs. 7 and 8, a one-piece foot fitting is also shown in two views with three socket points.
This fitting consists of three plates 11, the sockets 12 formed from thin-walled steel pipe pieces and the connecting strips 13. The sheet steel plti are also capable of this arrangement. enl with which the socket insulator is attached, and especially the sockets 12 considerable amounts of space. n; to accommodate research by elastic deformation.
PATENT CLAIMS:
1. Three-legged or multi-legged supports for high voltages assembled from individual ceramic link insulators (rod insulators) on several floors, characterized in that the individual fittings, such as the head fitting, intermediate fitting and foot fitting, including sockets, are made in one piece, with each fitting as many sockets to accommodate the unarmored ones Has ends, are provided as legs, and the socket insulators are cemented in the sockets.