DE1088568B - Rod-shaped high-voltage insulator with points of different conductivity, preferably made of cast resin - Google Patents
Rod-shaped high-voltage insulator with points of different conductivity, preferably made of cast resinInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf stabförmige Hochspannungsisolatoren mit Stellen verschiedener Leitfähigkeit, vorzugsweise auf Hochspannungsisolatoren aus Gießharz. Sobald sich auf ihrer Oberfläche Fremdschichten ansetzen, sind diese Hochspannungsisolatoren, besonders wenn diese Fremdschichten feucht werden, einer Isolationsminderung ausgesetzt. Die Isolatoren werden in diesem Fall schon bei verhältnismäßig niedrigen Spannungen längs ihrer Oberfläche überschlagen.The invention relates to rod-shaped high-voltage insulators with points of different conductivity, preferably on high voltage insulators made of cast resin. As soon as foreign layers build up on their surface, these are high-voltage insulators, particularly when these foreign layers become damp, exposed to a reduction in insulation. In this case, the insulators are already at relatively low voltages along their surface overturn.
Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß zur Unterbrechung des Oberflächen-Stromes der Isolierkörper quer zur Achse in Abschnitte mit höherem und geringerem Isoliervermögen abwechselnd unterteilt ist, die vorzugsweise nur im Gebiet der Oberfläche des Isolierkörpers vorgesehen sind.According to the invention, this disadvantage is avoided in that the surface current is interrupted the insulating body alternately transversely to the axis in sections with higher and lower insulating properties is divided, which is preferably provided only in the area of the surface of the insulating body are.
Bei Hochspannungsisolatoren mit Rippen oder Schirmen bestehen die Teile größeren Durchmessers des Isolierkörpers, wie z. B. die Rippen oder Schirme, ganz oder teilweise aus einem Isoliermaterial geringeren Isoliervermögens und die Teile geringeren Durchmessers des Isolierkörpers, also z. B. der Schaft, aus Isoliermaterial größeren Isoliervermögens.In the case of high-voltage insulators with ribs or shields, there are parts with a larger diameter of the insulator, such as B. the ribs or screens, wholly or partially made of an insulating material of lower insulating capacity and the parts of smaller diameter of the insulating body, so z. B. the shaft, made of insulating material greater insulating capacity.
Die Teile geringeren Isoliervermögens können nicht allein im Grenzbereich der Oberfläche des Isolierkörpers vorgesehen sein, sondern sich mehr oder weniger in das Innere des Isolatorkörpers erstrecken oder auch ganze durchgehende Schichten des Isolatorkörpers bilden. In diesem Fall ist der Isolatorkörper aus abwechselnden Schichten mit hohem und geringerem Isoliervermögen aufgebaut. Es sind schon Isolierkörper bekannt, welche aus pulverförmigen isolierenden und elektrisch leitenden Stoffschichten aufgebaut sind, die durch Pressen und Sintern verfestigt werden und somit Stellen verschiedener Leitfähigkeit aufweisen. Zweck dieser Maßnahme bei den bekannten Isolierkörpern ist es, die elektrische Leitfähigkeit im Isolierkörper stetig zu ändern und damit die elektrische Beanspruchung des Isolators zu beeinflussen. Beim Bekannten ist jedoch nicht das der Erfindung zugrunde liegende Problem der Unterbrechung des Oberflächenstromes und seiner Verteilung auf bestimmte Kriechwege ani Isolator aufgeworfen und gelöst. The parts with lower insulating properties cannot only be found in the border area of the surface of the insulating body be provided, but extend more or less into the interior of the insulator body or also form entire continuous layers of the insulator body. In this case it is the insulator body made up of alternating layers with high and low insulating properties. They are already insulating bodies known, which is made up of powdery insulating and electrically conductive layers of material which are solidified by pressing and sintering and thus have points of different conductivity. The purpose of this measure in the known insulating bodies is to reduce the electrical conductivity in the Constantly changing the insulating body and thus influencing the electrical stress on the insulator. In the case of the known, however, the problem underlying the invention is not the interruption of the Surface current and its distribution on certain creepage distances ani insulator raised and solved.
Als Werkstoffe kommen normale Isolierstoffe für die Schicht mit hohem Isoliervermögen und normale Isolierstoffe mit Zuschlägen aus Halbleitersubstanzen für die Teile mit geringerem Isoliervermögen in.Betracht. Auch können Magerungsmittel verwendetwerden, und zwar bei beiden Teilen.The materials used are normal and normal insulating materials for the layer with high insulating properties Insulation materials with additives made of semiconductor substances for the parts with a lower insulating capacity. Leaning agents can also be used in both parts.
Einzelheiten der Erfindung sind an einigen Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung in den Fig. 1 bis 4 erläutert.Details of the invention are shown in some exemplary embodiments with reference to the drawing in FIG Fig. 1 to 4 explained.
Stabförmiger HochspannungsisolatorRod-shaped high-voltage insulator
mit Stellen verschiedener Leitfähigkeit,with points of different conductivity,
vorzugsweise aus Gießharzpreferably made of cast resin
Anmelder:Applicant:
Siemens-SchuckertwerkeSiemens-Schuckertwerke
Aktiengesellschaft,Corporation,
Berlin und Erlangen,Berlin and Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50
Dipl.-Ing. Hans v. Cron, Berlin-Siemensstadt,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Hans v. Cron, Berlin-Siemensstadt,
has been named as the inventor
Die Zeichnung zeigt in schematischer, sehr stark vergrößerter Darstellung in Ansicht und teilweise im Schnitt fünf Ausführungsbeispiele. Alle Figuren stellen Langstabisolatoren dar, jedoch ist die Erfindung nicht auf Stabisolatoren beschränkt.The drawing shows a schematic, very greatly enlarged view and partially in Section five exemplary embodiments. All figures represent long rod insulators, but the invention is not limited to rod insulators.
In Fig. 1 ist im Schnitt ein Langstaibisolator mit Vorsprüngen dargestellt, der eine Schicht geringeren Isoliervermögens an der Oberfläche der Vorsprünge besitzt;In Fig. 1, a long rod insulator with projections is shown in section, the one layer lower Has insulating property on the surface of the protrusions;
Fig. 2 zeigt einen Langstabisolator, bei dem die ganzen Vorsprünge aus einem Werkstoff mit geringerem Isoliervermögen bestehen;Fig. 2 shows a long rod insulator, in which all the projections made of a material with less Insulate;
Fig. 3 veranschaulicht einen Langstabisolator, welcher aus abwechselnden durchgehenden Schichten mit hohem und geringerem Isoliervermögen besteht;Fig. 3 illustrates a long rod insulator which is made up of alternating continuous layers with high and low insulation properties;
Fig. 4 zeigt auf der linken Seite ein Beispiel eines Vollkern- und auf der rechten Seite ein Beispiel eines Hohlisolators.4 shows an example of a solid core on the left and an example of one on the right Hollow insulator.
Gemäß der Fig. 1 besteht der Isolator aus dem Kern 1, den Vorsprüngen 2 und auf diesen angeordneten Schichten 3 mit geringerem Isoliervermögen. Die Fremdschicht ist mit 4 bezeichnet. Die Linie 5 gibt den Kriechstromverlauf an. An den Stellen 6 verzweigt sich der Strom in den Ast 7 in der Fremdschicht 4 und in den Ast 8 in der Schicht 3 mit geringerem Isoliervermögen. In der Fig. 2 hat der Isolatorschaft 1 Vorsprünge 9 aus Werkstoff mit geringerem Isoliervermögen. Der Kriechstrom wird etwa auf den durch die Linie 10 und die Zweige 10 a, 10 & und 10 c angedeuteten Wegen fließen. Gemäß der Fig. 3 besteht der Isolator aus sich über seinen ganzen Querschnitt erstreckenden, abwechselnd übereinander angeordneten Schichten 11 und 12, vonAccording to FIG. 1, the insulator consists of the core 1, the projections 2 and layers 3 arranged on them and having a lower insulating capacity. The foreign layer is denoted by 4. Line 5 indicates the leakage current curve. At the points 6, the current branches into the branch 7 in the foreign layer 4 and into the branch 8 in the layer 3 with a lower insulating capacity. In FIG. 2, the insulator shaft 1 has projections 9 made of material with a lower insulating capacity. The leakage current will flow approximately on the paths indicated by the line 10 and the branches 10 a, 10 & and 10 c. According to FIG. 3, the insulator consists of layers 11 and 12, which extend over its entire cross section and are arranged alternately one above the other
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denen die Schichten 11 aus Gießharz, z. B. Araldit mit einem Halbleiterzuschlag von Silciumkarbid, die Schichten 12 dagegen aus Araldit mit etwa 250% Ouarzmehlzuschlag bestehen. Mit 4 ist wieder die Fremdschicht bezeichnet. Der Halbleiterzuschlag wird so dosiert, daß nicht der feuchte, sondern der trockene Isolator die erforderliche Überschlagsspannung hat. Die Linien 14a und 15a bis 15e sollen zeigen, daß durch die Fremdschicht 4 nur ein kleiner Teil 14 a vom Kriechstrom 14, durch den Vorsprungwhich the layers 11 made of cast resin, for. B. araldite with a semiconductor surcharge of silicon carbide, the layers 12, however, consist of araldite with about 250% Ouarzmehlzuschlag. With 4 the foreign layer is again referred to. The semiconductor surcharge is dosed in such a way that it is not the wet, but the dry insulator that has the required breakdown voltage. The lines 14a and 15a to 15e are intended to show that through the foreign layer 4 only a small part 14a of the leakage current 14, through the projection
11 α und den Kernteil der Schicht 11 dagegen fast der gesamte Kriechstrom fließt.11 α and the core part of the layer 11, on the other hand, almost all of the leakage current flows.
Die Fig. 4 zeigt zwei weitere Ausführungsbeispiele von Isolatoren nach der Erfindung teilweise im Schnitt. Die linke Hälfte stellt einen Vollkernisolator und die rechte Hälfte einen Hohlisolator dar. Die Kriechwegrichtung entspricht bei allen Isolatoren der Achsrichtung des Isolators, hier also der Richtung 16, 17. Die Unterteilung des Isolatorkörpers in ScheibenFig. 4 shows two further embodiments of isolators according to the invention partially in Cut. The left half represents a solid core insulator and the right half a hollow insulator. The The direction of the leakage path corresponds to the axial direction of the insulator for all insulators, in this case direction 16, 17. The division of the insulator body into slices
12 mit hohem und in Scheiben 11 mit geringerem Isolationsvermögen ist auch hier senkrecht zur Isolatorachse, d. h. senkrecht zur Hauptkriechwegrichtung durchgeführt.12 with high insulation capacity and in panes 11 with lower insulation capacity is also here perpendicular to the isolator axis, i.e. H. perpendicular to the main direction of the creepage distance carried out.
Die Verwendung von Siliciumkarbi'd als Halbleiter hat den Vorteil, daß infolge der Spannungsabhängigkeit dieses Widerstandes eine zunehmende Spannungskonzentration auf die Vorsprünge unter der Wirkung von Oberflächen-Fremdschichten verhindert wird.The use of Siliciumkarbi'd as a semiconductor has the advantage that due to the voltage dependence this resistance causes an increasing stress concentration on the protrusions below the effect of surface foreign layers is prevented.
An Stelle der angegebenen Isolier-, Halbleiter- und Magerungsstoffe können gleichwertige Materalien verwendet werden. Für das Gießharz mit verschiedenartigen Zuschlägen kann man auch Porzellanmassen oder Kunstharzpreß stoffe oder Glas mit entsprechenden Zuschlagen von Halbleitersubstanzen und Magerungsstoffen zum Aufbau der Isolatoren verwenden. So kann man z. B. als Halbleiterstoffe auch Halbleiter auf Rutilbasis oder Hämatithalbleiter verwenden. Auch Ferrite mit Spinell-Kristallstruktur nach der allgemeinen Formel M Fe 204 kommen in Betracht, in in welcher M ein hierfür bekanntes Metall ist.Equivalent materials can be used in place of the specified insulating, semi-conductor and lean substances will. Porcelain bodies can also be used for the casting resin with various additives or Kunstharzpreß materials or glass with appropriate additions of semiconductor substances and lean substances use to build the isolators. So you can z. B. as semiconductor materials also semiconductors use rutile-based or hematite semiconductors. Also ferrites with a spinel crystal structure according to the general formula M Fe 204, in which M is a metal known for this purpose, can be considered.
Man kann die Unterteilung des Kriechweges durch Veränderung der Zahl der Vorsprünge mehr oder weniger feinstufig gestalten.One can subdivide the creepage distance by changing the number of projections more or design less finely.
Die dargestellten Formen des Isolierkörpers sind nur Ausführungsbeispiele. Man kann die Erfindung z. B. auch bei allen Arten von Schirmisolatoren und Wendelisolatoren anwenden.The illustrated shapes of the insulating body are only exemplary embodiments. One can make the invention z. B. also apply to all types of shield insulators and helical insulators.
Durch die Erfindung wird eine extreme Verzerrung der Strom- und Spannungsverhältnisse an einzelnen Oberflächenstellen des Isolators verhindert, indem man eine mehr oder weniger fein abgestufte Verteilung der Spannung und des Stromes erzwingt. Die vorzugsweise aus Harz und Halbleitersubstanz bestehenden vorspringenden Teile des Isolators, der Rippen bzw. Schirme bilden nämlich als halbleitende Schichten Shunts zu den vorspringenden Kriechwegteilen und verhindern dadurch Vorentladungen und Überschläge über die Vorsprünge, gleichzeitig wirken sie als Stabilisierungswiderstände für die Schaftstrecken des Kriechweges, d. h. also für die Teile kleiner Kriechwegbreite und hoher Stromdichte. Es entsteht daher am verschmutzten und feuchten Isolator eine aufgeteilte Vorentladung, welche aus einer Vielzahl stabilisierter Glimmentladungen kleiner Stromdichte bei steigender Strom-Spannungs-Kennlinie zwischen den Vorsprüngen besteht. Dadurch wird der Kriechstromfluß unterbrochen und ein Überschlag verhindert.The invention causes an extreme distortion of the current and voltage ratios at individual Surface spots of the insulator are prevented by having a more or less finely graduated distribution the voltage and the current. Those preferably consisting of resin and semiconductor substance namely, protruding parts of the insulator, the ribs or shields form as semiconducting layers Shunts to the protruding parts of the creepage path, thereby preventing pre-discharges and flashovers over the projections, at the same time they act as stabilizing resistors for the shafts of the Creepage distance, d. H. i.e. for parts with a small creepage distance and high current density. Hence it arises a split pre-discharge on the dirty and damp insulator, which is a number of stabilized ones Glow discharges of low current density with increasing current-voltage characteristic between the There are projections. This interrupts the flow of leakage current and prevents flashover.
Claims (9)
522, 1735 829;U.S. Patents Nos. 2,371,660, 2,239,809,
522, 1735 829;
307111;Swiss patents No. 246 094,
307111;
Priority Applications (1)
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| DES45365A DE1088568B (en) | 1955-08-31 | 1955-08-31 | Rod-shaped high-voltage insulator with points of different conductivity, preferably made of cast resin |
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Publications (1)
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| DE1088568B true DE1088568B (en) | 1960-09-08 |
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ID=7485522
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| DE (1) | DE1088568B (en) |
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