DE1283934B

DE1283934B - Elektrischer Isolator mit einem Keramikkoerper und einem UEberzug zur Erhoehung der Kriechstromfestigkeit

Info

Publication number: DE1283934B
Application number: DEW32297A
Authority: DE
Inventors: Sauer Louis E
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: Westinghouse Electric Corp
Priority date: 1961-06-07
Filing date: 1962-05-22
Publication date: 1968-11-28
Also published as: US3192312A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Isolator, insbesondere Kappenisolator, mit einem Keramikkörper, einem Überzug zur Erhöhung der Kriechstromfestigkeit und einer metallischen Armatur.
Es ist bekannt, einen keramischen Isolator zur Erhöhung der Kriechstromfestigkeit mit einem Überzug aus polymerisierten Halogenäthylenen, z. B. Tetrafluoräthylenen, zu versehen. Halogenäthylene lassen sich jedoch nur verhältnismäßig schlecht bearbeiten; so ist Tetrafluoräthylen nur durch einen sinterähnlichen Vorgang bei hoher Temperatur verformbar.
Es ist ferner bekannt, Isolatoren, deren Körper aus Kunststoff, wie z. B. Kunstharzen, besteht, zur Erhöhung der Kriechstromfestigkeit mit einer Kautschukbedeckung zu versehen, die auch unmittelbar auf dem Isolator aufvulkanisiert sein kann.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Ablagerung von Verunreinigungen auf der Oberfläche von elektrischen Isolatoren dadurch zu beseitigen, daß durch die sich im Betrieb ergebenden Kriechströme Gase im Überzug hervorgerufen werden, die die Oberfläche des Isolierkörpers sauberblasen. Auf diese Weise sollen Zustände, die zu Überschlägen führen können, verhindert werden.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß erfindungsgemäß der Überzug, der in an sich bekannter Weise aus einem gummielastischen Stoff besteht, mit hydriertem Aluminium gefüllt ist. Durch die Füllung werden Kriechspuren an der Oberfläche des überzuges vermieden, da das hydrierte Aluminium bei. Erhitzung verdampft und eventuell auf der Oberfläche des Überzuges vorhandene leitende Rückstände wegbläst. Vorzugsweise besteht der Überzug aus Butylgummi mit einem Zusatz von mindestens 10 Gewichtsprozent Aluminiumtrihydrat.
Der gummielastische Überzug nach der Erfindung kann als vorgefertigtes Teil getrennt hergestellt werden. Er wird dann in die zur Befestigung am keramischen Isolator notwendigen Abmessungen ausgedehnt. Der Überzug kann aber auch auf den Isolator selbst aufgeformt werden, der dabei in eine Form eingeschlossen ist.
Mit Vorteil besitzt der Überzug eine Anzahl evolventenförmiger oder spiraliger Rippen oder Wülste. Diese bewirken bei Beregnung eine verstärkte Reinigung, indem sie eine wirbelförmige Bewegung des Regenwassers hervorrufen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der ; Zeichnung dargestellt und werden in der folgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei zeigt F i g. 1 einen Teilquerschnitt durch einen normalen keramischen Hängeisolator der üblichen Bauart; F i g. 2 einen Teilschnitt ähnlich dem der F i g.1; jedoch wird darin die Verwendung eines gummielastischen Überzuges gezeigt, der auf der Oberfläche des keramischen Isolators angeordnet ist; F i g. 3 ist eine Draufsicht auf einen abgewandelten Überzug; F i g. 4 ist ein Vertikalschnitt längs der Linie IV-IV der F i g. 3; F i g. 5 ist eine Teilansicht, in der gezeigt ist, wie der Gummiüberzug unmittelbar auf den keramischen Isolator aufgeformt werden kann; Gummiüberzug und Isolator sind in einer geheizten Form angeordnet.
In F i g. 1 ist ein Querschnitt durch einen Kappenisolator 2 üblicher Bauweise dargestellt. Der IsoIator 2 besteht aus einem Keramikkörper 7 mit einem Schirmteil 8 und einer Anzahl umlaufender Rippen 9. Der Isolator hat einen Kopfteil 10, auf dem mit Hilfe von Zement 11 eine Metallkappe 12 aufgekittet ist. Die Kappe 12 besteht vorzugsweise aus verzinktem Schmiedestahl oder Temperguß. Ferner ist ein Tragklöppel 13 vorgesehen, der in eine Ausnehmung 14 eingekittet ist und eine Verdickung 15 aufweist. Die Verdickung 15 dient dazu, mehrere Hängeisolatoren 2 in einer Reihe aneinander zu koppeln. Dazu besitzt jeder Hängeisolätor an der Oberseite eine geschlitzte Fassung 17.
Aus F i g. 1 ist zu sehen, daß die Oberfläche 26 Verunreinigungen 27 ausgesetzt ist, die in der umgebenden Atmosphäre enthalten sind. In bestimmten Fällen kann die Atmosphäre außerordentlich schmutzig sein und Verunreinigungen 27 in konzentrierter Form enthalten. Zu den Verunreinigungen 27 gehören Zementstaub, Flugasche, Erzstaub, Kohleteilchen usw. Außerdem gibt es Gegenden mit schwerem Nebel, bei denen im Nebel Salz in feinverteilter Form vorhanden -ist. Deshalb muuß bekanntlich für eine häufige Säuberung der Isolatoren gesorgt werden, um Überschläge an Isolatoren 2 der üblichen Bauart zu verhindern. Gemäß der Aufgabe der Erfindung soll die Ablagerung von Verunreinigungen 27 dadurch beseitigt werden, daß durch die sich ergebenden Kriechströme Gase hervorgerufen werden, die die Oberfläche sauberblasen. Um den vorgenannten Zweck der Beseitigung von Verunreinigungen durch Gasblaswirkung zu erreichen, ist, wie in F i g. 2 dargestellt, ein im wesentlichen kreisringförmiger Überzug 28 vorgesehen, der aus einem elastomeren harzförmigen Material, z. B. Naturkautschuk, künstlichem oder synthetischem Kautschuk, bestehen kann, das mit hydriertem Aluminium gefüllt ist. Beispiele besonders geeigneter synthetischer Gummisorten sind Neopren und Buna-S-Gummi, Polyurethanelastomere, Butylguinmi, Buna-N-Gummi und Silikongummi. Es wurde gefunden, daß ein Butylgummi, der mit mindestens 10 Gewichtsprozent Aluminiumtrihydrat gefüllt ist, ein besonders gut geeigneter Stoff für den Überzug 28 nach F i g. 2 ist.
Die F i g. 3 und 4 zeigen Einzelheiten der Ausbildung eines abgewandelten elastomeren Überzuges 28 a. Aus der F i g. 3 ist zu sehen, daß eine Anzahl mit Abstand angeordneter spiralig verlaufender Wülste oder. Rippen 29 vorgesehen ist, die unter einem gewisen Winkel nach außen verlaufen. Die Kurven sind Evolventen des inneren Kreises 30 des Überzuges 28 a. Am äußeren Umfang des Überzuges 28 ist ein -nach innen . gedrehter Randteil 31 vorgesehen. Dieser Randteil ist dazu geeignet, den flexiblen Überzug 28 auf die Oberfläche 26 eines normalen Kappenisolators zu spannen. Der nach innen gebogene Rand 31 legt sich dabei um die Außenkante 33 des Keramikkörpers 7 des Isolators 2.
Die Dicke des Überzuges kann beispielsweise 2,4 mm betragen, die Höhe der Rippen 4 mm und der Abstand zwischen den Rippen 12,5 mm. Die zuletzt genannten Abmessungen können jedoch auch je nach der Größe des Isolatorkörpers geändert werden.
Die Dicke des Überzuges kann beispielsweise je nach Flexibilität und Widerstandsfähigkeit des elastomeren Stoffes, aus dem der Überzug besteht, von 1,6 mm bis 6,4 mm betragen. Die Evolventen oder spiraligförmigen Rippen 29 bieten den Vorteil, daß sie eine Dreh- oder Wirbelwirkung für Regenwasser zur Folge haben, gegebenenfalls auch für schmelzendes Eis oder Schneereste, die auf den im Betrieb befindlichen, mit einem Überzug versehenen Isolator 2 fallen. Deshalb werden alle dort abgelagerten Verunreinigungen 27 schnell weggewaschen. Außerdem ergeben die Nuten 16 zwischen den Rippen 29 mehrfach getrennte Kriechstromwege, so daß die Wahrscheinlichkeit von Überschlägen verringert wird.
Der flexible Überzug 28 a wird vor dem Ausspannen über die Oberfläche 26 des Isolators 2 vorzugsweise mit einer leitfähigen Gummipaste 35 bestrichen (F i g. 2). Die Paste wird in die Hohlkehle 36 zwischen der Kappe 12 und dem Porzellankörper 7 eingestrichen, um eine Ionisierung der dort eingeschlossenen Luftblasen auszuschließen.
Die vorstehende Beschreibung bedarf einen vorgeformten Überzug. Dabei wurde der Überzug 28 als getrennt hergestellter unabhängiger Teil betrachtet. Der Teil wurde nachträglich unter Verwendung von leitenden Pasten 35 auf einen normalen keramischen Isolator 2 aufgebracht.
Im Rahmen dieser Erfindung ist es aber auch möglich, einen Gummiüberzug 28 auf den Isolierstoffkörper 7 selbst aufzuformen, ihn also nicht als getrennten Teil herzustellen, der anschließend über den Isolator 2 gespannt wird. Unter Bezug auf die F i g. 5 der Zeichnung ergibt sich, daß der Isolator 2 mit Hilfe einer Klinke 39 an einem oberen Formteil 38 befestigt ist. Dadurch werden die kreisringförmigen Rippen 9 in Berührung mit kreisringförmigen, stoßaufnehmenden Ringen 40 gebracht, die in kreisringförmigen Nuten 41 des oberen Formteiles 38 eingelegt sind. Durch zusätzliche kreisringförmige Druckringe 42, die am oberen Formteil 38 befestigt sind, kommt eine Festlegung zustande, da die Ringe in die kreisringförmigen Ausnehmungen 43 zwischen den Rippen 9 eingreifen. Dadurch wird ein im wesentlichen gleichmäßig verteilter Druck über die gesamte Schirmoberfläche des Isolators ausgeübt. Die stoßaufnehmenden Ringe 40 und 42 bestehen vorzugsweise aus Hartgummi.
Ein ungehärteter kreisringförmiger Teil 49 aus elastomerem Stoff wird in den unteren Formteil 50 eingelegt, der durch nicht dargestellte Mittel beheizt werden kann. Die Evolventen 51 formen beim Pressen und Härten die spiralförmigen Rippen 29 des Überzuges 28 b. Nach der Vulkanisierung haftet der geformte Gummiüberzug 28 a fest an der Oberfläche 26 des Keramikkörpers 7, auf den er aufgeformt ist. Dieses Herstellungsverfahren, bei dem gleichzeitig geformt und befestigt wird, ist besonders für die Hersteller von Isolatoren geeignet. Die Verwendung eines getrennt gefertigten Überzuges empfiehlt sich dagegen für Elektrizitätsversorgungsunternehmen.
Besondere Vorteile der elastomeren Überzüge nach der Erfindung bestehen in der verringerten Radiostörung und der Selbstreinigungswirkung durch die Gasentwicklung aus dem Überzug für den Fall, daß sich an der Oberfläche Kriechströme ausbilden.
Ferner erhält man eine vergrößerte Überschlagsfestigkeit im nassen Zustand, einen Schutz des Porzellankörpers 7 gegen Steinschlag, Gewehrschüsse und Hochleistungslichtbögen. Zusätzlich ist von besonderer Wichtigkeit, daß das periodische Reinigen der Isolatoren nicht mehr erforderlich ist.

Claims

Patentansprüche: 1. Elektrischer Isolator, insbesondere Kappenisolator, mit einem Keramikkörper, einem Überzug zur Erhöhung :der Kriechstromfestigkeit und einer metallischen Armatur, da-durch g e -k e n n z e i c 'h n e t, daß der Überzug (28, 28 a), der in an sich bekannter Weise aus einem gummi--elastischen Stoff besteht, mit hydriertem Aluminium gefüllt ist.
2. Isolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (28, 28a) aus Butylgummi mit einem Zusatz von mindestens 10 Gewichtsprozent Aluminiumtrihydrat besteht.
3. Isolator nach Anspruch,1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (28a) mehrere mit Abstand voneinander spiralförmig angeordnete Rippen (29) aufweist.
4. Isolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (28) im Bereich der Armatur .(12) eine Öffnung aufweist und mit dem Rand der Öffnung dicht an der Armatur (12) anliegt.
5. Isolator nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der der Armatur @(12) abgekehrte Rand (31) des Überzuges (28) nach innen umgebogen und im Durchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser des Keramikkörpers (7).
6. Isolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (28) auf den Keramikkörper (7) aufgeformt und auf diesem, insbesondere mit Hilfe einer zweiteiligen beheizbaren Form (38, 50), ausgehärtet ist.
7. Isolator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (28, 28 a) unter Druck ausgehärtet ist.