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"Stützisolator aus Kunststoff" Die Erfindung bezieht sich auf Stützisolatoren
aus Kunststoff.
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Stützisolatoren stellen in elektrischen Verteiler-und Schaltanlagen
in großer Anzahl vorhandene Bauelemente dare Sie dienen im wesentlichen als Träger
von Befestigungsmitteln für elektrische Leitungen, für die Enden von Kabeln, sowie
der Kontakte von Schaltern u.dgl.
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Sie haben die Aufgabe, von ihnen getragene Leitungs- und Geräteteile
einerseits von anderen stromführenden oder geerdeten Bauelementen und Leitungen
elektrisch zu isolieren und anderseits gegenüber auf sie einwirkenden -unter Umständen
erheblichen - mechanischen Kräften in ihrer Lage zu halten. Form und Abmessungen
von Stützisolatoren werden deshalb einerseits durch ihren Isolationswert und anderseits
durch ihren Widerstand gegenüber auf sie insbesondere quer zu ihrer Iiängsrichtung,
wirkenden mechanischen Kräften (Umbruchfestigkeit) bestimmt. Ihre Körpermaße, insbesondere
ihre auf die jeweils anliegende Spannung bezogenen Höhen und ihre sich aus Höhe
und Durchmesser ergebende minimale Umbruchfestigkeit sind durch Industrienormen
festgelegt.
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Bekannte Stützisolatoren bestehen aus Glas oder Porzellan, werden
in neuerer Zeit jedoch in zunehmendem Maße aus Kunstharzen hergestellt. Während
Glas- und Porzellanstützer durchBTeg - vornehmlich aus fertigungstechnischen Gründen
- als Hohlkörper ausgebildet sind,. sind die bekannten Kunststoffstützer massive
Körper, die. durch Fressen aus Kunstharz-Preßmassen oder durch Gießen aus Gießharz
(Epoxydharz) hergestellt sind. Formkörper aus.
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Kunstharz-Preßmassen und Gießharzen erhalten ihre Formbeständigkeit'und
ihre mechanische Festigkeit durch Aushärten in der Wärme oder unter dem Einfluß
chemischer Zusätze und lassen sich danach durch Erwärmen nicht mehr in einen plastisch
verformbaren Zustand zurückversetzen.
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Das Aushärten ist mit einem relativ hohen Aufwand an Zeit verbunden,
der in Verbindung mit einem entsprechend hohen Aufwand an Formgebungswerkzeugen
sowie dem hohen Werkstoffaufwand für die massiven Formkörper die Herstellung der
aus aushärtbaren Kunstharzen bestehenden Stützisolatoren beträchtlich verteuert.
Die massiven Kunstharzstützer haben außerdem e-in hohes Gewicht, das bei der.
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Durchbildung der mit ihnen auszustattenden Tragelemente berücksichtigt
werden muß und sich ungünstig auf die Transportkosten auswirkt.
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Demgegenüber weisen in jüngster Zeit bekanntgewordene Stützisolatoren
aus Kunstharz, die als Hohlkörper ausgebildet sind, indem sie aus zwei mit Abstand
ineinanderliegenden9 durch radiale Längsstege und eine Querwand verbundenen Rohren
bestehen bei gieicher Umbruchfestigkeit den Vorteil erheblich gerin5eren Gewichts
aufo Wie die Erfahrung gelehrt hat bringt jedoch ihre Herstellung aus den bisher
für Stü'zisolatoren verwendeten aushärtbaren Kunstharzen trotz ihres geringeren
Werkstoffgehaltes wegen des erhc':hten Werkzeugaufwandes und
der
langen Aushärtungszeiten kaum einen wirtschaftlichen Nutzen. Ihrer Herstellung aus
thermoplastischen Kunststoffen, die sich wegen ihrer in schmelzflüssigem Zustand
niedrigen Viskosität mit Hilfe relativ einfacher und billiger Formgebungswerkzeuge
in nahezu beliebige, auch komplizierte Formen bringen lassen und zum Erstarren nur
kurzzeitiger Abkühlung bedürfen, standen bisher die - an sich berechtigten - Bedenken
entgegen, daß der Isolationswert solcher Thermoplaste geringer ist, als der der
aushärtbaren Kunstharze .und daß sie mehr zur Feachtigkeitsaufnahme neigen als diese.
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Ausgedehnte Versuche, die mit entgegen diesen Vöruteilen aus thermoplastischen
Kunststoffen hergestellten hohlen Stützisolatoren durchgeführt worden sind, haben
jedoch ergeben,-daß ihr Isolationswert wegen des gegenüber massiven Stützern verringerten
Querschnitts auch nach masimaler Feuchtigkeitsaufnahme nicht nur mindestens demjenigen
bekannter massiver unstharzstützer entspricht, sondern daß ilberraschender ,'eise
ihr Isolationswert durch Überschläge weit weniger herabgesetzt wird, als bei allen
bekannten Stützisolatoren, einschließlich derjenigen aus Glas und Porzellan. Während
die durch Uberschläge verursachten - vornehmlich aus Kohlenstoff bestehenden - Ablagerungen
auf den Außenflächen bekannter Stützer mehr oder weniger gut leitende Strombrticken
bilden, deren Leitfähigkeit durch Aufnahme von Feuchtigkeit aus der Luft noch wesentlich
erhöht wird, bilden bei Stützisolatoren aus thermoplastischen Kunststoffen die durch
Überschläge verursachten Ablagerungen keine stromleitenden Schichten. Sie nehmen
auch keine Feuchtigkeit auf.
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Gegenstand der Erfindung ist denr.ach ein Stiitzisol-ator aus Kunststoff
für elektrische, insbesondere Hochspannung
führende Leitungen und
Geräte, dessen sich zwischen den Stirnflächen erstreckender Teil (Strunk) einen
gegenüber massiven Stützern verringerten Querschnitt hat, und der sich erfindungsgemäß
dadurch auszeichnet, daß er aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht.
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Für die Zwecke der Erfindung besonders geeignet sind Stützer aus Polyamid,
AcetXalharz und anderen Thermoplasten mit etwa gleichem thermischen Verhalten.
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Eine noch weitergehende Verringerung des Sgtrunkquerschnitts als sie
bei den hohlen Stutzen mit Mittelrohr und Radialstegen erreicht ist, läßt sich dadurch
erreichen, daß der Stützer aus zwei mit eingelassenen Befestigungemitteln versehenen
Stirnplatten und wenigstens einem sie verbindenden Steg mit wenigstens in einer
Richtung kleinerem Querschnitt besteht.
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Mit den Mitteln der Erfindung ist es möglich, Stützisolatoren mit
den bekannten-- genormten - Abmessungen und Umbruchfestigkeiten zu schaffen, die
unter minimalem Aufwand an teurem Werkstoff schnell - z.B. auf bekannten Spritzmaschinen
- und wirtschaftlich hergestellt werden können, und nicht nur leichter sind, als
die bekannten Kunstharzstützer, sondern bei mindestens gleichguten Isolationswerten
praktisch unempfindlicher gegen Überschläge sind. Da sie auch nach mehrfachen Uberschlägen
nicht ausgewechselt zu werden brauchen, tragen sie wesentlich zur Herabsetzung der
Unterhaltungskosten von Verteiler- und ähnlichen elektrischen Hochspannungsanlagen
bei.
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Dabei haben Stützer mit Stirnplatten, die durch einen Steg oder mehrere
Stege mit wenigstens in einer Richtung
kleinem Querschnitt verbunden
sind, nicht nur besonders hohe Isolationswerte und Überschlagfestigkeit, sondern
sie lassen sich im Gegensatz zu massiven Stützern und Stützern mit dickwandigen
Teilen leichter lunkerfrei unter Anwendung moderner Gießverfahren und -mashinen
herstellen, und die zum Gießen verwendeten Kunststoffe härten wegen ihrer im Verhältnis
zum Querschnitt großen Oberfläche schneller aus.
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Sie bilden auch mit sie tragenden und von ihnen getragenen Bauteilen
keine mit der Außenluft in Verbindung stehenden Hohlräume, die zusätzlicher Dichtungsmittel
bedürfen, wenn sich darin nicht Feuchtigkeit sammeln soll, die dann nur schwer wieder
verdunsten kann.
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Ausführungsbeispiele für Stützisolatoren nach der Erfindung sind in
der Zeichnung schematisch dargestellt.
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Der in Fig. 1 in einem Längsschnitt und in Fig. 2 in Aufsicht gezeichnete
Stützer besteht in an sich bekannter Weise aus zwei mit Abstand ineinanderliegenden
Rohrstücken 1 und 2, die durch zwei diametral gegenüberliegende radiale Längs stege
3 sowie eine Querwand 5 miteinander verbunden sind. Das innere Rohrstück 2 ist an
beiden Enden mit Gewindebüchsen 4 versehen, die zum Befestigen des Stützers auf
einer Unterlage einerseits und zum Anbringen von Armaturen, Geräten u.dgl. anderseits
dienen. Die Querwand 5 kann aus Festigkeitsgründen an beliebiger Selbe angeordnet
sein. Jedoch-empfiehlt es sich, sie an demjenigen Stützerende anzuordnen, das beim
im Gebrauch befindlichen Stützer der ihn tragenden Fläche abgekehrt ist. Sie verhindert
dann das Eindringen von Feuchtigkeit und Verunreinigungen von oben in das Innere
des Stützers, und läßt sich besonders
vorteilhaft zum Anbringen
von zusätzlichen Befestigungsmitteln, wie Schrauben, Bolzen, Gewindebüchsen u.dgl.
ausnutzen.
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Eine in das untere offene Ende unter radialem Stauchdruck eingesetzte
ringförmige elastische Dichtung 6 verhindert das Eindringen von Peuchtigkeit von
unten her Der in Fig. 3 in Seitenansicht und in Fig. 4 im Querschnitt dargestellte
Stützer besteht aus zwei Stirnplat ten 7 und 8 sowie zwei diese Stirnplatten verbindenden
flachen.Stegen 9 und 10, die sich in der Sttitzerachse senkrecht kreuzen und dort
miteinander verbunden sind.
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In die obere Stirnplatte 7 sind drei in einer Reihe liegende Gewindebüchsen
b und in die' Mitte der unteren Stirnplatte 8 ist eine Gewindebüchse c eingelassen.
Anordnung und Abstände der Büchsen sowie die Höhe a des.
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Stützers entsprechen den Normmaßen. Anstelle des einen Steges 10 oder
neben diesem können mehrere strichpunktiert angedeutet 9 den Steg 9 senkrecht kreuzende
Steg ge 10t vorgesehen sein.
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Auch können zur Verlängerung des Kriechstromweges zwischen auf den
Stirnflächen des Stfatzers aufliegenden Metallteilen verschiedenen Potentials in
der bei zylindrischen oder kegelstumpfförmigen Stützern bekannten Weise ringsum
laufende Rippen ii vorgesehen sein, die in Fig. 5 durch strichpunktierte Linien
angedeutet sind0 Die Figuren 5 bls 8 zeigen im prinzipiellen Aufbau dem Stützer
nach den Figuren 3 und 4 entsprechende Stützer mit abgewandelten Stegforine£ und
-anordnungen. Dabei
ist ebenso wie bei dem Stützer nach den Figuren
3 und 4 stets Bedacht darauf genommen, daß sie sich in zweiteiligen Formen mit geradlinig
gegeneinander beweglichen Teilen herstellen lassen. Der Verlauf der jeweiligen Berührungsflächen
solcher-Formteile ist in den Figuren 3 bis 8 durch gestrichelte Linien angedeutet.
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Bei dem Stützer nach Figur 5 sind beiderseits einer auch den Verlauf
der Formteilungsfläche bestimmenden Achsebene und mit Abstand von dieser zwei Gruppen
12 und 13 von flachen Stegen mit im wesentlichen länglichrechteckigem Querschnitt
so angeordnet, daß die breiteren Seitenflächen der Stege senkrecht zu dieser Achsebene
verlaufen, die Zwischenräume zwischen den Stegen Jeder Gruppe gleich der Stegdicke
sind und die Stege der einen Gruppe gegen die der anderen Gruppe um Stegdicke seitlich
versetzt sind.
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Bei dem Stützer nach Figur 6 sind die Stirnplatten 7 und 8 durch drei
in der Stützerachse zusammenhängende radiale Stege 14 verbunden, die miteinander
gleiche Winkel einschließen.
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Der Stlitzer nach Figur 7 enthält vier gleichmäßig um die Stützerachse
verteilte zylindrische Stege 15.
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Der in Figur 8 gleichfalls im Querschnitt dargestellte Stützer weist
nur einen Steg 16 auf, der die Gestalt eines etwa halben dünnwandigen Hohl zylinders
mit in der Stützerachse liegender Achse hat.