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Isolierender Abstandhalter Die Erfindung bezieht sich auf einen isolierenden
Abstandhalter und betrifft insbesondere einen isolierenden Abstandhalter, der bei
einer Freiluftsammelschiene, die in einem Kanal angeordnet ist, oder bei einem gasgefüllten
Urennßchalter oder dergleichen verwendbar ist, in dem gasförmiges Schwefelhexafluorid
als Isoliermittel verwendet wird.
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Es ist bereits ein isolierender Bbstandhalter bekannt, der ein isolierendes
Bauteil aus einem thermoplastischen Harz, z.B. epoxyharz, umfaßt und so aufgebaut
ist, daß Flansche aus Metall am öuBeren und inneren Umfang befestigt sind, damit
das isolierende Bauteil an einem äußeren Kanal befestigt werden kann, und damit
ein zentral angeordneter Leiter, der durch das isolierende Bauteil hindurchragt,
fest in den mittleren teil des isolierenden Bauteils eingebaut werden kann.
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Beim Herstellen eines solchen bekannten isolierenden Ähstandhalters
besteht jedoch die Gefahr, daß Spalte an den Berührungszonen zwischen dem Flansch
aus metall und dem isolierenden Bauteil sowie zwischen dem zentralen Leiter und
dem isolierenden Bauteil entstehen, und außerdem können sich beim Gebrauch des Abstandhalters
diese Spalte infolge von Unterschienen zwischen den Wärmeausdehnungsbeiwerten der
betreffenden
Werkstoffe vergrößern bzw. verkleinern, wenn sich
die Temperatur der verschiedenen Bauteile ändert. Infolgedessen ist es selbst bei
einer Beanspruchung durch niedrige Spannungen unmöglich, eine einwandfreie Gasdichtigkeit
zu erzielen und das Auftreten von Koronaentladungen zu verhindern.
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Zwar wurde bereits versucht, ein Verfahren anzuwenden, bei dem ein
als Halbleiter wirkender Klebstoff verwendet wird, um die erwähnten Schwierigkeiten
zu vermeiden, doch hat es sich als unmöglich erwiesen, mit Hilfe dieses Verfahrens
die erwähnten Schwiexerigkeiten zuverlässig auszuschalten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu treffen, die
es ermöglichen, die erwähnten Nachteile bekannter Konstruktionen vollständig zu
vermeiden. Zu die sei Zweck sieht die Erfindung einen isolierenden Bbst andhait
er vor, der einen zentral angeordneten Leiter umfaßt, ferner eine zylinderförmige
Abschirmung aus Metall, die den zentralen Leiter umschließt und mit ihm teilweise
in Berührung steht, ein isolierendes Bauteil, das aus einem thermoplastischen Kunstharz
hergestellt ist, wobei die zylinderförmige Abschirmung aus Metall in die innere
Wand des isolierenden Bauteils so eingebettet ist, daß sie den durch das Bauteil
ragenden zentralen Leiter umschließt, eine auf der geerdeten Seite angeordnete Abschirmung,
die tief in einen Slanschabschnitt des isolierenden Bauteils eingebettet ist, sowie
vorzugsweise ein mit Fasern verstärktes Kunstharz, das Fasergewbe enthält und in
Form fester Wicklungen in mehreren getrennten Nuten auf der Außenseite des zentralen
Leiters angeordnet ist, wobei das Fasergewpbe mit einem Duroplasten imprägniert
ist, so daß das aus dem thermoplaetischen kunstharz bestehende isolierende Bauteil
den zentralen Leiter fest umschließen kann, damit es möglich ist, den isolierenden
Abstandhalter bei einer Freiluftsammelschiene, einem gasgefüllten Trennschalter
oder dergleichen zu verwenden, bei dem als Isoliermittel gastörmiges Schwefelhexafluorid
ver endet wird.
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Genauer gesagt sieht die Erfindung einen im Vergleich zu den bis
jetzt bekannten isolierenden Abstandhaltern einen erheblich verbesserten isolierenden
Abstandhalter vor, der einen zentral angeordneten Leiter und ein diesen Leiter umschlieBendes
isolierendes Bauteil umfaßt, und der dadurch gekennzeichnet ist, daß eine zylindrische
Abschirirning aus Metall auf der Umfangsfläche des zentralen Leiters so angeordnet
ist, daß sie den zentralen Leiter teilweise berührt; hierbei ist der zentrale Leiter
von dem isolierenden Bauteil umschlossen, das aus einem Duroplasten besteht, wobei
die zylindrische Abschirmung in das isolierende Bauteil eingebettet ist, und wobei
auf der geerdeten Seite eine Abschirmung vorgesehen ist, wobei ein Teil tief in
einen nach außen ragenden Flanschabschnitt des isolierenden Bauteils eingebettet
ist; ferner ist der erfindungsgemäBe isolierende Abstandhalter vorzugsweise dadurch
gekennzeichnet, daß der zentrale beiter an seiner Außenfläche mit mehreren Ringnuten
versehen ist, und daß jede dieser Ringnuten von einer verstärkten Sunststoffschicht
ausgefüllt ist, die ein Gewebte aus iasermaterial enthält, das unter Spannung in
Form einer festen Wicklung in jeder der Ringnuten angeordnet ist, wobei das Fsergevebe
mit einem Duroplastharz getränkt ist.
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Der Erfinaung liegt somit genauer gesagt die Aufgabe zugrunde, einen
besonders zweckmäßigen und vorteilhaften isolierenden Abstandhalter zu schaffen,
der bei einer Freiluftsammelscjiene oder einem gasgefüllten Trennschalter oder dergleichen
für außerordnntlich hohe Spannungen verwendet werden kann.
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Ferner sieht die Erfindung einen isolierenden Abstandhalter vor,
der insofern verbessert ist, als das isolierende Bauteil, das aus einem duroplastischen
Kunstharz besteht, an der Um fangsfläche des zentralen Leiters zuverlässig befestigt
ist, so daß keine Spalte entstehen können, die zu Störungen, z.B. zum Auftreten
von Loronaentladungen oder zu einer Verschlechterung derIsolierwirkung, führen könnten.
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Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden
im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Fig. la zeigt in einem Teil eines L..ngsschnitts den Hauptteil eines
erfindungsgemäßen isolierenden Abstandhalters.
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Fig. ib zeigt in einer verkleinerten Stirnansicht eine Abschirmung,
die dazu bestimmt ist, nahe der geerdeten Seite des erfindungsgemäßen Abstandhalters
angeordnet zu werden.
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Fig. 2 zeigt in einem Teil eines Längsachnits den Hauptteil einer
anderen Ausführii4gsform der Erfindung.
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Fig. 3 zeigt in einem Teil eines Idngsschnitts den Hauptteil einer
bekannten Konstruktion eines isolierenden Ab St andhalters.
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Fig. 4 gibt eine graphische Darstellung wieder, aus der die Ergebnisse
von Vergleichsversuchen bezüglich der Uberschlagfestigkeit ersichtlich sind.
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In Fig. 1 erkennt man einen rohr- oder stangenförmigen zentralen
Leiter 1, der so angeordnet werden kann, daß er durch den mittleren Abschnitt eines
isolierenden Bauteils 2 ragt, das aus einem duroplastischen Kunstharz, z.B. einem
Epoxyharz oder dergleichen, hergestellt ist; der zentrale Leiter weist ringförmige.
Vorsprünge 3 auf, die durch einen axialen Abstand getrennt nnd nahe den Enden des
in das isolierende Bauteil eingebetteten Abschnitts des Leiters angeordnet sind.
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Ein Zylinder 4' aus einem leitfähigen Werkstoff, z.B. Letallfolie,
Blech oder einem Drahtgeflecht oder dergleichen, ist so angeordnet, daß er den zentralen
Leiter 1 zwischen den ringförmigen Vorsprängen 3 eng umschließt, so daß er mit dem
zentralen Leiter verbunden ist, um eine Abschirmung 4 auf der dem Leiter benachbarten
Seite des Abstandhalters zu bilden, die in die innere Wand des isolierenden Bauteils
2 eingebettet werden kann.
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Ferner umfaßt der Abstandhalter eine auf der geerdeten Seite angeordnete
Abschirmung 5, die gleichachsig mit dem zentralen Leiter 4 ein in einen Flanschabschnitt
2' des isolierenden Bauteils 2 eingebettet ist und einen ringförmigen Abschirmungsabschnitt
6 aus einem leitfähigen Werkstoff, z.B.
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ketallfolie, Blech oder einem Drahtgevebe oder dergleichen, besteht
und somit der Abschirmung 4' ähnelt; Die Abschirmung 5 hat einen kanalförmigen Querschnitt
und weist gemäß Fig. Ib mehrere leitfähige Abschnitte 7 auf, die mit dem ringförmigen
Abschirmungsabschnitt 6 verbunden sind und an ihren äußeren Enden zylindrische Befestigungsteile
8 tragen. Jedes der Befestigungsteile 8 ragt durch den Flanschabschnitt 2' des isolierenden
Bauteils 2, so daß einander benachbarte äußere Umschließungsrohre 10 mit Hilfe ihrer
nach außen ragenden Flansche dO' und von Schrauben 9, die durch die Befestigungsteile
8 ragen, an dem isolierenden Bauteil 2 befestigt werden können.
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Ferner ist der zentrale Leiter 1 mit mehreren getrennten Ringnuten
11 versehen, die eine Breite von etwa 10 mm und eine Tiefe von etwa 3 mm haben und
in axialen Abständen von etwa 10 mm verteilt sind; jede der Ringnuten 11 ist von
einer verstärkten EunstßtoffschicVt 12 ausgefüllt, die aus dem unter der gesetzlich
geschützten Bezeichnung E1RP erhältlichen Material besteht; dieses Kunststoffmaterial
ist mit Fasern, z.B. einem Vorgespinst, einem Stoff oder einem Band verstärkt, das
fest und unter Spannung in Form einer Wicklung in den Ringnuten 11 angeordnet ist;
hierbei ist das Fasermaterial mit einem duroplastischen Kunstharz, z.B. einem Epoxyharz
oder dergleichen, imprägniert.
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Wenn das isolierende Bauteil 2, das aus einem duroplastischen Kunstharz,
z.B. Epoxyharz oder dergleichen besteht, wie es schon erwähnt wurde, auf den zentralen
Leiter 1 aufgeschoben wird, nachdem alle Ringnuten 11 mit verstärkten Eunststoffschichten
12 gefüllt worden sind, die im esentlichen aus dem gleichen duroplastischen Kunstharz
bestehen wie das isolierende Bauteil 2, ist es möglich, das isolierende Bauteil
fest
mit den verstärkten 4 nststoffschichten zu verbinden.
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Da ferner der Wärmeausdehnungsbeiwert der verstärkten Kunststoffschichten
12 zwischen den Wärmeausdehnungsbeiwerten des zentralen Leiters 1 aus Metall und
des isolierenden Bauteils 2 aus thesoplastischem Kunstharz liegt, wirken die verstärkten
Lunstætoffschichten 12 als Pufferschicht gegen thermische Stoßbeanspruchungen, die
zwischen dem zentralen Leiter 1 und dem isolierenden Bauteil 2 auftreten können.
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Außerdem kann das Auftreten von Koronaentladungen infolge des Entstehens
von Schaum aus dem Material der verstärkten Kunststoffschichten 12 durch die Abschirmung
4 aus Metall verhindert werden, und wenn diese Lbschirmung aus einem Drahtgeflecht
oder dergleichen besteht, kann dasisolierende Bauteil 2 aus dem duroplastischen
Kunstharz dadurch starr mit den verstärkten E nststoffschichten 12 verbunden werden,
daß das Drahtgeflecht mit dem Kunstharz so getränkt wird, daß keine Spalte mehr
vorhanden sind.
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Da jede der von einer verstärkten Kunststoffschicht 12 ausgefüllten
Ringnuten 11 eine selbständige Einheit bildet, könnte sich zwar der zentrale Leiter
1 teilweise von einer der verstärkten Kunststoffschichten 12 lösen, doch würde sich
derdabei entstehende Spalt nicht bis zu anderen Kunst stoffschichten ausbreiten.
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Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die sich
von der an Hand von Fig. 1a beschriebenen nur dadurch unterscheidet, daß die in
Fig. 1a gezeigten ringförmigen Vorsprünge 3 fortgelassen sind, und daß sich das
isolierende Bauteil 2 im wesentlichen im rechten Winkel zur Achse des zentralen
Leiters erstreckt.
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Fig. 3 zeigt einen isolierenden Abstandhalter bekannter Art, bei
dem die Gefahr des Entstehen von Spalten an der Verklebungszone 14 zwischen dem
isolierenden Bauteil 2 und dem dieaes Bauteil umschließenden Flansch 13 aus Metall
sowie an der Berähiungszone 15 zwischen dem zentralen Leiter 1 und
dem
isolierenden Bauteil 2 besteht.
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Wenn ein gemäß der Erfindung ausgebildeter isolierender Abstandhalter
benutzt wird, wobei gasförmiges Schwefelhexafluorid in den beiden geschlossenen
Kammern vorhanden ist, die durch die zentralen Leiter 1, die äußeren Rohre 10 und
die isolierenden Abstandhalter abgegrenzt sind, kann sich kein Spalt im Bereich
der erdungsseitigen Abschrimung 5 bilden, da der Teil 6 der Abschirmung tief in
den Flanschabschnitt 2' des isolierenden Bauteils 2 aus einem duroplastischen Kunstharz,
z.B. Epoxyharz oder dergleichen, eingebettet ist, und auch im Bereich der Abschirmung
4 deszentralen Leiters kann sich kein Spalt bilden, da die Abschirmung 4 ebenfalls
fest in das isolierende Bauteil 2 eingebettet ist und durch den zentralen Zweiter
1 in seiner Lage gehalten wird. Infolgedessen ist es nicht möglich, daß das Isoliermaterial
infolge des Auftretens von Koronaentladungen durch in dem Material gelöste Teile
des Schwefelhexafluoridgases erodiert wird, so daß eine Schädigung des Isoliermaterialsund
Bas Entstehen von Schäden an dem isolierenden Abstandhalter vermieden wird.
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Die Ergebnisse von VergleichsWerßuchen bezüglich der Uberschlagfestigkeit,
bei denen der Druck des Schwefelhexafluoridgases in den geschlossenen Kammern zwischen
benachbarten isolierenden Abstandhaltern variiert wurde, wobei der Außendurchmesser
der zentralen Leiter 1 z.B. 150 mm und der Innendurchmesser der äußeren Rohre 10
z.B. 600 mm betrug, sind in Sig. 4 graphisch dargestellt; man erkennt, daß das Betriebsverhalten
des isolierenden Abstandhalters gemäß der Erfindung eine erhebliche Verbesserung
zeigt, die im Vergleich zu Abstandhaltern bekannter Art darin besteht, daß sich
selbst bei hohen Drücken des Schwefelhexafluoridgases keine Schädigung derisolierwirkung
zeigt.
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Ansprüche.