CH694413A5 - Isolator für eine Hochspannungsschaltanlage. - Google Patents

Description

  



   Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektrischen Schalter und ist bei Hochspannungsschaltanlagen anzuwenden, die zur Abstützung von auf Hochspannungspotenzial liegenden Teilen gegen ein auf Erdpotenzial liegendes Tragelement einen aus Giessharz bestehenden Isolator aufweisen, der im Bereich zwischen den beiden Anschlussarmaturen einen nicht mit Giessharz ausgefüllten Bereich aufweist. 



   Bei einer bekannten druckgasisolierten Hochspannungsschaltanlage ist zum Antrieb des Schaltstiftes eines Schubtrenners ein als Isolierstoffwelle bezeichneter zylindrischer Isolator vorgesehen, der sich mit seiner einen Stirnfläche an der Metallkapselung abstützt und an dessen anderer Stirnfläche sich eine mit einem Zahnrad versehene Welle zum Antrieb des Schaltstiftes abstützt. Der Isolator ist dabei mit Rippen zur Verbesserung der Kriechweglänge versehen (DE 1 540 513 A1). 



   Bei einer anderen bekannten druckgasisolierten, metallgekapselten Hochspannungsschaltanlage ist zum Antrieb eines Trennschalters ein Isolator vorgesehen, der aus einem hohlen Giessharzkörper besteht, welcher erdseitig und hochspannungsseitig mit rotationssymmetrischen Anschlussarmaturen versehen ist. Der Giessharzkörper ist aus zwei hutartigen Teilen zusammengesetzt, wobei jedes hutartige Teil zwei Abschnitte wesentlich verschiedenen Durchmessers aufweist und der Abschnitt kleineren Durchmessers in den Abschnitt grösseren Durchmessers hineinragt. Diese Ausgestaltung führt bei geringer axialer Länge zu einer grossen Kriechweglänge und auch zu einer besonders langen Durchschlagstrecke im Isolierstoff. Die hohle Ausgestaltung führt ausserdem zu Materialeinsparungen (DE 2 142 119 B1). 



   Zur Abstützung von auf Hochspannungspotenzial liegenden Leitern in gekapselten Hochspannungsanlagen sind weiterhin säulenförmige Isolatoren bekannt, die im Bereich ihrer Anschlussflächen eine Ausnehmung aufweisen, die mit einer leitfähigen Schicht versehen ist und in der ein Metallzapfen sitzt, der einen Bolzen zur Befestigung des Leiters aufnimmt. Die Anordnung der Metallzapfen und der leitfähigen Schicht dient dabei zur Senkung der Spannungsgradienten in den kritischen Bereichen, die in der Nähe der Anschlussstellen des Isolators an die Leiter liegen (CH 512 810, Fig. 2). 



   Als Träger von Befestigungsmitteln für die Enden von Kabeln sowie von elektrischen Geräten wie Schaltern ist weiterhin ein Stützisolator bekannt, der bevorzugt aus einem thermoplastischen Kunststoff wie Polyamid gefertigt ist und konstruktiv aus zwei mit Abstand ineinander liegenden Rohren besteht, die durch radiale Längsstege und eine Querwand verbunden sind. In die Enden des inneren Rohres sind dabei metallene Gewindebuchsen eingelassen, die zum Befestigen des Stützers auf eine Unterlage und zum Anbringen von Armaturen und Geräten dienen.

   Die Höhe eines solchen Stützers richtet sich nach der jeweils anliegenden Spannung. - Ein derartiger Stützisolator weist somit einen oberen und einen unteren Anschlussbereich auf, wobei die Enden der beiden Rohre und die Stege eine Anschlussfläche bilden, und enthält im Innern des äusseren Rohres drei sich axial erstreckende Hohlräume (DD 68 546). 



   Bei einem anderen bekannten, aus Giessharz bestehenden Stützisolator sind die am Kopf- und Fuss-ende engebetteten Lager für die Anschlussarmaturen als zylindrische Zapfen mit anschliessendem Kugelkopf gestaltet. Wenigstens eines dieser beiden Lager kann nach innen versetzt im Isolierkörper angeordnet sein, um die Umbruchsfestigkeit des Stützisolators zu verbessern (DE 1 755 456 U). 



   Ausgehend von einem Isolator mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 (DD 68 546) liegt der Erfin   dung die Aufgabe zu Grunde, den konstruktiven Aufbau des Isolators dahingehend zu vereinfachen, dass er bei kurzer Höhe eine möglichst hohe Spannungsfestigkeit aufweist. 



   Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäss der Erfindung vorgesehen, dass der Giessharzkörper eine quaderförmige, mit Abrundungen versehene Kontur aufweist, wobei - der Mittenbereich aus zwei seitlich angeordneten Wänden besteht, - die beiden Anschlussarmaturen als grossflächige Elektroden ausgebildet und in die beiden Anschlussbereiche eingebettet sind und - die beiden Anschlussarmaturen die obere und die untere, jeweils plan gestaltete Anschlussfläche bilden. 



   Ein derart ausgebildeter Isolator zeichnet sich bei kurzer Höhe durch eine grosse Spannungsfestigkeit, durch geringen Materialverbrauch und durch einfache Herstellung aus. Die grossflächigen Elektroden, die vorzugsweise die Form einer flachen Kuppel haben, vermeiden hohe Spannungsgradienten an der Oberfläche der Elektroden. Durch die Gestaltung des Mittelbereiches mit zwei seitlich angeordneten Wänden wird im Bereich zwischen den beiden Elektroden ein Gasraum geschaffen, der zu einem Giessharz-Gas-Giessharz-Dielektrikum und damit zu einer dielektrischen Entlastung des Giessharzes im Bereich des engsten Elektrodenabstandes führt. Hierzu kann es zweckmässig sein, wenn die Wände nach aussen gewölbt sind. - Der Giessharzkörper ist im übrigen im Bereich des Gasraumes zugänglich, z.B. für Reinigungszwecke.

   Weiterhin vermeidet die Verbindung der beiden die Elektroden enthaltenden Anschlussbereiche über Wände Giessharzanhäufungen, die beim Abkühlen während der Fertigung zu Lunkerbildungen neigen könnten. Der Materialaufwand kann gegebenenfalls durch fensterartige Durchbrechungen in den Wänden weiter reduziert werden. - Zur Anpassung des neuen Isolators an spezielle di-elektrische Verhältnisse kann der Giessharzkörper im übrigen im Bereich der beiden Wände mit einer äusseren und/oder einer inneren Rippe oder mit einer par   allel zu den beiden Anschlussflächen verlaufenden Zwischenwand versehen sein. 



   Ein gemäss der Erfindung ausgebildeter Isolator kann sowohl eine Stützerfunktion wahrnehmen als auch gleichzeitig zur übertragung eines Drehmomentes dienen. Er kann sowohl in gekapselten Anlagen als auch in Luft verwendet werden. 



   Vier Ausführungsbeispiele des neuen Isolators sind in den Fig. 1 bis 6 dargestellt. Dabei zeigen die Fig. 1 bis 3  einen ersten Isolator im Längs- und Querschnitt sowie in Draufsicht, Fig. 4 einen zweiten Isolator mit im Bereich der Wände angeordneten Rippen, Fig. 5 einen dritten Isolator mit einer im Bereich der Wände angeordneten Zwischenwand und Fig. 6 einen vierten Isolator mit in den Wänden angeordneten Fenstern im Längsschnitt. 



   Die Fig. 1 bis 3 zeigen in verschiedenen Darstellungen einen Isolator 1, der aus einem Giessharzkörper 2 und der oberen Anschlussarmatur 3 sowie der unteren Anschlussarmatur 4 besteht. Der Giessharzkörper 2 hat im Wesentlichen eine mit Abrundungen versehene quaderförmige Kontur und ist in einen oberen Anschlussbereich 10, einen unteren Anschlussbereich 11 und in einen aus den beiden seitlich angeordneten, einander gegenüberliegenden Wänden 12 und 13 bestehenden Mittenbereich gegliedert. Die beiden rotationssymmetrisch ausgebildeten Anschlussarmaturen 3 und 4 bilden zunächst eine obere und eine untere plane Anschlussfläche 23, 24 und ausserdem jeweils eine Elektrode 25, 26 in Form einer flachen Kuppel.

   Jede Anschlussarmatur ist in den zugehörigen Anschlussbereich des Giessharzkörpers bündig eingebettet. - Durch den aus den zwei Wänden 12 und 13 gebildeten Mittenbereich befindet sich im Zentrum des Isolierkörpers zwischen den beiden als Elektroden dienenden Anschlussarmaturen 3 und 4 ein Gasraum 5. 



   Bei dem Isolator gemäss Fig. 4 sind im Bereich der Wände 14 und 15 jeweils eine äussere Rippe 16 sowie eine innere Rippe 17 vorgesehen, um den Kriechweg zwischen den beiden auf unterschiedlichem Potenzial liegenden Anschlussarmaturen zu verlängern. 



   Bei dem Isolator gemäss Fig. 5 ist zwischen den beiden Wänden 19 und 20 eine horizontale Zwischenwand 18 vorgesehen. 



   Bei dem Isolator gemäss Fig. 6 ist in den seitlich angeordneten Wänden 21 ein fensterartiger Durchbruch 22 vorgesehen.

Claims (6)

1. Mit einer oberen und einer unteren Anschlussfläche versehener Isolator zur Abstützung von auf Hochspannungspotenzial liegenden Teilen einer Hochspannungsschaltanlage gegen ein auf Erdpotenzial liegendes Tragelement, bestehend aus einem Giessharzkörper, der in einen oberen und einen unteren Anschlussbereich (10, 11) und einen die beiden Anschlussbereiche verbindenden Mittenbereich (12, 13) gegliedert, jeweils erdseitig und hochspannungsseitig mit einer metallenen, rotationssymmetrischen Anschlussarmatur versehen und im Mittenbereich mit wenigstens einem Hohlraum versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Giessharzkörper (2) eine quaderförmige, mit Abrundungen versehene Kontur aufweist, wobei - der Mittenbereich aus zwei seitlich angeordneten Wänden (12, 13) besteht, - die beiden Anschlussarmaturen (3, 4) als grossflächige Elektroden (25, 26)

ausgebildet und in die beiden Anschlussbereiche eingebettet sind und - die beiden Anschlussarmaturen die obere und die untere, jeweils plan gestaltete Anschlussfläche (23, 24) bilden.

2. Isolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände (12, 13) nach aussen gewölbt sind.

3. Isolator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Giessharzkörper im Bereich der beiden Wände (14, 15) mit einer äusseren und/oder einer inneren Rippe (16, 17) versehen ist.

4. Isolator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Giessharzkörper im Bereich der Wände (19, 20) mit einer parallel zu den Anschlussflächen verlaufenden Zwischenwand (18) versehen ist.

5. Isolator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände (21) des Giessharzkörpers fensterartig mit Durchbrechungen (22) versehen sind.

6.

Isolator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (25, 26) die Form einer flachen Kuppel haben.