DE2254468A1 - Isolator - Google Patents

Description

Q 7 NOV1972

WESTINGHOUSE Erlangen, ' '

Electric Corporation ' Werner-von-Siemens-Str. 50

Pittsburgh, Pa. USA 9 9 RA £ RR

VPA 71/8709 Td/Dm WE-Case 39,241

Isolator ·

Pur diese Anmeldung wird die Priorität der entsprechenden USA-Anmeldung Serial No.,201,758 vom 24.11 -1971 beansprucht.

Die Erfindung betrifft einen Isolator mit einer rohrförmigen Isoliereinrichtung, an welcher mehrere überlappende flexible Wetterschutzelemente befestigt sind, und sie bezieht sich insbesondere auf den Aufbau von Wetterschutzgehäusen für Schalter, Durchführungen und· Isolierträger.

Bei bestimmten Arten von Außengeräten ist die Verwendung von. Druckgas, beispielsweise Schwefelhexafluorid SFg als Isoliermittel üblich. Aus Porzellan bestehender Wetterschutz (Wetterschutzgehäuse), der bisher gute Dienste bei den herkömmlichen ölschaltern geleistet hat, weist verschiedene Nachteile auf, wenn er bei einem Gerät verwandt wird, welches ein Druckgas als Isoliermittel verwendet. Porzellanwetterschutzgehäuse sind, wenn sie unter Spannung stehen, mechanisch schwach, und sie haben eine niedrige Schlagfestigkeit. Diese Eigenschaften bilden eine Gefahr bei der Verwendung in einer Vorrichtung mit innerem Gasdruck.

Bei verschiedenen Ausführungen von Durchführungen und Isolierträgern werden Wetterschutzgehäuse aus Porzellan mit innerem Gasdruck verwendet. Der innere Druck, dem das Porzellan unterworfen ist, beträgt ungefähr 1,75-3,50 kg/cm . Jedoch gerade bei einem Versagen des Systems oder einem beschädigten Bauteil könnte der Innendruck auch auf über 7 kg/cm steigen. Wenn ein Porzellanwetterschutzgehäuse mit Innengäsdruck beschädigt wird, entsteht mit hoher Wahrscheinlichkeit ein starker Bruch oder eine Explosion des Porzellangehäuses. Diese Probleme beim Porzellan erfordern besondere Sorgfalt beim Herstellen, Testen, Handhaben, Versenden und Verwenden von elektrischen Apparaten, an welchen :■-;'-:■■ ·■ :\:^;v.^ . " -2- -

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Porzellanwetterschutzgehäuse verwendet sind.

Ein weiterer Nachteil der Porzellanwetterschutzgehäuae ist, daß ihre Herstellung in großen Größen schwierig und aufwendig ist.

Ein weiterer Nachteil des herkömmlichen Porzellanwetterschutzgehäuses ist, daß es schwierig oder unmöglich ist, sie auszubessern, selbst wenn nur ein geringer Schaden an einem Wetterschutzgehäuse auftreten würde.

Sie Erfindung betrifft einen Isolator bestehend aus einem zentralen langgestreckten Hauptisolierrohr, das eine Gaskammer bildet,und mehreren flexiblen Wetterschutzgehäusen, die in Längsrichtung überlappend in Reihe auf dem rohrförmigen Isolierten befestigt sind. Das Hauptisolierrohr weist eine hohe Zugfestigkeit auf, einen hohen Aufschlagwiderstand und es kann hohen inneren Gasdrücken widerstehen. Bin solches Isolierrohr kann aus gewickelten Glasfaserbahnen oder einem anderen festen Material, das mit einem Spoxid oder einem anderen geeigneten Binder imprägniert ist, hergestellt werden.

Die flexiblen Wetterschutzgehäuse sind aus synthetischen elastischen Material wie z.B. Butylgummi oder anderem gießbaren Material gepreßt. Jedes der flexiblen Wetterschutzgehäuse besteht aus einem langgestreckten Rohrteil und mindestens einem Gehäuseteil, der aus dem Rohrteil herausragt. Diese flexiblen Gehäuse liegen überlappt in Reihe längs der Achse des Hauptisolierrohres. Der Innendurchmesser des Längsrohrteiles des flexiblen Gehäuses ist ein wenig kleiner als der Außendurchmesser des Hauptisolierrohres, so daß ein Festsitz gewährleistet und Spiel zwischen dem Längsrohrteil des flexiblen Gehäuses und dem Isoliercohr verhindert wird. Sin Isolierfett, wie z.B. Siliconfett oder Isolierkleber, kann auf den Mantel des Hauptisolierrohres aufgetragen werden, um kleine Luftstellen, die eventuell zwischen dem Hauptisolierrohr und des Längsrohrteil des Isolierrohres auftreten könnten, wenn die flexiblen Gehäuse auf dem Hauptisolierrohr angeordnet sind, zu füllen.

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Eine sehr kleine Anzahl verschiedener Größen von flexiblen Gehäusen kann für das Durchführen benutzt werden und Schalter von vielen verschiedenen Bemessungen unter Verwendung einer ^; verschiedenen Anzahl von flexiblen Gehäusen in Reihe, da das Hauptisolierteil bei diesen Verwendungen im allgemeinen in der Länge und nicht im Durchmesser variieren muß. Der Wetterschutzteil des flexiblen Gehäuses kann in verschiedenen Größen und Formen je nach den Forderungen des Benutzers hergestellt werden. Ein Gehäuse aus elastischem Material kann in solchen Formen hergestellt werden, die aus Porzellan nicht zu erreichen sind.

Die Erfindung bezieht sich auf .eine Isoliervorrichtung, bei der die Nachteile des Porzellans, das üblicherweise für Wetterschutzgehäuse verwendet wird, beseitigt sind. Ein Gehäuse nach der Erfindung ist robuster als eines aus Porzellan, und es kann nicht so leicht beschädigt werden wie die bisherigen Porzellangehäuse. Wenn es schon beschädigt wird, sei es absichtlich durch Steinbrocken oder Geschosse oder unabsichtlich z*-B. bei Herabfallen, dann ist der Schaden des Gehäuses nicht so groß. Gas, das durch das Hauptisolierteil entweicht, kann zwischen der Überlappung der Gehäuseteile austreten ohne einen plötzlichen Bruch oder eine katastrophale Zerstörung des Gehäuses zu verursachen. Wenn ein solches Gehäuse beschädigt wird, kann es leicht und schnell ersetzt werden, ohne daß das gesamte Gehäuse ausgetauscht werden müßte.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht im Schnitt des flexiblen Wetter-

ι
Fig. 2 ist eine Seitenansicht im Schnitt des rohrförmigen

Hauptisolierteiles,
Fig. 3 ist eine vergrößerte Ansicht,zum Teil im Schnitt der

Gasdurchführung von Fig.4,
Fig. 4 ist eine Ansicht im Schnitt einer Gasdurchführung

gemäß der Erfindung,
Fig. 5 ist die Vorderansicht, teilweise im Schnitt eines Leistungsschalters mit zwei Durchführungen und eines aufrechtstehenden Isolators gemäß der Erfindung,

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Pig. 6 ist die Vorderansicht, teilweise im Schnitt eines Leistungsschalters bestehend aus einem gasgefüllten Schalter und einer Gasdurchführung gemäß der Erfindung und

Pig. 7 ist eine Seitenansicht im Schnitt eines flexiblen Wetterschutzgehäuses oder Schirmes für die Verwendung an horizontal befestigten Geräten.

Im einzelnen zeigt Pig. 1 einen flexiblen Wetterschutz 10 mit einem im allgemeinen rohrförmigen Teil 12 und einem darauf längs angebrachten Wetterschutzteil 14, das um das Rohrteil gepreßt ist und einen nur wenig abfallenden Winkel vom Längsteil 12 aufweist. Der flexible Tetterschutz 10 ist aus einem synthetischen elastischen Material gepreßt, beispielsweise Butylgummi oder anderen geeigneten preß- oder gießbaren Materialien. Der flexible Wetterschutz 10 hat, wie in Pig. gezeigt, eine abgeschrägte Kante 6 am oberen Ende des rohrförmigen Teiles 12. Das Teil 14 des Wetterschutzes ist im ganzen mit dem rohrförmigen Teil 12 gepreßt oder gegossen und es besteht aus demselben Material wie das rohrförmige Teil 12.

Pig. 2 zeigt ein rohrförmiges Hauptisolierrohr 20, das aus einem sehr zugfesten Material hergestellt ist wie z.B. Glaseeidefäden, Glasfaserfolien oder eine» anderen geeigneten elektrischen Isoliermaterial hoher Zugfestigkeit. Das rohrförmige Isolierteil 20 wird mit Epoxidharz oder anderen geeigneten festen verträglichen Harzen hoher Festigkeit imprägniert. Der äußere Durchmesser 24 des Rohrteiles 20 ist unbedeutend größer als der innere Durchmesser 18 des Rohrteiles 12 des Wetterschutzes 10, so daß der Wetterschutz 10 eng um das rohrförmige Hauptisolierteil 20 paßt.

Pig. 3 zeigt einen vergrößerten Teil einer Gasdurchführung 30, die in Fig. 4 dargestellt ist. Wenn, wie Pig.3 zeigt, die flexiblen Wetterschutzteile 10 auf dem rohrförmigen Hauptisolierteil 20 aufeinandergesteokt werden, dann gibt die abgeschrägte Kante 16 am Wetterschutz 10 die Möglichkeit, daß die Bodenkante 17 des Wetterschutzes 10 leicht auf der

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abgeschrägten Kante 16 des vorher aufgesetzten Wetterschutzes 10 ruhen kann, so daß es auf das Oberteil.des rohrförmigen Teiles 12 des vorher aufgesetzten Schutzteil.es 10 paßt. Die abgeschrägte Kante 16 unterstützt auch die bei 32 dargestellte Fläche, wo die untere Kante 17 eines Wetterschutzes auf die obere Kante 16 eines vorher aufgesetzten Wetterschutzes paßt, so daß kein Zwischenraum entsteht. Zwischen dem Mantel des rohrförmigen Isolierteiles 20 und dem inneren Durchmesser des flexiblen Wetterschutzes 10 darf kein Zwischenraum, sein, weil eine Koronaentladung in einer eventuell sich bildenden Lufttasche auftreten kann. Sie könnte eine Strahlungsinterferenz verursachen und das durch die Entladung gebildete Ozon könnte mit der Zeit einen Angriff auf die Isolierung ausüben und verursachen, daß die elektrischen Eigenschaften des Isolators sich verschlechtern. Um Lufteinschlüsse zu verhindern, die z.B. bei 34 vorhanden sein können, wird ein Isolierfött 3$, beispielsweise Siliconfett, auf der äußeren Oberfläche 26 des Isolierrohres 20 oder der inneren Oberfläche 22 des flexiblen Wetterschutzes 10 angewendet. Wenn der flexible Wetterschutz 10 um das rohrförmige Hauptisolier-' teil 20 montiert wird, belegt das Isoiierfett 36 das Isolierrohr 20 (Pig.3) und füllt vorhandene Zwischenräume 34, die in der Innnenfläche zwischen dem Hauptisolierrohr 20 und dem Wetterschutz 10 vorhanden sind. Wie oben erläutert kann das gleiche Ergebnis durch Verwendung eines Isolierklebers anstelle des Isolierfettes 36 erreicht werden.

Pig. 4 zeigt eine Gasdurchführung 30 unter Verwendung der" Hauptmerkmale der Erfindung bestehend aus einem Leitstift 37, einer Bodenklemme 38, einem Lichtbogenschutz 40, einer Durchführungskappe 42, einer oberen Kammer 44, einem Stützflansch 46 und eine« flexiblen Wetterschutz 10, die in Längsrichtung auf das rohrförmige Hauptisolierteil 20 aufgesteckt sind. Verbindungen wurden zum unteren Ende 38 und oberen Ende 44 hergestellt. Der Leitstift 37 führt Strom zwischen den Enden und 38. Das Isoliermittel für diese Gasdurchführung 30 ist ein Gas mit einer hohen dielektrischen Durchschlagfestigkeit,

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beispielsweise Schwefelhexafluorid SFg. Der Innenraum der Durchführung um den Leitstift 37 bezeichnet mit 48 ist alt einem isolierenden Druckgas gefüllt. Sine solche Durchführung muß in einer Anordnung verwendet werden, welche mit einem Isoliergas abgedichtet und isoliert ist, weil die Durchführung 30 nicht abgedichtet ist. Durch den Leitstift 37 wird Gas durchgeführt, wie dies Fig. 4 zeigt. Das Gas strömt nun durch ein Filter 50 und den inneren Kanal 52 im Stift 37 und durch Verbindungsrohre 54 in den Hauptisolierraum 48. Der Gasdruck im Gasraum 48 ist der gleiche wie in dem Gehäuse, auf dem die Gasdurchführung 30 befestigt ist.

Fig. 5 zeigt einen Hochleistungsschalter 60, der Gas verwendet wie die oben beschriebene Durchführung .30. Er besteht aus zwei Gasdurchführungen 30, einem Hauptgehäuse 62, einer Reihe von fixierten Kontakten 64, einem bewegbaren Kontakt 66, einem Stützisolator 68 und einem Hochdruckgasbehälter 70. Der Druck im Hochdruckgasbehälter 70 beträgt ungefähr 17,5 kg/cm . Der normale Arbeltsdruck im Inneren 72 dee Hauptgehäuses 62 ist annähernd 3,15 kg/cm . Wie oben beschrieben ist die Gasdurchführung 30 nicht abgedichtet bei der unteren Klemme 38, wie dies Fig. 5 zeigt, so daß der Druck im Innern der Durchführung gleich ist dem Druck im Hauptgehäuse 62, welcher annähernd 3,15 kg/cm ist. Während des Einsatzes des Leistungsschalter« werden die Kontaktteile 64 der fixierten Kontakte 63 abgetrennt von den Kontaktteilen 67 des bewegbaren Kontaktes 66. Wenn die Kontaktflächen 64 und 67 abgetrennt sind, bildet sich ein Lichtbogen zwischen den fixierten Kontaktflächen 64 und den bewegbaren Kontaktflächen 67. Urn diesen Lichtbogen so schnell wie möglich auszulöschen, wird Hochdruckgas verwendet, um den Lichtbogen auszublasen. Das Hochdruoklsoliergas wird kontrolliert durch ein Blasventil 74, wenn das Ventil 74 versagt, kann der Druck in dem Hauptgehäuse 62 und in der Durchführung 30 ansteigebis der Lichtbogen durch eine Sicherheitszerreißscheibe 98 ausgelöscht wird. Die Unterbrecherscheibe soll bei eines Druck über 7 kg/cm blasen. Die Verwendung von Porzellan mit diesen inneren Gasdrücken ist gefährlich. Bin defektes oder beschädigte«

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Porzellan könnte zum Versagen führen und katastrophale Zerstörung verursachen. Mit der vorliegenden Erfindung kann, wie am besten aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich ist, wenn die Innenwand 28 des rohrförmigen Hauptisolierteiles 20 brechen sollte oder Risse zeigen sollte, das Isol-ier-rohr ohne Gefahr durch die .Wand 28 und zwischen die Überlappungen 33 der gestapelten flexiblen Wetterschutzvorrichtungen 10 entweichen. Bin Stützisolator 68 bestehend aus einem rohrförmigen Hauptisolierteil 20, um das in seiner länge überlappende flexible Wetterschutzvorrichtungen oder Gehäuse 10 in Reihe befestigt sind, ist auch in Pig. 5 gezeigt. Der Stützisolator 68 ist auch mit einem Druckgas gefüllt.

Pig, 7 zeigt einen flexiblen Wetterschutz 10, der besonders geeignet ist für die Verwendung in elektrischen Geräten, bei denen die Längsachse horizontal liegt. Der Wetterschutz besteht aus einem rohrförmigen Teil 12 und einem Wetterschutzteil 15, welches im allgemeinen klauenförmigen Querschnitt hat. Dieses !Ceil 15 ist längs gelagert und um das rohrförmige Teil gepreßt. Der flexible Wetterschutz 10 ist aus einem synthetischen elastischen Material gepreßt, beispielsweise Butylgummi.

Pig. 6 zeigt einen Leistungsausschalter 76 mit einer Unterbrecherseite 78 und einer gasgefüllten Durchführung 30 unter Verwendung der Hauptmerkmale der Erfindung. Die Klemme 80 und die Klemme 44- sind mit Anschlüssen versehen. Strom fließt durch einen Unterbrecher 79, die innere Verbindung 82 und durch die gasgefüllte Endbuchse 30. Wenn der Strom geöffnet wird, ziehen die beweglichen Kontakte 84 von den feststehenden Kontakten 86 weg und es schaltet aus. Wenn das rohrförmige Isolierteil 20 mit einem Unterbrecher 79 ver- . wendet wird, beträgt der Innengasdruck im vom Isolierrohr 20 gebildeten Raum 88 (Pig.6) 17,5 kg/cm . Aufgrund des hohen Druckes würde dies bei Verwendung von Porzellan ein besonders gefährlicher Platz sein. Aber bei einer Anordnung gemäß der Erfindung strömt, wenn die Isolierrohre 20 angerissen oder gebrochen sind, harmlos durch die Überlappung 33 des flexiblen Wetterschutzes 10. Die obige Beschreibung der Wirkung des

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Unterbrechers 79 ist hinreichend, um die Vorteile der Erfindung zu zeigen. Es wird auf die US-Patentschrift 3 596 028 verwiesen, die einen Unterbrecher 79 im einzelnen beschreibt.

Ein Isolator gemäß der Erfindung hat mehrere Vorteile. Er ist robuster als einer aus Porzellan und weniger empfindlich. Wenn das wetterbeständige Gehäuse versagt, wird das Versagen nicht zu stark und das Gas, welches durch das Hauptisolierrohr 20 entweicht, wird harmlos durch die Überlappung 33 des gestapelten flexiblen Wetterschutzes 10 in die Atmosphäre strömen. Wenn irgendwelche Teilendes Wetterschutzes 10 beschädigt werden, können sie aus der Röhre 20 entfernt werden und leicht und schnell ersetzt werden, ohne sie durch ein ganzes wetterbeständiges Gehäuse zu ersetzen. Die Erfindung erzeugt ein neues wetterbeständiges Gehäuse einfacher Konstruktion, welches leicht zu montieren und zu reparieren ist und zuverlässig in der Wirkung ist.

Zahlreiche Änderungen können in der oben beschriebenen Vorrichtung gemacht werden, ohne von der Erfindung abzuweichen. Diese ähnlichen Vorrichtungen fallen unter die vorliegende Erfindung.

6 Patentansprüche

7 Figuren

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Claims (6)

1. - 9 - , VPA 71/8709

   Patentansprüche .

   Isolator, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem zentralen langgestreckten Hauptisolierrohr (20) besteht, das eine Gaskammer (48) bildet und mehreren flexiblen Wetterschutzgehäusen (10), die überlappend in Reihe längs der Achse des zentralen langgestreckten Hauptrohrrohres (20) befestigt sind.
2. 2. Isolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er enthält einen zentralen Leitstift (37)» der die Spitze mit dem Ende verbindet und am oberen und unteren Ende Vorichtungen, die eine abgeschlossene Gaskammer im Innern des langgestreckten Rohrteiles erzeugen sowie Vorrichtungen, um Gas in den Hohlraum einzuführen und die Gaskammer (48) zu füllen.
3. 3. Isolator nach Anspruch 1 und 2, dadurch,gekennzeichnet, daß das flexible Wetterschutzgehäuse (.10) aus einem Rohrteil (12) und einem darauf längs angebrachten ganzen Schirmteil (14) besteht.
4. 4· Isolator nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zentrale langgestreckte Hauptisolierrohrteil (20) aus mit Harz imprägnierten Glasfasern besteht.
5. 5. Isolator nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zentrale langgestreckte Hauptisolierrohrteil (20) aus mit Epoxidharz imprägnierten Glasfäden besteht.
6. 6. Isolator nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zentrale langgestreckte Hauptisolierrohrteil (20) aus einem Rohr aus gewickelten Glasfaserbahnen, die mit Epoxidharz imprägniert sind, besteht und die flexiblen Wetterschutzgehäuse (10) aus Butylgummi bestehen.

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