CH156233A - Durchführungsisolator für Hoch- und Höchstspannung. - Google Patents

Description

  Durchführungsisolator     für    Hoch- und     Höchstspannung.       Die bis heute bekannt gewordenen Durch  führungsisolatoren für Hoch- und Höchst  spannungen, welche mit einem halb oder ganz  flüssigen oder schmelzbaren     Dielektrikum     gefüllt sind, weisen folgende Merkmale auf:  Durch einen von Isolierteilen umhüllten  Hohlraum führt der Leiter; der erwähnte  Raum ist mit dem flüssigen Isolierstoff  gefüllt.

   Um Teildurchschläge des flüssigen       Dielektrikums    bei Brückenbildung im elek  trischen Feld zu verhindern, werden dünn  wandige Rohre aus     festem    Isolierstoff ein  gebracht, welche bei ordnungsgemässem Be  trieb nur einen sehr geringen Teil des Ge  samtpotentials tragen, da die     Dielektrizitäts-          konstante    des festen Isolierstoffes in der  Regel weit höher ist als diejenige der Fül  lung. Zur Verbesserung des elektrischen  Feldes werden bisweilen in     die'Rohre    leitende  Beläge eingebracht.

   Diese Art - der Kon  struktion ergibt sehr grosse Abmessungen, da  am Leiter und an der Erdelektrode weit  grössere Beanspruchungen herrschen als im    restlichen Teil des     Dielektrikums,    so     dass     nur relativ kleine Partien desselben voll     au,#-          nutzbar    sind. Die     Vorausberechnung    solcher  Isolatoren ist unsicher. Eine andere Kon  struktion setzt als aktiven Teil der Durch  führung einen homogenen     Kondensatorkörper     in Öl; der erstere dient also als     eigentlicher     Isolator, die Ölfüllung verhindert lediglich  den Zutritt der Feuchtigkeit.

   Weiterhin sind       Kondensatordurchführungen    aus festem     Di-          elektrikum    bekannt, bei denen sich     zwischen     zwei koaxialen, festen Körpern eine     öl-          gefüllte    Trennspalte befindet. Das Öl hat  hier lediglich eine zusätzliche Kühlung oder  die Abhaltung von Feuchtigkeit zum Zweck  und sein aktives Volumen liegt demnach  nicht     in    den erfindungsgemäss     angegebenen     Grenzen. Diese Ausführungen ergeben teure  Durchführungen; die einen wegen grossem  Materialaufwand, die andern des teuren     Iso-          lierkörpers    wegen.  



  Die vorliegende Erfindung     umfasst    eine  Anordnung, welche kleinste Dimensionen der      Isolatoren bei     sicherer    Vorausberechenbar  keit und damit also beste Materialausnüt  zung, beste Betriebssicherheit bei grosser  Wirtschaftlichkeit erreichen lässt.  



  Die     Fig.    1 bis 6     stellen    schematische       Radialschnitte    von Ausführungsbeispielen  der vorliegenden Erfindung dar. 1 ist das  Leiterrohr oder ein leitender Belag von glei  chem oder annähernd gleichem Potential;  2 ist die     geerdete    Elektrode oder ein Belag  von gleichem oder annähernd bleichem Po  tential; 3 sind leitende Einlagen in zum  Beispiel     koaxialer    Anordnung; 4 und 5 sind       Dielektrika;    die     Dielektrizitätskonstante    von  5 ist grösser als diejenige von 4. Die     Fig.     1 bis 3 sind prinzipiell gleich, stellen aber  verschiedene mögliche Fälle dar.

   Durch die  einmal erfolgte Dimensionierung der Be  läge 1 bis 3 nach Länge und. Durchmesser  sind bei gegebenen     Dielektrika    die radialen  und     achsialen    Beanspruchungen gegeben.  Die     Fig.    ja bis     3a    zeigen die den     Fig.    1 bis     :;     entsprechenden radialen elektrischen Bean  spruchungen. Wäre der ganze     Raum,    mit  Material gleicher     Dielektrizitätskonstante     gefüllt, ergäbe sich Kurve 1. Es ist er  sichtlich,     da.ss    einzelne Partien viel stär  ker beansprucht sind als die übrigen, so dass  diese Teile für die Dimensionierung mass  gebend sind.

   Erfindungsgemäss wird nun an  den Stellen grösster Beanspruchung ein Ma  terial grösserer     Dielektrizitätskonstante    ver  wendet, wodurch die Beanspruchungen etwa  nach Kurve 2,     Fig.    ja bis     3a,    verlaufen.  Durch diese Anordnung sind die Unter  schiede zwischen grösster und kleinster Be  anspruchung stark verringert, eine weit  bessere Materialausnützung ist die Folge.

    Die     Fig.    la bis 3a zeigen aber auch, dass  ein ganz bestimmter, durch die geometrischen  Abmessungen und durch das Verhältnis der       Dielektrizitätskonstanten    gegebener Anteil  an Materialien mit grösserer     Dielektrizitäts-          konstante    die besten Ergebnisse     zeitigt.     Ist nämlich der Anteil an Materialien mit  grösserer     Dielektrizitätskonstante    zu klein,  so     werden    die Spitzen der Kurven 1 nur    wenig gemildert; ist er zu     groll,    so entstehen  zu grosse Feldstärken im mittleren Teil der  Kurve 2.  



  Die Berechnungen der leitenden Einlagen  für gleichmässige radiale oder gleichmässige       achsiale    Spannungsverteilung, oder für einen  Zwischenfall, führen prinzipiell zum glei  chen Resultat; im ersten Falle muss für  die Darstellung in den     Eig.    ja bis 3a als  Abszisse die "radiale Distanz", im zweiten  Falle die     "achsiale    Distanz" gewählt wer  den. Es ist selbstverständlich, dass' neben dem  eigentlichen Füllmaterial mehrere     weitere     Isolierstoffe mit verschiedener     Dielektrizi-          tätskonsetante    Verwendung finden können.  



  Bezeichnet man den Raum, begrenzt durch  den Erdbelag, die Umhüllende der Belag  enden und den Leiterbelag, als aktives Vo  lumen, so liegt für gebräuchliche     Dielektrika     der beste Gehalt an Materialien mit höherer       Dielektrizitätskonstante    zwischen 5 % und  70 % des aktiven Volumens.    Als     Dielektrilm    können dienen:     Tran3-          formeröl,    halbflüssige, plastische Massen  oder Mischungen derselben, mit     (01    oder Harz  imprägnierte Faserstoffe, keramische Stoffe  usw.

   Für die Partien, welche grössere     Di-          elektrizitätskonstanten    erhalten sollen, kann  man unter den angegebenen Stoffen mit  Vorteil einen solchen bevorzugen, welcher  sich durch     Vakuumimprägnation    eines festen  Stoffes mit dem     Hauptfüllmittel,    zum Bei  spiel Isolieröl, erhalten lässt. Dadurch kann  die     Dielektrizitätskonstante    der Kombination  durch Veränderung des Gehaltes an 01 oder       festem    Isolierstoff variiert werden. Die  Verwendung eines festen     Iolierstoffes        ist.     für die äusserste und innerste Partie zweck  mässig.

   Die leitenden Einlagen können, wie  .in     Fig.    1 bis 3 gezeigt, das ganze aktive Vo  lumen durchsetzen, oder aber nur zur Steue  rung der     Oberflächen-Spannungsverteilung     angebracht sein. Endlich können beide Ar  ten der     Verteilung    gleichzeitig angewandt  werden, wie etwa in     Fig.    4     dargestellt    ist.  Die äusserste Einlage 2 wird zweckmässig      ganz in festes Isoliermaterial eingebettet.  Die Beläge können aus Metallfolie, aus  gitterartigen Metallgebilden, aus halbleiten  den Belägen oder dergleichen bestehen.

   Es  ist denkbar, die Beläge im flüssigen oder  plastischen Material aus steifen Blechzylin  dern     herzustellen,    oder sie in dünnwandige  Rohre aus festem Isolierstoff einzubetten.  Diese insbesondere können für grosse Längen,  wie in     Fig.    5 gezeigt ist, zusammengesetzt  sein. 6 sind die Tragrohre, 7 Rohre, Um  wicklungen aus Isolierstoff usw. Zweckmässig  werden die leitenden Beläge an den     Stellen     grösster Beanspruchungen dichter gelegt.  



  Als Gefäss für den aktiven Teil sind  Umhüllungen aus Porzellan, Steingut, Hart  papier usw. verwendbar. Auf die     Dielektri-          zitätskonstante    des Umhüllungsmaterials  und auf dessen     dielektrische    Eigenschaften  ist kein besonderer Wert zu legen, da diese  Teile elektrisch nicht. mehr beansprucht sind  als die Umgebungsluft. Der Belag 2 wird  zweckmässig so lang gemacht. dass er über  die Ränder des Befestigungsflansches erheb  lich hinausreicht. Es ist auch denkbar, einen  äussern     Isolierkörper    aus festem Material  grosser     Dielektrizitätskonstante    herzustellen  und als Behälter zu benützen, wie beispiels  weise in der     Fig.    6 dargestellt ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Durchführungsisolator für Hoch- und Höchstspannung mit leitenden Kondensator einlagen und mit einfüllbarem Isolierstoff, dadurch gekennzeichnet, dass an den Stellen grösster Beanspruchung, bezogen auf durch- wegs gleichartiges Dielektrikum, feste, pla- stisclhe oder flüssige Isolierstoffe von grö sserer Dielektrizitätskonstante, als sie der einfüllbare Stoff aufweist,

   angeordnet sind und dass der Anteil an Stoffen grösserer Pi- elektrizitätskonstante nicht we nib-er als 5 , und nicht mehr als<B>70%</B> clc s aktiven Vo lumens beträgt. UNTERANSPRÜCHE: 1. Durchführungsisolator nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Isolierstoffe von grösserer Dielektrizi- tätskonstanteeine Kombination des Füll mittels mit saugfähigen Isolierstoffen von grösserer Dielektrizitätskonst.ante verwendet wird.

   2. Durchführungsisolätor nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Dielektrikum mit höherer Dielektrizitäts- konstante Hartpapier, als solches mit kleinerer Dielektrizitätskonstante <B>01</B> ver wendet wird. 3. Durchführungsisolator nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Dielektrikum mit höherer Dielektrizitäts- konstante ölimprägniertes Papier, als solches mit kleinerer Dielektrizitätskoii- stante Öl verwendet wird. 4.

   Durchführungsisolator nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der .Teil, welcher aus Material mit grösserer Dielektrizitätekonstante besteht, als Be hälter dient.