Langstab-Isolator aus keramischem Stoff. Als Hänge- oder Abspannisolatoren sind solche in, Form von Stäben aus keramischem Stoff bekannt, bei welchen zwischen den meist konisch verdickten Einspannköpfen über die ganze Länge ,des Stabes gleichmässig verteilte Schirme vorhanden sind.
Man kann derartige Isolatoren durch Ziehen oder Pressen oder auch auf sonstige Art und Weise herstellen und dabei die Schirme mit dem .Strunk -d-es Isolierstabes raus .einem Stück herstellen oder nachträglich aufbrin gen und befestigen. Solche Isolatoren sind vor allem in Form,
von Vollkernisolatoren mit konisch verdickten Einspannköpfen bekannt; es ist aber auch bekannt, zur Befestigung der an den beiden Enden der Isolierstäbe anzu bringenden Armaturen andere Befestigungs mittel, wie Bolzen und Ösen, vorzusehen.
Bei der Berechnung derartiger ;Stab- isolatoren (Vollkernisolatoren) in elektrischer und mechanischer Beziehung :spielen vor allem zwei Momente, nämlich die Über- schlagslänge und der sogenannte Überschlags weg eine, Rolle.
Die Üb,erschlagslänge (mit lk bezeichnet) ist @dia :Strecke zwischen den.am nächsten liegenden, im Betriebe unter,den Be triebspotentialen stehenden, an den Enden. des Isolierstabes angreifenden metallischen Teilen an den Porzellanschirmen entlang (vergl. Abb. 1).
Demgegenüber ist der tatsächliche überschlagsweg (mit l" bezeichnet) zu unter- scheiden,der nicht mit einem Kri!ech-#veg ver wechselt werden darf.
Die Ermittlung des Überschlagswe@ges erfolgt nach der für die betreffende Isolatortype geforderten elektri- schen Überschlagsapannung bei Regen, von ,der zum Beispiel nach den Vorschriften des VDE die Festsetzung der zulässigen Be triebsspannung abhängig ist.
Hierbei wird die beregnete obere Seite -der Porzellan- schirme nicht in die Berechnung einbezogen. Man kann .den überschlagsweg am besten da- ,durch feststellen, @dass vom Schirmrand zum Stabs trunk unter einem Winkel von 45 eine Linie e ,gezogen (siehe Abb. I)
und deren Länge gemessen und die Summe dieser Ent fernungen gebildet durch Vervielfachung der gemessenen Länge mit der Anzahl der Schirme, ermittelt wird. In dem Verhältnis von Überschlag-slänge zu Überschlagsweg ist also zugleich auch enthaltender .Durchmesser der Schirme- deren Anzahl und auch der Durchmesser des Stabstrunhas.
Es sind wohl schon Isolatoren bekannt, bei denen der Schirmdurchmesser zu dem Strunkdurehrnesser in einem bestimmten Ver hältnis steht; es zeigt sich aber bei derartigen Ausführungsiormjen, dass das Verhältnis von Übersehlagslänge lk zum Übersclilagsweg 1U ein unglinstigfs ist, was insbesondere an einer zu bringen Anzahl der bei derartigen Isola Loren vorhandenen Schirme liegt.
Umgekehrt sind namentlich Vollkernisolatoren bekannt, bei -denen zwar das Verhältnis von Über schlagslänge zu Überschlagsweg ein günsti geres ist, aber der Sehirmudurehmesser ist im Verhältnis zum Stabstrunk.durchmesser un günstig.
So ist es beispielsweise bei den be kannten Vollkernisolatoren mit verdickten Einspannköpfen nicht so ohne weiteres mög lich, sie zwecks Erhöhung der elektrischen Überschlagsspannung und -damit Steigerung der zulässigen Betriebsspannung unter Beibehaltung der sonstigen Abmessungen (Schirm- und S-trunkdurchmesser, sowie Schirmabstand) einfach zu verlängern, denn dann entstehen Porzellankörper,
die sich in einwandfreies- Form nicht mehr herstellen lassen und eine verringerte mechanische Festigkeit, sowie erhöhte Bruchgefahr auf- weisen.
Die Untersuchungen, die zu der vorliegen den Erfindung geführt haben, richteten sich insbesondere darauf, festzustellen, ob es zwi schen Stablänge und .Stabstrunkdurohmesser, ferner zwischen der Grösse ,des Schirmdurch- messer3 und derjenigen des Stabstrunkdurch- messens besondere Beziehungen gibt und ob und inwieweit die Anzahl der Schirme, z. B.
im Vergleich zum Durchmesser .der Schirme, eine Rolle spielt. Diese Fragen sind deshalb von besonderer Bedeutung, @ -#veil es bei Ver- %" endung von Stabisolatoren (Vollkernisola- toren) für liih,ero und höchste Leistungs- fähigkeiten darauf ankommt,
Jie Isolatoren in wesentlich grösserer Länge als bei den bis her bekannten -zlusfülirungsfo.rmen herzustel len. Eine einfache Verhingerung .der bisher bekannten Isolatoren ist aber aus den an gegebenen Gründen nicht möglich. Man hat versucht, die Schwierigkeiten dadurch zu be seitigen, dass man mehrere kürzere Stabisola- toren, die jeweils an ihren Enden mit- Arma.- taren versehen sind,
durch Zwisclienfügen zum Beispiel eines Klöppels aneinandergereilit hat. Dies ist aber gerade hinsichtlich der Verwendung für höhere 13,etriebsspa.nnungen iiusserst ungünstig, weil die in der Stabreihe liegenden, metallenen Armaturen und Klöppel eine Gefahrenquelle in elektrischer Bezie- liung darstellen,
indem sie zum Beispiel die kaskadenfö rinige Ausbildung des Lichtbogens ei@mö"-;liclien. womit eine erhöhte Abbra.nd- gefa.hr für die keramischen Schirme vorliegt.
Die durchgeführten. Versuche haben nun ergeben, dass tatsächlich bestimmte Gesetz- inässigkeiten in den Verhältnissen zwischen den einzelnen Dimensionen vorliegen und, falls diese ein7elnen: Grössenverhältnisse rich tig gewählt werden, La.ngstabisolatoren ent stehen, die in einfacher Weise z.
B. durch Pressen oder Ziehen auch auf grosse Länge herstellbar sind und in elektrischer Bezie liung höchsten Anforderungen gerecht wer den. Die Erfindung bezieht sich demgemäss auf einen Langstabisolator aus keramischem Baustoff mit über seine Länge zwischen den konisch verdickten Einspannköpfen gleich mässig verteilten Schirmen. und besteht darin, dass das Verhältnis .der Isolierstablänge zum Durchmesser des Stabstrunkes wenigstens 7,.5 :
1. beträgt, zugleich der -Schirmdurch- me,sser wenigstens doppelt so gross als der Stabdurelime>ser ist und schliesslich das Ver hältnis des Überschlagsweges zur Überschlags länge mindeztens 1 :1,5 (also 0;67 und mehr) beträgt.
In Abb. 1 ist ein Ausführungsbeispiel des Isolators nach der Erfindung dargestellt. Veranschaulicht ist ein mit Vollkern aas gestatteter Stabissolator a mit verdickten Ein spannköpfen an den Enden, auf welche me tallene Kappen b in. bekannter Weise auf gekittet sind. Die gesamte Länge des Por zellanstabes beträgt l,. Über diese Länge sind in gleichmässigem Abstand Schirme c verteilt, deren Durchmesser DB beträgt.
Der Durch messer des Stabstrunkes a ist D3. Angedeutet ist ferner durch eine gestrichelte Linie d die Überschlagslänge l1,. Angedeutet ist ferner die an sich bekannte Ermittlung des Über- schlagaweges l,
. Die Linie<I>e</I> ist unier einem Winkel von 45<B>'</B>vom Schirmrand zum Strunk gezogen, der Überschlagswegerrechnet sich aus der Summe, also der Entfernung e ver- yielfacht um die Anzahl der Schirme c, wo bei bei der tatsächlichen Berechnung zu be achten ist,
dalss am untersten Porzellanschirm in Richtung gegen die untere Kappe b eine Verkürzung der Streck-- e zu berücksichtigen ist.
Dem dargestellten Langstabiso.laIor ist ein Verhältnis von Stablänge h, zu Strunkdurch- messer D3 von 15 :
1 gegeben. Hieraus, näm lich aus der Forderung, dass der .Schirm- durchmesser wenigstens doppelt so gross als der Strunkdurchmnesser sein muss, ergibt sich der Schirmndurehmnesser DS. Damit aber allein würde .den hohen Beanspruchungen des Isola- tors noch nicht Genüge geleistet sein, denn es kommt noch darauf an, dass das Verhältnis des Überschl.agswe,
ges l" zur Überschlags- länge h{ :das richtige ist, also mindestens 1 : 1,5 beträgt. Unter Zugrundelegung eines derartigen richtigen bezw. günstigsten Ver- hältnisses von Überschlagsweg zu Über- schlagslänge. wie z.
B. 1 : 1,5, errechnet sich an Hand der übrigen gegebenen Grössen die Anzahl der Sohirme c, die beim Ausführungs beispiel 11 beträgt. Eine Verminderung der Schirmzahl auch nur um einen einzigen würde bedeuten, dass der Überschlagsweg lü herabgesetzt wird. Dann aber würde ein Teil der Überschläge nicht mehr zwischen den bei aderartigen Isolatoren vorgesehenen Schutz ringen, sondern von :Schutzring zu Kappe oder gar von Kappe zu Kappe erfolgen.
Aus .den angegebenen Grössenverhältniss en errech- net sich daher die Zahl der Schirme c beim angegebenen Ausführungsbeispiel auf min.- desten9 11 Stück.
Zur Erleichterung der Berechnung der artiger Isolatoren kann die Anzahl der Schirme als Funktion des Sehirmdurch- messers, und ferner auch der Abstand der ein zelnen Schirme c in der Achsrichtung dies Stabes ca Nebenfalls als Funktion des Schirm- durchmessers in einem Diagramm verankert werden.
Abb. 2 veranschaulicht ein derartiges Diagramm, in welchem der Schirmabstand mit x bezeichnet ist. Hat man an Hand:
der gewählten bezw. berechneten Stablängen, Strunkdurchriesser sowie Schirmdurchmesser beispielsweise festgestellt, @dass der Schirm- durchmeser D, 16 cm beträgt, so ergibt sich aus dem Diagramm, dass. die Anzahl der ,Schirme mindestens 11 betragen muss. und man mit nur 10 Schirmen nicht mehr aus kommen würde.
Wird beispielsweise bei dem angegebenen Ausführungsbeispiel der Schirm- durchmesser etwa aus keramischen oder Festigkeitsgründen auf 13 cm herabgemin- dert, so müsste, wie das Diagramm nach Abb. 2 veranschaulicht, die Zahl ,der Schirme auf 1.7 steigen.
Die Erfindung bietet die Möglichkeit, Langstabisolatoren sehr grosser Länge her- zustellen und dabei :sowohl die elektrischen, als auch .die mechanischen Festigkeiten in äusserst günstiger Weise zu berücksichtigen. Diese bietet vor :allem die Möglichkeit, als Hänge- oder Abspannisolatoren solche mit nur einem einzigen Langstab zu verwenden, .der also nur an seinen: beiden;
freien Enden mit metallenen Armaturen versehen zu wer .den braucht. Man erspart gegenüber :den bisher bekannten Is:
oliers.tabketten die Zwi- schenschaItung weiterer Armaturen an den Enden .der einzelnen aneinandergeketteten kürzeren Isolierstäbe, man vermindert die Überschlags.gefahr, vermeidet einen höheren Metallverbrauch und beseitigt die Schwierig keiten, die mit dem genauen Einkitten der artiger Metallarmaturen bekanntlich verbun den sind.
Es braucht nicht erwähnt zu wer- den, dass es auf die Art der an den Duden des haugstabisolators angebrachten Armatu ren und ihrer Befestigung an dem Isolier- körper beim Erfindungsgegenstande nieltt an kommt.