CH633651A5

CH633651A5 - Electrically non-conductive hollow-profiled component

Info

Publication number: CH633651A5
Application number: CH907278A
Authority: CH
Inventors: Armin Piur
Original assignee: Micafil Ag
Priority date: 1978-08-28
Filing date: 1978-08-28
Publication date: 1982-12-15
Also published as: DE2841717A1; FR2435111A3; IT7922355U1; IT7922355V0; FR2435111B3; IN151383B

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisch nichtleitendes Hohlprofilbauteil mit einem aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehenden Kern, an dessen Enden Befestigungselemente angeordnet sind, inbesondere für SFs-(Schwefelhexafluorid-) gasisolierte Apparate und Anlagen in Hoch- und Höchstspannungsbereichen.

Es ist bereits bekannt, elektrisch isolierende Bauteile zum Schutz gegen aggressive glasangreifende Spaltprodukte des SFe-Isoliergases aus kunstharzimprägnierten Polyesterfasern aufgebauten Schichtpressstoffen zu verwenden.

Ein Nachteil besteht hierbei darin, dass bei derartigen, ohne einen Glasanteil aufgebauten Schichtpressstoffen, die Polyesterfasern im Vergleich zu den Glasfasern eine schlechtere interlaminare Scherfestigkeit, einen niedrigeren E-Modul, eine niedrigere thermische Belastbarkeit und allgemein schlechtere mechanische Eigenschaften aufweisen.

Deshalb wurde bereits vorgeschlagen, derartige elektrisch nichtleitende Profilbauteile in Sandwichbauweise herzustellen, die aus einem kraftaufnehmenden glasfaserverstärkten Kern und einer Polyester-Ummantelung (PES/GFK/PES) besteht.

Nachteilig wirkt sich dabei aus, dass an den Stirnseiten des Profilbauteiles die Glasfaserschnittstellen des glaserfaserverstärkten Schichtpressstoffes mit den bei Glimmentladungen entstehenden Gasbildungen mit diesen SFs-Isoliergas-Spaltpro-dukten in Berührung kommen, wobei sich Fluorwasserstoff (HF) mit eventuell vorhandener Feuchtigkeit durch Kondensatbildung in Fluorwasserstoffsäure, d.h. Flusssäure umwandeln kann, die Quarz auflöst und dadurch die Glasbestandteile angreift.

Ein weiterer erheblicher Nachteil ist darin zu sehen, dass bei einer Schraubenverbindung zwischen dem Profilbauteil und der Befestigungsarmatur durch das Gewindeschneiden an der Oberfläche der Enden des Profilbauteiles Glasfaserschnittstellen freigelegt werden, die mit den glaszersetzenden Spaltprodukten des SFe-Isoliergases in Berührung kommen können.

Um die Glasfasern gegenüber den SFe-Isoliergas-Spaltpro-dukten zu schützen, ist bereits der Vorschlag gemacht worden, die freigelegten Glasfaserschnittstellen mit einer Lackschicht zu überziehen.

Eine relativ dünne Schicht dieser Nachlackierungen gibt jedoch nicht den erforderlichen Schutz, denn durch Diffusion können die SFs-Isoliergas-Spaltprodukte bis zum glasfaserverstärkten Kern des Profilbauteiles gelangen und den Glasanteil angreifen und damit den Isolierbauteil zerstören.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Bauteil der eingangs genannten Art zu schaffen, das einen zuverlässigen und dauerhaften wirksamen Schutz des Glasanteiles, insbesondere der Glasfaserschnittstellen, gegenüber den SFe-IsoIiergasspaltpro-dukten gewährleistet.

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Oberflächen des Kernes mit einem Schutzmantel versehen sind und die Enden des Hohlprofilbauteiles konisch ausgebildet sind, auf welchen Enden konisch ausgebildete Befestigungselemente so angeordnet sind, dass die konischen Flächen des Kernes an den Enden des Hohlprofilbauteils durch die konischen Flächen der Befestigungselemente gasdicht abgedeckt und die Befestigungselemente mit den Enden des Hohlprofilbauteiles kraftschlüssig verbunden sind.

Durch die erfindungsgemässe Anordnung und Verbindung der Enden des Hohlprofilbauteiles mit den Befestigungsele-

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menten wird gegen die glasangreifenden SFe-Isoliergasspalt- schwächere Polyester-Material gewährleistet ist. Die Schrau-produkte eine gasdichte Abdeckung der Glasfaserschnittstel- benverbindung 8,9 kann zusätzlich auf den Gewindeflächen len des glasfaserverstärkten Kernes gewährleistet und somit eine Verklebung aufweisen. Die ineinandergreifenden koni-eine Voraussetzung für eine dauerhaft wirksame elektrische sehen Gewindeflächen werden so angeordnet, dass die an der Isolierung in der SFs-Isoliergastechnik geschaffen. 5 Oberfläche des Endes des Hohlprofilbauteiles 1 durch Schnei-

Es ist zweckmässig, dass der Schutzmantel aus einem Aus- den des Gewindes 8 freigelegten Glasfaserschnittstellen durch sen- und Innenmantel gebildet wird und aus siliziumfreien die konische Fläche des Gegengewindes 9 des Befestigungsele-

Fasern, vorzugsweise Polyesterfasern, besteht. mentes 7 gasdicht abgedeckt werden, so dass die glasangreifen-

Es ist ferner zweckmässig, dass der Schutzmantel aus kunst- den Spaltprodukte des SFs-Isoliergases, die während der harzimprägnierten, lagengewickelten Polyesterendlosfäden, 10 Glimmentladungen entstehen, den Glasanteil des GFK-Kernes überlappt bandgewickelten und/oder bahngewickelten Poly- 2 nicht angreifen können, wodurch eine dauerhaft wirksame esterflächengebilden, vorzugsweise aus Gewebe und/oder elektrische Isolierung in der SFs-Isoliergastechnik gewährlei-

Vliesstoff, besteht. stet ist.

Es empfiehlt sich, dass der aus Aussen- und Innenmantel In Fig. 2 ist das Ende des Hohlprofilbauteiles 1 mit einer gebildete Schutzmantel aus Giessharz besteht oder der glas- )5 konisch auslaufenden Aussenfläche 5' des mit Schutzmantel 3 faserverstärkte Kern in einem Giessenharzschutzmantel einge- versehenen GFK-Kernes 2 dargestellt, die in eine konische kapselt ist. Innenfläche 12' des Befestigungselementes 7' eingesetzt ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die kraftschlüssige Ver- Die kraftschlüssige Verbindung zwischen den konischen Flä-bindung durch eine Klebeverbindung gebildet ist. chen 5', 6' wird durch eine Klebevorrichtung 11 ', 12' herge-

Nach einer bevorzugten Ausführungsform können die aus 20 stelt, wobei wiederum die konische Fläche 6' des Befestigungs-Gewinde des Hohlprofilbauteiles und Gegengewinde der Befe- dementes 7' die freigelegten Glasfaserschnittstellen an der stigungselemente gebildeten Schraubverbindungen als Innen- Fläche 5' des konisch ausgebildeten GFK-Kernes 2 gegenüber und/oder Aussengewinde ausgebildet sein. der Aussenatmosphäre gasdicht abgedeckt wird. Die konische

Mit dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Ausbildung des Hohiprofilbauteiles 1 bringt zusätzlich können in vorteilhafter Weise kraftumsetzende Schraubenver- 25 gegenüber den üblichen senkrechten Stirnseiten eine mehr-bindungen verwendet werden, bei welchen die durch Gewinde- fache Flächenvergrösserung der Klebeverbindung 11 ', 12' mit schneiden an den Enden des Hohlprofilbauteiles freigelegten sich.

Glasfaserschnittstellen des glasfaserverstärkten Kernes gas- In beiden Anwendungsbeispielen muss der aus silizium dicht abgedeckt werden. freien Fasern bestehende Schutzmantel 3 an den Innen- und

Durch die konische Schraubenverbindung zwischen den 30 Aussenmantelflächen des GFK-Kernes 2 mindestens eine Enden des Hohlprofilbauteiles und den Befestigungselementen Wandstärke von etwa 1 mm aufweisen. Dadurch wird die wird gegenüber den normalen zylindrischen Schraubenverbin- Gefahr einer Diffussion der glasangreifenden SFe-Isoliergas-dungen zusätzlich eine gleichmässigere Belastung über den spaltprodukte bis zur GFK-Kernschicht 2 vermieden, denn der gesamten Querschnitt der Hohlprofilwandung, vorzugsweise Schutzmantel 3, vorzugsweise aus Polyesterfasern, ist so stark, der Rohrwandung, erreicht, wodurch eine bessere Krafteinlei- 35 dass die Gasdiffussion praktisch beherrschbar ist. Bei den inein-tung in den glasfaserverstärkten Hohlprofilbauteil ermöglicht andergreifenden konischen Flächen 5,6 der Schraubenverbin-wird. dung 8,9 gemäss Fig. 1 und der konischen Flächen 5', 6' der

Gemäss einer weiteren Massnahme kann zusätzlich zur Klebeverbindung 11 ', 12' gemäss Fig. 2 wird entsprechend den Schraubenverbindung zwischen den konischen Flächen des Gesamtprofil- und GFK-Kerndurchmessern eine vorbestimmte Hohlprofilbauteiles und den konischen Flächen der Befesti- 40 Konizität vorgesehen. Der Schutzmantel 3 kann aus kunstharz-gungselemente eine Verklebung vorgesehen sein. imprägnierten, lagengewickelten Endlosfäden, überlappt band-

Es ist weiter auch zweckmässig, dass am Ende des Hohlpro- gewickelten und/oder bahnengewickelten Flächengebilden, filbauteiles ein Stützring angeordnet ist, der zum Hohlprofil- vorzugsweise aus Gewebe, Vliessstoff od.dgl. bestehen, wobei bauteil zusätzlich eine Verklebung aufweisen kann. in vorteilhafter Weise Polyesterfasern verwendet werden. Der

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des erfindungs- 45 Schutzmantel 3 könnte auch so hergestellt werden, dass der gemässen Hohlprofilbauteiles vereinfacht dargestellt. GFK-Kern 2 mit Giessharz umgössen wird, wobei entweder

Es zeigten nur dessen Mantelflächen oder eine vollständige Umhüllung

Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch eine Schrauben- des Kernes 2 erfolgt. Die Ausführungsform gemäss Fig. 1 Verbindung, könnte anstelle einer Schraubenverbindung 8,9 lediglich eine

Fig. 2 einen teilweisen Längsschnitt durch eine Klebever- 50 Klebeverbindung (nicht dargestellt) und umgekehrt die Ausfüh-bindung gemäss Fig. 1. rungsform gemäss Fig. 2 könnte anstelle der Klebeverbindung

Gemäss Fig. 1 besteht ein Hohlprofilbauteil 1 aus einem 11 ', 12' eine Schraubenverbindung (nicht dargestellt) aufwei-mechanisch tragenden glasfaserverstärkten sogenannten sen. Inbesondere bei dünnen Wandstärken des Hohlprofilbau-

GFK-Kern 2, dessen Innen- und Aussenoberflächen mit einem teiles 1 ist es zweckmässig, zusätzlich einen Stützring 10,10' Schutzmantel 3, vorzugsweise aus kunstharzimprägnierten 55 vorzusehen, der gemäss Fig. 1 ausserhalb und gemäss Fig. 2 Polyesterfasern, überdeckt sind. In der Zeichnung ist nur das innerhalb des Endes des Hohlprofilbauteiles 1 angeordnet ist. eine Ende des Hohlprofilbauteiles 1 dargestellt. Das Hohlprofil- Der Stützring 10,10' kann zusätzlich zum Hohlprofilbauteil 1 bauteil 1 weist an seinem Ende eine, beispielsweise als Redu- noch verklebt werden. Bei geometrisch anspruchsvollen Profizierstück ausgebildete, Schraubenverbindung 8,9 auf, bei wel- len könnten an beiden Kanten der Befestigungselemente 7,7 ' eher ein konisches Innengewinde 8 des mit Schutzmantel 3 ver- 60 gegenüber dem mit Schutzmantel 3 versehenen GFK-Kern 2 sehenen GFK-Kernes 2 mit einem Aussengewinde 9 eines Befe- zusätzlich (nicht dargestellt) SFe-Isoliergas beständige Dich-stigungselementes 7, beispielsweise aus Metall, kraftschlüssig tungsringe angeordnet sein.

verbunden ist. Die Gewindeform ist derart gewählt, dass die Derartige Hohlprofilbauteile können insbesondere für auftretenden Zugkräfte in Umfangsrichtung teilweise in Druck- Schaltrohre, Löschkammer u.dgl. verwendet werden, können kräfte umgesetzt werden können. Vorzugsweise werden Rund- 65 jedoch auch bei einem grossen Teil des SFs-Bauteilprogram-gewinde, die eine kleinere Kerbwirkung hervorrufen, verwen- mes, wie Stützisolatoren, Schutzzylinder, Distanzstücke, Tra-det, wodurch eine gute Krafteinleitung in das mechanisch grohre u.dgl. eingesetzt werden.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

633651 PATENTANSPRÜCHE

1. Elektrisch nichtleitendes Hohlprofilbauteil (1) mit einem aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehenden Kern (2), an dessen Enden Befestigungselemente (7,7') angeordnet sind, insbesondere für Schwefelhexafluorid-(SF6-)gasisolierte Apparate und Anlagen in Hoch- und Höchstspannungsbereichen, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen des Kernes (2) mit einem Schutzmantel (3) versehen sind und die Enden des Hohlprofilbauteiles (1) konisch (5,5') ausgebildet sind, aufweichen Enden konisch (6,6') ausgebildete Befestigungselemente (7,7') so angeordnet sind, dass die konischen Flächen (5,5') des Kernes (2) an den Enden des Hohlprofilbauteils (1) durch die konischen Flächen (6,6') der Befestigungselemente (7,7') gasdicht abgedeckt und die Befestigungselemente (7,7') mit den Enden des Hohlprofilbauteiles (1) kraftschlüssig verbunden sind.

2. Hohlprofilbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzmantel (3) aus einem Aussen- und einem Innenmantel gebildet wird.

3. Hohlprofilbauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzmantel (3) aus siliziumfreien Fasern, insbesondere Polyesterfasern, besteht.

4. Hohlprofilbauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzmantel (3) aus kunstharzimprägnierten, lagengewickelten Polyesterendlosfäden besteht.

5. Hohlprofilbauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzmantel (3) aus kunstharzimprägnierten, überlappt bandgewickelten Polyesterflächengebilden, insbesondere aus Gewebe, besteht.

6. Hohlprofilbauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzmantel (3) aus kunstharzimprägnierten, bandgewickelten Polyesterflächengebilden, insbesondere aus Gewebe, Vliesstoff, besteht.

7. Hohlprofilbauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der aus Aussen- und Innenmantel gebildete Schutzmantel (3) aus Giesharz besteht.

8. Hohlprofilbauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (2) in einem Giessharzschutzmantel (3) eingekapsel ist.

9. Hohlprofilbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kraftschlüssige Verbindung durch eine Klebeverbindung (11', 12') gebildet ist.

10. Hohlprofilbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kraftschlüssige Verbindung eine Schraubenverbindung (8,9) ist.

11. Hohlprofilbauteil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die aus Gewinde (8) des Hohlprofilbauteiles (1) und Gegengewinde (9) der Befestigungselemente (7) gebildete Schraubenverbindung (8,9) als Innengewinde ausgebildet sind.

12. Hohlprofilbauteil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die aus Gewinde (8) des Hohlprofilbauteiles (10) und Gegengewinde (9) der Befestigungselemente (7) gebildete Schraubenverbindung (8,9) als Aussengewinde ausgebildet sind.

13. Hohlprofilbau teil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Ende des Hohlprofilbauteiles (1) der aus Gewinde (8) des Hohlprofilbauteiles (1) und Gegengewinde (9) des Befestigungselementes (7) gebildete Schraubenverbindung (8,9) als Innengewinde und das andere Ende des Hohlprofilbauteiles (1) als Aussengewinde ausgebildet sind.

14. Hohlprofilbauteil nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Schraubenverbindung (8,9) zwischen den konischen Flächen (5) des Hohlprofilbauteiles (1) und den konischen Flächen (6) der Befestigungselemente (7) eine Verklebung vorgesehen ist.

15. Hohlprofilbauteil nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende des Hohlprofilbauteiles (1) ein Stützring(10' bzw. 10) angeordnet ist.

16. Hohlprofilbauteil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (10,10') zum Hohlprofilbauteil (1) zusätzlich eine Verklebung aufweist.