DE3036607C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kunstharzisolator mit einem faserverstärkten Kunststoffstab gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der DE-OS 29 05 150 ist bereits ein Kunstharzisolator mit einem faserverstärkten Kunststoffstab, Metallarmaturen, die die beiden Enden des faserverstärkten Kunststoffstabes erfassen, und mit einem einstückigen nahtlosen Überzug aus elastischem Isoliermaterial bekannt, der die gesamte Oberfläche des faserverstärkten Kunststoffstabes zwischen den Metallarmaturen bedeckt und an dessen Außenseite mehrere Isolatorschirme angeordnet sind. Bei dieser bekannten Konstruktion sind die Enden des Überzugs zwischen den Hülsenabschnitten der Metallarmaturen und dem Glasfaserstab eingespannt und in den Metallarmaturen durch Druck der Hülsenabschnitte in radialer Richtung befestigt und abgedichtet. Das wesentliche dieser bekannten Konstruktion besteht darin, daß auf einem aus mechanisch verstärktem Kunststoff bestehenden Stab aus Elastomermaterial hergestellte, mit Bohrungen versehene Schirme, die einen Durchmesser geringfügig größer als der Stabdurchmesser aufweisen, aufgeschoben sind, wobei die Schirme miteinander fest und dicht zu einer Schirmanordnung verbunden sind, die unter axialer Zugspannung steht, und wobei die Enden der Schirmanordnung fest mit dem Stab und/oder der Armatur verbunden sind. Durch diese spezifische Ausbildung des Kunstharzisolators soll ein sicherer Einsatz auch in höheren Spannungsbereichen gewährleistet werden.

Aus der DE-OS 28 32 543 ist ein elektrischer Isolator für durchschnittliche, hohe oder sehr hohe Spannungen sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung bekannt. Bei dieser bekannten Konstruktion ist der von einem Überzug umgebene Glasfaserstab mit dem Überzug selbst verklebt.

Aus der US-PS 38 98 372 ist ein Isolator mit einem zentralen Kunststoffstab und einem äußeren Überzug bekannt, der auch mit Isolatorschirmen versehen ist. Bei dieser bekannten Konstruktion besteht der Überzug aus einzelnen Abschnitten, die aufeinanderfolgend auf den zentralen Stab aufgeschoben werden.

Aus der DE-OS 25 09 607 ist ein Stabilisator und ein Verfahren zur Herstellung desselben bekannt, der aus einem glasfaserverstärktem Kunststoffstab, einer äußeren Umhüllung aus elektrisch isolierendem Material und konisch ausgebildeten Stabenden zwecks Verbindung mit Metallfassungen besteht. Das wesentliche dieses bekannten Stabilisators besteht darin, daß die Umhüllung Innenabmessungen aufweist, die geringer sind als die Außenabmessungen der konisch ausgebildeten Stabenden. Bei dieser bekannten Konstruktion ist der Spalt zwischen dem Stab und der Innenfläche der Umhüllung mit einem Füllmaterial gefüllt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, einen Kunstharzisolator der angegebenen Gattung insbesondere hinsichtlich eines erhöhten Widerstandes gegen Erosion aufgrund der Einwirkung von Sonnenlicht, Regen und Kälte und elektrischen Entladungen und damit hinsichtlich seiner Lebensdauer zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Kunstharzisolators wird erreicht, daß keine in Richtung auf die Grenzfläche verlaufende Erosion auftreten kann, die bei herkömmlichen Isolatoren zur Zerstörung führt und daß außerdem das Austreten des Isoliermaterials und das Eindringen von Wasser und sonstigen Stoffen in den Bereich zwischen verstärktem Kunststoffstab und dem Überzug vollkommen vermieden wird. Dadurch erhält der erfindungsgemäße Kunstharzisolator eine sehr hohe Lebensdauer.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 6.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine zur Hälfte parallel zu Längsachse aufgeschnittene Ansicht eines herkömmlichen Kunstharzisolators;

Fig. 2 eine Axialschnittdarstellung des wesentlichen Abschnitts des Überzugs eines herkömmlichen Kunstharzisolators gemäß Fig. 1 in vergrößertem Maßstab;

Fig. 3a eine Vorderansicht, teils im Längsschnitt, eines Isolators mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 3b eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung des wesentlichen Teils eines Überzugs des Kunstharzisolators gemäß Fig. 3a im Axialschnitt;

Fig. 4 eine wiederum teils achsparallel geschnittene Teilansicht eines anderen Ausführungsbeispiels des Kunstharzisolators;

Fig. 5 ein die Beziehung zwischen Längung der Überzugsoberfläche und der Erosionstiefe darstellendes Diagramm;

Fig. 6 eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung der Innenringe in Fig. 3a;

Fig. 7 eine teils längsgeschnittene Frontansicht des Isolators aus Fig. 3a im Ausschnitt;

Fig. 8 ein Schaubild, das die Beziehung zwischen dem Verhältniswert des Durchmessers eines verstärkten Kunststoffstabs zum Innendurchmesser der Innenringe auf dem Überzug und der Längung der Außenfläche des Überzugs wiedergibt;

Fig. 9 ein Schaubild, das die Beziehung zwischen der Zahl wiederholter Abkühlungs- und Erwärmungszyklen und der dielektrischen Durchschlagsfestigkeit der Grenzfläche zeigt;

Fig. 10 eine teils längsgeschnittene Ansicht des Endbereiches des Überzugs und der Auswirkung einer Metallhülse auf diesen;

Fig. 11 eine Ansicht ähnlich Fig. 10 mit einer bevorzugten Gestaltung der Metallhülse; und

Fig. 12 einen teils achsparallel längsgeschnittenen herkömmlichen Kunstharzisolator mit Darstellung des Stromverlaufs bei einem Isolationsdurchschlag.

Zum besseren Verständnis für den Kunstharzisolator nach der Erfindung wird zunächst ein typischer herkömmlicher Kunstharzisolator anhand der Fig. 1 und 2 beschrieben.

Dieser enthält einen verstärkten Kunststoffstab 1, auf dessen beide Enden Metallarmaturen 2 aufgesetzt sind, während mehrere Überzugselemente 3 die gesamte Oberfläche des verstärkten Kunststoffstabs 1 zwischen den Metallarmaturen 2 umgeben und dabei ineinandergreifend aufeinandergesteckt sind, wobei auch die Enden der Metallarmaturen 2 dort, wo sie den verstärkten Kunststoffstab umschließen, umgriffen werden. Jedes Überzugselement besteht aus einem elastischen Isoliermaterial wie Äthylenpropylengummi o. dgl. von vorgegebener Gestalt und trägt einen Isolatorschirm 11. Damit sich bei einem solchen Isolator kein Spalt an der Grenzfläche 4 zwischen dem verstärkten Kunststoffstab 1 und den Überzugselementen 3 ausbildet und damit die Berührungsbereiche 5 aneinandergrenzender Überzugselemente 3 abgedichtet sind, wird ein pastoses Dielektrikum-Material 6 wie Silikonfett o. dgl. in den Bereich der Grenz- oder Übergangsfläche 4 eingefüllt, wie in Fig. 1 dargestellt, oder der Stab 1 wird mit den Überzugselementen 3 an der Grenzfläche 4 verklebt, und die aneinandergrenzenden Überzugselemente 3 werden miteinander an den Berührungsflächen 5 mittels eines Klebers o. dgl. verbunden. Bei Isolatoren der beschriebenen Art werden die einzelnen Überzugselemente, von denen jedes einen Isolatorschirm besitzt, aufeinander gewissermaßen gestapelt, so daß solche Isolatoren folgende schwerwiegende Nachteile aufweisen.

Bei einem herkömmlichen Isolator, bei dem in den Zwischenraum 4 ein pastoses Dielektrikum-Material 6 wie Silikonfett o. dgl. eingefüllt ist, werden, um ein Austreten des Silikonfettes aus dem Zwischenraum 4 oder das Eindringen von Wasser in den Zwischenraum zu vermeiden, die Überzüge 3 um etwa 7% in radialer Richtung durch den verstärkten Kunststoffstab 1, der in sie hineingesteckt wird, aufgeweitet, so daß die Überzüge 3 den Stab 1 fest umspannen, und außerdem werden die Überzüge 3 in axialer Richtung zwischen die beiden Metallarmaturen 2, 2 gepreßt, damit einerseits zwischen dem verstärkten Kunststoffstab 1 und den Überzügen 3 und zwischen aneinandergrenzender Überzüge 3 Druck herrscht. Diese Abdichtung ist jedoch für den praktischen Gebrauch unzureichend. Da außerdem die Überzüge 3 in axialer Richtung zusammengedrückt sind, wird ihr Durchmesser weiter vergrößert, so daß sich die Außenfläche der Überzüge in Umfangsrichtung noch stärker dehnt.

Bei der Aufweitung der Überzüge 3 in Umfangsrichtung wird selbstverständlich die Oberfläche gestreckt, was zu Brüchen der Molekularketten des elastischen Isoliermaterials wie Silikon, Gummi oder Äthylenpropylengummi und dgl. führt, so daß das elastische Isoliermaterial sehr schnell erodiert und verdirbt. Darüber hinaus wird die Schulter x im Berührungsbereich 5 aneinandergrenzender Überzüge 3 sehr schnell oxidiert und aufgrund der großen spezifischen Oberfläche beschädigt. Da die Überzüge in axialer Richtung komprimiert werden, tritt in der Schulter x besonders hohe Beanspruchung auf, und die Schulter wird in hohem Maße gedehnt, wodurch sie noch leichter zerstört wird. Allgemein kann gesagt werden, daß die Erosion in Richtung senkrecht zur Dehnungsrichtung fortschreitet. Zusätzlich wird die Oberfläche der Überzüge 3 aufgrund kleinster Entladungen, die bei Regen auf der Oberfläche der Überzüge auftreten, erodiert, und diese Erosion nimmt schnell bis zur Gestalt von Rillen in Richtung senkrecht zur Dehnungsrichtung zu, d. h. in Richtung auf die Grenzfläche 4 zwischen dem Stab 1 und den Überzügen 3 aufgrund der oben beschriebenen Verschlechterung der Schulter. Diese gerichtete Erosion erreicht die Grenzfläche 4 zwischen den Überzügen 3 und dem Stab 1 in sehr kurzer Zeit, so daß dann das pastose Dielektrikum-Material 6 austreten und Wasser eindringen kann, wodurch der Isolationsdurchschlag entlang der Grenzfläche 4 gefördert wird und außerdem der verstärkte Kunststoffstab 1 erodieren und brechen kann. Daraus folgt, daß der Isolator den Anforderungen dann nicht mehr gewachsen ist.

Außerdem diffundiert, wenn auch sehr langsam, das Silikonfett o. dgl. aus dem Raum der Grenzfläche 4 zwischen Stab 1 und Überzügen 3 in die Molekülketten des elastischen Isoliermaterials, aus dem die Überzüge 3 bestehen, und außerdem diffundieren verschiedene, in der Atmosphäre anwesende Gase in die Überzüge 3 hinein in Richtung auf die Grenzfläche 4. So bildet sich ein Spalt im pastosen Dielektrikum-Material 6, und es sammelt sich von außen in den Isolator hinein diffundiertes Wasser in diesen Spalt und bildet Wassertröpfchen, wodurch zwangsläufig die Isoliereigenschaften des Isolators verschlechtert werden. Wenn ein solcher Isolator in einer Hochspannungsleitung o. dgl. im Einsatz ist, ist er auch unmittelbar dem Sonnenlicht ausgesetzt, was im Isolator einen Temperaturanstieg hervorruft, so daß sich das an der Grenzfläche 4 befindliche Silikonfett durch den Temperaturanstieg ausdehnt und damit die Überzüge 3 gedehnt werden. Da nun aber mehrere Überzüge aufeinandergesetzt sind, kann das Silikonfett aus den Berührungsstellen 5 benachbarter Überzüge 3 austreten. Es hat sich ein weiteres Problem für den Fall gezeigt, daß, wenn mit Hilfe von Hochdruckwasser Isolatoren einer Verteilerstation wegen heftiger Verschmutzung gereinigt werden, die Überzüge 3 von dem Hochdruckwasserstrahl auseinandergedrückt werden und sich im Berührungsbereich 5 benachbarter Überzüge ein Spalt auftut, in den dann das Wasser eindringen und zur Grenzfläche 4 gelangen kann.

Bei einem Isolator, bei dem die Überzüge 3 und der verstärkte Kunststoffstab 1 an ihrer Grenzfläche 4 und auch die benachbarten Überzüge miteinander mittels eines Klebers im Kontaktbereich 5 verklebt sind, besteht die Gefahr, da der Kleber im allgemeinen ein aktives Material ist, daß er, auch wenn er verfestigt ist, leichter als das Überzugsmaterial verdirbt, so daß dann die Kleberschicht dort, wo sie der Atmosphäre an den Berührungsstellen benachbarter Überzüge ausgesetzt ist, durch Sauerstoff und Wasser und durch kleinste Entladungen zuerst erodiert und in der Kleberschicht ein Spalt gebildet wird und besonders im Bereich der Schulter x mit ihrer großen spezifischen Oberfläche durch Oxidation die allmähliche Erosion fortschreitet. Diese Erosion erreicht die Grenzfläche 4 in kurzer Zeit wie bei dem zuerst beschriebenen Isolator mit einem pastosen Dielektrikum-Material 6 in der Grenzfläche 4, so daß auch dann entlang der Grenzfläche 4 Isolationsdurchschläge auftreten und außerdem der verstärkte Kunststoffstab 1 allmählich erodiert mit der Folge einer Auflösung des Isolators.

Mit dem erfindungsgemäßen Isolator aus synthetischem Kunstharz sind die genannten Nachteile beseitigt. Ein solcher Isolator wird im einzelnen anhand der Fig. 3a bis 12 näher beschrieben.

Ein Kunstharzisolator gemäß der Darstellung der Fig. 3a bis 4 weist einen verstärkten Kunststoffstab 1, Metallarmaturen 2, 2 an beiden Enden des Stabs 1 und einen ununterbrochenen einstückigen Überzug 3 aus einem gummiartig elastischen Isoliermaterial auf wie Silikongummi, Äthylenpropylengummi o. dgl., wodurch die gesamte Oberfläche des Stabs 1 zwischen den Metallarmaturen 2, 2 bedeckt ist. Der Stab 1 wird durch Imprägnieren von Faserbündeln aus Glas o. dgl., die in Stablängsrichtung verlaufen, oder geflochtener Faserbündel mit Kunstharz wie Epoxidharz, Polyesterharz o. dgl. gewonnen, wobei die imprägnierten Faserbündel durch das Harz miteinander verklebt sind. Die Metallarmaturen 2 sind an beiden Enden auf den Stab 1 aufgeklebt und tragen an ihrem freien Ende eine Ringöse 2 a oder ähnliches, woran unmittelbar oder durch Zwischenschaltung weiterer Halteelemente die elektrische Leitung, der Mastarm o. dgl. befestigt werden, während das auf den Stab 1 aufgeschobene Ende des Metallanschlußelements 2 in eine Metallhülse 9 ausläuft, die das Ende des Überzugs übergreift. Das Überzugsende, der verstärkte Kunststoffstab und die Hülse sind miteinander verklebt und luftdicht auf dem Stabende befestigt, wozu noch Abdichtbänder, O-Ringe o. dgl. verwendet werden können. Die Aufnahmeseite des den verstärkten Plastikstab aufnehmenden Anschlußelementes mit der Hülse kann mit dem Plastikstab auch zu einem einheitlichen Körper verbunden werden. Bei diesem Isolator sind beide Enden des Überzugs 3 zwischen den Stab 1 und den Hülsenabschnitten 9 eingeschlossen, die gasdicht an dem den Kunststoffstab aufnehmenden Ende der Metallarmatur 2 befestigt ist, und der Hülsenabschnitt 9 wird in radialer Richtung fest um die beiden Enden des Überzugs 3 herumgepreßt. Außerdem ist die Grenzfläche 4 zwischen dem verstärkten Kunststoffstab 1 und dem Überzug 3 gasdicht gegenüber der Atmosphäre abgeschlossen. Wenn nämlich der Überzug 3 aus einem gummiartig elastischen Isoliermaterial besteht, dann kann er innerhalb seiner Elastizitätsgrenzen ganz erheblich verformt werden. Wenn also der Hülsenabschnitt 9 gepreßt wird, dann werden die beiden Enden des Überzugs 3 dichtschließend zusammengedrückt und damit sowohl an der Innenfläche des Hülsenabschnitts 9 als auch an der Außenfläche des Stabs 1 über einen weiten Temperaturbereich befestigt einschließlich niedriger Temperaturen, und die Überzugsenden sind mechanisch und in hohem Maße gasdicht zwischen Stab 1 und Hülsenabschnitt 9 festgelegt.

Ein typischer Kunstharzisolator gemäß der Erfindung, bei dem pastoses Dielektrikum-Material 6 an der Grenzfläche 4 eingefüllt ist und in Fig. 3a gezeigt ist, wird in folgender Weise zusammengebaut. Das pastose Dielektrikum-Material 6, vorzugsweise Silikonfett, welches zuvor unter Vakuum entgast worden ist, wird in einen spritzenartigen Behälter mit Kolben eingefüllt und von diesem aus in den inneren Hohlteil 7 eines Überzugs 3 in einer Vakuumkammer von einem Ende des Überzugs durch Verschieben des Kolbens eingebracht, woraufhin der verstärkte Kunststoffstab 1 in den inneren Hohlraum 7 des Überzugs 3 von einem Ende her eingeschoben wird. Dabei wird der Kolben zurückgezogen unter Beibehaltung des zuvor bestimmten Druckes entsprechend der Einführungsbewegung des verstärkten Kunststoffstabs, so daß Silikonfett an der Grenzfläche 4 zwischen Stab 1 und Überzug 3 unter Druck eingefüllt wird.

Dann werden die Metallarmaturen 2 und 2 an beiden Enden des Stabs 1 durch gewöhnlichen Preßsitz oder durch Verkleben befestigt. Die beiden Enden des Überzugs 3 werden dadurch von den Hülsenabschnitten 9 und an den Endabschnitten umschlossen und gegen den Plastikstab gepreßt, so daß weder das Silikonfett austreten noch Wasser o. dgl. eindringen kann und außerdem auch die Enden des Überzugs sich nicht verschieben können. Die naht- und fugenlose einstückige Überzugsschicht 3, die aus einem elastischen Isoliermaterial wie Silikongummi, Äthylenpropylengummi o. dgl. besteht und die gesamte Oberfläche des Stabs 1, der zwischen den beiden Metallarmaturen 2 und 2 liegt, überzieht, hat einen inneren Hohlraum 7, dessen Durchmesser etwas größer als der Außendurchmesser des verstärkten Kunststoffstabs ist, der in diesen Hohlraum eingesetzt wird und besitzt im Bereich dieses inneren Hohlraums 7 nach innen gerichtete Innenringe 8, die senkrecht zur Axialrichtung des verstärkten Kunststoffstabs 1 umlaufen, während auf der Außenseite zahlreiche Isolatorschirme 11 angeformt sind.

Wenn ein Isolator der beschriebenen Gestalt zusammengebaut ist, sind die Innenringe 8 durch den verstärkten Kunststoffstab 1 ausgedehnt worden, und die Außenfläche des Überzugs 3 wird dadurch gedehnt, während zugleich die Spitzen oder Kämme der Innenringe 8 zusammengedrückt und durch die Spannkraft des Überzugs 3 aus elastischem gummiartigen Material deformiert werden. Gemäß der Erfindung soll die Dehnung der Außenfläche des Überzugs 3 nicht höher als 2% sein, was durch geeignete Dimensionswahl des Außendurchmessers des Stabs 1, des Innendurchmessers des Überzugs 3 und der Innenringe 8 erreicht wird. Der Grund dafür, daß die Dehnung der Außenfläche des Überzugs 3 auf ein Maß von höchstens 2% begrenzt ist, ist folgender: Wenn die Dehnung höher als 2% ist, dann wird der Bruch der Moleküle des Gummis (Erosion des Gummis), aus dem der Überzug besteht, begünstigt oder beschleunigt, was zu schneller Beschädigung oder Verschlechterung des Überzugs führt, womit dann die Wirkung der Erfindung nicht voll erreicht wird. Diese Tatsache wird später anhand der Fig. 5 und 6 noch erläutert. Fig. 5 zeigt die Änderung der Erosionstiefe in der Oberfläche des Überzugs, wenn die Dehnung der Überzugsoberfläche zwischen 0 und 5% bei folgend aufgeführtem Überzugsmodell variiert wird. Ein Überzug mit einem Außendurchmesser von 36 mm, einem Innendurchmesser von 23 und einer Dicke von 6,5 mm weist auf seiner Innenfläche Innenringe 8 mit einer Ringbreite l von 2,5 mm an der Wurzel, einer Breite i von 1 mm am Scheitel und einer Höhe H von 1,6 mm (Maße s. Fig. 6) auf. Er wurde 10 sec lang mit 20 ml/min mit einer Salzlösung besprüht und anschließend 20 sec lang einer Spannung von 4000 V ausgesetzt, die an Elektroden angelegt war, welche einen Abstand von 100 mm hatten, und dieser gesamte Zyklus wurde an dem Überzugsmodell 10 000mal wiederholt.

Aus Fig. 5 ist zu sehen, daß bei einer Dehnung der Überzugsoberfläche von 2% die Erosionstiefe etwa 0,3 mm betrug, während bei einer Dehnung von 5% die Erosionstiefe 1,45 mm war, was etwa das 5fache der Erosionstiefe bei 2% Dehnung ist. Das bedeutet nun, wenn die Dehnung der Überzugsoberfläche größer ist, dann fällt ihr Widerstand gegen Erosion merkbar ab, und die Versuche haben gezeigt, daß die Dehnung der Überzugsoberfläche vorzugsweise nicht höher als 2% bei der praktischen Verwendung sein soll.

Die Innenringe 8 werden auf der Innenfläche des Überzugs angebracht, um eine Isolationslücke im Isolator an der Grenzfläche zwischen Überzug und verstärktem Kunststoffstab zu vermeiden, wenn an dieser Grenzfläche eingeschlossenes Silikonfett ausläuft, sofern der Überzug beschädigt ist, und um gleichzeitig die Isolationseigenschaft an der Grenzfläche aufgrund des Anpreßdruckes zu verbessern. Es ist anzustreben, daß der Scheitel der Innenringe den verstärkten Kunststoffstab fest umschließt, damit das pastose Dielektrikum-Material 6 sicher festgehalten wird. Wenn jedoch die Spannkraft übermäßig groß und gleichmäßig über die gesamte Länge des Überzugs 3 ist, wird der Innendurchmesser erheblich aufgeweitet und die Außenfläche in besonders starkem Maße gedehnt, wenn der Schaft eine geringe Wandstärke hat. Es ist deshalb günstig, wenn die Spannkraft der inneren Ringvorsprünge, die im Überzug 3 im Bereich der Wurzel eines Isolatorschirmes 11 sitzen, wo der Überzug eine große Wandstärke hat, größer ist als die Spannkraft der Innenringe 8 im Überzug 3 an Stellen außerhalb des Wurzelbereichs der Isolatorschirme 11. Wenn z. B. die Innenringe im Überzug 3 so angeordnet werden, daß ihre Breiten i und l im Bereich 8 a unterhalb der Wurzel eines Isolatorschirmes 11 größer und im Bereich 8 b im übrigen Schaftbereich kleiner sind, dann kann Silikonfett sehr gut gehalten werden, und außerdem besteht die Möglichkeit, die Dehnung der Außenfläche des Überzugs 3 auf maximal 2% zu halten, was als obere Grenze der Dehnung anzusehen ist, wenn möglichst keine Erosion in beschriebener Weise auftreten soll. Außerdem kann das Entstehen von Erosion auf folgende Art verhindert werden. Die Innenringe 8 werden im Überzug 3 so angeordnet, daß ihre Höhe H im Abschnitt 8 a im Bereich der Wurzel des Isolatorschirmes 11 groß und im Bereich 8 b des übrigen Schaftes klein ist, daß der Abstand zwischen benachbarten Innenringen 8 im Bereich 8 a klein und im Bereich 8 b groß gemacht wird, oder daß diese speziellen Bemessungen miteinander kombiniert werden. Der Grund, weswegen Innenringe 8 mit großer Breite oder Höhe oder Innenringe 8 mit geringem Abstand zueinander im Bereich 8 a an der Wurzel des Isolatorschirmes 11 angeordnet werden, ist der, daß auch bei Dehnung des Überzugs 3 infolge großer Spannkräfte im Bereich 8 a die Oberfläche nicht wesentlich gestreckt wird.

Die geringere Dicke im Spitzenbereich der Innenringe 8 ist vorzuziehen, weil bei geringerer Dicke die Dehnung der Außenfläche des Überzugs kleiner ist. Dies läßt sich anhand der Fig. 8 erläutern. In einem Überzug 3 mit Außendurchmesser von 36 mm, Innendurchmesser von 23 mm und Innenringe 8 in der inneren Höhlung mit einem Abstand von 55 mm zueinander besitzt jeder Innenring 8 eine Breite l von 2,5 mm an der Wurzel, eine Höhe H von 1,6 mm und verschiedene Breiten i am Scheitel, und es werden verschiedene Stäbe 1 mit unterschiedlichen Außendurchmessern eingesetzt, und die Dehnung der Außenfläche des Überzugs gemessen. Fig. 8 gibt die Ergebnisse wieder. Die Gerade A zeigt die Dehnung der Außenfläche des Überzugs (Überzug A), bei dem die Innenringe 8 am Scheitel eine Breite von 1,0 mm und einen Krümmungsradius von 0,5 R haben; Gerade B zeigt einen Isolator (Isolator B), dessen Innenringe 8 am Scheitel eine Breite von 1,5 mm und einen Krümmungsradius von 0,5 R haben; Gerade C zeigt einen Überzug (Überzug C), dessen Innenringe eine Breite von 2 mm am Scheitel und einen Krümmungsradius von 1,0 R haben. Aus Fig. 8 wird deutlich, daß, wenn das Verhältnis von Außendurchmesser eines verstärkten Kunststoffstabs zu Innendurchmesser der Innenringe, was auf der Abszisse aufgetragen ist, 1,06 beträgt, die Dehnung der Überzugsaußenfläche beim Überzug A mit der geringsten Scheitelbreite seines Innenrings 1,0%, beim Überzug B 1,5% und beim Überzug C 2,4% beträgt. Daraus folgt, je geringer die Scheitelbreite ist, desto geringer ist die Dehnung der Oberfläche des Überzugs. Es wurden nun mit den Isolatoren, die im Experiment gemäß Fig. 8 verwendet wurden, solche hergestellt, bei denen bei Überzügen A, B und C die Dehnung der Überzugsaußenfläche 2% und der Innendruck des eingefüllten Fettes 3 kg/cm² betrug, und diese Isolatoren wurden in kaltes Wasser bei Raumtemperatur 1 Stunde lang und dann in heißes Wasser bei 90°C eine weitere Stunde lang eingelegt und dieser Abkühl- und Erwärmungszyklus mehrmals wiederholt, so daß Wasser in den Isolator hineingedrückt wurde. Die dielektrische Durchschlagfestigkeit an der Grenzfläche 4 zwischen dem verstärkten Kunststoffstab 1 und dem Überzug 3 des Isolators wurde gemessen. Das Meßergebnis ist der Fig. 9 zu entnehmen. Daraus ist zu sehen, daß die dielektrische Durchschlagfestigkeit eines Isolators mit dem Überzug C (Isolator C), dessen Innenringe die größte Scheitelbreite haben, nach 5maligem Wiederholen des Abkühl- und Erwärmungszyklus um 40% abgefallen ist, während ein mit einem Überzug A hergestellter Isolator (Isolator A), dessen Innenringe die geringste Scheitelbreite haben, keine wesentliche Einbuße an Durchschlagfestigkeit nach wiederholten Abkühlungs- und Erwärmungszyklen zeigt.

Es zeigt sich aus diesen Ergebnissen der beschriebenen Versuchsanordnung, daß ein Isolator A dessen Innenringe 8 die geringste Scheitelbreite i aufweisen, den geringsten Abfall an dielektrischer Grenzflächendurchschlagfestigkeit hat, was folgende Begründung hat. Wenn die Überzüge 3 dieselbe Dicke haben, d. h., wenn die Stäbe 1 durch schmälere Innenringe 8 mit einer gleichen Kraft umspannt werden, dann ist, da die Breite i des Scheitels der Innenringe 8 kleiner ist, die Verformung der Innenringe 8 im Scheitelbereich, der mit dem Stab 1 in Berührung ist, um so größer, was eine gute Abdichtwirkung ergibt, so daß in den Zwischenraum kein Wasser eintreten kann.

Bei dem beschriebenen Kunstharzisolator wird im Bereich der Grenzfläche 4 zwischen Stab 1 und Überzug 3 ein pastoses Dielektrikum-Material 6 mit Überdruck gemäß Fig. 3a eingeschlossen. Eine solche Abdichtung und Füllung von Fett unter Überdruck kann die Bildung von Unterdruck durch Diffusion und Eindringen von Fett in den Überzug 3 vermeiden. Die Ausbildung von Unterdruck tritt im Raum 10 auf, der durch den Stab 1 und die Innenringe 8 des Überzugs 3 umschlossen ist. Daraus folgt, daß im Fett sich keine Hohlräume bilden und daß an der Grenzfläche 4 zwischen Stab 1 und Überzug 3 keine Wassertröpfchen auftreten können, so daß die elektrischen Isoliereigenschaften des Isolators während langer Dauer sehr zuverlässig gehalten werden können. Bei dem beschriebenen Isolator ist ein hoher Dichtungsdruck für das Fett zu bevorzugen, um das Fett dicht im Bereich der Grenzfläche einzuschließen. Übermäßig hoher Abdichtungsdruck läßt jedoch die Innenräume 7 des Überzugs 3 aufblähen, was wiederum zu einer ungünstigen Umfangserweiterung der Außenfläche des Überzugs 3 führt. Folglich ist ein Druck im Dichtungsmittel günstig, der eine Ausdehnung der Überzugsoberfläche von nicht mehr als 2% ergibt, weil bei höheren Werten der Widerstand gegen Erosion abfällt.

Gegenüber dem beschriebenen Beispiel mit einem pastosen Dielektrikum-Material 6, etwa Silikonfett o. dgl., das im Grenzflächenbereich 4 zwischen Überzug 3 und verstärktem Kunststoffstab 1 eingefüllt wird, kann bei dem erfindungsgemäßen Isolator der Überzug 3 auch mittels eines Klebers 12 mit dem Stab 1 verklebt werden, wozu sich ein Epoxidharz o. dgl. eignet, was in Fig. 4 dargestellt ist, oder der Überzug 3 kann unmittelbar durch Vulkanisieren auf dem Stab 1 festhaftend angebracht sein. Bei der Herstellung von Isolatoren mit einer derartigen Verbindung wird vorzugsweise eine Kraft in einer Richtung angewendet, die der Richtung, die die Verklebung mechanisch aufzuheben trachtet, entgegengesetzt ist, um die Verklebung zu schützen. Folglich wird der Isolator so zusammengebaut, daß der Stab 1 durch den Überzug 3 radial eingespannt ist. Das Ablösen des Überzugs 3 vom Stab 1 im verklebten Bereich erfolgt ganz allgemein vom Ende des Klebebereichs aus. Da gemäß der Erfindung das Ende des Überzugs 3 durch die Hülsenabschnitte 9 umspannt und befestigt ist, kann der Stab 1 vom Überzug 3 mit nur geringer Spannkraft umspannt werden. Dadurch läßt sich die Dehnung der Oberfläche des Überzugs 3 leicht auf ein Maß einstellen, das nicht höher als 2% ist, ohne daß dadurch Schwierigkeiten entstehen.

In den Fällen, bei welchen entweder an der Grenzfläche 4 zwischen Kunststoffstab und Überzug Fett eingefüllt ist, oder bei denen der Überzug 3 mittels eines Klebers auf dem Stab 1 fest haftet, sind die Enden des Überzugs 3 zwischen dem Kunststoffstab 1 und dem Hülsenabschnitt 9 sandwichartig eingespannt, wobei diese Hülse sich auf der Aufnahmeseite der Metallarmatur 2 für den Kunststoffstab befindet, und die Enden werden durch die Hülsenabschnitte 9 in radialer Richtung gepreßt und in der Hülse festgelegt. In diesem Fall bildet sich im Endbereich des Überzugs 3, der von dem Hülsenabschnitt 9 in radialer Richtung zusammengepreßt wird, ein wulstartiger Teil A in unmittelbarer Angrenzung an den gepreßten Abschnitt aus, wie dies in Fig. 10 gezeigt ist. Dies bedeutet, daß die Außenfläche des Überzugs 3 ausgedehnt wird. Folglich ist es günstig, wenn der Hülsenabschnitt 9 aus einem Abschnitt besteht, durch den das Ende des Überzugs 3 zusammengedrückt wird, und aus einem weiteren Abschnitt, der sich über den ausgedehnten Abschnitt des Überzugs 3 hinüber erstreckt. Dabei sollte der Abschnitt, der das Überzugsende zusammenpreßt, eine Länge l₁ haben, die gleich oder größer als die Dicke t des Überzugsendes ist, um das Überzugsende sicher zu befestigen und vollkommen luftdicht abzuschließen. Außerdem sollte der Abschnitt, der das gedehnte Stück überdeckt, eine Länge l₂ haben, die gleich oder größer als die Hälfte der Dicke t des Überzugsendes ist, damit für die Aufwulstung ein Ausgleich geschaffen ist. Bei einem Isolator, der mit einem pastosen Dielektrikum-Material 6 gefüllt ist, besteht am Ende des Überzugs 3 überdies die Gefahr, daß er durch eine äußerlich angreifende Kraft weggleitet und leicht verschoben wird, so daß es günstig ist, wenn im Bereich der Enden des Überzugs 3 nach außen weisende Vorsprünge und in dem Hülsenabschnitt 9 nach innen gerichtete Vorsprünge angeformt sind, die ineinander greifen, so daß dann, wenn eine äußere Kraft zur Wirkung kommt, der Überzug 3 nicht mehr aus dem Hülsenabschnitt 9 herausgleiten kann.

Die Überlegenheit des Kunstharzisolators in erfindungsgemäßer Gestaltung über herkömmliche Kunstharzisolatoren wird durch folgende Versuchsbeispiele illustriert.

Versuchsbeispiel 1

Ein Isolator wurde abwechselnd eine Stunde in Wasser von Raumtemperatur und eine Stunde in Wasser von 90°C gelegt mit mehrfacher Wiederholung dieses Zyklus. Eine Spannung von 70% der dielektrischen Durchschlagsspannung der Grenzfläche zwischen dem verstärkten Plastikstab und dem Überzug des Isolators vor der Behandlung mit dem Wasser wurde immer wieder an den Isolator angelegt, und es wurden die Kühl- und Erhitzungsvorgänge so lange wiederholt, bis die Isolation der Grenzfläche durchschlagen war, wobei die Zahl der Zyklen gemessen wurde. Das Ergebnis ist der Tabelle 2 zu entnehmen.

Die bei der vorstehenden Prüfung verwenden Isolatoren waren auf folgende Weise hergestellt. Der Isolator A gemäß der Erfindung mit einem Aufbau gemäß Fig. 3a war folgendermaßen hergestellt. Eine elektrisch leitfähige Farbe war auf beide Enden eines verstärkten Kunststoffstabs aufgebracht, der aus einem mit Glasfasern verstärkten Zykloepoxidharz bestand und einen Durchmesser von 19 mm hatte, so daß die dadurch gebildeten Elektroden an den Stabenden einen Abstand von 200 mm hatten. Ein Überzug aus Äthylenpropylengummi mit den in der folgenden Tabelle 1 angegebenen Abmessungen wurde verwendet, und die Grenzfläche zwischen dem Überzug und dem verstärkten Kunststoffstab wurde mit Silikonfett als pastoses Dielektrikum-Material gefüllt. Die beiden Enden des Überzugs wurden durch Metallarmaturen mit einem Metallhülsenabschnitt gemäß Fig. 11 gepreßt und fixiert, der eine Länge l₁ von 16 mm in dem Abschnitt, in dem das Ende des Überzugs gepreßt wird, und eine Länge l₂ von 8 mm in dem Abschnitt hatte, der das aufgewulstete Stück des Überzugs überdeckt. Der Abstand zwischen den Metallhülsenabschnitten betrug 200 mm, und die Dehnung der Überzugsoberfläche war so eingestellt, daß die maximale Dehnung 2% im Schaftbereich des Überzugs betrug.

Der Isolator B gemäß Erfindung war in derselben Weise wie oben beschrieben hergestellt mit dem Unterschied, daß der verstärkte Kunststoffstab mit den Elektroden mit dem Überzug mittels eines Epoxidharzklebers verklebt war, wie in Fig. 4 dargestellt, wobei natürlich dann die Füllung mit pastosem Dielektrikum-Material fehlte.

Zu Vergleichszwecken wurden Isolatoren C und D als herkömmliche Kunstharzisolatoren folgendermaßen hergestellt. Dasselbe Überzugsmaterial und derselbe verstärkte Kunststoffstab mit Elektroden, wie sie bei den beschriebenen Isolatoren A und B verwendet wurden, wurden mit mehreren einzelnen Überzügen umgeben, von denen jeder einen Schaft und einen Isolatorschirm aufweisen, deren Durchmesser in der Tabelle 1 angegeben sind. Diese einzelnen Überzüge wurden übereinander gesetzt, wie in Fig. 1 gezeigt. Der Abstand zwischen den Metallarmaturen war derselbe wie bei den Isolatoren A und B. Beim Zusammenbau der Isolatoren C und D wurde an der Grenzfläche zwischen den Überzügen und dem verstärkten Kunststoffstab mit seinen Elektroden bei der Herstellung des Isolators C ein Silikonfett eingefüllt, während bei der Herstellung des Isolators D die Überzüge mit dem verstärkten Kunststoffstab an ihrer Grenzfläche und die Überzüge untereinander in ihren Berührungsbereichen mit einem Epoxidharzkleber verklebt wurden. Bei den Isolatoren C und D betrug die Dehnung der Überzugsoberfläche 7% in den beiden Endbereichen, die die Metallarmaturen umgreifen, und 5% in dem Schaftbereich.

Es wurden schließlich noch zur Simulation beschädigter Isolatoren zwei Isolatoren mit den Bezeichnungen A′ und C′ hergestellt, bei denen ein Loch mit 0,5 mm Durchmesser den Schaftabschnitt in der Mitte des Überzugs bis zur Trennfläche durchsetzte.

Tabelle 1

Tabelle 2

Tabelle 2 zeigt, daß bei den erfindungsgemäßen Isolatoren die dielektrische Durchschlagsfestigkeit an der Grenzfläche weniger stark absinkt als bei herkömmlichen Isolatoren, und zwar sowohl bei solchen, bei denen die Grenzschicht mit einem pastosen Dielektrikum-Material gefüllt ist als auch bei Isolatoren, bei denen der verstärkte Kunststoffstab und der Überzug mittels Kunstharzkleber verklebt sind. Speziell bei Füllung mit pastosem Dielektrikum-Material erfolgte bei dem Isolator C ein Isolationsdurchschlag an der Grenzfläche nach 30 Abkühlungs- und Erwärmungszyklen, während beim Isolator A gemäß der Erfindung auch nach 100 derartigen Zyklen kein Isolationsdurchschlag an der Grenzfläche auftrat. Daraus läßt sich ableiten, daß der erfindungsgemäße Isolator hinsichtlich des Isolationsdurchschlags die dreifache Lebensdauer des herkömmlichen Isolators hat. Außerdem ist zu erwarten, daß ein beschädigter Kunstharzisolator (Isolator A′) mit Füllung eines pastosen Dielektrikum-Materials in erfindungsgemäßer Ausbildung bis zum Isolationsdurchschlag etwa dieselbe Lebensdauer hat wie ein mit pastosem Dielektrikum-Material gefüllter Kunstharzisolator herkömmlicher Bauart (Isolator C), der unbeschädigt ist.

Versuchsbeispiel 2

Auf die folgend im einzelnen angegebenen Versuchsisolatoren wurde 10 sec eine Salzlauge in einer Menge von 120 ml/min gesprüht, wobei eine Spannung von 60 kV angelegt war, woraufhin das Besprühen für 20 sec unterbrochen wurde, und dieser Wechselzyklus wurde ständig wiederholt, damit auf der Beschichtungsoberfläche Kriechströme flossen und kleine Entladungen stattfanden, wodurch der Überzug erodiert wurde. Die Zeit, bis die Erosion die Grenzfläche zwischen Überzug und verstärktem Kunststoffstab der Prüfisolatoren erreicht hatte, wurde gemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 4 wiedergegeben.

Ein Isolator E in erfindungsgemäßer Ausbildung mit einem Aufbau gemäß Fig. 3a wurde folgendermaßen hergestellt. Es wurde ein verstärkter Kunststoffstab aus mit Glasfasern verstärktem Zykloepoxidharz und einem Durchmesser von 19 mm hergestellt, während der aus Äthylenpropylengummi hergestellte Überzug Abmessungen gemäß Tabelle 3 hatte. Die Grenzfläche zwischen verstärktem Kunststoffstab und Überzug wurde mit Silikonfett als pastosem Dielektrikum-Material gefüllt. Die beiden Enden des Überzugs wurden durch Metallarmaturen gepreßt und fixiert, die einen Metallhülsenabschnitt gemäß Fig. 11 hatten, der auf einer Länge l₁ von 16 mm das Ende des Überzugs einpreßte und mit einer Länge l₂ von 8 mm den aufgewulsteten Endabschnitt des Überzuges überdeckte. Die Ausdehnung des Überzugs war so bemessen, daß sie maximal 2% im Schaftbereich des Überzugs betrug.

Der Isolator F in erfindungsgemäßer Ausbildung wurde im wesentlichen in derselben Weise hergestellt, doch wurden der verstärkte Kunststoffstab und der Überzug durch eine Epoxidharzkleber miteinander verklebt, wie in Fig. 4 dargestellt, wobei natürlich das pastose Dielektrikum-Material entfällt.

Zum Vergleich wurden herkömmliche Isolatoren G und H auf folgende Weise hergestellt. Es wurden dasselbe Überzugsmaterial und dieselben verstärkten Kunststoffstäbe wie bei den Isolatoren E und F verwendet. Mehrere einzelne Überzugselemente mit Schaftaußendurchmesser und Isolatorschirmdurchmesser gemäß Tabelle 3 wurden aneinandergereiht, wie in Fig. 1 gezeigt, so daß derselbe Oberflächenkriechstromabstand wie bei den Isolatoren E und F entstand. Beim Zusammenbau der Isolatoren G und H wurde Silikonfett in die Grenzzone zwischen Stab und Überzügen für den Isolator G bzw. ein Epoxidharzkleber für den Isolator H verwendet. Bei der Herstellung der Isolatoren G und H üblicher Bauart wurde dafür gesorgt, daß die Dehnung der Überzugsaußenfläche in den beiden Endbereichen, die die Metallanschlußelemente übergreifen, 7% und im Schaftbereich 5% betrug.

Tabelle 3

Tabelle 4

Tabelle 4 zeigt, daß bei den herkömmlichen Kunstharzisolatoren G und H die Erosion die Grenzfläche zwischen verstärktem Kunststoffstab und Überzug nach etwa 1 Monat erreicht, während bei den Kunstharzisolatoren E und F gemäß der Erfindung die Erosion die Trennfläche in etwa 3 Monaten erreicht. Die Lebensdauer der Kunstharzisolatoren beträgt also etwa das 3fache. Außerdem erfolgt bei herkömmlichen Kunstharzisolatoren häufig ein Isolationsdurchschlag auf der Strecke - erodierte Strecke O - verklebte Zone P zwischen benachbarten Überzugsabschnitten - Grenzfläche 4 zwischen Stab und Überzug - Strecke R an der Wurzel eines Schirmes - äußere Überschlagsstrecke S - wie in Fig. 12 dargestellt, bevor die Erosion die Grenzfläche erreicht. Bei Fortsetzung der oben genannten Versuche, nachdem die Erosion die Grenzfläche erreicht hat, dringt die Erosion lediglich kontinuierlich weiter in die synthetischen Kunstharzisolatoren der Erfindung ein, doch tritt Isolationsdurchschlag bei im wesentlichen sämtlichen herkömmlichen Kunstharzisolatoren auf der in Fig. 12 dargestellten Strecke ein.

Der vorangehenden Beschreibung nach wurde mit Hilfe der Erfindung der Mangel herkömmlicher Kunstharzisolatoren beseitigt. Bei der Erfindung wird ein Überzug, der nahtlos als einstückiger Gegenstand geformt ist, zwischen Metallarmaturen angeordnet und durch Metallhülsen, die luftdicht an den Metallarmaturen befestigt sind, gepreßt, wodurch beide Enden des beschriebenen Überzugs fest angebracht sind und damit die Grenzfläche zwischen dem verstärkten Plastikstab und dem Überzug gegenüber der Außenluft abschließen, ohne daß in axialer Richtung auf den Überzug ein besonderer Druck ausgeübt werden muß. Daraus ergibt sich dann, daß Lebensdauer und Zuverlässigkeit der elektrischen Isolation an der Grenzfläche beträchtlich verbessert werden können. Speziell bei einem Isolator mit einem pastosen Dielektrikum-Material wie Silikonfett, das in den Grenzraum zwischen dem verstärkten Kunststoffstab und dem Überzug eingefüllt wird, ist dieses pastose Dielektrikum-Material in der Grenzschicht mit einem Überdruck eingeschlossen, und außerdem wird sowohl bei Isolatoren mit pastosem Dielektrikum-Material in der Grenzschicht als auch bei solche, bei denen der Überzug und der verstärkte Plastikstab miteinander verklebt sind, die Dehnung der Überzugsaußenfläche auf maximal 2% eingestellt. Somit tritt beim erfindungsgemäßen Isolator keine in Richtung auf die Grenzfläche gehende gerichtete Erosion auf, die bei herkömmlichen Isolatoren zur Zerstörung führt, und außerdem kann das Austreten des pastosen Dielektrikum-Materials und das Eindringen von Wasser und sonstigen Stoffen vollkommen vermieden werden. Dadurch erhält der erfindungsgemäße Isolator eine sehr hohe Lebensdauer. Da im Gegensatz zum herkömmlichen Isolator bei der Erfindung ein Überzug verwendet wird, der als einstückiger nahtloser Gegenstand geformt ist, kann keine Oxidation an Schulterbereichen und Trennstellen der Überzugsabschnitte und keine Oxidation am Kleber in den Trennstellen auftreten, so daß der Widerstand gegen Erosion bei Verwitterung der Überzugsoberfläche und gegen kleinste Entladungen erheblich heraufgesetzt werden kann. Gewöhnlich wird bei Kunstharzisolatoren zur Verbesserung des elektrischen Widerstands in der Grenzfläche ein pastoses Dielektrikum-Material in die Grenzzone eingefüllt, oder der Überzug und der verstärkte Kunststoffstab werden im Grenzbereich miteinander verklebt. Beim erfindungsgemäßen Isolator wird ein Überzug in Form eines nahtlosen einstückig geformten Teils verwendet. Bei dem erfindungsgemäßen Isolator kann deshalb das in die Grenzfläche eingefüllte pastose Dielektrikum-Material nicht aus irgendwelchen Zwischennähten austreten, und es kann kein Wasser eindringen, so daß die Isolation der Grenzfläche höchst zuverlässig ist. Es werden bei der Erfindung außerdem die Innenringe so geformt, daß eine große Klammerkraft in den Zonen großer Wandstärke (im Bereich der Wurzel der Isolierschirme) des Überzugs und eine kleine Klammerkraft im Bereich der geringen Wandstärken (Schaftabschnitt) des Überzugs auftritt, so daß die Dehnung der Überzugsaußenfläche in Grenzen gehalten werden kann. Bei Isolatoren, bei denen der Überzug und der verstärkte Kunststoffstab miteinander verklebt sind, ist wegen des einstückig geformten, nahtlosen Überzugs die Kleberschicht der Grenzfläche vollkommen gegen die Außenluft abgeschlossen, so daß im Gegensatz zum Verhalten bei herkömmlichen Isolatoren die Kleberschicht, die dort von den Trennstellen der Überzugsabschnitte her unbrauchbar wird, in gutem Zustand bleibt und eine hohe Lebensdauer und große Zuverlässigkeit aufweist. Der verstärkte Kunststoffstab muß von dem Überzug mit Spannung umgeben sein, um ein Verschlechtern des Klebers an der Grenzfläche zu vermeiden. Bei der Erfindung kann eine geringere Spannkraft als bei herkömmlichen Isolatoren verwendet werden, bei denen übereinandergesetzte Überzugsabschnitte Trennstellen aufweisen. Damit wird die Dehnung der Überzugsaußenfläche herabgesetzt, und die Isolatoren erhalten erhöhten Widerstand gegen Erosion durch Verwittern und Glimmentladungen auf der Oberfläche.

Speziell wenn die Dehnung der Überzugsoberfläche bis auf maximal 2% herabgesetzt wird, erhält man eine wesentlich bessere Widerstandsfähigkeit der Isolatoren gegen Erosion.

Bei der Erfindung liegt ein gewisser schwacher Punkt des Überzugs nur im Bereich der beiden Enden, denn im übrigen ist der Überzug ein einstückig geformtes, nahtloses Teil, und deshalb ist die gesamte Trennfläche zwischen Überzug und verstärktem Kunststoffstab vollständig gegen die äußere Atmosphäre abgeschlossen, wenn die beiden Überzugsenden aus einem gummiartigen elastischen Isoliermaterial mit hinreichend hoher Flexibilität auch bei niedrigen Temperaturen luftdicht am verstärkten Kunststoffstab durch Pressen der beiden Enden befestigt sind, was mit Hilfe von an den Metallarmaturen befestigten Metallhülsenabschnitten geschieht, die den Überzug in radialer Richtung pressen. Die Zuverlässigkeit der Grenzfläche ist damit sowohl bei Isolatoren mit pastoser Dielektrikum-Füllung als auch bei solchen mit Verklebung zwischen Stab und Überzug erhöht. Wenn das Überzugsende in dem Hülsenabschnitt komprimiert und gehalten wird, dann weitet sich der Überzug gelegentlich in dem an den komprimierten Teil angrenzenden Abschnitt auf, so daß die Oberfläche dadurch gedehnt wird und Gefahr für verstärkte Erosion besteht. Dieser Nachteil läßt sich dadurch beheben, daß der an den durch die Hülsenabschnitte komprimierten Abschnitt angrenzende Bereich überdeckt und geschützt wird.

Claims (6)

1. Kunstharzisolator mit einem faserverstärkten Kunststoffstab, mit Metallarmaturen, die die beiden Enden des faserverstärkten Kunststoffstabes erfassen, und mit einem einstückigen nahtlosen Überzug mit Isolatorschirmen aus elastischem Isoliermaterial, der die gesamte Oberfläche des faserverstärkten Kunststoffstabs zwischen den Metallarmaturen bedeckt, wobei die Enden des Überzugs zwischen Hülsenabschnitten der Metallarmaturen und dem Kunststoffstab eingespannt und in den Metallarmaturen durch Druck der Hülsenabschnitte in radialer Richtung befestigt sind, wobei eine zwischen Überzug und Kunststoffstab angebrachte Isoliermasse unter Überdruck steht, dadurch gekennzeichnet, daß der faserverstärkte Kunststoffstab (1) in radialer Richtung durch Innenringe (8) auf der Innenfläche (7) des Überzugs (3) eingespannt ist und daß die Dehnung der Überzugsaußenfläche bis auf maximal 2% herabgesetzt ist.

2. Isolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hülsenabschnitt (9) der Metallarmaturen (2) einen Abschnitt (l₂) aufweist, der den durch den radialen Druck sich aufwulstenden Abschnitt des Überzugs (3) überdeckt.

3. Isolator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (l₁) des Hülsenabschnittes (9) gleich oder größer als die Stärke (t) des zwischen Hülsenabschnitt (9) und faserverstärktem Plastikstab (1) eingespannten Überzugs in dem radial gepreßten Überzugsabschnitt ist und die Länge (l₂) in dem den aufgewulsteten Abschnitt des Überzugs (3) überdeckenden Teil des Hülsenabschnitts gleich oder größer als die Hälfte der Stärke (t) ist.

4. Isolator nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isoliermasse aus einem pastosen Dielektrikum-Material (6) besteht.

5. Isolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannkraft der Innenringe (8) im Bereich unter den Wurzeln der Isolatorschirme (11) größer als die Spannkraft der Innenringe im Schaftbereich außerhalb der Wurzeln der Isolatorschirme (11) ist.

6. Isolator nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem nahtlosen Überzug (3) in radialer Richtung umspannte faserverstärkte Plastikstab (1) mit dem nahtlosen Überzug (3) verklebt ist.