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Dokumentenidentifikation DE4344043A1 29.06.1995
Titel Stützisolator
Anmelder ABB Research Ltd., Zürich, CH
Erfinder Ritzer, Leopold, Neuenhof, CH
Vertreter Rupprecht, K., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 61476 Kronberg
DE-Anmeldedatum 23.12.1993
DE-Aktenzeichen 4344043
Offenlegungstag 29.06.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.06.1995
IPC-Hauptklasse H01B 17/14
IPC-Nebenklasse H01B 17/36   H01B 3/40   
Zusammenfassung Der Stützisolator (6) weist einen mit Druckmittel beaufschlagbaren Isolatorkörper (8) aus gehärtetem Gießharz und mindestens eine mit Hochspannung beaufschlagte, den Isolatorkörper (8) durchdringende Eingußarmatur (11) auf. Der metallische Tragkörper (12) weist eine Mantelfläche (15) auf.
Es soll ein Stützisolator geschaffen werden, der einfach aufgebaut ist und der für vergleichsweise hohe mechanische Belastungen ausgelegt ist. Dies wird dadurch erreicht, daß die Mantelfläche (15) des Tragkörpers (12) mit einer Haftschicht (13) versehen ist, die besser auf der Mantelfläche (15) haftet als das gehärtete Gießharz. Das gehärtete Gießharz ist mit der Haftschicht (13) vernetzt.

Beschreibung[de]
TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung geht aus von einem Stützisolator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

STAND DER TECHNIK

Aus der Europäischen Patentschrift O 288 715 B1 ist ein Isolator mit einem Isolatorkörper bekannt. Der Isolatorkörper ist mit einem Druckmittel beaufschlagbar. Als Druckmittel sind Isoliergase wie beispielsweise SF&sub6; oder auch Mineralöl vorstellbar. Ferner könnte der Isolator auch mit einem Vakuum beaufschlagt werden. Der Isolatorkörper besteht aus einem gehärteten Gießharz. Durch den Isolatorkörper führt eine Eingußarmatur, die einen metallischen Tragkörper enthält. Die Eingußarmatur ist im Betrieb mit Hochspannung beaufschlagt. Der Tragkörper weist eine Mantelfläche auf, die mit einer druckmitteldicht aufgebrachten Koppelschicht, welche elastisch ausgebildet ist, versehen ist. Der Isolatorkörper ist mit dieser elastischen Koppelschicht vergossen.

Derartige elastisch ausgebildete Koppelschichten sind für Isolatoren mit vergleichsweise kleiner mechanischer Beanspruchung gut geeignet. Für die moderneren Anlagen, in denen die Isolatoren immer höher belastet werden, sind derartige elastischen Koppelschichten nicht mehr geeignet, da eine bessere Haftung zwischen der Mantelfläche des Tragkörpers und dem Isolatorkörper verlangt wird.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung, wie sie in den unabhängigen Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, einen Stützisolator zu schaffen, der einfach aufgebaut ist und der für vergleichsweise hohe mechanische Belastungen ausgelegt ist.

Der Stützisolator weist einen mit Druckmittel beaufschlagbaren Isolatorkörper aus gehärtetem Gießharz und mindestens eine mit Hochspannung beaufschlagte, den Isolatorkörper durchdringende Eingußarmatur auf. Der metallische Tragkörper weist eine Mantelfläche auf. Die Mantelfläche des Tragkörpers ist mit einer Haftschicht versehen, die besser auf der Mantelfläche haftet als das gehärtete Gießharz. Das gehärtete Gießharz ist mit der Haftschicht vernetzt.

Wird als gehärtetes Gießharz ein Epoxidharz eingesetzt und wird als die Haftschicht ein Klebstoff auf Epoxidharzbasis auf die Mantelfläche aufgebracht, so wird eine besonders feste Verbindung zwischen Isolatorkörper und Eingußarmatur erreicht. Wird als Klebstoff ein Einkomponentenklebstoff eingesetzt, so ergibt sich eine besonders einfache Verarbeitung. Der Einkomponentenklebstoff Araldit AV 119 der Firma CIBA-GEIGY ( Araldit ist ein eingetragenes Warenzeichen der Firma CIBA-GEIGY) läßt sich besonders einfach verarbeiten, da er thixotrop ist, ferner haftet er sehr gut auf der Mantelfläche, wenn er vor dem Umgießen der Eingußarmatur gehärtet wird.

Die weiteren Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstände der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung, ihre Weiterbildung und die damit erzielbaren Vorteile werden nachstehend anhand der Zeichnung, welche lediglich einen möglichen Ausführungsweg darstellt, näher erläutert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Es zeigen:

Fig. 1 eine erste schematisch dargestellte Ausführungsform eines Stützisolators, und

Fig. 2 eine zweite schematisch dargestellte Ausführungsform eines Stützisolators.

Bei allen Figuren sind gleich wirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Alle für das unmittelbare Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Elemente sind nicht dargestellt.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

In Fig. 1 und Fig. 2 bezeichnet 1 ein von zwei rohrförmigen, metallischen Kapselungsteilen 2, 3 gebildetes und mit einem Isoliermittel gefülltes Gehäuse. Als Isoliermittel sind Isoliergase unter Druck, wie beispielsweise SF&sub6;, oder auch Mineralöl vorstellbar, ebenso auch ein Vakuum. Zwischen Ringflanschen 4, 5 ist ein scheibenförmiger Stützisolator 6 mit einer seinen Außenrand bildenden, metallischen Ringarmatur 7 eingespannt. Die Einspannung wird hier mittels einer Verschraubung hergestellt. Der Stützisolator 6 weist einen scheibenförmig ausgebildeten Isolatorkörper 8 aus einem Gießharz auf. Der Stützisolator 6 schottet zwei Druckräume 9, 10 des Gehäuses 1 druckdicht gegeneinander ab. Der Isolatorkörper 8 kann anstelle der Scheibenform auch eine andere Ausgestaltung aufweisen. Der Isolatorkörper 8 trägt mindestens eine zur Stromführung vorgesehene und den Isolatorkörper 8 durchdringende Eingußarmatur 11. Im Betrieb ist die Eingußarmatur 11 mit Hochspannung beaufschlagt. Die Eingußarmatur 11 besteht aus einem im wesentlichen zylinderförmig ausgebildeten Tragkörper 12 und einer auf dessen Mantelfläche 14, 15 dünn aufgetragenen Haftschicht 13. Der Tragkörper 12 ist aus elektrisch leitendem Material, beispielsweise Aluminium oder Kupfer oder Bronze oder Messing oder Stahl, gefertigt. In der Ausführung gemäß Fig. 1 ist die Mantelfläche 14 als glatte zylindrische Fläche ausgebildet. In der Ausführung gemäß Fig. 2 ist die Mantelfläche 15 als gewellte Fläche ausgebildet, die axial wirkende Kräfte aufnehmen kann.

Bei der Herstellung des Isolators werden die Mantelflächen 14, 15 unmittelbar vor dem Auftragen der Haftschicht 13 sandgestrahlt, um eine gute Bindung der Haftschicht 13 an den Tragkörper 12 zu erreichen. Nach dem sandstrahlen werden die aufgerauhten Mantelflächen 14, 15 chemisch mit einem Fettlöser wie Aceton oder Trichloräthylen entfettet. Für die Haftschicht 13 wird hier ein Einkomponentenklebstoff Araldit AV 119 verwendet. Die Bezeichnung Araldit AV 119 ist ein eingetragenes Warenzeichen der Firma CIBA-GEIGY, Basel. Der Einkomponentenklebstoff Araldit AV 119 ist ein formulierter Epoxidharz-Klebstoff auf der Basis von Bisphenol A.

Der Einkomponentenklebstoff Araldit AV 119 wird mit einer Schichtdicke von 0,05 bis 1 mm auf die entfettete Mantelfläche 14, 15 aufgetragen und während einer Stunde bei 120°C ausgehärtet. Erst danach wird die Eingußarmatur 11 in eine Gießform eingebracht und mit dem Isolatorkörper 8 umgossen. Der Isolatorkörper 8 schrumpft beim Abkühlen und drückt auf die Haftschicht 13 und verbindet sich innig mit ihr.

Die Haftschicht 13 ist verbessert die Festigkeit der Bindung zwischen dem Isolatorkörper 8 und dem Tragkörper 12 wesentlich. Die Haftschicht 13 ist nicht elastisch, sie gibt den auf den Isolatorkörper 8 einwirkenden Biegemomenten nicht nach. Die Haftung ist so stark, daß es trotz der auf die Haftschicht 13 einwirkenden Biegemomente nicht zu Ablösungen zwischen der Eingußarmatur 11 und dem Isolatorkörper 8 kommt. Die für den Isolatorkörper 8 verwendeten Gießharze sind so ausgelegt, daß die beim Schrumpfen auftretenden mechanischen Spannungen nicht zu einer Rissbildung führen können.

Der Stützisolator 6 wird durch Reaktionskräfte, die vom Gehäuse 1 oder von der Eingußarmatur 11 her auf den Isolatorkörper 8 übertragen werden, oder durch Kräfte infolge einer Druckdifferenz zwischen den beiden Druckräumen 9 und 10 belastet. Durch die Haftschicht 13 wird der Zusammenhalt zwischen dem Tragkörper 12 und dem Isolatorkörper 8 so verbessert, daß bei den vorgesehenen maximalen Kräften keine Ablösungserscheinungen auftreten können.

Es ist möglich, daß der Übergang zwischen dem Tragkörper 12 und dem Isolatorkörper 8 dielektrisch ungleichmäßig belastet wird, da entweder leitende Spitzen am Tragkörper 12 oder Lufteinschlüsse im Isolatorkörper 8 zu Feldverzerrungen führen können. Um derartige Feldverzerrungen auszugleichen, kann es sinnvoll sein, den Einkomponentenklebstoff mit einem leitenden oder halbleitenden Pulver zu dotieren, um so die Haftschicht 13 zu einer Äquipotentialfläche zu machen, mit deren Hilfe eine Feldsteuerung in diesem Bereich möglich wird. Auf diese Art kann sicher vermieden werden, daß in diesem mechanisch hochbelasteten Bereich Teilentladungen auftreten, welche die mechanische Festigkeit des Gießharzes oder des Einkomponentenklebstoffs gefährden können. Auf diese Art entsteht ein mechanisch hoch belastbarer und dielektrisch besonders dauerfester Stützisolator 6.

Wird das Gießharz direkt um den sandgestrahlten und entfetteten Tragkörper 12 gegossen, so ergibt sich eine Zugfestigkeit der Verbindungsstelle von σz = 8 MPa bis maximal 12 MPa. Beim erfindungsgemäßen Stützisolator dagegen wird die Zugfestigkeit wesentlich gesteigert, es ergibt sich ein Wert σz = 22 MPa bis 29 MPa.

Bezugszeichenliste

1 Gehäuse

2, 3 Kapselungsteil

4, 5 Ringflansch

6 Stützisolator

7 Ringarmatur

8 Isolatorkörper

9, 10 Druckraum

11 Eingußarmatur

12 Tragkörper

13 Haftschicht

14, 15 Mantelfläche


Anspruch[de]
  1. 1. Stützisolator (6) mit einem mit Druckmittel beaufschlagbaren Isolatorkörper (8) aus gehärtetem Gießharz und mit mindestens einer mit Hochspannung beaufschlagten, den Isolatorkörper (8) durchdringenden Eingußarmatur (11), welche einen metallischen Tragkörper (12) mit einer Mantelfläche (14, 15) aufweist, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß die Mantelfläche (14, 15) des Tragkörpers (12) mit einer Haftschicht (13) versehen ist, die besser auf der Mantelfläche (14, 15) haftet als das gehärtete Gießharz, und
    2. - daß das gehärtete Gießharz mit der Haftschicht (13) vernetzt ist.
  2. 2. Stützisolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß als gehärtetes Gießharz ein Epoxidharz eingesetzt ist, und
    2. - daß für die Haftschicht (13) ein Klebstoff auf Epoxidharzbasis auf die Mantelfläche (14, 15) aufgebracht wird.
  3. 3. Stützisolator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß als Klebstoff ein Einkomponentenklebstoff eingesetzt wird.
  4. 4. Stützisolator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß als Einkomponentenklebstoff Araldit AV 119 der Firma CIBA-GEIGY eingesetzt wird.
  5. 5. Stützisolator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß der Einkomponentenklebstoff Araldit AV 119 nach dem Aufbringen auf die Mantelfläche (14, 15) und vor dem Umgießen der Eingußarmatur (11) gehärtet wird.
  6. 6. Stützisolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß die Mantelfläche (14, 15) vor dem Aufbringen der Haftschicht (13) sandgestrahlt und mit einem Fettlösungsmittel gereinigt wird.
  7. 7. Stützisolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß die Mantelfläche (14, 15) vor dem Aufbringen der Haftschicht (13) mit Chrom-Schwefelsäure behandelt wird.
  8. 7. Stützisolator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß der Klebstoff auf Epoxidharzbasis mit einem leitenden oder halbleitenden Pulver dotiert ist.
  9. 8. Stützisolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß die Haftschicht (13) eine Dicke von 0,05 mm bis 0,1 mm aufweist.






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