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Dokumentenidentifikation DE19522868B4 22.04.2004
Titel Koppelisolator mit einem kopfseitigen Spannungsanschluß
Anmelder ALSTOM Sachsenwerk GmbH, 93055 Regensburg, DE
Erfinder Karstens, Michael, 94330 Salching, DE;
Reichl, Erwin, Dipl.-Ing., 93105 Tegernheim, DE;
Schels, Wilhelm, Dipl.-Ing., 93164 Laaber, DE
Vertreter Dreiss, Fuhlendorf, Steimle & Becker, 70188 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 23.06.1995
DE-Aktenzeichen 19522868
Offenlegungstag 02.01.1997
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 22.04.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.04.2004
IPC-Hauptklasse H01B 17/14
IPC-Nebenklasse H01B 17/32   H01B 17/38   G01R 15/16   
IPC additional class // H01C 7/12  

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Koppelisolator gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.

Bei einem bekannten Koppelisolator dieser Art (DE 31 21 795 A1) ist am kopfseitigen Ende eines Isolierkörpers eine Befestigungsarmatur eingebettet, die mit Sammelschienenleitern oder dergleichen Bauelementen in Hoch- oder Mittelspannungsanlagen verschraubt wird und zur Stützung dieser Bauteile beiträgt. Diese Befestigungsarmatur ist zugleich als Koppelelektrode eines in den Isolierkörper integrierten Kondensators ausgebildet, dessen zweite Elektrode ebenfalls in den Isolierkörper eingebettet ist und der als kapazitiver Spannungsteilerwiderstand in eine nachfolgende Messbeschaltung einbezogen wird. Zur Befestigung dieses Koppelisolators dient ferner eine am fußseitigen Ende des Isolierkörpers vorgesehene Befestigungsarmatur, wobei in diesem Bereich auch eine Ausleitung für das Messsignal des Koppelkondensators vorgesehen ist. Von Nachteil ist bei diesem Aufbau die Notwendigkeit der starren Zuordnung des Koppelisolators zu einem hochspannungsführenden Bauteil, an dem die Spannung gemessen werden soll.

Aus der DE 40 06 866 C1 ist die Möglichkeit bekannt, ein Hoch- oder Mittelspannungskabel, das mit einem Kabelstecker endet, über eine Steckbuchse elektrisch anzuschließen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Koppelisolator zu schaffen, der bei einfachem Aufbau eine örtlich flexible Zuordnung zu hochspannungsführenden Bauteilen ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die Merkmale des ersten Anspruchs.

Bei einem Aufbau eines Koppelisolators gemäß der Erfindung ist es möglich, in eine dem kopfseitigen Anschlußstück zugeordnete Einsteckbohrung ein flexibles Hochspannungskabel einzustecken, das vom Koppelisolator mit nicht mit der Längsachse desselben fluchtenden Bauteilen elektrisch verbunden werden kann. Die Anwendung dieses Koppelisolators ist daher besonders für beengte Schaltanlagenräume geeignet. Dabei ermöglicht die vorgesehene versenkte Anordnung der Einsteckbohrung eine mechanische Halterung und Abstützung des einzuführenden elektrischen Kabels am Koppelisolator. Hierfür ist der Einsteckbohrung eine axial vorgelagerte Einführungbohrung zugeordnet, in welcher eine Anschlußtülle festgesetzt werden kann, welche ihrerseits das Anschlußkabel kraftschlüssig umfaßt. Insbesondere kann das Anschlußkabel über eine vorbestimmte Länge abisoliert werden, so daß das freigelegte Drahtende bzw. Litzenende zurück auf die Isolierhülle gebogen werden kann und dieses eingesteckte Kabelende mit den Litzendrähten durch die Flexibilität der Isolierhülle an die im Durchmesser angepaßte Innenmantelfläche der Einsteckbohrung angedrückt werden. Die auf die Mantelfläche der Isolierhülle zurückgebogenen Drahtenden sind dabei axial so kurz bemessen, daß sie von der Innenmantelfläche der Einsteckbohrung zum kopfseitigen Ende hin axial überragt werden. Dadurch liegen die Drahtenden in einem feldfreien Raum und bewirken keine Spitzenentladung, die zum Durchschlag des Isolierkörpers führen könnten. Dabei sind auch die Übergänge von der Innenmantelfläche zur Außenmantelfläche des Anschlußstücks ebenso abgerundet, wie die Randzonen der Anschlußstücke, die vorzugsweise radial nach außen nach Art einer Ringwulst zur Vermeidung von Spitzenentladungen ausgebaucht sind.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen:

1 einen Koppelisolator mit seitlicher Ausleitung und integriertem Überspannungsableiter mit aufgeschnittenem fußseitigen Ende und

2 den Koppelisolator in einem kompletten Längsschnitt bei um ca. 90 Grad gedrehter Befestigungsarmatur.

Ein Koppelisolator weist einen Isolierkörper 1 auf, der an seinem kopfseitigen Ende 2 einen versenkt angeordneten Hoch- oder Mittelspannungsanschluß 3 aufweist, der mit einem flexiblen Litzenkabel 4 an eine spannungsfürende Leitung angeschlossen werden kann. Das Anschlußstück 3 weist eine in Achsrichtung des Isolierkörpers 1 zum Kopfende 2 hin offene Einsteckbohrung 3a auf, in welche das freie Ende des Anschlußkabels 4 eingesteckt ist. Dabei sind die Enden der Litzendrähte 4a am eingesteckten Ende über eine vorbestimmte Strecke von der Isoliermantelhülle befreit und axial zurück auf den Isoliermantel des Anschlußkabels 4 gebogen. Die axiale Länge der zurückgebogenen Enden 4a ist dabei so bemessen, dass sie axial von der Innenmantelfläche der Einsteckbohrung 3a des Anschlussstücks 3 zum kopfseitigen Ende 2 hin überragt werden. Die freien Enden 4a befinden sich dadurch in einem hochspannungsmäßig abgeschirmten Raum und neigen dadurch nicht zu Spitzenentladungen. Dabei ist auch der Übergang 3b von der Innenwandung der Einsteckbohrung 3a zur Außerwand des Anschlußstück 3 für eine günstige elektrische Feldverteilung gerundet. Im kopfseitigen Ende 2 des Isolierkörpers sitzt in einer der Einsteckbohrung 3a vorgelagerte Einführbohrung 1a eine Anschlußtülle 5, die vorzugsweise in ein in den Isolierkörper 1 eingegossenes Gewinde eingedreht ist und zur Sicherung des Anschlußkabels 4 gegen Herausziehen aus dem Anschlußstück 3 durch Klemmschluß dient. Das Anschlußstück 3 dient dabei gleichzeitig als Aufnahme für einen elektrischen Hochspannungskondensator, dessen unteres Anschlußstück 6 mit ausreichendem axialem Abstand innerhalb des Isolierkörpers 1 zum fußseitigen Ende 7 des Isolierkörpers 1 hin versetzt ist. Zwischen den beiden Anschlußstücken befindet sich ein hochspannungsfester Kondensator 8 aus einem Werkstoff mit hoher Dielektrizitätskonstante, um den Kapazitätswert zu erhöhen. Die Randzonen 3c, 6a der Anschlußstücke 3, 6 sind ebenfalls gerundet und laden radial nach außen aus, um elektrische Spitzenentladungen zu vermeiden. Das untere Anschlußstück 6 greift mit einem in der Mittelachse des Isolierkörpers verlaufenden Anschlußbolzen 9 zum fußseitigen Ende i hin und endet in einer achsengleichen Ausnehmung 10. Mit der freien Stirnseite des Anschlußbolzens 9 ist mittels einer durch die Ausnehmung 10 eingeführten Schraube 11 ein Kontaktblech 12 verschraubt, das wie die Anschlußstücke 3, 6 und der hochspannungsfeste Kondensator 8 in die Masse des Isolierkörpers 1 eingegossen ist. Auf dem Kopf der Schraube 11 sitzt ein Anschluß eines Überspannungsableiters 13 auf, der lose in die Ausnehmung 10 eingesetzt ist und mittels einer elektrisch leitenden Druckfeder 14 in elektrischer und mechanischer Kontaktanlage mit der Schraube 11 gehalten wird. Die Druckfeder 14 stützt sich auf einem Stöpsel 15 ab, der in das freie Ende der Ausnehmung 10 eingesetzt ist und zur Abdichtung einen Isolierring 16 in einer Umfangsnut trägt, der für einen zumindest feuchtigkeitsdichten Abschluß mit der Innenwandung der Ausnehmung 10 sorgt. In der Stirnseite 17 des fußseitigen Endes 7 befindet sich eine diagonal verlaufende Nut 18, in der ein Verbindungsbügel 19 eines Stützbügels liegt, der mit beidseitig abgewinkelten Schenkeln 20 entlang des Mantels des Isolierkörpers 1 bis zu einem als Stufe ausgebildeten Ringabsatz 21 reicht, wobei die freien Enden der Schenkel 20 nach innen aufeinander zu abgebogen sind und auf dem Ringabsatz 21 aufsitzen. Der Verbindungsbügel 19 übergreift dabei den Stöpsel 15 und ist in diesem Bereich axial zum Stöpsel 15 hin so durchgebogen, dass bei auf dem Ringabsatz abgestützten Schenkeln 20 der Verbindungsbügel 19 unter mechanischer Vorspannung am Stöpsel 15 kraftschlüssig anliegt. Zusätzlich ist noch eine Befestigungsarmatur 22 vorgesehen, die glockenförmig ausgebildet ist und eine zentrale Öffnung aufweist, die dem Querschnitt entspricht, wie ihn der Isolierkörper 1 oberhalb des Ringabsatzes 21 zum kopfseitigen Ende 2 hin aufweist und die am Ringabsatz 21 elektrisch mit den freien teilweise aufgebogenen Enden der abgewinkelten Schenkel 20 des Stützbügels verbunden ist. Die Befestigungsarmatur ragt mit ihrem Mantel mit Abstand von den Schenkeln 20 zur Stirnseite 17 des fußseitigen Endes 7 hin und ist in ihrer axialen Länge so bemessen, dass der Isolierkörper 1 nach dem Befestigen der Befestigungsarmatur 22 an einer Tragwand 23 mit seiner Stirnfläche 17 in ausreichendem Maße an die Tragwand 23 unter elastischer Verformung der Befestigungsarmatur 22 für einen sicheren Stand angedrückt wird. Zur Befestigung und elektrischen Kontaktierung der Befestigungsarmatur 22 mit der Tragwand 23 können an letzterer Stehschraubbolzen 24 vorgesehen sein, die radial abstehende Laschen 25 der Befestigungsarmatur 22 durchgreifen und auf die Schraubmuttern 26 aufgedreht sind.

Das Kontaktblech 12 verläuft von der Schraube 11 aus radial nach außen und innerhalb des Isolierkörpers 1 in Richtung zum fußseitigen Ende 7 hin, wo es nach nochmaligem Abknicken radial nach außen als Steckfahne 12a in eine radial von außen in den Isolierkörper 1 eingeformte Einstecköffnung 27 hineinsteht. In die Einstecköffnung 27 ist von außen ein Kabelstecker 28 eingesetzt, mittels dem ein Anschlußkabel 29 elektrisch mit der Steckfahne 12a verbunden wird. Der Kabelstecker 28 schließt dabei insbesondere feuchtigkeitsdicht mit der Wandung der Einstecköffnung 27 ab. Die Einstecköffnung 27 liegt dabei unterhalb des Ringabsatzes 21 und wird so von der Befestigungsarmatur 22 zum kopfseitigen Ende 2 hin elektrisch abgeschirmt. Ein eventueller elektrischer Überschlag vom Anschlußstück 3 zur Befestigungsarmatur 22 führt dadurch zu keiner elektrischen Beeinflussung der elektrischen Verbindung zwischen dem unteren Anschlußstück 6 und einem daran über das Kabel 29 angeschlossenen, vorzugsweise extern angeordneten Meßgerät. Die als Ausleitung für das kapazitiv gewonnene Meßsignal dienende Kontaktlasche einschließlich des Kontaktblechs 12 und der radial nach außen gerichteten Einstecköffnung erfordert somit für sich keine besondere Durchführung durch die den Koppelisolator tragende Tragwand 23. Wenn das Kabel 29 jedoch durch die Tragwand nach außen geführt werden soll, dann ist zweckmäßig die Befestigungsarmatur 22 im Bereich der Ausleitung 12, 12a, 27 mit einer radialen Ausformung 30 versehen, in welche der in die Einstecköffnung eingreifende Kabelstecker 28 mit dem daraus herausgeführten Kabel 29 hineinsteht. Im Bereich der Ausführung wird dann zweckmäßig die Durchführung für das Kabel 29 durch die Trennwand 23 vorgesehen. Bei ausreichender radialer Ausdehnung der Ausformung 30 ist ein ausreichender Schutz des Kabels 29 auch dann gegeben, wenn es radial aus der Ausformung ausgeführt wird, wie es die gestrichelte Linienführung darstellt. Es zeigt sich nämlich, daß elektrische Überschläge in der Regel nahe am Isolierkörper entlang stattfinden und radial außenliegende Bereiche nicht beeinflußt werden. Ein so aufgebauter Koppelisolator läßt sich mit einfachen Mitteln herstellen, ist leicht nachrüstbar und weist eine geringe Bauhöhe auf. Seine Montage ist durch das Zusammenwirken mit der am Mantel angreifenden, nachträglich aufsetzbaren Befestigungsarmatur 22 in einfacher Weise ausführbar, wobei sein hochspannungsseitiger Anschluß über ein Anschlußkabel keine direkte, örtlich definierte Zuordnung zu dem Bauteil erfordert, an dem die zu messende Spannung abgegriffen wird. Der Koppelisolator kann dadurch leicht in beengten Schaltanlagenräumen integriert werden.


Anspruch[de]
  1. Koppelisolator mit einem am kopfseitigen Ende angeordneten Hoch- oder Mittelspannungsanschluß an einem Isolierkörper, innerhalb welchem ein Kondensator angeordnet ist, dessen kopfseitiges Anschlußstück mit dem Hoch- oder Mittellspannungsanschluß und dessen anderes Anschlußstück am fußseitigen, mit einer Befestigungsarmatur versehenen Ende des Isolierkörpers mit einer Ausleitung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das kopfseitige Anschlußstück (3) mit einer in Achsrichtung des Isolierkörpers (1) verlaufenden, zum kopfseitigen Ende (2) hin offenen Einsteckbohrung (3a) für ein Anschlußkabel (4) versehen und axial in den Isolierkörper (1) versenkt ist.
  2. Koppelisolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsteckbohrung (3a) axial eine Einführbohrung (1a) vorgelagert ist und daß in der Einführbohrung (1a) eine Anschlußtülle (5) festgesetzt ist, die ein in die Einsteckbohrung (3a) eingeführtes, mit einer elektrisch isolierenden Isolierhüll versehens Anschlußkabel (4) kraftschlüssig umfaßt.
  3. Koppelisclator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußkabel (4) über eine vorbestimmte Länge abisoliert ist, daß wenistens ein Drahtende (4a) des Anschlußkabel (4) zurück auf die Isolierhülle gebogen istund daß das Drehtande (4a) solierhülle gebogen istund daß das Drehtande (4a) so tief in die Einsteckbohrung (3a) eingesetzt ist daß es von der Innenmantelfläche der Einsteckbohrung (3) zum kopfseitigen Ende (2) hin axial überragt ist.
  4. Koppelisolator nach Anspruch 1 oder einem der folgende, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von der Innenmantelfläche zur Außenmantelfläche des kopfseitigen Anschlussstücks (3? abgerundet ist.
  5. Koppelisolator nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelelektroden (3,6) radial nach außen nach Art einer Ringwulst ausladende Randzonen (3c, 6a) aufweisen.
  6. Koppelisolator nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausleitung (12, 12a, 27) im Mantel des Isolierkörpers am fußseitigen Ende (7) radial nach außen offen ist, daß die Befestigungsarmatur (22) oberhalb der Ausführung (12, 12a, 27) am Isolierkörper (1) gehalten ist, daß die Befestigungsarmatur (22) die Ausleitung (12, 12a, 27) zumindest zum kopfseitigen Ende (2) hin überdeckt und dass ein Überspannungsableiter (13) elektrisch mit der Befestigungsarmatur (22) verbunden ist.
  7. Koppelisolator nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsarmatur (22) einen gabelförmigen Ansatz (31) besitzt, der den Stecker (28) teilweise übergreift und diesen gegen Herausziehen sichert.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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