Isolator mit Endarmatur und Verbindungsvorrichtung sowie Anordnung zum Abbau von Überspannung

Die Erfindung betrifft einen Isolator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Anordnung gemäß Anspruch 11.

Verbundlangstabisolatoren sind beispielsweise aus der

Produktbroschüre „Silikon-Langstabisolatoren 3FL für

Mittel- und Hochspannungsfreileitungen", Siemens AG 2011, Bestell-Nr. E50001-G630-A193, bekannt. Die Langstabisolatoren weisen einen Stab aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) auf, auf dessen Enden jeweils eine metallische Endarmatur aufgebracht ist. Als Gehäuse wird ein Silikonmantel mit

Schirmen zur Kriechwegverlängerung vorgesehen. Die

Endarmaturen können eine Vielzahl unterschiedlicher Formen an ihrem dem Gehäuse abgewandten Ende aufweisen. Diese Formen sind für ein Verbinden bzw. Aufhängen des Isolators

vorgesehen und in den Normen IEC 61466-1, IEC 60120 und IEC 60471 beschrieben. Typische Formen gemäß Seite 5 sind

Klöppel, Pfanne, Gelenkgabel, Gelenklasche, Y-Gabel und Öse.

Ein Isolator wird mit Hilfe von Schutzringen vor

Koronaeffekten und Kurzschlusslichtbögen geschützt. Solche Schutzarmaturen werden über zusätzliche Armaturen mit dem Isolator verbunden, d.h. an eine Endarmatur angeschlossen. Diese Verbindungen zwischen Isolator und zusätzlichen

Armaturen sind i.d.R. flexibel gelagert, um keine

Biegespannungen auf den Isolator zu übertragen. Es kann z.B. ein Leitungsableiter mit externer Funkenstrecke über

zusätzliche Armaturen mit dem Isolator verbunden werden.

Solche „externally gapped line arrester" (EGLA) sind

beispielsweise aus der Produktbroschüre „Leitungsableiter für erhöhte Systemzuverlässigkeit", Siemens AG 2012, Bestell-Nr. E50001-G630-A203, aus den Seiten 10 und 11 bekannt. An die Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen Isolator anzugeben, der besonders einfach und betriebssicher mit einem Betriebsmittel verbindbar ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch einen Isolator gemäß Anspruch 1.

Die Erfindung stellt auf das Problem ab, dass es Anwendungen gibt, bei denen eine Lagerung des Betriebsmittels am Isolator bewegungsfrei fixiert sein sollte. Beispielsweise ist dies der Fall, wenn ein Abstand der Schutzringe zum Zentrum des Isolators konstant sein soll oder wenn andere Schutzein richtungen wie zum Beispiel ein Leitungsableiter montiert werden sollen. Eine bewegungsfreie Fixierung bezeichnet dabei im Rahmen der Erfindung eine Anbringung ohne Freiheitsgrade. Insbesondere bei einem Leitungsableiter mit externer

Funkenstrecke sind alle Freiheitsgrade zu entfernen, um die Länge der Funkenstrecke auch bei einer Bewegung des

Isolators, z.B. durch Schwingungen in Folge von Wind,

konstant zu halten.

Bisher werden im Stand der Technik Kombinationen aus einer Gelenkgabel mit einer zusätzlichen Armatur mit Lasche

vorgesehen. Dabei ist die Armatur geometrisch so ausgebildet, dass die Lasche flächig in der Gabel aufliegt und somit fixiert wird. Damit wird ein hohes Maß an Genauigkeit in der Fertigung erforderlich. Außerdem ist diese Bauform nie frei von Bewegungen. Die Erfindung löst dieses Problem durch die einstückige Bauform, bei der die Endarmatur mit der

Verbindungsvorrichtung kombiniert wird. Es werden folglich zwei Bauteile durch ein einziges Bauteil ersetzt, was alle Freiheitsgrade dieser Verbindung entfernt. Die Position der angebauten Bauteile ist fixiert. Ein weiterer Vorteil ist es, dass Material eingespart und der Montageaufwand reduziert wird .

In einer bevorzugten Ausführungen des erfindungsgemäßen

Verfahrens ist der Isolator ein Langstabisolator. Dies ist ein Vorteil, weil Langstabisolatoren lange erprobt und weitverbreitet sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Verbindungseinrichtung einen

Kontaktabschnitt zur Anbringung des zusätzlichen

Betriebsmittels auf. Dies ist vorteilhaft, weil mittels des Kontaktabschnitts ein einfaches Festlegen von Zusatzteilen an der Endarmatur möglich ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des

erfindungsgemäßen Verfahrens weist der Kontaktabschnitt mindestens eine Ausnehmung zur Befestigung des zusätzlichen Betriebsmittels auf. Dies ist ein Vorteil, weil mittels der Ausnehmung ein Hindurchführen eines Festlegemittels , wie beispielsweise eines Bolzens oder einer Schraube mit Mutter ermöglicht wird. Dies trägt zu einer rutschfesten Befestigung bei .

In einer bevorzugten Weiterbildung der vorgenannten

Ausführungsform weist der Kontaktabschnitt mindestens zwei Bohrlöcher zur Befestigung des zusätzlichen Betriebsmittels auf. Dies ist ein Vorteil, weil mittels der Bohrlöcher zwei Schrauben mit Muttern zum Festlegen eingesetzt werden können.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des

erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Verbindungsvorrichtung einen Aufhängungsabschnitt mit einem Mittel zur Aufhängung des Isolators auf. Dies ist ein Vorteil, weil Isolatoren häufig an Masten für Hochspannungs-Freileitungen eingesetzt werden. Dabei wird eine hängende Befestigung häufig

angewandt, um Biegebelastungen des Isolators infolge von Schwingungen des Mastes oder Windeintrag auf den Isolator zu vermeiden .

In einer bevorzugten Weiterbildung der vorgenannten

Ausführungsform weist der Aufhängungsabschnitt mindestens eine der folgenden Formen auf: Klöppel, Pfanne, Gelenkgabel, Gelenklasche, Y-Kabel, Öse. Folglich können zahlreiche unterschiedliche Mittel zur Aufhängung je nach Bedarf

ausgewählt werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des

erfindungsgemäßen Isolators besteht die Endarmatur mit der Verbindungsvorrichtung im Wesentlichen aus Metall. Dabei bevorzugt ist Stahl oder Aluminium. Dies ist ein Vorteil, weil der Einsatz einer Metallendarmatur kostengünstig in der Herstellung und diese robust und langlebig ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des

erfindungsgemäßen Isolators ist die Endarmatur mit der

Verbindungsvorrichtung in einem Gussverfahren einstückig hergestellt. Dies ist ein Vorteil, weil mittels eines

Gussverfahrens nahezu beliebig geformte Metallwerkstücke einfach und kostengünstig hergestellt werden können.

Ferner stellt sich an die Erfindung die Aufgabe, eine

Anordnung zum Abbau von Überspannung anzugeben, die besonders einfach montierbar und vergleichsweise betriebssicherer ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Anordnung gemäß Anspruch 11. Bevorzugte Ausführungsformen der

erfindungsgemäßen Anordnung ergeben sich aus den Ansprüchen 12 bis 15. Es ergeben sich für die erfindungsgemäße Anordnung und ihre Ausführungsformen sinngemäß die gleichen Vorteile wie eingangs für das erfindungsgemäße Verfahren erläutert.

Es zeigen in schematischer Darstellung zur besseren

Erläuterung der Erfindung die

Figur 1 eine erste bekannte Verbindungsvorrichtung, und

Figur 2 eine zweite bekannte Verbindungsvorrichtung, und Figur 3 eine bekannte Anordnung mit zwei Isolatoren, und

Figur 4 eine weitere bekannte Anordnung mit einem

Isolator und zwei Überspannungsableitern und

Figur 5 eine Detailansicht der bekannten Anordnung

gemäß Figur 4, und

Figur 6 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen

Isolators, und

Figur 7 ein Ausführungsbeispiel einer

erfindungsgemäßen Anordnung mit Isolator.

Die Figur 1 zeigt eine Verbindungsvorrichtung 1 mit einer ersten Öse 71, einem Kontaktabschnitt 2 zur Anbringung eines zusätzlichen Betriebsmittels und einer zweiten Öse 3. Dabei sind die Ösen 3, 71 als im Wesentlichen flache Metallringe ausgebildet, wobei die Ebenen der im Wesentlichen flachen Metallringe zueinander senkrecht stehen. Bei dem zweiten Beispiel für eine Verbindungsvorrichtung 4 gemäß Figur 2 sind die Ösen 5, 71 dagegen in einer Ebene angeordnet. Die

Verbindungsvorrichtung 1 gemäß Figur 1 erlaubt es,

beispielsweise mittels der Öse 71 einen Isolator anzubringen und diesen um 90 Grad gedreht im Verhältnis zur Aufhängung an einem Masten mittels der Öse 3 anzubringen. Dies erlaubt eine Orientierung des an dem Kontaktabschnitt 2 angebrachten weiteren Betriebsmittels. Anders bei der Figur 2: Diese

Verbindungsvorrichtung 4 ordnet Mastaufhängung und Isolator in der gleichen Orientierung an und damit auch das

angeschlossene weitere Betriebsmittel.

Figur 2 zeigt eine im Stand der Technik bekannte Anordnung 6 mit zwei Langstabisolatoren 7, 8. Die Langstabisolatoren sind über Verbindungsvorrichtungen 22, 24, die an den jeweiligen Endarmaturen 17, 18 der Isolatoren 7, 8 angebracht sind, mit Schutzarmaturen 11, 12 verbunden. Die Schutzarmaturen 11, 12 sind Koronaringe und weisen Stege 15, 16 auf. Die Verbindungsvorrichtungen 22, 24 sind außerdem jeweils mit Mastbefestigungen 13, 14 verbunden. An der entsprechend der Aufhängungsrichtung unten gelegenen Seite der Isolatoren 7, 8 sind die jeweiligen Endarmaturen 21, 22 wiederum über

Verbindungsvorrichtungen 25, 26 und Stege 19, 20 mit

Koronaringen 9, 10 verbunden. Um ein Aneinanderschlagen der aufgehängten Isolatoren 7, 8 zu verhindern, ist ein

Abstandshalter 27 im Wesentlichen Y-förmiger Anordnung vorgesehen. Dieser Abstandshalter 27 mit ist wiederum über eine Verbindungsvorrichtung 28 mit einer Leiterarmatur 29 zur Verbindung mit einem Leiterseil (nicht dargestellt)

verbunden .

Bei der bekannten Anordnung 6 werden die

Verbindungsvorrichtungen 22, 24, 25, 26 eingesetzt, um eine gewisse Flexibilität in der Aufhängung für die Isolatoren 7,

8 bereitzustellen und so die Übertragung von Biegespannungen auf die Langstabisolatoren 7, 8 zu vermeiden.

Die Figur 4 zeigt eine bekannte Anordnung 30 mit einem

Langstabisolator 31. Der Langstabisolator 31 ist über

erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtungen 36, 37 jeweils mit zwei Armen 32, 33 verbunden. Die Arme 32, 33 tragen jeweils einen Überspannungsableiter und ein Funkenhorn 34, 35, so dass zwischen den Funkenhörnern 34 und 35 eine Trennstrecke der Länge D in Luft bereitgestellt wird. Diese Anordnung stellt einen so genannten „Externally gapped line arrester (EGLA) " bereit.

Die Figur 5 zeigt eine Detailaufnahme im Bereich der

erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung 37. Der Ableiter am Arm 33 ist über eine Grundplatte 51, die mittels einer

Schraube 52 angebracht ist, angeschlossen. Auf der

Grundplatte 51 steht im senkrechten Winkel zu dieser

Grundplatte 51 ein Befestigungsriegel 53 hervor. Dieser weist zwei Bohrungen zur Aufnahme von Schrauben 54, 55 auf. Eine Bohrung ist dabei als ein Langloch 56 ausgebildet, so dass je nach Positionierung der Schraube 55 im Langloch 56 ein Drehen der Grundplatte in einer lotrecht (zum Erdboden) stehenden Ebene ermöglicht wird. Dies ermöglicht es, die Trennstrecke D in ihrer Länge einzustellen und zu fixieren. Dabei

kennzeichnet der Pfeil 57 die Drehrichtung entlang der durch das Langloch 56 vorgegebenen Aussparung. Die Schrauben 54, 55 befestigen die Grundplatte 51 beziehungsweise den

Befestigungsriegel 53 an einem Haltesteg 47. Der Haltesteg 47 weist einen in Richtung der Grundplatte 51 abgeknickten

Anteil auf und einen Anteil, der waagerecht (parallel zum Erdboden) verläuft. Dieser waagerechte Anteil weist zwei Bohrungen zur Aufnahme von Schraubverbindungen 48 auf. Die Schraubverbindungen 48 ermöglichen eine Fixierung an der Verbindungsvorrichtung 37. Die Verbindungsvorrichtung 37 zeichnet sich dadurch aus, dass sie für die Endarmatur 38 des Isolators 31 eine Aufhängung bereitstellt . Diese Aufhängung ist dadurch gebildet, dass die eine 39 am Ende der Endarmatur 38 in eine Ausnehmung 40 der Verbindungsvorrichtung 37 eingeführt werden kann. Die Gabel 39 umgreift dabei flächig die im Wesentlichen als flaches Metallstück ausgebildete Verbindungsvorrichtung 37, so dass bei entsprechender

Fixierung mit einer Schraube 45 und Sicherungsbügel 46 nur sehr geringe Bewegungsmöglichkeiten für die Endarmatur 38 mit Gabel 39 in der Halterung der Verbindungsvorrichtung 37 bestehen. Hierdurch wird im Stand der Technik eine

verbesserte Stabilität der Länge der Trennstrecke D erreicht, auch wenn Windlasten auf den Isolator 31 einwirken. Die

Verbindungsvorrichtung 37 weist weiterhin eine Öse 49 zum Greifen einer Mastaufhängung 50 auf.

Die Figur 6 zeigt eine erfindungsgemäße

Verbindungsvorrichtung 60 eines Langstabisolators 31. Die Verbindungsvorrichtung 60 weist eine Endarmatur auf, die einstückig die Verbindungsvorrichtung für das Anbringen eines weiteren Betriebsmittels und zur Mastaufhängung beinhaltet. Hierfür weist die Endarmatur einen in etwa mittig

angeordneten Kontaktabschnitt 61 zur Anbringung des

zusätzlichen Betriebsmittels beziehungsweise eines Haltestegs zum Ableiter auf. Der Kontaktabschnitt 61 weist zwei

Bohrungen 62, 63 zur Fixierung eines Haltestegs. Weiterhin ist eine Öse 64 zur Befestigung einer Mastaufhängung

vorgesehen. Es ist ein wesentlicher Vorteil dieses

Ausführungsbeispiels, dass im Gegensatz zu bisherigen

Isolatorarmaturen und Verbindungsvorrichtungen keine

Freiheitsgrade und somit Schwingungen mehr möglich sind. Die Gabel und die entsprechende Ausnehmung in der bekannten

Vorrichtung gemäß Figur 5 entfallen. Dies spart Material und Kosten ein.

Die Figur 7 zeigt die erfindungsgemäße Endarmatur mit

Verbindungsvorrichtung 60 in Verbindung mit den ansonsten bekannten Bauteilen des EGLA gemäß der Figuren 4 und 5.

Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen

gekennzeichnet. Die Öse 64 der Verbindungsvorrichtung ist mit einer Mastaufhängung 65 verbunden.