Koronaschirm und Verbundisolator mit Koronaschirm

Abstract

 Ein Verbundisolator hat einen Stab (3) mit Isoliermantel (4) und Rippen (5), sowie wenigstens eine Endarmatur und wenigstens einen Koronaschirm (2, 2', 2"). Letzterer ist einstückig und aus Kunststoff hergestellt. Er ist dazu geeignet, koaxial auf dem Verbundisolator (1, 1', 1") am Übergang vom Stab (3) zur Endarmatur (8) angeordnet zu werden. Der Koronaschirm (2, 2', 2") bildet einen nach innen offenen Hohlraum (16), der über wenigstens einen Füllkanal (25) mit Dichtmasse (22) ausfüllbar ist und in Axialrichtung beidseitig eine Abschlussmanschette (17, 18) zur Hohlraumabdichtung aufweist. Der Durchmesser der stabseitigen Abschlussmanschette (17) ist dem Durchmesser des Isoliermantels (4) und der Durchmesser der armaturseitigen Abschlussmanschette (18) ist dem Endarmaturdurchmesser angepasst. Der Füllkanal (25) führt von außen zum Hohlraum (16).

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf die Isolatortechnik, und spezieller auf einen Koronaschirm aus isolierendem Kunststoff, sowie auf einen Verbundisolator mit wenigstens einem solchen Koronaschirm.

[0002] Hochspannungs-Verbundisolatoren weisen üblicherweise einen die mechanischen Belastungen aufnehmenden isolierenden Stab (meist aus glasfaserverstärktem Hartkunststoff), darüber einen Mantel und Rippen aus isolierendem Kunststoff (meist einem Kunststoff mit hydrophober und schmutzabweisender Oberfläche, wie Silicongummi), und fest mit dem Stab verbundene und als Befestigungsvorrichtungen dienende Endarmaturen (meist aus Metall) auf.

[0003] Oftmals kommt es bei einem Hochspannungsisolator unter Spannung zu Koronaentladungen. Eine solche Koronaentladung kann erodierend auf den Isoliermantel wirken. Und zwar kann sie die Oberfläche des Isoliermantels besonders in der Nähe der Endarmaturen angreifen (wegen der dort i.a. besonders großen Feldstärke) und hierdurch die Lebensdauer des Isolators verkürzen.

[0004] Eine verbreitete Gegenmaßnahme besteht darin, mit Hilfe sogenannter, häufig an der Endarmatur befestigter Koronaringe aus leitendem Material (meist Metall) oder halbleitendem Material (meist mit leitfähigen Teilchen versetztem Kunststoff) das elektrische Feld an der Endarmatur so zu formen, dass die Feldstärke verringert wird. Dies mindert die Neigung zur Koronaentladung, oder zumindest die Konzentration der Koronaentladung an der Oberfläche des Isoliermantels nahe der Endarmatur.

[0005] Alternativ beschreibt die Druckschrift US 6,984,790 B1 einen Koronaschirm aus Metall, der aus zwei Metallhalbschalen über dem Isolator am Übergang vom Stab zur Endarmatur zusammengesetzt wird. Ein von den Metallhalbschalen gebildeter Hohlraum wird dann mit einer Dichtmasse ausgefüllt.

[0006] Wie gesagt sind auch halbleitende Koronaschirme bekannt, beispielsweise aus der US 6,388,197 B1 und der US 4,355,200.

[0007] Solche feldformenden Maßnahmen sind aber relativ aufwendig, und sind zudem oftmals nicht ausreichend, um kritische Koronaentladungen tatsächlich zu verhindern. Bei vielen Verbundisolatoren wird daher von einer Feldformung abgesehen. Es ist für solche Isolatoren bereits vorgeschlagen worden, mit Hilfe isolierenden Materials größerer Wandstärke die isolierenden Umhüllung des Stabs nahe dem Übergang besser gegen Erosion zu schützen. Durch die größere Wandstärke dauert es nämlich entsprechend länger, bis koronaentladungsbedingte Erosion in diesem besonders exponierten Bereich die Isolatorwand durchdringt. Die lebensdauerverkürzende Wirkung der Koronaentladung wird also durch diese Maßnahme kompensiert. Außerdem kann der Koronaschirm auch der Abdichtung des Übergangs zwischen Stab und Endarmatur, z.B. gegen Regenwasser, dienen. Ein Beispiel eines Verbundisolators mit einem solchen Koronaschirm aus isolierendem Material ist aus der Druckschrift US 3,898,372 bekannt.

[0008] Allerdings ist der aus der US 3,898,372 bekannte Verbundisolator noch nicht als optimal hinsichtlich Lebensdauer und Herstellungsaufwand anzusehen. Der vorliegenden Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, einen Verbundisolator mit langer Lebensdauer bereitzustellen, der dennoch mit relativ geringem Aufwand herstellbar ist. Hierzu gehört auch die Bereitstellung eines Koronaschirms, der die Herstellung eines solchen Isolators erlaubt.

[0009] Die Erfindung betrifft einen Koronaschirm für einen Verbundisolator, wobei letzterer einen Stab mit Isoliermantel und Rippen, sowie wenigstens eine Endarmatur umfasst. Der Koronaschirm ist einstückig und aus Kunststoff hergestellt. Er ist dazu geeignet, koaxial auf dem Verbundisolator am Übergang vom Stab zur Endarmatur angeordnet zu werden. Hierbei bildet der Koronaschirm einen nach innen offenen Hohlraum. Dieser ist über wenigstens einen Füllkanal mit Dichtmasse ausfüllbar. Er weist beidseitig in Axialrichtung eine Abschlussmanschette zur Hohlraumabdichtung auf. Der Durchmesser der stabseitigen Abschlussmanschette ist demjenigen des Isoliermantels angepasst, und der Durchmesser der armaturseitigen Abschlussmanschette ist demjenigen der Endarmatur angepasst. Der Füllkanal führt von außen zum Hohlraum.

[0010] Ein anderer Aspekt der Erfindung betrifft einen Verbundisolator, der einen Stab mit Isoliermantel und Rippen, wenigstens eine Endarmatur und wenigstens einen Koronaschirm der oben genannten Art umfasst. Isoliermantel und Rippen sind aus isolierendem Kunststoff hergestellt. Der Koronaschirm ist als gesondertes Formteil hergestellt. Er ist koaxial auf dem Verbundisolator am Übergang vom Stab zur Endarmatur angeordnet. Dessen Hohlraum ist mit Dichtmasse ausgefüllt.

[0011] Weitere Merkmale gehen für den fachmännischen Leser aus der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen und der angefügten Zeichnung hervor.

[0012] Ausführungsformen der Erfindung werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die angefügte Zeichnung beschrieben, in der:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Längsschnitts einer Ausführungsform eines Verbundisolators mit einem Koronaschirm an jedem seiner beiden Enden zeigt;

Fig. 2 einen entsprechenden Schnitt durch einen der Koronaschirme von Fig. 1 zeigt; und

Fig. 3 eine Ansicht in den Koronaschirm von Fig. 2 in Richtung der Isolatorachse ist.

[0013] Fig. 4 zeigt eine der Fig. 1 entsprechende schematische Längsschnittdarstellung des Endbereichs einer anderen Ausführungsform eines Verbundisolators 1, bei dem der Hohlraum ebenfalls zwei Teilräume aufweist, die aber nicht wie bei Fig. 1 durch den Koronaschirm voneinander getrennt sind; im übrigen veranschaulicht Fig. 4 eine Verklebung des Koronaschirms mit der Isolierhülle;

[0014] Fig. 5 zeigt eine Fig. 4 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform, bei dem der Hohlraum des Koronaschirms nicht nach Art von Fig. 1 und 4 in Teilräume unterteilt ist; im übrigen veranschaulicht Fig. 5 den Fall eines mit halbleitender Schicht versehenen Koronaschirms sowie den Fall gesondert hergestellter und mit dem Isoliermantel durch Klebung verbundener Rippen.

[0015] Vor einer detaillierten Beschreibung der Figuren folgen zunächst verschiedene Erläuterungen zu den Ausführungsformen.

[0016] Die Ausführungsformen betreffen Hochspannungsisolatoren und Koronaschirme für solche Isolatoren. "Hochspannung" wird hier in einem allgemeinen Sinn verstanden, der Mittelspannung, Hochspannung (im engen Sinn) und Höchstspannung umfasst, also von 1 kV bis zu mehreren 100 kV reicht.

[0017] Die Verbundisolatoren gemäß den Ausführungsformen (im folgenden bisweilen auch kurz als "Isolatoren" bezeichnet) weisen einen zentral verlaufenden (also die Isolatorlängsachse bildenden) Stab auf (oft auch Kern oder Strunk genannt). Der Stab ist z.B. zylindrisch mit kreisförmigem oder nicht-kreisförmigem Querschnitt. Er dient der Aufnahme von Zug-, Druck-, Scher und/oder Torsionskräften und verleiht dem Isolator somit die nötige mechanische Stabilität. Der Stab ist elektrisch isolierend und beispielsweise aus einem glasfaserverstärkten Hartkunststoff (z.B. gehärtetem Kunstharz) aufgebaut. Er kann massiv sein oder z.B. die Form eines Rohres haben.

[0018] Der Stab ist an einem oder beiden Enden mit einer (üblicherweise aus Metall gefertigten) Endarmatur ausgerüstet. Diese dient der Verbindung des Isolators mit einer Tragkonstruktion, einem Leiter einer elektrischen Leitung, oder einem anderen Isolator, etc. Bei den meisten Ausführungsformen hat der Verbundisolator an beiden Enden eine solche Endarmatur. Es gibt aber auch Sonderbauformen mit nur einer Endarmatur in Form eines angesetzten Metallformteils, am anderen Ende ist dann z.B. das isolierende Material des Isolators zu einer Befestigungsvorrichtung geformt (siehe z.B. WO 03/081610). Im folgenden wird bisweilen von einer Endarmatur (Einzahl) gesprochen, bisweilen hingegen von zwei Endarmaturen. Dies dient aber nur der Einfachheit der sprachlichen Darstellung, und impliziert daher nicht, dass sich etwa die jeweiligen Ausführungen nur auf Ausführungsformen mit einer Endarmatur bzw. zwei Endarmaturen bezögen - sie beziehen sich vielmehr stets auf beide Arten von Ausführungsformen.

[0019] Die Endarmaturen sind bei den Ausführungsformen fest mit dem Stab verbunden. Die Verbindung wird z.B. durch Verpressen ("Crimpen") der Endarmatur im Bereich eines sich in Axialrichtung erstreckenden Lochs in der Endarmatur, in das der Stab eingesetzt ist, bewirkt. Hieraus resultiert eine unlösbare reibschlüssige Pressverbindung zwischen Endarmatur und Stab.

[0020] Der Stab weist einen Isoliermantel aus isolierendem Kunststoff auf und ist darüber hinaus mit Rippen - ebenfalls aus isolierendem Kunststoff - versehen, die der Kriechwegverlängerung dienen (oft werden solche Rippen auch als "Schirme" bezeichnet - zur Vermeidung von Verwechslungen mit dem "Koronaschirm" wird im vorliegenden Text aber die Bezeichnung "Rippen" verwendet). Bei manchen Ausführungsformen sind Isoliermantel und Rippen aus einem Elastomer, möglich ist aber auch die Verwendung eines nicht gummielastischen, härteren Kunststoffs (z.B. eines hartgummiartigen Kunststoffs). Der Kunststoff für Isoliermantel und Rippen ist beispielsweise aus den heiß- oder kaltvulkanisierbaren Elastomeren (z.B. Silicon, EPDM) oder den thermoplastischen Elastomeren ausgewählt. Vorzugsweise handelt es sich um Silicongummi, also ein Siliconkautschuk-Vulkanisat, das z.B. durch Heißvernetzung vulkanisiert sein kann. Vorteilhaft handelt es sich um ein Siliconkautschuk-Vulkanisat mit Methyl- und Vinyl-Gruppen an der Polymerkette (z.B. VMQ nach ISO 1629).

[0021] Für die Herstellung des Isoliermantels und der Rippen gibt es verschiedene Möglichkeiten:

(i) Isoliermantel und Rippen können gesondert hergestellt sein. Bei einigen Ausführungsformen wird beispielsweise zunächst der Isoliermantel als durchgehendes Rohr z.B. mit Hilfe eines Extruders auf den Stab aufgespritzt; vorgefertigte Rippen werden sodann über den (teilweise oder vollständig vulkanisierten) Isoliermantel geschoben und an ihrer jeweiligen Position mit dieser z.B. durch Klebung verbunden. Die vorgefertigten Rippen können bei dieser gesonderten Herstellung von Isoliermantel und Rippen aus einem anderen Kunststoffmaterial als das des Isoliermantels bestehen;

(ii) Isoliermantel und Rippen können gemeinsam hergestellt sein, z.B. durch Umgießen des Stabs mit isolierendem Kunststoff. Bei solchen Ausführungsformen sind die Rippen also nicht vorgefertigt, sondern werden z.B. zusammen mit dem Isoliermantel an den Stab gegossen. Anders als bei der Verwendung vorgefertigter Rippen entsteht bei einem solchen Gießverfahren zwischen Isoliermantel und Rippe keine Gefügegrenze, etwa nach Art eines Kleb-Interfaces.

[0022] Bei den Ausführungsformen ist der Verbundisolator zudem noch mit wenigstens einem Koronaschirm ausgerüstet. Unter "Koronaschirm" wird hier ein hülsenartiges Gebilde verstanden, das am Übergang vom Stab zur Endarmatur angeordnet ist, also dort, wo üblicherweise eine Koronaentladung die größte erodierende Wirkung zeigt - zur Unterscheidung von den "Rippen" genannten Gebilden, die weiter in Richtung zum Zentrum des Isolators auf dem Stab angeordnet sind. Der Koronaschirm weist bei manchen Ausführungsformen eine oder mehrere sich nach außen erstreckende Rippen auf, ist also insofern den "Rippen" ähnlich. Bei anderen Ausführungsformen hat der Koronaschirm hingegen keine solche rippenartige Gestalt. Isolatoren mit zwei Endarmaturen haben i.a. zwei Koronaschirme, die genannte Sonderbauform mit nur einer Endarmatur hat entsprechend nur einen Koronaschirm.

[0023] Der Koronaschirm ist als gesondertes Formteil aus Kunststoff hergestellt, z.B. aus einem Kunststoff der oben im Zusammenhang mit dem Isoliermantel und den Rippen genannten Art (also z.B. aus Silicongummi).

[0024] Diejenigen Ausführungsformen des Verbundisolators, die nach der o.g. Methode (ii) hergestellt werden, bilden also eine Hybrid-Bauart, bei der einerseits der Isoliermantel und Rippen gemeinsam durch Umgießen des Stabs hergestellt sind, bei der aber andererseits der oder die Koronaschirme als gesondert hergestellte Formteile im Verbundisolator verbaut werden.

[0025] Bei den meisten Ausführungsformen ist der Koronaschirm vollständig aus elektrisch isolierendem Material gefertigt. Bei anderen Ausführungsformen ist der Koronaschirm teilweise aus halbleitenden Material gebildet, indem beispielsweise der (aus isolierendem Kunststoff nach oben genannter Art hergestellte) Grundkörper des Koronaschirms an seiner inneren Oberfläche (oder einem Teil von dieser) mit einer halbleitenden Schicht versehen wird. Dies kann etwa durch Aufbringen eines halbleitenden Lacks geschehen. Bei noch weiteren Ausführungsformen ist der Koronaschirm insgesamt aus halbleitendem Kunststoff gefertigt, etwa aus dem oben im Zusammenhang mit dem Isoliermantel und den Rippen genannten Art (also z.B. aus Silicongummi), der jedoch mit einem Leitfähigkeit herbeiführenden Zusatzstoff versehen ist.

[0026] Bei manchen Ausführungsformen bildet der Koronaschirm im noch nicht verbauten Zustand einen nach innen offenen Hohlraum. Dieser ist mit Dichtmasse ausfüllbar. Der Koronaschirm weist in Axialrichtung beidseitig eine Abschlussmanschette zur Hohlraumabdichtung auf. Hierzu ist der Innendurchmesser der armaturseitigen Abschlussmanschette dem Außendurchmesser der Endarmatur in dem von der Manschette umfassten Bereich angepasst. Die stabseitige Dichtmanschette sitzt bei manchen Ausführungsformen nicht direkt auf der Staboberfläche, sondern sie sitzt auf der Oberfläche des Isoliermantels. Entsprechend ist der Innendurchmesser der stabseitigen Abschlussmanschette zwecks Hohlraumabdichtung dem Außendurchmesser des Isoliermantels angepasst.

[0027] Unter einem "angepassten Durchmesser" der Abschlussmanschetten wird hier ein solcher verstanden, der für eine ausreichende Abdichtung des Hohlraums gegenüber Austritt von (noch nicht abgehärteter) Dichtmasse sorgt. Mit anderen Worten besteht also zwischen Koronaschirm und Isolierhülle eine Passung, derart, dass bei manchen Ausführungsformen - im noch nicht eingebauten Zustand des Koronaschirms - der Innendurchmesser der stabseitigen Abschlussmanschette geringfügig kleiner oder gleich dem Außendurchmesser des Isoliermantels ist (z.B. 0% bis 30% kleiner als der Außendurchmesser des Isoliermantels). Bei der Montage wird der Koronaschirm elastisch gedehnt, so dass er sich über die Isolierhülle schieben lässt. Die Abschlussmanschette beaufschlagt dann Isolierhülle elastisch, wodurch eine besonders wirksame und auch dauerhafte Abdichtung erzielt wird. Entsprechend ist bei Ausführungsformen der Innendurchmesser der armaturseitigen Abschlussmanschette geringfügig kleiner oder gleich dem Außendurchmesser der Endarmatur im hier interessierenden Überlappungsbereich ist (z.B. wiederum 0% bis 30% kleiner als der Außendurchmesser der Endarmatur).

[0028] Um den Hohlraum einfach mit Dichtmasse ausfüllen zu können, weist der Koronaschirm wenigstens einen Füllkanal auf, der von außen zum Hohlraum führt. Die Dichtmasse ist bei den meisten Ausführungsformen elektrisch isolierend. Bei der Dichtmasse handelt es sich beispielsweise um ein kalt aushärtendes Silicongel, das z.B. ein Zweikomponentensystem bildet. Die beiden Komponenten werden kurz vor der Einbringung in den Hohlraum vermischt, und härten dann nach der Einbringung im Hohlraum kalt aus. Die im Hohlraum gehärtete Dichtmasse überdeckt dann den unter dem Hohlraum liegenden Teil des Isolators dichtend. Hierdurch wird insbesondere das Eindringen von Wasser in diesen Bereich verhindert.

[0029] Neben der Dichtwirkung bewirkt der Koronaschirm - wie sein Name bereits ausdrückt - einen gewissen Schutz vor der erodierenden Wirkung einer Koronaentladungen, indem er die Gesamtdicke des isolierenden Materials auf dem Stab in der Nähe der Endarmatur vergrößert. Zur Verstärkung dieser Schutzwirkung erstreckt sich bei manchen Ausführungsformen die stabseitige Abschlussmanschette weiter in Richtung zum Zentrum des Isolators, als es allein zur Erzielung der Abdichtung des Hohlraums erforderlich wäre. Die besagte Abschlussmanschette bildet hierdurch eine Überwurftülle, die den Isoliermantel umgreift und somit die Gesamtdicke des isolierenden Materials auf dem Stab in der Nähe der Endarmatur vergrößert. Bei manchen Ausführungsformen umgibt die Überwurftülle den Isoliermantel passend, ist also nicht Teil des Hohlraums im Koronaschirm. Bei einigen Ausführungsformen nimmt die Länge des Überwurftülle mehr als die Hälfte der Gesamtlänge des Koronaschirms ein, bei manchen Ausführungsformen sogar mehr als 2/3 der Gesamtlänge (die genannten Längen beziehen sich auf die Längsrichtung des Isolators). Bei manchen Ausführungsformen hat die Überwurftülle in ihrem zum Zentrum weisenden Hälfte einen sich konisch verjüngenden Außenquerschnitt, entsprechend der sich mit zunehmendem Abstand von der Endarmatur verringernden Erosionswirkung der Koronaentladung.

[0030] Bei manchen Ausführungsformen wird bei der Herstellung des Verbundisolators die Grenzfläche zwischen dem Isoliermantel und der der stabseitigen Abschlussmanschette bzw. Überwurftülle ganz oder teilweise mit einem Klebstoff verklebt. Beispielsweise wird hierzu nach dem Einbau des Koronaschirms ein geeigneter Klebstoff (z.B. ein Silikonkleber) zwischen Abschlussmanschette bzw. Überwurftülle und Isolierhülle eingeführt (z.B. mit einer Art Injektionsnadel dort eingespritzt). Besonders bei Koronaschirmen, deren Abschlussmanschette bzw. Überwurftülle innen einen kleineren Durchmesser als die Isolierhülle hat, wodurch die Isolierhülle im montierten Zustand elastisch auf die Isolierhülle drückt, erhält man so eine besonders wirksame und dauerhafte Abdichtung.

[0031] Üblicherweise ist der Außendurchmesser der Endarmatur größer als derjenige des Isoliermantels (da die Endarmatur den Stab i.a. in einem Loch aufnimmt). Entsprechend ist bei manchen Ausführungsformen der Außendurchmesser der stabseitigen Abschlussmanschette kleiner als derjenige der der armaturseitigen Abschlussmanschette.

[0032] Bei einigen der Ausführungsformen ist der Stab in einem Loch der Endarmatur mit dieser verpresst. Die Übergangsstelle, an welcher der Stab in den Verpressungsbereich eintritt, ist von dem Hohlraum im Koronaschirm überdeckt und von in diesem befindlicher Dichtmasse abgedichtet.

[0033] Grundsätzlich ist es möglich, bei Ausführungsformen, bei denen der Isoliermantel und die Rippen gemeinsam durch Umgießen des Stabs hergestellt werden, bei diesem Gießvorgang auch das stabseitige Ende der Endarmatur zu umgießen. Dann überdeckt der Isoliermantel auch den Übergang zwischen Stab und Endarmatur, und sorgte so bereits für eine Abdichtung dieses Übergangs. Das Umgießen der Endarmatur kann aber fertigungstechnisch zu Schwierigkeiten führen, die darauf beruhen, dass die Endarmatur i.a. für den Gießvorgang vorzuwärmen ist, um eine ordnungsgemäße Vulkanisation des Gießkunststoffs sicherzustellen. Aufgrund der i.a. unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Endarmatur und Stab bzw. der Glasübergangstemperatur des Stabs kann diese Erwärmung die Festigkeit der Pressverbindung zwischen Endarmatur und Stab beeinträchtigen. Aus diesem Grund kann es beim Übergießen der Endarmatur manchmal erforderlich sein, nach dem Gießen die besagte Pressverbindung nachzuverpressen. Bei den meisten Ausführungsformen wird die Endarmatur daher zur Vermeidung dieser Schwierigkeit nicht mit dem Isoliermantel umgossen (einer Vorwärmung der Endarmaturen bedarf es dann selbstredend nicht). Der sich hierdurch ergebende nicht ummantelte Übergang zwischen Stab und Endarmatur wird vom Koronaschirm überdeckt und abgedichtet.

[0034] Im allgemeinen erfolgt das Ummanteln des Stabs noch bevor die Endarmaturen am Stab angebracht und z.B. mit diesem verpresst worden sind. Damit der Stab dann nach dem Umgießen in die Endarmaturen eingesetzt und mit diesen z.B. verpresst werden kann, werden bei den meisten Ausführungsformen die Stabenden nicht ummantelt. Es wird also bei diesen Ausführungsformen im Endbereich des Stabs, dort, wo er ein Loch in einer Endarmatur eingesetzt und mit dieser verpresst wird, kein Isoliermantel gegossen. Im allgemeinen reicht dabei der gegossene Isoliermantel aus fertigungstechnischen Gründen nicht genau unmittelbar bis an den freizuhaltenden Endbereich heran, sondern endet bereits ein kurzes Stück (z.B. in der Größenordnung von 1 mm) vor diesem. Außerdem ist die Einhaltung eines Abstands in dieser Größenordnung auch nützlich, um sicherzustellen, dass der Stab tatsächlich vollständig in das Loch der Endarmatur eingeführt werden kann. Als Folge gibt es also am Übergang vom Stab zur Endarmatur eine Übergangstelle, dort wo - vom Zentrum des Isolators gesehen - der in die Endarmatur eingepresste Bereich des Stabs beginnt, bei der die Staboberfläche (zunächst) ohne gegossenen Isoliermantel vorliegt. An dieser Stelle würde im Prinzip die Gefahr bestehen, dass Wasser zwischen Stab und Isoliermantel eindringen und dann ev. innen am Stab entlang kriechen könnte. Bei den genannten Ausführungsformen überdeckt jedoch der Koronaschirm-Hohlraum diese Übergangsstelle mit zunächst freier Staboberfläche, und die in den Hohlraum eingebrachte Dichtmasse dichtet sie ab. Der Koronaschirm verhindert also bei diesen Ausführungsformen, dass Wasser zwischen Stab und Isoliermantel eindringen kann.

[0035] Wie oben bereits erwähnt wurde, sind die hier besprochenen Koronaschirme gesondert herstellbare Formteile. Die vorliegende Beschreibung richtet sich daher nicht etwa nur auf Verbundisolatoren, die mit solchen Koronaschirmen ausgestattet sind, sondern auch auf einen Koronaschirm an sich, der dafür vorgesehen ist, in einem Verbundisolator verbaut zu werden.

[0036] Wie bereits erwähnt ist der Koronaschirm einstückig und aus isolierendem Kunststoff hergestellt und dazu geeignet, koaxial auf einem Verbundisolator am Übergang vom Stab zur Endarmatur angeordnet zu werden. Der Koronaschirm hat einen nach innen offenen Hohlraum. Dieser ist mit Dichtmasse ausfüllbar. Der Koronaschirm weist an seinen beiden - in Axialrichtung gesehenen - Enden hierzu eine Abschlussmanschette zur Abdichtung des Hohlraums auf. Dabei sind der Durchmesser der stabseitigen Abschlussmanschette dem Durchmesser des Isoliermantels und der Durchmesser der armaturseitigen Abschlussmanschette dem Endarmaturdurchmesser angepasst. Somit bildet der Koronaschirm eine Art "verlorene Schalung" für die Dichtmasse, die zunächst in fließfähigem Zustand in den Hohlraum eingebracht wird. Die zunächst noch nicht ausgehärtete Dichtmasse bleibt in dieser Schalung gefangen. Nach dem Aushärten der Dichtmasse verbleibt diese Schalung am Isolator und schützt zusammen mit der gehärteten Dichtmasse die Übergangstelle. Bei manchen Ausführungsformen ist zum Ausfüllen des Hohlraums mit Dichtmasse wenigstens ein Füllkanal vorgesehen, der von außen zum Hohlraum führt. Manche Ausführungsformen haben zwei derartige Füllkanäle, die z.B. einander entgegengesetzt liegend angeordnet sind. Beispielsweise wird durch einen der beiden Kanäle die Dichtmasse eingespritzt, und über den anderen entweicht die dabei verdrängte Luft aus dem Hohlraum.

[0037] Das Füllen des Hohlraums mit Dichtmasse geht bei den letztgenannten Ausführungsformen beispielsweise folgendermaßen vonstatten: Ein bis auf die Ausfüllung des Hohlraums fertig gestellter Verbundisolator wird so orientiert, dass die beiden Füllkanäle eines betrachteten Koronaschirms vertikal verlaufen; einer der Füllkanäle befindet sich somit unterhalb der Isolatorachse, der andere oberhalb. Sodann wird fließfähige Dichtmasse von unten in den unteren Füllkanal eingespritzt. Dabei füllt sich der Hohlraum allmählich, und wegen der Wirkung der Schwerkraft verbleiben bei der Füllung von unten keine Hohlstellen im Hohlraum. Die dabei verdrängte Luft entweicht über den oberen Füllkanal aus dem Hohlraum. Das Einspritzen erfolgt so lange, bis die Dichtmasse oben aus dem oberen Füllkanal auszutreten beginnt. Anschließend wird die Öffnung des unteren Füllkanals (sowie ggf. auch die des oberen) verschlossen, beispielsweise durch Einführen eines Pfropfens, oder durch ein Selbstverschlussorgan, beispielsweise ein integriertes Deckelchen im Füllkanal, das als Rückschlagklappe fungiert. Wenn auch der obere Füllkanal z.B. mit Hilfe eines Propfens verschlossen wird, kann der Verbundisolator aufgrund der dann vollständigen Abdichtung des Hohlraums in eine andere Lage gebracht werden (z.B. senkrecht aufgehängt werden), ohne das Aushärten der (zunächst noch fließfähigen) Dichtmasse abgewartet werden müsste (wenn er hingegen nicht verschlossen wird, belässt man den Verbundisolator bis zum Aushärten der Dichtmasse in einer Position, in der der obere Füllkanal nach oben weist).

[0038] Wie erwähnt umgreift der Koronaschirm bei manchen Ausführungsformen nicht nur den Hohlraum im Sinne einer verlorenen Schalung, sondern er erstreckt sich vielmehr zur Verstärkung des Schutzes vor koronaentladungsbedingter Erosion weiter in Axialrichtung zum Zentrum des Isolators. Die stabseitige Abschlussmanschette bildet dann eine Überwurftülle, die den Isoliermantel umgreift und somit die Gesamtdicke des isolierenden Materials auf dem Stab in der Nähe der Endarmatur vergrößert.

[0039] Zur Befestigung des Stabs in der Endarmatur ist bei manchen Ausführungsformen in der Endarmatur ein in Isolatorlängsrichtung verlaufendes Loch ausgebildet, in das der Stab eingeführt wird und in dem er sodann durch Verpressen der Lochwandung befestigt wird. Bei manchen Ausführungsformen reicht der Verpressungsbereich bis an den Locheingang. Die Übergangstelle zwischen dem Stab und dem Verpressungsbereich befindet sich dann also an dem das Loch aufweisende stirnseitigem Ende der Endarmatur, und das bei manchen Ausführungsformen vorhandene kurze Stück, an dem die Oberfläche des eingepresste Stabs ohne gegossenen Isoliermantel vorliegt, liegt somit axial außerhalb der Endarmatur, vor deren Stirnseite. Der Koronaschirm überdeckt bei diesen Ausführungsformen mit seinem Hohlraum das stirnseitige Ende der Endarmatur und das Stück mit offen liegender Staboberfläche.

[0040] Bei anderen Ausführungsformen hat das Loch in der Endarmatur zwei Abschnitte unterschiedlichen Lochdurchmessers, von denen der am Locheingang gelegene eine deutlich größeren Durchmesser als der Stab (ohne Isoliermantel) hat und somit nicht zum Verpressungsbereich gehört, wohingegen der Durchmesser des tiefer im Loch gelegene Abschnitts demjenigen des Stabs (ohne Isoliermantel) entspricht und den Verpressungsbereich bildet. Anders als bei den im vorausgehenden Absatz genannten Ausführungsformen befindet sich hier die Übergangstelle zwischen dem Stab und dem Verpressungsbereich also nicht außen am stirnseitigem Ende der Endarmatur, sondern tiefer innen im Loch, und zwar - vom Zentrum des Isolators in Axialrichtung gesehen - vor der Stelle, an der sich das Loch verengt und der den Verpressungsbereich bildende zweite Lochabschnitt beginnt. Bei manchen Ausführungsformen wird beim Gießen des Isoliermantels dafür gesorgt, dass das vor der Übergangsstelle liegende Stück des Stabs mit offener Staboberfläche kürzer als der Lochabschnitt mit größerem Durchmesser ist. Anders ausgedrückt reicht bei diesen Ausführungsformen der Isoliermantel - vom Zentrum des Isolators in Axialrichtung gesehen - also bis in das Loch hinein, und das genannte Stabstück mit offener Oberfläche liegt vollständig in dem Lochabschnitt mit größerem Lochdurchmesser. Die Endarmatur überdeckt also - in Radialrichtung gesehen - das Stabstück mit offener Oberfläche. Sowohl der Bereich des Hohlraums im Inneren dieses Lochabschnitts - der einen inneren Teil des Hohlraums bildet - als auch derjenige außerhalb der Endarmatur - der einen äußeren Teil des Hohlraums bildet - sind beim fertigen Isolator mit Dichtmasse ausgefüllt. Die Übergangsstelle zwischen Stab und Pressbereich ist bei diesen Ausführungsformen also mehrfach geschützt: sie ist doppelt überdeckt, nämlich zum einem durch die Lochwandung der Endarmatur und zum weiteren durch den (die Lochwandung umgebenden) Koronaschirm; zudem sind die der dadurch gebildete innere und äußere Hohlraum mit Dichtmasse ausgefüllt.

[0041] An der Stirnseite der Endarmatur, in Axialrichtung gesehen, ist der Lochabschnitt mit größerem Durchmesser nicht zum Isoliermantel geschlossen; vielmehr ist hier ein (zunächst) offener Ringspalt zwischen Isoliermantel und Lochwandung.

[0042] Bei manchen Ausführungsformen, bei denen sich der Hohlraum des Koronaschirms über die Endarmatur-Stirnseite hinaus in Axialrichtung zum Zentrum des Isolators erstreckt, dient dieser Ringspalt dem Eintritt der (beim Befüllen fließfähigen) Dichtmasse in den inneren Hohlraum. Somit ist sichergestellt, dass der gesamte Hohlraum - und nicht etwa nur der äußere - mit Dichtmasse ausgefüllt wird.

[0043] Bei manchen Ausführungsformen ist der Koronaschirm hingegen dazu ausgebildet, den Ringspalt an der Stirnseite der Endarmatur vollständig oder weitgehend abzuschließen. Hierzu weist er in seinem Hohlraum eine z.B. im wesentlichen radial verlaufende Stufe auf, die zur Anlage an die Stirnseite der Endarmatur bestimmt ist.

[0044] Bei manchen dieser Ausführungsformen erstreckt sich der Hohlraum nicht über die Stufe hinaus in Richtung zum Zentrum des Isolators. Vielmehr liegt die jenseits der Stufe liegende stabseitige Manschette passend am Isoliermantel an. Die Stufe bildet bei diesen Ausführungsformen also den Abschluss des Hohlraums in der Richtung zum Zentrum des Isolators.

[0045] Wenn im eingebauten Zustand eine Ausführungsform des Koronaschirm mit einer solchen Stufe an der Stirnseite der Endarmatur anliegt, so deckt die Stufe den Ringspalt ab, und die Endarmatur-Wandung im Bereich des Lochabschnitts mit dem größerem Lochdurchmesser und die Stufe im Koronaschirm-Hohlraum separieren den inneren und den äußeren Hohlraum voneinander. Der innere Hohlraum ist nach außen vom der besagten Lochwandung der Endarmatur und von der Stufe begrenzt, während der äußere Hohlraum vom Koronaschirm nach außen begrenzt ist.

[0046] Strenggenommen - wenn die Stufe den Ringspalt vollkommen abdichtete - würde der Hohlraum durch eine solche Aufteilung in zwei Teilräume aufgespalten, die nicht in Fluidkommunikation miteinander stehen. Bei manchen Ausführungsformen ist daher zusätzlich wenigstens ein Verbindungskanal vorgesehen, der die an der Stufe anliegende Endarmatur fluidkommunikationsmäßig überbrückt und damit Fluidkommunikation zwischen dem äußeren und dem inneren Hohlraum herstellt. Der Verbindungskanal verläuft beispielsweise in der Stufe. Die fluidkommunikationsmäßige Verbindung der beiden Teilräume stellt sicher, dass der gesamte Hohlraum (und nicht etwa nur der äußere Hohlraum) vollständig mit Dichtmasse ausgefüllt wird, und gewährleistet somit, dass die gewünschte Abdichtungsfunktion in vollem Umfang erzielt wird.

[0047] Für den Designfall, dass der oben am Isolator befestigte Koronaschirm eine geringfügige Senke ausbildet, wird gegebenenfalls zur Vermeidung einer Ansammlung von Schmutz und Wasser noch eine weitere unterstützende Maßnahme vorgesehen, nämlich ein außen am Koronaschirm angebrachter Regenwasserablauf in Form einer oder mehrerer Nuten. Diese stehen beispielsweise an wenigstens einem der axialen Enden des Koronaschirms in Axialrichtung vor, bilden somit eine Tiefstelle, an der sich Regentropfen sammeln, um dann von dort abzutropfen. Einmal abgetropft, gelangt das Wasser nicht mehr zu dem näher an der Achse liegenden Übergang zwischen Endarmatur und Stab.

[0048] Wie oben bereits erwähnt wurde, ist der Koronaschirm bei den meisten Ausführungsformen vollständig aus elektrisch isolierendem Material gefertigt. Bei anderen Ausführungsformen ist er Koronaschirm teilweise aus halbleitenden Material gebildet, indem beispielsweise der Grundkörper des Koronaschirms an seiner inneren Oberfläche (oder einem Teil von dieser, etwa der Hohlraumwandung) mit einer halbleitenden Schicht (z.B. einem halbleitenden Lack) versehen ist. Bei noch weiteren Ausführungsformen ist der Koronaschirm insgesamt aus halbleitendem Kunststoff gefertigt.

[0049] Es folgen nun noch einige weitere Anmerkungen zur Gesamtherstellung von Verbundisolatoren.

[0050] Bei Ausführungsformen mit gesondert hergestellten Rippen wird zunächst z.B. mit Hilfe eines Extruders die Isolierhülle auf den Stab aufgebracht. Nach deren (vollständiger oder teilweiser) Härtung zieht man die vorgefertigten (ebenfalls bereits ganz oder teilweise gehärteten) Rippen über den umhüllten Stab und bringt sie zu ihrer jeweiligen Befestigungsposition entlang des Stabs (wobei man sie z.B. unter Ausnutzung ihrer Elastizität etwas aufdehnt, um die Verschiebung auf der Stabhülle zu erleichtern).

[0051] Bei anderen Ausführungsformen werden der Isoliermantel und die Rippen hingegen gemeinsam an den Stab gegossen.

[0052] Danach wird bei beiden Ausführungsformen an den Enden jeweils ein vorgefertigter Koronaschirm der genannten Art über den ummantelten Stab geschoben, und hierfür ggf. aufgedehnt, um über die Isolierhülle zu passen. Dann erfolgt das Aufpressen der Endarmaturen auf die nicht-umhüllten Stabenden. Die Koronaschirme werden sodann zurückgeschoben, so dass sie an der Übergangsstelle zwischen Endarmatur und Stab sitzen und diese überdecken. Sodann wird eine Dichtmasse (z.B. Silicongel auf Zweikomponentenbasis) über einen unteren Füllkanal eingespritzt. Die dabei aus dem Hohlraum verdrängte Luft entweicht über den oberen Füllkanal. Tritt Dichtmasse aus im oberen Füllkanal, so indiziert dies die vollständig Ausfüllung des Hohlraums, woraufhin das Einspritzen beendet wird. Gegebenfalls wird zudem ein Klebstoff (z. B. Siliconkleber) zwischen stabseitige Abschlussmanschette (bzw. Überwurftülle) und Isolierhülle eingespritzt. Nach Aushärten der Dichtmasse und ggf. des Klebstoffs ist der Verbundisolator fertig gestellt.

[0053] Nun zurückkehrend zu Fig. 1 zeigt diese einen Längsschnitt einer Ausführungsform eines Hochspannungs-Verbundisolators 1 mit Koronaschirmen 2. Der Verbundisolator 1 wird meist in nach unten hängender Anordnung montiert, kann aber auch z.B. in waagerechter oder aufrecht stehender Anordnung Verwendung finden. Hierzu weist er einen zug-, druck-, biege- und torsionsfesten isolierenden, auf der Isolatorlängsachse verlaufenden Stab 3 auf, der z.B. aus glasfaserverstärktem Duroplast gefertigt ist. Der Stab 3 ist zylindrisch, d.h. sein Querschnitt ist über die gesamte Stablänge gleich.

[0054] An seiner Außenfläche ist der Stab 3 von einem Mantel 4 aus isolierendem Elastomermaterial umgeben. Der Isoliermantel 4 bildet z.B. in regelmäßigen Abständen Rippen 5, die z.B. aus dem gleichen Elastomermaterial wie der Isoliermantel 4 bestehen. Die Rippen 5 dienen der Kriechwegverlängerung. Sie können unterschiedliche Durchmesser, z.B. in alternierender Folge, aufweisen. Zur weiteren Kriechwegverlängerung können sie z.B. an der Unterseite gerillt ausgeführt sein.

[0055] Bei den in den Fig. 1 und 4 dargestellten beispielhaften Ausführungsformen wurde der Isoliermantel 4 zusammen mit den Rippen 5 in einem gemeinsamen Gießvorgang hergestellt durch Umgießen des Stabs 3 hergestellt. Entsprechend finden sich in den Fig. 1 und 4 keine Gefügegrenzen zwischen Isoliermantel 4 und Rippen 5. Beim Beispiel der Fig. 5 sind Isoliermantel 4 und Rippen 5 gesondert hergestellt; entsprechend sind dort Gefügegrenzen 7 zwischen Isoliermantel 4 und Rippen 5 vorhanden

[0056] Im Bereich seiner beiden Enden ist der Stab 3 nicht umhüllt; der Isoliermantel 4 endet also bereits in einem (unten näher erläuterten) Abstand vor dem Stabende.

[0057] An den Enden des Stabs 3 ist jeweils eine Endarmatur 8 befestigt. Bei den Endarmaturen 8 handelt es sich um vorgefertigte Formteile aus Metall. Eine Kopfarmatur 8a dient beispielsweise der Befestigung des Isolators 1 an einem Hochspannungsmast und ist zu diesem Zweck z.B. mit einer Bohrung 9 für einen Befestigungsbolzen versehen. Die Endarmatur 8 am anderen Ende ist eine Fußarmatur 8b, welche beispielsweise dazu dient, einen Leiter am Isolator 1 zu befestigen. Die Fußarmatur 8 weist zu diesem Zweck beispielsweise eine Umfangsrille 10 auf.

[0058] Die Endarmaturen 8 weisen jeweils ein Aufnahmeloch 11 für den Stab 3 auf. In einem tiefer liegenden Abschnitt 12 hat dieses Aufnahmeloch 11 im noch nicht zusammengebauten Zustand des Isolators 1 einen Innendurchmesser, der nur um soviel größer als der Außendurchmesser des Stabs 3 ist, dass dieser ohne größeren Kraftaufwand in diesen tieferen Lochabschnitt 11 eingesetzt werden kann. Nach dem Einsetzen des Stabs 3 wird die Endarmatur 8 außen zusammengepresst oder "gecrimpt", und zwar in einem Bereich, der ungefähr dem tieferen Lochabschnitt 12 entspricht. Dieser Bereich bildet den sog. Crimp-Bereich; er ist in Fig. 1 mit 12a bezeichnet. Durch das Crimpen ist die Endarmatur 8 im Crimpbereich 12a dauerhaft plastisch so verformt, dass die Wandung des tiefer liegenden Lochabschnitts 12 mit relativ großer Kraft auf den Stab 3 drückt, wodurch eine unlösbare reibschlüssige Verbindung zwischen Stab 3 und Endarmatur 8 hergestellt ist.

[0059] In einem näher beim Locheingang liegenden Lochabschnitt 13 ist der Loch-Innendurchmesser größer, und zwar um soviel größer als der Außendurchmesser des Isoliermantels 4, dass der hierdurch gebildete Ringraum zwischen Lochwandung und Isoliermantel mit der fließfähigen Dichtmasse ausfüllbar ist.

[0060] Die Länge des nicht umhüllten Stabendes ist etwas größer als die Länge des tiefer liegenden Lochabschnitts 12. Somit ist der mit der Endarmatur 8 verpresste Teil des Stabs 3 nicht umhüllt (die Pressverbindung besteht also zwischen Endarmatur 8 und Stab 3, nicht aber Isoliermantel 4). Der Isoliermantel 4 reicht - vom Zentrum des Isolators 1 gesehen - in den Lochabschnitt 13 mit größerem Durchmesser hinein. Allerdings endet sie bereits etwas vor dem Beginn des tiefer liegenden Lochabschnitts 12, um zu vermeiden, dass der Isoliermantel 4 mit ihrem Ende an der Verengung am Übergang vom Lochabschnitt 13 zum Lochabschnitt 14 anliegt. Zwischen dem Ende des Isoliermantels 4 und dem Beginn des tiefer liegenden Lochabschnitts 12 befindet sich also ein kurzer Stababschnitt 14 mit zunächst offen liegender (d.h. zunächst nicht umhüllter) Staboberfläche. Im Lochabschnitt 13 liegt also - vom Zentrum des Isolators 1 gesehen - zunächst ein Stück Stab 3 mit Isoliermantel 4, wohingegen sich tiefer im Lochabschnitt 13 der Stababschnitt 14 mit zunächst offen liegender Staboberfläche befindet.

[0061] Am Übergangsbereich 15 zwischen Stab 3 und Endarmatur 8 ist jeweils ein Koronaschirm 2 aus isolierendem Elastomer angeordnet. Der Koronaschirm 2 ist ein gesondert vorgefertigtes Formteil (er sich also nicht wie der Isoliermantel 4 und die Rippen 5 durch Angießen an den Stab 3 hergestellt). Das Formteil des Koronaschirms 2 weist in seinem Inneren einen Hohlraum 16 auf, der nach innen (also zu Stab/Isoliermantel/Endarmatur hin) offen ist und der nach außen durch den Koronaschirm 2 abgeschlossen ist. Zur Durchführung des mit dem Isoliermantel 4 versehenen Stabs 3 bzw. der Endarmatur 8 weist den Koronaschirm 2 in Axialrichtung jeweils eine geeignete Durchgangsöffnung auf. Diese ist mit ihrem Innendurchmesser an den Außendurchmesser des Isoliermantels 4 bzw. an den Außendurchmesser der Endarmatur 8 (in dem hier interessierenden Endbereich der Endarmatur 8) angepasst, und bildet somit eine stabseitige Abschlussmanschette 17 bzw. eine armaturseitige Abschlussmanschette 18 zur Abdichtung des Hohlraums 16 in Axialrichtung. Da die Endarmatur 8 den Stab 3 samt Isoliermantel 4 umschließt, ist der Außendurchmesser der Endarmatur 8 größer als derjenige des Isoliermantels 4. Also ist der Innendurchmesser der armaturseitigen Abschlussmanschette 18 größer als derjenige der stabseitigen Abschlussmanschette 17.

[0062] Die Endarmatur-Wandung 19 über dem Lochabschnitt 13 überdeckt somit das Ende des Isoliermantels 4 und den Stababschnitt 14 und bildet dort einen Ringraum 16a, der in einem Ringspalt 20 an der Stirnseite der Endarmatur 8 mündet. Die Innenwandung des Hohlraums 16 bildet eine im wesentlichen in Radialrichtung verlaufende Stufe 21, die stirnseitig an der Endarmatur 8 an und so den Ringspalt 20 verschließt. Somit unterteilen die Endarmatur 8 mit ihrer Wandung 19 und die Stufe 21 den Hohlraum 16 in zwei Teilräume, und zwar einen inneren Hohlraum 16a, der oben bereits als der "Ringraum 16a" eingeführt wurde, und einen äußeren Hohlraum 16b. Der innere Hohlraum 16a erstreckt sich um das Ende des Isoliermantels 4 und den Abschnitt 14. Er wird - wie gesagt - radial nach außen von der Wandung 19 der Endarmatur 8, in Axialrichtung, weg vom Isolatorzentrum gesehen, von der Lochverengung zum Lochabschnitt 12 und, in Axialrichtung zum Isolatorzentrum gesehen, von der Stufe 21 begrenzt. Der äußere Hohlraum 16b umgibt die Endarmatur 8 im Bereich des Lochabschnitts 13. Er ist radial nach innen von der Wandung 19 der Endarmatur 8 und nach allen anderen Richtungen von der Innenwandung des Koronaschirms 2 begrenzt. Ein Verbindungskanal (Fig. 2) sorgt für Fluidkommunikation zwischen den beiden Teilräumen 16a, 16b.

[0063] Der Hohlraum 16 (und zwar sowohl der innere als auch der äußere Hohlraum 16a, 16b) ist beim fertigen Isolator vollständig mit einer ausgehärteten, elektrisch isolierenden Dichtmasse 22 ausgefüllt. Die Dichtmasse 22 deckt somit insbesondere das Ende des Isoliermantels 4 und den Abschnitt 14 mit zunächst offen liegender Staboberfläche im inneren Hohlraum 16a dichtend ab.

[0064] Außen hat der Koronaschirm 8 eine sich in Radialrichtung erstreckende Rippe 26, die der Kriechwegverlängerung dient. Im übrigen weist er außen an seiner armaturseitigen Abschlussmanschette nutenartige Vorsprünge 23 auf, welche als Regenwasserablauf dienen.

[0065] Figur 2 zeigt nun einen der in Fig. 1 nur schematisch dargestellten Koronaschirme in einer der Figur 1 entsprechenden Schnittansicht. Fig. 3 ist eine entsprechende Ansicht in Achsrichtung. Wegen des größeren Abbildungsmaßstabs sind in den Figuren 2 und 3 realistischere Größenverhältnisse und zusätzliche Details dargestellt. Anders als Figur 1 zeigen die Figuren 2 und 3 den Koronaschirm in demjenigen Zustand, in dem er als vorgefertigtes, noch nicht eingebautes Formteil vorliegt. Insbesondere ist in diesem Zustand der Hohlraum 16 noch nicht mit Dichtmasse ausgefüllt.

[0066] Wie bereits im Zusammenhang mit Figur 1 dargelegt wurde, weist der Koronaschirm 2 eine stabseitige Abschlussmanschette 17 kleineren Durchmessers und eine amaturseitige Abschlussmanschette 18 größeren Durchmessers auf. Die Innenddurchmesser der Abschlussmanschetten 17, 18 sind um ein Dehnungsmaß Δd kleiner als der Außendurchmesser des Isoliermantels 4 bzw. als der Außendurchmesser der Endarmatur 8 (Fig. 2). Im eingebauten Zustand sind die Abschlussmanschetten 17, 18 um Δd elastisch gedehnt, daher die Bezeichnung "Dehnungsmaß". Das Dehnungsmaß Δd liegt zwischen 0 und 30%, bezogen auf den Außendurchmesser des Isoliermantels 4 bzw. der Endarmatur 8.

[0067] Der Hohlraum 16 weist an seiner breitesten Stelle einen Innendurchmesser auf, der etwas größer als derjenige der größeren (d.h. der armaturseitigen) Abschlussmanschette 18 ist. Die Stufe 21 schließt den Hohlraum zur stabseitigen Abschlussmanschette 17 ab; wie im Zusammenhang mit Figur 1 erläutert wurde, bildet diese Stufe 21 eine Anlagefläche für die Stirnseite der Endarmatur 8 zum Verschließen des dortigen Ringspalts 20. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform setzt sich der Hohlraum 16 nicht über die Stufe 21 hinaus in Axialrichtung zum Isolatorzentrum fort. Vielmehr beginnt an der Stufe 21 bereits die am Isoliermantel 4 dicht anliegende Abschlussmanschette 17. Diese ist in Axialrichtung zum Isolatorzentrum deutlich länger ausgebildet, als es allein zur Abdichtung des Hohlraums 16 erforderlich wäre. Die Abschlussmanschette 17 bildet somit eine Überwurftülle für den Isoliermantel 4, die in dem besonders erosionsgefährdeten Bereich des Stabs 3 nahe der Endarmatur 8 die Wandstärke des Isoliermantels 4 vergrößert. Die Außenkontur der Überwurftülle 17 verengt sich konisch, in Richtung zum Isolatorzentrum gesehen.

[0068] In der Stufe 19 verlaufen mehrere (hier zwei) Verbindungskanäle 24, die Fluidkommunikation zwischen dem (beim Einbau entstehenden) Teilräumen 16a, 16b herstellen. Um den Hohlraum 16 mit Dichtmasse 22 einfach von außen füllen zu können, sind zudem mehrere (hier wiederum zwei) Füllkanäle 25 vorgesehen. Diese verlaufen in radialer Richtung von der Außenseite des Koronaschirms 2 zum Hohlraum 16. Die beiden bei der Ausführungsform von Figur 2 vorhandenen Füllkanäle 25 sind dabei gegenüberliegend angeordnet. Wenn der Koronaschirm 2 also so orientiert wird, dass einer der Füllkanäle 25 nach unten weist, so weist der andere nach oben. Entsprechendes gilt für die Anordnung der beiden Verbindungskanäle 24.

[0069] Die Verbindungskanäle 24 haben die Form von länglichen Vertiefungen, die offen in der Innenwandung des Hohlraums 16, und dabei insbesondere in der Stufe 21 verlaufen. Sie beginnen jeweils an der inneren Mündung des betreffenden Füllkanals 25 und führen von dort zur Stufe 21 und weiter in der Stufe 21 radial nach innen, und münden schließlich im inneren Hohlraum 16a am Anfang der stabseitigen Abschlussmanschette 17. Wenn im eingebauten Zustand die Stufe 21 an der Stirnseite der Armaturwandung 19 anliegt, so kann die Dichtmasse 22 im Verbindungskanal 24 an der Stirnseite der Wandung 19 vorbeifließen. Da der Verbindungskanal 24 zum inneren Hohlraum 16a hin offen ist, kann die Dichtmasse 22 sogleich nach Passieren dieses Hindernisses aus dem Verbindungskanal 24 austreten und somit in den inneren Hohlraum 16a gelangen und diesen ausfüllen.

[0070] Das Füllen des Koronaschirms 2 mit fließfähiger Dichtmasse 22 geschieht beispielsweise folgendermaßen: Der Koronaschirm 2 sei bereits an der richtigen Stelle auf dem Übergangsbereich 15 des Verbundisolators 1 platziert. Der Koronaschirm 2 bzw. der Isolator 1 sei auch bereits in eine solche Stellung gedreht worden, in der die Füllkanäle 25 in Vertikalrichtung verlaufen. Die Dichtmasse 22 wird dann durch den unten gelegenen Füllkanal 25 allmählich eingespritzt. Der Spiegel der Dichtmasse 22 steigt dabei im Hohlraum 16 kontinuierlich an, zunächst nur im äußeren Hohlraum 16b, und wegen der Durchströmung des unten gelegenen Verbindungskanals 24 dann auch im inneren Hohlraum 16a. Durch die Dichtmasse 22 verdrängte Luft verlässt den inneren Hohlraum 16a durch den oben gelegenen Verbindungskanal 24, und den Hohlraum 16 insgesamt durch den oben gelegenen Füllkanal 25. Austreten von Dichtmasse 22 aus dem oben gelegenen Füllkanal 25 zeigt an, dass der gesamte Hohlraum 16 ausgefüllt ist; der Füllvorgang kann dann beendet werden. Um ein Ausfließen von noch nicht gehärteter Dichtmasse 22 nach dem Entfernen des Einspritzgeräts zu vermeiden, werden der untere und ggf. auch der obere Füllkanal 25 z.B. mit einem Stopfen verschlossen.

[0071] Fig. 4 zeigt eine der Fig. 1 entsprechende schematische Darstellung eines Längsschnitts einer anderen Ausführungsform eines Verbundisolators 1', wobei hier nur ein Ende des Isolators 1' gezeigt ist. Die Ausführungsform der Fig. 4 unterscheidet sich von derjenigen der Fig. 1 dadurch, dass die Innenwand des Koronaschirms 2' nicht stirnseitig an der Wandung 19 der Endarmatur 8 anliegt, sondern von dieser beabstandet ist. Obwohl man auch hier von einem inneren Hohlraum 16a und einem äußeren Hohlraum 16b sprechen kann, trennt der Koronaschirm 2' somit diese beiden Teilräume nicht mehr voneinander; sie stehen vielmehr über den Ringspalt 20 miteinander in Fluidkommunikation. Die Funktion der Verbindungskanäle 24 von Fig. 1 wird hier also durch den offenen Ringspalt 20 übernommen. Die (zunächst fließfähige) Dichtmasse 22 füllt somit den inneren Hohlraum 16a durch den offenen Ringspalt 20 auf. Abgesehen von den hier genannten Unterschieden treffen sämtliche im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 3 gemachten Äußerungen auch auf die Ausführungsform von Fig. 4 zu.

[0072] Bei dem Beispiel der Fig. 4 sei bei der Herstellung des Verbundisolators 1' die Grenzfläche zwischen dem Isoliermantel 8 und der der stabseitigen Abschlussmanschette (bzw. Überwurftülle) 17 mit Klebstoff verklebt worden. Das so erhaltene Klebe-Interface ist in Fig. 4 mit 27 bezeichnet. Es versteht sich, dass eine derartige Verklebung nicht auf Ausführungsformen gemäß Fig. 4 beschränkt ist, sondern auch bei Ausführungsformen gemäß Fig. 1 oder 5 Anwendung finden kann; umgekehrt kann bei Ausführungsformen nach Art von Fig. 4 der Koronaschirm 2' ohne eine derartige Verklebung Anwendung finden.

[0073] Fig. 5 zeigt schließlich eine noch weitere Ausführungsform eines Verbundisolators 1" in einer schematischen Ansicht ähnlich der Fig. 4, bei der jedoch im Unterschied zu den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 4 das Befestigungsloch 12 in der Endarmatur 8 keinen Lochabschnitt 13 mit größerem Durchmesser als der Stabdurchmesser aufweist. Vielmehr hat hier das Befestigungsloch 12 in der Endarmatur 8 praktisch über seine gesamte Länge einen Durchmesser, der dem Außendurchmesser des Stabs 3 (ohne Isoliermantel 4) entspricht. Somit bildet bei dieser Ausführungsform praktisch das gesamte Loch 12 den Crimpbereich 12a. In Ermangelung des Lochabschnitts 13 mit größerem Durchmesser ist bei dieser Ausführungsform der Abschnitt 14 mit zunächst offen liegender Staboberfläche nicht von einer Wandung der Endarmatur 8 überdeckt, sondern nur vom Koronaschirm 2". Der Hohlraum 16 weist hier folglich auch keinen inneren und äußeren Hohlraum auf, sondern bildet einen einheitlichen, außen nur vom Koronaschirm 2" umgebenen Hohlraum.

[0074] Der Grundkörper des Koronaschirms 2" ist wiederum aus elektrisch nichtleitendem Kunststoff (z.B. Silicongummi) gefertigt, ist jedoch beim Beispiel der Figur 5 an seiner innern Oberfläche (außer in der stabseitigen Abschlussmanschette 17) mit einer halbleitenden Lackschicht 28 versehen. Diese berührt mit der armaturseitigen Abschlussmanschette 18 die Oberfläche der Armatur 8 und liegt damit elektrisch auf dem Potential der jeweiligen Endarmatur 8. Mantel 4 und Rippen 5 sind bei dem Beispiel der Ausführungsform von Fig. 5 gesondert hergestellt, so dass sich zwischen diesen eine (z.B. mit Klebstoff gefüllte) Gefügegrenze 7 befindet.

[0075] Beim Beispiel der Fig. 5 sind Isoliermantel 4 und Rippen 5 gesondert hergestellt; entsprechend sind dort Gefügegrenzen 7 zwischen Isoliermantel 4 und Rippen 5 vorhanden

[0076] Abgesehen von diesen Unterschieden treffen wiederum sämtliche im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 4 gemachten Äußerungen auch auf die Ausführungsform der Fig. 5 zu, Es versteht sich, dass die Ausrüstung mit einer halbleitenden Schicht 28 und/und die gesonderte Herstellung von Isoliermantel 4 und Rippen 5 nicht die Ausführungsformen mit einem Koronaschirm gemäß Fig. 5 beschränkt sind, sondern auch bei Ausführungsformen mit einem Koronaschirm gemäß Fig. 1 oder 4 Anwendung finden können; umgekehrt können auch die rein isolierende Ausbildung des Koronaschirms und/oder die gemeinsame Herstellung von Isolierhülle und Rippen bei Ausführungsformen mit einem Koronaschirm nach Art von Fig. 5 Anwendung finden.

[0077] Die beschriebenen Ausführungsformen zeigen Verbundisolatoren mit langer Lebensdauer, die mit relativ geringem Aufwand herstellbar sind, sowie Koronaschirme für deren Herstellung.

Ansprüche

1. Koronaschirm für einen Verbundisolator (1, 1', 1"), wobei letzterer einen Stab (3) mit Isoliermantel (4) und Rippen (5), sowie wenigstens eine Endarmatur (8) umfasst,
wobei der Koronaschirm (2, 2', 2") einstückig und ,aus Kunststoff hergestellt ist und dazu geeignet ist, koaxial auf dem Verbundisolator (1, 1', 1") am Übergang vom Stab (3) zur Endarmatur (8) angeordnet zu werden,
wobei der Koronaschirm (2, 2', 2") einen nach innen offenen Hohlraum (16) bildet, der über wenigstens einen Füllkanal (25) mit Dichtmasse (22) ausfüllbar ist und in Axialrichtung beidseitig eine Abschlussmanschette (17, 18) zur Hohlraumabdichtung aufweist,
wobei der Durchmesser der stabseitigen Abschlussmanschette (17) dem Durchmesser des Isoliermantels (4) und der Durchmesser der armaturseitigen Abschlussmanschette (18) dem Endarmaturdurchmesser angepasst sind, und
wobei der Füllkanal (25) von außen zum Hohlraum (16) führt.

2. Koronaschirm nach Anspruch 1, wobei die stabseitige Abschlussmanschette (17) sich weiter in Richtung zum Zentrum des Isolators (1, 1', 1") erstreckt, als es allein zur Erzielung der Abdichtung des Hohlraums (16) erforderlich wäre, wodurch diese eine Überwurftülle bildet, um den Isoliermantel (4) zu umgreifen und somit die Dicke der Isolation des Stabs (4) zu vergrößern.

3. Koronaschirm nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Durchmesser der stabseitigen Abschlussmanschette (17) kleiner als derjenige der der armaturseitigen Abschlussmanschette (18) ist.

4. Koronaschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Innendurchmesser der stabseitigen Abschlussmanschette bzw. Tülle (17) etwas kleiner ist als der Außendurchmesser des Isoliermantels (4) und/oder wobei der Innendurchmesser der armaturseitigen Abschlussmanschette (18) etwas kleiner ist als der Außendurchmesser des Endarmatur (8) Isoliermantels (4) des Verbundisolators (1, 1', 1"), jeweils des Verbundisolators (1, 1', 1"), für den der Koronaschirm (2, 2', 2") bestimmt ist,

5. Koronaschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 4, der im Hohlraum (16) eine Stufe (21) aufweist, die zur Anlage an die Stirnseite der Endarmatur (8) bestimmt ist.

6. Koronaschirm nach Anspruch 5, wobei wenigstens ein Verbindungskanal (24) vorgesehen, der die an der Stufe (21) anliegende Endarmatur (8) fluidkommunikationsmäßig überbrückt.

7. Koronaschirm nach Anspruch 6, wobei der Verbindungskanal (24) in der Stufe (21) verläuft.

8. Koronaschirm nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Verbindungskanal (24) für Fluidkommunikation zwischen dem über der Endarmatur (8) liegenden Bereich (16b) des Hohlraums (16) und über dem Stab (3) liegenden (16a) sorgt.

9. Koronaschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Koronaschirm (2, 2', 2") außen an wenigstens einem seiner axialen Enden einen oder mehrere Vorsprünge (23) zum Regenwasserablauf aufweist.

10. Koronaschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 9, welcher elektrisch isolierend ist.

11. Koronaschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 9, welcher ganz oder teilweise aus halbleitendem Material gefertigt ist.

12. Koronaschirm nach Anspruch 11, wobei der Koronaschirm (2, 2', 2") durch einen isolierenden Körper gebildet wird, der an seiner Innenseite eine halbleitende Schicht aufweist.

13. Koronaschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Koronaschirm (2, 2', 2") aus Silicon gefertigt ist.

14. Verbundisolator, umfassend:

einen Stab (3) mit Isoliermantel (4) und Rippen (5), wobei aus isolierendem Kunststoff hergestellt sind,

wenigstens eine Endarmatur (8),

einen als gesondertes Formteil hergestellten Koronaschirm (2, 2', 2") nach einem der Ansprüche 1 bis 13, der koaxial auf dem Verbundisolator (1, 1', 1") am Übergang vom Stab (3) zur Endarmatur (8) angeordnet ist und dessen Hohlraum (16) mit Dichtmasse (22) ausgefüllt ist.

15. Verbundisolator nach Anspruch 14, wobei der Koronaschirm (2, 2', 2") durch eine Überwurftülle (17) in Richtung zum Zentrum des Isolators (1, 1', 1") verlängert ist, die den Isoliermantel (4) umgreift und somit die Dicke der Isolation des Stabs (3) vergrößert.

16. Verbundisolator nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Grenzfläche zwischen dem Isoliermantel (4) und der der stabseitigen Abschlussmanschette bzw. Tülle (17) ganz oder teilweise mit einem Klebstoff verklebt ist.

17. Verbundisolator nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei der Stab (3) in einem Loch (12) der Endarmatur (8) mit dieser verpresst ist, und die Übergangsstelle, an welcher der Stab (3) in den Verpressungsbereich (12a) eintritt, von dem Hohlraum (16, 16a) überdeckt und von in diesem befindlicher Dichtmasse (22) abgedichtet ist.

18. Verbundisolator nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei die Endarmatur (8) nicht umgossen ist, wobei der Stab (3) in einem Loch (12) der Endarmatur (8) mit dieser verpresst ist, und im Verpressungsbereich (12) kein Isoliermantel (4) gegossen ist.

19. Verbundisolator nach Anspruch 17 oder 18, wobei an dem Übergang zum Verpressungsbereich (12) ein Stück Staboberfläche ohne gegossenen Isoliermantel (4) vorliegt, und
wobei die Dichtmasse (22) dieses Stück Staboberfläche dichtend abdeckt.

20. Verbundisolator nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei der Verpressungsbereich (12a) in einem tieferen Abschnitt (12) des Lochs liegt, während das Loch davor einen Abschnitt (13) mit einem größeren Durchmesser als der Isoliermantel (4) aufweist, und der Isoliermantel (4) - vom Zentrum des Isolators (1, 1') in Axialrichtung gesehen - bis in das Loch hineinreicht, so dass die Endarmatur (8) - in Radialrichtung gesehen - die Übergangsstelle, an welcher der Stab in den Verpressungsbereich (12a) eintritt, überdeckt, wohingegen die Endarmatur (8) am Locheingang einen Ringspalt (20) zwischen Isoliermantel (4) und Lochwandung (19) bildet.

21. Verbundisolator nach Anspruch 19 und 208, wobei das Stück Staboberfläche ohne gegossenen Isoliermantel (14) im Inneren des Lochs in dem Abschnitt (13) mit größerem Innendurchmesser liegt.

22. Verbundisolator nach Anspruch 20 oder 21, wobei der Hohlraum (16) des Koronaschirms (2) eine Stufe (21) aufweist und die Stirnseite der Endarmatur (8) an dieser Stufe (21) anliegt, so dass die Stufe (21) den Ringspalt (20) abdeckt und die Endarmatur (8) und die Stufe (21) den Hohlraum (16) in einen inneren (16a) und einen äußeren (16b) Hohlraum unterteilen.

23. Verbundisolator nach einem der Ansprüche 14 bis 22, bei dem Isoliermantel (4) und Rippen (5) gemeinsam durch Umgießen des Stabs mit isolierendem Kunststoff hergestellt sind.

24. Verbundisolator nach einem der Ansprüche 14 bis 22, bei dem Isoliermantel (4) und Rippen (5) gesondert hergestellt sind.

25. Verbundisolator nach einem der Ansprüche 14 bis 24, wobei der Isoliermantel (4) und/oder die Rippen (5) aus Silicon gefertigt sind.

26. Verbundisolator nach einem der Ansprüche 14 bis 27, wobei die Dichtmasse (22) ein Silicongel ist, das beim fertigen Verbundisolator (1, 1', 1") ausgehärtet ist.

Zeichnung