Fahrleitung der Deutschen Reichsbahn

Stand: 08.01.2003

Isolatoren

0. Allgemeines

Isolatoren haben die Aufgabe, zwischen der Fahrleitung und den geerdeten Bauteile, bzw. zwischen einzelnen elektrischen Bereichen eine galvanische Trennung herzustellen.
Als der Werkstoff mit der bis heute größten Eignung gilt Porzellan. Er verbindet die Eigenschaften Zugfestigkeit mit hoher Durchschlagfestigkeit und ist preiswert in der Herstellung. Nachteilig ist die Empfindlichkeit gegenüber Verdrehung und die mangelnde Festigkeit gegenüber mechanischen Beschädigungen.
Die Länge eines Isolators ist generell abhängig von der verwendeten Spannung.
Allgemein gilt:

1 Kilovolt schlägt über, wenn die Luftstrecke unter 1 cm beträgt.

Der Wahrheitsgehalt dieser Regel ist abhängig von den Witterungsverhältnissen, dem Fremdkörperanteil in der Luft usw..
Deshalb muß ein Isolator für 15 KV, der Fahrleitungsspannung der deutschen Länder, Schwedens, etc. mindestens 150 mm Länge aufweisen, damit kein Überschlag zwischen den Isolatorbefestigungsteilen auftritt.
In der Praxis sind die Isolatoren um einiges länger, außerdem wird durch die äußere Gestaltung der Isolatoren, den Rippen, die Kriechstrecke zusätzlich verlängert. Die Rippen verhindern auch, daß Regenwasser, vermischt mit leitfähigen Partikeln, eine leitende Strecke ausbilden kann.
Der Keramikwerkstoff selber ist seit den zwanziger Jahren durchschlagfest. Bis dahin mußten alle Isolationen doppelt ausgeführt werden.
Dadurch verhinderte man Störungen durch beschädigte Isolatoren, hatte aber sehr aufwendige Bauarten.
Nach dem ersten Weltkrieg gab es viele Bemühungen, die Isolationen zu vereinfachen. Um 1920 entstand der erste zug- und durchschlagfeste Isolator aus Steatit. Dieser, auch optische Urvater der modernen Isolatoren, setzte sich aber nicht sofort durch. Auch bedingt durch die Firmensystem und die damit verbundenen wirtschaftlichen Interessen, gab es andere Entwicklungen. Der Stützisolator war der Versuch, bei nicht zugfestem Keramikwerkstoff die einfache Isolation zu verwenden. Gerade diese Bauart war in Schlesien weit verbreitet.
Aus dem keramischen Motorisolator, dem ebenfalls keramischen Hängeisolator und dem Steatitisolator entstand in den dreißiger Jahren dann schließlich der uns allen bekannte Stabisolator aus Keramik.

Seit der Inbetriebnahme der Rübelandbahn, (50 Hz, 25 KV) wurden bei der DR nur noch Isolatoren für eine Nennspannung von 25 KV eingebaut. Einmal gab es Überlegungen, das Streckennetz in der DDR komplett auf 25 KV/ 50 Hz umzustellen, andererseits sind 25 KV- Isolatoren resistenter gegen Überschläge.
Selbst schmutziger Schnee verursacht bei waagerecht eingebauten Isolatoren keinen Überschlag. Extreme Witterungsverhältnisse lassen zwar mitunter den aufmerksamen Beobachter in der Nähe von eingeschneiten Isolatoren ein Summen hören, Überschläge sind aber extrem selten und kaum nachweisbar.
Eine Gefahr für Isolatoren bilden neben leichtsinnigen und böswilligen Menschen die verschiedensten Tiere. Vögel sind oft Auslöser für Erdschlüsse wenn sie beim Starten mit ihren Flügeln eine Verbindung zwischen Erde und spannungsführenden Teilen herstellen.
Seltener kommen Marder zu Tode, wenn sie auf der Jagd ein Auslegerrohr hochlaufen.
Die Lebensdauer eines Isolators ist abhängig von der Umgebung. Bei aggressiven Umwelteinflüssen bildet sich auf der Glasur eine Schicht, die mitunter nicht mehr zu entfernen ist. Dann ist der Isolator zu wechseln.
In Gegenden mit starker Umweltverschmutzung (Mitteldeutsches Industriegebiet Halle - Leipzig) sind die Isolatoren mitunter doppelt, d.h. hintereinander eingebaut. Grund für diese Maßnahme war die unvertretbar hohe Zahl von Überschlägen an stark verschmutzten Isolatoren.
Zugfeste Isolatoren neuerer Bauart bestehen aus dem eigentlichen Keramikkörper, der zu den Enden hin verdickt ist. Auf diese Enden werden gußeiserne Kappen aufgesetzt, deren Öffnung ebenfalls birnenförmig ist. zwischen Keramik und Guß ist ein etwa 10 mm breitet Spalt, dieser wird mit speziellem Zement gefüllt. Durch die Verdickung ist ein Herausrutschen des Isolatorkerns unmöglich.
Die Farbe der bei der DR verwendeten Isolatoren war braun, noch etwas dunkler als der Hintergrund dieser Seite.

Es werden nicht alle jemals entwickelten Bauarten beschrieben, nur die wichtigsten Formen, die über das Versuchsstadium hinaus kamen, finden auf dieser Seite Berücksichtigung.
Die Zeichnungen der 15 KV- Isolatoren entstammen einem Heftfragment, dessen Herkunft nicht mehr eindeutig zu bestimmen ist

1. Isolatoren für 15 KV	123456789012345678901234567890123456789012345678901234
1.1. nicht zugfeste Isolatoren, 1903 - 1925
Die Glocken-, Kelch und Scheibenisolatoren wurden aus nicht durchschlagfestem Porzellan gefertigt. Um Störungen durch defekte Isolatoren zu vermeiden, wurden überall doppelte Isolationen eingebaut.

1.1.1. Dreieraggregat, 1903 - 1917
Diese Konstruktion diente der Aufhängung des Tragseils. Zwei senkrechte Stützisolatoren halten eine Achse, auf der der Diaboloisolator fest oder drehbar gelagert war.

1.1.2. Scheibenisolatoren, 1910 - 1925
Die auch Hewlettisolatoren genannten Isolatoren wurden zuerst in Bitterfeld verwendet. Zwei Scheiben aus nicht durchschlagfestem Werkstoff wurden durch ein flexibles Bronzeseil verbunden. diese Art der Isolation wurde für Abspannungen und die Kettenwerksaufhängung genutzt.	Zeichnung folgt!

1.1.3. Tragseilböcke mit Glockenisolatoren, 1919 - 1925
Die Weiterentwicklung des Dreieraggregats war erheblich stabiler, weil die Achse nicht mehr durch den Porzellanwerkstoff gehalten werden mußte. Die Form der Aufhängung wurde auf Querjochen und Auslegern für das Tragseil benutzt. Diese Bauart war weit verbreitet.

1.1.4. Seitenhalteraufhängung mit Glockenisolatoren, 1919 - 1924
Für die Seitenhalter wurde am Mast ein Winkeleisen in U-Form angebracht.

1.1.5. Abspannisolation, 1919 - 1925
Diese Isolation bestand aus zwei mit Laschen verbundenen Kelchisolatoren. Verwendet wurde sie im Längskettenwerk, in den ersten Querfeldern und bei Streckentrennern.

1.1.6. Glockenisolator im Tempergußrahmen, 1920 - 1925
Mit der Ablösung des Querjoches durch das Drahtjoch mußte eine Aufhängemöglichkeit für die Glockenisolatoren gefunden werden. Deshalb wurde der Tragseilbock des Joches umgestaltet.

1.1.7. Stützisolator für Ausleger, etwa 1922 - 1928
Der Stützisolator ist einer der ersten durchschlagfesten Isolatoren, allerdings fehlte ihn noch die Eigenschaft "Zugfestigkeit". Verwendet wurde er auf festen Auslegern, bei Bogenabzügen und bei drehbaren Auslegern. Zum Teil ersetzte man mit dem Stützisolator das Dreieraggregat an Auslegern, so daß er auch in Verbindung mit Querjochen zu sehen war.

1.2. zugfeste Isolatoren 1920 - 1962
1.2.1 Motorisolator, etwa 1924 - etwa 1926
Der Motorisolator als einer der ersten zugfesten Isolatoren bestand aus einem dreirippigen, durchschlagfesten Keramikkörper, dessen mittlere Rippe stark vergrößert ist. Diese Bauart war nur eine Übergangsform.	Herkunft unbekannt

1.2.2. Hängeisolator, etwa 1925 - etwa 1935
Der Hängeisolator gehört ebenfalls zu den ersten zugfesten Bauarten. Er besteht aus einem zweirippigen, durchschlagfesten Keramikkörper mit Metallkappen. Er wurde unter anderem bei den festen Auslegern der Einheitsbauart verwendet.	Detail aus Lehrheft Teil 1


1.3. Stabisolatoren
1.3.1. Stabisolator aus Steatit, 1920 - etwa 1929
Etwa 1920 erschien der erste zugfeste Stabisolator. Er hatte im Vergleich zu den bis dahin verwendeten Isolatoren hervorragende mechanische und elektrische Eigenschaften. Nach einer längeren Testphase konnte problemlos zur einfachen Isolation gewechselt werden, dadurch verbilligte sich die Fahrleitung erheblich. Später entwickelte man auch zugfeste Porzellanwerkstoffen, aber dem Steatitisolator gebührt die Ehre, den Durchbruch eingeleitet zu haben. Bei vier Rippen hat er eine Länge von 380 mm.

1.3.2. Stabisolator, etwa 1928 - 1962
Der Stabisolator stellt die Standardbauform dar. In dieser Form wurde der Isolator seit den dreißiger Jahren ausschließlich verwendet. Er kann in allen Lagen eingebaut werden. Bei waagerechtem Einbau ist darauf zu achten, daß bei temperaturbedingten Veränderungen der Fahrleitung sich kein Regenwasser in der Hohlseite der Rippen sammelt. Bei vier Rippen beträgt seine Länge 430 mm.

1.3.3. Breitschirmisolator, etwa 1928 - 1962
Der Breitschirmisolator ist die bevorzugte Form für den senkrechten Einbau. Beim vertikalen Einbau fließt das Regenwasser langsamer ab, deshalb ist eine verlängerte "Überschlagsstrecke" notwendig. Durch die erweiterten Endschirme wird ein Kriechstrom zuverlässig verhindert. Gerade auf Strecken mit parallelem Dampfbetrieb wurde der Einbau dieser Isolatoren gefordert. Bei insgesamt fünf Rippen hat er ebenfalls die Standardlänge von 430 mm.

1.3.4. Rohrkappenisolator, etwa 1934 - 1962
Der Isolator entstand zusammen mit dem Rohrschwenkausleger in den dreißiger Jahren. Später wurde er auch bei Mastkopfschaltern verwendet. Bei drei Rippen beträgt seine Länge 435 mm.

1.3.3. Hartpapierstäbe, etwa 1932
Der Hartpapierstab wurde in Streckentrennern verwendet, er bestand aus einem 410 mm langen, porzellanummanteltem Hartpapierstab. An beiden Enden hatte er Befestigungsösen, so daß er eine Länge von 640 mm erreicht. Der Stab (rot) ist im Bereich der Keramikumhüllung nicht befahrbar, deshalb gibt es zwei Kufenkonstruktionen (braun, grün). Diese sitzen auf dem Fahrdraht (blau) auf, vor dem Stab übernehmen sie den Bügel. Da beide Kufen in einem Winkel von etwa 30° vom Stab abstehen, ist eine genügend große Luftstrecke zwischen beiden Schaltgruppen vorhanden.

2. Isolatoren für 25 KV (nach DR-M 25-72)
2.1. Stabisolator, 1962 - heute
Es gilt das für den 15 KV- Isolator gesagte. Der Stabisolator wird bevorzugt horizontal eingebaut, er findet auch bei Streckentrennern Verwendung. Abweichend davon hat der Isolator 7 Rippen, die Länge der Standardisoloatoren für 25 KV beträgt 500 mm.

2.2. Breitschirmisolator (Breitschirmer), 1962 - 1982
Der Breitschirmisolator ist eine Weiterentwicklung des 15 KV Typs. Hergestellt wurde er nur bis Anfang der achtziger Jahre. Er hatte ebenfalls sieben Rippen, die Endschirme waren vergrößert. Die Länge beträgt 500 mm.	DR-M 25-72.222

2.3. Breitschirmisolator mit drei erweiterten Rippen (Verschmutzer), 1982 - heute
Diese Bauform ist die Weiterentwicklung des Breitschirmers. Zusätzlich wurde die mittlere Rippe vergrößert um den gewachsenen Umweltbelastungen entgegenzuwirken. Seine Länge beträgt bei sieben Rippen 500 mm.

2.4. Isolator für Ausleger, 1965 - heute
Der Rohrkappenisolator wird verwendet bei Auslegern und bei Mastkopftrennschaltern. Er wird auf Zwei-Zoll-Rohr aufgesetzt und durch jeweils zwei Bügel befestigt. Seine Länge beträgt bei 4 (?) Rippen xx mm.

2.5. Stützisolator für Speise- und Verstärkerleitungen
Der Isolator wir ausschließlich stehend verwendet.


3. Keramikummantelte Glasfieberstäbe, 1984 - 1990
Der Keramikstab wurde nur in verkürzten Schutzstrecken/ Leichtbaustreckentrennern verwendet. Ein Glasfieberstab von etwa 1000 mm erhält eine Ummantelung aus Keramikhülsen. Um die Elastizität zu erhalten, ist zwischen den einzelnen Hülsen eine etwa 5 mm starke Gummischicht. der Stab endet beidseitig in kupfernen Preßhülsen, die auf der einen Seite wie gewöhnlicher Fahrdraht ausgebildet sind. (Details bei VSS) Die Gesamtlänge beträgt etwa 1645 mm für die verkürzte Schutzstrecke und etwa 1287 mm für den Streckentrenner.	aus DR-M 25

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