Bild 42: Metallschirm-Isolator der Porzellanfabrik Hermsdorf (1910)
Der weitausladende gepreßte feuerverzinkte Metallschirm sollte bei Regen die direkte Benetzung der darunterliegenden Pozellanteile verhindern.
Ähnliche Eigenschaften hat der von der Porzellanfabrik Rosenthal entwickelte Kammer-Isolator [82], [83], der 1910 für eine 66-kV-Freileitung der Hidro-electrica Espanola Madrid verwendet wurde (Bild 43).
Bild 43: Kammer-Isolator der Porzellanfabrik Rosenthal (1910)
1918 analysierte Gilchrest die in den amerikanischen Hochspannungs-Freileitungsnetzen sehr zahlreich aufgetretenen Störungen an mehrteiligen Stützen-Isolatoren und zog daraus für die richtige Konstruktion solcher Isolatoren folgende Schlußfolgerungen:
* Die Oberfläche des Isolierkörpers soll den elektrischen Feldlinien folgen.
* Die Umrisse der Regendächer sollen den Äquipotentiallinien folgen.
* Die Linien der mechanischen Beanspruchung sollen parallel zu den elektrischen Feldlinien verlaufen.
* Der Oberflächenwiderstand jedes Porzellanteiles soll annähernd gleich sein oder nach der Stahl-Stütze zu etwas abnehmen.
* Die Kapazität jedes Porzellanteiles soll annähernd gleich sein.
Bild 44 zeigt einen nach diesen Gesichtspunkten konstruierten Isolierkörper für einen Stützen-Isolator [72], der als Faradoid-Isolator bezeichnet wurde.
Bild 44: Von Gilchrest vorgeschlagene Idealform eines mehrteiligen Isolierkörpers für Stützen-Isolatoren (1918, F aradoid-Isolator)
Seit 1918 beschäftigte sich ein Ausschuss des VDE mit der Bewertung und Normung von Porzellan-Isolatoren. 1920 entstanden die ersten Entwürfe für eine deutsche Norm über Freileitungs-Isolatoren [29], [30]. In den Normentwürfen wurde darauf hingewiesen, dass bei Stützen-Isolatoren Maßnahmen vorzusehen sind, die das Entstehen von Rißbildungen im Isolierkörper ausschließen.
Insbesondere sind bei zusammengekitteten Isolierkörpern
* die Kittflächen kalottenförmig auszubilden,
* scharfe Biegungen, Krümmungen und Kanten zu vermeiden und
* die Kittschicht und das Kittmittel mit Sorgfalt auszuwählen.
Die Befestigung der Stützen-Isolatoren auf den Mastkonstruktionen geschah in den USA zunächst mittels Holz-Stützen [28], [73]. So wurden beispielsweise 1904 Holz-Stützen
* aus Eukalyptus-Holz, die ausgekocht, getrocknet und in heißem Leinöl getränkt wurden oder
* aus Bergakazie oder Eichenholz, die nach Trocknung 6 bis 12 Stunden in heißes Paraffin getaucht wurden,
hergestellt [38], [74]. Beim mehrjährigen Betrieb derartiger Freileitungen zeigte sich jedoch, dass die Holz-Stützen durch die Einwirkung von Glimmentladungen und Ladeströmen allmählich verkohlten, bzw. direkt verbrannten. Sie wurden deshalb durch rohrförmige Stahl-Stützen ersetzt. Der Isolierkörper wurde direkt auf das Gewinde der Stahl-Stütze oder durch Zwischenlegen eines Bleifadens aufgedreht [74].
Für eine 60-kV-Freileitung am Niagarafall wurden für 3-teilige Stützenisolatoren gußeiserne Stützen mit einer breiten Grundplatte verwendet (Bild 45).
Bild 45: Gußeiserne Stütze (USA, 1906)
Bild 46: Rohrförmige Stahlstütze in Holztraverse eingelassen (1908)
Auch rohrförmige Stahl-Stützen, die direkt in die Holztraverse eingesteckt wurden, kamen zur Anwendung, wie 1908 auf einer 35-kV-Freileitung in Neuseeland (Bild 46) [77].
Stahl-Stützen bewährten sich gut. Man brachte aber dadurch das Erdpotenzial in das Innere des Isolierkörpers und bis auf wenige Zentimeter an das Hochspannungspotenzial heran.
Später wurde die Befestigung der Stützen-Isolatoren generell mit geraden oder gebogenen massiven Stahl-Stützen vorgenommen, die je nach Umbruchkraft des Isolators unterschiedlich ausgeführt und weitgehend normalisiert wurden (Bild 47 bis 49) [28], [29], [78].
Für die Normung der Stützen galt zunächst der Gesichtspunkt:
Für die verschiedenen Isolierkörperarten von Stützen-Isolatoren sollen möglichst gleiche Stützen verwendet werden.
Bild 47: Gerade Stützen
Bild 48: Gebogene Stützen für NS-Stützen-Isolatoren
Bild 49: Gebogene Stützen für HS-Stützen-Isolatoren
Nach Vorentwürfen [28], [78] entstand 1922 eine VDE-Norm, in der festgelegt war:
* Die Stützen sind den jeweiligen Stützen-Isolatoren zugeordnet und tragen zur Kennzeichnung ein "S". Für Niederspannungs-Isolatoren ein "NS..." und für Hochspannungs-Isolatoren ein "HS...".
* Für gerade Stützen gibt es 3 Ausführungsformen:I = zylindrische Stützen,II = mittelstarke Stützen undIII = stärkste Stützen.
* Für gebogene Stützen sind 2 Ausführungsformen vorgesehen:
IV = bis 500 V (NS) und
V = über 500 V (HS).
Außerdem gab es in der Norm Stützen, deren Länge aus Rücksicht auf den Vogelschutz größer festgelegt war (mindestens 250 mm).
Bei der Bearbeitung dieser Norm wurde der ursprünglich geltende Gesichtspunkt einer Vereinheitlichung der Stützen verlassen. 1930 wurde die VDE-Norm weiter zergliedert. Es entstanden folgende DIN-VDE-Normen [63]:
Für Stützen-Isolatoren der Reihe HD:
DIN VDE 8040/1.30: Gerade Stützen HDS,
DIN VDE 8041/1.30: Gebogene Stützen HDS.
Für Stützen-Isolatoren der Reihe HW:
DIN VDE 8042/1.30: Gerade Stützen HWS,
DIN VDE 8043/1.30: gebogene Stützen HWS.
Für Stützen-Isolatoren der Reihen VHD und VHW:
DIN VDE 8044/1.30: Gerade Stützen VHS,
DIN VDE 8045/1.30: gebogene Stützen VHS.
Außerdem entstanden Normblätter für die Stützen von NS-Stützen-Isolatoren.
Es wurde empfohlen, die geraden Stützen entsprechend Bild 51 auf der Traverse zu montieren. Damit sind sie gemeinsam mit dem Isolierkörper in der Lage, große Leitungszugkräfte aufzunehmen. Gebogene Stützen kommen dagegen nur für geringe Leitungszugkräfte