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Geschlossenes elektrisches Leiterseil.
Elektrische Leiterseile mit massivem oder als Litze ausgebildetem Kern und einem aus Formdrähten hergestellten Mantel von aussen glatter Oberfläche sind bekannt. Auch ist es bekannt, Leiterseile aus Drähten von verschiedenen physikalischen Eigenschaften herzustellen, z. B. aus Stahldrähten zur Aufnahme der mechanischen Beanspruchungen und Kupfer- oder Aluminiumdrähten zur Leitung des elektrischen Stromes. Bei den bekannten Stahldrahtleiterseilen tritt jedoch die zuvor angegebene Aufgabenteilung nicht ein, da einerseits Stahl ein verhältnismässig guter Elektrizitätsleiter ist, während anderseits auch die vornehmlich zur Stromleitung dienenden Kupfer-oder Aluminiumdrähte zur Aufnahme der auftretenden Zugspannungen herangezogen werden.
Dies rührt daher, dass beim Auftreten von Zugspannungen die einzelnen Drähte infolge ihrer Verdrillung gegeneinander gedrängt, die äusseren Leiterteile demnach gegen die inneren gepresst werden. Die hiebei auftretende mechanische Spannungverteilung über dem Leiterquerschnitt ist rechnerisch nicht so einfach zu erfassen wie bei andern Verbundmaterialien. Der Nachteil der bekannten Leiterseile liegt nun darin, dass es derart leicht möglich ist, dass gerade Querschnittsteile von geringerer Festigkeit besonders starkem Kraftangriffe ausgesetzt sind, wodurch Leiterrisse auftreten.
Die Erfindung betrifft nun ein Leiterseil zur elektrischen Energieübertragung, insbesondere für Freileitungen oder zur Verlegung in unterirdischen Kanälen, bei dem die Nachteile der bekannten Leiter- seile vermieden sind und dessen Durchmesser und Querschnitt im Hinblick auf die elektrische und die mechanische Belastbarkeit der Leitung klein sind, um die Maste für geringere Beanspruchung bemessen oder den Mastabstand vergrössern zu können.
Erfindungsgemäss ist nämlich das aus einem massiven Kern und einem Mantel aus Formdrähten gebildete Leiterseil so ausgebildet, dass sein Kern von den Mantelteilen nur lose umschlossen ist, um eine gegenseitige Längsverschiebung von Kern und Mantel zu ermöglichen. Insbesondere sind die den Leitermantel bildenden Drähte von solcher Form und so aneinander gelegt, dass sie einen Hohlzylinder bilden, der den Leiterkern schützend umschliesst, ihn aber nicht oder nur schwach zusammendrückt, so dass der
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der einzelnen Drähte so geformt sein, dass die äussere Umfläche glatt und dicht ist. Einige oder alle Leiterdrähte können zur Verhinderung radialer oder Querbewegungen teilweise ineinandergreifen.
Vorzugsweise enthält der Leiter eine Anzahl von Mantelformdrähten, die nebeneinander um eine Seele von annähernd kreisförmigem Querschnitt angeordnet sind. Die Formdrähte bilden hiebei den die Zugspannung aufnehmenden Leiterteil, die Seele den eigentlich leitenden Teil oder umgekehrt. Die Seitenflächen der Formdrähte können hiebei mit Längsrillen versehen sein, in die, sobald die Formdrähte um den mittleren Drahtkern verseilt werden, wie Verbindungskeile wirkende Drähte eingelegt werden, um die Rillen zwischen benachbarten Oberflächen unmittelbar nebeneinanderliegender Formdrähte auszufüllen.
Auch können die Formdrähte an einer Seite mit einer Längsrippe, an der andern Seite mit einer Längsrille versehen oder beiderseits wellenförmig ausgebildet sein, so dass im fertigen Leiterseil jede Rippe in die zugehörige Rille eines benachbarten Formdrahtes greift und die verseilten Drähte gegen radiale Bewegung gesichert sind.
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Der Leiter kann überdies vollständig aus Stahl, Kupfer, Aluminium. einem ändern Metall oder auch aus einer beliebigen Anzahl verschiedener Metalle hergestellt sein ; alle oder mehrere Drähte können mit Kupfer.. Aluminium u. dgl. zweckmässig aber mit einem Metalle von vergleichsweise niedrigein Schmelzpunkte überzogen sein. Vorteilhaft ist es. wenn möglichst viele Drähte des Kabels gleichen Querschnitt erhalten.
Die Zeichnung veranschaulicht in den Fig. 1#8 Querschnitte verschiedener beispielsweiser Aus-
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dient. Jeder Stahldraht 11 weist an zwei gegenüberliegenden Seiten Abflachungen 13 auf, die ein dichtes Aneinanderschliessen der Stahldrähte 11 gestatten, welche so um den Leiter 12 einen geschlossenen, kreis- förmigen Ring bilden. der, bei Zugbeanspruchung des Leiters zusammengedrängt. den Draht 1'2 nicht pressen und daher dessen Längsbewegung im mechanisch beanspruchten Leiterteile nicht ver- hindern kann.
Nach Fig. 2 bilden den mechanisch beanspruchten Teil Stahldrähte 14, die den leitenden Volldraht li umschliessen. Jeder Stahldraht 14 ist mit einer Rille 16 versehen, in welche der benachbarte Stahldraht zum Teil eingreift.
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umschlossen, von denen abwechselnd ein Draht 18 kreisförmigen und ein Draht ? einen einer Doppel- konkavlinse ähnlichen Querschnitt aufweist.
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(In Fig. 1 mit unterbrochenen Linien angedeutet.) Zweckmässig wird hiebei ein Metall zum Ausfüllen ver- wendet, dessen Schmelzpunkt niedriger als der der Drahtmetalle ist.
Der Leiter nach Fig. 4 hingegen ist von einfachster Form und enthält einen mittleren. kreisförmigen, Draht SO. um welchen Formdrähte M von solchem Querschnitt angeordnet sind, dass sie eine glatte @zylindrische Umfläche des Kabels bilden.
Fig. 5 zeigt eine ähnliche Ausbildung, doch sind hier die Seitenflächen 22 der Segmentdriihtt, 23 mit je einer Längsrille von halbkreisförmigem Querschnitt versehen. Die Rillen von zwei benachbarten
Drähten 23 ergänzen sich zu je einer zylindrischen Bohrung, in welche beim fertigen Leiter kreisförmige
Drähte 24 eingesetzt werden, die wie Verbindungskeile wirken.
Bei der Ausführung nach Fig. 6 sind die benachbarten Flächen 25 der Formdriihte 26 abwechselnd mit Rillen und Rippen 27 versehen. die bei der Herstellung des Kabels miteinander in Eingriff kommen.
Nach den Fig. 7 und 8 sind die aneinanderstossenden Flächen benachbarter Formdrähte 28 und 30 in entgegengesetztem Sinne wellenförmig oder abwechselnd konkav und konvex, wie an den Stellen 29 bzw. 31 ersichtlich ist.
Die Leiter nach den Fig. 4-8 weisen durchwegs eine ununterbrochene Umfläche auf. Vorzugsweise dienen auch hier die äusseren Drähte zur Aufnahme der Zugbeanspruchungen, während die Seele des Seiles den Stromleiter bildet.
Der Kabelkern kann hiebei immer als Einzeldraht oder als Seil mit annähernd kreisförmigem Querschnitt ausgebildet sein.
Gegenüber den bekannten Seilen hat das nach der Erfindung den Vorteil, dass Drähte aus ver-
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worfen sind. Wird ein solcher Leiter isoliert, dann sind hiezu weniger Isolierstoffe und oder Schutzhiillen notwendig. Auch ist dieses Seil gegen mechanische Zugbeanspruchungen, insbesondere durch Eidast
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nische Widerstandsfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit auf.
Ferner kann bei einem Leiter nach der Erfindung von der Eigenschaft mancher Metalle, dass sie
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gemacht werden, indem einige Drähte aus weichem Metall hergestellt werden, während die übrigen die Zugspannungen aufzunehmen haben.
Wenn es auch wünschenswert ist, dass in einem Leiter nach der Erfindung besondere Teile zur. Aufnahme der Zugspannungen und zur Stromleitung vorhanden sind und im Querschnitt des Leiters keine Unterbrechungen vorhanden oder die Oberflächen der Drähte im Leiter einander nahe benachbart sind, wird in manchen Fällen doch nur eines dieser Merkmale gefordert ; unter diesen Umständen enthält der Leiter eine Anzahl von Drähten beispielsweise aus gleichem Stoffe bzw. von beliebiger Querschnittsform.
Im allgemeinen wird die Selle des Leiterseiles aus einem Metall holler Leitfähigkeit hergestellt ; die äusseren Drähte bestehen hiebei aus Metall hoher Zugfestigkeit. Jedoch kann auch die Seele aus Stahl oder einem ändern Metall von hoher Zugfestigkeit und einer oder mehrere der äusseren Drähte aus Kupfer oder einem ändern Metall hoher Leitfähigkeit hergestellt werden.
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Closed electrical conductor cable.
Electrical conductors with a solid core or a stranded core and a sheath made from shaped wires and having a smooth surface on the outside are known. It is also known to manufacture conductors from wires of different physical properties, e.g. B. from steel wires to absorb the mechanical stresses and copper or aluminum wires to conduct the electrical current. In the case of the known steel wire conductor cables, however, the division of tasks given above does not occur, since on the one hand steel is a relatively good conductor of electricity, while on the other hand the copper or aluminum wires, which are primarily used for conducting electricity, are used to absorb the tensile stresses that occur.
This is due to the fact that when tensile stress occurs, the individual wires are pushed against one another as a result of their twisting, and the outer conductor parts are accordingly pressed against the inner ones. The mechanical stress distribution that occurs over the conductor cross-section is not as easy to calculate as with other composite materials. The disadvantage of the known conductor cables is that it is so easily possible that straight cross-sectional parts of lower strength are exposed to particularly strong forces, as a result of which conductor cracks occur.
The invention now relates to a conductor cable for electrical energy transmission, in particular for overhead lines or for laying in underground channels, in which the disadvantages of the known conductor cables are avoided and whose diameter and cross section are small with regard to the electrical and mechanical load-bearing capacity of the line, in order to be able to dimension the masts for less stress or to increase the mast spacing.
According to the invention, the conductor cable formed from a solid core and a sheath of shaped wires is designed in such a way that its core is only loosely enclosed by the sheath parts in order to enable a mutual longitudinal displacement of the core and sheath. In particular, the wires forming the conductor sheath are of such a shape and placed against one another that they form a hollow cylinder that protects the conductor core but does not compress it or only compress it slightly so that the
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of the individual wires must be shaped so that the outer surface is smooth and tight. Some or all of the conductor wires may partially interlock to prevent radial or transverse movement.
The conductor preferably contains a number of shaped sheathed wires which are arranged next to one another around a core of approximately circular cross-section. The shaped wires form the conductor part that absorbs the tensile stress, the core the actually conductive part or vice versa. The side surfaces of the shaped wires can be provided with longitudinal grooves into which, as soon as the shaped wires are stranded around the central wire core, wires acting like connecting wedges are inserted in order to fill the grooves between adjacent surfaces of directly adjacent shaped wires.
The shaped wires can also be provided with a longitudinal rib on one side and a longitudinal groove on the other side, or they can be wave-shaped on both sides, so that in the finished conductor each rib engages in the associated groove of an adjacent shaped wire and the stranded wires are secured against radial movement.
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The conductor can also be made entirely of steel, copper or aluminum. a different metal or made of any number of different metals; all or more wires can be covered with copper .. aluminum u. The like. Expediently, however, be coated with a metal with a comparatively low melting point. It is beneficial. when as many wires as possible in the cable have the same cross-section.
The drawing illustrates in Fig. 1 # 8 cross-sections of various exemplary embodiments
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serves. Each steel wire 11 has flattened areas 13 on two opposite sides which allow the steel wires 11 to be tightly connected to one another, which thus form a closed, circular ring around the conductor 12. which, when the conductor is subjected to tensile stress, is compressed. does not press the wire 1'2 and therefore cannot prevent its longitudinal movement in the mechanically stressed conductor part.
According to FIG. 2, the mechanically stressed part forms steel wires 14 which enclose the conductive solid wire li. Each steel wire 14 is provided with a groove 16 in which the adjacent steel wire partially engages.
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enclosed, of which a wire 18 circular and a wire? has a cross-section similar to a double concave lens.
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(Indicated with broken lines in FIG. 1.) It is expedient to use a metal for filling, the melting point of which is lower than that of the wire metals.
The conductor according to FIG. 4, however, is of the simplest form and contains a middle one. circular, wire SO. Around which shaped wires M are arranged of such a cross-section that they form a smooth @cylindrical surface of the cable.
Fig. 5 shows a similar design, but here the side surfaces 22 of the Segmentdriihtt, 23 are each provided with a longitudinal groove of semicircular cross-section. The grooves of two adjacent ones
Wires 23 complement each other to each have a cylindrical bore, in which circular holes in the finished conductor
Wires 24 are used, which act like connecting wedges.
In the embodiment according to FIG. 6, the adjacent surfaces 25 of the shaped wires 26 are provided with grooves and ribs 27 alternately. which come into engagement with one another during manufacture of the cable.
According to FIGS. 7 and 8, the abutting surfaces of adjacent shaped wires 28 and 30 are wave-shaped in opposite directions or alternately concave and convex, as can be seen at points 29 and 31, respectively.
The conductors according to FIGS. 4-8 consistently have an uninterrupted peripheral surface. Here, too, the outer wires are preferably used to absorb the tensile loads, while the core of the rope forms the conductor.
The cable core can always be designed as a single wire or as a rope with an approximately circular cross-section.
Compared to the known ropes, the invention has the advantage that wires made of different
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are thrown. If such a conductor is insulated, fewer insulating materials and / or protective covers are required for this. This rope is also resistant to mechanical tensile loads, in particular from oaths
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niche resistance and electrical conductivity.
Furthermore, in a conductor according to the invention of the property of some metals that they
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be made by making some wires from soft metal while the rest have to take the tensile stress.
Even if it is desirable that in a ladder according to the invention special parts for. Absorption of tensile stresses and to the power line are present and there are no interruptions in the cross-section of the conductor or the surfaces of the wires in the conductor are closely adjacent, in some cases only one of these characteristics is required; Under these circumstances, the conductor contains a number of wires, for example of the same material or of any cross-sectional shape.
In general, the source of the conductor is made of a metal of high conductivity; the outer wires consist of metal of high tensile strength. However, the core can also be made of steel or another metal of high tensile strength and one or more of the outer wires can be made of copper or another metal of high conductivity.