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Leitungsmast
Die Erfindung betrifft einen Leitungsmast, insbesondere für Hochspannungsleitungen, gegebenenfalls mit Auslegerarmen, wobei der Mast und bzw. oder die Auslegerarme zumindest teilweise aus Isoliermaterial, insbesondere Kunststoff bestehen.
Die bisher bekannten Leitungsmaste aus Isoliermaterial und auch jene Maste, bei denen die die Leitungen tragenden Ausleger aus Isoliermaterial ausgeführt werden, fanden meist nur für Drahtnachrichten- übertragungsanlagen bzw. auch für Starkstromleitungssysteme kleiner Leistung Anwendung, während sie sich für Hochspannungsleitungen, insbesondere Überlandleitungen im Hinblick auf die geringe Biege- und Torsionsfestigkeit der Isoliermaterialien nicht durchsetzen konnten, zumal die bekannten Maste auf Kräfte bemessen werden müssen, die durch Differenzzug infolge ungleicher Spannfeldweiten, ungleicher Zusatzlasten (Aneisung od. dgl.) bedingte Biegung in Leitungsrichtung und durch Seilriss oder wechselweise Aneisung bedingte Torsion hervorrufen.
Aus diesem Grunde werden derzeit Leitungsmaste für Hochspannungsleitungen aus Stahl oder Aluminium ausgeführt und die Leiterseile mittels Isolatorenketten aufgehängt. Diese Ketten dienen vor allem zur Isolierung der Leiterseile und gleichzeitig wird durch die Ketten infolge der Möglichkeit des Ausschwingens erreicht, dass die auf den Mast wirkenden Kräfte in Leitungsrichtung kleiner sind als wenn die Seile am Ausleger direkt befestigt wären. Durch die Hängeketten geht jedoch Masthöhe verloren, wodurch die Maste eine grössere Höhe erhalten müssen.
Aber auch die Abmessungen des Mastkopfes müssen durch die Ketten grösser gehalten werden. Die Ketten schwingen durch Windeinwirkung auf die Leiter auch quer zur Leitungsrichtung aus, wodurch eine grössere Auslegerlänge erforderlich wird, um eine unzulässige Annäherung der Leiterseile an den Mast zu vermeiden. Aber auch beim Ausschwingen vom Mast weg erfolgt durch die Kette eine grössere Annäherung an benachbarte Objekte, wodurch ein entsprechend grösserer Schutzabstand nötig wird. Bei den Abspannmasten werden heute aus optischen Gründen die gleichen Auslegerabmessungen gewählt wie bei den Tragmasten, obwohl wegen des Wegfalles der Tragketten die Auslegerabmessungen und das Mastkopfbild kleiner gehalten werden könnten.
Masten bzw. deren Auslegerarme aus Isoliermaterial bringen gegenüber Masten aus Metall den Vorteil einer von vornherein gegebenen besseren Isolation mit sich, so dass unter Umständen auf Isolatorenketten verzichtet werden kann und dadurch sowohl die Masthöhe als auch der Schutzabstand von benachbarten Objekten gegenüber Masten aus Metall kleiner gehalten werden kann. Eine unmittelbare Befesti-' gung der Leitungen am Mast bzw. an den Auslegern erhöht aber die an die Biege- und Torsionsfestigkeit derselben zu stellenden Anforderungen, da in diesem Falle die Herabsetzung der Beanspruchung zufolge Anordnung von Isolatorenketten fortfällt. Aus diesem Grunde konnte der für Masten oder Ausleger aus Isoliermaterial naturbedingte Vorteil bei den bekannten Masten nicht verwertet werden.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen Leitungsmast zu schaffen, der bzw. dessen Auslegerarme zumindest teilweise aus Isoliermaterial, insbesondere Kunststoff, bestehen, mit dem nicht nur die Nachteile der bekannten Masten aus Metall, sondern auch jene der Masten dieser Art vermieden werden, aber alle Vorteile gewahrt bleiben.
Für die Befestigung von selbsttragenden Fernsprechluftkabeln ist es z. B. durch die deutsche Patentschrift Nr. 749569 bereits bekanntgeworden, das Kabel an den Aufhängepunkten ein oder mehrere Male um eine Scheibe oder Trommel mit einem im Verhältnis zum Kabeldurchmesser grossen Durchmesser zu
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wickeln, wobei das Kabel an seinen Enden in der üblichen Weise festgehalten wird. Hiebei wurde aber die Rolle am Mast fixiert.
Erfindungsgemäss sind an sich bekannte am Mast und bzw. oder an den Auslegerarmen befestigte Rollen oder Scheiben, deren Achsen zumindest angenähert senkrecht zur Richtung der Längserstreckung der Leitungen verlaufen und um welche je eine Leitung in mindestens einer Schlaufe gelegt ist, vorgesehen, auf denen die Leitungsdrähte bzw. Seile in Richtung ihrer Längserstreckung frei und leicht bewegbar gelagert sind.
Hiemit werden nicht nur alle Kräfte in Leitungsrichtung, die durch die Befestigung der Leitungen auf die Maste wirken können, von diesen ferngehalten. Es erübrigt sich auch, zum Ausgleich der Differenzzüge für die Aufhängung der Leitungen Isolatorenketten vorzusehen, da der Ausgleich durch Drehung der Rollen bzw. Scheiben erfolgt. Dadurch, dass die Scheiben bzw. Rollen ohne Isolatorenketten unmittelbar am Mast bzw. Auslegerarm angeordnet werden können, können die Maste gegenüber den bekannten Masten wesentlich niedriger ausgeführt werden und Kosten in der Fundierung erspart werden. Das Mastkopfbild kann sowohl bei Tragmasten als auch bei Abspannmasten kleinere Abmessungen erhalten, da wegen Fortfalls der Ketten eine gegenseitige Annäherung der Leiterseile nur in geringerem Ausmass erfolgen kann.
Ferner können Objekte zufolge des geringeren Ausschwingens der Leiter näher als bisher an die Leitungstrasse heranreichen, wodurch der abzulösende Schutzstreifen kleiner gehalten werden kann. Ein weiterer Vorteil des Wegfalles der Isolatorenketten besteht darin, dass bei entlasteten oder Hochzugmasten keine Belastungsgewichte eingebaut werden müssen, um ein Hochheben der Ketten und damit eine unzulässige Annäherung der Leiterseile an den Auslegern zu vermeiden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind an den Mastspitzen zur Aufhängung von Erdstilen Rollen angeordnet, über die die Erdseile allenfalls über den Mast geerdet sind. Hiezu können die Rollen aus leitendem Material ausgeführt sein.
Die bisher übliche Anordnung von Hängeketten wirft auch Probleme bezüglich der Distanzierung von gekreuzten Objekten auf, da im Hinblick darauf, dass alle Hängeketten eines Leitungsfeldes nachgiebig sind, die Annäherung der Leitungen von der Anzahl der Felder bis zum nächsten Abspannmast sowie vom Gelände und der Kettenlänge abhängig und nicht beeinflussbar ist.
Zweckmässigerweise ist an der Scheibe bzw. Rolle eine Klemmvorrichtung vorgesehen, mittels der der Leitungsdraht od. dgl. an mindestens einer Stelle, insbesondere bei normalen Betriebsverhältnissen im Mittelpunkt zwischen dem auflaufenden und ablaufenden Trum befestigbar ist.
Durch Anordnung derartiger Klemmvorrichtungen an den beiden, einem von der Leitung gekreuzten Objekt benachbarten Tragmasten ohne Zwischenschaltung einer Hängekette wird erreicht, dass die Annäherung an das gekreuzte Objekt ein gewünschtes Mass nicht überschreitet.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist.
Fig. 1 zeigt links schematisch einen bisher bekannten Mast für Hochspannungsleitungen und rechts einen Mast gemäss der Erfindung, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-lI der Fig. 3 einer Rolle und Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-IlI der Fig. 2.
In der Fig. 1 ist schematisch ein bekannter Mast 1 für Hochspannungsleitungen einem Mast 2 gemäss der Erfindung gegenübergestellt. Zwischen beiden Masten 1, 2 befindet sich ein Objekt 3, z. B. ein Gebäude. Der Mast 1 trägt starre Auslegerarme 4,5, an denen Isolatorenketten 6 befestigt sind, an denen die Leitungen 7 aufgehängt sind. Der Durchhang a einiger Leitungen 7 in der Mitte zwischen zwei aufeinanderfolgenden Masten ist mit dem Leiterquerschnitt T dargestellt.
Auch der erfindungsgemässe Mast 2 trägt Auslegerarme 8, 9, an denen jedoch für die Aufhängung der Leitungen 10 Rollen 11 befestigt sind. Den Durchhang a der Leitungen 10 in der Mitte zwischen zwei aufeinanderfolgenden Masten zeigt der Leitungsquerschnitt 10'.
Es ist ersichtlich, dass die Länge der Auslegerarme 8, 9 beim erfindungsgemässen Mast wesentlich kleiner gewählt werden kann, als jene der Auslegerarme 4, 5 eines bekannten Mastes. Im Hinblick auf das horizontale Ausschwingen der durchhängenden Leitungen besteht die Vorschrift, dass der Sicherheitsabstand b ein Hundertstel der Nennspannung UN betragen muss. Bei einem Durchhang a, einer Länge c eines Kettenisolators und einem maximalen Schwingungswinkel aergibt sich für den horizontalen Schwenkweg der Leitung 7 eine Strecke Xl + x, wobei xl den horizontalen Schwenkweg der Leitung 7 am Kettenisolator 6 und x den zusätzlichen Weg der Leitung 7'in der Feldmitte darstellt.
Demnach beträgt der
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beim erfindungsgemässen Mast diesem näher angeordnet sein, als beim bekannten Mast, da beim Mast nach der Erfindung nur der übliche Sicherheitsabstand UN/150 einzuhalten ist, beim bekannten Mast jedoch noch zusätzlich die sich bei einer gemäss den bestehenden Regeln zulässigen Schwenkwinkel ss erge-
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führt werden als jene der bekannten Maste.
Wesentlich geringer ist auch der erforderliche Sicherheitsabstand der erfindungsgemässen Maste von benachbarten Objekten 3, da die äusserste Befestigungsstelle einer Leitung bei bekannten Masten vom Ob- jekt 3 um die Strecke x weiter entfernt liegen muss als jene des erfindungsgemässen Mastes, wobei f den üblichen Sicherheitsabstand (UN/150) und x. den Schwenkweg der Leitung allein in der Feldmitte dar- stellt.
Es ist ersichtlich, dass schliesslich auch die Masthöhen beim erfindungsgemässen Mast wesentlich niedriger gehalten werden können als jene der bekannten Masten, zumal der Bodenabstand h - c des niedrigsten Auslegers 9 beim erfindungsgemässen Mast um die Länge c einer Isolatorenkette derbekannten Maste mit einem Bodenabstand h des niedrigsten Auslegers 5 kleiner gewählt werden kann.
In den Fig. 2 und 3 ist ein Ende eines Auslegerarmes 9 mit einer um die Welle 12 drehbaren Rolle 13 dargestellt, über die eine Leitung 14 geschlungen ist. Die Welle 12 ist im Ausleger 9 gelagert. Zu beiden Seiten des Mittelpunktes des auflaufenden und ablaufenden Trums 15, 16 sind Klemmdeckel 17, 18 angeordnet, mit denen das Seil 14 an die Rolle 13 mittels der Bügel 19 festgeklemmt ist.
Tritt zufolge von Temperaturschwankungen oder bei Zusatzlasten zu beiden Seiten des Mastes eine verschiedene Seilspannung auf, so bewegt sich die Rolle 13 solange, bis Gleichgewicht herrscht und dreht sich nach Eintreten des alten Zustandes wieder in die ursprüngliche Lage zurück. Dabei ist bloss der Reibungswiderstand in der Lagerung zu überwinden, der entsprechend klein sein soll, um schon bei geringem Differenzzug die Rolle 13 in Bewegung zu setzen. Bei Seilriss dreht sich die Rolle 13 solange, bis die Klemmung 17, 18, 19 an die Ablaufstelle des ablaufenden Trums gelangt. Dies ruft eine vom Rollendurchmesser abhängige Entlastung des Seilzuges hervor, die bei entsprechender Auslegung zur fast vollkommenen Entlastung führt. Die Klemmung ist erforderlich, wenn eine unzulässige Annäherung an gekreuzte Objekte vermieden werden soll.
Ausserdem bleibt durch sie bei Seilriss das Seil am Mast hängen, so dass die Anlage leichter wieder instand gesetzt werden kann, als dies bei den bisher bekannten sogenannten Auslöseklemmen der Fall war.
Werden die Ausleger aus nicht korrodierendem Isoliermaterial ausgeführt, so bedürfen sie keines periodischen Anstriches, der Betriebsabschaltungen notwendig macht. Die mit einer Rolle oder einer Scheibe zur Befestigung der Leiterseile ausgestatteten Ausleger können aus Porzellan, Glas, anderem keramischen Material oder Kunststoff bestehen, wobei zur Vergrösserung des Kriechweges, ähnlich wie bei den derzeit üblichen Isolatoren, Scheiben 20 (Fig. l) oder trichterförmige Querschnittsvergrösserungen angebracht werden können. Die Isolierung der Leiterseile erfolgt somit auch bei den erfindungsgemässen Tragmasten ähnlich wie bisher bei den Abspannmasten durch Isolierkörper in mehr oder weniger horizontaler Lage.
Durch diese Anordnung ist die Selbstreinigung des Isolierkörpers bei Regen, was besonders in Verschmutzungsgebieten wichtig ist, besser gewährleistet als bei Isolatorenketten in Hängelage. Auch ein Fernhalten des Lichtbogens durch Schutzarmaturen vom Isolatorkörper ist bei horizontaler Lage leichter zu erreichen als bei Hängeketten.
Ebenso wie die Leitungen 10 sind zweckmässigerweise auch die Erdseile über Rollen 21 geführt. Um zwischen dem Erdseil und der Erde eine leitende Verbindung zu schaffen, bestehen die Rollen 21 zweckmässig aus leitendem Material. Statt die Rollen 21, 11 unmittelbar am Mast bzw. am Auslegerarm zu lagern, können auch gesonderte Lagerböcke vorgesehen sein, die in Form von lösbaren Armaturen am Mast bzw. am Auslegerarm befestigt sind. Die Maste können an sich zur Gänze aus Isoliermaterial bestehen, da sie nur kleinen Kräften ausgesetzt sind. Vorteilhafterweise bestehen aber nur die Auslegerarme aus Isoliermaterial, der sie tragende Mast hingegen aus Metall, Beton, Holz od. dgl.
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