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Abstandhalter für räumliche Dreifachabspannungen elektrischer Leiter
Die Erfindung bezieht sich auf Abstandhalter für räumliche Dreifachabspannungen elektrischer Leiter, die an drei in die Eckpunkte eines im wesentlichen gleichseitigen Dreieckes verlegten Stellen zum Befestigen des einen Endes je eines auf Zug beanspruchten elektrischen Isolators eingerichtet und an einer ausserhalb der Ebene des Dreieckes und von dessen Eckpunkten wenigstens annähernd gleich weit entfernt liegenden Stelle mit einer Vorrichtung zum Befestigen an einem Mast od. dgl, oder an einer Abspannklemme versehen ist.
Die Energien, zu deren Übertragung Hochspannungsleitungen ausgelegt werden müssen, bedingen oft Leiterquerschnitte, welche, seien sie in einem einzigen oder in einem Bündel parallel geschalteter Leiter realisiert, an den Abspannstellen zu Kräften führen, die ein einziger Isolator, womit im folgenden auch immer eine Isolatorenkette verstanden sein soll, nicht mehr mit gehöriger Sicherheit aufnehmen kann. Auch kann sich die Notwendigkeit ergeben, aus Gründen der Leitungsführung an besonderen Stellen einer Freileitung Spannweiten vorzusehen, die ebenfalls zu Belastungen führen, denen ein einzelner Isolator nicht mehr gewachsen ist. Aus diesen Gründen ist man dazu übergegangen, an den Abspannstellen zwei oder eine grössere Anzahl von Isolatoren vorzusehen, wobei eine gleichmässige Aufteilung der Last auf die einzelnen Isolatoren gefordert wird.
Die Gleichmässigkeit der Lastverteilung soll möglichst auch erhalten bleiben, wenn einer der Isolatoren bricht. Fällt einer der Isolatoren aus, so wird das Gleichgewicht, das vorher bestanden hat, gestört und der Abstandhalter samt den restlichen Isolatoren und den Leitern geht in eine neue Gleichgewichtslage über, in welcher die Ebene, in welcher Enden der Isolatoren befestigt sind, anders liegt als vorher. Da ein Bruch stets plötzlich auftritt, erfolgt die Änderung der Belastung der intakt gebliebenen Teile der Abspannung einschliesslich der Seile ebenfalls plötzlich und führt in diesen zur Ausbildung von Stosskräften, die umso grösser sind, je grösser die räumliche Verlagerung der Befestigungsstellen beim Übergang von der alten in die neue Gleichgewichtslage ist.
Der Übergang selbst geschieht nicht aperiodisch, sondern die Seile führen Längs- und Querschwingungen aus, von denen vor allem die Längsschwingungen erhebliche und jedenfalls höchst unerwünsche zusätzliche Beanspruchungen bewirken.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Abstandhalters, bei dem diese Mängel vermieden sind.
Dieses Ziel lässt sich mit einem Abstandhalter des eingangs umrissenen Aufbaues erreichen, bei welchem erfindungsgemäss das Verhältnis des Normalabstandes (H) der Befestigungsvorrichtung von der Ebene des Basisdreieckss (A , A , A g) zum Normalabstand (h) derSeitendiesesBasisdreieckes von der Befestigungsvorrichtung mindestens für den bei einem gleichzeitigen Tetraeder vorliegenden Wert bemessen ist. Auf diese Weise ist dafür gesorgt, dass die bei Bruch eines Isolators auftretende Verlagerung klein genug bleibt, und gefährliche Stosskräfte nicht entstehen können.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand einer beispielsweisen Ausführungsform näher erläutert, die
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chen Abstandhalters in Ansicht, in schematisierter Darstellung, Fig. 2 eine Dreifachabspannung in schaubildlicher Darstellung und Fig. 3 bzw. Fig. 4 in Seitenansicht bzw. in Draufsicht einen Abstandhalter der Abspannung nach Fig. 2.
Die in Fig. 1 gezeigte, praktische Realisierung eines erfindungsgemässen Abstandhalters besteht aus
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einem Gestell, das z. B. aus zusammengeschraubten Einzelteilen zusammengesetzt ist, oder auch als Schweisskonstruktion oder als Gusskörper ausgeführt sein kann. Bei sorgfältiger Ausführung der Verbindungen ist aus Gründen der Gewichtsersparnis und wegen grösserer Freizügigkeit bei der Materialauswahl einer zusammengesetzten Konstruktion der Vorzug zu geben.
Das Gestell weist eine Befestigungsvorrichtung mit einer Nabe auf, die aus drei untereinander gleichen im wesentlichen trapezförmigen Flachmaterialabschnitten 1 aufgebaut ist, welche in der Symmetrielinie des Trapezes um 1200 abgewinkelt sind. Zwischen die annähernd radial vorspringenden Hält : - ten dieser Abschnitte sind drei Arme 2 eingefügt und je mit zwei Schrauben 3 befestigt. Die um je 1200 gegeneinander versetzten Arme bilden ein symmetrisches, räumliches Dreibein und sind in Nähe ihrer freien Enden mit Löchern zur Aufnahme des Stiftes von Schäkeln 4 versehen. Unweit von den Enden eingesetzte Verstrebungen 5 aus Winkeleisen, die längs der Seiten eines gleichseitigen Dreieckes verlaufen, dienen zur Bildung eines in sich versteiften Gestelles, welches annähernd die Form einer regelmässigen, dreiseitigen Pyramide hat.
In den zwischen den drei unter Zwischenfügung der Arme 2 aneinandergeschlossenen Abschnitten 1 freigebliebenen Raum ist ein Gewindebolzen 6 eingesetzt, der an seinem Kopfende mit einer Öse 7 versehen ist und an seinem Gewindeende eine mit Splint gesicherte Mutter 8 trägt, welche sich gegen die Stirnkanten der Abschnitte abstützen kann. Der Gewindebolzen und dessen Mutter bilden die Aufhängevorrichtung, die über einen oder mehrere Schäkel 9 mit einer Öse oder Lasche 10 verbunden werden kann, die an einer ortsfesten Stelle, z. B. an einem Mast oder einer Abspannklemme vorgesehen ist. Mit den Schäkeln 4, die in Nähe der freien Enden der Arme 2 angeordnet sind, ist beispielsweise mittels je eines weiteren Schäkels die Kappe an dem einen Ende eines Isolators IX, I2 oder Ig befestigt.
In den Fig. 2-4 ist an Stelle der gegenständlichen Ausführung eines Abstandhalters nur die ihm zugeordnete Pyramide als wesentliches Element für die folgende Erörterung eingetragen.
Die Spitze dieser regelmässigen Pyramide liegt im Drehpunkt der Öse 7 des Gewindebolzens, die Eckpunkte der Basisfläche sind durch die in den Armen 2 vorgesehenen Löcher zur Aufnahme der Stifte der Schäkel 4 festgelegt.
Die in Fig. 3 veranschaulichte Abspannung besteht aus drei mit vollen Linien angedeuteten Isolatoren Il 12 9 13 mit parallelen Achsen. Die einen Enden der Isolatoren sind mit den Eckpunkten All'A 12'
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Beide Pyramiden sind reguläre Tetraeder. An der Spitze Bs der zweiten Pyramide greift der Seilzug S an, der über die Isolatoren auf die erste Pyramide und von dieser auf den Mast übertragen wird. Zufolge der regelmässigen geometrischen Anordnung ist jeder der Isolatoren mit einem Drittel des Seilzuges belastet. Wenn nun einer der Isolatoren, z. B. der Isolator 12 an der Bruchstelle T bricht, so wird die räumliche Symmetrie des Kräftesystems gestört. Die Kraftübertragung erfolgt nur mehr über
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Spitzen B 1 bzw. B 2 verlaufenden Arme. Die tragenden Arme und Isolatoren werden in der neuen in Fig. 1 mit strichlierten Linien eingetragenen Gleichgewichtsstellung in einer Ebene liegen und bilden wieder ein symmetrisches System, weil die Arme jeder Pyramide untereinander gleich lang sind.
Die Verlagerung, welche die Pyramiden beim Übergang von der ursprünglichen in die neue Gleichgewichtsstellung erfahren, lassen sich ohne weiteres in richtigem Verhältnis aus Fig. 3 entnehmen. Aus der gewählten Darstellung ist die Höhe H der Pyramiden sowie der Normalabstand h einer Kante des Basisdreieckes von der Spitze B 1 bzw. B2 entnehmbar. Beim Übergang von der einen Lage in die anderekipptdiePyramideumeinedurchdieSpitzeundparalielzuderVerbindungsliniederEckenA11, A 13 verlaufende Achse in die strichliert eingetragene Lage, in welcher die an der Spitze angreifende Kraft in die Ebene des Dreieckes A , A g, B, zu liegen kommt.
Ersichtlich ist bei den gewählten Proportionen des gleichseitigen Tetraeders der Längenunterschied zwischen h und H verhältnismässig gering, so dass die Eckpunkte All und A im wesentlichen quer zum Seil und nur wenig in dessen Längsrichtung in neue Lagen A'11 und A'13 bewegt werden. Wegen des kleinen Weges in Längsrichtung führt die beim Übergang entstehende kinetische Energie auch nur zu kleinen Kräften, die in Seilrichtung als Stoss auf das Seil und die Abspannung einwirken und abgefangen werden müssen. Der Aufgabe, derartige Stossbeanspruchungen auf einen unschädlichen Wert herabzudrücken, kommt grösste Bedeutung zu. Ihre Lösung wird angesichts der mit zunehmenden Leiterquerschnitten zunehmenden Massen immer schwieriger.
Die Erfindung zeigt einen sehr leicht zu beschreitenden Weg, es ist lediglich dafür zu sorgen, dass es zur Ausbildung von Stösse oder longitudinale Seilschwingungen erzeugenden kinetischen Energien nur in unschädlichem Ausmasse kommen kann. Der Schlüssel liegt in einer gehörigen
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Abstützung der Grössen h und H im Hinblick auf die zulässige Belastbarkeit der Leiterseile und Abspannungsbestandteile, d. h. die dem Abstandhalter zugeordnete Pyramide muss eine ausreichende
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gleiches bei Bruch eines der Isolatoren aus gegeneinander verschwenkbaren Bestandteilen aufzubauen, führt zu relativ komplexen und dementsprechend teuren Konstruktionen, deren Verlässlichkeit bei Vereisung überdies recht problematisch ist.
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in jedem Falle von der zulässigen Beanspruchung des Leiterseiles ab. Bei einer räumlichen Dreifachabspannung, die mit erfindungsgemäss ausgebildeten Abstandhaltern ausgerüstet ist, lässt sich bei Bemessung für eine Bruchlast des Seiles von 251o ein Einschwingweg von nur 25 mm erreichen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Abstandhalter für räumliche Dreifachabspannungen elektrischer Leiter, der an drei in die Eckpunkte eines im wesentlichen gleichseitigen Dreieckes verlegten Stellen zum Befestigen des einen Endes je eines aufZug beanspruchten, elektrischen Isolators eingerichtet und an einer ausserhalb der Ebene des Dreieckes und von dessen Eckpunkten wenigstens annähernd gleich weit entfernt liegenden Stelle mit einer Vorrichtung zum Befestigen an einem Mast od.
dgl. oder an einer Abspannklemme versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Normalabstandes (H) der Befestigungsvorrichtung von der Ebene der Basisdreieckes (All, A 2, A13) zum Normalabstand (h) der Seiten dieses Basisdreieckes der Befestigungsvorrichtung mindestens für den bei einem gleichseitigen Tetraeder vorliegenden Wert bemessen ist.