Befestigungseinrichtung für elektrische Freileitungen. Elektrische Hochspannungsleitungen mit Hohl- oder Vollseilen, besonders solche gro sser Spannweiten, neigen dazu, in der Nähe der Aufhängestellen der Seile zu reissen. Eine genaue Untersuchung hat. gezeigt, dass diese Brüche von Schwingungen herrühret., die die Leitungen unter dem Einfluss des Windes ausführen. Je nach der Richtung und Verteilung der Windkräfte können sich fortschreitende oder stehende Wellen auf deti Leitungsseilen ausbilden, die unter hohem Längszug stehen und daher elastischer Schwingungen fähig sind.
Die längs der Leitung laufenden Schwingungen werden an den Befestigungsstellen reflektiert, wobei I'berbeanspruchungen des Seils, der Klemme. Isolatoren oder der sonstigen Zubehörteile entstehen können, welche die normalen Be anspruchungen wein übersteigen. Das ist: be sonders daatn der Fall, wenn sich in- folge Reflektion resonanzartige Vorgänge ausbilden.
Die elastischen Schwingungen der Lei tung haben oft einen sehr verwickelten Cha rakter. Man kann aber den grössten Teil der Schwingungen in zwei Hauptkomponen ten zerlegen. Die eine besteht in einer horizontalen Bewegung jedes Leiterteilchens aus. seiner Gleichgewichtslage, die andere Komponente aus einer vertikalen Bewegung. Diese Bewegungen pflanzen sich mit einer Wellengeschwindigkeit über die Leitung fort. die von der Masse und Steifigkeit der Lei tung abhängig ist.
Durch die Erfindung soll erreicht wer den, dass diese Schwingbewegungen minde stens zu einem wesentlichen Teil über die Befestigungsstellen hinweg laufen können. Die horizontalen Schwingungen der Leitung können sich bei den bekannten hängenden Isolatorketten im allgemeinen zu einem ge ringen Teil über die Aufhängepunkte fort pflanzen. Dagegen konnten bisher die ver tikalen Schwingungen nicht über die Be festigungsstellen hinweg.
Erfindungsgemäss werden die Befesti gungseinrichtungen für elektrische -Frei leitungen so ausgebildet, dass die unmittel bar an der Leitung angreifenden Befesti gungsorgane gegenüber dem Mast in verti kaler Ebene schwenkbar und gleichzeitig vertikal elastisch verschiebbar sind, derart. dass mechanische Schwingungen der Leitung mindestens zu einem wesentlichen Teil über die Befestigungsstellen hinwegschreiten.
Die bewegliche Verbindung nach der Er findung kann zwischen Leitung und Isolator, zwischen Isolator und Mast oder bei einer Isolatorkette zwischen den Einzelisolatoren angeordnet sein. Die Schwenkbarkeit der Be festigungsorgane in der Vertikalebene lässt sich durch die Anwendung eines Drehgelen kes erreichen. Die elastische Verschiebbar keit der Klemme in vertikaler Richtung wird zweckmässig mit Hilfe einer Federanordnung oder anderer nachgiebiger Zwischenelemente erzielt. Jede Befestigungseinrichtung nach der Erfindung kann nur eine gelenkige und elastisch bewegliche Verbindungsstelle auf weisen.
Es können aber auch mehrere der artige Verbindungen bei ein und derselben Befestigungsvorrichtung vorgesehen sein.
Es empfiehlt sich ferner, die bewegliche Befestigungseinrichtung so auszubilden, dass sie einen Teil der Schwingungsenergie durch Reibung verzehrt, so dass die Schwingungen gedämpft werden. Im allgemeinen genügt eine vertikale Beweglichkeit von wenigen Zentimetern, um die Seilschwingungen über die Befestigungsstelle hinwegzuleiten.
Auf der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung, welche die Wir kungsweise der Erfindung erläutert. In den übrigen Figuren sind verschiedene Ausfiih- rungsformen der Erfindung dargestellt.
In Fig. 1 ist- 10 eine Isolierkette, an deren unterem Ende 2 eine Schraubenfeder 3 befestigt ist, die das Leitungsseil 5 trägt. Der Befestigungspunkt 2 ist als Gelenk aus gebildet, so dass geringe seitliche Schwin gungen in Richtung 7, 8 durch Drehen der Feder 3 um den Punkt 2 möglich sind. Bei grösseren Schwingungen kann die ganze Isolatorkette um den Punkt 6 ausschwingen. Das Leitungsseil 5 kann ferner elastisch in vertikaler Richtung auf- und ab- schwingen.
Wie aus der Fig. 1. hervorgeht, ermölg- licht es die Erfindung, dass beim Auftreten von Seilschwingungen sowohl die horizontal- Komponente, als auch die vertikale Komp)- nente der Schwingbewegung über die Be festigungsstelle hinwegschreiten kann. Da durch wird verhindert, dass an der Befesti gungsstelle sich ein ausgeprägter Schwin gungsknoten bildet und dass die Schwingun gen von der Befestigungsstelle reflektiert werden und sich dadurch verstärken.
Bei der Anordnung nach Fig. 2 ist die Leitung 14 von zwei Klemmen 15 und 16 gehalten, die an den beiden Enden einer Blattfederanordnung 11 befestigt sind. Die Blattfederanordnung 1.1 ist in ihrer Mitte 12 an der Isolatorkette 13 befestigt. Das Seil kann in wagreehter Richtung um die Punkte 17 und 12 schwingen. Die senkrechten Schwingungen werden durch die Feder 11 ermöglicht. In der Zeichnung sind mehrere Stellungen der Feder punktiert eingezeichnet.
In Fig. 3 ist eine Anordnung darge stellt, bei welcher die auftretenden Schwin gungen durch Reibung gedämpft werden. Die Isolatoren 13 tragen an ihren Enden einen Bolzen 20, um den der Halter 21 schwingen kann. Der Halter 21 trägt die ähnlich einer Wagenfeder ausgebildete Auf hängefeder 94. die aus mehreren Federblät tern besteht. An den Enden des Federpaketes sind die Klemmen 25 und 26 zum Halten der Leitung 27 befestigt. Das Gelenk 20 ermöglicht ein Schwingen der Leitung in wagrechter Richtung, während die Federn ein senkrechtes Schwingen der Klemmen ge statten.
Beim Schwingen reiben die ein zelnen Federblätter aneinander, wodurch ein Teil der Schwingungsenergie aufgezehrt wird.
Bei der Ausführungsform nach Fig. z ist die Leitung 31 mit mehreren Klemmen 32 an der Isolatorkette 30 gehalten. Dabei ist jede Klemme für sich elastisch mit dem Tragteil 33 durch je eine Feder 34 verbun den. Bei dieser Anordnung sind die ein zelnen Klemmen 32 auch ohne Anwendung besonderer Drehgelenke nicht nur in verti kaler Richtung federnd beweglich. sondern können auch Drehbewegungen ausführen.
Die von einer ankommenden Schwingungs welle ausgeübten Beanspruchungen übertra gen sich nacheinander auf die einzelnen Fe- (lern, wobei nur verhältnismässig gering( Massen bewegt zu werden brauchen. Auch diese Federn können als selbstdämpfende Federn ausgeführt oder mit einer besonderen Bremsvorrichtung versehen sein, so dass ein Teil der Schwingungsenergie von ihnen ver zehrt wird. Man kann ferner an Stelle der dargestellten Zugfedern Druckfedern ver wenden, wenn man den Tragteil 33 der Klemme unterhalb der Leitung 31 anordnet.
Ferner kann man auch sämtliche Klemmen 32 zu einem biegsamen, zum Beispiel sehlauch- förmigen Körper vereinigen.
Die Fig. 5 und 6 zeigen eine weitere Ausführungsform in Vorder- und Seiten ansicht, zum Teil im Schnitt, bei denen der die Leitung aufnehmende Klemmenkörper um ein Gelenk drehbar ist, dessen Gelenk achse sich in der Achse der Leitung be findet.
Die Leitung 41 ist mit Hilfe der Klemm stucke 42 über den Klemmenkörper 43 fest- Der Klemmenl,:örper 43 ist uni einen CTelenkbolzen 44 drehbar an einem Tragbügel 45 gelagert, und zwar steht die Achse des Gelenkbolzens 44 senkrecht zu der durch die Leitung 41 bestimmten Vertikal ebene. In den Tragbügel 45 ist ein rahmen- förmiger Aufhängeteil 46 eingesetzt, der mit Aufhängeaugen 4 7 versehen ist. Zwischen Tragbügel 45 und Aufhängeteil 46 befindet sich eine Federanordnung 48.
Durch die rahmenförmige Ausbildung der Teile 45 und 46 wird ein Schutz gegen das Herabfallen des Klemmenkörpers 43 und der Leitung bei Federbruch erzielt. Statt dessen kann jedoch auch die Form der ein zelnen Teile anders ausgeführt und eine zu sätzliche Fangvorrichtung verwendet wer den, die bei Federbruch die Leitung auf fängt.
Durch die gelenkige Aufhängung de, hlemmenkörpers 43 am Tragbügel 45 wird erreicht, dass der Körper den Vertikalschwin gungen der Leitung zum Teil folgen und sich drehen kann, ohne die übrigen Teile der Tragklemmen mit bewegen zu müssen. Dadurch wird die Beanspruchung der Ein trittsstellen der Leitung in eine Klemme weiter vermindert.
Eine weitere Verbesserung ergibt sich, wenn man dem Xlemmenkörper 43 auch noch eine Beweglichkeit in einer zur Leitung senkrechten Ebene gegenüber dem Tragbügel gestattet. Zu diesem Zweck wird zum Bei spiel ausser dem Gelenkbolzen 44 noch ein weiteres Drehgelenk vorgesehen, dessen Achse senkrecht zu der des Gelenkbolzens 44 verläuft. Die gleiche Wirkung lässt sich auch erzielen, wenn man den Klemmenkörper 43 durch ein Kugelgelenk oder dergleichen mit dem Tragbügel 45 verbindet. In diesen Fällen ist es zweckmässig, die Gelenkachse bezw. den Gelenkmittelpunkt in der Achse der Freileitung anzuordnen.
Die Fig. 7 und 8 zeigen zwei vonein ander abweichende Ausführungsformen der Erfindung, die sich von denen der vorher gehenden Figuren im wesentlichen dadurch unterscheiden, dass an Stelle der Feder eine Zwischenlage verwendet ist, die keine aus gesprochene Eigenschwingung hat. Eine der artige Zwischenlage besteht zweckmässig aus einem nachgiebigen Werkstoff, wie CTummi oder diejenigen Stoffe, die im Dampfleitungs- bau als Dichtungsmaterial bekannt sind.
Die einzelnen Teile in den Fig. 7 und 8 haben den gleichen Aufbau wie die entspre chenden Teile der - Fig. 5 und f>. Sie sind daher mit den gleichen Bezugszeichen 41 bis 47 versehen.
Bei der Anordnung nach Fig. 7 bilden Tragkörper 45 -und Aufhängeteil 46 ähn lich wie bei der Anordnung nach den Fig. 5 und 6 zwei ineinandergreifende Rahmeis. Zwischen diesen Rahmen ist die nachgiebige Zwischenlage 49 angeordnet. Der Aufhänge teil 45 ist zu einem topfartigen Behälter aus gebildet, der die aus einzelnen Scheiben be stehende Zwischenlage 49 aufnimmt. Der Aufhängeteil 46 bildet gleichsam einen Deckel, der den Behälter abschliesst und die Scheiben der Zwischenlage 49 an den Bogen des Behälters presst.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 8 ist der topfförmige Behälter 50 für die Zwischenlage an dem Bügel 45 angeordnet. Der Boden des-Topfes 50 ist durchbohrt. Als Zwischenlage dient eine Packung ein zelner Scheiben, die in ihrer Mitte durch bohrt sind. Der Aufhängeteil 46 besteht aus einem durch den Boden des Topfes 5-0 und die Bohrungen der Scheiben hindurch geführten Bolzen. Er ist mit einer Scheibe 51. auf der Packung 49 abgestützt. Durch die nachgiebige Zwischenlage bei den Aus führungsbeispielen der Fig. 7 und 8 wird ausser einer Stossdämpfung auch eine gewisse Gelenkigkeit der Tragklemmen und des Tragbügels gegenüber dem Aufhängeteil der Klemme ohne Anwendung eines besonderen Gelenkes erzielt.
Man kann jedoch auch bei diesen Ausführungsformen ein zusätzliches Gelenk vorsehen, das eine allseitige Gelen kigkeit des Klemmkörpers 48 gegenüber dem Tragbügel 45 ermöglicht, so dass der Klemm körper 43 seitlichen Schwingungen der Lei tung frei folgen kann, ohne den Tragbügel 45 mit bewegen zu müssen.
In Fig. 9 ist ein Teil einer Isolator kette dargestellt, bei dem zwischen zwei oder mehreren Einzelisolatoren ein elastisches Glied eingeschaltet ist, das den Isolatoren eine vertikale Beweglichkeit gegeneinander gestattet. Die beiden Klöppel 61 und 62 der in der Kette aufeinand'erfolgenden Iso latoren 6,3 und 64 sind durch das Zwischen- glied 65 miteinander verbunden. Das Zwi schenglied ist an beiden Enden als Klöppel pfanne ausgebildet. Es enthält mindesten eine nachgiebige Lage 66, die sich zwischen dem Kopf eines Klöppels und seiner An lagefläche in der Klöppelpfanne befindet.
Die Lage 66 kann entweder aus einer Fe der, zum Beispiel einer schraubenlinien- förmigen Druckfeder, oder aus einem. nach giebigen Werkstoff, zum Beispiel Gummi. bestehen.
Man kann auch die Isolatoren etwa ge mäss Fig. 10 ausbilden. Bei diesem Isolator 68 hat die Kappe 67 einen erweiterten Hohl raum. In dem Hohlraum ist zwischen dein Kopf 69 des Klöppels 70 eine Einlage 66 angeordnet, die ebenfalls aus einer Feder oder einem andern elastischen Teil bestehen kann.
Bei Anordnungen gemäss Fig. 9 und 11) muss noch dafür gesorgt werden, da.ss sich die Klemmen gegenüber der Kette in der vertikalen Ebene drehen können. Das lässt sich dadurch erreichen, dass man die Klem men an ihrer Befestigungsvorrichtung mit Hilfe eines Gelenkbolzens lagert (vergleiche Fig. 6).
Die Erfindung kann auch bei Stütz isolatoren angewendet werden. Zu diesem Zweck kann man die Klemme des ortsfest angebrachten Stützisolators durch eine Feder so mit dem Isolator verbinden, da.ss die Klemme sich vertikal bewegen und auch Schwenkbewegungen in der vertikalen Ebene ausführen kann. Während es bei Hänge isolatoren im allgemeinen nur nötig ist, eine zusätzliche Vertikalbewegung der Leitungs klemmen zu ermöglichen, weil die Hänge kette schon ohnehin eine horizontale Be weglichkeit ermöglicht, empfiehlt es sich. bei Stützisolatoren unter Umständen dafür zu sorgen, dass auch hier eine horizontale Beweglichkeit der Befestigungsstelle mög lich ist. Es kann dafür zweckmässig sein.
den ganzen Stützisolator mitschwingen zu lassen und seine Verbindungen mit dem Mast oder seiner Traverse beweglich oder elastisch zu gestalten.
Fixing device for electrical overhead lines. Electric high-voltage lines with hollow or solid ropes, especially those with large spans, tend to break in the vicinity of the suspension points of the ropes. Has a close investigation. shown that these breaks are due to vibrations, which run the cables under the influence of the wind. Depending on the direction and distribution of the wind forces, advancing or standing waves can form on deti cables that are under high longitudinal tension and are therefore capable of elastic vibrations.
The vibrations running along the line are reflected at the fastening points, with excessive stresses on the rope, the clamp. Isolators or other accessories can arise that exceed the normal loads. That is: especially the case when, as a result of reflection, resonance-like processes develop.
The elastic vibrations of the line often have a very complex character. However, most of the vibrations can be broken down into two main components. One consists of a horizontal movement of each conductor particle. its equilibrium position, the other component from a vertical movement. These movements propagate over the line at a wave speed. which depends on the mass and rigidity of the line.
The aim of the invention is to ensure that these oscillating movements can run at least to a substantial extent over the fastening points. The horizontal vibrations of the line can in the known hanging isolator chains in general to a small part on the suspension points continue to plant. In contrast, up to now the vertical vibrations have not been able to cross the fastening points.
According to the invention, the fastening devices for electrical free lines are designed so that the fastening organs acting directly on the line are pivotable relative to the mast in a vertical plane and at the same time vertically elastically displaceable. that mechanical vibrations of the line at least to a significant extent pass over the fastening points.
The movable connection according to the invention can be arranged between the line and the insulator, between the insulator and the mast or, in the case of an insulator chain, between the individual insulators. The pivoting of the fastening elements in the vertical plane can be achieved by using a rotary joint. The elastic displaceability of the clamp in the vertical direction is expediently achieved with the aid of a spring arrangement or other flexible intermediate elements. Each fastening device according to the invention can have only one articulated and elastically movable connection point.
However, several such connections can also be provided in one and the same fastening device.
It is also advisable to design the movable fastening device in such a way that it consumes part of the vibration energy through friction, so that the vibrations are dampened. In general, a vertical mobility of a few centimeters is sufficient to direct the cable vibrations over the fastening point.
In the drawing, Fig. 1 shows a schematic representation, which explains the We effect of the invention. In the other figures, various embodiments of the invention are shown.
In Fig. 1 10 is an insulating chain, at the lower end 2 of which a helical spring 3 is attached, which carries the cable 5. The attachment point 2 is formed as a joint, so that slight lateral vibrations in the direction 7, 8 by rotating the spring 3 around the point 2 are possible. With larger vibrations, the entire isolator chain can swing out around point 6. The cable 5 can also oscillate up and down elastically in the vertical direction.
As can be seen from FIG. 1, the invention enables both the horizontal component and the vertical component of the vibrating movement to pass over the fastening point when rope vibrations occur. This prevents a pronounced vibration node from forming at the fastening point and preventing the vibrations from being reflected by the fastening point and thereby intensifying.
In the arrangement according to FIG. 2, the line 14 is held by two clamps 15 and 16 which are fastened to the two ends of a leaf spring arrangement 11. The leaf spring arrangement 1.1 is attached in its center 12 to the insulator chain 13. The rope can swing in a horizontal direction around points 17 and 12. The perpendicular vibrations are made possible by the spring 11. Several positions of the spring are shown in dotted lines in the drawing.
In Fig. 3 an arrangement is Darge provides in which the vibrations occurring conditions are damped by friction. The insulators 13 have a bolt 20 at their ends, around which the holder 21 can swing. The holder 21 carries the similar to a carriage spring formed on suspension spring 94. which consists of several Federblät tern. The clamps 25 and 26 for holding the line 27 are fastened to the ends of the spring assembly. The joint 20 allows the line to swing in the horizontal direction, while the springs provide a vertical swing of the clamps.
When vibrating, the individual spring leaves rub against each other, whereby part of the vibration energy is consumed.
In the embodiment according to FIG. Z, the line 31 is held on the insulator chain 30 with a plurality of clamps 32. Each clamp is elastic for itself with the support part 33 verbun by a spring 34 each. In this arrangement, the individual terminals 32 are not only resiliently movable in the vertical direction without the use of special swivel joints. but can also perform rotary movements.
The stresses exerted by an incoming vibration wave are transferred one after the other to the individual springs, whereby only relatively small masses need to be moved. These springs can also be designed as self-damping springs or be provided with a special braking device so that Part of the vibration energy is consumed by them. Furthermore, compression springs can be used instead of the tension springs shown if the support part 33 of the clamp is arranged below the line 31.
Furthermore, all of the clamps 32 can also be combined to form a flexible, for example tubular body.
5 and 6 show a further embodiment in front and side view, partly in section, in which the terminal body receiving the line is rotatable about a hinge whose hinge axis is located in the axis of the line be.
The line 41 is fixed with the help of the clamping pieces 42 over the clamp body 43. The clamp body 43 is rotatably mounted on a support bracket 45 via a hinge pin 44, namely the axis of the hinge pin 44 is perpendicular to that determined by the line 41 Vertical plane. A frame-shaped suspension part 46, which is provided with suspension eyes 4 7, is inserted into the support bracket 45. A spring arrangement 48 is located between the support bracket 45 and the suspension part 46.
The frame-shaped design of the parts 45 and 46 provides protection against falling of the terminal body 43 and the line in the event of a spring break. Instead, however, the shape of the individual parts can be designed differently and an additional safety device is used to whoever catches the line in the event of a spring break.
The articulated suspension of the clamp body 43 on the support bracket 45 ensures that the body can partially follow the vertical oscillations of the line and rotate without having to move the other parts of the support clamps. This further reduces the stress on the points where the line enters a terminal.
A further improvement is obtained if the terminal body 43 is also allowed to move in a plane perpendicular to the line with respect to the support bracket. For this purpose, in addition to the hinge pin 44, a further swivel joint is provided, the axis of which is perpendicular to that of the hinge pin 44. The same effect can also be achieved if the clamp body 43 is connected to the support bracket 45 by a ball joint or the like. In these cases, it is appropriate to BEZW the joint axis. to arrange the center of the joint in the axis of the overhead line.
7 and 8 show two vonein other different embodiments of the invention, which differ from those of the previous figures essentially in that an intermediate layer is used in place of the spring, which has no expressed natural oscillation. Such an intermediate layer expediently consists of a flexible material such as C rubber or those substances that are known as sealing material in steam line construction.
The individual parts in Figs. 7 and 8 have the same structure as the corre sponding parts of - Fig. 5 and f>. They are therefore provided with the same reference numerals 41 to 47.
In the arrangement according to FIG. 7, the support body 45 and suspension part 46 form two interlocking frame ice, similar to the arrangement according to FIGS. 5 and 6. The flexible intermediate layer 49 is arranged between these frames. The suspension part 45 is formed from a pot-like container that receives the intermediate layer 49 be standing from individual discs. The suspension part 46 forms, as it were, a lid which closes the container and presses the panes of the intermediate layer 49 against the bow of the container.
In the exemplary embodiment in FIG. 8, the cup-shaped container 50 for the intermediate layer is arranged on the bracket 45. The bottom of the pot 50 is pierced. A pack of individual discs that are drilled through in their center serves as an intermediate layer. The suspension part 46 consists of a bolt passed through the bottom of the pot 5-0 and the holes in the disks. It is supported on the pack 49 with a disk 51. Due to the flexible intermediate layer in the exemplary embodiments of FIGS. 7 and 8, in addition to shock absorption, a certain flexibility of the support clamps and the support bracket relative to the suspension part of the clamp is achieved without the use of a special hinge.
However, one can also provide an additional joint in these embodiments, which enables all-round Gelen ability of the clamp body 48 relative to the support bracket 45, so that the clamping body 43 can freely follow lateral vibrations of the Lei device without having to move the support bracket 45 with.
In Fig. 9, a part of an isolator chain is shown in which an elastic member is switched on between two or more individual insulators, which allows the isolators vertical mobility against each other. The two clappers 61 and 62 of the insulators 6, 3 and 64 that follow one another in the chain are connected to one another by the intermediate link 65. The inter mediate member is designed as a clapper pan at both ends. It contains at least one flexible layer 66, which is located between the head of a clapper and its contact surface in the clapper pan.
The layer 66 can either consist of a spring, for example a helical compression spring, or of a. for a generous material, for example rubber. consist.
The insulators can also be designed as shown in FIG. In this insulator 68, the cap 67 has an enlarged cavity. In the cavity between your head 69 of the clapper 70, an insert 66 is arranged, which can also consist of a spring or some other elastic part.
In the case of arrangements according to FIGS. 9 and 11) it must still be ensured that the clamps can rotate in the vertical plane with respect to the chain. This can be achieved by storing the Klem men on their fastening device with the aid of a hinge pin (see FIG. 6).
The invention can also be applied to support isolators. For this purpose, the clamp of the stationary post insulator can be connected to the insulator by a spring in such a way that the clamp can move vertically and also swivel movements in the vertical plane. While it is generally only necessary for hanging insulators to allow additional vertical movement of the line clamps because the hanging chain already allows horizontal mobility, it is recommended. In the case of post insulators, it may be necessary to ensure that the fastening point can also move horizontally here. It can be useful for this.
to let the whole post insulator vibrate and to make its connections with the mast or its traverse movable or elastic.