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PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung an einem Leitungsmast zur Verstärkung desselben, insbesondere für Starkstrom-Freileitungen und Übertragungsleitungen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl Verstärkungselemente (2) in Längsrichtung, entlang der Aussenfläche des Leitungsmastes (1) angebracht sind, ohne dass dadurch die Befestigung des Leitungsmastes in der Erde beeinträchtigt ist, dass die Verstärkungselemente (2) einen im wesentlichen runden Querschnitt aufweisen und dass die Spannung des Leitungsmastes einstellbar ist.
2. Vorrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungselemente (2) Drähte sind, die mindestens in einem Teilbereich ihrer Länge in Rohren (10) verlaufen.
3. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungselemente (2) mindestens annähernd am oberen und unteren Ende des Leitungsmastes (1) befestigt sind.
4. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der tiefste Befestigungspunkt (8, 9) der Verstärkungselemente (2) am bereits aufgerichteten Leitungsmast sich auf Bodenebene befindet.
5. Vorrichtung gemäss den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungselemente (2) mittels mindestens eines ein- oder mehrteiligen, den Leitungsmast (1) umgreifenden Klemmrings (3, 4) an den Leitungsmast befestigt sind.
6. Vorrichtung gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im hohl ausgebildeten Leitungsmast (1) Stützelemente (5c) auf gleicher Höhe wie die, die Verstärkungselemente (2) an den Leitungsmast (1) haltenden Klemmringe (3, 4) angeordnet sind.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung an einem Leitungsmast, insbesondere für Starkstomfreileitungen und Übertragungsleitungen, gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Für die Starkstromverteilung werden überwiegend Freileitungen, die von Leitungsmasten getragen werden, verwendet.
Dies beansprucht relativ viel Fläche. Um zukünftigen Erfordernissen betreffend einem Zuwachs an Übertragungskapazität zu genügen, wird vermutlich aus Kosten- und Umweltsgründen die Konzentration von Freileitungen an herkömmlichen Leitungsmasten steigen. Ein Beispiel für den kombinierten Gebrauch von Freileitungen sei hier aufgezeigt.
Am Mast sind nicht nur blanke Starkstromleiter mittels Isolatoren, frei voneinander distanziert gehalten, sondern auch Kabel aufgehängt, in welchen die Phasenleiter voneinander isoliert sind. Auf diese Weise können bestehende Freileitungsstrecken wirkungsvoller als bisher ausgenützt werden.
Entsprechend ist es erwünscht, bestehende Leitungsmasten auch für Übermittlungsleitungen effektvoller zu nutzen, indem man an bestehenden Masten noch oft dicke und schwere Kabel aufhängt.
Ein solch zusätzlicher Gebrauch der bestehenden Leitungsmasten stellt Festigkeitsanforderungen, die berücksichtigt werden müssen und die zu Einschränkungen der Verwendung bestehender Leitungsmasten führen können.
Leitungsmaste aus Holz werden oftmals unter der Erdoberfläche von der Moderfäulnis angegriffen. Dies trifft insbesondere in einer Tiefe von 10-30 cm unter der Bodenfläche zu. In dieser meist feuchten Tiefe wird das Holz von Fäulnispilzen befallen, deren natürliche Nahrung die Zellulose darstellt. Neben einer bestimmten Feuchtigkeit ist auch eine gewisse Temperatur erforderlich, um Splintholz zu zerstören.
Optimale Voraussetzungen für die Moderfäulnis stellen Temperaturen zwischen 20 9 und 35 5 Celsius und relative Feuchtigkeiten zwischen 40% und 600/0 dar.
Gewisse Arten von Fäulnispilzen greifen das Splintholz, andere das Kernholz an, obwohl gerade das Letztgenannte ausserordentlich widerstandsfähig ist. Durch Imprägnieren der Leitungsmasten mit Kreosotöl oder gewissen neuartigen Imprägniersalzen soll die Haltbarkeit mindestens verdreifacht werden. Trotzdem bleibt es eine Utopie zu glauben, dass mittels Imprägnieren Leitungsmasten für alle Zukunft vor der Moderfäulnis bewahrt werden können. Daher muss früher oder später mit der Schwächung sämtlicher hölzener Leitungsmasten durch die Moderfäulnis gerechnet werden. Dies trifft insbesondere auf alle Leitungsmasten zu, die in der Nachkriegszeit mit Arsen-, Zink- oder Chromsalzen behandelt wurden. In Schweden haben Ermittlungen gezeigt, dass 98% aller seit 30 oder mehr Jahren verwendeten Leitungsmasten von der Moderfäulnis geschwächt sind.
Für die Betriebssicherheit und die Sicherheit des Unterhaltspersonals war es daher erforderlich, entsprechende Schritte durchzuführen, wie beispielsweise von der Moderfäulnis befallene Leitungsmasten zu ersetzen oder Verstärkungen in Form von zusätzlichen Leitungsmasten direkt neben dem bestehenden Leitungsmast anzubringen. Diese Massnahmen sind kostspielig und verursachen insbesondere bei Elektrizitätsleitungen Stromunterbrüche.
Aus der CH-PS 62 212 bzw. DK-PS 17 740 ist ein Freileitungsmast bekannt geworden, der durch einseitig angebrachte Stahldrähte verstärkt ist. Diese sind mittels Distanzhaltebügeln in Abstand vom Mast gehalten. Der Mast wird dadurch in einer Richtung biegesteifer. Die Drähte führen vom oberen Ende des Mastes bis zum unteren, im Boden verankerten Ende desselbe. Die Verstärkung kann daher nicht nachträglich an einem bereits im Boden verankerten Mast angebracht werden.
Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe eine Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe ein Leitungsmast sowohl vor seiner Aufstellung als nachträglich zusätzlich verstärkt, dass heisst biegesteifer gemacht werden kann, und zwar in allen Richtungen und nicht nur in einer einzigen Richtung wie bei der oben genannten Patentschrift.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einer Vorrichtung an einem Leitungsmast, welche die spezifischen Merkmale des Patentanspruches 1 aufweist.
Die Verstärkungselemente können vom oberen, freien
Ende oder von einer beliebigen Stelle zwischen dem freien
Ende und dem Bodenniveau bis wesentlich unter der Erd oberfläche verlaufen, oder sich gar bis zum Fusspunkt des
Leitungsmastes erstrecken.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfin dungsgegenstandes dargestellt und anhand der nachfolgen den Beschreibung erläutert:
Figur 1 zeigt schematisch einen Teil eines im Boden befe stigten, hölzernen Leitungsmastes. In den
Figuren 2 und 3 sind verschiedene Anordnungen von
Klemmringen dargestellt.
Figur 4 zeigt eine solche Anordnung an einem hohlen Lei tungsmast, mit einem Stützelement in der Höhe des Klemm ringes.
Figur 5 stellt den Querschnitt durch ein rohrförmiges Ver stärkungselement mit darin verlaufenden Stahldraht dar. In
Figur 6 sieht man die Anordnung von Verstärkungsele menten an einem Leitungsmast von dessen oberen Ende bis zum Bodenniveau, wobei in
Figur 7 der Schnitt entlang der Linie VII-VII aufgezeich net ist. Schliesslich zeigt
Figur 8 eine weitere Möglichkeit der Befestigung der Ver stärkungselemente auf Bodenhöhe.
Zur Verstärkung eines Leitungsmastes 1 werden gemäss
Figur 1 entlang desselben vertikale Bohrungen durch die Erdund Steinschicht in den Boden getrieben. Hier ist der Leitungsmast 1 mit vier symmetrisch ringsum angeordneten Verstärkungselementen 2 versehen. Die Verstärkungselemente 2 sind an zwei Stellen mittels Klemmringen 3, 4 am Leitungsmast 1 gehalten. Die Klemmringe 3, 4 können beliebiger Ausführung sein, solange sie die einwandfreie Halterung der Verstärkungselemente 2 am Leitungsmast 1 gewährleisten. Die Klemmringe umgreifen sowohl die Leitungsmasten wie auch die Verstärkungselemente und können mit passenden Werkzeugen angezogen werden. Wie die Figuren 2 und 3 zeigen, können die Klemmringe aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein. Gemäss Figur 2 besteht ein Klemmring aus vier
Halteteilen, von denen jedes ein Verstärkungselement umgreift.
Darstellungsgemäss lassen sich die einzelnen Halteteile mittels Schraubenverbindungen an den auswärts gebogenen Flanschen zusammenziehen. Figur 2 zeigt vier Halteelemente 5a' die mittels Schraubverbindungen 5a" zusammenhalten, während Figur 3 eine Anordnung mit zwei Halteelementen Sb' und zwei Schraubverbindungen 5b" darstellt.
Bei hohlen Leitungsmasten gemäss Figur 4 verwendet man vorteilhaft ein Stützelement 5c, welches auf der Höhe des jeweiligen Klemmringes 3 angeordnet ist. Das Stützelement 5c kann massiv sein, oder eine Anzahl radialer Arme, die sich im Innern des hohlen Leitungsmastes abstützen, aufweisen. Im Falle, dass die Innenfläche des hohlen Leitungsmastes zum oberen Ende hin konisch zusammenläuft, können die Stützelemente 5c mittels Klemmsitz in ihrer Position gehalten werden. Andernfalls lassen sich die Stützelemente durch Teile, die den Mast in Längsrichtung durchsetzen, oder durch Schweissen oder Kleben befestigen. Selbstverständlich lassen sich die Stützelemente auch bei Leitungsmasten, die zum Fusspunkt hin konisch zusammenlaufen, befestigen.
Die Bohrungen entlang dem Leitungsmast in das Erdreich sind in ihrer Anzahl, Tiefe und Durchmesser den Ausmassen der Verstärkungselemente angepasst. Die Verstärkungselemente können aus massiven, vorteilhafterweise aus rostgeschützten Stahlstangen oder Stahlrohren bestehen. Generell lassen sich Stangen und Rohre mit beliebigen Querschnittsprofil verwenden. Die Stangen oder Rohre können sich bis zu einer beliebigen Höhe des Leitungsmastes hinauf erstrecken, falls erforderlich über die gesamte Leitungsmasthöhe. Die Anzahl der Klemmringe ist von der gewünschten Knickfestigkeit abhängig.
Entsprechend der Schnittdarstellung in Figur 5 kann auch ein in einem Rohr eingezogener Stahldraht ein rohrförmiges Verstärkungselement bilden. Der Stahldraht kann mit einer angemessenen Vorspannung versehen sein, wodurch das Verstärkungselement eine höhere Festigkeit und folglich eine bessere Sicherheit gegen Knicken und Krümmen des Leitungsmastes gewährleistet.
Figur 6 zeigt einen Hohlmast aus Holz, Stahl oder Beton.
Figur 6 zusammen mit dem dazugehörigen Schnitt nach Figur 7 zeigen einen solchen Mast 1 aus Holz, Beton, Stahl oder anderem Metall, gegebenenfalls kunststoffverstärkt, der mit vier, symmetrisch angeordneten Verstärkungselementen 2 entlang der Peripherie versehen ist. Die Verstärkungselemente erstrecken sich von der Leitungsmastspitze bis zum Befestigungspunkt oberhalb des Bodens. Die Befestigung an der Spitze erfolgt mit einer Stahlplatte 6, die entsprechend gesichert ist. Die Verstärkungselemente 2 sind beispielsweise durch Bohrungen in der Stahlplatte 6 geführt und enden in Gewindestangen, auf denen Muttern 7 geschraubt sind. Auf Bodenhöhe sind die Verstärkungselemente mittels einer am Leitungsmast befestigten Hülse 8 mit Flansch 9 in denselben verankert.
In Figur 8 ist eine weitere Befestigungsmöglichkeit der Verstärkungselemente in Bodennähe am Mast dargestellt.
Diese Befestigungsart der Verstärkungselemente besteht darin, die Enden der Verstärkungselemente ein- oder mehrmals um den Leitungsmast zu wickeln, wodurch die Reibung in der Zugrichtung erhöht wird. Diese Befestigungsart eignet sich besonders für hölzerne Leitungsmasten, bei denen es nicht angezeigt ist, die Befestigung mittels einer am Mast befestigten Stahlhülse zu wählen, da hierbei der Leitungsmast geschwächt würde. Die Befestigungsart gemäss Figur 8 eignet sich auch an der Leitungsmastspitze.
Die Vorrichtungen gemäss den Figuren 6 bis 8 erlauben es, die Spannung der Verstärkungselemente 2 vor deren Aufstellung einzustellen. Dies erfolgt mittels den Muttern 7, die beispielweise mit einem Drehmomentschlüssel angezogen werden können, bis ein vorgeschriebenes Drehmoment erreicht ist.
Die Verstärkungselemente 2 gemäss den Figuren 6 bis 8 bestehen aus Stahldraht doer Stahlrohr, oder aus einer Kombination hiervon.
Die vorgeschlagene Vorrichtung ist insbesondere auch dazu geeignet, hölzerne Leitungsmasten, die von Spechten beschädigt sind, zu verstärken. Auch bei neu zu erstellenden Leitungsstrecken kann die Vorrichtung vorteilhaft eingesetzt werden. Weil ein Teil der Leitungslast auf die Verstärkung übertragen werden kann, kann das Gewicht des Leitungsmastes vermindert werden und folglich sinken die Transportund Errichtungskosten.
Die Knickfestigkeit der Masten lässt sich zusätzlich erhöhen, indem man die Verstärkungselemente in radialer Richtung weiter nach aussen verlegt. Die Verschiebungsdistanz der Verstärkungselemente nach aussen lässt sich über die Höhe des Mastes variieren. So kann die Verschiebungsdistanz in der kritischen Knickhöhe des Leitungsmastes maximal sein. Die Klemmringe müssen hierzu entsprechend modifiziert sein, um eine Halterung der Verstärkungselemente in der nach aussen verschobenen Position zu sichern.
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PATENT CLAIMS
1. Device on a line mast for reinforcing the same, in particular for overhead power lines and transmission lines, characterized in that a number of reinforcing elements (2) are attached in the longitudinal direction, along the outer surface of the line mast (1), without thereby affixing the line mast in the earth is affected that the reinforcing elements (2) have an essentially round cross section and that the tension of the line mast is adjustable.
2. Device according to claim 1, characterized in that the reinforcing elements (2) are wires which extend in tubes (10) at least in a partial area of their length.
3. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the reinforcing elements (2) are attached at least approximately at the upper and lower ends of the mast (1).
4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the deepest fastening point (8, 9) of the reinforcing elements (2) on the already erected mast is located at ground level.
5. Device according to claims 1 to 4, characterized in that the reinforcing elements (2) are fastened to the line pole by means of at least one one-part or multi-part clamping ring (3, 4) encompassing the line pole (1).
6. The device according to claim 5, characterized in that in the hollow mast (1) support elements (5c) are arranged at the same height as the reinforcing elements (2) on the mast (1) holding clamping rings (3, 4).
The present invention relates to a device on a line mast, in particular for power lines and transmission lines, according to the preamble of claim 1.
Overhead lines, which are carried by line pylons, are mainly used for power distribution.
This takes up a relatively large amount of space. In order to meet future requirements regarding an increase in transmission capacity, the concentration of overhead lines on conventional pylons will presumably increase for cost and environmental reasons. An example of the combined use of overhead lines is shown here.
Not only are bare high-voltage conductors spaced apart from one another by insulators on the mast, but cables are also suspended in which the phase conductors are insulated from one another. In this way, existing overhead lines can be used more effectively than before.
Accordingly, it is desirable to use existing line masts more effectively for transmission lines by often hanging thick and heavy cables from existing masts.
Such additional use of the existing masts places strength requirements that must be considered and that can lead to restrictions on the use of existing masts.
Pylons made of wood are often attacked by mildew under the surface of the earth. This is particularly true at a depth of 10-30 cm below the floor area. At this usually damp depth, the wood is infested with putrefactive mushrooms, the natural food of which is cellulose. In addition to a certain level of moisture, a certain temperature is also required to destroy sapwood.
Temperatures between 20 9 and 35 5 Celsius and relative humidities between 40% and 600/0 are optimal prerequisites for decay.
Certain types of putrefaction attack sapwood, others attack heartwood, although the latter is extremely resilient. The durability should be at least tripled by impregnating the line poles with creosote oil or certain new impregnation salts. Nevertheless, it remains a utopia to believe that impregnation can be used to protect cable masts from rotting for the future. Therefore, sooner or later, the weakening of all wooden masts must be expected. This applies in particular to all masts that were treated with arsenic, zinc or chromium salts in the post-war period. In Sweden, investigations have shown that 98% of all pylons used for 30 or more years have been weakened by mildew.
For operational safety and the safety of maintenance personnel, it was therefore necessary to take appropriate steps, such as replacing line masts affected by mildew or installing reinforcements in the form of additional line masts directly next to the existing line mast. These measures are costly and cause power cuts, particularly on electricity lines.
From CH-PS 62 212 and DK-PS 17 740 an overhead line mast has become known, which is reinforced by steel wires attached on one side. These are held at a distance from the mast by means of spacer brackets. This makes the mast more rigid in one direction. The wires run from the top of the mast to the bottom, anchored to the ground. The reinforcement can therefore not be retrofitted to a mast that is already anchored in the ground.
The object of the invention is to create a device with the aid of which a line mast is additionally reinforced both before it is set up and subsequently, that is to say can be made more rigid, in all directions and not only in one direction, as in the abovementioned patent .
The invention solves this problem with a device on a line mast, which has the specific features of claim 1.
The reinforcing elements can be from the top, free
End or from anywhere between the free
End and the ground level to run substantially below the surface of the earth, or even to the base of the
Line mast.
In the drawing, embodiments of the inven tion object are shown and explained with reference to the following description:
Figure 1 shows schematically part of a BEFE stigt in the ground, wooden mast. In the
Figures 2 and 3 are different arrangements of
Clamping rings shown.
Figure 4 shows such an arrangement on a hollow Lei mast, with a support element at the height of the clamping ring.
Figure 5 shows the cross section through a tubular reinforcing element with steel wire extending therein
FIG. 6 shows the arrangement of reinforcing elements on a line mast from its upper end to the floor level, wherein in
Figure 7 is the section along the line VII-VII is recorded. Finally shows
Figure 8 shows another way of attaching the reinforcement elements at ground level.
To reinforce a line mast 1 according to
Figure 1 driven along the same vertical holes through the earth and stone layer in the ground. Here the line mast 1 is provided with four reinforcing elements 2 arranged symmetrically all around. The reinforcing elements 2 are held at two points on the mast 1 by means of clamping rings 3, 4. The clamping rings 3, 4 can be of any design as long as they ensure that the reinforcing elements 2 are held properly on the mast 1. The clamping rings encompass both the line masts and the reinforcement elements and can be tightened using suitable tools. As FIGS. 2 and 3 show, the clamping rings can be composed of several parts. According to Figure 2, a clamping ring consists of four
Holding parts, each of which encompasses a reinforcing element.
As shown, the individual holding parts can be pulled together by means of screw connections on the outwardly bent flanges. FIG. 2 shows four holding elements 5a 'which hold together by means of screw connections 5a ", while FIG. 3 shows an arrangement with two holding elements Sb' and two screw connections 5b".
In the case of hollow masts according to FIG. 4, a support element 5 c is advantageously used, which is arranged at the height of the respective clamping ring 3. The support element 5c can be solid or can have a number of radial arms which are supported in the interior of the hollow mast. In the event that the inner surface of the hollow cable mast tapers towards the upper end, the support elements 5c can be held in position by means of a clamp fit. Otherwise, the support elements can be attached by parts that penetrate the mast in the longitudinal direction, or by welding or gluing. Of course, the support elements can also be attached to line masts that converge conically towards the base.
The number, depth and diameter of the holes along the line mast in the ground are adapted to the dimensions of the reinforcement elements. The reinforcing elements can consist of solid, advantageously rust-protected steel rods or steel tubes. In general, bars and tubes with any cross-sectional profile can be used. The rods or tubes can extend up to any height of the mast, if necessary over the entire mast height. The number of clamping rings depends on the desired kink resistance.
According to the sectional view in FIG. 5, a steel wire drawn into a tube can also form a tubular reinforcement element. The steel wire can be provided with an appropriate pre-tension, whereby the reinforcing element ensures a higher strength and consequently a better security against kinking and bending of the line mast.
Figure 6 shows a hollow mast made of wood, steel or concrete.
Figure 6 together with the associated section according to Figure 7 show such a mast 1 made of wood, concrete, steel or other metal, optionally reinforced with plastic, which is provided with four, symmetrically arranged reinforcing elements 2 along the periphery. The reinforcement elements extend from the top of the line pole to the attachment point above the floor. The attachment to the top is done with a steel plate 6, which is secured accordingly. The reinforcing elements 2 are guided, for example, through bores in the steel plate 6 and end in threaded rods on which nuts 7 are screwed. The reinforcement elements are anchored at ground level by means of a sleeve 8 with flange 9 fastened to the line mast.
FIG. 8 shows a further possibility of fastening the reinforcing elements close to the ground on the mast.
This type of fastening of the reinforcing elements consists in winding the ends of the reinforcing elements one or more times around the line mast, which increases the friction in the pulling direction. This type of fastening is particularly suitable for wooden cable poles where it is not advisable to use a steel sleeve attached to the pole as this would weaken the cable pole. The type of fastening according to FIG. 8 is also suitable for the line mast tip.
The devices according to FIGS. 6 to 8 allow the tension of the reinforcing elements 2 to be set before they are installed. This is done by means of the nuts 7, which can be tightened with a torque wrench, for example, until a prescribed torque is reached.
The reinforcement elements 2 according to FIGS. 6 to 8 consist of steel wire or steel tube, or a combination thereof.
The proposed device is also particularly suitable for reinforcing wooden masts that are damaged by woodpeckers. The device can also be used advantageously for new line sections to be created. Because part of the line load can be transferred to the reinforcement, the weight of the line mast can be reduced and consequently the transportation and installation costs decrease.
The kink resistance of the masts can also be increased by moving the reinforcing elements further outwards in the radial direction. The displacement distance of the reinforcement elements to the outside can be varied via the height of the mast. The displacement distance can be maximal in the critical kink height of the line mast. The clamping rings must be modified accordingly to ensure that the reinforcing elements are held in the outwardly displaced position.