Die Erfindung betrifft eine elektrische Freileitungsarmatur entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Eine Freileitungsarmatur der gattungsbildenden Art ist bekannt aus der DE-OS 2 810 695 und beinhaltet im wesentlichen einen aus zwei Hälften gebildeten metallischen Distanzstab, der beiden Endes in je eine Klemmschale ausläuft. Durch die Klemmschalen werden Zwischenlagen aus einem gummielastischen Material jeweils gegen eines der beiden auf Abstand zu haltenden Leiterseile gepresst. Die Nachgiebigkeit des gummielastischen Werkstoffes ermöglicht die gewünschte gegenseitige Bewegbarkeit der Leiterseile. Der bei der bekannten Armatur verwendete gummielastische Werkstoff ist zugleich etwas elektrisch leitend. Es hat sich indessen herausgestellt, dass ein solcher Werkstoff eben wegen der elektrischen Leitfähigkeit nicht die unerlässliche hohe Lebenserwartung haben kann.
Das gleiche Problem der unzureichenden Alterungsbeständigkeit von gummielastischen Werkstoffen, sofern diese auch noch elektrisch leitend sein sollen, war bei dem aus der DE 2 742 843 C2 bekannten Abstandhalter zu befürchten. Dieser unterscheidet sich von der vorerwähnten Armatur im wesentlichen dadurch, dass im Hinblick auf unterschiedliche Freiheitsgrade in den Hauptbeanspruchungsrichtungen das gummielastische Gelenkteil, welches an einer beliebigen Stelle in den Distanzstab eingefügt sein kann, eine besondere Formgestaltung aufweist.
Das durch die Erfindung zu lösende Problem tritt immer dann auf, wenn - wie neuerdings üblich - bei Hochspannungsanlagen und insbesondere Hochspannungsfreileitungen mechanische Verbindungsmittel angewandt werden, deren Gummimetall-Elemente den gegenseitig abgestützten Teilen eine gewisse gedämpft elastische Beweglichkeit verleihen sollen. Hierbei hat beispielsweise ein Feldabstandhalter (FAH) für Bündelleiter einen Distanzstab, dessen Potential ohne Ergreifen zusätzlicher Massnahmen zunächst unbestimmt ist.
Ist die Potentialdifferenz zwischen Distanzstab und Klemmkopf zu gross, dann kommt es zum Überschlag und damit zu Funk- und Fernsehstörungen.
Um dieses zu verhindern, hat man bis jetzt gummielastische Elemente verwendet, bei denen wie erwähnt das eigentliche elastische Material eine gewisse elektrische Leitfähigkeit hat.
Diese leitfähigen gummielastischen Werkstoffe neigen aber unter mechanischer Wechselbeanspruchung zum schnellen Altern. Ausserdem kann Spaltkorrosion zwischen Metall und gummielastischem Element zu Kontaktproblemen führen. Hierzu ist daran zu erinnern, dass z.B. Feldabstandhalter oder auch Phasenabstandhalter im Feld zwischen zwei Masten, also sehr weit von diesen entfernt, eingebaut sind. Hieraus ergibt sich die Forderung, dass die genannten Bauteile eine extrem hohe Lebenserwartung haben müssen; die Erfüllung dieser Forderung scheiterte bislang u.a. an dem zu schnellen Altern des gummielastischen Materials.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen einwandfreien Potentialausgleich für an Hochspannung liegende Armaturen zu schaffen, die mit gummielastischen Elementen ausgerüstet sind, deren Lebenserwartung extrem hoch sein soll. Die Lösung ist in dem Anspruch 1 definiert.
Lösungsgemäss ist zur Beseitigung der Kontakt- und Leitfähigkeitsprobleme eine Funktionstrennung zwischen dem nur noch mechanisch beanspruchten gummielastischen Element und einer federelastischen metallischen Verbindung durchgeführt.
Der wesentliche Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass ein gummielastisches Element, das nur noch entsprechend den mechanischen Beanspruchungen und vor allem auch in Hinblick auf eine hohe Lebenserwartung ausgelegt ist, aber eine schlechte elektrische Leitfähigkeit haben kann, für die mechanische Verbindung verwendbar ist und dass eine dauernd gute galvanische Verbindung durch Zuordnung eines elastischen metallischen Verbindungsteiles erzielt ist.
Durch diese Funktionstrennung kann somit jedes der beiden Verbindungsmittel seiner eigentlichen Aufgabe entsprechend optimal ausgelegt sein.
Zwar ist es aus dem allgemeinen Maschinenbau bekannt, über Gummimetallelemente elastisch gelagerten Maschinenteilen ein sogenanntes Masseband zuzuordnen, aber dieses ist völlig unabhängig von den Gummimetallelementen angeordnet und für Hochspannungsanlagen schon deswegen ungeeignet, weil hierbei Korona-Effekte am Masseband nicht auszuschliessen sind.
Wesentlich ist ferner, dass lösungsgemäss zwar die Funktionen allseitig elastischer und dämpfender Nachgiebigkeit einerseits und Potentialausgleich andererseits zwar getrennt sind, dass diese aber doch in einem einheitlichen Bauelement erhalten werden.
Zwar ist aus dem DE-GM 8 210 898 6 eine Entstörvorrichtung für Isolatorenketten von Hochspannungsfreileitungen bekannt, wobei sich zwischen einer Masttraverse und einem Abstandhalter parallele Isolatorenketten erstrecken und zwischen diesen sowie Traverse und Abstandhalter an sich bekannte metallische Gelenkteile vorgesehen sind, die vielfach unzureichenden elektrischen Kontakt haben. Diesem Nachteil soll durch Zwischenfügen einer elektrisch leitenden Scheibe aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polychloroprene, abgeholfen werden. Ein derartiger Stoff ist jedoch nicht ausreichend elastisch und zugleich dämpfend nachgiebig; ganz abgesehen davon, dass die vorerwähnte hohe Lebenserwartung mit einem solchen Stoff keinesfalls erzielbar ist. Zudem ist dieser Potentialausgleicher verhältnismässig vielteilig.
Auch ist es aus der DE- 3 426 001 A1 bekannt, ein aus einem in zwei Bohrungen drehbar gelagerten Bolzen gebildetes Schwenkgelenk für Freileitungs-Hängeisolatorgarnituren zusätzlich mit einem elektrisch leitenden federelastischen Bauteil zu versehen, das verschiedenerlei Formgestalt haben kann. Hierdurch soll die Kontaktierung der an sich elektrisch leitenden Gelenkteile, zwischen denen kein elastisches Material liegt, verbessert werden. In letztgenannter Druckschrift ist jedoch auf S. 5 in Abs. 4, Zeilen 8-11 ausdrücklich angegeben, dass das elastische Bauteil auch aus "einem elektrisch leitenden, elastomeren Material" bestehen kann. Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problematik ist somit am Anmeldetag dieser Druckschrift noch nicht erkannt worden; sie weist daher in eine andere Richtung.
Im Gegensatz zum Anmeldungsgegenstand, bei dem im Funktionsbereich "elastisches Gelenk" keine Berührung Metall auf Metall erfolgt, ist eine solche Berührung im bekannten Schwenkgelenk immer vorhanden.
Schliesslich sind aus der FR-PS 2 009 023 Abstandhalter für elektrische Freileitungen bekannt, wobei deren umweltbedingte Schwingungen elastisch nachgiebig aufgenommen, jedoch zu starke gegenseitige Annäherung der Leiterseile im Falle von elektrodynamischen Spitzenbeanspruchungen begrenzt werden sollen. Die elastische Nachgiebigkeit wird mittels einem elastischen Ring, vorzugsweise aus einem Metallseil, erhalten. Dessen Befestigungsmittel weisen zur Systemmitte gerichtete Verlängerungsstücke auf, die in Mitteln zum Begrenzen der gegenseitigen Beweglichkeit der Leiterseile enden. Diese Wegbegrenzungen können beispielsweise die Formgestalt eines stark vereinfachten Kugelkopfgelenkes oder auch eines in einer zylindrischen Hülse axial gleitbaren Bolzens haben.
Diese Druckschrift enthält keinen Hinweis auf die Verwendung eines hochelastischen, elektrisch jedoch nicht leitenden Gelenkmaterials. Die Formgestalt des elastischen metallischen Ringes dürfte zum Auftreten von Korona-Effekten führen.
Durch das Merkmal des Anspruches 2 bzw. 3 soll erreicht werden, dass eine gute metallische Kontaktierung für Dauer gewährleistet ist.
Durch die im Anspruch 4 angegebene Ausbildung des potentialausglei chenden Verbindungsmittels lassen sich die Vorteile der Funktionstrennung bei einem einheitlichen kompakten Bauteil erzielen.
Im Anspruch 5 ist eine speziell für Feldabstandhalter geeignete Formgestaltung angegeben, die sowohl raumsparend ist als auch sich leicht einbauen lässt.
Im Anspruch 6 ist eine Ausgestaltung angegeben, die besonders für solche Distanzteile geeignet ist, bei denen das Gummimetallteil einen zylindrischen Zapfen beinhaltet.
Weitere abhängige Ansprüche geben an, wie die Funktionstrennung zwischen kardanischer Beweglichkeit und Potentialausgleich sich auch nachträglich in vorhandenen Gelenken von Armaturen für Hochspannungsfreileitungen, insbesondere Feldabstandhaltern, durchführen lässt.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung erläutert; in dieser zeigen:
Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau eines zwischen zwei Leiterseilen einer Phase eines Seilbündels angeordneten Feldabstandhalters;
Fig. 2 die Prinzipdarstellung eines Potentialausgleichers mit einer dem gummielastischen Bauelement eines Feldabstandhalters zugeordneten Schraubenfeder, deren Längsachse mit der Längsachse des Feldabstandhalters zusammenfällt;
Fig. 3 einen als Spiralfeder ausgebildeten Potentialausgleicher als Bestandteil eines Feldabstandhalters, wobei die Mittelachse der Spiralfeder senkrecht zur Längsachse eines Leiterseiles steht;
Fig. 3a den Potentialausgleicher gemäss Fig. 3 in vergrösserter Darstellung;
Fig. 4 den als Spiralfeder ausgebildeten Potentialausgleicher zwischen den Gelenkteilen eines gummielastisch geführten Gelenkes mit zylindrischem Gelenkzapfen;
Fig. 5 einen Potentialausgleicher ähnlich Fig. 2, jedoch mit in das gummielastische Bauelement eingelegter Schraubenfeder;
Fig. 6 einen auch nachträglich an einem kardanischen Gummimetallelement anbringbaren Potentialausgleicher;
Fig. 7 eine andere Formgestaltung des Potentialausgleichers, der für den nachträglichen Einbau keiner besonderen Befestigungsmittel bedarf und
Fig. 7a eine vorteilhafte Formgestaltung des Potentialausgleichers gemäss Fig. 7.
Fig. 1 veranschaulicht das zu lösende Problem am Beispiel eines Feldabstandhalters (FAH) 1 in einer bis jetzt angewandten Formgestaltung. Dieser FAH hält die beiden Leiterseile 2, 3 ein- und derselben Phase eines Bündelleiters auf dem gewünschten Abstand. Hierbei sind die einzelnen Leiterseile 2, 3 in allen drei Richtungen gegeneinander durch zwischengefügten gummielastischen Werkstoff 4 etwas beweglich. Der eigentliche Distanzstab 5 besteht aus Metall, vorzugsweise aus Leichtmetall. Der Distanzstab 5 kann in sich geteilt sein, wobei die Teile 6, 7 über mindestens ein gummielastisches Gelenk miteinander verbunden sind.
Die Verbindung des gummielastischen Werkstoffes 4 mit den jeweiligen benachbarten Metallteilen, z.B. 1, 2; 5, kann z.B. gegenüber den Leiterseilen 2, 3 formschlüssig und gegenüber den übrigen Metallteilen des Distanzstabes 5 ebenfalls formschlüssig oder hier auch stoffschlüssig ausgebildet sein. Eine derartige Armatur genügt in mechanischer Hinsicht im allgemeinen allen an sie gestellten Anforderungen.
Es bestand aber bislang der Nachteil, dass die metallischen Bauteile wegen mangelnden mechanischen Kontaktes zum spannungsführenden Leiter ein unbestimmtes Potential annahmen. Bei grosser Potentialdifferenz kam es wie erwähnt bislang zum Überschlag und damit zu Funk- und Fernsehstörungen. Um dies zu verhindern, waren bislang bei Armaturen, die dem System gemäss Fig. 1 entsprachen, nur gummielastische oder auch Kunststoff-Teile zwischengefügt worden, welche eine gewisse Leitfähigkeit aufwiesen. Derartige gummielastische Werkstoffe neigen aber unter mechanischer Wechselbeanspruchung zum schnellen Altern. Ausserdem war Spaltkorrosion zwischen Metall und gummielastischem Element zu beobachten, was zu Kontaktproblemen führte. Der erwähnte Kunststoff hingegen hatte in vielen Fällen nicht in ausreichendem Masse die unerlässliche elastisch-dämpfende Eigenschaft.
Deswegen ist gemäss der Prinzip-Darstellung Fig. 2 die Funktion der elastisch dämpfenden Koppelung eindeutig von der Funktion des Potentialausgleiches getrennt. Dieses Grundprinzip ist hier wiederum am Beispiel eines Feldabstandhalters 1 analog Fig. 1 dargestellt. Auch hier ist ein Teil des metallischen Distanzstabes 5 dargestellt, der in einer nur andeutungsweise dargestellten Halteklemme 9 endet. Zwischen dem zu haltenden Leiterseil 2 und dem Haltemittel, z.B. einer Klemmschale, liegt hier eine gummielastische Zwischenlage, die jedoch nur allgemein als gummielastischer Werkstoff 4 angedeutet ist.
Dieser kann mit dem Haltemittel, z.B. 9, formschlüssig oder stoffschlüssig verbunden sein. ln den gummielastischen Werkstoff 4 ist nach diesem Beispiel zentral der hier als Spiralfeder 11 ausgebildete Potentialausgleicher 10 eingelegt; im eingebauten Zustand steht diese Spiralfeder 11 unter einer gewissen Vorspannung. Hierdurch ist das ständige Aufrechterhalten eines guten Kontaktes zwischen den beiderseitigen Metallteilen gewährleistet.
Vorzugsweise besteht die Spiralfeder aus einem korrosionsbeständigen Metall. Es ist auch möglich, wenigstens die beiden Enden der Spiralfeder mit einem besonderen kontaktierenden Überzug zu versehen. Sofern es sich um einen metallischen Überzug handelt, liegt dieses Metall in der Stoff-Spannungsreihe nicht zu weit vom Leiterseilmaterial entfernt.
Bei dem Beispiel gemäss Fig. 2 fällt die Längsachse der Spiralfeder 11 mit der Längsachse des Distanzstabes 5 zusammen. Es sind jedoch auch Ausführungen denkbar, bei denen die beiden genannten Achsen etwas versetzt zueinander liegen.
Eine praxisgerechte Ausbildung des anhand von Abbildung 2 erläuterten Grundprinzips ist in Fig. 3 dargestellt, wobei jedoch die Längsachse der Spiralfeder 11 nicht mit der Längsachse des Distanzstabes 5 zusammenfällt. Vielmehr weist hier die Längsachse 13 der Spiralfeder 11 zentripetal zur Mittellängsachse 12 des Leiterseiles 2 hin. Hierdurch ist eine montagefreundliche Befestigung der Spirale an einem ohnehin notwendigen Haltemittel 15 für eine gummielastische Zwischenlage 4 zwischen einer als Klemmschale ausgebildeten Halteklemme 9 zu einem Distanzstab 5 und dem zu haltenden Leiterseil 2, 3 möglich.
Wie aus Fig. 3a hervorgeht, kann das Haltemittel 15 als Senkniet oder - was hier nicht dargestellt ist - als Kreuzschlitzschraube mit Linsensenkkopf ausgebildet sein. In letzterem Falle kann im Innern des einen Endes der Spiralfeder eine nicht dargestellte Mutter vorhanden sein. In jedem Falle liegt zwischen dem Ende der Spiralfeder 11 und dem Haltemittel 15 zweckmässigerweise eine Beilagscheibe.
Der in Fig. 3, 3a gezeigte Potentialausgleicher lässt sich auch verhältnismässig einfach noch nachträglich bei vorhandenen Konstruktionen vorsehen. Es muss lediglich der gummielastische Werkstoff mit einer entsprechenden Bohrung versehen und das Haltemittel dem neuen Verwendungszweck angepasst werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 ist der Potentialausgleicher 10 als gewickelte Spiralfeder 16 ausgebildet, die einen einwandfreien galvanischen Kontakt zwischen den Gelenkteilen 17, 18 eines gummielastisch geführten Gelenkes 8 herstellt.
Fig. 5 zeigt eine zweckmässige Ausgestaltung des Potentialausgleichers nach Fig. 2. Das Bezugszeichen 1 symbolisiert hier den Feldabstandhalter, während 2 ein Leiterseil, 4 den gummielastischen Werkstoff, 5 den Distanzstab, 9 eine Halteklemme und 11 die Spiralfeder bedeuten. Als wesentlicher Unterschied ist hier die Spiralfeder 11 in den gummielastischen Werkstoff 4 eingebettet und trägt an ihren beiden Enden je eine elektrisch gut leitend verbundene Metallkappe 24, die jeweils etwas über die Oberfläche des Werkstoffes 4 hervorsteht und somit im eingebauten Zustand unter Vorspannung guten metallischen Kontakt mit den angrenzenden Metallflächen, z.B. von 2 bzw. 9 hat. Bei einer geteilten Klemmschale 9 sind zweckmässigerweise zwei Potentialausgleicher 10 eingebaut.
Sinngemäss die gleiche Einbettung des als Spiralfeder 11 gestalteten Potentialausgleichers 10 im gummielastischen Werkstoff 4 ist, was nicht weiter dargestellt und erläutert werden muss, auch bei dem Beispiel gemäss Fig. 3 möglich. In diesem Falle entfällt natürlich die Befestigung der Spiralfeder 11 an einem Haltemittel 15. Beiden Endes trägt die Spiralfeder 11, wie beschrieben, Metallkappen 24.
Fig. 6 zeigt ein Beispiel des Potentialausgleichers 10, das sich sowohl bei Neuanlagen als auch zur Nachrüstung verwenden lässt. Ein Feldabstandhalter 1 zur Distanzierung von Leiterseilen 2 mittels Halteklemmen 9 (wovon jeweils nur ein Teil gezeigt ist) weist hier ein kardanisches Gelenk auf, dessen gummielastischer Werkstoff 4 dem Feldabstandhalter eine gedämpfte Beweglichkeit in allen massgebenden Richtungen verleiht. Hierbei kommt es u.a. ebenfalls auf eine besonders hohe Lebenserwartung dieses Werkstoffes 4 an, der einen einschraubbaren Kugelkopf des Distanzstabes 5 in an sich bekannter Weise umschliesst.
Der Potentialausgleicher 10 hat die Formgestalt einer zweimal gegensinnig abgekröpften Blattfeder 22, deren eines Ende mittels eines Haltemittels 15 am zylinderförmigen Gelenkteil 27 des Gelenkes gehalten ist und deren anderes Ende unter Vorspannung am Schaft des Distanzstabes 5 anliegt. Das Haltemittel 15 kann als Schraube mit Flachrund-Kreuzschlitzkopf samt Unterlegscheibe ausgebildet sein; insbesondere für Neufertigung kommt auch ein Niet in Betracht. Zweckmässigerweise besteht der Potentialausgleicher 10 aus drei solcher Blattfedern 22, die über den Umfang des zylinderförmigen Gelenkteiles 27 gleichmässig verteilt sind.
Aus Fig. 7, 7a ist die Anwendung des Potentialausgleichers 10 bei einem kardanischen Gelenk, das in einen Distanzstab 5 eines Feldabstandhalters 1 eingefügt ist, ersichtlich. Das Gelenk selbst ähnelt im Grundprinzip dem in Fig. 6 dargestellten, jedoch mit dem Unterschied, dass hier das zylinderförmige Gelenkteil 27 aus fertigungstechnischen Gründen durch Umbördelung in einem zylinderförmigen Ende 26 des Distanzstabes 5 gehalten ist. Wie beim Beispiel gemäss Fig. 6 läuft hier der im Werkstoff 4 einvulkanisierte Kugelkopf 25 in einen Gewindezapfen aus, der in eine Gewindebohrung im hier gelegenen Ende 29 des Distanzstabes 5 eingeschraubt ist.
Dieses Ende 29 drückt auf eine Ringscheibe 33 des aus Federblech gefertigten Potentialausgleichers 10, der von der Seite gesehen etwa U-förmig gestaltet ist, wobei die leicht nach aussen gekröpften Blattfederarme 32 unter Vorspannung am zylinderförmigen Ende 26 des anderen Distanzstabteiles, bzw. an der hier befindlichen Bördelung anliegen. Bei Ausbildung des Potentialausgleichers 10 als verhältnismässig schmale Blattfeder mit zwei etwa V-förmig abgekröpften Blattfederarmen 32 kann unter Verzicht auf die Ringscheibe 33 ein Federarm vor der Abkröpfung auch durch eine entsprechende \ffnung nahe dem Ende des Distanzstabes 5 geführt sein.
Eine Weiterbildung gemäss Fig. 7a zeigt drei in der Draufsicht sternförmige Blattfederarme 32, wodurch auch bei verhältnismässig grösseren Ausschwenkbewegungen im Gelenk immer beste Kontaktierung gewährleistet ist.
Allen Ausführungsbeispielen ist die strikte Funktionstrennung zwischen einerseits der Funktion der mechanischen gedämpften Beweglichkeit in allen Richtungen und andererseits der durch rein metallische Kontaktierung ermöglichte Potentialausgleich in einem kompakten Bauelement gemeinsam.
The invention relates to an electrical overhead line fitting according to the preamble of claim 1.
An overhead line fitting of the generic type is known from DE-OS 2 810 695 and essentially comprises a metallic spacer rod formed from two halves, which ends at the two ends in a clamping shell. Intermediate layers made of a rubber-elastic material are pressed against one of the two conductor cables to be kept apart by the clamping shells. The resilience of the rubber-elastic material enables the desired mutual mobility of the conductor ropes. The rubber-elastic material used in the known valve is also somewhat electrically conductive. It has turned out, however, that such a material cannot have the indispensable high life expectancy precisely because of its electrical conductivity.
The same problem of the inadequate aging resistance of rubber-elastic materials, insofar as they should also be electrically conductive, was to be feared with the spacer known from DE 2 742 843 C2. This differs from the aforementioned valve essentially in that, with regard to different degrees of freedom in the main directions of stress, the rubber-elastic joint part, which can be inserted at any point in the spacer rod, has a special shape.
The problem to be solved by the invention always occurs when - as is now customary - mechanical connection means are used in high-voltage systems and in particular high-voltage overhead lines, the rubber-metal elements of which should give the mutually supported parts a certain damped elastic mobility. Here, for example, a field spacer (FAH) for bundle conductors has a spacer bar, the potential of which is initially undetermined without additional measures being taken.
If the potential difference between the spacer rod and the clamping head is too large, this leads to a rollover and thus to radio and television interference.
To prevent this, rubber-elastic elements have hitherto been used, in which, as mentioned, the actual elastic material has a certain electrical conductivity.
However, these conductive rubber-elastic materials tend to age rapidly under alternating mechanical stress. In addition, crevice corrosion between the metal and the rubber-elastic element can lead to contact problems. It should be remembered that e.g. Field spacers or phase spacers are installed in the field between two masts, i.e. very far away from them. This results in the requirement that the components mentioned must have an extremely high life expectancy; The fulfillment of this requirement has so far failed, among other things. because the rubber-elastic material is aging too quickly.
The object of the invention is to provide a perfect equipotential bonding for fittings located at high voltage, which are equipped with rubber-elastic elements, the life expectancy of which should be extremely high. The solution is defined in claim 1.
According to the solution, a functional separation between the rubber-elastic element, which is now only mechanically stressed, and a spring-elastic metallic connection is carried out to eliminate the contact and conductivity problems.
The main advantage of this solution is that a rubber-elastic element that is only designed according to the mechanical stresses and above all with a view to a high life expectancy, but can have poor electrical conductivity, can be used for the mechanical connection and that permanently good galvanic connection is achieved by assigning an elastic metallic connecting part.
This separation of functions enables each of the two connecting means to be optimally designed according to its actual task.
Although it is known from general mechanical engineering to assign a so-called ground strap to machine parts that are elastically mounted on rubber metal elements, this is completely independent of the rubber metal elements and is unsuitable for high-voltage systems because corona effects on the ground strap cannot be ruled out.
It is also essential that, according to the solution, the functions of elastic and damping flexibility on all sides on the one hand and equipotential bonding on the other hand are separated, but that these are nevertheless obtained in a single component.
DE-GM 8 210 898 6 discloses an interference suppressor for insulator chains of high-voltage overhead lines, parallel insulator chains extending between a mast crossmember and a spacer and between these as well as crossmember and spacers known metallic articulated parts are provided, which often have insufficient electrical contact to have. This disadvantage is to be remedied by interposing an electrically conductive disk made of plastic, preferably made of polychloroprene. However, such a material is not sufficiently elastic and, at the same time, resiliently flexible; quite apart from the fact that the aforementioned high life expectancy cannot be achieved with such a substance. In addition, this equipotential bonding is relatively multi-part.
It is also known from DE-3 426 001 A1 to additionally provide a swivel joint for overhead line insulator sets, which is formed from a pin rotatably mounted in two bores, with an electrically conductive, spring-elastic component which can have various shapes. This is intended to improve the contacting of the electrically conductive joint parts, between which there is no elastic material. In the last-mentioned publication, however, it is expressly stated on page 5 in paragraph 4, lines 8-11 that the elastic component can also consist of "an electrically conductive, elastomeric material". The problem underlying the present invention has therefore not been recognized on the filing date of this publication; it therefore points in a different direction.
In contrast to the subject of the application, in which there is no metal to metal contact in the "elastic joint" functional area, such contact is always present in the known swivel joint.
Finally, from FR-PS 2 009 023 spacers for electrical overhead lines are known, the environmental vibrations of which are flexibly absorbed, but excessive mutual approximation of the conductor cables should be limited in the event of peak electrodynamic loads. The elastic compliance is obtained by means of an elastic ring, preferably made of a metal cable. Its fastening means have extension pieces directed towards the center of the system, which end in means for limiting the mutual mobility of the conductor cables. These path limitations can have, for example, the shape of a greatly simplified ball-and-socket joint or else a bolt that can slide axially in a cylindrical sleeve.
This document contains no reference to the use of a highly elastic, but not electrically conductive joint material. The shape of the elastic metallic ring should lead to the appearance of corona effects.
The feature of claims 2 and 3 is intended to ensure that good metallic contacting is ensured for a long time.
Due to the design of the potential equalizing connecting means specified in claim 4, the advantages of separation of functions can be achieved with a uniform, compact component.
Claim 5 specifies a shape which is particularly suitable for field spacers and which is both space-saving and easy to install.
In claim 6, an embodiment is specified which is particularly suitable for those spacers in which the rubber-metal part contains a cylindrical pin.
Further dependent claims indicate how the functional separation between gimbal mobility and equipotential bonding can also be carried out retrospectively in existing joints of fittings for high-voltage overhead lines, in particular field spacers.
Exemplary embodiments of the invention are explained below using the schematic drawing; in this show:
1 shows the basic structure of a field spacer arranged between two conductor cables of a phase of a cable bundle;
2 shows the basic illustration of a potential equalizer with a helical spring assigned to the rubber-elastic component of a field spacer, the longitudinal axis of which coincides with the longitudinal axis of the field spacer;
3 shows a potential equalizer designed as a spiral spring as part of a field spacer, the central axis of the spiral spring being perpendicular to the longitudinal axis of a conductor cable;
3a shows the potential equalizer according to FIG. 3 in an enlarged representation;
4 shows the potential equalizer designed as a spiral spring between the joint parts of a rubber-elastic guided joint with a cylindrical pivot pin;
FIG. 5 shows a potential equalizer similar to FIG. 2, but with a coil spring inserted into the rubber-elastic component;
6 shows a potential equalizer which can also be retrofitted to a cardanic rubber metal element;
Fig. 7 shows another shape of the potential equalizer, which does not require any special fasteners for retrofitting and
7a shows an advantageous design of the potential equalizer according to FIG. 7.
Fig. 1 illustrates the problem to be solved using the example of a field spacer (FAH) 1 in a design used up to now. This FAH keeps the two conductor cables 2, 3 of the same phase of a bundle conductor at the desired distance. Here, the individual conductor ropes 2, 3 are somewhat movable in all three directions with respect to one another by interposed rubber-elastic material 4. The actual spacer rod 5 is made of metal, preferably of light metal. The spacer rod 5 can be divided into itself, the parts 6, 7 being connected to one another via at least one rubber-elastic joint.
The connection of the rubber-elastic material 4 with the respective adjacent metal parts, e.g. 1, 2; 5, e.g. with respect to the conductor cables 2, 3 in a form-fitting manner and with respect to the other metal parts of the spacer rod 5 also in a form-fitting manner or in this case also with a material fit. From a mechanical point of view, such a fitting generally meets all the requirements placed on it.
So far, however, there was the disadvantage that the metallic components assumed an undetermined potential due to a lack of mechanical contact with the live conductor. With a large potential difference, as mentioned previously, there was a flashover and thus radio and television interference. In order to prevent this, only rubber-elastic or plastic parts with a certain conductivity had previously been added to fittings that corresponded to the system according to FIG. 1. Such rubber-elastic materials, however, tend to age rapidly under alternating mechanical stress. Gap corrosion between the metal and the rubber-elastic element was also observed, which led to contact problems. In many cases, however, the plastic mentioned did not have the indispensable elastic-damping property to a sufficient extent.
Therefore, according to the principle illustration in FIG. 2, the function of the elastically damping coupling is clearly separated from the function of the potential equalization. This basic principle is shown here again using the example of a field spacer 1 analogous to FIG. 1. Here, too, part of the metallic spacer rod 5 is shown, which ends in a holding clamp 9, which is only shown in the drawing. Between the conductor cable 2 to be held and the holding means, e.g. a clamping shell, there is a rubber-elastic intermediate layer, which is, however, only generally indicated as rubber-elastic material 4.
This can be done with the holding means, e.g. 9, be positively or materially connected. According to this example, the potential equalizer 10, which is designed here as a spiral spring 11, is inserted centrally into the rubber-elastic material 4; in the installed state, this coil spring 11 is under a certain pretension. This ensures constant good contact between the metal parts on both sides.
The spiral spring is preferably made of a corrosion-resistant metal. It is also possible to provide at least the two ends of the coil spring with a special contacting coating. If it is a metallic coating, this metal is not too far away from the conductor cable material in the fabric tension series.
In the example according to FIG. 2, the longitudinal axis of the spiral spring 11 coincides with the longitudinal axis of the spacer rod 5. However, designs are also conceivable in which the two axes mentioned are somewhat offset from one another.
A practical design of the basic principle explained with reference to FIG. 2 is shown in FIG. 3, but the longitudinal axis of the spiral spring 11 does not coincide with the longitudinal axis of the spacer rod 5. Rather, the longitudinal axis 13 of the spiral spring 11 points centripetal to the central longitudinal axis 12 of the conductor cable 2. This makes it possible to mount the spiral in an assembly-friendly manner to an already necessary holding means 15 for a rubber-elastic intermediate layer 4 between a holding clamp 9 designed as a clamping shell and a spacer rod 5 and the conductor cable 2, 3 to be held.
As can be seen from FIG. 3a, the holding means 15 can be designed as a countersunk rivet or - which is not shown here - as a Phillips screw with a countersunk head. In the latter case, a nut, not shown, may be present inside one end of the coil spring. In any case, a washer expediently lies between the end of the spiral spring 11 and the holding means 15.
The potential equalizer shown in Fig. 3, 3a can also be relatively easily provided retrospectively in existing designs. All that has to be done is to provide the rubber-elastic material with a corresponding hole and to adapt the holding means to the new use.
In the exemplary embodiment according to FIG. 4, the potential equalizer 10 is designed as a coiled spiral spring 16, which produces a perfect galvanic contact between the joint parts 17, 18 of a joint 8 guided in a rubber-elastic manner.
5 shows an expedient embodiment of the potential equalizer according to FIG. 2. The reference symbol 1 here symbolizes the field spacer, while 2 denotes a conductor cable, 4 the rubber-elastic material, 5 the spacer rod, 9 a holding clamp and 11 the spiral spring. The main difference here is that the spiral spring 11 is embedded in the rubber-elastic material 4 and carries at both ends an electrically well-connected metal cap 24, which in each case protrudes somewhat above the surface of the material 4 and thus has good metallic contact when preloaded the adjacent metal surfaces, e.g. of 2 or 9. In the case of a split clamping shell 9, two potential equalizers 10 are expediently installed.
Analogously, the same embedding of the potential equalizer 10 designed as a spiral spring 11 in the rubber-elastic material 4 is, which need not be shown and explained, also possible in the example according to FIG. 3. In this case, of course, there is no need to fasten the spiral spring 11 to a holding means 15. Both ends of the spiral spring 11, as described, carry metal caps 24.
FIG. 6 shows an example of the potential equalizer 10, which can be used both in new systems and for retrofitting. A field spacer 1 for spacing conductor cables 2 by means of retaining clips 9 (only a part of which is shown in each case) has a cardan joint here, the rubber-elastic material 4 of which gives the field spacer a damped mobility in all relevant directions. This includes also on a particularly high life expectancy of this material 4, which encloses a screw-in ball head of the spacer rod 5 in a manner known per se.
The potential equalizer 10 has the shape of a leaf spring 22 bent twice in opposite directions, one end of which is held by means of a holding means 15 on the cylindrical joint part 27 of the joint and the other end of which rests under prestress on the shaft of the spacer rod 5. The holding means 15 can be designed as a screw with a flat round cross-head with a washer; A rivet is also particularly suitable for new production. The potential equalizer 10 expediently consists of three such leaf springs 22, which are evenly distributed over the circumference of the cylindrical joint part 27.
7, 7a shows the application of the potential equalizer 10 in a gimbal joint which is inserted into a spacer rod 5 of a field spacer 1. The basic principle of the joint itself is similar to that shown in FIG. 6, but with the difference that here the cylindrical joint part 27 is held in a cylindrical end 26 of the spacer rod 5 by flanging for manufacturing reasons. As in the example according to FIG. 6, the spherical head 25 vulcanized into the material 4 ends in a threaded pin which is screwed into a threaded bore in the end 29 of the spacer rod 5 located here.
This end 29 presses on an annular disc 33 of the potential equalizer 10 made of spring plate, which is seen from the side approximately U-shaped, the slightly outwardly bent leaf spring arms 32 under tension on the cylindrical end 26 of the other spacer bar part, or on the here existing flare. When the equipotential bonding device 10 is designed as a relatively narrow leaf spring with two leaf spring arms 32 which are bent approximately into a V-shape, a spring arm can also be guided through a corresponding opening near the end of the spacer rod 5 without the washer 33.
A further development according to FIG. 7a shows three leaf spring arms 32 which are star-shaped in plan view, whereby the best contact is always guaranteed even with relatively larger pivoting movements in the joint.
Common to all the exemplary embodiments is the strict separation of functions between the function of the mechanical damped mobility in all directions on the one hand and the equipotential bonding made possible by purely metallic contacting in a compact component.