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Freileitungs-Stützenisolator Die Erfindung betrifft einen Freileitungs-Stützenisolator
mit einer kugelgelenkartigen Befestigungsvorrichtung für ein elektrisches Freileitungsseil
auf dem Kopf des Isolators, bestehend aus einer kugelig ausgebildeten, in einer
Kugelpfanne gelagerten und dadurch allseitig beweglichen mehrteiligen Leitungsklemme.
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Im Freileitungsbau gehen die Elektrizitäts-Versorgungsunternehmen
im Bereich der Mittelspannungen aus wirtschaftlichen Gründen immer mehr zur Weitspannbauweise,
d. h. zu immer größeren Mastabständen über.
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Es versteht sich von selbst, daß mit wachsenden Spannweiten die statischen
Zugkräfte in den Leiterseilen zwischen den einzelnen Stützpunkten erheblich anwachsen.
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Gleichzeitig mit dem Anwachsen der Zugkräfte in den Leiterseilen nehmen
auch die Beanspruchungen der einzelnen Freileitungsmasten zu. Diese statischen Beanspruchungen
lassen sich genau berechnen.
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Anders dagegen verhält es sich mit der Erfassung und Unschädlichmachung
der auf die Leiterseile einwirkenden äußeren dynamischen Kräfte, wie diese durch
Luftströmungen hervorgerufen werden. Dabei hat es sich gezeigt, daß es weniger die
starken Luftströmungen sind, die die Leiterseile und deren Befestigung an den Isolatoren
gefährden, als vielmehr die meist mit geringer Intensität auftretenden Luftbewegungen
von mäßiger Geschwindigkeit. Diese rufen im Leiterseil Schwingungen mit verhältnismäßig
kleiner Wellenlänge, kleiner Amplitude, jedoch mit hoher Frequenz hervor.
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Das Zusammenwirken der statischen und dynamischen Kräfte ergibt eine
Beanspruchung des Leiterseiles an den Aufhängepunkten, die bei den bisher bekanntgewordenen
Leiterseil-Befestigungsarten an Isolatoren infolge deren Starrheit zu Ermüdungserscheinungen
und beim überschreiten der Dauerfestigkeitsgrenze zum Bruch des Leiterseiles führt.
Auch läßt die bisher übliche Befestigungsart der Leiterseile durch Wickelbunde,
Bügel oder Klemmvorrichtungen infolge der ihnen fehlenden Elastizität einen Ausgleich
bzw. ein Abfangen der auf das Leiterseil einwirkenden äußeren Kräfte nicht zu. Diese
müssen daher von der Aufhängevorrichtung und damit von der Mastkonstruktion aufgenommen
und bei deren Dimensionierung mitberücksichtigt werden, woraus sich materialmäßig
und kostenmäßig erhebliche Aufwendungen ergeben.
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Es sind ferner schon Isolatorköpfe bekannt, bei denen ein Seil in
einer in einem Kugelgelenk gelagerten metallischen Halterung festgeklemmt ist, wobei
die die Kugel umfassende Pfanne ebenfalls aus Metall besteht. Bei einer anderen
derartigen bekannten Anordnung ist die vorgesehene Metallarmatur in dem stark zerklüfteten
Kopf des Isolators derart ungünstig gelagert, daß bei heftigen Seilbewegungen bei
Wind bzw. Sturm mit hohen Kantenpressungen im Isolator gerechnet werden muß, was
leicht zu einer Zerstörung desselben führt. Diese Anordnung hat den weiteren Nachteil,
daß das Seil zwar in der lotrechten Ebene schwingen kann, in der horizontalen Ebene
jedoch durch die Klemmenausbildung behindert ist. Das Leiterseil ist daher der Gefahr
von Ermüdungsbrüchen ausgesetzt. Beiden Isolatorenausbildungen ist gemein, daß sie
durch die Reibung Metall auf Metall zu Rundfunkstörungen Anlaß geben können und
daß die Metallteile zusätzliche Kosten verursachen.
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Bekannt ist ferner eine Reihe von Befestigungsmöglichkeiten der Seilklemme
eines Stützisolators mit kappenlosem Kopf, die darauf beruhen, daß der Isolatorkopf
lEnterschneidungen, Bohrungen oder andere Höhlungen aufweist, in denen sich die
Klemme auch gegen Abhebungen in axialer Richtung halten kann. Eine bekannte Gestaltung
ähnlicher Art sieht vor, daß die zur Aufnahme und Befestigung von Seil und Klemme
dienenden Aussparungen als durch den ganzen Isolatorkopf gehende, rechtwinklig sich
kreuzende Aussparungen ausgebildet sind, von denen die eine Aussparung mittels der
dort vorgesehenen Schultern die Halteteile der Klemme aufnimmt. Dieser Vorschlag
geht von der Annahme aus, daß Hinterschneidungen im Isolatorkopf aus fertigungstechnischen
Gründen zu vermeiden sind, und nimmt dafür den Nachteil in Kauf, daß der Isolatorkopf
durch die sich kreuzenden Ausnehmungen beträchtlich geschwächt wird.
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Demgegenüber schlägt die Erfindung vor, die erwähnten Nachteile an
einem Stützenisolator für Mittelspannungen mit einer kugelgelenkartigen Befestigungsvorrichtung
für ein elektrisches Freileitungsseil auf dem Kopf des Isolators, bestehend aus
einer kugelig ausgebildeten, in einer Kugelpfanne gelagerten und dadurch
allseitig
beweglichen mehrteiligen Klemme dadurch zu beheben, daß der Isolatorkopf selbst
die Kugelpfanne für die Leitungsklemmvorrichtung dadurch bildet, daß in ihm eine
der Kugelform der Leitungsklemine angepaßte Ausnehmung vorgesehen ist, die nach
oben eine Öffnung geringeren Durchmessers als jenen der Leitungsklemme frei läßt,
durch die das Einlegen der Einzelteile der Klenunvorrichtung und der Freileitung
möglich, das Heraustreten der zusammengebauten Leitungsklemmteile jedoch nicht mehr
möglich ist, und die zum Austritt der Leitung aus dem Isolatorkopf vorgesehenen,
beiderseitig der Klemme angeordneten Schlitze im Isolatorkopf eine solche Breite
und Tiefe besitzen, daß ein freies Spiel des Leitungsseiles in gewissen Grenzen
in lotrechter und waagerechter Richtung gewährleistet ist.
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Bei der Erfindung ist die Klemmvorrichtung für das Seil somit vertikal
und in gewissem Grade auch horizontal schwenkbar im Isolator gelagert. Dies ergibt
gegenüber den bekannten Lagerungen Metall in Metall den Vorteil, daß die beim Vorhandensein
größerer Metallteile und der Reibung Metall auf Metall auftretenden Rundfunkstörungen
vermieden werden.
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Weiterhin besitzt die erfindungsgemäße Ausgestaltung noch den Vorteil,
daß die Lagerung der kugeligen zusammengesetzten Klemme in einer massiven, nur durch
zwei Einschnitte geschwächten Hohlkugel erfolgt, so daß die Bruchgefahr wesentlich
geringer ist. Das Fehlen konstruktiver Metallteile und deren Verbindung mit dem
Isolatonnaterial ermöglicht eine preisgünstige Fertigung. Die zweiteilige, zur Einklemmung
des Seiles dienende Klemme wird im Inneren der Hohlkugel zusammengebaut und nicht
wie bei bekannten Ausführungen als Ganzes in den Isolator eingeführt. Die beiden
Teile der Klemme lassen sich einzeln zwar in die Isolatorhohlkugel einführen, nach
dem Zusammenbau ist jedoch ein Heraustreten der Klemme aus dem Isolator nicht mehr
möglich. Die beiden Einschnitte zur Durchführung des Leiterseiles schwächen den
Isolator weit weniger als bei der bekannten Ausführung.
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Durch die geringe Zerklüftung des Isolators wird auch die Gefahr von
Brandrissen bei der Herstellung wesentlich verringert. Die Übertragung der entstehenden
aus dem Isolator herausgerichteten Kräfte erfolgt auf die gesamte Kugelinnenoberfläche
und nicht auf einzelne Kanten, die damit bruchgefährdet sind.
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Gegenüber der bekannten Lagerung der Aufhängung direkt im Isolator
weist die Erfindung jedoch noch den Vorteil einer Drehbeweglichkeit des Seiles auf,
ohne daß bei Schwingungen um die eigene Achse Entdrillung oder Verdrillung des Seiles
stattfindet, wodurch die Bruchgefahr natürlich wesentlich verringert wird.
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Zweckmäßig weist der in der Isolatorhohlkugel gelagerte halbkugelige,
in Wirklage unten befindliche baRige Teil der Klemme unterseits eine Abflachung
auf, während die beiderseitigen, der Durchführung des Seiles dienenden Schlitze
sich bis zum tiefsten Punkt der Kugelpfanne im Isolatorkopf erstrecken. Diese Anordnung
hat den Vorteil, daß im tiefsten Punkt gewissermaßen ein x, Sumpf
« vorhanden ist, in dem sich das Regenwasser sammelt und dann durch die bis
zum tiefsten Punkt der Hohlkugel sich erstreckenden Schlitze nach außen abfließt.
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Der Isolator eignet sich besonders für Leitungen an Steilhängen, da
sich erfindungsgemäß die Kugelklemme in die Seilrichtung einstellt und somit das
Leiterseil an den Isolatoren keine Deformierung mehr erfährt. In Winkelpunkten ist
der Isolator aus denselben Gründen gleichfalls mit Erfolg zu verwenden.
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Auch kann die Zugspannung im Leiterseil, die bisher mit Rücksicht
auf eventuelle Leiterseilbrüche infolge Ermüdungserscheinungen möglichst niedrig
gehalten werden mußte, nunmehr bis zu der in VDE 0210
festgelegten
Höchstgrenze gesteigert werden, wodurch an Masthöhe eingespart werden kann.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt, und zwar zeigt Abb. 1 eine Seitenansicht des Isolatorkörpers,
in Richtung des Leiterseiles gesehen, Abb. 2 einen waagerechten Querschnitt durch
den Isolatorkörper gemäß derSchnittlinieA-B derAbb. 1,
Abb. 3 einen
lotrechten Längsschnitt durch den Isolatorkörper gemäß der Schnittlinie C-D der
Abb. 2. Mit dem Bezugszeichen 1 ist der Isolatorkopf, mit dem Bezugszeichen
2 der oberste Schirm des Isolators bezeichnet. Der Isolatorkopf 1 weist eine
kugelförmige Ausnehmung 3 auf. In dieser kugelförmigen Ausnehmung
3 ist eine entsprechend deren Form ausgebildete Klemme für das Leiterseil
5 allseitig beweglich gelagert, also sowohl in lotrechter als auch in waagerechter
Ebene, demgemäß auch in allen kombinierten waagerechten und lotrechten Richtungen.
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Die Klemme besteht aus zwei Teilen, und zwar dem kugelkalottenartigen
Unterteil 7 und dem kugelabschnittähnlichen Oberteil 6, zwischen denen
das Leiterseil 5 eingeklemmt ist. Das Oberteil 6 und das Unterteil
7 der Klemme sind durch Schrauben zusammengehalten.
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Der Klemmenteil 7 weist an der unteren Seite eine ungefähr
waagerecht verlaufende Abplattung 10 auf zu dem Zweck, das zwischen der Kugelklemme
6, 7
und dem Isolatorkopf durchdringende Regenwasser über die für den Durchgang
des Leiterseiles 5 geschaffene, nachstehend beschriebene Leiterseilausnehmung
12 abfließen zu lassen.
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In Richtung des Leiterseiles 5 gesehen, sind im Isolatorkopf
1 einander gegenüberliegend zwei Durchtrittsschlitze 12 für das Leiterseil
5 vorgesehen, die zweckmäßigerweise eine konisch nach oben sich erweiternde
Form aufweisen, um eine genügende Seiten-und Höhenbeweglichkeit des Leiterseiles
5 zu ermöglichen. Der obere Durchmesser D der Isolatorkopfausnehmung
3 ist ]deiner als der Durchmesser E der Klemmenteile 6, 7,
so daß diese in eingesetztem und miteinander verschraubtem Zustand auch bei starken
vertikalen Schwingungen nicht aus der kugelförmigen Ausnehmung 3 des Isolatorkopfes
1 nach oben herausspringen können. Der Durchmesser D im Isolatorkopf
ist jedoch so bemessen, daß die Klemmenteile 6 und 7
einzeln eingesetzt
werden können.
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Die Leiterseilklemme 6, 7 kann aus einem dem Leiterseilmaterial
angepaßten Metall oder einem anderen Werkstoff bestehen, während der Isolator selbst
aus Porzellan, Glas oder einem hochisolierenden Kunststoff nach DIN 48 004
od. ä. gefertigt wird.
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Die vorbeschriebene neue Kopfform ist sowohl auf hohle, glockenförmige
als auch auf massive Stützenisolatoren aller Spannungsreihen anwendbar.