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Schirmringanordnung zur Ausrüstung von isolierten Hochspannungsfreileitungen
oder . Freiluftschaltanlagen Es ist bereits vorgeschlagen, Hochspannungsfreileitungen
und Sammelschienen, z. B. Seilsammelschienen in Freiluftschaltanlagen, isoliert
auszubilden. Dabei kommt gelegentlich eine Isolation zur Anwendung, die nicht für
die volle Höhe der Spannung zwischen Leiter und -Erde ausreicht, so daß zusätzliche
Luftabstände hinzugenommen werden müssen. Meist wird jeder der drei Phasenleiter
einer Freileitung mit einer Isolationsschicht mäßiger Dicke, z. B. mit einem PVC-Schrumpfschlauch
überzogen, und zwar nicht nur längs der frei hängenden Freileitungsstrecken, sondern
auch über die Befestigungsstellen an dem `Hängeisolator hinweg. Charakteristisch
für derartige isolierte Freileitungen ist die Tatsache, daß auf der gesamten Länge
der Freileitung keine blanken metallischen Teile anzutreffen sind. Die Freileitungsseile
sind isoliert, und auch ihre Aufhängepunkte an den Hängeisolatoren sind isoliert.
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Bei blanken Hochspannungsfreileitungen wird an der Aufhängung von
sogenannten Schirmringen Gebrauch gemacht. Dabei handelt es sich um Ringe aus blankem
Metall, z. B. verzinktem Stahlblech, die 'in der Nähe des obersten und des untersten
Isolierschirms der Hängekette so angeordnet sind, daß sie über die Porzellanteile
hinausragen. Diese Schirmringe sollen die Feldstärke an den Aufhängepunkten der
Kette am Freileitungsmast herabsetzen. Diese Aufhängestelle kann beispielsweise
als Metallhaken ausgebildet sein, und dieser Metallhaken stellt, elektrostatisch
betrachtet; eine Spitze dar. Diese blanke Spitze weist eine große Feldstärke auf
und neigt daher zu Glimmerscheinungen. Der Schirmring in der Nähe der Erdelektrode,
d. h. in der Nähe des erwähnten Hakens am Mast; hat die Aufgabe, diese Spitzenwirkung
zu mildern. Er dient, als vorgeschobene Elektrode. Ähnliche Verhältnise liegen an
der Aufhängestelle des blanken Leiterseiles am untersten Isolierschirm vor: Das
Seil hat einen geringen äußeren Durchmesser von z. B. 24 mm, und ein Seil mit einem
so geringen Durchmesser übt gleichfalls eine Art Spitzenwirkung aus. Besonders stark
tritt diese unerwünschte Erscheinung dadurch auf, daß das Seil aus einzelnen Teilleitern
bzw. Drähten geflochten ist und dadurch eine stärk unebene Oberfläche aufweist.
Auch hier dient der Schirmring dazu, die Feldstärke herabzusetzen, so daß das Feld
in der Nähe einer Hängekette bei Anwendung der Schirmringe nicht mehr gekennzeichnet
ist durch die Elektrodenanordnung »Hakenspitze-Rundleiter kleinen Durchmessers«,
sondern durch die Elektrodenanordnung »Ring-Ring«. Die Erfindung betrifft 'eine'
Sehirmringanordnung zur Ausrüstung von teilisolierten Ilochspannungsfreileitungen
oderFreiluftschaltänlagen-zurVerbesserung der Feldverhältnisse zwischen dem Aufhängepunkt
eines Hängeisolätors am-< !Freileitungsmast und dem spannungführenden isolirten
treileitungsseil. Erfindungsgemäß- sind die Schirmringe, so isoliert ausgebildet,
daß die Isolation= des am spanntungführenden Seil liegenden Ringes' fugenlos in'
die Isolation des' Leiterseiles übergeht und daß die Befestigung des ad'Erdpotential''liegenden,
gleichfalls isolierten Schirmrings an. der' Aufhängeöse zur Verhinderung des Vorwachsens
dds Erdpotentials von der b=öse auf `die "Öbeitäche der Isolierring des Schirmrings
'gleichfalls isoliert ist: Auf diese Weise wird eine sehr hoch'vvertige und verhältnismäßig
kurze A'ufhängurig gdäblaffen, bei der das Auftreten von Glimmerscheinungen praktisch
völlig ausgeschlossen ist.
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" In der Zeichnung;- F i g "#1.°-d '2, sind '"Ausführungsbeispiele
'der Erfindung scheiiiatisch dargestellt, und zwar zeigt F i, g. 1 die gesamte Äufhängung#,,
an Hand der F i g. 2 wird der Aufbau bzw. le Herstellung der benötigten Schirmringe
erläütett: In F i g. 1 ist eine Hängekette 1 dargestellt, von der der Einfachheit
halbet 'nuf`"vier Schirme gezeigt sind. Diese Hängekette ist-mittalseiner Öse 2
an dem Mast bzw. einer Traverse aufgehängt, und zwar an einem nicht dargestellten
FIäken. @ Das Leiterseil 3
trägt eine Isolierschicht 4, die
aber keine allzu große Dicke aufweist und daher nicht für die volle Höhe der Spannung
gegen Erde bzw. gegen den Nachbarleiter ausreicht. Diese Art der Isolation hat gewisse
Vorteile gegenüber der Isolation, wie sie bei Kabeln angewandt wird, und zwar liegen
diese Vorteile hauptsächlich darin, daß etwaige Lufteinschlüsse zwischen Leiter
und Isolierschicht keine allzu große Rolle spielen. Mit solchen Lufteinschlüssen
muß gerade bei Freileitungsseilen wegen ihrer unebenen Oberfläche gerechnet werden.
Das Leiterseil 3 ist am unteren Ende der Hängekette mittels einer Haftklemme 5 befestigt.
Sie besteht aus spiralförmig um das Leiterseil gewickelten Stahldrähten, die ihrerseits
in den Strunk der Hängekette 1 eingegossen sind. Der Strunk besteht zweckmäßigerweise
aus gießbarem Isoliermaterial.
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Am oberen Ende der Hängekette ist ein Schirmring 6, am unteren Ende
ein Schirmring 7 angebracht. Beide sind in der gezeichneten Weise mit einer isolierenden
Umhüllung versehen, so daß keinerlei blanke Teile vorhanden sind. Der obere Ring
6 ist mittels Verbindungsgliedern 8 an der Öse 2 befestigt und in seiner Länge gesichert.
Diese Verbindung 8
besteht aus Metall und ist mit dem Metall des Ringes 6
verbunden. Das Metall des Ringes 6 befindet sich also auch auf Erdpotential: Sowohl
der Ring 6 als auch die Verbindungen B sind mit einer isolierenden Umhüllung
versehen, und auf dieses Isolierung sind gegebenenfalls auch noch Isolierteller
9 angebracht, um das Entstehen von Kriechströmen zu unterdrücken. Diese Isolierschirme
9 bestehen beispielsweise aus thermoplastischem Kunststoff, und sie werden in warmem
Zustand aufgepreßt.
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Der untere Ring 7 ist durch metallische Verbindungen 10 gegen das
Leiterseil 3 abgestützt, und zwar so, daß alle Metallteile miteinander in Verbindung
stehen. Das Metall des Ringes 7 befindet sich daher auf dem gleichen Potential wie
der Leiter 3. Die Stützen 10 sind aber, ebenso wie der Ring 7 selbst, mit
einer Isolierung umhüllt. Diese Isolierung 11 schließt sich fugenlos einmal an die
Isolierschicht auf der Oberfläche des Ringes 7, zum anderen an die Isolierschicht
4 auf dem Leiter 3 an. Auch an dieser Stelle tritt also nach außen kein Metall in
Erscheinung. An den Stützen 10 sind keine Isolierteller erforderlich, weil
auch das Leiterseil isoliert ausgebildet ist, so daß von hier aus nicht ohne weiteres
Kriechströme nach dem Ring 7 fließen können.
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Was die Haftklemme 5 anbelangt, so wurde bereits erwähnt, daß sie
aus mit den Leiter gewickelten Stahldrähten 5 besteht, die in den Strunk des Hänge-Isolators
eingegossen sind. Da sowohl das Leiterseil 3 als auch der Steuerring 7 mit einer
Isolierung versehen sind, muß auch die aus einzelnen Drähten bestehende Haftklemme
isoliert ausgebildet sein, z. B. durch dünne Schrumpfschläuche; die auf den einzelnen
Spiraldrähten aufgezogen und an den Enden zugeschweißt sind. Zur Übertragung der
auf das Seil wirkenden Kräfte auf den Hängeisolator dient ein beispielsweise auf
PVC-Basis erstellter Haftvermittler, der die Oberflächen der Isolationen anlöst
und innig miteinander verbindet. Die Wendel der Haftklemme sind vorgefertigt und
werden beim Befestigen des Leiterseiles um dieses fest herumgelegt. Um eine möglichst
große Haftoberfläche zu erreichen, können die spiraligen Einzelwendel aus flachem
Federstahl bestehen.. Da die Stärke der -Isolierschicht, die auf die Wen" del aufgebracht
ist, für volle Spannung gegen Erde nicht ausreicht, wird nach Befestigung des Leiters
mit Hilfe der Haftklemme nochmals von links und rechts ein Stück Isolierschlauch
über die Wendel gezogen: Die innerhalb deS Bereiches de : Smrings 7 liegenden Teile
der Wendel werden durch Bandagieren unter Verwendung neuzeitlicher Isolierstoffbänder
mit der erforderlichen Isolierstoffschicht ausgerüstet.
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Was die Ausbildung der Schirmringe 6, 7 anbelangt, so kann man unter
Hinweis auf F i g. 2 einen solchen Ring dadurch herstellen, daß zwei flexible Stahlrohre
11, 12 halbkreisförmig verformt und mit PVC-Schrumpfschläuchen überzogen werden.
Zusammengehalten werden die beiden Rohrstücke durch zwei ihrem Innendurchmesser
entsprede Rohrstücke 13, die dann mit den Rohrstücken 11, 12 verlötet werden. Die
ursprünglich blanke Stelle. an dem Rohrstück 13 muß nachträglich isoliert werden.
Im Innern besteht also dieser Ring aus einem biegsamen flexiblen Stahlrohr, da$
auf seinem gapn Umfang isoliert ist. In diesem Zustand lassen sich die Ringe noch
biegen. Die Rohre haben einen äußeren Durchmesser von einigen Zmtimetern, Eift:
so großer Durchmesser ist erforderlich, um die Feldstärke auf der Oberfläche des
Ringes herabzusez= Nur dann kann er gegenüber dem Haken einerseits und dem Leiterseil
andererseits als vorgeschobone teilisolierte Elektrode mit geringer Feldstärke wirken:
Es ist auch möglich, den Ring aus einem einzigen, Stahlrohr herzustellen und zu
isolieren. Weil es sich tun ein flexibles Stahlrohr handelt; kann der Ring während
des Schrumpfvorganges noch gebogen. werden, so daß beim Schrumpfen des Isolierschlauches
etwa entstehende Falten leicht herausgedrückt :werden können. Da die Enden des Isolierschlatwhes
nach dem Schrumpfen verschweißt werden mit, spart man bei Anfertigung des Ringes
aus einem Rohrstück einige Schweißstellen des Isoliermaterials; da zur Herstellung
der erforderlichen Isolationodcke meist mehrere Schrumpfschläuche erforderlich sind: