DE1615677A1 - Self-absorbing conductors for overhead lines - Google Patents
Self-absorbing conductors for overhead linesInfo
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Description
DR. ING. E. HOFFMANN ■ DIPE. ING. W. EITLE ·■ DR. RER. NAT. K. HOFFMANNDR. ING. E. HOFFMANN ■ DIPE. ING. W. EITLE · ■ DR. RER. NAT. K. HOFFMANN
• Ρ 16 1:5677.7-34 ■' :5. November 1969• Ρ 16 1: 5677.7-34 ■ ' : November 5, 1969
Aluminium Laboratories Limited,' Montreal / KanadaAluminum Laboratories Limited, 'Montreal / Canada
Die Erfindung bezieht sich auf Leiter für Freileitungen. Die herkömmlichen Leiter für Freileitungen sind aus einzelnen Drähten, die miteinander verdrahtet sind, zusammengesetzt. Derartige Leiter enthalten oft einen Kern, der aus Drähten, aus hochzugfestem Material besteht und die spezifisch fast ausschließlich als Zugteile "dienen sollen, während weitere Drähte aus hochleitendem Metall um die Kerndrähte herum angeordnet sind und zur Leitung des Stromes dienen. Leiter für Freileitungen sind ernsthaften Vibrationsproblemen ausgesetzt. Diese Vibrationsprobleme entstehen auf zwei Arten: bei der Einwirkung von Wind von niedriger Geschwindigkeit, d.h. in dem Bereich von 1 bis 30 km/h treten "äolische Vibrationen" auf. AoIisehe Vibrationen haben eine niedrige Spitze-zu-Spitze-AimplitudeThe invention relates to conductors for overhead lines. The conventional Conductors for overhead lines are made up of individual wires that are connected to one another are wired together. Such a ladder included often a core made of wires made of high tensile strength material and which are specifically intended to serve almost exclusively as pulling parts, while further wires made of highly conductive metal are arranged around the core wires are and serve to conduct the current. Conductors for overhead lines are exposed to serious vibration problems. These vibration problems arise in two ways: when exposed to low-speed wind, i.e. in the range from 1 to 30 km / h "aeolian vibrations" occur on. All vibrations have a low peak-to-peak amplitude
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(d.h· eine Amplitude bis zum Durchmesser des Leiters) und hohe Frequenz (d.h. 2 bis 200 Hertz) und werden in gesteigertem Maße kritisch, wenn die Zugspannung des Leiters erhöht wird.(i.e. an amplitude up to the diameter of the conductor) and high frequency (i.e. 2 to 200 Hertz) and become increasingly critical when the Tensile stress of the conductor is increased.
Die Erfindung befaßt sich damit, diese Vibrationen bei Leitern für Freileitungen zu dämpfen, so daß deren zerstörende Einwirkungen, d.h. das Abschwächen der Träger für die Leitungen, eine Ermüdung des Leitungsmetalls durch Zugüberanspruchung vermieden werden können. The invention is concerned with these vibrations in ladders for To dampen overhead lines so that their destructive effects, i.e. the weakening of the support for the lines, fatigue of the line metal due to excessive tensile stress can be avoided.
Es ist bereits bekannt, diese Vibrationen durch Verwendung eines inneren Kerns aus Stahl drähten und einer gesonderten Außenhülle aus Drähten des Leiters zu dämpfen, wobei die Außenhülle einen Innendurchmesser hat, der größer ist als der äußere Durchmesser des Kerns, der unter hoher Zugspannung steht und der daher zur Festigkeit des Leiters beiträgt. Bei den beim Betrieb auftretenden Vibrationen schlagen die Hüllendrähte und die Kerndrähte aufeinander und dämpfen auf diese Weise durch Interferenz die Vibrationen, wobei die Vibrationsenergie bei den Stoßen zwischen dem Innenkern und der Außenhülle absorbiert wird. Da die starken Stahlkerndrähte viel härter sind als die hochleitenden Hüllendrähte, die gewöhnlich aus einer Aluminiumlegierung bestehen, sind die bekannten Konstruktionen beim Dämpfen der Vibrationen von Freileitungen mit raschem Verschleiß behaftet. Unter der Bezeichnung "Aluminium" sollen im folgenden neben Aluminium auch Aluminiumlegierungen des bei Leitern für Freiieitungen verwendeten Typs verstanden werden.It is already known to dampen these vibrations by using an inner core made of steel wires and a separate outer sheath made of wires of the conductor, the outer sheath having an inner diameter which is greater than the outer diameter of the core, which is under high tensile stress and which therefore contributes to the strength of the conductor. During the vibrations occurring during operation, the sheath wires and the core wires hit each other and in this way dampen the vibrations by interference, the vibration energy being absorbed during the impact between the inner core and the outer shell. Since the strong steel core wires are much harder than the highly conductive sheath wires, which usually consist of an aluminum alloy, the known constructions are subject to rapid wear when damping the vibrations of overhead lines. In the following, the term "aluminum" is to be understood as meaning not only aluminum but also aluminum alloys of the type used in ladders for free lines.
Benachbarte Schichten der Kern- und Hüllendrähte sind Im allgemeinen in verschiedener Richtung miteinander verdrahtet, um eine maximale Torsionsfestigkeit und Stabilität zu erreichen, so daß beim Verdrahten mit runden Drähten in verschiedener Richtung an den Berührungspunkten Stöße zwischen den Kern- und den HCJHendrähten stattfinden, wodurch diese Punkte sehr hohen Stoßbelastungen ausgesetzt sind. Einige benachbarte Schichten der Kern- und Hüllendrähte können aber auch in der gleichen Richtung miteinander verdrahtet sein. Selbst sind die Berührungspunkte noch StöiSen ausgesetzt, well auch bei gleicher Teilung der beiden Schichten ein Zusammen-Adjacent layers of the core and clad wires are generally Wired together in different directions for maximum torsional strength and to achieve stability, so that when wiring with round wires in different directions at the points of contact, joints between the core and HCJ wires take place, creating these points are exposed to very high shock loads. However, some adjacent layers of the core and cladding wires can also be in the same direction with one another be wired. Even the points of contact are still exposed to shocks, well, even with the same division of the two layers, there is
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treffen der Drahtschichten unwahrscheinlich Jst, so daß die Berührungspunkte Immer noch hohen Belastungen ausgesetzt sind.the wire layers are unlikely to hit, so the points of contact Still exposed to high loads.
Unter dem Vibrationseinfluß prallen die Kern- und die Hüllendrähte wie beabsichtigt zusammen, wobei aber aufgrund der oben genannten Berührungspunkte auf den ursprünglichen Stahlkerndrähten jeder weiche Schutzüberzug, wie beispielsweise aus Zink, aufgescheuert wird und auch die aus Aluminium oder aus einem anderen hochleltfähigen Netall bestehenden Hüllendrghte gleichfalls an diesen Punkten verschlissen werden5 jst der Überzug von den Stahl kerndrähten abgerieben, so sind sie dem Angriff von Korrosion ausgel iefert, oder wenn die äußeren Aluminiumdrähte eingekerbt oder sonst abgerieben sind, dann kann deren Festigkeit beträchtlich verringert werden. Diese Resultate sind von der Wartung her gesehen sehr unerwünscht und werden darin von den durch die Vibration selbst entstehenden: Probleme kaum übertroffen.The core and sheath wires collide under the influence of vibration together as intended, but due to the above mentioned points of contact any soft protective coating on the original steel core wires, such as zinc, is chafed and also from Aluminum or some other high-performance metal sheath wire The coating is also worn at these points Abraded by the steel core wires, they are subject to corrosion attack Shipped, or if the outer aluminum wires are notched or Otherwise their strength can be reduced considerably will. These results are very undesirable from a maintenance point of view and are in this way offset by the problems caused by the vibration itself hardly surpassed.
Es ist bekannt, daß bedingt durch das Koroharentkadungsphänomen zur Begrenzung des Entladungsverlustes auf einen annehmbaren Wert ein Außendurchmesser eines Leiters für eine Freileitung erforderlich gemacht wird, der oberhalb eines bestimmten Minimums liegt. Der zur Leitung des Stroms erforderliche Querschnitt der Leitungshülle kann folglich einen minimalen Innendurchmesser vorschreiben, der weit über dem Durchmesser eines herkömmlich verdrahteten Stahldrahtkerns, der zur Unterstützung der Leitungshülle notwendig ist, liegt, wobei der sich daraus notwendigerweise ergebende große Unterschied zwischen dem Innendurchmesser der Hülle und dem Außendurchmesser des Kerns als Ergebnis der Vibration zu überaus schweren Stoßbelastungen zwischen dem Kern und der Hülle führen kann. Es wurde daher bereits vorgeschlagen, zur Verminderung des Zwischenraums zwischen der Hülle und dem Kern eine hohle Leiterdrahthülle mit_einem hohlenKern, der eine glatte Oberfläche besitzt, vorzusehen. Bei einer derartigen Konstruktion besitzen jedoch die gegenüberliegenden Oberflächen der HUI-Ie und des Kerns, trotzdem sie glatt sind, eine sehr unterschiedliche Harte, so daß dadurch die VerschleiSgeschWindlgkeit der Leiterhülle sehr groß 1st. Überdies ist ein Hohlkern übermäßig starr.It is known that due to the Koroharentkadungsphänomen to limit the discharge loss to an acceptable level Outer diameter of a conductor made necessary for an overhead line which is above a certain minimum. The one in charge of the The current required cross-section of the cable sheath can consequently have a minimum Prescribe inner diameter that is well above the diameter of a conventionally wired steel wire core that is used to support the Cable sheath is necessary, lies, which is necessarily the result resulting in a large difference between the inner diameter of the shell and excessively the outer diameter of the core as a result of the vibration can result in severe shock loads between the core and the shell. It has therefore already been proposed to reduce the gap to provide a hollow conductor wire sheath with a hollow core which has a smooth surface between the sheath and the core. With such a However, the opposite surfaces of the HUI-Ie have construction and the core, although smooth, has a very different hardness, so that the wear rate of the conductor sheath is very high. In addition, a hollow core is excessively rigid.
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Zur Beseitigung dieser Nachteile stellt die Erfindung eine Anzahl verschiedener Leiter für Freileitungen zur Verfügung, wobei jede aus einem Kern mit einem relativ geringen Durchmesser und einer hohlen Leitungshülle besteht, und sieht dabei vor, daß Vibrationen mit höheren Frequenzen (d.h. nilt mehr als 1 Hertz) durch den selbstdämpfenden Effekt zweier in Abständen angeordneter Teile von deren gegenüberI legenden Oberflächen, mindestens eine glatt ist und beide aus einem Material gebildet sind, das im Vergleich zu Stahl weich ist,und wobei der Durchmesserunterschied zwischen diesen Oberflächen 0,2 bis 6 mm beträgt, aufgezehrt werden.To overcome these drawbacks, the invention provides a number different conductors for overhead lines are available, each consisting of one Core with a relatively small diameter and a hollow cable sheath exists, and provides that vibrations with higher frequencies (i.e. nilt more than 1 Hertz) by the self-damping effect of two at a distance arranged parts of their opposing surfaces, at least one is smooth and both are formed from a material that is compared to Steel is soft, and being the difference in diameter between these surfaces 0.2 to 6 mm, be consumed.
Bei einer grundlegenden Anordnung stellt der Kern eine Vielzahl von verdrahteten Stahldrähten dar, die nicht unbedingt einen kreisförmigen Querschnitt haben müssen, und besitzt eine glatte Oberfläche, die aus um Ihn herum gebildeten Aiuminiumlelterdrahten oder einem extrudierten Kunststoffüberzug gebildet wird, während die Hülle aus schraubenform Ig gewickelten Aluminiumdrähten gebildet wird, die so angeordnet sind, daß sie eine im allgemeinen glatte Innere Oberfläche besitzen. Die Hülle wird vorzugsweise aus mindestens zwei Schichten von schraubenförmig gewickelten Aluminiumdrähten gebildet, von denen die Drähte der inneren Schicht,um eine Im allgemeinen glatte innere Oberfläche-zu erhalten, vorzugsweise keilförmig ausgebildet sind. Durch = diese Anordnung können äolIsche-Vibrationen zufriedenstellend gedämpft und die Verschleißfestigkeit gegenüber ähnlichen bekannten Leitern verbessert werden.In a basic arrangement, the core represents a multitude of wired steel wires that are not necessarily circular in cross-section must have, and has a smooth surface that comes out around it formed aluminum conductor wires or an extruded plastic coating is formed while the sheath is made of helically wound aluminum wires is formed, which are arranged to have a general have a smooth inner surface. The shell is preferably made of at least two layers of helically wound aluminum wires formed, of which the wires make the inner layer to a generally smooth inner Surface-to get, are preferably wedge-shaped. By = this arrangement can dampen Aeolian vibrations satisfactorily and wear resistance can be improved over similar known conductors.
Bei einer anderen grundlegenden Anordnung besitzt ein Leiter mindestens zwei schraubenförmig aufgewickelte Leitungsdrahtschichten, die voneinander Im Abstand angeordnet sind.In another basic arrangement, one conductor has at least two helically coiled layers of conductor wire separated from each other Are arranged at a distance.
Wenn oben auf ein Teil, und zwar entweder auf einen Kern oder eine Hüllenschicht, Bezug genommen wurde, das eine Oberfläche aufweist, die aus einem Material gebildet wird, das im Verhältnis zu Stahl weich ist, so ist darunter zu verstehen, daß die Oberfläche des Teils, die von Bedeutung ist, durch eine Schicht aus einem Material von beträchtlicher Dicke gegeben Ist und nicht durch einen dünnen Film oder einen Überzug, wie er beim Galvanisieren von Stahldraht erzeugt wird. If on top of a part, either a core or a Shell layer, which has a surface composed of a material that is soft in relation to steel, so is to understand that the surface of the part, which is of importance, Is given by a layer of a material of considerable thickness and not by a thin film or coating such as that produced by electroplating steel wire.
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Im folgenden soll auf die Zeichnungen Bezug genommen werden.In the following, reference should be made to the drawings.
Fig. 1 stellt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäöen Leiters dar und zeigt sowohl den Kern als auch die Hülle; ■1 shows a perspective view of a conductor according to the invention and shows both the core and the shell; ■
Fig. 2 stellt einen Querschnitt des in Fig. 1 gezeigten Leiters dar;Figure 2 illustrates a cross section of the conductor shown in Figure 1;
Fig. 3 stellt einen. Querschnitt einer weiteren Form.einer Hülle dar, die in Verbindung mit dem Kern der Fig. T verwendet werden kann ϊFig. 3 illustrates one. Cross-section of a further form of a shell that can be used in conjunction with the core of Fig. T ϊ
Fig. 4 bis 9 stellen Querschnitte weiterer Formen von Kernen, die mit den Hüllen 1 und 3 verwendet werden sollen, dar;4 through 9 show cross-sections of further forms of cores that are associated with the Sleeves 1 and 3 are to be used;
Fig. 10 stellt einen Querschnitt eines Leiters dar, der eine innere und eine äußere Hüllenschicht und einen lockeren, vieldrähtigen Kern mit einer glatten Außenoberfläche besitzt;Fig. 10 illustrates a cross section of a conductor having an inner and a outer shell layer and a loose, multi-stranded core has a smooth outer surface;
Fig. 11 stellt einen Querschnitt durch eine weitere Anordnung mit einer Ih- ; neren und einer äußeren Hüllenschicht dar, die einen aus verdrahteten Runddrähten gebildeten Kern besitzt;Fig. 11 shows a cross section through a further arrangement with an Ih- ; inner and an outer shell layer constituting one of wired Has a core formed by round wires;
Fig. 12stellt einen teilweisen Querschnitt einer weiteren Anordnung der inneren und der äußeren Hüllenschicht dar, und zwar zur Verwendung in Verbindung mit dem in Fig. 10 oder 11 gezeigten Kern;Figure 12 depicts a partial cross-section of another arrangement of FIG inner and outer shell layers for use in connection with the core shown in Fig. 10 or 11;
Fig.13, 14 und 15 sind Querschnitte ähnlich der Fig. 12 Und zeigen Schnitte weiterer Hüllen, die aus in Abständen angeordneten inneren und äußeren Hüllenschichten zusammengesetzt sind,Figs. 13, 14 and 15 are cross-sections similar to Fig. 12 and show sections further sheaths made up of spaced inner and outer shell layers are composed,
Ih den Fig. 1 und 2 wird eine erfindungsgemäße Leiterkonstruktion gezeigt, die einen vieldrähtigen Kern 10 enthält, der locker in einer vieldrähtigen Hülle 50 enthalten ist. Für die Durchführung der Erfindung kann der Abstand zwischen dem Kern und der Hülle so gering wie 0,1 mm sein. Es 1st allgemein vorzuziehen, diesen Zwischenraum aus wirtschaftlichen Gründen so klein wie möglich zu halten. Er sollte deswegen nicht über ca. 3 mm hinausgehen, so daß der Durchrnesserunterschled zwischen der Außenfläche des Kerns und der Innenfläche der Hülle 0,1 bis 6 mm beträgt.1 and 2 is a ladder construction according to the invention shown, which includes a multi-wire core 10, which is loosely in a multi-wire Sheath 50 is included. For the implementation of the invention, the distance be as small as 0.1 mm between the core and the sheath. It is generally preferable to keep this gap this way for economic reasons keep it as small as possible. It should therefore not exceed approx. 3 mm, so that the diameter difference between the outer surface of the core and the inner surface of the sheath is 0.1 to 6 mm.
In der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2 besitzt der Kern 10 eine im wesentlichen glatte, zylindrische Außenfläche 11 und die Hülle 50 eine im wesentlichen glatte, zylindrische Innenfläche 51.In the embodiment according to FIGS. 1 and 2, the core 10 has a substantially smooth, cylindrical outer surface 11 and the shell 50 a substantially smooth, cylindrical inner surface 51.
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In den FIg. 1 bis 3 werden zwei mögliche AusfUhrungsformen der Hülle mit einer im wesentlichen glatten, zylindrischen Innenfläche beschrieben« Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Hülle 50 enthält eine Vielzahl aus Hüllen! eitungsdrähten 52, die zur Bildung einer zylindrischen Hüllenschicht in einer Richtung schraubenförmig aufgewickelt sind,und eine äußere Hüllenschicht aus runden Drähten 53, die schraubenförmig, vorzugsweise in entgegengesetzter Richtung zu der Richtung der Drähte 52 aufgewunden si na, blldenj obwohl beide Drähte 52 und 53 auch in gleicher Richtung aufgewickelt sein können.. Die Schicht aus den runden Drähten 53 steht mit der Außenfläche des aus den Drähten 52 gebildeten Zylinders in Umfangskontakt. Bei dieser Ausführungsform sind die Drähte 53 mit kreisförmigem Querschnitt gezeigt, doch können sie auch mit einer Form, die derjenigen der Drähte 52, die keil-.. förmig geformt sind (geformt als abgestumpfte Segmente) entspricht, versehen werden, so daß die Vielzahl der geformten Leiterdrähte 52 so zusammengefügt werden kann, daß sie ein kontinuierliches, kreisförmiges Drahtrohr mit einer im wesentlichen glatten zylindrischen Innenfläche 51 bilden. Unter manchen Umständen kann es bevorzugt werden, die Außenschicht der Drähte 53 wegzulassen. Jeder der Drähte 52 besitzt eine gebogene Innenfläche 54, die einen Teil der zylindrischen Innenfläche 51 bildet. Auf jeder Seite der Oberfläche 54 liegt ein Paar der konisch gemachten Seitenflächen 55, 5b, die mit den Radien der zylindrischen Innenfläche 51 zusammenfallen.In the FIg. 1 to 3 are two possible embodiments of the Envelope described with an essentially smooth, cylindrical inner surface " The case 50 shown in FIGS. 1 and 2 contains a plurality of cases! lead wires 52 used to form a cylindrical sheath layer in are wound helically in one direction, and an outer sheath layer of round wires 53, which are helical, preferably in opposite directions Direction to the direction of the wires 52 wound si na, blldenj although both wires 52 and 53 are also wound in the same direction can be .. The layer of the round wires 53 stands with the outer surface of the cylinder formed from the wires 52 in circumferential contact. At this Embodiment, the wires 53 are shown with a circular cross-section, however, they can also be provided with a shape corresponding to that of the wires 52 which are wedge-shaped (shaped as truncated segments) so that the plurality of shaped conductor wires 52 are joined together can be that they are a continuous circular wire tube with a substantially smooth cylindrical inner surface 51. Under In some circumstances it may be preferred to have the outer layer of the wires 53 omit. Each of the wires 52 has a curved inner surface 54, which forms part of the cylindrical inner surface 51. On each side of the Surface 54 is a pair of the tapered side surfaces 55, 5b, the coincide with the radii of the cylindrical inner surface 51.
Die Leitungsdrähte 52 können auch dadurch angebracht werden, daß sie über einen Spanndorn (nicht gezeigt) mit dem Durchmesser der Innenfläche 51 verdrahtet werden, während sie durch ein äußeres Preßgesenk (nicht gezeigt), dessen Durchmesser genügend klein Jst, um die ursprünglich runden Drähte dazu zu zwingen, die gezeigte Gestalt der Drähte 52 anzunehmen, zwangsgeführt werden. Als Ergebnis dieser Arbeitsweise bildet die Außenfläche 57 Jedes Drahtes 52 einen Bogen einer Zylinderoberfläche, Die Außenschicht aus den Leiterdrähten 53 wird zu dem Innenzylinder der Leitungsdrähte 52 zugefügt, um die Querschnitts fläche auf jedes gewünschte Ausmaß zu erhöhen, wobei diese äußeren Drähte rund bleiben können. .The lead wires 52 can also be attached by being wired through a mandrel (not shown) to the diameter of the inner surface 51 while being fed through an external press die (not shown) shown), whose diameter is sufficiently small to be round the originally Forcing wires to take the shape of wires 52 shown, be forcibly guided. As a result of this operation, the outer surface 57 of each wire 52 forms an arc of a cylindrical surface, the outer layer from the conductor wires 53 is added to the inner cylinder of the conductor wires 52 to the cross-sectional area to any desired extent to increase, whereby these outer wires can remain round. .
Die Hülle 50a in Fig* 3 enthält ein zylindrisches Rohr 70 mit einer im wesentlichen zylindrischen Innenfläche 51a, die der Innenfläche 51 der ersten AusfUhrungsform entspricht und auf die schraubenförmige, eine InnenschichtThe shell 50a in Fig * 3 includes a cylindrical tube 70 with an im essentially cylindrical inner surface 51a, which corresponds to the inner surface 51 of the first embodiment and on the helical, an inner layer
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aus Leiterdrähten 52a, die sich eng an die Außenfläche 70q des. Rohrs, 70 anlegen, und eine äußere Schicht aus Leiterdrähten 53a vorzugsweise in Gegenrichtung zu den Leiterdrähten 52a aufgewickelt ist. Bei dieser Ausführungsform sind die Leitungsdrähte 52a und 53a rund und aus hochleitendem Material gefertigt. Das zylindrische Rohr 70 kann aus einem extrudierten Kunststoff gebildet werden. Es wird jedoch vorzugsweise aus einem hochleitenden, aber weichen Material, wie Aluminium oder Kupfer, gefertigt. Dann kann es ein festes Rohr sein oder nahtgeschweißt sein oder sogar aus; einem einzelnen Streifen gebildet sein, der ohne anschließendes Nahtschweißen rohrförmig ver'formt wurde. . ' *of conductor wires 52a which fit closely to the outer surface 70q of the. tube, 70 and an outer layer of conductor wires 53a, preferably in Opposite direction to the conductor wires 52a is wound. In this embodiment the lead wires 52a and 53a are round and made of highly conductive material. The cylindrical tube 70 can be made from an extruded Plastic can be formed. However, it is preferably made of a highly conductive, but made of soft material such as aluminum or copper. then it can be a solid pipe or it can be seam-welded or even made of; one individual strips can be formed without subsequent seam welding was de'formed tubular. . '*
Es wird jedoch die Hüllenkonstruktion der Fig. 1 gegenüber derjenigen von Fig. 3 bevorzugt.However, it becomes the shell construction of Fig. 1 over that of Fig. 3 preferred.
In den Fig. 4 bis 9, sowie1 und 2 werden sieben Ausführungsformen eines Kerns gezeigt. In der ersten Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 bestehen die Kerne 10 aus einem zylindrischen inneren Draht 12, der von einer Vielzahl von Leitungsdrähten 13, die aus Aluminium oder einem anderen relativ weichen Leitungsmaterial hergestellt sind, umgeben ist', per Stahl draht 12 kann aus einem einzigen Draht, wie gezeigt, bestehen öder aus einer Vielzahl von miteinander verdrahteten Stahl drähten. Jeder der Leitungsdrähte 13 Ist zu derselben Struktur geformt, wie sie bereits bei den Hüllen I eitungs drähten 52 beschrieben wurde. Der Kern 10 dieser ersten Ausführung kann daher so hergestellt werden, da:3 ein Sfahldrahti 2 gezogen wird, der durch ein Preßgesenk mit einem genügend geringen Durchmesser; um die Leitungs'drähte 13 auf die In den Fig. 1 und 2 gezeigte Gestalt zu bringen, von einer Vielzahl von ursprünglich runden Leitungsdrähten umgeben wird» Die Leiterdrähte 13 verleihen dem Kern 10 dann e)r\e im wesentlichen glatte und verhältnismäßig weiche zylindrische Außenfläche 11,In Figs. 4 to 9, as well as 1 and 2, seven embodiments of a core are shown. In the first embodiment according to FIGS. 1 and 2, the cores 10 consist of a cylindrical inner wire 12, which is surrounded by a plurality of lead wires 13 made of aluminum or another relatively soft lead material, by steel wire 12 may consist of a single wire as shown, or a plurality of steel wires wired together. Each of the lead wires 13 is formed into the same structure as already described for the sheaths I lead wires 52. The core 10 of this first embodiment can therefore be manufactured in such a way that: 3 a Sfahldrahti 2 is drawn, which is passed through a press die with a sufficiently small diameter; to bring the Leitungs'drähte 13 in the manner shown in FIGS. 1 and 2 form, is surrounded by a plurality of originally round wires "The conductor wires 13 10 impart to the core then e) r \ e substantially smooth and relatively soft cylindrical Outer surface 11,
In Fig. 4 wird eine zweite Aus führungsform eines Kerns gezeigt, der als Kernelement 10a angegeben wird. Bei dieser zweiten Ausführungsforrn wird ein zentraler Stahldraht 12a zusammen mit einer Vielzahl von Leiterdrähten 13a eingesetzt, wie es im Hinblick auf die ersten Ausführungsformen in den Fig. 1 und 2 bereits beschrieben wurde. Zusätzlich wird ein dünnwandiges,In Fig. 4, a second imple mentation form of a core is shown, the is indicated as core element 10a. In this second embodiment a central steel wire 12a is used together with a plurality of conductor wires 13a, as is the case with regard to the first embodiments in FIG 1 and 2 has already been described. In addition, a thin-walled,
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zylindrisches Metal leitungsrohr 15 um den Außenumfang der Leitungsdrähte angebracht, wobei die Außenfläche des Rohres 15 dem Kernelement 10a eine Im wesentlichen glatte und weiche Außenfläche 11a verleiht. Diese zweite Ausführungsform des Kerns kann so hergestellt werden, wie es Im Hinblick auf den ersten Kern der Fig. 1 und 2 beschrieben wurde, mit der zusätzlichen Maßnahme, daß das Rohr 15 durch des Preßgesenke entweder zusammen mit den Leitungsdrähten 12a und 13a gezogen oder über die Leitungsdrähte 12a und 13a gezogen wird, nachdem diese durch das Preßgesenk gezogen worden sind oder über die Leitungsdrähte 12a und 13a stranggepreßt wird.cylindrical metal conduit pipe 15 around the outer periphery of the lead wires attached, the outer surface of the tube 15 to the core member 10a a Gives substantially smooth and soft outer surface 11a. This second Embodiment of the core can be made as it is with regard to on the first core of Figs. 1 and 2 was described, with the additional Measure that the tube 15 is pulled through the press dies either together with the lead wires 12a and 13a or over the lead wires 12a and 13a is drawn after being drawn through the press die or extruded via the lead wires 12a and 13a.
In den Fig. 5 bis 7 wird eine dritte, vierte und fünfte Aus fUhrungsform eines Kerns gezeigt. In Ffg. 5 ist ein Stahldraht 12b von einer Vielzahl von Drähten 13b umgeben, die aus Stahl oder einem Leitungsmetall, wie Aluminium, bestehen können. Um den äußeren Umkreis der Drähte 13b ist eine Vielzahl von geformten Leitern 14 angeordnet, von denen jede die Gestalt eines abgestumpften Segments hat und die aus einem Leitungsmetali, wie Aluminium oder Kupfer, gebildet werden. Die Ausführungsform der Fig. 5 kann dadurch zusammengestellt werden, daß eine Vielzahl von ursprünglich runden Drähten verdrahtet und in die Gestalt der Leitungsdrähte 14 gebracht werden, so daß sie eine im wesentlichen glatte Außenfläche 11b darstellen. Wie bereits bei den anderen Ausführungsformen erklärt, kann jede Drahtschicht gegenüber den radial benachbarten Schichten gegensinnig aufgewickelt werden.A third, fourth and fifth embodiment is shown in FIGS of a core shown. In Ffg. 5 is one of a plurality of steel wire 12b surrounded by wires 13b, which are made of steel or a line metal, such as aluminum, can exist. Around the outer periphery of the wires 13b is a A plurality of shaped conductors 14 are arranged, each of which has the shape of a truncated segment and made of a conduction metal such as aluminum or copper. The embodiment of Fig. 5 can be put together that a plurality of originally round Wires are wired and formed into the shape of the lead wires 14 so that they constitute a substantially smooth outer surface 11b. As already In the other embodiments explained, each wire layer can be opposite the radially adjacent layers are wound in opposite directions.
In der Ausführungsform, die Flg. 6 zeigt, wird ein Stahldraht 12c von einer Vielzahl von Drähten 13c, wie bei der Ausführungsform 5 bereits beschrieben wurde, umgeben. Bei dieser Ausführungsform wird eine geringere Anzahl von Außendrähten 14a verwendet. Diese Leitungsdrähte weisen einen viel größeren ursprünglichen Durchmesser auf als diejenigen, die in der Ausführungsform der Flg. 5 Verwendung finden. In dieser AusfUhrungsform wird die Kombination der Drähte 12c und 13c durch ein Preßgesenk mit der Vielzahl von ursprünglich runden Leiterdrähten, die um deren Peripherie herum in Abständen angeordnet sind, gezogen. Dieser Ziehvorgang formt die Leiterdrähte 14a mit dem größeren Durchmesser so, daß davon Teile In die von den Drähten 13c gebildeten wellenförmigen Vertiefungen hineingepreßt werden und daß auf diese Weise durch die äußersten Teile der geformten LeitungsdrähteIn the embodiment, Flg. 6 shows, a steel wire 12c is made up of a plurality of wires 13c, as in the embodiment 5 already has been described. In this embodiment, a smaller one Number of outer wires 14a used. These lead wires have a much larger original diameter than those in the embodiment the Flg. 5 find use. In this embodiment the combination of wires 12c and 13c through a press die with the plurality of originally round conductor wires around their periphery are spaced, drawn. This drawing process forms the conductor wires 14a with the larger diameter so that parts thereof in the Wires 13c formed wave-shaped depressions are pressed and that in this way through the outermost parts of the shaped lead wires
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eine im wesentlichen glatte Außenfläche lic erzeugt wird» Inder Ausführungsform der Fig. 7 ist ein zentraler Stahldraht12d von einer Vielzahl von Drähten 13d umgeben,und zwar so, wie sie bereits im Hinblick auf die Ausführungsförmen der Fig. 5 und 6 beschrieben wurde. Bei dieser Ausführungsform wird auf die äußere Peripherie der Drähte 13d zur Bildung einer im wesentlichen glatten Außenoberfläche 11d des Kerns 1Od ein Kunststoff oder ein relativ weiches Leitermetall 20 stranggepreßt.a substantially smooth outer surface lic is produced »in the embodiment of Figure 7 is one central steel wire 12d of a plurality surrounded by wires 13d, as they were already with regard to the Embodiments of Figs. 5 and 6 has been described. In this embodiment is applied to the outer periphery of the wires 13d to form a essentially smooth outer surface 11d of the core 10d a plastic or a relatively soft conductor metal 20 is extruded.
In der Ausführungsform, die In Fig. 8 gezeigt wird, enthalten die Kerne 1Oe einen zentralen Stahl draht T2e, der von Drähten 13e und Leitungsdrähten 14b umgeben ist. Die Drähte 13e und 14b wechseln,, wie gezeigt wird, am Umfang des zentralen Stahldrahtes 12e ab. Die Drähte 13e können aus relativ hartem Material gefertigt werden, während die Leitungsdrähte 14b aus einem relativ weichen oder duktilen Material hergestellt werden. Beispielsweise können die Drähte 13e aus Stahl oder aus.relatlv hartem Aluminium bestehen, während die Leitungsdrähte 14b aus relativ weichem Aluminium oder einem anderen duktilen Material sein können. Die Leitungsdrähte, 14b sind so gestaltet, daü sie sich den benachbarten Drähten 13e und auch dem zentralen Stahl draht 12e anpassen. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Drahtzusammenstellung durch ein Preßwerkzeug gezogen wird, das die duktileren . weichen Aluminiumdrähte zwischen die härteren benachbarten Drahte 13e und zum Schluß in Berührung mit dem zentralen Stahi'drdht 12e zwingt, während der äußerste Teil jedes der,Leitungsdrähte 14b dazu gezwungen wird, die zylindrische Form des Preßwerkzeuges anzunehmen, so daß die Vielzahl der geformten Leitungsdrähte 14b zusammen mit den radial äußersten Teilen der Drähte 13e eine Im wesentlichen glatte, zylindrische Außenfläche He des Kerns 1Oebilden. Diese Anordnung ist auch sehr gut dazu geeignet, die Innenschicht der Hülle zu bilden. Zusätzlich zu der übrigen Wirkung der schraubenförmigen Aufwicklung der Leiterdrähte sind die Leiterdrähte 14b der Äusführungsform der Ftgr 8 aufgrund Ihrer Gestalt mit den Drähten 13e Ineinander verzahnt. . ...In the embodiment shown in Fig. 8, the cores 10e contain a central steel wire T2e, which is surrounded by wires 13e and lead wires 14b. The wires 13e and 14b alternate around the circumference of the central steel wire 12e as shown. The wires 13e can be made of a relatively hard material, while the lead wires 14b are made of a relatively soft or ductile material. For example, the wires 13e can be made of steel or relatively hard aluminum, while the lead wires 14b can be made of relatively soft aluminum or another ductile material. The lead wires 14, 14b are designed so that they adapt to the adjacent wires 13e and also the central steel wire 12e. This can be accomplished by pulling the wire assembly through a press tool, which is the more ductile. soft aluminum wires between the harder adjacent wires 13e and finally in contact with the central steel wire 12e, while the outermost part of each of the lead wires 14b is forced to assume the cylindrical shape of the pressing tool, so that the plurality of shaped lead wires 14b together with the radially outermost parts of the wires 13e form a substantially smooth, cylindrical outer surface He of the core 10. This arrangement is also very well suited to form the inner layer of the envelope. In addition to the other effect of the helical winding of the conductor wires, the conductor wires 14b of the embodiment of the Ftg r 8 are interlocked with the wires 13e due to their shape. . ...
Bei der siebenten Ausführungsform, die In Flg. 9 gezeigt, ist, besteht der Kern 1Of aus einem inneren Stahldraht 12f, der von einer Vielzahl von Ineinander verzahnten Leiterdrähten 13f umgeben Ist. Wenn man sich verge-In the seventh embodiment, the In Flg. 9 is shown the core 1Of of an inner steel wire 12f, which is made of a variety of Interlocking conductor wires 13f is surrounded. If you forget
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genwärtigt, daß die Leiterdrähte 13f auf den zentralen Stahldraht 12f schraubenförmig aufgewickelt sind, dann erkennt man, daß die Leiterdrahte 13f so geformt sind, daß.sie ineinander verzahnt sind und auf diese Weise eng mit dem zentralen Leitungsdraht 12f verbunden sind. Bei der gezeigten Ausführungsform der Fig. 9 wird diese Befestigung durch eine seitliche Noppe 25 auf jedem Leitungsdraht 13f erreicht, die tr\ eine Einbuchtung 26 In der gegenüberliegenden Oberfläche jedes Leitungsdrahtes I3f eingepaßt ist. Entsprechend ist jede seitliche Nase 25 in eine seitliche Einbuchtung 26 seines Nachbarns eingepaßt, so daß die Zusammenstellung der Leitungsdrähte 13f schraubenförmig gegen den zentralen Leitungsdraht 12f befestigt ist.Assuming that the conductor wires 13f are helically wound on the central steel wire 12f, it can be seen that the conductor wires 13f are shaped so that they are interlocked and thus closely connected to the central conductor wire 12f. In the illustrated embodiment of FIG. 9, this attachment is achieved by a lateral nub 25 on each lead wire 13f tr \ a recess 26 in the opposite surface of each lead wire i3F is fitted. Correspondingly, each lateral lug 25 is fitted into a lateral indentation 26 of its neighbor, so that the assembly of lead wires 13f is fastened helically against the central lead wire 12f.
Es ist ersichtlich, daß ein elektrischer Leiter, der aus einer Kombination der oben beschriebenen Kerne und Leitungshüllen hergestellt ist, die Dämpfung äoli scher Vibrationen durch Aneinanderpraiien der Hülle mit dem Kern, aber ohne den starken Verschleiß, der bis jetzt für solche Anordnungen charakteristisch war, gewährleistet. Beispielsweise wurde eine Hülle, die derjenigen in Fig. 3 ähnlich war, aber ohne das zylindrische Rohr 17 mit einem Kern, der demjenigen in Fig. 5 gezeigten ähnlich war, aber ohne die Leitungselemente 14 mit glatten Außenflächen zusammengefügt, so daß sowohl die Hülle als auch der Kern gegenüberliegende Oberflächen besaßen, die aus runden Letterdrähten, die in gegenseitiger Richtung zueinander aufgewickelt waren, bestanden. Nach einem Zeitraum von nur 12 Tagen, währenddessen ca. 10 Millionen Vibrationszyklen stattgefunden hatten, wurde der elektrische Leiter untersucht. Dabei wurde festgestellt, daß die Stahl kerndrähte mechanisch von ihrer Zinkoberflächenbeschichtung entblößt worden waren und daß sie sich in die Leitungsdrähte der Aluminiumhülle bis auf eine Tiefe von ca. 0,4 mm eingeschnitten hatten. Ein weiterer Leiter wurde unter Verwendung der gleichen Hülle, aber unter Einsatz eines Kerns, wie es in den Fig. 1 und 2 gezeigt wurde, hergestellt. Nach der gleichen Zeitspanne und der ungefähr gleichen Zahl von Vibrationszyklen wurde dieser elektrische Leiter untersucht, und kaum ein Verschleiß festgestellt. Die sich daraus ergebenden Einsparungen bei der Wartung und bei dem Ersatz sind sehr groß. Was noch wichtiger ist, Leitungsfehler, entweder struktureller oder elektrischer Art werden stark verringert, so daß die Verläßlichkeit von Starkstromleitungen erhöht wird.It can be seen that an electrical conductor made from a combination of the above-described cores and conduit sheaths can dampen aeolian vibrations by rubbing the sheath with the core, but without the severe wear that has hitherto been characteristic of such arrangements, guaranteed. For example, a sheath similar to that shown in Fig. 3 but without the cylindrical tube 17 having a core similar to that shown in Fig the core also had opposing surfaces consisting of round letterwires wound in opposite directions to one another. After a period of only 12 days, during which approximately 10 million vibration cycles had taken place, the electrical conductor was examined. It was found that the steel core wires had been mechanically stripped of their zinc surface coating and that they had cut into the lead wires of the aluminum shell to a depth of about 0.4 mm. Another conductor was made using the same sheath but using a core as shown in Figs. After the same period of time and approximately the same number of vibration cycles, this electrical conductor was examined and hardly any wear was found. The resulting savings in maintenance and replacement are very large. More importantly, line faults, either structural or electrical, are greatly reduced so that the reliability of power lines is increased.
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Bei den Konstruktionen, die in den Fig. 10 bis 15 gezeigt werden, besitzt der Leiter mindestens zwei abgesetzte schraubenförmig aufgewickelte Hüllenschichten, von denen mindestens eine so angeordnet ist,; daß die einzelnen Drahte mit den benachbarten Drähten eine große gegenseitige Berührungsfläche besitzen, so daß die axialen Leitungsspannungen (d.h. Betriebsbelastungen) in solchen Schichten zu kleinen, wenn nicht zu gar keinen Radialkräften führen.In the constructions shown in FIGS. 10 to 15, the conductor has at least two offset helically wound Shell layers at least one of which is so arranged; that the individual Wires with the neighboring wires create a large area of mutual contact so that the axial line stresses (i.e. operating loads) in such layers are too small, if not no radial forces to lead.
In Flg. 10 besteht ein Leiter 110 aus einer Hülle IiI- undelnem lockeren Innenkern 112. Die Hülle 111 besteht aus- zwei Schichten 113 und 114. Jede der Schichten 113 und 114 besteht aus einer Vielzahl von Leitern 113a bzw. 114a, die so geformt sind, daß sie unter Umfangsspannung einen stabilen Kontakt mit den benachbarten Drähten Innerhalb der gleichen Schicht aufweisen. ' ·.". : ; :In Flg. 10, a conductor 110 consists of a sheath IiI- undelnem loose Inner core 112. The shell 111 consists of two layers 113 and 114. Each of the layers 113 and 114 consists of a plurality of conductors 113a and 114a, respectively, which are shaped to be stable under hoop stress Have contact with neighboring wires within the same layer. '·. ".:;:
Zwischen den beiden Schichten 113 und 114 besteht ein Ringraum 115. Die Schienten 113 und 114 und Ihre einzelnen Drähte 113a und 114a sind so bemessen, daß der Zwischenraum 115 zwischen den Schichten 113 und 114 dann besteht, wenn der Leiter 110 unter der normalen Zugspannung steht, die durch das Gewicht des Leiters selbst und durch die bei der Aufhängung entstehenden äußeren Belastungen erzeugt wird. Dieser Zustand ist in Fig. 10 gezeigt. :There is an annular space 115 between the two layers 113 and 114. The splints 113 and 114 and their individual wires 113a and 114a are like this dimensioned that the gap 115 between the layers 113 and 114 when the conductor 110 is under normal tensile stress, the due to the weight of the ladder itself and due to the suspension external loads is generated. This state is in FIG. 10 shown. :
Um den Zwischenraum 115 aufrechtzuerhalten, sind die einzelnen Drähte, d.h. die Drähte 113a der Schicht 113, so ausgebildet, daß jede Schicht einen im wesentlichen, konstanten inneren und äußeren Durchmesser aufweist, wenn die Drahtschichten unter Betriebsspannung stehen.In order to maintain the space 115, the individual wires, i.e., the wires 113a of the layer 113, formed so that each layer has a substantially constant inner and outer diameter, when the wire layers are under operating voltage.
In Fig. 11 1st ein Leiter 110' gezeigt, der aus zwei HÜlienschichten 111' und einem Kern112' besteht. Diese Ausführungsform wird im Prinzip so betrieben, wie es bereits im Hinblick auf Flg. 10 beschrieben wurde. Diese Ausführungsform beschreibt eine weitere Form von .einzelnen Drähten 1i3b und 114b. Bei dieser Aus führungs form enthalten die Schichten 113' Und 114' abwechselnd Drähte mit rundem Querschnitt und Drähte mitgezacktemQuerschnitt, wobei die wechselseitige Anordnung die Befestigung am Umfang be-In Fig. 11 a conductor 110 'is shown, which consists of two layers of sheath 111 'and a core 112'. This embodiment will in principle be so operated as it was already with regard to Flg. 10 was described. These Embodiment describes a further form of .individual wires 1i3b and 114b. In this embodiment, layers 113 'and 114' contain alternating wires with a round cross-section and wires with a serrated cross-section, the mutual arrangement being the attachment to the circumference
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wirkt und aus wirtschaftlichen Gründen trotzdem eine Anzahl von Drähten mit rundem Querschnitt benutzt. Die Gesamtwirkung ist die gleiche, weil die schraubenförmigen Drähte in jeder der Schichten 113' und 114' durch die Betriebsspannungen am Umfang zur Bildung des Schichtenzwischenraumes 115', der die bereits beschriebenen Vorteile ergibt, zusammengepreßt werden. ■works and for economic reasons nevertheless a number of wires used with a round cross-section. The overall effect is the same because the helical wires in each of layers 113 'and 114' the operating voltages on the circumference to form the space between the layers 115 ', which gives the advantages already described, pressed together will. ■
In den Fig. 12 bis 15 sind weitere"Ausführungsformen gezeigt, in welchen die Drähte 113c, 114c bis 113f und 114f mit verschiedenen Querschnitten versehen sind, die unter Umfangsspannungen die Befestigung am Umfang gewährleisten, so daß die Einheit jeder Schicht unter Spannung erhalten wird und dadurch zwischen den Schichten der Zwischenraum aufrechterhalten wird.. Bei allen diesen Ausführungsformen können Kerne mit verschiedener Gestalt verwendet werden, die dicht oder locker sein können, oder es kann der ganze Leiter aus derartigen Schichten bestehen.In FIGS. 12 to 15, further "embodiments are shown in which the wires 113c, 114c to 113f and 114f with different cross-sections are provided, which ensure the attachment to the circumference under circumferential stresses, so that the unit receives each layer under tension and thereby the space between the layers is maintained. In all of these embodiments, cores with different Shapes can be used which can be dense or loose, or the entire conductor can consist of such layers.
Es ist bekannt, bei der Konstruktion von Aluminiumfrei leitungen anstelle eines verdrahteten Stahlkerns einen verdrahteten Kern aus einer relativ hochzugfesten Aluminiumlegierung einzusetzen. Es ist selbstverständlich, daß bei allen angeführten Beispielen der Stahlkern oder Teile des Kerns durch einen Kern aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung mit geeigneten Abmessungen und aus geeignetem Leglerungsrnaterial ersetzt werden können. Insbesondere könnte der In Fig, 11 gezeigte verdrahtete Kern, der aus runden Drähten gebildet ist, ohne weiteres verdrahteten Drähten aus Aluminiumlegierungen einer geeigneten Zugfestigkeit gebildet werden, aa daaurch ein niedriger Verschleii3 der inneren Hüllenschlcht, bei den Stoßen zwischen dem Kern und der inneren Hüllenschlcht, erreicht werden könnte.It is known to use a wired core made of a relatively high tensile strength aluminum alloy in the construction of aluminum free lines instead of a wired steel core. It goes without saying that in all the examples cited the steel core or parts of the core can be replaced by a core made of aluminum or an aluminum alloy of suitable dimensions and of suitable alloying material. In particular, the wired core shown in Fig. 11, which is formed of round wires, could easily be formed of wired wires of aluminum alloys of suitable tensile strength, thereby lowering the wear of the inner sheaths at the joints between the core and the inner sheaths, could be achieved.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USRE32293E (en) * | 1977-05-13 | 1986-11-25 | Bicc Limited | Overhead electric transmission systems |
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USRE32293E (en) * | 1977-05-13 | 1986-11-25 | Bicc Limited | Overhead electric transmission systems |
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Legal Events
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |