DE1921172C - Schwingungsdämpfer für elektrische massive Leiter, Hohlleiter und Seile von Schaltanlagen und Freileitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwingungsdämpfer für elektrische massive Leiter, Hohlleiter und Seile von Schaltanlagen und Freileitungen, von denen der Schwingungsdämpfer für massive Leiter und Hohlleiter einen in seiner Ruhelage in einer waagerechten Ebene angeordneten sehwingungsfälngen Slab, der an einem Ende in einer mit dem Leiter starr verbundenen Klemme befestigt und an seinem freien linde mil einer Masse versehen ist, und der Schwingungsdämpfer für Seile ein oder mehrere, an einer mit dem Seil slarr verbundenen Klemme untereinander befestigte, parallel oder senkrecht zueinander angeordnete Paare von schwingungsfähigen Stäben aufweist, von denen jeweils die beiden zugehörigen, in einer waagerechten Ebene angeordneten Stäbe in ihrem Ruhezustand mit ihren Mittelachsen fluchten, an ihren äußeren, freien Enden je eine Masse tragen und an ihren inneren Enden mit der Klemme fest verbunden sind, wobei jedes Slabpaar mit der zugehörigen Masse eine andere Eigenfrequenz aufweist.

Es sind Schwingungsdämpfer für Ereileiiungsseile bekannt (deutsche Patentschrift 554 712), die einen schwingungsfähigcn Stab aufweisen, der an seinen beiden freien Enden mit je einer Masse verschen und in der Mitte in einer am Freileitungsseil befestigten Klemme festgeklemmt ist. Der Stab liegt in seiner Ruhestellung unterhalb des Frcilcitungsseilcs etwa parallel zu diesem. Es können mehrere solche, mit Massen versehene Stäbe in Längsrichtung des Seiles im Absland voneinander angeordnet sein. Hierbei können die verschiedenen, mit einer Mi. -se versehenen Stabhälflen für verschiedene Frequenzen ausgelegt sein. Ferner besteht hierbei die Möglichkeit, an einer mit dem Frcilcitungsscil verbundenen Klemme zwei, mit entsprechenden Massen versehene Stäbe so 711 befestigen, daß diese Stäbe senkrecht zueinander .stehen, wobei der eine Stab parallel zum Freilcitungsscil innerhalb dieses Frcilcitungsseilcs und der andere Stab senkrecht zum Freileilungsseil verläuft. Die einzelnen Stabhälften weisen verschiedene Schwingungsfrequenzen auf. Diese aus zwei Stäben bestehende Dämpfungsvorrichtung kann an einer Stelle der Leitung angeordnet sein, die sich vom Mast aus gerechnet /wischen den beiden Abständen je einer viertel Wellenlänge der Schwingung befindet, für welche die beiden Stäbe bestimmt sind.

Die Stäbe der bekannten Schwingungsdämpfer können aus einem Seilstück bestehen, das der Freileitung entspricht, sie können aber auch als Federn, insbesondere Ulultfcdcrn, ausgebildet sein.

Die aus einem Scilslück bestehenden Stäbe haben den Vorteil, daß ti ie einzelnen Seiladetn beim Schwingen der Masse aneinanderreihen, so daß dadurch eine Eigendämpfung erzielt wird. Gründliche Untersuchungen haben gezeigt, dali die Eigendämpfung dieser massctragenden Stahlscilstücke in starkem Maße fabrikatorischen Einflüssen unterworfen ist. Darüber hinaus ändert sich während der Betriebsdauer die Eigendämpfung erheblich, da die Reibungsarbeit der Sciladern untereinander merklich abnimmt, flo Deshalb ist eine optimale Abstimmung der Eigen· dämpfung auf die l.eilerdalen nicht mi'iglich.

Federn, /.. B. Blattfedern, haben ilen Nachteil, daß sie keine liigcndämpfung aufweisen, so daß sie im Kcsonan/fiill zerstört werden können.

F-.s ist ferner ein Schwingungsdiimpfer bekannt (USA -Palenlschrifl I 675.191), der nach seinem Erlinder «Slockbridge-Diinipfer« genannt wird und sich bei richtiger Bemessung über etwa vier Jahrzehnte in der Praxis bewährt hat. Der Stockbridge-Dämpfer gehört auf Grund seiner Arbeitsweise /ur Gruppe der Schwingungstilger, die eine sogenannte Anliresonan/ innerhalb eines engen Frequenzbereiches erzeugen. Dieser Elfek? wird um so ausgeprägter, je geringer der unsachliche Energieverbrauch des Dämpf:;rs ibt. Andererseits muß dem Dämpfer eine gewisse Eigendämpfung zugeordnet werden, damit er sich im Resonanzfall nicht selbst zerstört. Zu diesem Zweck besteht beim Slockbridj'C-Dümpfer der an seinen be!Jen Enden je eine Masse aufweisende und in der Mitte mit Hilfe einer Klemme am Freileilungsseil befestigte Stab aus einem Stück Stahlseil, dessen Seiladern beim Schwingen der Masse aneinander reiben. Da die Eigendämpfung des massetragenden Stahlseiles in starkem Maße fabrikatorischen Einflüssen unterworfen ist und darüber hinaus sich die Eigendämpfung des Stockbridge-Dämpfers während der Betriebsdauer erheblich ändert, ist eine optimale Abstimmung der Eigendämpfung auf die Leiterdaten nicht möglich.

Da z. B. in Freileitungen die zulässigen Seilzugspannungen aus wh !schafllichen Gründen erhöht wurden, wodurch sich auch die Schwingungsneigung erhöhte, sind Leiterschwingungen von besonderer Bedeutung. In Freiluft-Schaltanlagen wird der Seilleiter in zunehmendem Maße durch den Rohrleiter ersetzt, der auf Grund seiner geringen Eigendämpfung besonders schwingungsanfällig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bekannten Schwingungsdämpfer der oben bezeichneten Art so auszubilden, daß bei einem solchen Schwingungsdampfer bestimmter Größe und beliebiger Stückzahl die Elastizität und die Eigendämpfung bestimmte Werte haben und auch bei langer Lebensdauer beibehalten und eine Selbstzerstörung durch zu große Amplituden ausgeschlossen ist. Diese Aufijabs wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß beim Schwingungsdämpfer für massive Leiter und Hohlleiter jeder biegesleif ausgebildete Stab mit seinem der Masse abgewandten Einde in einem aus elastischem Wcrkstoll bestehenden Schwingkörper befestigt ist oder daß beim Schwingungsdämpfer für Seile die beiden biegesteif ausgebildeten Stäoe eines jeden Stabpaarcs mit ihren inneren Enden im Abstand voneinander und in einem aus elastischem Werkstoff bestehenden Schwingkörper befestigt sind, daß dieser Sehwingkörprr zwischen zwei Hülsen angeordnet ist, von denen die innere mit dem Stab und die äußere mit der Klemme starr verbunden ist, und daß der Schwingkörper mit seinem sich innen von der Bcfcstigungsstcllc des Stabes in Richtung auf die Masse trompetenartig erweiternden Teil den Stab konzentrisch in radialem Abstand umgibt.

Der crfindungsgemüßc Schwingungsdämpfer hat bei kleinen Ausschlägen eine geringe Eigcndärripfung. Er spricht deshalb schon auf kleine Schwingbewcgungcn des Leiters kräftig an und erzeugt große Rcaktionskriifle. Mit zunehmendem Ausschlag der Masse berührt der Stab den Irompctenarlig sich erweiternden Teil des Schwingkörpers auf einer größer werdenden Länge, wodurch einerseits der Ausschlag begrenzt wird und andererseits die Eigendämpfung wächst. Dadurch ist gewährlcistel, ilaß der crfindiingsucmäßc Schwingungsdämpfer auch Leiterschwingungen mit kleinen Amplituden dämpft. Bei großen Amplituden wild der Masseausschlag wirksam begrenzt, so daß

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cine Selbstzerstörung des erlindungsgemäßen Schwin- elastischen Kunststoffüberzug versehen. Bei kräftigen

gungsdämpfers mit Sicherheit vermieden wird. Sehwinglieweiiungen berühren die Massen die rnhr-

Die Elastizität des Schwingkörpcrs ties erlindungs- förniige Abdeckung und bewirken einen zusätzlichen

gemäßen Schwingungsdämpfers kann sehr genau fest- Energieverbrauch. In an sieh bekannter Weise (dent-

gelegt werden und bleibt während einer langen Betriebs- i> sehe Patentschrift 5fi7 ^l).VS) ist /wischen der Klemme,

dauer auch Ivi sehr unterschiedlichen Temperaluren und dem Leiter eine gummieiaslische Hülse vunie-

konslanl, so dall bei langer Lebensdauer eine exakte sehen, weshalb die rohrförmig^· Abdeckung einen

Dämpfung mit dem erlindungsgemäßen Schwingungs- zweiten selbständigen Schwinger bildet, durch den d.is

dämpfer möglich ist. Frequenzband des erlindungsgemäßen Sehwingungs-

Es ist bereits ein Schwingungsdämpfer bekannt io dämpfen; verbreitert wird. Außerdem wird durch die

französische Patentschrift 1 224 95U), dessen Stab an gummieiaslische Hülse der Leiter geschont. D.imii

seinem inneren Ende in /mer Hülse befestigt ist. Die die Klemme das gleiche Potential wie der Leiter auf-

Hülse ist mit ihrem konischen Ende in eine entsprc weist, kann die gummieiaslische Hülse halbleitend

eilende Bohrung einer an einem Leiter befestigten ausgebildet oder der Leiter mit der Klemme elektrisch

Klemme formschlüssig eingesetzt und darin befestigt. 15 verbunden sein, /.. B durch ein llexihles Seil oder cmc

Im Gegensalz, zum erlindungsgemäßen Schwingungs- Schraubenfeder.

dämpfer ist bei diesem bekannten Schwingungs- Ausführungsbeispiele der Erlinüung sind in den

dämpfer ein elastischer Schwingkörper nicht vor- Figuren dargestellt. Es zeigt

gesehen. Fig. 1 einen Axiafcchnill Uirch einen Schwiii-

Zur Gcwichtseinsparung kann der Sla'> des erfin- 10 gungsdämpfer gemäß der Erlinuani;,

dungsgemäßen Schwingungsdämpfers au? glasfaser- Fig. 2 einen Axialschnitt durch einen wc: j.en

verstärktem Kunststoff bestehen. Die Masse kann als Schwingungsdämpfer gemäß der Erfindung,

Kugel ausgebildet sein, so daß Koronaerscheinungen Pig. 3 eine Seitenansicht eines weiteren Schwin-

vcrmicden werden. gungsdämpfers der Erfindung,

Die beiden Hülsen bestehen aus einem elektrisch i$ F i g. 4 eine Seitenansicht eines weiteren Schwin-

gut leitenden Metall, so daß die beim Schwingen gungsdämpfers gemäß der Erfindung,

erzeugte Reibungswärme schnell abgefühu wird und F i g. 5 eine Draufsicht gemäß F i g. 4,

eine Überhitzung du:; elastischen Werkstoffes des Fig. 6 eine Seitenansicht eines Schwingungsdämp-

Schwingkörpers durch Wärmestau nicht eintreten karn. fers gemäß der Erfindung mit kugelförmiger Ab-

Damit die beiden Hülsen gleiches Potential aufweisen, 30 dcckung,

sind sie elektrisch miteinander verbunden, z. B. durch Fig. 7 einen Schwingungsdämpfer gemäß der Er-

cin flexibles Seil oder eine Schraubenfeder, wodurch findung mit rohrförmigcr Abdeckung,

der Schwingkörper in seiner Elastizität nicht behindert Fig. 8 die Schwingkraft-Frequenzkurve eines

wird. Die elektrische Verbindung zwischen beiden Schwingungsdämpfers mit einem Stab bzw. mit zwei

Hülsen kann auch dadurch gegeben sein, daß der 35 symmetrisch angeordneten Stäben und

Schwingkörper halbleitern! ausgebildet ist. Zur Ver- Fig. 9 die Schwingkraft-Frccjucnzkurve eines

bcsscrung der Wärmeableitung kann die äußere Hülse Schwingungsdämpfers mil mehreren Stäben bzw.

Kühlrippen aufweisen. Stabpaaren.

Bei massiven Leitern und Hohlleitern genügt es, Der Schwingungsdämpfer gemäß F i g. 1 weist einen Schwingungsdämpfer mit einem einzigen Stab 40 einen biegesteifen Stab I aus Metall oder glasfi'serzu verwenden. Bei Schwingungen wirken zwar Biege- verstärktem Kunststoff auf, der an seinem freien kräftc a.,f den Leiter ein, die jcJoch bei einem massi- Ende mit einer kugelförmigen Masse 2 versehen und vcn Leiter und einem Hohlleiter keinerlei schädl^;che an seinem entgegengesetzten Ende in einer Hülse 3 Wirkung haben. Bei Lcitcrseilen muß jedoch der aus elektrisch gut leitendem Werkstoff, z. B. Aluinierfindungsgemäßc Schwingungsdämpfer zwei Stäbe 45 nium, befestigt ist. Die Hülse 3 ist in einem Schwingaufweisen. Hierbei sind die äußere Hülse und der körper 4 aus elastischem Werkstoff, /.. B. Silicon-Schwingkörper auf über die doppelte Länge ver- kautschuk oder Chloroprcnpolymerisaten und Mischgrößcrt, und in dem Schwingkörper sind zwei innere polymerisaten, befestigt, der an seinem Umfang mit Hülsen im Abstand voneinander in axialer Richtung einer Hülse 5 aus elektrisch gut leitendem Metall, angeordnet, in denen miteinander fluchtende, in ent- 50 z. B. Aluminium, verbunden ist. Die Hülsen 3 und 5 gcgengcsctztc Richtungen sich erstreckende, mit Mas- sind mit dem Schwingkörper 4 durch Vulkanisierung sen versehene StUl^-)C befestigt sind. Die beiden inneren fest verbunden. Die Bohrung 6 des Schwingköip^rs 4 Hülsen, die mit den beiden Stäben verbunden sind, erweitert sich in Richtung auf die Masse 2 zu einem weisen also keine starre Kopplung miteinander auf. trompetenartig ausgebildeten Teil 7. Die Hülse 5 ist

Um die Willcrungsbcständigkeit des erfindungs- 55 mittels eine , Verbindungsstückes 8 mit einer Klemme 9

gemäßen Schwingungsdämpfers zu erhöhen, sind die sl^rr verbunden, die pn einem Leiter 10 festgeklemmt

Stäbe bzw. Stabpaarc von einer an der Klemme bc- ist.

festigten kugelförmigen Abdeckung aus Kunststoff Dieser Schwingungsdämpfer hat toi kleinen Aus· umgeben. Diese kugelförmige Abdeckung dient gleich- schlagen eine geringe Eigendämpfung. Er spricht zeilig als Fliipcrwamkugel. Weist der erfindungs- 60 deshalb schon auf kleine Schwingbcwcgungcn des gemäße Schwingungsdämpfer nur einen Stab bzw. ein Leiters 10 an und erzeugt große Rciiktionskräftc. Mit Stabpaar auf, dann kann die äußere Hülse und der zunehmendem Ausschlag der Masse 2 berührt der Stab bzw. das Stabpaar von einer an der Klemme Stahl den Teil 7 des Schwingkörpers4 nuf einer befestigten rohrförmigen Abdeckung aus Metall oder größer werdenden Länge, wodurch der Ausschlag Kunststoff umgeben sein. Da es bei g/oßen Schwin- 65 begrenzt wird und 'lie Eigendämpfung wächst,
gungsamplituden vorkommen kann, daß die kugel- Bei dem Schwingungsdämpfer gemäß I i ■:. 2 ist förmige Masse an der Kunstsloffalxleckung anschlägt, die äußere Hülse S mehr als doppelt so lang ausgebt 7nm Schütze der Abdeckung die Masse mit einem bildet als die Hülse 5 gemäß Fig. 1. Auch der

Schwingkörper 4' weist eine der Hülse 5 entsprechende Länge auf. Der Schwingkörper 4' besitzt zwei Bohrungen 6 und zwei trompetenartig sich erweiternde Teile 7. In den Bohrungen 6 sind zwei innere Hülsen 3 befestigt, die im Abstand voneinander angeordnet sind.

Sowohl der Schwingkörper 4 gemäß F i g. 1 als auch der Schwingkörper 4' gemäß F i g. 2 kann halbleitend ausgebildet sein, damit die innere Hülse 3 und die äußere Hülse 5 gleiches Potential aufweisen. An to Stelle dessen kann auch die innere Hülse 3 mit der äußeren Hülse 5 durch ein flexibles Seil 11 oder eine Schraubenfeder 12 elektrisch verbunden sein.

Der Schwingungsdämpfer gemäß Fig. 3 weist drei Schwingungsdämpfer gemäß Fig. 2 auf, die unter- »5 einander angeordnet sind und deren äußere Hülsen 5 miteinander durch Verbindungsstücke 8 verbunden sind. Die drei Schwingungsdämpfer besitzen verschiedene Eigenfrequenzen, so daß mit diesem Schwingungsdämpfer Schwingungen mit einem relativ breiten Frequenzband gedämpft werden können. Das Frequenzband des Schwingungsdämpfers ist in Fig.9 dargestellt, während F i g. 8 den relativ engen Frequenzbereich des Schwingungsdämpfers gemäß Fig. 1 bzw. gemäß F i g. 2 darstellt. Die Eigenfrequenzen der Einzelschwingungsdämpfer werden bei gleicher Ausbildung und gleicher Elastizität der Schwingkörper 4, 4' im wesentlichen durch die Größe der Massen 2 und die Länge der Stäbe 1 bestimmt.

Der Schwingungsdämpfer nach den F i g. 4 und 5 weist drei Schwingungsdämpfer verschiedener Eigenfrequenz gemäß F i g. 2 auf, von denen der mittlere mit seinen Stäben 1 senkrecht zu den Stäben 1 der beiden äußeren Schwingungsdämpfer steht. Die Schwingkraft-Frequenzkurve des Schwingungsdämpfers gemäß den F i g. 4 und 5 entspricht der F i g. 9.

Bei dem Schwingungsdämpfer gemäß F i g. 6 sind fünf Schwingungsdämpfer gemäß F i g. 2 übereinander angeordnet und von einer kugelförmigen Abdeckung

13 aus Kunststoff umgeben, die an dem an der Klemme9 angeordneten Verbindungsstücke befestigt ist. Die Abdeckung 11 dient nicht nur als Korrosionsschutz, sondern auch als Fliegerwarnkugel.

Bei symmetrischer Anordnung der Stäbe 1 und der Massen 2 wirken auf den Leiter 10 nur Zugkräfte ein, jedoch keine Biegekräfte.

Der Schwingungsdämpfer gemäß Fig. 7, der nach Fig. 2 ausgebildet ist, ist von einer rohrförmigen Abdeckung 14 aus Metall oder Kunststoff umgeben, die ebenfalls an dem an der Klemme 9 angeordneten Verbindungsstück 8 befestigt ist. Bei kräftigen Schwingbewegungen berühren die Massen 2 die rohrförmigc Abdeckung 14 und bewirken einen zusätzlichen Energieverbrauch. Die rohrförmige Abdeckung

14 kann über eine gummielastische Hülse 15 am Leiter 10 befestigt sein. Auf diese Weise entsteht ein zweiter selbsttätiger Schwinger. Das gummielastische Ankopplungssystem am Leiter bringt nicht nur eine Frcqucnzbandspreizung des Schwingungsdämpfers mit sich, sondern vermeidet auch örtlich konzentrierte hohe Beanspruchungen des Leiters 10.

Dei äußere Hülse 5 kann zur Vergrößerung der Wärmeableitung Kühlrippen aufweisen.

Claims (11)

Patentansprüche: 6S

1. Schwingungsdämpfer für elektrische massive Leiter, Hohlleiter und Seile von Schaltanlagen und Freileitungen, von denen der Schwingungsdämpfer für massive Leiter und Hohlleiter einen in seiner Ruhelage in einer waagerechten Ebene angeordneten schwingungsfälligen Stab, der an einem Ende in einer mit dem Leiter starr verbundenen Klemme befestigt und an seinem freier Ende mit einer Masse versehen ist, und dei Schwingungsdämpfer für Seile ein oder mehrere, an einer mit dem Seil starr verbundenen Klemme untereinander befestigte, parallel oder senkrcchl zueinander angeordnete Paare von schwingungsfähigen Stäben aufweist, von denen jeweils die beiden zugehörigen, in einer waagerechten Ebene angeordneten Stäbe in ihrem Ruhezustand mil ihren Mittelachsen fluchten, an ihren äußeren, freien Enden je eine Masse tragen und an ihren inneren Enden mit der Klemme fest verbunden sind, wobei jedes Stabpaar mit den zugehörigen Massen eine andere Eigenfrequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schwingungsdämpfer für massive Leiter und Hohlleiter jeder biegesteif ausgebildete Stab (1) mit seinem der Masse (2) abgewandten Ende in einem aus elastischem Werkstoff bestehenden Schwingkörper (4) befestigt ist oder daß beim Schwingungsdämpfer für Seile die beiden biegesteif ausgebildeten Stäbe (1) eines jeden Stabpaares mit ihren inneren Enden im Abstand voneinander in einem aus elastischem Werkstoff bestehenden Schwingkörper (4') befestigt sind, daß dieser Schwingkörper (4, 4') zwischen zwei Hülsen (3, 5) angeordnet ist, von denen die innere (3) mit dem Stab (1) und die äußere (5) mit der Klemme (9) starr verbunden ist, und daß der Schwingkörper (4, 4') mit seinem sich innen von der Befestigungsstelle des Stabes (1) in Richtung auf die Mai.se (2) trompetenartig erweiternden Teil (7) den Stab (1) konzentrisch im radialen Abstand umgibt.

2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab(l) aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestellt.

3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse (2) als Kugel ausgebildet ist.

4. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hülsen (3, 5) aus einem elektrisch gut leitenden Metall bestehen und elektrisch miteinander verbunden (11, 12) sind.

5. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkörper (4, 4') halbleitend ausgebildet ist.

6. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Hülse (5) Kühlrippen aufweist.

7. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (1) bzw. Slabpaare von einer an der Klemme (9) befestigten kugelförmigen Abdeckung (13) aus Kunststoff umgeben sind.

8. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche. 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Hülse (5) und der Stab (1) bzw. das Stabpaar von einer an der Klemme (9) befestigten rohrförmigen Abdeckung (14) aus Metall oder Kunststoff umgeben ist.

9. Schwingungsdämpfer nach Ansoruch 7

oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse (2) mit einem elastischen Kunststoflübcrzug verschen ist.

10. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise zwischen der Klemme (9) und dem Leiter

(10) eine gummiclastische Hülse (15) vorgesehen ist.

11. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die gummielastische Hülse (15) halbleitend ausgebildet oder der Leiter (10) mit der Klemme (9) elektrisch verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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