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Die Erfindung betrifft eine Mastkonstruktion für gleisgebundene Oberleitungsanlagen des Schienenverkehrs, wobei der Mast auf oder in oder an einer Gründung angeordnet ist.
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Im Infrastrukturbereich elektrisch betriebener schienen- oder fahrgebundener Verkehrsmittel werden Maste eingesetzt, um die für die Stromversorgung nötigen Oberleitungen zu tragen. Derzeit werden hierfür oftmals Stahlbeton- oder Stahlgitter- oder Flach- bzw. HE-Maste verwendet, welche die auf die Maste wirkenden Kräfte bzw. Biegemomente aufzunehmen und eine feste Verankerung im Boden zu gewährleisten. Für den sicheren und zuverlässigen Betrieb der Oberleitungsanlagen sind Trageinrichtungen für die Oberleitung und ein ausreichendes Isolationsvermögen erforderlich. Für die Führung der Oberleitungskettenwerke müssen diese mittels Armaturen an den Trageinrichtungen befestigt sein. Die Trennung zwischen unter Spannung stehenden Teilen und den Trageinrichtungen erfolgt durch Isolatoren. Diese Isolatoren sind oftmals Ziel von Vandalismus, können aber ebenso durch Vögel und Kleintiere überbrückt und dadurch beschädigt werden. In der Regel führt dies zum Tod der Tiere.
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Bekannt ist ein Oberleitungsmast mit einem langgestreckten Stahlprofilteil und einem im Boden vertieft angeordneten Mastfuß, der in einem Betonfundament eingebunden ist (
EP2447420A1 ).
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Aus der
DE 20 2007 018 066 U1 ist eine Vorrichtung zur Kurzschlussortung an Isolatoren von Oberleitungsanlagen bekannt, wobei ein oder mehrere Transponder jeweils vor oder hinter einem Isolator und damit außerhalb des Hauptstrompfades angebracht sind.
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Die
EP 0 456 869 B1 beschreibt eine Mastkonstruktion, die aus einem Mast mit einem nach unten hohlen Fuß und einem Innenmantel besteht, wobei der Mastfuß auf dem Gründungskörper aufschiebbar ist und in dem hohlen Fuß Abstandshalter angeordnet sind.
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Eine ähnliche Konstruktion beschreiben die
DE 10 2008 009 057 A1 und die
EP 2 383 406 A2 , in denen jeweils eine einen Hohlkörper aufweisende Verankerung bzw. eine spezielle Befestigungsvorrichtung aufweisende Stützkonstruktion für Elektroleitungen tragenden Holzmaste dargestellt sind.
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Aus der
DE 20 2006 016 481 U1 ist ein Trägerverbundsystem für Holzmaste beschrieben, wobei zwei Träger über einen mit Ankerstiften versehenen Verbundanker miteinander verbunden werden.
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Schließlich ist ein Fahrleitungsmast bekannt, der verrück- und verlängerbar ausgeführt ist (
DD 223 762 A1 ). Die Verlängerbarkeit des Mastauslegers wird über eine Klinkenhubeinrichtung erreicht, wobei beide Teile des Mastauslegers gegeneinander verschoben und festgeklemmt werden können.
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Allen genannten Vorrichtungen ist gemein, dass die Masten ein hohes Gewicht, eine aufwendige Isolationstechnik, einen geringen Schutz vor Vandalismus und Vögeln und eine hohe Störanfälligkeit aufweisen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mastkonstruktion für Oberleitungen von Gleisanlagen zu entwickeln, die ein geringes Gewicht, eine einfache Isolationstechnik, einen hohen Schutz vor elektrischen Überschlägen, Vandalismus und Vögeln sowie eine geringe Störanfälligkeit aufweist. Darüber hinaus werden durch die Erfindung die Belange der elektrischen Sicherheit für Personen bei Aufenthalt in der Nähe der Oberleitungsanlagen gewährleistet.
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Dies wird erfindungsgemäß gemäß Patentanspruch 1 erreicht.
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Die Verbindung zwischen dem isolierenden oberen Mastteil und dem unteren Mastteil kann entweder
- • durch Aufstecken des oberen Teils auf/in den unteren (vorzugsweise formschlüssig)
- • durch Verbindungslaschen/-rohre zwischen oberem Teil und unterem Teil
- • durch direktes Verschrauben von in den oberen Teil eingebrachten Bolzen mit entsprechenden Adapterplatten im unteren Teil
- • durch seitliches Anklammern an den unteren Mastteil
erfolgen.
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Dabei kann die Befestigung am unteren Teil durch Klemmen (z. B. mit Winkel- oder U-Profilen, Schellen) oder durch direkte Verschraubung an angeschweißten Bauteilen oder an im Betonmast eingebrachten Buchsen erfolgen.
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Alternativ kann der obere Teil auch in am unteren Teil befestigte Rohre gesteckt und dann verschraubt werden.
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Dadurch wird erreicht:
- 1. Höhere Durchbiegefestigkeit bei schlankerer Gesamtkonstruktion, verbunden mit
- 2. Definiertem Erdpotential im Berührschutzbereich und
- 3. Verzicht auf Isolatoren an Auslegern und/oder zusätzlichen Leitungen, sowie
- 4. Verzicht auf andere Vogel- und Kleintierschutzmaßnahmen, wobei bei diesem Anspruch der Vogel- und Kleintierschutz allein durch ausreichenden Isolierabstand erreicht wird und damit sekundäre Gefährdungen, wie z. B. dass Tiere sich in den bisher üblichen Abweisern verfangen, wegfallen.
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Der nichtleitende obere Mastteil kann dabei entweder rund oder 4-eckig oder anderweitig vieleckig ausgeführt sein.
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Der obere Mastteil kann sich dabei nach oben verjüngen. Dadurch wird einerseits ein geringeres Gewicht erzielt und gleichzeitig bei Verwendung von Klemmarmaturen für die Ausleger und andere Anbauteile erreicht, dass diese gegen Verrutschen nach unten gesichert sind. Alternativ können in die Oberflächen zusätzliche Strukturen eingearbeitet werden, die mit den Anbauteilen formschlüssig abschließen und so ein Verrutschen der Anbauteile nach unten zuverlässig verhindern.
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Die Mastausleger selbst können ähnlich wie beim HE-Stahlmast oder bei viereckigen Betonmasten über vorhandene Klemmvorrichtungen aus Winkeleisen/U-Profilen/Schellen am oberen Teil befestigt werden.
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Alternativ können in den Mast eingearbeitete Buchsen, ähnlich wie bei Betonmasten zur Befestigung verwendet werden.
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Der nichtleitende obere Mastteil kann mit zusätzlichen Schirmen (z. B. aus Silikon) am unteren und/oder am oberen Ende zur Verlängerung der Kriechwege ausgestattet sein. Ähnlich wie bei Verbundisolatoren können diese Schirme auch bei dem nichtleitenden oberen Teil durch Aufschrumpfen oder Aufkleben angebracht werden. Idealerweise ist der obere Teil in diesen Bereichen rund ausgeführt.
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Alternativ kann auf die zusätzlichen Schirme verzichtet werden, wenn die Mastoberfläche durch entsprechende, ähnliche Strukturen so ausgeführt ist, dass die Kriechwege (für den Strom) verlängert werden (z. B. Wellen- oder Schirmstruktur).
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An der Mastspitze werden auch heutzutage schon verschiedene Komponenten wie Verstärkungsleitungen, Rückleiterseile und Schalter angebracht. Diese müssen von der Oberleitung isoliert angebracht werden können. Dazu dient die zusätzliche Isolierung mit zusätzlichen Schirmen.
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Alternativ kann auf die zusätzlichen Schirme verzichtet werden, wenn die Mastoberfläche durch entsprechende, ähnliche Strukturen so ausgeführt ist, dass die Kriechwege (für den Strom) verlängert werden (z. B. Wellen- oder Schirmstruktur)
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Der obere nichtleitende Mastteil kann mit zusätzlichen Schirmen zwischen Auslegerbefestigungen zur Verlängerung der Kriechwege bei Auslegern mit Verbindung zu verschiedenen Speisesystemen ausgestattet sein. Bei System- und/oder Phasentrennstellen können die Ausleger auf unterschiedlichem Potenzial liegen. Um hier auf zusätzliche Isolation in den Auslegern verzichten zu können, muss die Isolation zwischen den Befestigungen der Ausleger groß genug sein. Durch Verwendung zusätzlicher Schirme im isolierenden Teil der Maste kann dies erreicht werden.
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Alternativ kann auf die zusätzlichen Schirme verzichtet werden, wenn die Mastoberfläche durch entsprechende, ähnliche Strukturen so ausgeführt ist, dass die Kriechwege (für den Strom) verlängert werden (z. B. Wellen- oder Schirmstruktur)
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In den isolierenden oberen Mastteil können leitende Innenbewehrungen eingebracht werden, die eine Verbindung zu Anlagenteilen auf Erdpotenzial an oder auf dem oberen Teil herstellen. Idealerweise werden diese Innenbewehrungen mit Befestigungs-/Erdungsbuchsen für zusätzliche Anbauteile leitend verbunden.
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Der untere Mastteil weist eine Höhe von mindestens 3,5 m über der Standfläche auf. Dieser Mastteil kann in herkömmlicher, geerdeter Stahl- und Betonausführung erstellt werden und stellt damit ein definiertes Erdungspotential dar.
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Durch die zweigeteilte Form der Mastkonstruktion werden zudem die Durchbiegungen der Konstruktion so begrenzt, dass nur zulässige Auswirkungen auf die Fahrdrahtlage entstehen.
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Durch die Verwendung eines isolierenden Mastaufsatzes ist der Vogel- und Kleintierschutz sichergestellt und erfordert keine zusätzlichen Maßnahmen, wie größere Abstände oder Abweiser. Dadurch kann auch die gesamte Bauhöhe des Mastes minimiert werden.
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Ausführungsbeispiel
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Anhand eines Ausführungsbeispieles soll nachfolgend die Erfindung näher erläutert werde.
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Dabei zeigen:
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1 – die zweigeteilte Mastkonstruktion im Querschnitt
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2 – das obere Ende der Mastkonstruktion mit unterschiedlichen zusätzlichen Kriechstrecken
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3 – das obere Ende der Mastkonstruktion mit zusätzlicher Kriechstrecke zur Isolation und Ausleger mit unterschiedlichen Befestigungen am Mast
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4 – verschiedene Mastübergangsbefestigungen
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5 – innere (leitende) Bewehrung mit Verbindung zur Verschraubung und zu Buchsen
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Die zweigeteilte Mastkonstruktion (1) weist einen (nicht isolierten) unteren Mastteil (2) und einen (isolierten) oberen Mastteil (3) auf. Der untere Mastteil (2) ist auf einer Gründung (4) befestigt. Der untere Mastteil (2) wird über eine Fixierung (5) mit dem oberen Mastteil (3) fest und möglichst formschlüssig verbunden. Dies kann mittels einer Auf- oder Einstecküberschuhung (6; 7) oder durch Verbindungslaschen/-rohre (8) oder durch eine direkte Verschraubung beider Mastteile (2; 3) mittels angebrachter Adapterplatten (9) erfolgen. Alternativ ist auch ein seitliches Anklammern (10) an der unteren Mastteil möglich.
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Am unteren und/oder oberen Ende des oberen Mastteiles (3) werden Schirme (11) oder Wellen (12) oder Platten (13) als Kriechstrecken für einen möglichen Stromüberschlag aufgeklebt oder aufgeschrumpft oder in ähnlicher Weise befestigt.
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Zwischen den oder der Kriechstrecke(n) ist der Ausleger (14) mit Winkeln (16) oder u-Profilen an den rechteckigen bzw. mit Schellen (15) an den runden oder vieleckigen Mast geklemmt oder über Buchen (17) im Mast befestigt.
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Im (isolierten) oberen Mastteil (3) kann zusätzlich eine leitende Innenbewehrung (22) angeordnet sein. Diese weist eine Verbindung (20, 21) zu Anlagenteilen mit Erdpotential auf. Über die Buchsen und die Innenbewehrung können andere Anlagenteile geerdet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- zweigeteilte Mastkonstruktion
- 2
- unterer Mastteil
- 3
- oberer Mastteil
- 4
- Gründung
- 5
- Fixierung
- 6
- Aufstecküberschuhung
- 7
- Einstecküberschuhung
- 8
- Verbindungslaschen
- 9
- Adapterplatten
- 10
- Anklammerung
- 11
- Schirme
- 12
- Wellen
- 13
- Platten
- 14
- Ausleger
- 15
- Schelle für runden oder vieleckigen Mast
- 16
- gerade Winkel (oder U-Profile) für Rechteckmast
- 17
- Buchse
- 18
- Erdungs- oder Befestigungsbuchse
- 19
- Bauteil mit Erdpotenzial
- 20
- Verbindung (22) mit (18)
- 21
- Verbindung (22) mit (19)
- 22
- Innenbewehrung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2447420 A1 [0003]
- DE 202007018066 U1 [0004]
- EP 0456869 B1 [0005]
- DE 102008009057 A1 [0006]
- EP 2383406 A2 [0006]
- DE 202006016481 U1 [0007]
- DD 223762 A1 [0008]
