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DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

M^&$^MkM ^ & $ ^ Mk

REICH SPATENTAMTREICH SPATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE.21 c. GRUPPECLASS 21 c. GROUP

RALPH DAVENPORTMERSHON in NEW-YORK.RALPH DAVENPORTMERSHON in NEW YORK.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 26. April 1908 ab.Patented in the German Empire on April 26, 1908.

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum Tragen und Isolieren elektrischer Leitungen mit großer Spannweite, welche Strom von sehr hoher Spannung führen sollen. In den meisten Fällen, wo solche hohe Spannungen benutzt werden, ist es zweckmäßig, große Spannweiten anzuwenden und die Leitungen auf hohen Gestellen anzuordnen.
Ein Grund für derartige Konstruktionen ist die Ersparnis, welche man durch große Spannweiten erzielt, da alsdann weniger Stützpunkte und infolgedessen auch weniger Isolatoren erforderlich sind. Außer dieser Ersparnis erzielt man den weiteren Vorteil, daß auch weniger Stellen vorhanden sind, an welchen Störungen wegen fehlerhafter Isolation auftreten können. Große Spannweiten bedeuten indessen starke Winddrucke, erhebliches Gewicht und im allgemeinen größere Beanspruchungen als kurze Spannweiten. Daraus ergibt sich mit Notwendigkeit, .daß die Isolatoren und ihre Träger für große Spannweiten stärker ausgebildet werden müssen.The invention relates to devices for supporting and isolating electrical lines with a large span, which are intended to carry currents of very high voltage. In most cases where such high voltages are used, it is convenient to use large spans and to place the lines on high racks.
One reason for such constructions is the savings that can be achieved through large spans, since fewer support points and consequently fewer insulators are then required. In addition to this saving, there is the further advantage that there are also fewer places at which faults can occur due to faulty insulation. Large spans mean, however, strong wind pressures, considerable weight and, in general, greater stresses than short spans. It follows with necessity that the insulators and their supports must be made stronger for large spans.

Um den aufgezählten Bedingungen zu genügen, muß also der an jedem Stützpunkt vorzusehende Isolator derart bemessen werden, daß er nicht nur der großen Neigung zum »Kriechen«, Überspringen und Durchschlagen widersteht, welche die hohe Spannung des Stromes mit sich bringt, sondern er muß auch den erheblichen Quer- und Scherkräften gewachsen sein, welche mit den großen Spannweiten der Leitung zusammenhängen. 'In order to meet the conditions listed, the one to be provided at each base must be provided Insulator must be dimensioned in such a way that it not only complies with the great tendency to "creep", Skipping and puncturing resists which the high voltage of the current carries with it brings, but it must also be able to cope with the considerable lateral and shear forces, which related to the large spans of the line. '

Bisher hat man große und schwere Porzellanisolatoren verwendet, welche mit sehr weiten Glocken versehen waren, um Verluste durch Überspringen und Kriechen zu vermeiden. Zum Tragen und Verstärken derselben benutzt man stählerne, in den Isolatoren liegende Bolzen, welche jedoch die Gefahr des Durchschlagene durch den unmittelbaren Übergang von hochgespannten Entladungen durch das Porzellan zu dem innen liegenden Stahlbolzen herbeiführen. Erhöht man die elektrische Spannung und die Spannweiten, so ist die erforderliche Zunahme in der Größe der Isolatoren dieser Type so erheblich, daß man zu einer Grenze gelangt, bei welcher die erhöhten Kosten ihre Anwendung ausschließen. Diese Zunahme der Kosten ist in der Hauptsache auf die Schwierigkeit zurückzuführen, derartige Porzellanmassen gut zu brennen, ohne daß sie ihre Form verändern oder brechen.So far, large and heavy porcelain insulators have been used, which are very wide Bells were fitted to prevent losses from skipping and crawling. To the Steel bolts located in the insulators are used to support and reinforce them, which, however, the risk of penetration through the immediate transition from high tension Bring discharges through the porcelain to the steel bolt on the inside. If the electrical voltage and the spans are increased, the required is The increase in the size of insulators of this type is so significant that one has come to a limit arrives at which the increased costs preclude their application. This increase in Cost is mainly due to the difficulty of making such porcelain bodies burn well without changing shape or breaking.

Infolge einer Vergrößerung der Glocken nimmt zwar der Weg zu, über welchen ein Überspringen nach der Erde über isolierende Oberflächen stattimden muß. In dem gleichen Maße vergrößert sich jedoch auch die Ober-As a result of an increase in the size of the bells, the path over which one takes Skipping to earth over insulating surfaces must take place. In the same However, the upper

fläche auf diesem Wege, so daß die Verluste ebenfalls größer werden, welche auf dem Einfluß des Ladestromes wegen der Oberfläche sowie auf dem stärkeren Kriechen oder dem stillen, langsamen Entweichen über eine solche Oberfläche beruhen..area in this way, so that the losses also increase, which on the influence of the charging current because of the surface as well as on the stronger creep or the silent, slow escape over such a surface.

Die Erfindung bezweckt, an .Stelle der Isolatoren der alten Bauart solche zu setzen, welche sowohl in elektrischer als mechanischerThe aim of the invention is to use insulators of the old type instead of which in both electrical and mechanical

Ib Beziehung den an sie herantretenden Anforderungen unter den erwähnten Bedingungen besser entsprechen und bei ihrer Herstellung weniger Schwierigkeiten verursachen. Sie betrifft einen aus mehreren gelenkig verbundenen Einzelisolatoren gebildeten Träger für Hochspannungsleitungen und besteht in der \ereinigung der Einzelisolatoren zu einem Fachwerk von derartiger Beschaffenheit, daß die von der elektrischen Leitung hervorgerufenen mechanischen Beanspruchungen in den einzelnen Isolatoren, hauptsächlich nur Zug- und Druckkräfte erzeugen.Ib relationship better meet the requirements under the conditions mentioned and cause fewer difficulties in their production. It relates to a support formed from a plurality of articulated individual insulators for high-voltage lines, consisting in the \ he unification of the individual insulators to a timber of such a nature that the damage induced by the electrical lead to mechanical stresses in the different insulators, mainly only tensile and compressive forces produce.

' Obwohl jede beliebige Anzahl von Einzelisolatoren benutzt werden kann, so genügen im allgemeinen drei oder vier.'Although any number of individual isolators can be used, three or four will generally suffice.

Auf der Zeichnung sind mehrere besonders vorteilhafte Formen des. Erfindungsgegenstandes veranschaulicht.The drawing shows several particularly advantageous forms of the subject matter of the invention illustrated.

Gemäß,Fig. 1 und 2 wird der Leiter 1 durchAccording to Fig. 1 and 2 becomes conductor 1 through

3& eine Klammer 2 aus Stahl oder Eisen von geeigneter Gestalt an dem Treffpunkt von drei geraden Einzelisolatoren gehalten. Die unteren Enden der letzteren sind mit einem Teil 4 des Leitungsgerüstes, z. B. dem Rahmen 5, gelenkig verbunden.3 & a bracket 2 made of steel or iron of suitable Shape held at the meeting point by three straight individual insulators. The lower Ends of the latter are connected to a part 4 of the line structure, e.g. B. the frame 5, articulated tied together.

Jeder Einzelisolator besteht aus einem Kern mit Flanschen oder Glocken, der an jedem Ende mit einer kräftigen Metallkappe 6 versehen ist, so daß er sich leicht an der Klammer 2 oder an dem Teil 4 befestigen läßt.Each individual insulator consists of a core with flanges or bells attached to each end is provided with a sturdy metal cap 6 so that it can easily be attached to the bracket 2 or on the part 4 can be attached.

Die Einzelisolatoren können mit einer Anzahl senkrecht zur Achse stehender Scheiben versehen sein; die Scheiben mit dem größten Durchmesser stehen etwa in der Mitte der Länge und sie erhalten nach beiden Enden zu kleinere Durchmesser. Infolge dieser Anordnung kann man Scheiben von großem Durchmesser verwenden, welche so liegen, daß sie der Neigung der" Einzelisolatoren nicht hinderlich sind und zugleich einen gewissen Regenschutz für die kleineren Scheiben geben, welche den unteren Enden der Einzelisolatoren näher liegen.The individual insulators can be provided with a number of disks perpendicular to the axis be; the disks with the largest diameter are roughly in the middle of the Length and they get too smaller diameters at both ends. As a result of this arrangement you can use disks of large diameter, which are so that they are the Inclination of the "individual insulators are not a hindrance and at the same time a certain protection against rain for the smaller discs, which are closer to the lower ends of the individual insulators.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 iind 4In the embodiment according to FIG. 3 iind 4

ist aus einer Reihe von gelenkig verbundenen, nach einem Punkt zusammenlaufenden zylindrischer Einzelisolatoren ein pyramidenförmiges Gerüst gebildet, dessen Basis drei oder mehr Seiten haben kann. Die Zeichnung veranschaulicht eine Pyramide mit quadratischer Grundfläche. Von der Basis gehen vier untere Einzelisolatoren 13 aus, welche mit Endkappen 6 versehen sind. Die Kappen sind durch Bolzen 14 mit den Endkappen der oberen Einzelisolatoren 15 gelenkig verbunden. An dem Vereihigungspunkt der letzteren ist die Klammer 2 befestigt. Da die Verbindungsstellen zwischen den oberen und unteren Einzelisolatoren 13 und 15 etwa gleiches elektrisches Potential besitzen, so können sie durch wagerechte Stahlstäbe 16 verbunden werden. Ferner sind diago- '70 nal liegende Einzelisolatoren 17 je an das obere Ende eines Einzelisolators 13 und das untere Ende des nächsten Einzelisolators 13 angeschlossen. is made up of a series of articulated, cylindrical converging points Individual insulators formed a pyramidal framework, the base of which has three or more sides may have. The drawing illustrates a pyramid with a square base. Four lower individual insulators 13 extend from the base and have end caps 6 are provided. The caps are by bolts 14 with the end caps of the upper individual insulators 15 articulated. At the junction of the latter is the bracket 2 attached. Since the connection points between the upper and lower individual insulators 13 and 15 have approximately the same electrical potential, so they can be connected by horizontal steel rods 16. Furthermore, diago- '70 nal lying individual insulators 17 each to the upper end of a single insulator 13 and the lower Connected to the end of the next individual insulator 13.

Ein derartiges Gestell widersteht starken Beanspruchungen in allen Richtungen und stellt zugleich den von dem Leiter 1 ausgehenden Schleichströmen einen sehr hohen Widerstand entgegen. -Such a frame withstands heavy loads in all directions and provides at the same time, the creeping currents emanating from the conductor 1 have a very high resistance opposite. -

Die Form des Traggerüstes ist also im wesentliehen ein fachwerkartiges Gestell, dessen'Einzelteile hauptsächlich von nur in der Längsrichtung wirksamen Kräften, d. h. Zug- und Druck- ■.. kräften, beansprucht werden. Der Ausdruck »fachwerkartiges Gestells ist hierbei in dem Sinne zu verstehen, wie man ihn im Eisenbau anwendet, nämlich als eine Bezeichnung für eine Zusammenstellung von Gliedern oder Elementen, worin Glieder und Elemente eingeschlossen sind, die an ihren Enden zu Gruppen von zweien oder mehreren zusammengefaßt sind, um die auf das Gestell wirkenden Kräfte in ihre Komponenten zu zerlegen.The shape of the framework is thus in wesentliehen a truss-like frame, dessen'Einzelteile mainly of effective only in the longitudinal direction of forces, ie, tension and compression forces ■ .., are claimed. The expression "framework-like frame is to be understood here in the sense that it is used in iron construction, namely as a designation for a combination of members or elements, which includes members and elements which are combined at their ends to form groups of two or more are to break down the forces acting on the frame into their components.

Aus dem Gesagten ergibt sich, daß die Erfindung eine Reihe von wichtigen Vorteilen be~ sitzt. Bei dieser Konstruktion kann ein Durchschlagen eines Isolators nicht auftreten, da der. Widerstand derartiger an sich latenter stabförmiger Isolatoren gegen ein Überspringen der Entladung von dem Leiter zu irgendeinem metallischen Teil des Trägers ganz wesentlich geringer ist als der Widerstand der großen Länge des Isoliermaterials gegen ein Durchschlagen, so daß ein Überspringen eintreten wird, bevor die Potentialdifferenz die zum Durchschlagen erforderliche Höhe erreicht. Entladungen durch Überspringen, worunter auch der dem ersten Entladungsfunken folgende Lichtbogen zu verstehen ist, bedingen indessen nicht notwendig die Zerstörung eines Isolators, so daß das Überspringen im allgemeinen weniger gefährlich ist als das Durchschlagen. In den meisten Fällen, wo ein Überspringen stattgefunden hat, wird das Gestell in elektrischer und mechanischer Beziehung nachher ebenso gute Eigenschaften besitzen als vorher. Die praktische Ausschaltung von Biegungsmomenten in den einzelnen Elementen läßt ferner mir solche Kräfte auftreten, wie sie das Isoliermaterial am besten aufnehmen kann, nämlich Zug- und Druck-It follows from what has been said that the invention has a number of important advantages sits. With this construction, breakdown of an insulator cannot occur because the. Resistance of such per se latent rod-shaped insulators against jumping over the Discharge from the conductor to any metallic Part of the support is much less than the resistance of the great length of the insulating material against puncturing so that skipping will occur before the potential difference reaches the height required for breakdown. Discharges through Skip, which also includes the arc following the first discharge spark is, however, do not necessarily require the destruction of an insulator, so that the skipping is generally less dangerous than piercing. In most cases, where a skip has taken place, the rack becomes electrical and mechanical Relationship afterwards have as good qualities as before. The practical elimination of bending moments in the individual elements also gives me such forces how it can best absorb the insulation material, namely tensile and compressive

kräfte. Dadurch wird die Gefahr des Brechens infolge von mechanischen Beanspruchungen herabgesetzt, welche durch die Leitung infolge ihres Gewichtes, Winddruckes usw. herbeigeführt werden.forces. This increases the risk of breaking as a result of mechanical stresses which is brought about by the line as a result of its weight, wind pressure, etc. will.

Die Vorteile des Leitungsträgers sind also eine bessere Isolierung, kein Durchschlagen, keine Beschädigung beim Überspringen, geringere Gefahr des Brechens wegen mechani- scher Beanspruchungen und infolgedessen geringere Unterhaltungskosten, wobei noch besonders zu erwähnen ist, daß Störungen durch Beschädigung des Leitungssystems infolge von Verletzung der Isolatoren erheblich seltener werden.The advantages of the cable carrier are better insulation, no penetration, no damage when jumping over, lower risk of breaking due to mechanical shear stresses and, as a result, lower maintenance costs, and especially It should be mentioned that malfunctions due to damage to the line system as a result of Damage to the insulators will be considerably less frequent.

Obwohl die Figuren Isoliergestelle zeigen, welche aufrecht stehen sollen, so können sie auch in irgend einer anderen Richtung, z. B. senkrecht nach unten, wagerecht oder unter irgendeinem Winkel geneigt ausgeführt werden.Although the figures show insulating racks which are meant to stand upright, they can also in any other direction, e.g. B. vertically down, horizontally or below inclined at any angle.

Claims

Patent Claims:

1. Formed from several individual insulators Carrier for high-voltage lines, characterized in that the individual insulators are articulated with each other and with their base frame 0. thus the mechanical stresses caused by the electrical line mainly cause only tensile and compressive stresses in the individual insulators.

2. Carrier according to claim 1, characterized in that the individual insulators to are united in a pyramidal framework, on the top of which the electric Line is attached.

3. Carrier according to claim 1, characterized in that that articulation points of the framework with the same potential. Cross braces made of metal are connected.

1 sheet of drawings.