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"Erdungs- und Kurzschlußklemme für Freileitungen"
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Die Erfindung betrifft eine Erdungs- und Kurzschlußklemme für Freileitungen
gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Bei Freileitungen bester das Problem, daß sie relativ kurze Zeit nach
ihrer Montage korrodieren sowie durch Luftverunreinigung verschmutzen. Da die VDE-Vorschriften
0683, Teil 1, eine Kurzschlußprüfung nur auf blanken AnschluB-stellen (hier Freileitungsseilen)
vorsieht, werden entsprechende Prüfungen den Anforderungen der Praxis nicht gerecht.
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Im Kurzschlußfall erfolgt vom erfaßten Leitungsseil her ein Durchschlag
durch die das Leitungsseil umgebende Korrosions-und Schmutzschicht zu den leitenden
Teilen der Klemme. Damit wird dort sowohl gegenüber der Kontaktfläche des Bügels
als auch gegenüber der Anlagefläche des Druckstückes die jeweiliga Korrosions- oder
Schmutzschicht weggebrannt, einschließlich eines wesentlichen Teiles der Rillen
des Bügels. Der Abbrand erfolgt deswegen auch gegenüber der Anlagefläche des Druckstückes,
da dieses elektrisch leitend mit dem Bügel verbunden ist. Dies wiederum hat eine
Lockerung des Sitzes.
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des Bügels an dem Leitungsseil zur Folge, da somit entsprechend viel
an "Luft" (Abstand) zwischen Bügel und Leitungsseil vorhanden ist. Dieser nachteilige
Effekt wird
noch dadurch gesteigert, daß im Kurzschlußfall der Bügel
aufgrund der elektrodynamischen Kräfte um eine Achse hochgedreht oder -geschleudert
wird, die etwa mit der Längsachse des Leitungsseils zusammenfällt. Dadurch wird
das Leitungsseil teilweise aufgedreht (aufgezwirbelt). Dies hat eine weitere Reduzierung
des Durchmessers des Leitungsseils zur Folge. Beide Effekte zusammen können im Kurzc
schlußfall ein Lösen der Klemme vom Leitungsseil zur Folge haben. Zum einen entfällt
dann die aus Sicherheitsgründen unbedingt erforderliche Kurzschließung des Leitungspotentiales
zur Erde. Zum anderen kann die durch die Luft geschleuderte Klemme zu erheblichen
Verletzungen des Personals führen.
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Aus der DE-PS 22 15 078 ist eine Klemme gemäß dem Oberbegriff des
Anspruches 1 bekannt, welche die vorstehend erläuterten Nachteile aufweist. Diese
Nachteile werden noch dadurch verstärkt, daß die Tiefe der Rillen relativ groß ist,
so daß im Kurzschlußfall der Rillenabbrand entsprschend groß wird. Außerdem ist
bei dieser bekannten Klemme der Bügel zweiarmig und mit in Längsrichtung des Leiterseiles
verlaufenden Rillen sowie einer Spreizvorrichtung versehen, die mit dem Anklemmen
des Bügels an das Leiterseil die beden Bügelarme auseinander drückt. Hierdurch sollen
die Rillen des Bügels an dem Freileitungsseil die Oxyd- und Verunreinigungsschichten
wegkratzen. Ein Tellerfederpaket sorgt dabei dafür, daß bei an das Leiterseil angsklemmtm
Bügel Schraubspindel und Druckstück unter der Wirkung des Tellerfederpaketes stehen,
wobei zugleich die Bügelarme auseinander gespreizt sind. Im Kurzschlußfall und damit
bei einem gewissen Abbrand der Oxydationsschichten dehnen sich die Tellerfedern
wieder aus und.geben zugleich die Spreizung der Bügelarme frei. Da hierbei sich
die Bügelarme zu einander hin bewegen ergibt sich dadurch eine weitere Vergrößerung
des
Luftspaltes zwischen den Klemmflächen des Druckstückes und des Bügelendes einerseits
und dem Leitungsseil andererseits. Hierdurch wird aber die durch das Ausdehnen der
Tellerfedern erzielte Verringerung des genannten Luftspaltes nachteiligerweise wieder
kompensiert.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ausgehend von einer Klemme
gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, Maßnahmen dahingehend zu treffen, daß im
Kurzschlußfall nicht zu viel'tuft" (Abstand) zwischen den Klemmflächen des Bügels
bzw. seines Druckstückes einerseits und der Oberfläche des Leitungsseiles andererseits
und damit die Gefahr eines Ablösens der Klemme von der Leitung besteht.
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Zur Lösung dieser Aufgabe dienen zunächst, ausgehend vom Oberbegriff
des Anspruches 1, die Merkmale des Kennzeichens des Anspruches 1. Bisher hat in
dieser Technik die Tendenz zu relativ tiefen Rillen bestanden, da man der Auffassung
war, daß solche Rillen entsprechend tief in die Oxydationsschicht einer solchen
Leitung eindringen und sie damit durchdringen. Man hat aber nicht berücksichtigt,
daß durch den Abbrand der relativ hohen Zähne zwischen solchen Rillen entsprechend
viel Abstand zwischen den sich kontaktierenden Teilen entsteht (siehe oben) . Der
Erfindung liegt demgegenüber die Erkenntnis zugrunde, daß bei einer entsprechend
größeren Anzahl Rillen und Zähnen mit der angegebenen, relativ geringen Tiefe der
entstehende Abbrand sich in Radialrichtung des Leitungsseiles kaum bemerkbar macht.
Hinzu kommt, daß hier ein Abbrand nur zwischen der am gekrümmten Bügelende vorgesehenen
Anlagefläche und dem Freileitungsseil erfolgt, nicht aber zwischen Druckstück und
Freileitungsseil, da das Druckstück gegenüber dem Bügel isoliert ist. Hierdurch
wird die Abbrandtiefe in Radialrichtung des Freileitungsseiles nochmals um etwa
die Hälfte reduziert. Beide Merkmale des Kenn-
zeichens des Anspruches
1 wirken also zur Lösung der gestellten Aufgabe zusammen.
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Die Merkmale des Anspruch es 2 beinhalten eine bevorzugte Dimensionierung
der Tiefe. Es hat sich im übrigen gezeigt, daß die Rillentiefe ziemlich unabhängig
von der Große der Klemme bzw. dem Durchmesser des Leitungsseiles ist.
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Die Merkmale der Ansprüche 3 bis 5 befassen sich mit Ausgestaltungen
des zweiten Teils des Kennzeichens des Anspruches 1, wobei die Merkmale des Anspruches
3 eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellt.
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Die Merkmale des Anspruch es 6 wirken dahingehend zusammen, daß das
Verdrehen der Klemme um das Leitungssell ein Gleiten der Zähne in der Oberfläche
des Leitungsseiles und damit ein geringeres Aufzwirbeln des Seiles als in solchen
Fällen zur Folge hat, in denen die Zähne in Längsrichtung des Seiles verlaufen.
Außerdem wird hierdurch die Stabilität des Bügels gegen die Stromkräfte erhöht.
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Die Kombinationswirkung der Merkmale des Anspruches 1 kann noch durch
die Wirkung der Merkmale des Anspruches 7 verstärkt werden, da bei einem einarmigen
Bügel die Fedrug, insbesondere ein Tellerfederpaket im Kurzschlußfall den entstehenden
Abbrand durch Nachsetzen bzw. -drücken des Druckstückes im wesentlichen aufhebt.
Die bei der vorbekannten Klemme nach DE-PS 22 15 078 dem entgegenwirkende Rückbewegung
der beiden Arme des zweiarmigen Bügels in die Ausgangsstellung ist hier vermieden.
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Weitere Vorteile und Merkmal der Erfindung sind der nachstehenden
Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung eines
erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispieles zu entnehmen. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1: Ein Atsführungsbeispiel
nach der Erfindung in der Seitenansicht zum Teil im längsschnitt, Fig. H: einen
Schnitt gemäß der Linie II - II in Fig. 1, Fig. 3: einen Ausschnitt aus Fig. 2 im
vergrößerten Maßstab.
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Der Bügel 1 der Klemme besteht aus einem in der Zeichnung oben gelegenen
gekrümmten lande 2 und einem etwa geraden Schaft 3, an dem das Erdungs- und Kurzschließseil*4
gemäß Ziffer 5 angeschraubt ist. Zum Anschluß der Klemme an das in Fig. 1 strichpunktiert
dargestellte Freileitungsseil 5 dient einerseits die innen gelegene, etwa halbzylindrisch
verlaufende Kontaktfläche G des Bügelendes 2 und ferner die ihr gegenüberliegende
Anlagefläche 7 eines Druckstückes 8, das auf dem in der Zeichnung oben gelegenen
Klemmende einer Schraubspindel 'J sitzt. Die Schraubspindel 9 greift mit ihrem Gewinde
in cin entsprechendes Gegengewinde eines Teiles 10 ein, das zu den Teilen 2, 3 des
Bügels in Längsrichtung der Schraubspindel 9 verschiebbar geführt ist. Dieser Verschiebeweg
kann durch zwei Anschläge 11, 12 begrenzt werden. Ferner ist ein Tellerfederpaket
13 vorgesehen, das sich zwischen dem die Gewindebohrung aufweisenden Teil 10 einerseits
und einem Widerlager 14 eines Bügelteiles 15 abstützt, wobei das Bügelteil 15 mit
den Bügelteilen 2, 3 fest verbunden ist.
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*) mit seinem Kabelschuh
Die Kontaktfläche 5 ist
mit einer relativ großen Anzahl von Rillen 16 und dazwischen befindlichen Zähnen
17 versehen. Die fiefe der Rillen bzw. Höhe der Zähne h liegt im Bereich von 0,3
bis 0,7 mm, bevorzugt bei ca. 0,5 mm.
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Die Anlagefläche 7 des Druckstückes 8 ist gegen den Bügel, insbesondere
gegen den Teil 10 des Bügels isoliert. Bevorzugt besteht hierzu das Uruckstück B
aus einem thermisch hoch belastbaren Isolierstoff, da im Kurzschlußfall am Freileitungsseil
5 relativ hohe Temperaturen auftreten.
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Stattdessen kann aber auch die Druckspindel 9 aus einem Isolierstoff
bestehen. Auch ist es möglich, zwischen einem metallischen Druckstück 8 und einer
metallischen Druckspindel 9 eine in der Zoichnung nicht gesondert dargestellte Isolierung
bzw. Isolierschicht vorzusehen. Es versteht sich, daß das Druckstück, sofern es
nicht durchweg aus Isolierstoff besteht, von den Bügelteilen 2, 3 einen solchen
Abstand besitzen muß, daß dort keine Gefahr eines überschlages besteht.
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Nach dem Überhängen des Bügels 2 über die Freileitung, hier das Leitungsseil
5, wird die Schraubspindel 9 mittels ihrer Handhabe 18 in Schließrichtung gedreht,
bis ihre Anlagefläche 7 am Leitungsseil 5 anliegt. Ein Weiterdrehen hat zur Folge,
daß der die Gewindebohrung aufweisende Teil 10 vom Druckstück 8 weg bewegt wird,
wobei sich die Tellerfedern 13 zusammendrücken. Diese Bewegung des Teiles 10 kann
durch das Widerlager 12 begrenzt werden. Im KurzschluM-fall entsteht an den Zähnen
17 der Kontaktfläche 6 des Bügelendes 2 ein gewisser Abbrand, der aber wegen der
geringen Höhe h dieser Zähne 17 nicht allzu groß ist, so daß in der Radialrichtung
r des Leitungsseiles 5 nicht allzu viel an Luft zwischen der Seloberfläche und der
dann wirksamen Kontktfläc 5 entsteht. Die vorhandene elektrische Spannung genügt,
um die Oxyd- oder Schmutzschicht an der
Oberfläche des Leitungsseiles
zu durchschlagen und einen genügenden Kontakt zwischen Leitungsseil und Bügel herzustellen.
Zwischen der Anlagefläche 7 des Druckstückes 8 und dem Leitungsseil entsteht überhaupt
kein Abbrand, da dort aufgrund der erläuterten Isolierung kein Stromübergang stattfindet.
Das Druckstück 8 dient also nur dem mechanischen Halt und Anklemmung des Leitungsseiles.
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Eine Verringerung des wirksamen Durchmessers des Leitungsseiles, sowie
ein Abbrand an der Kontaktfläche 6 im Kurzschlußfall kann durch die dann erfolgende
Ausdehnung der Tellerfedern 13 praktisch vollständig ausgeglichen werden.
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Dabei wird der Teil 10 des Bügels in seiner Führung nach oben bewegt.
Seine Endlage kann durch den Anschlag 11 begrenzt werden. Hiermit ist im Kurzschlußfall
auch nach einem gewissen Abbrand der Zähne 17 sowie Abbrand oder Durchdringen der
Oxyd- und Schmutzschicht der Leitungsseiloberfläche zusätzlich für eine genügende
Haltekraft der Klemme am Leitungsseil gesorgt. Die Wirkung der Tellerfedern ergänzt
sich im Sinne einer Kombination mit den Kombinationsmerkmalen des Anspruches 1.
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Wird durch die dynamischen Kräfte des Kurzschlußstromes der Bügel
1 in Pfeilrichtung 19 hochgeschleudert und damit das Leitungsseil 5 aufgedreht und
hierdurch der effektive Leitungsseildurchmesser verringert, so bewirkt die durch
die Tellerfedern dabei erfolgende Verschiebung des Teiles 10 mit Schraubspindel
9 und Druckstück 8 in Richtung zum Leitungsseil, um nach wie vor für einen hinreichenden
Halt der Klemme am Leitungsseil zu sorgen.
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Es empfiehlt sich, daß die Rillen bzw. Zähne 16, 17 in Umfangsrichtung
des leitungsseiles 1 verlaufen siehe Fig. 2).
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Sie liegen damit in einer Drehrichtung des Bügels bei seinem Hochschleudern
im Kurzschlußfall und können daher entlang der Oberfläche des Leitungsseiles gleiten.
Hierdurch wird das Leitungsseil vom Bügel weniger stark aufgedreht als bei einem
anderen Verlauf der Zähne.
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Wie die Fig. 2 und 3 zeigen laufen die Zähne 17 nicht spitz zu, sondern
sind gemäß Ziff. 17' abgeflacht. Sie liegen mit dieser Abflachung auf der Oberfläche
des Leitungsseiles auf.
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Sie durchdringen zwar die Schmutzschicht dieser Oberfläche, dringen
aber nicht in das Leitungsseil selber ein. Mit Hilfe dieser Abflachungen 17' wird
weiterhin Abbrand verhindert, d. h. der im Kurzschlußfall entstehende Abstand t"Luft")
weiter verringert.
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Da hier bevorzugt der gerade Bügelteil 3 etwa gradlinig in das Erdungs-
und Kurzschließseil 4 ausläuft, ist eine sehr stabile, die Stromkrafte aufnehmende
Anordnung geschaffen.
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Ferner kann zwischen dem Kabelschuh 4 und dem Bügelteil, an dem er
mittels der Schraube 5 angeschraubt ist, eine Verdrehsperre vorgesehen sein. Diese
Sperre besteht im Ausführungsbeispiel aus einer Aussparung 20 am in der Zeichnung
oben gelegenen Kopfende des Kabelschuhs. Sie wird bei der Montage über das Ende
eines Vorsprunges oder Vorsprungs leiste 21 gesteckt, die sich am Bügelteil befindet.
Hiermit wird verhindert, daß beim Auftreten hoher Ströme der Kabelschuh mit Erdungs-
und Kurzschlußseil sich um die Achse der Schraube 5 dreht.
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- Ansprüche -