DE3447168C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufhängevorrichtung für Hochspannungs-Bündelleiter mit in Seilrichtung angeord­ neten Zweifach-Isolatorenketten entsprechend dem Ober­ begriff des Patentanspruches 1.

Eine Aufhängevorrichtung der gattungsbildenden Art ist aus der DE 29 35 818 A1 bekannt, bei der indessen offensichtlich nur die beiden unteren parallelen Teil­ ketten einer Y-Isolatorkette in Seilrichtung liegen. Der V-Teil dieser Aufhängung liegt nämlich in der Ebene einer Masttraverse und somit quer zur Seilrich­ tung. Zwischen den V-Schenkeln der Y-Kette und der Zweifach-Isolatorkette ist ein Abstandhalter angeord­ net, dessen Schwenkbewegung in Leitungsrichtung durch eine Sperrvorrichtung verhindert ist. Da hierdurch eine statisch bestimmte Aufhängung der Seillast verhin­ dert ist, umfaßt nach einer Ausgestaltung ein Gabel­ schlitz der Sperrvorrichtung mit einem gewisen Spiel den Abstandhalter. Durch die bekannte Sperrvorrichtung soll verhindert werden, daß im Falle eines Isolatorbru­ ches bei den unteren Isolatorketten der Abstandhalter um seinen Gelenkbolzen schwenkt und der an ihm verblie­ bene abgebrochene Teil der Isolatorkette an die nicht gebrochene Isolatorkette herangeführt wird. Es soll also ein hammerschlagartiges Aufschlagen eines gebro­ chenen Isolators auf einen intakten Isolator verhin­ dert werden; die bekannte Vorrichtung bedient sich hierzu eines Anschlages.

Aus der AT-PS 1 86 701 ist ferner ein vornehmlich für Freileitungen im Gebirge gedachtes Gehänge für Bündel­ leiter bekannt, wobei Teile der einzelnen Seilklemmen mit schwingfähigen Seilmulden an einem der gemeinsamen Aufhängung der diversen Seile dienenden Rahmen befe­ stigt sind. Dieser Rahmen hat im Querschnitt Doppel-T- Form, hat aber in erster Linie die Funktion einer Montageerleichterung beim Umlegen der einzelnen Seile aus den Auszugrollen in die Hängeklemmen. Insbesondere dient dieser Rahmen aber bei im Gebirge vorkommenden "Hochzug", was bei in Tälern gelegenen Masten vor­ kommt, zum Anbringen zusätzlicher Gewichte. Er ist also nicht wesentlicher Bestandteil der eine Vielge­ lenkkette bildenden eigentlichen Aufhängung solcher Seilbügel und vermag - bestimmungsgemäß - nicht die Folgen eines Isolatorbruches zu mindern.

Aus der DE-AS 11 33 445 ist eine Aufhängevorrichtung für Hochspannungsleiter mit Mehrfach-, insbesondere Doppel-Isolatoren bekannt, die über einen gemeinsamen Abstandhalter miteinander verbunden sind, an dem auch das Aufhängeelement für den Hochspannungsleiter, z. B. die Seilklemmenhalterung befestigt ist, wobei der zwi­ schen den Isolatoren oberhalb der Leitung befindliche Abstandhalter mit Übergewicht ausgebildet ist und da­ durch auch als Belastungsgewicht dient. Das Überge­ wicht kann auch durch der Formgestalt des Abstandhal­ ters angepaßte seitliche Gewichtsplatten gebildet sein. Es ist also der Einbau einer nicht unbeträchtli­ chen Zusatzmasse erforderlich, deren Wirkung jedoch verhältnismäßig gering bleiben muß, weil der Schwer­ punkt des Systems einen zu geringen Abstand vom im Falle eines Isolatorbruches wirksamen Momentandreh­ punkt hat.

Aus der DE-OS 27 54 106 ist ferner eine Abspanngarni­ tur für Doppel-Isolatorketten von Hochspannungsfreilei­ tungen bekannt mit einem, im Dreieck angeordnete An­ schlußstellen für die beiden Isolatorketten und die Seilaufhängung aufweisenden Rahmen, welcher einen die beiden Islatorketten distanzierenden Druckschenkel und zwei jeweils eine Isolatorkette mit der Seilaufhän­ gung verbindende Zugschenkel aufweist. Hierbei ist je­ der Zugschenkel des gelenkig ausgebildeten Rahmens aus mindestens zwei auseinanderklappbaren oder begrenzt auseinanderziehbaren, in der Normalstellung gegen die Seilzugbelastung verriegelten Rahmenteilen gebildet, die durch einen schwenkbar am Rahmen angelenkten, einen Auslösearm aufweisenden Seilaufhänger entriegel­ bar sind. Ferner ist am Rahmen ein Bewegungsdämpfer für die Aufklapp- bzw. Auseinanderziehbewegung der Zug­ schenkel angeordnet. Beim Bruch eines Isolators klappt der Seilaufhänger nach außen; am Ende der Bewegungsvor­ richtung nehmen die dann noch tragenden Laschen samt dem Seilaufhänger eine geradlinig nach unten weisende Stel­ lung ein. Am Ende des Bewegungsorganes wird die Last F urpötzlich abgebremst, was ohne zusätzliche Maßnah­ men mit Sicherheit zur Zerstörung der verbliebenen Isolatorkette führen würde. Um dies zu verhindern, ist zusätzlich ein Dämpfungsglied, offensichtlich ein Stoß­ dämpfer, eingebaut. Die bekannte Abspanngarnitur ist sehr vielteilig und äußerst kostenaufwendig. Außer dem genannten Seilaufhänger sind insgesamt 7 Laschen-Paare samt 8 Bolzen sowie das Dämpfungsglied erforderlich. Eine Vereinfachung dieser vielteiligen und dementspre­ chend kostenaufwendigen Konstruktion erscheint zweck­ mäßig.

Schließlich ist aus der DE 29 16 108 C2 ein wegen sei­ ner Baulänge lediglich für Abspannketten geeigneter dreieckförmiger Abstandhalter für Zweifach-Isolatoren­ ketten bekannt, wobei mit dessen Basisseite die Isola­ torenketten verbunden sind und an dessen Scheitel ein bei Reißen einer Isolatorkette infolge der Abfallbewe­ gung sich bleibend verformbarer Bremsteil angeschlos­ sen ist, an dem wiederum eine Leiterabspannung hängt. Dieser Abstandhalter besitzt zwei symmetrisch geform­ te, zusammen eine Y-Form bildende Laschen, die an ihren einen Enden über eine Stange fest miteinander verbunden sind, auf der distanziert voneinander drehba­ re Anschlußösen für die Isolatorenketten sitzen. Die Laschen verlaufen von den distanzierten Enden ab zu­ nächst aufeinander zu und ab einem Scheitel, um das eigentliche verformbare Bremsteil zu bilden, parallel zueinander. Beim Einsatz des bekannten Abstandhalters in Hängeketten würde die für das Bremsteil erforderli­ che Bauhöhe in kostenträchtiger Weise sich auf die Länge der Tragmasten auswirken. Die Schadensminderung im Falle eines Isolatorenbruches beruht auf bleibender Verformung des Abstandhalters, der deshalb im Schadens­ falle ersetzt werden muß.

Aufgabe der im Patentanspruch 1 definierten Erfindung ist es, eine Aufhängevorrichtung der gattungsbildenden Art so weiterzubilden, daß die unmittelbar nach einem Isolatorbruch in Erscheinung tretenden dynamischen Kräfte zu erheblicher Minderung der für die verbliebe­ nen Isolatoren besonders schädlichen Biegebeanspru­ chung beitragen.

Die im Hauptanspruch definierte grundsätzliche Lösung der Aufgabe erbringt zunächst eine Verkürzung der Bau­ höhe durch Fortfall der bislang notwendigen Lasche bzw. Doppelöse zwischen Dreigelenkslasche und Bündel­ aufhängung. Der Fortfall dieser Lasche samt der zugehö­ rigen Gelenkbolzen trägt auch zur Verbilligung der Baukosten bei. Die Bündelaufhängung selbst kann als Zweier-, Dreier-, Vierer- bzw. Vielfachaufhängung aus­ gebildet sein. Als entscheidende konstruktive Maßnahme beim Erfindungsgegenstand ist der Drehpunkt für den Lastumlagerungsfall allein in das Gelenk an der intak­ ten Isolator-Teilkette gelegt. Oberes und unteres Pha­ senteil vermindern durch ihr dynamisches Zusammenwir­ ken infolge ihrer Massen und Seilzuglast die Biege­ momentbeanspruchung der gesunden Isolatoren, da deren Momentan-Kräfte dämpfend auf die Bewegungen der Teile der Aufhängung unmittelbar nach einem Isolatorbruch wirken. Infolgedessen verläuft der Lastumlagerungsvor­ gang ruhiger und unter Vermeidung von Spannungsspitzen.

Darüber hinaus werden nach den Ansprüchen 2-7 folgende zusätzliche Vorteile erzielt:

Der Kettenabstandhalter ist gleichzeitig Bündelaufhän­ gung. Dadurch entfallen gegenüber der bisher übrigen Ausführung zwei Gelenke.

Gemäß Anspruch 3 bilden Bündelaufhängung und Kettenab­ standhalter eine Baueinheit, welche Gelenke sowohl mit den Isolator-Teilketten als auch mit den Phasenseil- Tragvorrichtungen hat.

Nach den Ansprüchen 4 und 5 ist die neue Baueinheit dank ihrer Dreieckform in fabrikatorisch einfacher Wei­ se aus einer oder auch zwei Blechtafeln geschnitten. Diese Lösung bietet sich besonders an, wenn zur Erhö­ hung der dynamischen Dämpfung in an sich bekannter Weise eine besonders große Masse dieses Bauteiles er­ wünscht ist.

Sofern es jedoch auf die Größe der Masse dieser Bauein­ heit weniger ankommt, bieten sich auch die Lösungen gemäß den Ansprüchen 6 und 7 an.

Bei der Lösung gemäß Anspruch 8 tritt zwar keine Minde­ rung der Anzahl der Gelenke in der Bündelaufhängung ein, aber es wird der zusätzliche Vorteil erhalten, daß die Baueinheit aus Kettenabstandhalter und Bündel­ aufhängung, die über ein mittels eines Scherbolzens gesperrtes Drehgelenk miteinander gekoppelt sind, im Falle eines Isolatorbruches zunächst wie die Bauein­ heit gemäß den Ansprüchen 2-7 wirkt, daß aber beim Übersteigen eines vorgegebenen Drehmomentwertes am Drehgelenk eine zusätzliche Dämpfwirkung durch die Scherkräfte erzielt ist.

Anspruch 9 beinhaltet die Weiterbildung der neuartigen Aufhängevorrichtung durch an sich bekanntes Anbringen von Zusatzmassen.

Alle Lösungsarten ist der Vorteil gemeinsam, daß sie sich sowohl bei Neubau von Hochspannungs-Freileitungen als auch bei der Ertüchtigung bestehender Ketten anwen­ den lassen.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

Fig. 1 die Ausführung der Vielgelenkkette bekannter Aufhängevorrichtungen mit Benummerung der ein­ zelnen Gelenke;

Fig. 2 die erfindungsgemäße Baueinheit aus Kettenab­ standhalter und Bündelaufhängung mit in Seiten­ ansicht dreieckiger Formgestaltung;

Fig. 3 die Baueinheit gemäß Fig. 2, jedoch in aufge­ löster Bauweise;

Fig. 4 die T-förmige Formgestaltung der Baueinheit, im übrigen analog Fig. 2;

Fig. 5 die Aufhängevorrichtung mit einer über ein Drehgelenk sowie ein Sperrteil mit einem Ket­ tenabstandhalter gekoppelte Bündelaufhängung;

Fig. 6 und 7 die Bewegungsvorgänge während der Lastum­ lagerung nach Bruch eines Isolators gemäß herkömmlicher Bauweise;

Fig. 8 und 9 die Bewegungsvorgänge analog Fig. 6 und 7, jedoch bei einer erfindungsgemäßen Auf­ hängevorrichtung und

Fig. 10 den Verlauf der Dehnung im Isolator über der Zeit.

Fig. 1 zeigt die Anordnung von Dreh-Gelenken 1-10 bei einer üblichen, als Vielgelenkkette aufgebauten Auf­ hängevorrichtung 20. Hierbei sind zwischen Gelenke 2 bzw. 9 aufweisenden Isolatoren-Teilketten 21 bzw. 22 mastseitig Gelenke 1 bzw. 10 sowie zu einer Dreigelenk­ lasche bzw. einem Kettenabstandhalter 23 hin Gelenke 3 bzw. 8 angeordnet. Zu Bündelleitern, die über eine Lasche bzw. Doppelöse 24 sowie Bündelaufhängung 25 auf­ gehängt sind, folgen die Gelenke 4 bzw. 5. Bei dem Seilbündel kann es sich um ein Zweier-, Dreier-, Vie­ rer- oder Vielfachbündel handeln; die Formgestaltung der Bündelaufhängung 25 richtet sich nach der Anzahl der Phasenseile des Bündels. In vorliegendem Falle sind durchwegs zwei Phasenseile 26, 27 dargestellt, die von Hängeklemmen 28, 29 getragen werden. Für die Aufhängung kommen Muldenhängeklemmen, Leitertragspiralen, Hänge­ klemmen mit Spiralverstärkung u. dgl. in Betracht. Unab­ hängig von der Form des jeweiligen Hängemittels ist dieses über Drehgelenke 6, 7 in der Bündelaufhängung 25 gelagert. In der nachfolgenden Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen werden sowohl für die Dreh-Gelenke als auch für die diversen Koppelteile, soweit einander entsprechend, die genannten Bezugszeichen verwendet.

Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel, bei dem der Kettenabstandhalter mit der Bündelaufhängung zu einem Binder bzw. Bündelträger 30 zusammengefaßt ist, der zu den Teilketten 21, 22 die Gelenke 3 und 8 auf­ weist. Außerdem sind in der lotrechten Quermittelebene des Bündelträgers 30 die Gelenke 6 und 7 zu den Hänge­ klemmen 28, 29 angeordnet. Es ist offensichtlich, daß im Vergleich zu herkömmlichen Aufhängevorrichtungen zwei Gelenke entfallen sind. Außerdem ist die hier sonst übliche Doppelöse entfallen. Die Wirkungsweise dieser neuen Anordnung wird später noch erläutert wer­ den. Der Bündelträger 30 hat hier in Seitenansicht die Form eines Dreiecks, dessen Basis nach oben und dessen Spitze nach unten weist. Normalerweise werden die Wan­ gen 31 aus zwei Platinen bzw. Blechen gebildet sein; für bestimmte Seilbündel-Ausführungen kann jedoch auch die einwangige Ausführung in Betracht kommen. Ferner ist zu ersehen, daß sämtliche gelenkig gelagerten Sei­ le des betreffenden Seilbündels über den als Binder wirkenden Bündelträger 30 gekoppelt sind.

Ein vom Grundprinzip her gleiches Beispiel ist in Fig. 3 dargestellt. Das in Seitenansicht gleichfalls dreieckförmige Tragteil, Bündelträger 30, ist jedoch hier in aufgelöster Bauweise aus Flachstahl-Schen­ keln 32, 33 samt fest verbundenen Querlaschen 34, 35 auf­ gebaut. Die Gelenke 3, 6, 7 und 8 sind wie beim Beispiel gemäß Fig. 2 angeordnet. Auch hier kann der Bündelträ­ ger 30 aus einer oder zwei dreieckförmigen Wangen 36 bestehen.

Das Beispiel gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von den vorstehend beschriebenen nur durch die Formgestaltung des Bündelträgers 30, dessen T-förmige Wangen 37 mit Flansch 38 und Steg 39 ein- oder zweistückig sein kön­ nen.

Das in Fig. 5 dargestellte Beispiel weist einen im Normalfalle, d. h. bis zu einer nur im Falle eines Isolator-Bruches in Extremfällen auftretenden Spitzen­ belastung, starren Bündelträger 40 auf. Dieser besteht zwar aus einem Kettenabstandhalter 23′, mit dem eine Bündelaufhängung 25′ über ein Dreh-Gelenk 4 verbunden ist. Doch sind hier der Kettenabstandhalter 23′ mit der Bündelaufhängung 25′ über ein Gesperre 41 für die Dauer normaler Beanspruchung starr gekoppelt. Das Ge­ sperre 41 kann als wesentliches Bauelement wahlweise eine Stabfeder oder einen Scherbolzen 42 aufweisen. Der Scherbolzen besteht zweckmäßigerweise aus einem Leichtmetall, z. B. Aluminium. Bis zum Ansprechen des Gesperres 41 verhält sich dieser Bündelträger 40 wie die zuvor beschriebenen Bündelträger 30. Die besondere Wirkungsweise dieses Ausführungsbeispieles wird nach­ folgend noch erläutert werden.

Anschließend wird die Wirkungsweise der Aufhängevor­ richtung im Falle eines Isolatorbruches, in diesem Falle in der Teilkette 21 bei der Bruchstelle 47, kurz erläutert. Da Masse samt Seilzug um ein Vielfa­ ches stärker wirken als das Verharrungsvermögen der Masse der verbliebenen Aufhängeteile, fallen die Sei­ le, die nach wie vor durch ihre Bündelaufhängung gelen­ kig gekoppelt sind, nahezu senkrecht nach unten und "nehmen" dabei über die Gelenke 4 und 5 die Lasche 24 und insbesondere die Dreigelenklasche 23 mit, die ja noch über das Gelenk 8 mit der Teilkette 22 verbunden ist. Hierdurch werden in extrem kurzer Zeit die Isola­ toren der Teilkette 22 nach rechts "herübergeholt", so daß gemäß einem Beispiel aus der Praxis nach 240 Milli­ sekunden die in Fig. 6 strichpunktiert eingezeichnete Lage entstanden ist. Fig. 7 veranschaulicht, ebenfalls strichpunktiert dargestellt, die dabei auftretenden Schwenkbewegungen von Dreigelenklasche 23 und Lasche 24. Hierbei erfahren die Isolatoren der Teilkette 22 Beanspruchungen, die weit über den zulässigen Werten liegen. Der zeitliche Verlauf ist in Fig. 10 darge­ stellt. Die voll ausgezogene Linie zeigt den Verlauf der Dehnung bei einer Aufhängung nach dem Stand der Technik.

Hier setzt nun die Erfindung ein, die sich der vorer­ wähnten Tendenz des möglichst senkrechten Absinkens der Gelenke 6 und 7 bedient.

Wie in der obigen Beschreibung bereits erwähnt und auch aus Fig. 8 und 9 ersichtlich, sind die Gelenke 6 und 7 über einen Binder, den Bündelträger 30, 40 direkt mit dem Gelenk 8 gekoppelt. Durch diese Maßnahme wird die Schwenkbewegung des Bündelträgers 30, 40 insbesonde­ re in der Anfangsphase erheblich verzögert. Aus dem oben geschilderten Massen- und Seilzug-Moment wirkt dem rechtsdrehenden, durch Pfeil 50 symbolisierten, Drehmoment ein linksdrehend wirkendes Kräftepaar 48, 49 entgegen. Nach 240 Millisekunden haben die Isolatoren der verbliebenen Teilkette 22 die aus Fig. 8 und der Bündelträger 30 die aus Fig. 9 ersichtliche Lage einge­ nommen. Hierbei wurden die Isolatoren erheblich gerin­ geren Beanspruchungen ausgesetzt. Fig. 10 zeigt den zeitlichen Verlauf der Dehnung an den Isolatoren als strichpunktierte Linien. Die Dehnungswerte betragen nach der erfindungsgemäßen Bündelaufhängung etwa 20% der Werte einer Aufhängung nach dem Stand der Technik.

Die in Fig. 5 dargestellte Aufhängevorrichtung wirkt zunächst wie vorstehend beschrieben. Sollte jedoch ein vorgegebener Maximalwert überschritten werden, dann löst das Gesperre 41 aus, was zusätzlich verzögernd wirkt.

Claims (9)

1. Aufhängevorrichtung für Hochspannungs-Bündelleiter mit in Seilrichtung angeordneten Zweifach-Isolato­ renketten, wobei zwischen den einander parallelen Isolatorenketten und den Seilen des Seilbündels einer Phase eine statisch bestimmte, mindestens einen Kettenabstandhalter und eine Bündelaufhängung aufweisende, eine Vielgelenkkette bildende Aufhän­ gung angeordnet ist, deren Teil durch Drehgelenke verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Bündelaufhängung (z. B. 30; 40) unmittelbar mit den untersten Gelenken (3, 8) der Isolatorenket­ ten (z. B. 21, 22) gelenkig verbunden ist und daß in an sich bekannter Weise zwischen der Bündelaufhän­ gung (z. B. 30; 40) und den Hängeklemmen (28, 29) der Phasenseile (26, 27) Gelenke (z. B. 6, 7) vorgesehen sind.

2. Aufhängevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bündelaufhängung (z. B. 30)

• - als Binder gestaltet,
• - unter Gelenkminderung um zwei Gelenke direkt mit den untersten Gelenken (3, 8) der Isolatorenketten (z. B. 21, 22) unmittelbar gelenkig verbunden ist und
• - die Gelenke (6, 7) zu den Hängeklemmen (28, 29) der Phasenseile (26, 27) aufweist.

3. Aufhängevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bündelaufhängung mit Kettenabstandhalter eine Baueinheit (Bündelträger 30) bildet, und daß diese Baueinheit Gelenke (z. B. 3, 8, 6, 7) sowohl mit den Isolator-Teilketten (21, 22) als auch mit den Phasenseil-Hängeklemmen (28, 29) hat.

4. Aufhängevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit als Bündelträger (30) gestaltet und aus mindestens einer Platine (Wange 31) gebil­ det ist.

5. Aufhängevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bündelträger (30) aus zwei parallelen Plati­ nen (Wangen 31) gebildet ist.

6. Aufhängevorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit als Bündelträger (30) gestaltet und aus mindestens einem quer zur Seilrichtung ge­ sehen dreieckförmigen Rahmen (aus 32, 33, 34, 35) ge­ bildet ist.

7. Aufhängevorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit als Bündelträger (30) gestaltet und aus mindestens einem quer zur Seilrichtung gese­ hen T-förmigen Tragteil (aus 38, 39) gebildet ist.

8. Aufhängevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bündelträger (40) zwischen den Drehgelenken (3, 8) am unteren Ende der Isolatoren-Teilketten (21, 22) und den Drehgelenken (6, 7) zu den Hängeklem­ men (28, 29) eine Sollbruchstelle mit einem Scherbol­ zen (42) vorgesehen ist und daß hierzu der Bündel­ träger (40) aus einer über ein Drehgelenk (4′) mit einem Kettenabstandhalter (23′) verbundenen Bündel­ aufhängung (25′) gebildet ist, wobei durch den als Gesperre eingebauten Scherbolzen (42) ein gegen­ seitiges Verschwenken der Bündelaufhängung (25′) ge­ genüber dem Kettenabstandhalter (23′) unterhalb eines vorbestimmten Extremwertes blockiert ist.

9. Aufhängevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise in möglichst großem Abstand vom Schwerpunkt (43) an dem Bündelträger (30, 40) mindestens eine Zusatzmasse (z. B. zusätzli­ che Platine, Massenanhäufung) angebracht ist.