DE3814152C2 - - Google Patents
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
- H02G7/00—Overhead installations of electric lines or cables
- H02G7/14—Arrangements or devices for damping mechanical oscillations of lines, e.g. for reducing production of sound
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- Suspension Of Electric Lines Or Cables (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer für
Leiterseile von elektrischen Freileitungen mit den im
Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.
Derartige Schwingungsdämpfer - die in der Regel als
sogenannte Stockbridge-Dämpfer bezeichnet werden -
sind beispielsweise aus US-PS 19 92 538 seit langem
bekannt. Sie weisen eine Seilklemme zur Befestigung
des Dämpfers am Leiterseil, ein Stahlseil als eigen
gedämpftes, nach Art einer Blattfeder ausgebildetes,
elastisches Federelement sowie zwei jeweils an einem
der beiden Freienden des Stahlseiles angeordnete,
träge Massenkörper auf. Der Schwingungsdämpfer stellt
ein gedämpftes, schwingungsfähiges System dar, das mit
dem Leiterseil gekoppelt ist. Wird letzteres beispiels
weise durch Windangriff zu Schwingungen angeregt, so
gerät der Schwingungsdämpfer mit seinem Federelement
und den darin aufgehängten Massenkörpern mit in
Schwingung und entzieht dem Leiterseil durch die
Dämpfungseigenschaften des Federelementes Schwingungs
energie.
Ein besonderes Problem bei Schwingungsdämpfern für
Leiterseile stellt die Vermeidung von sogenannten Teil
entladungen oder Korona-Erscheinungen dar, die im all
gemeinen an unter Spannung stehenden Armaturen von
elektrischen Freileitungen auftreten können.
Solche Korona-Erscheinungen - die wegen ihrer optischen
Erscheinungsform in der Regel als Glimmpunkte, Büschel,
Stielbüschel oder Stiele bezeichnet werden - erzeugen
Störwirkungen durch die von ihnen ausgehenden
elektromagnetischen Wellen, akustische Emissionen und
elektrische Verluste. Sie müssen daher möglichst ver
hindert werden.
Abgesehen vom Absolutwert der elektrischen Spannung,
mit der die Freileitung beaufschlagt wird, hängt die
Tendenz zur Ausbildung von Korona-Erscheinungen im
wesentlichen von den geometrischen Gegebenheiten und
der äußeren Form der Schwingungsdämpfer ab, da bei
einem geladenen Körper besonders hohe Feldstärken an
Partien mit sehr geringen Krümmungsradien - vor allem
an Kanten oder Spitzen also - auftreten. Entsprechend sind
Schwingungsdämpfer mit Massenkörpern bekannt
(US-PS 19 92 538, DE-PS 13 03 538), die eine rohrähnliche bzw.
glocken- oder birnenförmige Gestalt aufweisen, wobei
die Massenkörper jeweils bezüglich einer durch das
Stahlseil verlaufenden Vertikal- und Horizontalebene
symmetrisch gestaltet sind. Bei den Massenkörpern
handelt es sich also im wesentlichen um Rotationskörper,
deren Mantelfläche über den gesamten Umfang gleichmäßig
gekrümmt ist und demzufolge keine scharfen Kanten oder
Spitzen aufweist.
Um die Innenräume derartiger Massenkörper wasser- bzw.
eisfrei zu halten, wurde gemäß DE-GM 79 10 461 U1 bereits
vorgeschlagen, die Unterseite der Massenkörper offen
zu gestalten, so daß Regenwasser mitsamt beliebiger
Verunreinigungen abfließen kann. Durch die Öffnung an
der Unterseite der Massenkörper sind letztere bezüglich
einer durch das Stahlseil verlaufenden Horizontalebene
asymmetrisch gestaltet. An den dem Leiterseil abgewandten
Öffnungsrändern weisen die Massenkörper sehr kleine
Krümmungsradien auf. Dies ist insofern von Nachteil,
daß solche geringen Krümmungsradien das Auftreten von
unerwünschten Korona-Erscheinungen begünstigen.
Es sind weiterhin Schwingungsdämpfer der eingangs
genannten Art bekannt, bei denen die Massenkörper gabel-
bzw. U-förmig ausgebildet sind, wobei deren Schenkel
parallel und in einer Horizontalebene mit dem
Stahlseil angeordnet sind. Alle Schenkel dieser U-för
migen Massenkörper weisen einen abgerundeten Quer
schnitt auf, wobei zur Herabsetzung der an den beson
ders stark gekrümmten Partien der Körperoberfläche
maximal auftretende Feldstärken die Freienden der
Stahlseil-parallelen U-Schenkel kugelartige Verdickun
gen und die U-Basisschenkel ebenfalls verdickt ausge
bildet sind. Mit dieser Ausgestaltung läßt sich zwar
eine gewisse Verbesserung hinsichtlich der Vermeidung
von Korona-Erscheinungen erzielen, jedoch hat die
Praxis gezeigt, daß hier nach wie vor Verbesserungen
zur weitgehenden Ausschaltung solcher Erscheinungen
notwendig sind.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, einen Schwingungsdämpfer der eingangs genann
ten Art so weiterzubilden, daß Korona-Erscheinungen,
wie Glimmpunkte, Stiel-, Büschel- oder Stielbüschel-
Entladungen nicht oder allenfalls in weit verringertem
Maße bzw. erst bei sehr viel höheren Spannungen an der
Freileitung auftreten.
Die Lösung dieser Aufgabe ist in den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruches 1 angegeben. Bei der Entwick
lung des Erfindungsgegenstandes wurde dabei von der
Erkenntnis Gebrauch gemacht, daß im Feldbereich
zwischen dem Leiterseil und dem Schwingungsdämpfer die
an den Oberflächen dieser Bauteile auftretenden,
elektrischen Feldstärken verringert sind. Dies ist
darauf zurückzuführen, daß sich die auf beiden Bautei
len befindlichen Ladungsträger gleicher Polarität
einander abstoßen und somit im Bereich der einander
zugewandten Oberflächen dieser beiden Bauteile sich
weniger felderzeugende Ladungsträger befinden, als in
den einander abgewandten Bereichen des Massenkörpers
bzw. des Leiterseiles. Beispielsweise haben Labor
versuche, Praxisbeobachtungen und theoretische
Berechnungen an den obengenannten Schwingungsdämpfern
mit U-förmigen Massenkörpern gezeigt, daß trotz der
symmetrischen Ausgestaltung der Massenkörper bezüglich
einer durch das Federelement verlaufenden Horizontal
ebene an den gleich gestalteten Ober- bzw. Unterseiten
der Massenkörper voneinander erheblich abweichende
Feldstärken auftreten (siehe dazu Fig. 4A).
Entsprechend ist es nicht notwendig, die dem Leiter
seil zugewandten Kantenbereiche und Partien der Massen
körper mit einem genauso großen Krümmungsradius auszu
statten, wie die entsprechenden, dem Leiterseil
abgewandten Bereiche. Entsprechend sind die Massen
körper des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers bezüg
lich einer durch das Federelement verlaufenden Horizon
talebene im Gegensatz zu den Dämpfern nach dem Stande
der Technik asymmetrisch gestaltet, wobei die dem Lei
terseil zugewandten Kantenbereiche bzw. Partien der
Massenkörper kleine Krümmungsradien und deren dem Lei
terseil abgewandten Kantenbereiche bzw. Partien
demgegenüber vielfach größere Krümmungsradien aufwei
sen. Durch die Felderniedrigung im Raum zwischen dem
Massenkörper und dem Leiterseil wird trotz der dort
vorhandenen kleinen Krümmungsradien eine niedrige Maxi
malfeldstärke eingehalten. Durch die demgegenüber viel
fach größeren Krümmungsradien in den dem Leiterseil
abgewandten Bereichen der Massenkörper tritt auch hier
eine gegenüber den Massenkörpern nach dem Stande der
Technik erheblich reduzierte Maximalfeldstärke auf,
wodurch Korona-Erscheinungen weitgehend ausgeschaltet
bzw. erst bei erheblich größeren Spannungen auftreten.
Eine das im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebene
Grundprinzip benutzende, besonders vorteilhafte Ausge
staltung der Massenkörper ist im Kennzeichen des An
spruches 2 angegeben. Letztere sind demnach etwa
schalenförmig ausgebildet, wobei die Schalenoffenseite
mit dem oberen, stark gekrümmten Schalenrand dem
Leiterseil zugewandt ist. Die dem freien Raum zugewand
te Unterseite der Schale besitzt also Rundungen mit
großen Radien und damit alle Voraussetzungen für eine
hohe Korona-Festigkeit. Außerdem weisen die Massenkör
per dann eine Form auf, die geschmiedet werden kann,
was eine Fertigungsvereinfachung und Qualitätsverbes
serung mit sich bringt. Ein weiterer Vorteil der Ausge
staltung nach Anspruch 2 liegt darin, daß Windgeräu
sche, wie sie bei glocken- oder birnenförmigen, innen
hohlen Massenkörpern nach dem Stande der Technik fest
gestellt wurden, nicht auftreten können.
Eine Optimierung hinsichtlich der Korona-Festigkeit
wird durch die im Anspruch 3 angegebene Ausbildung der
dem Leiterseil abgewandten Schalenunterseite nach Art
eine Ellipsoid-Teilfläche erzielt.
Schwingungsdynamische und damit dämpfungstechnische
Vorteile bietet die im Anspruch 4 angegebene Verbin
dung und Befestigung der schalenförmigen Massenkörper
an dem als gedämpftes Federelement wirkenden Stahl
seil, wie sie an sich bereits von den U-förmigen
Massenkörpern her bekannt sind.
Durch die im Anspruch 5 angegebene Anordnung des Stahl
seiles etwa in der vom Schalenrand aufgespannten Ebene
werden verschiedene Vorteile erzielt. Im Gegensatz zu
den Schwingungsdämpfern nach dem Stande der Technik
stehen damit die Massenkörper nämlich nicht oder nur
unwesentlich über das Federelement nach oben in Rich
tung Leiterseil hinaus. Zwischen dem Leiterseil und
den diesem zugewandten Begrenzungsflächen der Massen
körper muß nun ein bestimmter Mindestabstand vorhanden
sein, um ein Anschlagen der Massenkörper infolge deren
Schwingens zu verhindern. Da die Körper keinen oder
allenfalls einen geringen Überstand nach oben über das
Federelement aufweisen, kann letzteres näher am Leiter
seil angeordnet sein. Dies bedeutet, daß die Seilklem
me des Erfindungsgegenstandes eine geringere Bauhöhe
als bei den Schwingungsdämpfern nach dem Stande der
Technik aufweisen kann. Damit wiederum wird die Masse
der Seilklemme - die im schwingungsfähigen System ja
eine ungefederte Masse darstellt - reduziert. Auch
werden die vom Schwingungsdämpfer über seine Seilklem
me auf das Leiterseil übertragenen Momente durch die
geringere Bauhöhe der Seilklemme reduziert. Solche
Momente können durch unterschiedliche Massen der
Massenkörper erzeugt werden, wie sie aufgrund von
Fertigungstoleranzen oder in beabsichtigter Weise zur
Anpassung des Schwingungsdämpfers an verschiedene zu
bedämpfende Schwingungsfrequenzen des Leiterseiles
(siehe DE-PS 13 03 538) auftreten können. Nicht zu
letzt wird durch die niedrige Seilklemme die Bauhöhe
des gesamten Schwingungsdämpfers reduziert, was
wiederum durch die Kombination der schalenförmigen
Massenkörper mit der niedrigen Seilklemme eine stark
verbesserte Korona-Festigkeit mit sich bringt.
Durch die im Anspruch 6 angegebene Ausgestaltung der
Schalenböden wird eine Ansammlung von Wasser oder eine
Eisbildung in den Massenkörpern vermieden. Durch die
beschriebene Durchbrechung wird außerdem ein Anschla
gen der Massenkörper an das als Federelement wirkende
Stahlseil wirkungsvoll vermieden.
Durch die Anordnung der die Durchbrechung seitlich
begrenzenden Randkantenbereiche der Durchbrechung
gemäß Anspruch 7 bewirken diese stark gekrümmten Par
tien in den dem Leiterseil abgewandten Bereichen der
Massenkörper keinerlei Verschlechterung der Korona
festigkeit.
Die Erfindung wird in einem Ausführungsbeispiel anhand
der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines an einem Leiterseil
befestigten Schwingungsdämpfers,
Fig. 2 eine Ansicht eines Massenkörpers aus Pfeilrich
tung II gemäß Fig. 1,
Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch einen Massenkörper
entlang der Geraden III-III gemäß Fig. 2 und
Fig. 4 schematische Seitenansichten von Schwingungs
dämpfern nach dem Stande der Technik (A) bzw.
gemäß der Erfindung (B) mit einer grafischen
Darstellung der Feldstärkeverteilung auf der
Leiterseil- bzw. Dämpferoberfläche.
Der Schwingungsdämpfer (1) ist mittels der Seilklemme
(2) an dem Leiterseil (3) einer elektrischen Freilei
tung befestigt. Dazu umgreift die Seilklemme (2) in
üblicher Weise mit ihrem im Längsschnitt hakenförmigen
Ende (4) das Leiterseil (3). Der durch eine Maschinen
schraube (5) beaufschlagte Klemmkörper (6) fixiert die
Seilklemme (2) am Leiterseil (3).
Das untere Ende (7) der Seilklemme (2) ist zylinder
hülsenartig geformt und bildet damit eine parallel zum
Leiterseil (3) verlaufende Öffnung (8), durch die ein
Stahlseil (9) als eigengedämpftes, nach Art einer
Blattfeder ausgebildetes, elastisches Federelement
hindurchgesteckt ist. Durch eine Verpressung am Ende
(7) ist das Stahlseil (9) bezogen auf seine Längsaus
dehnung mittig in der Öffnung (8) fixiert.
An den beiden Freienden (10) des Stahlseils (9) sind
die beiden Massenkörper (11, 12) befestigt. Letztere
sind bezüglich der durch das Stahlseil (9) verlaufen
den Vertikalebene (13) symmetrisch und bezüglich der
durch das Stahlseil (9) verlaufenden Horizontalebene
(14) asymmetrisch gestaltet. Wie aus den Fig. 1-3 deut
lich wird, sind die Massenkörper (11, 12) jeweils scha
lenförmig ausgebildet, wobei deren Offenseite (15) mit
dem oberen, stark gekrümmten Schalenrand (16) dem Lei
terseil (3) zugewandt ist. Die letzterem abgewandte
Schalenunterseite (17) ist etwa nach Art einer Ellip
soid-Teilfläche ausgebildet. Beide Massenkörper
(11, 12) sind jeweils derart in vertikaler Überdeckung
mit den entsprechend darüberliegenden Abschnitten des
Stahlseiles (9) angeordnet, daß die mechanische Verbin
dung zwischen diesen beiden Bauteilen jeweils in den
einander abgewandten, außenliegenden Randbereichen
(18, 19) der Massenkörper (11, 12) erfolgt. Dazu weisen
die Körper (11, 12) jeweils auf der Innenseite (20)
dieser Randbereiche (18, 19) einen einstückig angeform
ten blockartigen Ansatz (21) auf, der in seinem oberen
Teil mit einer horizontalen Einstecköffnung (22) für
die Freienden (10) des Stahlseiles (9) versehen ist.
Wie insbesondere aus den Fig. 1 und 3 deutlich wird,
ist das Stahlseil (9) etwa in der vom Schalenrand (16)
aufgespannten Ebene angeordnet, wobei ein geringer, an
sich unerheblicher Überstand (23) des Schalenrandes
(16) über das Stahlseil (9) zu verzeichnen ist. Durch
diese Ausgestaltung kann bei einem konstruktiv festge
legten Mindestabstand (24) des Schalenrandes (16) zum
Leiterseil (3) die Bauhöhe (25) der Seilklemme (2)
reduziert werden.
Die Schalenböden (26) der beiden Massenkörper (11, 12)
weisen jeweils im vertikalen Überdeckungsbereich mit
dem Stahlseil (9) eine langgestreckte Durchbrechung
(27) mit gegenüber dem Durchmesser (28) des Stahlsei
les etwa dreifacher Breite (29) auf. Die Durchbrechung
(27) endet jeweils kurz vor dem Ansatz (21) auf der
Innenseite (20). Die beiden etwa parallel zum Stahl
seil (9) verlaufenden Randkanten (30) der Durchbre
chung (27) sind einander zugewandt (Fig. 3).
In Fig. 4 ist zur Verdeutlichung der Erfindung der
erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer (1) einem Schwin
gungsdämpfer (1′) mit herkömmlichen, U-förmigen Massen
körpern (11′, 12′) gegenübergestellt. Die an den Ober
flächen der Leiterseile (3, 3′) und der Massenkörper
(11, 12 bzw. 11′, 12′) eingetragenen, kurzen Geraden
stücke stellen dabei Feldstärkevektoren (31) dar, die
mit Hilfe des sogenannten Ersatzladungsverfahrens ana
lytisch berechnet wurden. Auffällig sind dabei in
Fig. 4A die geringeren Feldstärken in den Randkanten
bereichen und Partien des Schwingungsdämpfers (1′),
die dem Leiterseil (3′) zugewandt sind, obwohl die
Massenkörper (11′, 12′) bezüglich der durch das Stahl
seil (9′) verlaufenden Horizontalebene (14′) sym
metrisch ausgebildet sind. Demgegenüber treten bei den
Massenkörpern (11, 12) des Erfindungsgegenstandes
(Fig. 4B) in den dem Leiterseil (3) zu- bzw. abgewand
ten Kantenbereichen und Partien etwa gleich große und
gegenüber dem Schwingungsdämpfer (1′) nach dem Stande
der Technik erheblich reduzierte Feldstärken auf. Der
erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer (1) neigt also
erheblich weniger zu Korona-Erscheinungen, wie Glimm
punkten, Stiel-, Büschel- oder Stiel-Büschel-Entladun
gen. Auch ist aus einem Vergleich der Fig. 4A und B
die niedrigere Bauhöhe (25) der Seilklemme (2) des
Erfindungsgegenstandes gegenüber der Seilklemme (2′)
des Schwingungsdämpfers (1′) nach dem Stande der
Technik bei etwa gleichen Mindestabständen (24, 24′)
zwischen den Massenkörpern (11, 12 bzw. 11′, 12′) und
dem Leiterseil (3 bzw. 3′) erkennbar.
Claims (8)
1. Schwingungsdämpfer für Leiterseile (3) von
elektrischen Freileitungen mit
- - einer Seilklemme (2) zur Befestigung des Dämpfers (1) am Leiterseil (3),
- - einem eigengedämpften nach Art einer Blattfeder ausgebildeten, elastischen Federelement, vorzugs weise einem Stahlseil (9), das bezogen auf seine Länge etwa mittig von der Seilklemme (2) gehalten ist und
- - zwei jeweils an einem der beiden Freienden (10)
des Federelementes (Stahlseil 9) angeordneten,
trägen Massenkörpern (11, 12), die
- - vorzugsweise bezüglich einer durch das Federelement (Stahlseil 9) verlaufenden Vertikalebene (13) symmetrisch und
- - bezüglich einer durch das Federelement (Stahlseil 9) verlaufenden Horizontalebene (14) asymmetrisch gestaltet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die dem Leiterseil (3) zugewandten Kantenbereiche
bzw. Partien der Massenkörper (11, 12) kleine Krümmungsradien
und deren dem Leiterseil (3) abgewandten
Kantenbereiche bzw. Partien demgegenüber vielfach
größere Krümmungsradien aufweisen.
2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Massenkörper (11, 12) jeweils schalenförmig
ausgebildet sind, wobei deren Offenseite (15) mit
dem oberen, stark gekrümmten Schalenrand (16) dem
Leiterseil (3) zugewandt ist.
3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die etwa nach Art einer Ellipsoid-Teilfläche
ausgebildete, schwach gekrümmte Schalenunterseite
(17) dem Leiterseil (3) abgewandt ist.
4. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die schalenförmigen Massenkörper (11, 12) je
weils derart in verikaler Überdeckung mit den ent
sprechend darüberliegenden Abschnitten des Feder
elementes (Stahlseil 9) angeordnet sind, daß die
mechanische Verbindung zwischen diesen Bauteilen
jeweils in den einander abgewandten, außenliegenden
Randbereichen (18, 19) der Massenkörper (11, 12) er
folgt.
5. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Federelement (Stahlseil 9) etwa in der vom
Schalenrand (16) aufgespannten Ebene angeordnet ist.
6. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schalenböden (26) der beiden Massenkörper
(11′ 12) jeweils im Überdeckungsbereich mit dem
Federelement (Stahlseil 9) eine langgestreckte
Durchbrechung (27) aufweisen.
7. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die die Durchbrechung (27) seitlich begrenzen
den, stark gekrümmten Randkanten (30) der Durch
brechung (27) einander zugewandt sind.
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DE19883814152 DE3814152A1 (de) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | Schwingungsdaempfer fuer leiterseile von elektrischen freileitungen |
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DE19883814152 DE3814152A1 (de) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | Schwingungsdaempfer fuer leiterseile von elektrischen freileitungen |
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DE3814152C2 true DE3814152C2 (de) | 1990-05-23 |
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Family Applications (1)
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1988
- 1988-04-27 DE DE19883814152 patent/DE3814152A1/de active Granted
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