DE4400617A1 - Elektrische Freileitung mit Schwingungsdämpfer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Freileitung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1. Bei derartigen Freileitungen werden die die elektrische Energie transportierenden Leiterseile unter bestimmten Bedingun­ gen vom Wind zu mechanischen Schwingungen angeregt. Die Leiterseil­ schwingungen können zu mechanischen Beschädigungen bis hin zur Zerstö­ rung des Leiterseiles führen. Deshalb werden die mechanischen Schwingungen mit Hilfe von Schwingungsdämpfern, welche am Leiterseil befestigt sind, be­ dämpft. Um eine ausreichende Dämpfung bereitzustellen, enthalten bestimmte Arten von Schwingungsdämpfern ein Dämpferseil mit federelastischen und mit Dämpfungseigenschaften. Ein derartiges, stabähnliches Dämpferseil ist aus DT 20 33 921 bekannt. Dort trägt das Dämpferseil an seinen beiden Längsen­ den jeweils ein Dämpfergewicht.

Das Dämpferseil besteht üblicherweise aus mehreren miteinander verseilten Drähten. Die Federwirkung des Dämpferseiles wird im wesentlichen durch eine Biegung der einzelnen Drähte quer zur Seillängsrichtung erzeugt. Die Dämp­ fungswirkung ist eine Folge der Reibung der einzelnen Drähte aneinander.

Da das aus DT 20 33 921 bekannte Dämpferseil stabartig ausgebildet ist, ist die Dämpfungswirkung des Schwingungsdämpfers von sehr großen Dämpferge­ wichten abhängig. Dadurch ergeben sich erhebliche konstruktive und physika­ lische Abstimmungsprobleme zwischen dem Dämpferseil und dem Dämpfer­ gewicht. Folglich ist auch die erforderliche physikalische Anpassung des ge­ samten Schwingungsdämpfers an das Leiterseil erschwert und unter bestimm­ ten Bedingungen nicht mehr gegeben. Eine ausreichende Bedämpfung der mechanischen Schwingungen des Leiterseiles ist dann nicht mehr möglich.

Ausgehend von den geschilderten Nachteilen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Dämpfungswirkung des eingangs beschriebenen Schwingungs­ dämpfers weiter zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskom­ bination des Anspruches 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist das Dämpferseil als Schraubenfeder geformt. Die Schraubenfeder führt aufgrund ihrer Federwirkung zu einer zusätzlichen Dämpfungswirkung des Dämpferseiles. Die Federwindungen erhöhen außer­ dem den Verseilungsgrad der einzelnen Drähte. Dadurch vergrößert sich die Reibung der aneinanderliegenden Drähte, wodurch die Dämpfungswirkung des Dämpferseiles weiter verbessert ist.

Die schraubenfederartige (helixförmige) Ausbildung des Dämpferseiles ermög­ licht in Richtung der Längserstreckung des Dämpferseiles eine größere effek­ tive Seillänge. Um einen geforderten Dämpfungsbetrag zu erzielen, kann das erfindungsmäßige Dämpferseil in Richtung seiner Längserstreckung im Ver­ gleich zu herkömmlichen Dämpferseilen kürzer gestaltet werden. Dies ist sehr vorteilhaft bei bestimmten Einbaubedingungen des Schwingungsdämpfers, z. B. wenn mehrere Schwingungsdämpfer auf engem Raum nebeneinander ange­ ordnet sein sollen.

Weiterhin bewirkt die schraubenfederartige Ausgestaltung des Dämpferseiles eine größere mechanische Reaktionsträgheit bei der Anregung durch mecha­ nische Schwingungen des Leiterseiles. Dies führt zu einer größeren Phasen­ verschiebung zwischen den Schwingungen des Leiterseiles und des Schwingungsdämpfers. Die vergrößerte Phasenverschiebung führt zu einer zusätzlichen Bedämpfung der Leiterseilschwingungen.

Der erfindungsmäßige Schwingungsdämpfer eignet sich vor allem für die Dämpfung hochfrequenter Seilschwingungen, auch Karman-Schwingungen genannt.

Die Ansprüche 3 und 4 betreffen Maßnahmen für die erforderliche mechanisch stabile Befestigung des Schwingungsdämpfers am Leiterseil. Dadurch ist die Einleitung der erforderlichen Dämpfungskräfte in das Leiterseil gewährleistet.

Eine Anordnung des schraubenfederartigen Dämpferseiles gemäß Anspruch 5 ermöglicht seinen Einsatz in einem mit einem Dämpfergewicht versehenen Schwingungsdämpfer. Ein derart angeordnetes Dämpferseil erreicht bereits mit sehr geringer Windungsanzahl die Feder- und Dämpfungswirkung eines her­ kömmlichen, stabähnlichen Dämpferseiles mit einem oder zwei Dämpferge­ wichten an seinen Längsenden. Die konstruktiven Abmessungen des gesamten Schwingungsdämpfers sind deshalb bei gleicher Dämpfungswirkung erheblich verringert.

Gemäß Anspruch 6 verlaufen die Federlängsrichtung des Dämpferseiles und die Leitungslängsrichtung des Leiterseiles parallel zueinander. In diesem Fall weist der Schwingungsdämpfer kein zusätzliches Dämpfergewicht auf. Das Dämpferseil ummantelt gewissermaßen das Leiterseil mit Radialabstand. Eine derartige Anordnung des Dämpferseiles ermöglicht eine gleichmäßige Dämp­ fung von mechanischen Schwingungen mit verschiedensten Schwin­ gungsrichtungen.

Ohne Dämpfergewicht ist dieser Schwingungsdämpfer konstruktiv sehr einfach mit wenigen Bauteilen und somit auch sehr kostengünstig aufgebaut. Die be­ reits genannte größere effektive Länge des schraubenfederartigen Dämpfer­ seiles ermöglicht den Einbau eines Schwingungsdämpfers mit der erforderli­ chen Dämpfungswirkung entlang eines sehr kurzen Streckenabschnittes des Leiterseiles. Dadurch ist ebenfalls die Aneinanderreihung mehrerer Schwin­ gungsdämpfer bei geringem Raumbedarf möglich. Außerdem sind die mecha­ nischen Biegebeanspruchungen des Leiterseiles aufgrund der entfallenden Dämpfergewichte verringert.

Die helixförmige Konstruktion des Dämpferseiles vergrößert außerdem die ei­ gene Spannungsfestigkeit gegenüber dem Leiterseil. Dadurch ist das Dämp­ ferseil vor Beschädigungen verbessert geschützt. Eventuelle elektrische Isola­ tionsmaßnahmen sind überflüssig.

Mehrere Dämpferseile gemäß Anspruch 7 ermöglichen eine entsprechend größere Dämpfungswirkung des Schwingungsdämpfers. Die parallele Anord­ nung der einzelnen Dämpferseile gewährleistet eine gleichmäßige Belastung sämtlicher Dämpferseile.

Sind mehrere Dämpferseile gemäß Anspruch 6 angeordnet, so wirken sie zu­ sammen wie eine elektrische Reuse. Sie verbessern dadurch die Koronafe­ stigkeit des Schwingungsdämpfers.

Anspruch 8 unterstützt das Zusammenwirken mehrerer Dämpferseile als mechanische Einheit. Die Dämpfungskräfte werden noch wirksamer in das Leiterseil eingeleitet.

Die Ansprüche 9 bis 11 vergrößern die Dämpfungsleistung des Schwingungs­ dämpfers und erzeugen eine über sämtliche Schwingfrequenzen des Leitersei­ les konstantere Dämpfungswirkung des Schwingungsdämpfers. Gemäß Anspruch 9 ist auch jede einzelne Windung des Dämpferseiles nach Art einer Schraubenfeder geformt. Dadurch entstehen bei gleichbleibendem Raumbedarf des Schwingungsdämpfers erheblich vergrößerte innere Reibungskräfte des Dämpferseiles.

Die Ansprüche 12 und 13 schlagen verschiedene Werkstoffe für das Dämpfer­ seil vor.

Der Erfindungsgegenstand wird anhand der in den Figuren dargestellten Aus­ führungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein am Leiterseil befestigter Schwingungsdämpfer mit Dämpferge­ wicht,

Fig. 2 ein am Leiterseil befestigter Schwingungsdämpfer ohne Dämpferge­ wicht.

Ein in Fig. 1 dargestelltes Leiterseil 1 verläuft in Leitungslängsrichtung 2. Ein Schwingungsdämpfer 3 ist am Leiterseil 1 befestigt. Der Schwingungs­ dämpfer 3 besteht im wesentlichen aus einem schematisch dargestellten Klemmkörper 12, aus zwei schraubenfederartigen Dämpferseilen 5 und aus einem Dämpfergewicht 6. Der Klemmkörper 12 dient der klemmfixierten Einlage des Querschnitts des Leiterseiles 1. Die beiden Dämpferseile sind in Leitungslängsrichtung 2 voneinander beabstandet. Mit ihrem dem Leiterseil 1 zugewandten Federende 7 sind die beiden Dämpferseile 5 an dem Klemm­ körper 12 befestigt. Ausgehend von dem Federende 7 erstreckt sich das eine Dämpferseil 5 nach Art einer Rechtsschraube in Richtung des Dämpferge­ wichtes 6, während das andere Dämpferseil 5 nach Art einer Linksschraube in Richtung des Dämpfergewichtes 6 verläuft. Die Dämpferseile 5 enthalten eine Mehrzahl von Windungen 8. Die Windungen 8 des Dämpferseiles 5 sind in ei­ ner rechtwinklig zur Leitungslängsrichtung 2 verlaufenden Federlängsrichtung 9 aneinandergereiht.

Der Schwerpunkt S des Dämpfergewichtes 6 ist gegenüber einer den Abstand der beiden Dämpferseile 5 halbierenden, in Federlängsrichtung 9 verlaufenden Symmetrieachse 10 versetzt angeordnet. Das an den Federenden der Dämp­ ferseile 5 befestigte Dämpfergewicht 6 belastet deshalb die beiden Dämpfer­ seile 5 ungleichmäßig. In einem weiteren, hier nicht dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel belastet das Dämpfergewicht 6 die beiden Dämpferseile 5 gleichmäßig.

In Fig. 2 besteht der Schwingungsdämpfer 3 aus zwei Dämpferseilen 5 und zwei Klemmkörpern 12. Die Federlängsrichtung 9 verläuft in Fig. 2 parallel zur Leitungslängsrichtung 2. Beide Dämpferseile 5 umgeben das Leiterseil 1 mit gleichem radialen Abstand. Die beiden in Leitungslängsrichtung 2 einander benachbarten Federenden 7 sind am Randbereich des scheibenartigen Klemmkörpers 12 befestigt. Die hiervon in Leitungslängsrichtung 2 gegenüber­ liegenden Federenden 11 sind an einem weiteren, identischen Klemmkörper 12 in gleicher Weise befestigt. Das Leiterseil 1 durchdringt flanschartig einen zen­ tralen Bereich der beiden Klemmkörper 12. Dadurch ist eine mechanisch stabile Klemmfixierung des Leiterseiles 1 am Schwingungsdämpfer 3 erreicht.

Bei mechanischen Schwingungen des Leiterseiles 1 in Fig. 2 kommt es zu Re­ lativbewegungen zwischen den beiden Klemmkörpern 12. Dadurch werden die beiden Dämpferseile 5 gestaucht und gedehnt. Die Krümmungsänderungen der Dämpferseile 5 erzeugen große Reibungskräfte in den Dämpferseilen 5, die die Dämpfung der mechanischen Schwingungen des Leiterseiles 1 bewirken.

Wegen der beim Schwingungsdämpfer 3 in Fig. 2 fehlenden, als konzentrierte Masse wirksamen Dämpfergewichtes 6 ist dieser Schwingungsdämpfer 3 leichter als Schwingungsdämpfer entsprechender herkömmlicher Bauart.

In einem weiteren, hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Klemmkörper 12 zur Befestigung der Federenden 7, 11 auch durch eine kon­ struktiv anders gestaltete Dämpferklemme oder Tragklemme ersetzt sein. Der Klemmkörper 12 kann auch einstückiger Bestandteil einer Tragklemme sein.

Bezugszeichenliste

 1 Leiterseil
 2 Leitungslängsrichtung
 3 Schwingungsdämpfer
 5 Dämpferseil
 6 Dämpfergewicht
 7 Federende
 8 Windung
 9 Federlängsrichtung
10 Symmetrieachse
11 Federende
12 Klemmkörper
S Schwerpunkt

Claims (13)

1. Elektrische Freileitung mit einem

• - am Leiterseil (1) befestigten und
• - ein aus mehreren miteinander verseilten Drähten bestehendes Dämpfer­ seil (5) enthaltenden Schwingungsdämpfer (3) zur Dämpfung mechanischer Schwingungen des Leiterseiles (1), dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpferseil (5) in seiner Längsrichtung (9) in sich schraubenlinien­ förmig zur Bildung einer Schraubenfeder gewunden ist.

2. Freileitung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Windung des Dämpferseiles (3) von mindestens 360°.

3. Freileitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpferseil (5) mit mindestens einem seiner beiden in Federlängs­ richtung (9) angeordneten Federenden (7, 11) am Leiterseil (1) befestigt ist.

4. Freileitung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Federende (7, 11) mit einem am Leiterseil (1) befestigten Klemm­ körper (12) verbunden ist.

5. Freileitung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpferseil (5) mit dem einen Federende (7) am Leiterseil und mit dem anderen Federende (11) an einem Dämpfergewicht (6) befestigt ist, wobei die Federlängsrichtung (9) rechtwinklig zur Längsrichtung (2) des Lei­ terseiles (1) verläuft.

6. Freileitung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpferseil (5) mit beiden Federenden (7, 11) am Leiterseil (1) be­ festigt ist, wobei die Windungen (8) das Leiterseil (1) mit radialem Abstand umgeben.

7. Freileitung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungsdämpfer (3) mehrere Dämpferseile (5) mit parallel zu­ einander angeordneten Federlängsrichtungen (9) aufweist.

8. Freileitung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in Federlängsrichtung (9) einander benachbarten Federenden (7, 11) mehrerer Dämpferseile (5) mit demselben Klemmkörper (12) oder mit dem­ selben Dämpfergewicht (6) verbunden sind.

9. Freileitung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen (8) des Dämpferseiles (5) in sich schraubenlinienförmig zur Bildung einer Schraubenfeder gewunden sind.

10. Freileitung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der Windungen (8) des Dämpferseiles (5) entlang der Federlängsrichtung (9) unterschiedlich groß ist.

11. Freileitung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungssteigungen einzelner Dämpferseile (5) eines Schwingungsdämpfers (3) unterschiedlich groß sind.

12. Freileitung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte des Dämpferseiles (5) metallisch sind.

13. Freileitung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte des Dämpferseiles (5) aus Kunststoff bestehen.