DE549276C - Freileitung mit Schwingungsdaempfern - Google Patents

Description

Es ist bereits vorgeschlagen worden, die auf Freileitungen entstehenden mechanischen Schwingungen der Leitung dadurch zu vermindern, daß man an der Leitung Vorrichtungen aufhängt, die aus einem durch Masse und Elastizität wirkenden schwingungsfähigen Gebilde bestehen. Durch die Schwingungen der Leitung werden auch die daran angehängten Dämpfvorrichtungen zu Schwingungen erregt, die auf die Leitungsschwingungen zurückwirken.

DieVorrichtungen ergeben nur dann eine ausreichend günstige Wirkung, wenn ihre Masse, Elastizität und Dämpfung bestimm· ten Bedingungen entsprechen und wenn die Dämpfer ferner an bestimmten Stellen der Leitung aufgehängt sind. Bisher wurden die einzelnen Werte der zu berücksichtigenden Größen nicht von vornherein bestimmt. Man

ao stellte vielmehr Versuchsvorrichtungen her und hängte sie an einer beliebigen Stelle der Leitung auf. Zeigte sich dann, daß keine dämpfende Wirkung eintrat, so nahm man einen anderen Dämpfer oder hängte den Dämpfer an eine andere Stelle, bis sich ein befriedigendes Ergebnis zeigte.

Es ist offensichtlich, daß infolge der großen Variationsmöglichkeit der verschiedenen Größen auf diese Weise nicht das Optimum der erreichbaren Wirkung erzielt werden kann. Ferner ist festgestellt worden, daß eine Anordnung, die nach dem oben erläuterten Verfahren gefunden worden ist, nicht immer die beobachtete befriedigende Wirkung brachte, sondern daß bei anderen Windverhältnissen die Wirkung des Dämpfers unzureichend war Das beruht darauf, daß bei ein und derselben Leitung Schwingungen auftreten, deren Frequenz bzw. Wellenlängen stark voneinander abweichen. In normalen Fällen treten schon Unterschiede der Wellenlängen auf, die sich wie ι : 3 verhalten. Dieser Wert wird in Ausnahmefällen noch ungünstiger.

Diese Schwierigkeiten lassen es erklärlich erscheinen, daß bisher die Meinungen über den Wert der schwingenden Dämpfvorrichtungen noch geteilt waren, und daß in vielen Fällen durch Versuche beobachtet worden ist, daß sich durch die benutzten Dämpfvorrichtungen überhaupt keine Verminderung der Seilschwingungen engeben.

Durch die Erfindung wird die bisher vorliegende Unsicherheit beseitigt und die Möglichkeit gegeben, von vornherein Vorrichtungen bzw. bestimmte Aufhängestellen für die Vorrichtungen an der Leitung zu ermitteln,

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Herbert Maass in Berlin.

bei denen sich im Bereich der zu erwartenden Frequenzen mit Bestimmtheit eine dämpfende Wirkung, und zwar ein Optimum, ergibt. Nach der Erfindung werden die Dämpfer so eingerichtet und an solchen Stellen der Freileitung aufgehängt, daß die Anordnung folgender Bedingung entspricht:

und wenn vorteilhaft, ferner

(2)

<ΙΟ

In diesen Bedingungen bedeuten die für die auftretenden Schwingungen kennzeichnenden Größen

a = Wellengeschwindigkeit auf dem Seil in

cm/sec,

m = SeilmassejeLängeneinheitinkg-sec²/cm², tu = Kreisfrequenz der auftretenden Schwingungen in see""¹.

Die für die Bemessung und Aufhängung der schwingenden Dämpfvorrichtung kennzeichnenden Größen haben die Bedeutung:

/γ. = Massenverhältnis Schwingungsdämpfermasse : Masse eines 1 cm langen Seilstückes.

v- = Kreisfrequenz des Schwingungsdämpfers ohne Berücksichtigung der Reibung in see—^x,

ρ = doppelter Dämpfungsexponent des Schwingungsdämpfers in see—¹,

b = Abstand des Schwingungsdämpfers vom Seilaufhängepunkt in cm.

Die Bedingungen beruhen auf Versuchen an Freileitungen und auf einer an den Versuchen kontrollierten Rechnung, die aus der Differentialgleichung der schwingenden Saite die Seilbewegung unter Einwirkung des Schwingungsdämpfers bestimmt. Die Rechnung wurde für den Resonanzfall als ungünstiger Fall durchgeführt. Bedingung (1) entspricht der Forderung, daß zur Verminderung der Seilbeanspruchung an den Klemmen ein möglichst kleiner Winkelausschlag des Seiles erwünscht ist. Dort wurde bisher die Hauptbeanspruchung der Seile festgestellt. Bedingung (2) entspricht der weiteren Annahme, daß auch am Aufhängepunkt des Schwingungsdämpfers kein zu großer Winkelausschlag auftreten soll, da sonst zwar in den Aufhängestellen der Leitung Überbeanspruchungen vermieden sind, aber unter Umständen doch eine Überbeanspruchung an der Aufhängestelle des Schwingungsdämpfers auftreten könnte.

Eine Anordnung nach der Erfindung wird

549

durch —
ω

gekennzeichneten

aus den oben angegebenen Bedingungen in der Weise ermittelt, daß zunächst bestimmte Werte

—, —, — angenommen werden, und dann durch Einsetzen dieser Werte für einen

Frequenzbereich

in die Bedingungen (i) und (2) nachgeprüft wird, ob der Wert der Gleichungen kleiner

to als 10 ist. Ist die Bedingung nicht erreicht, so liefert die Durchrechnung schon eine Reihe von Anhaltspunkten für weitere Werte, die den Bedingungen entsprechen. Gegebenenfalls ist eine wiederholte Annahme von Werten erforderlich. Immer aber ist es auf diese Weise möglich, Werte zu finden, die den Bedingungen entsprechen. Das Ergebnis läßt sich dann auf jeden beliebigen Einzelfall gleichen Frequenzbereiches anwenden durch

ao Einsetzen der jeweiligen Wellengeschwindigkeit α, der Seilmassem und der auftretenden Schwingungsfrequenzen ω.

Z. B. ergibt die Wahl von —· = 1, - = 1, ^ö μν ν

= 1 in einem noch etwas weiteren Fre-

quenzbereich als — = 0,4 bis 1,6 den Bedingungen (1) und (2) entsprechende Werte. Diese Werte werden in ein Kurvenblatt eingetragen. Auf der Zeichnung ist das Ergeb^J nis dargestellt. Die Abszissen geben die angenommenen Werte von — an und die Ordi-

naten die zugehörigen Werte der Bedingungen (1) und (2). Kurve α entspricht der Aufhängestelle des Seiles und Kurve b der des Schwingungsdämpfers am Seil. Als Beispiel

seien diese Ergebnisse an einem Seil mit folgenden Daten angewendet. Das Seil habe eine Wellengeschwindigkeit von a = 16 000 cm/sec, ein Seilgewicht je cm Länge von m · g = 0,004 kg/cm und weise Schwingungsfrequenzen auf von 10 bis 40 Hz (also Kreisfrequenzen von 62,8 bis 251 see—¹). Es ergibt sich die Eigenfrequenz des Schwingungsdämpfers (ohne Berücksichtigung der Dämpfung) zu 16 Hz, entsprechend einer

.—1

Kreisfrequenz von 100 see ergibt sich das Massenverhältnis

Aus — =1 μ ν

a 16 000

ν ΐοο

ΐ6ο,

also das Gewicht der Masse des Schwingungsdämpfers

G = 160 · 0,004 = °£a kg.

Aus — = ι ergibt sich der Dämpfungsexponent

100
2

: 50 sec~

bv

und aus — =1 ergibt sich der Abstand des

Aufhängepunktes der schwingungsdämpfenden Vorrichtung vom Seilaufhängepnnkt zu

a 16000

0 — — ζ= — 160 cm.

ν 100

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Freileitung mit Schwingungsdämpfern, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Bedingung entspricht:

   . b
   sm — ω a
2. 2 COS

   b γ
   -ω)
   a J

   ¹I —

   . b μ ω sm - ω

   — — I

   Q_

   < ίο

   worin
   α = Wellengeschwindigkeit auf dem Seil

   in cm/sec,

   m = Seilmasse je Längeneinheit in kg · sec²/cm²,

   ω = Kreisfrequenz der auftretenden

   Schwingungen in see""¹, μ = Massenverhältnis Schwingungsdämpfermasse : Masse eines 1 cm langen Seilstücks,

   549

   ν — Kreisfrequenz des Schwingungsdämpfers ohne Berücksichtigung der Reibung in see""¹,

   ρ = doppelter Dämpfungsexponent des Schwingungsdämpfers in see""¹,

   b = Abstand des Schwingungsdämpfers

   vom Seilaufhängepdnkt in cm.
   2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem der Bedingung genügt:

   Hierzu i Blatt Zeichnungen