SE453704B - Trefasoverforingsluftledning med uppspaltade faser - Google Patents

Description

1 453 704 att åstadkomma växelströmsöverföringsluftledningar med ökad fasuppspaltningsradie för ledningsledare", tidskriften “Elektr- itsheskie stanzii", förlag "Energija", Moskva, nr 8, 1979, s. 48-55). Denna kända elkraftöverföringsledning innefattar dels ledare, vilka är fästa på avstândsorgan, vilka är anordnade att i ett mot elkraftöverföringsledningens centrumlinje vinkelrätt plan bilda tvärsnittskonturer för de uppspaltade faserna, dels stödbockar och dels isolatorer avsedda att fästa faserna vid , stödbockarna. I denna kända elkraftöverföringsledning har de uppspaltade fasernas konturer formen av í sidled skilda omkretsar med samma diameter, och dememellan är stödbockarnas ben anordnade. ' I varje fas hos denna kända elkraftöverföringsledning är antalet ledare, liksom hos de andra kända konventionella el- kraftöverföringsledningarna med uppspaltade faser, lika stort, varvid ledarna i varje fas är skilda från varandra pà lika av- stånd, vilket med andra ord innebär att ett s.k. fasuppspalt- ningssteg är konstant i varje fas och lika stort för samtliga faser. Antalet ledare i varje fas hos den ovan beskrivna el- kraftöverföringsledningen har emellertid ökats jämfört med an- talet ledare i faserna hos de andra kända konventionella el- kraftöverföringsledningarna till nio ledare i stället för van- liga fyra-fem ledare, för elkraftöverföringsledningen med en spänning av 750 kV respektive till tolv-tretton ledare i stället för vanliga åtta ledare för elkraftöverföringsledningen för en spänning av 1150 kV. I överensstämmelse med ökningen av antalet ledare i faserna ökades även radier r hos de cirkelbanor, längs vilka ledarna i varje fas är fördelade, i och för bibehållande av det konventionella uppspaltningssteget (uppspaltningsdelningen) mellan ledarna. Ett avstånd S mellan faserna i den ovan beskrivna kända elkraftöverföringsledningen är lika med det för de kända konventionella elkraftöverförings- ledningarna, dvs. 17-20 m för elkraftöverföringsledningen med en spänning av 750 kV respektive 23-25 m för elkraftöverfö- ringsledningarna med en spänning av 1150 kV. Ökningen av ra- díerna hos de cirkelbanor, utefter vilka ledarna i varje fas är m, 455 704 anordnade, dvs. ökningen av fasuppspaltningsradierna har gjort det möjligt att minska vågimpedansen till 150 ohm och därigenom öka den naturliga effekten hos elkraftöverföringsledníngen med en spänning av 750 kV från 2 milj. kW till 3,5 milj. kW res- pektive hos elkraftöverföringsledningarna med en spänning av 1150 kV från 5 milj. till 9 milj. kW, dvs. med 70-80 %.

Vid den ovan beskrivna kända elkraftöverföringsledning- en är avståndet mellan ledarna i alla de angränsande faserna olika stort, varvid det varierar mellan S och S + 4 rp. Denna omständighet samt det stora avståndet mellan faserna och före- komsten av jordade stödbockar dememellan resulterar i att det elektriska, i alla de utrymmen mellan faserna uppträdande fältet inte blir likformigt.

I ett dylikt elektriskt fält uppträder elektriskt över- slag mellan faserna, när de uppträdande överspänningarna över- stiger de tillåtna, i den s.k. ledarformen, som karakteriseras av att i utrymmet mellan faserna bildas en luftkanal, över vil- ken elektrisk urladdníng äger rum. För att under dessa beting- elser kunna säkerställa den nödvändiga överslagshållfastheten måste faserna vara skilda från varandra en förhållandevis stor sträcka. Samtliga faktorer leder till en avsevärd ökning av stödbockarnas dimensioner och följaktligen av tillverknings- kostnaden för stödbockarna samt till en ökning av överförings- ledningsbanans bredd, vilket inte är ekonomiskt fördelaktigt, om hänsyn tages till att ökningen av den naturliga effekten är förhållandevis ringa.

Ytterligare ett sätt att öka en elkraftöverföringsled- nings överföringsförmàga är att öka antalet faser. En sexfas- överföringsledning för en spänning av 462 kV är exempelvis känd (jämför exempelvis "Electra", nr 61, 1978 (Paris): L.O. Bart- hold “Round table on transmission of electricity in the beginn- ing of the 21st century, p. 32-35). Varje fas hos denna kända elkraftöverföringsledning är uppspaltad till fyra ledare, vilka är likformigt anordnade på avstàndsorgan av metall kring fasens centrum. Faserna i denna elkraftöverföringsledning är dessutom anordnade kring ett gemensamt centrum, under det att till stöd- 453 704 bockar hörande element är anordnade utanför ett utrymme, som är upptaget av faserna och luftspalter dememellan. Avståndet mel- lan de närliggande fasernas centrumlinjer är 4,9 m, medan av- ståndet mellan de närmast liggande ledarna i de närliggande fa- serna är 4,4 m. Fältstyrkan hos ett elektriskt fält, som upp- träder i sträckan mellan faserna hos denna kända elkraftöverfö- ringsledning, är lika med 1,5 kV/cm, när arbetsspänningen har ett amplitudvärde.

Ledarna i alla de närliggande faserna hos denna kända elkraftöverföringsledning är liksom hos den ovan beskrivna kän- da elkraftöverföringsledningen skilda från varandra olika stora avstånd, varför det elektriska, mellan faserna verksamma fältet även är olikformigt.

Denna kända elkraftöverföringslednings stödbockar har förhållandevis små dimensioner, medan dess naturliga effekt är hög och utgör 6 milj. kW. Sexfasströmsöverföringsledningen krä- ver emellertid användning av transformatorer med inom likrik- tartekniken användbara kopplingskretsar, vilket gör en dylik elkraftöverföringsledning mer komplicerad och dyrare. Ännu ett sätt att öka överföringsförmágan hos en växel- strömsöverföringsledning med uppspaltade faser är känt (jämför eåempelvis den amerikanska patentskriften 3 249 773), vilket grundar sig på att ett svagt olíkformigt elektriskt fält formas i spalter mellan faserna. I detta kända patent beskrivs två el- kraftöverföringsledningar_ Den ena utgöres av en av en enda strömkrets bestående enfasöverföringsluftledning med uppspaltade faser, vilken inne- fattar dels tvâ rader av ledare, vilka är fästa på avståndsor- gan av metall, dels U-formade mellanliggande stödbockar och dels isolatorer, varvid de isolatorer, som är avsedda att fästa den undre raden ledare vid stödbocken, utgöres av upphängbara kedjor av isolatorer, medan de isolatorer, som är avsedda att fästa den övre raden ledare, utgöres av stångisolatorer. Hos denna kända elkraftöverföringsledning är raderna av ledare an- ordnade symmetriskt i förhållande till stödbockens horisontella tvärbalk, varför stödbocken är belägen i det utrymme, som är 453 704 upptaget av luftspalten mellan faserna. Antalet ledare i varje rad är lika stort, varvid ledarna är skilda från varandra på lika stora avstånd.

Anordnandet av ett till stödbocken hörande element i utrymmet mellan faserna hos denna kända enfasöverföringsledning leder - ävensom vid de andra kända elkraftöverföringsledningar- na med på liknande sätt anordnade stödbockar - till en lägre s.k. likformighetsgrad för det elektriska fältet mellan faserna samt till behovet att öka avståndet mellan faserna. Samtliga omständigheter begränsar en dylik elkraftöverföringslednings överföringsförmâga, som redan av sig själv är låg, eftersom 'denna överföringsledning är av enfastyp. Genom att den ovan be- skrivna kända elkraftöverföringsledningen är försedd med stäng- isolatorer, vilka har förhållandevis låg hållfasthet, när längsgående pákänningar uppträder i ledarna, måste man dessutom minska spannvidden och följaktligen öka antalet stödbockar, varigenom tillverkningskostnaden för elkraftöverföringsledning- en ökar.

Den genom nämnda amerikanska patent kända, av en enda strömkrets bestående, trefasöverföringsluftledningen med upp- spaltade faser, liknar i det närmaste den enligt föreliggande uppfinning föreslagna elkraftöverföringsledningen med uppspal- tade faser. Denna kända elkraftöverföringsledning innefattar dels ledare, vilka är fästa på avstándsorgan av metall, vilka är anordnade att i ett plan, som är vinkelrätt mot elkraftöver- föringsledningens centrumlinje, bilda tvärsnittskonturer för de uppspaltade faserna, dels stödbockar, vilkas element är anord- nade utanför det utrymme, som är upptaget av faserna och luft- spalterna dememellan, och dels isolatorer, vilka är avsedda att fästa faserna hos elkraftöverföringsledningen vid denna led- nings stödbockar, varvid ett elektriskt fält, som uppträder i den större delen av utrymmen mellan faserna, är svagt olíkfor- migt. Konturen för faserna hos denna kända överföringsledning är V-formad, varvid spetsvinkeln är lika med 1200, vilket gör det möjligt att gruppera faserna kring ett gemensamt centrum sà, att i varje fas är den ena raka hälften av den V-formade 453 704 konturen för denna fas anordnad parallellt med den ena raka hälften av den V-formade konturen för den andra fasen, medan den andra raka hälften av den V-formade konturen för den första fasen är anordnad parallellt med den ena raka hälften av den V-formade konturen för den tredje fasen. I samtliga faser är ledarna skilda från varandra på lika stora avstånd, varvid en av ledarna i varje fas är anordnad vid spetsen för den V- formade konturen för fasen. I och för att under dessa betingel- ser minska kapacitiv koppling till jord är samtliga faser hos den ovan beskrivna kända elkraftöverföringsledningen anordnade ovanför stödbocken och fästa vid denna medelst stångisolatorer.

Vid en sådan trefasöverföringsledning är de uppspaltade faserna skilda från varandra ett kortare avstånd jämfört med de andra kända elkraftöverföringsledningarna av detta slag. Genom att alla de tre uppspaltade faserna konvergerar invid det ge- mensamma centrumet och avståndet mellan ledarna i varje fas är lika stort, är emellertid det elektriska fältet i området för det gemensamma centrumet inte svagt olikformigt, varvid över- slag uppträder i detsamma när överspänningar alstras över el- kraftöverföríngsledningen, varför man måste begränsa en sådan elkraftöverföringslednings överföringsförmâga. Användandet av stàngisolatorer gör det dessutom nödvändigt att sàsom anförts ovan minska spännvidden och öka antalet mellanliggande stödboe- kar, vilket ökar tillverkningskostnaden för elkraftöverförings- ledningen och gör denna föga lämplig för de elkraftöverförings- ledningar för mycket höga spänningar samt hög effekt, som inne- fattar ett stort antal tunga ledare i varje fas. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en av en enda strömkrets bestående trefasöverföringsluftledning med uppspaltade faser för hög, mycket hög och ytterst hög spän- ning, i vilken överföringsledníng de uppspaltade faserna har sådana tvärsnittskonturer och är anordnade relativt varandra respektive ledarna är fördelade i de uppspaltade faserna på så- dant sätt, att det elektriska fältet blir så likformigt som möjligt och energikoncentrationen i spalterna mellan faserna blir sà hög som möjligt, vilket bidrar till att öka överfö- 453 704 ringsförmågan och förbättra ekonomin vid elkraftöverföring över denna elkraftöverföringsledning.

Detta uppnås enligt föreliggande uppfinning medelst en av en enda krets bestående trefasöverföringsluftledning med uppspaltade faser, vilken innefattar dels ledare, vilka är fäs- ta på avstàndsorgan av metall, som är anordnade att, sett i ett mot elkraftöverföringsledningens centrumlinje vinkelrätt plan, bilda tvärsníttskonturer för de uppspaltade faserna, dels stöd- bockar, vilkas element är anordnade utanför det utrymme, som är upptaget av faserna och luftspalter dememellan, och dels isola- torer, vilka är avsedda att fästa faserna hos elkraftöverfö- ringsledningen vid dennas stödbockar, medan ett elektriskt fält, som uppträder i den större delen av utrymmen mellan fa- serna hos elkraftöverföringsledningen, är svagt olikformigt, varvid avstånden mellan de angränsande, vid stödbockarna upp- hängda uppspaltade faserna, enligt uppfinningen, är, sett i tvärsnitt genom elkraftöverföringsledningen, över åtminstone den större delen av nämnda fasers längd lika stora, under det att ledarna i minst en uppspaltad fas hos elkraftöverförings- ledningen är skilda från varandra olika stora avstånd på sådant sätt, att ledarnas elektriska laddningar är lika med varandra, medan det elektriska, genom fasernas och ledarnas nämnda läge alstrade, fältet är svagt olikformigt i hela voly- men hos spalterna (utrymmen) mellan faserna, i vilket fält elektriskt överslag över spalterna mellan faserna endast kan uppträda i s.k. streamerform, när över elkraftöverföringsled- ningen alstras överspänningar, som är högre än de tillåtna. Överslags-streamerform (överslag i streamerform) utgö- res, som bekant, av en successiv serie av reproducerbara elek- tronlaviner i utrymmet mellan faserna, vilka elektronlaviner är förskjutna relativt varandra tidsmässigt och i utrymmet. Vid en sådan form av överslag alstras något liknande ett vågför- lopp, vid vilket ett område med högsta möjliga joniseringsin- tensitet rör sig med en hastighet av 108 cm/s genom dominerande inverkan av fotojoniseringsförlopp. Det elektriska fältets ge- nomsnittliga urladdningsstyrka är vid streamerform av överslag 453 704 högre än vid den s.k. leader-formen (ledarformen) av urladdning och utgör 4-5 kV/cm. Streamerformen av överslag utgör alltsá ett kvantitativt mått som karakteriserar det elektriska fältets likformighetsgrad. . 0 Genom att elektriskt överslag i hela volymen hos utrym- men mellan faserna endast kan uppträda i streamerform bidrar föreliggande uppfinning till att optimalt öka det elektriska fältets likformighetsgrad, varigenom överföringsförmàgan hos elkraftöverföringsledningar för hög, mycket hög och ytterst hög spänning kan ökas väsentligt.

Det är emellertid lämpligt att avståndet mellan de an- gränsande faserna är så valt, att den elektriska fältstyrkan i spalterna mellan faserna vid arbetsspänningen är mellan 1,65 kV/cm vid en maximal s.k. överspänningskvot och 3,15 kV/cm vid en minimal överspänningskvot för elkraftöverföringsledning- en.

Vid elkraftöverföringsledningen enligt föreliggande uppfinning kan alla de konturer, utefter vilka de till de uppspaltade faserna hörande ledarna är anordnade i överförings- ledningens tvärsnitt, vara slutna. En sådan utföringsform av elkraftöverföringsledningen kan innefatta det maximiantal leda- re, till vilket faserna är uppspaltade, varför den lämpligen användes vid elkraftöverföringsledningar över vilka högsta möjliga naturliga effekt måste överföras. Vid denna utförings- form måste antalet ledare i den undre hälften av konturen för minst en yttre uppspaltad fas vara större än det i den övre hälften av konturen för denna fas. Om hänsyn tages till att den undre delen av konturen för den yttre uppspaltade fasen är nära jord och har ökad kapacitans, blir en sådan fördelning av ledarna mer föredragen för dels utjämning av laddningar och strömmar i ledarna, dels ökning av det elektriska fältets likformighetsgrad och dels minskning av förlusterna i ledarna.

Det är lämpligt att de slutna konturerna för de upp- spaltade faserna har formen av koncentriska cirkelbanor (om- kretsar).

Vid elkraftöverföringsledningen enligt uppfinningen kan ledarna i en av de uppspaltade faserna vara delade i tvâ lika 453 704 stora halvfaser, varvid konturen för vardera halvfasen, sett i elkraftöverföringsledningens tvärsnitt, har formen av en om- krets, som är belägen inuti den omkrets, utefter vilken den ena av de båda andra uppspaltade faserna är anordnad. En sådan ut- formning gör det möjligt att minska stödbockarnas höjd under obetydlig minskning (med i det närmaste 10 %) av den naturliga effekten jämfört med den utföringsform av elkraftöverförings- ledningen, vid vilken samtliga uppspaltade faser är represente- rade av en sluten kontur, exempelvis en omkrets, och anordnade kring eller inuti varandra.

Vid huvudutföringsformen av elkraftöverföringsledningen enligt uppfinningen kan en av de konturer, utefter vilka de uppspaltade fasernas ledare är anordnade i elkraftsöverförings- ledningens tvärsnitt, vara sluten, medan de andra konturerna kan vara öppna och kan omge den första konturen. Detta gör det möjligt att tillhandahålla ett önskat förhållande mellan kon- turlängden och avståndet mellan de uppspaltade faserna vid läg- re naturlig effekt jämfört med den utföringsfornl av överfö- ringsledningen enligt uppfinningen, vid vilken alla de kontu- rerna är slutna. Vid nämnda utföringsform är det lämpligt att avstánden mellan ledarna i mittpartiet av konturen för minst en öppen yttre fas är mindre än de i de yttre partierna av kontu- ren för denna fas. Detta gör det möjligt att såsom redan an- förts ovan för den första utföringsformen (huvudutföringsfor- men) mycket enkelt utjämna laddningar och strömmar i ledarna, minska förlusterna i dessa och öka det elektriska fältets lik- formighetsgrad (dvs. göra fältet mer likformigt).

En annan möjlig utföringsform, vid vilken en av de upp- spaltade faserna är utformad med sluten kontur och de andra uppspaltade faserna är utformade med öppen kontur, utgöres av en sådan, vid vilken konturen för den övre uppspaltade fasen har formen av en oval, medan konturerna för de undre uppspalta- de faserna har formen av kurvor, vilkas konvexa del är vänd nedåt, vilket gör det möjligt att mycket enkelt upphänga de uppspaltade faserna vid stödbockarna.

Vid_elkraftöverföringslednümen 453 704 10 konturerna för alla de uppspaltade faserna vara öppna (dvs. oslutna), vilken utföringsform företrädesvis kan användas vid elkraftöverföringsledningar med förhållandevis lägre naturlig effekt jämfört med de båda andra (bortsett frán den första ut- föringsformen) utföringsformerna av elkraftöverföringsledningen enligt uppfinningen. Vid denna utföringsform är det att före- dra, att ledarna i mittpartierna av konturen för de uppspaltade faserna - i och för att dels förhindra att lokal koronaurladd- ning uppträder vid kanterna (ändarna) av de öppna konturerna för faserna och dels samtidigt säkerställa samma laddning och samma ström i ledarna - är skilda från varandra ett större av- stånd än de invid de yttre partierna av konturerna belägna le- darna.

De öppna konturerna för de uppspaltade faserna kan få formen av kurvor, vilkas konvexa delar är vända nedåt i och för att förenkla de uppspaltade fasernas upphängning vid stödboc- karna.

För att minimera den från elkraftöverföríngsledníngen härrörande elektriska fältstyrkan och minska överföringsled- ningsbanans bredd kan konturerna för alla de uppspaltade faser- na huvudsakligen placeras vertikalt, varvid de yttre uppspalta- de fasernas ändar måste vikas i yttre (i förhållande till den uppspaltade mittfasen eller centrumfasen) riktningar, samtidigt som man vid den uppspaltade mittfasens ändar måste placera de ledare, som är anordnade i linjer, vilka, sett i elkraftöverfö- ringsledningens tvärsnitt, är vinkelräta mot huvuddelen av den- na uppspaltade fas.

De öppna konturerna för uppspaltade faser kan huvudsak- ligen ha formen av raka (räta) linjer, varvid de konturer för samtliga uppspaltade faser, som har formen av raka linjer, kan vara belägna horisontellt eller vertikalt. En dylik utförings- form av elkraftöverföringsledningen enligt uppfinningen använ- des lämpligen när överföringsledningen är dimensionerad för förhållandevis lägre spänning och fri från lokal koronaurladd- ning utefter fasernas kanter.

För att utjämna kapacitanserna hos alla de tre faserna 453 704 11 samt säkerställa ett lika stort spänningsfall över dessa faser är det lämpligt att konturen för den uppspaltade mittfasen vid de utföringsformer av överföringsledningen enligt uppfinningen, vid vilka konturerna för de uppspaltade faserna huvudsakligen har formen av räta linjer, har kortare längd jämfört med kontu- rerna för de yttre uppspaltade faserna.

Det är vidare lämpligt, att om de öppna konturerna för de uppspaltade faserna är belägna vertikalt, de undre ändarna av dessa konturer medelst isolatorer är fästa vid den ytterli- gare undre tvärbalk som stödbocken är försedd med. Detta gör det möjligt att fästa de uppspaltade faserna bättre, förhindra att dessa svänger sig och därigenom minska de mellanliggande stödbockarnas bredd.

Vid den utföringsform av elkraftöverföringsledningen enligt uppfinningen, vid vilken konturerna för de uppspaltade faserna har formen av med varandra koncentriska omkretsar, kan de mellanliggande stödbockarna utformas med ett V-format ben, som är ledbart förbundet med en basdel, som är uppbyggd av tre lutande ben, vilka, i planvy sett, divergerar frán ett gemen- samt centrum i en vinkel av 1200 och vilkas undre ändar uppbä- res av fundamentplattor. De övre ändarna av den så utformade mellanliggande stödbockens V-formade ben är förbundna med var- andra medelst en böjlig förbindelselänk samt med de undre än- darna av basdelens lutande ben, vilka är förbundna med varandra medelst en andra gemensam böjlig förbindelselänk, som är så förd, att den kan spännas fràn en enda punkt. Den så utformade stödbocken är mycket lätt och minst metallkrävande jämfört med de andra stödbockarna, varvid den kan användas genom att kontu- rerna för uppspaltade faser är utformade och anordnade enligt uppfinningens grundprincip.

För att bekvämt kunna föra ledarna från den ena upp- spaltade fasen vid de utföringsformer av uppfinningen, vid vil- ka konturerna för de uppspaltade faserna är inbördes omgivande eller omgivna, är det lämpligt, att varje änd-, förankrings- och hörnstödbock innefattar minst en med tre ben försedd portal med tvärbalkar, strävor och styva förbindelselänkar, medan le- 453 704 12 darna i varje uppspaltad fas medelst isolatorer är' växelvis fästa vid strävorna och tvärbalkarna hos respektive del, med början från de fasledare, som är belägna utefter kurvan med större diameter.

Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka fig 1 för jämförelse visar samband mellan den naturliga effekten Pn hos av en enda ström- krets bestående trefasöverföringsluftledningar med uppspaltade faser och antalet n ledare i den uppspaltade fasen, fig 2 a-d visar olika utföringsformer samt olika inbördes lägen hos de uppspaltade faserna (a, b och c) hos av_en enda krets bestående trefasöverföringsluftledningar med uppspaltade faser samt mot nämnda utföringsformer och lägen svarande diagram (d) över den naturliga effekten Pn hänförd till överföringsledningsbanans bredd B, fig 3 visar samband mellan 50 % urladdningsspänningar och 50 % urladdningsstyrkor och längden av luftspalter mellan de uppspaltade faserna, vilkas kontur har formen av raka lin- jer, vid kopplingsöverspänningspulser med ett framkantsläge av 3000 us, fig 4 visar en av en enda krets bestående trefasöver- föringsluftledning enligt uppfinningen med uppspaltade faser, vilkas konturer har formen av med varandra koncentriska omkret- sar, fig 5 visar den i fig 4 visade elkraftöverföringsledningen med mellanliggande stödbockieïtamha utförande, fig 6 visar den i fig 4 och 5 visade elkraftsöverföringsledningen med stödbock i ännu ett utförande, fig 7 visar den i fig 4-6 visade elkraft- överföringsledningen med stödbock i ytterligare ett utförande, fig 8 visar en av en enda krets bestående trefasöverförings- luftledning enligt uppfinningen med uppspaltade faser, av vilka en är uppspaltad till tvâ halvfaser, fig 9 visar ännu en utfö- ringsform av elkraftöverföringsledníngen enligt uppfinningen, vid vilken konturen för en av de uppspaltade faserna är sluten, medan konturerna för de andra uppspaltade faserna är öppen (osluten), fig 10 visar ännu en utföringsform av elkraftöver- föringsledningen enligt uppfinningen, vid vilken konturerna för alla uppspaltade faser har formen av oslutna kurvor, fig 11 vi- sar den i fig 10 visade elkraftöverföringsledníngen, där alla de uppspaltade fasernas konturer huvudsakligen utgöres av raka, 453 704 13 horisontellt belägna linjer, fig 12 visar den i fig 11 visade elkraftöverföringsledningen, där konturerna för de uppspaltade faserna är belägna vertikalt, fig 13 visar en enhet för låsning av de uppspaltade fasernas läge vid den i fig 12 visade utfö- ringsformen i elkraftöverföringsledningens spann, fig 14 visar den i fig 11 visade elkraftöverföringsledningen avsedd för överföring av lägre spänning, fig 15 visar den i fig 12 visade elkraftöverföringsledningen avsedd för överföring av lägre spänning, fig 16 visar en fördelning av ledare i de uppspaltade faserna hos den i fig 12 visade elkraftöverföringsledningen, fig 17 visar ett samband mellan förhållandet mellan den natur- liga effekten Pn hos elkraftöverföringsledningen enligt uppfin- ningen och den naturliga effekten P hos den konventionella kän- da elkraftöverföringsledningen för samma spänning och förhål- landet mellan den uppspaltade míttfasens längd L och avståndet S mellan faserna, fig 18 visar ett samband mellan vågimpedansen Zv samt arbetskapacitansen C hos elkraftöverföringsledningen enligt uppfinningen med uppspaltade faser och förhållandet š , fig 19 visar en elkraftöverföringsledning enligt uppfinningen med en mellanliggande stödbock, som är försedd med ett V-format ben för fästning av de uppspaltade faserna, vilkas konturer har formen av med varandra koncentriska omkretsar (cirkelbanor),fig 20 visar en elkraftöverföringsledning enligt uppfinningen med ändstödbock och fig 21 visar ett snitt längs linjen XXI genom den i fig 20 visade elkraftöverföringsledningen samt en axiell vy av denna.

För att bättre kunna förstå uppfinningens grundprincip är det lämpligt att före beskrivningen av utföringsformerna av uppfinningen betrakta vissa teoretiska överväganden, som ligger till grund för åstadkommande av elkraftöverföríngsledningen en- ligt uppfinningen.

För att trefasöverföringsluftledningar skall kunna ar- beta med höga ekonomiska prestanda måste överföringslednings- ledarna utnyttjas effektivt, vilket med andra ord innebär att elkraft måste överföras vid en ekonomisk strömtäthet i led- ningsledarna. 455 704 14 Enligt villkoret för begränsning av koronaurladdning i och för att upprätthålla koronaurladdningsförluster, radiostör- ningar, bullernivà, e.dyl., inom de tillåtna gränserna får den elektriska fältstyrkan vid ledarnas yta inte överstiga en till- lâten fältstyrka Etill, som beror på en radie ro hos de enskil- da ledare, som de uppspaltade faserna hos en elkraftöverfö- ringsledning är uppbyggd av.

Om hänsyn tages till detta villkor samt till kravet att mest effektivt utnyttja ledarnas yta, kan en tillåten laddning vid ledaren bestämmas ur följande formel: 27722” fo Eriii qtnfï-ï <1), D qtili där n är antalet enskilda ledare i en uppspaltad fas, Öb luftens dielektricitetskonstant, Kn en s.k. fördelningsolikformighetsfaktor för den elektriska fältstyrkan vid ledarnas yta.

Faktorn Kn är lika med produkten av två faktorer: K=K .K (2), där K är en olikformighetsfaktor för laddningsfördelning över enskilda ledare i den uppspaltade fasen lika med förhållandet mellan maximiladdningen och medel~ laddningen, K är en olikformighetsfaktor för den elektriska fält- styrkans fördelning över ytan av en ledare med maximiladdningen lika med förhållandet mellan den maximala elektriska fältstyrkàn och medelfältstyr- kan för den aktuella ledaren.

För att ledarnas yta skall kunna utnyttjas fullständigt måste elkraftöverföringsledningens arbetskapacitans C vara så- dan, att den vid ledaren uppträdande laddningen vid en fas- spänning Ufas är lika med den tillåtna laddningen qtill: 453 704 15 ,__ C = grill = ZAK En “ fa Etiil (3) Ufas Kn Ufas Det framgàr av formeln (3), att arbetskapacitansen mås- te ökas när antalet ledare i den uppspaltade fasen blir större.

Elkraftöverföringsledníngens vâgimpedans ZV bestämmes genom följande samband: ' Z = (4) där . VV är den elektromagnetiska vägens utbredningshastighet (fortplantningshastighet), som i det närmaste är lika med ljushastigheten och utgör ungefär 3-108 m/s.

Genom insättning av uttrycket (3) för bestämning av ar- betskapacitansen C i sambandet (4) erhåller man att Z _ Kn Ufas 60 ' Kn 'Ufas (5) v zjfß vv n roEtill n - ro - still Elkraftöverföringsledníngens naturliga effekt Pn kan bestämmas ur den kända formeln under beaktande av formeln (5), dvs. I 3 ' U fas _ n 'ro' Etill' Ufas (6) V zo- rn Det framgàr av formeln (6) att den effekt som skall överföras över en trefasväxelströmsöverföringsledning, om le- darnas yta utnyttjas mest effektivt, vilket i sin tur bestämmes genom likformig laddnings- och strömfördelnímgöver ledarna, är direkt proportionellt mot antalet n enskilda ledare och kan vid samma spänning ökas teoretiskt oändligt. En s.k. specifik na- turlig effekt Pn Sp_, som dimensioneras per en enda ledare, är lika med P - . ^ U P - 7? =.í_fL_iëÉÅÄ___ÉÉÉ_ (7) “ SP _ 20 Kn 453 704 16 Nedan betraktas nu de i fig 2 visade sambanden, varvid antalet n enskilda ledare i en uppspaltad fas är avsatt utefter abskissan, medan längs ordinataxeln är avsatt den naturliga ef- fekten Pn i milj. kW hos av en enda ström bestående trefasöver- föringsluftledningar för exempelvis samma märkspänning av 500 kV. Enskilda ledare hos samtliga överföringsledningar anses vara framställda av stål och aluminium, varvid ledarnas del av 'aluminium har en tvärsnittyta av 240 mmz, en ytterdiameter av 2,24 cm, medan ledarnas stålkärna har en diameter av 0,96 cm.

En i fig 1 visad rät linje t representerar den teore- tiska naturliga gränseffekten hos elkraftöverföringsledningarna när antalet ledare i den uppspaltade fasen ökar och dessa leda- re är fördelade optimalt utefter omkretsar med optimal diame- ter, under det att ledarna hos överföringsledningarna är upp- hängda på samma höjd. Kurvan a representerar den naturliga ef- fekten hos överföringsledningar med på konventionellt sätt an- ordnade uppspaltade faser och ledare i dessa (fig 2a), varvid ledarna i varje fas är anordnade utefter en omkrets med en upp- spaltníngsradie rp = 0,4 m. Kurvan a (fig 1) visar att den na- turliga effekten hos dessa elkraftöverföringsledningar ökar i ringa grad när antalet n ledare i dessa ledningar ökar. Om an- talet n ledare är lika med 10, utgör den naturliga effekten 1,125 milj kW, dvs. denna ökar endast med 26 % jämfört med den vanliga elkraftöverföringsledningen, vid vilken antalet ledare i den uppspaltade fasen är lika med tre och vilken har en na- turlig effekt av 900 MW vid en spänning av 500 kV. När upp- spaltningsradien rp ökar till 0,7 m (fig 2b) och den uppspalta~ de fasen innefattar tio ledare, ökar den naturliga effekten Pn något större (kurvan b i fig 1) jämfört med en elkraftöverfö- ringsledning med en fasuppspaltningsradie av 0,4 m, dvs. med 53 %. En sådan ökning av den naturliga effekten är emellertid även förhållandevis obetydlig och omöjliggör det optimala ut- nyttjandet av ledarnas tvärsnitt. Man kan endast tillhandahålla den teoretiska naturliga gränseffekten hos elkraftöverförings- ledningen när fasuppspaltningsradien ökar till 2,5 m och anta- let ledare ökar till 10, vilken gränseffekt i det närmaste är lika med 2,7 milj. kW, vilket värde är tre gånger så högt jäm- 453 704 17 fört med den konventionella kända elkraftöverföringsledningen (fig 2a) för en spänning av 500 kV. När de uppspaltade fasernas diameter alltså ökar till 5 m får emellertid stödbockarna av- sevärt större ytterdimensioner jämfört med de konventionella kända elkraftöverföringsledningarna, nämligen att stödbockarnas höjd och bredd blir med 5 m respektive 15 m större. En dylik elkraftöverföríngsledning blir alltför utrymmeskrävande och dyrbar och följaktligen ekonomiskt oräntabel.

Med ledning av de ovan anförda övervägendena kan man komma till den slutsatsen att det är ekonomiskt ofördelaktigt att öka elkraftöverföringsledningens naturliga effekt genom att enkelt öka antalet ledare i den uppspaltade fasen eller genom att t.o.m. öka antalet ledare och fasuppspaltningsradien vid den konventionella kända elkraftöverföringsledningen.

Ur formlerna (6) och (4) kan man härleda att P = 3 U2 n fas vv c (8).

Det framgår av detta samband att elkraftöverföringsled- ningens naturliga effekt är direkt proportionell mot dess ar- betskapacitans. Under tillämpning vid de konventionella kända elkraftöverföringsledningar, vid vilka ledarna i de uppspalta- de faserna är fördelade utefter i sidled från varandra skildacmh kretsar, kan arbetskapacitansen C i det närmaste bestämmas ge- nom följande samband: 2“'E Cæ//o D nrflff p*VÅ___4e_ r P (9) L där D är det geometriska medelavstándet mellan centrumlinjerna för ledarna i olika uppspaltade faser.

Det framgår av sambandet (9), att arbetskapacitansen C - när antalet ledare i de uppspaltade faserna ökar individu- ellt eller samtidigt som fasuppspaltningsradien rp göres större - ökar i beroende av logaritmen av en ändring i antalet n leda- re och radien rp, vilket med andra ord innebär att den ändras 453 704 18 förhållandevis långsamt. De konventionella elkraftöverförings- ledningarnas naturliga effekt, såsom redan anförts ovan, ändras därför otillräckligt för att kunna kompensera ytterligare kostnader när man ökar antalet ledare i den uppspaltade fasen individuellt eller samtidigt som fasuppspaltningsradien göres större.

De dragna slutsatserna visar att ökningen av antalet ledare ípde uppspaltade faserna i och för ökning av de konven- tionella kända elkraftöverföringsledningarnas naturliga effekt, oavsett den teoretiska motiveringen inte lett till de önskade resultaten, eftersom sådana elkraftöverföringsledningar i detta fall inte ger goda ekonomiska resultat.

Föreliggæfih uppfinning grundar sig på ett annat sätt att öka den naturliga effekten hos elkraftöverföringsledningar.

Såsom anförts ovan framgår det av sambandet (8) att elkraftöverföringsledningens naturliga effekt är direkt propor- tionell mot dess arbetskapacitans. Vid konventionella utföran- den samt vid ett vanligt inbördes läge hos de uppspaltade fa- serna ökar arbetskapacitansen långsamt när antalet ledare i dessa faser ökar. Det är emellertid känt att arbetskapacitansen också beror på utformningen (formen) och det inbördes läget hos de uppspaltade faserna hos en växelströmsöverföringsledning.

Det framgår härav att man vid en bestämd utformning samt vid ett bestämt inbördes läge hos de uppspaltade faserna kan säkerställa att elkraftöverföringsledningens arbetskapacitans i överensstämmelse med sambandet (3) är direkt proportionell mot antalet ledare i de uppspaltade faserna.

En enskild lösning av problemet har funnits i de ovan beskrivna, genom den amerikanska patentskriften 3 249 773 kända sex- och trefasöverföringsledningarna, där denna lösning för- verkligats genom sammanförande av faserna. Dessa kända elkraft- överföringsledningar löste emellertid inte detta problem full- ständigt, eftersom fasernas utformning (konfiguration) och in- bördes läge inte var optimala sådana, såsom angivits ovan.

I överensstämmelse med föreliggande uppfinnings ovan beskrivna grundprincip är de närliggande uppspaltade faserna inte endast sammanförda (dvs. är anordnade nära varandra), utan 453 704 19 även de är huvudsakligen skilda från varandra ett lika stort avstånd utefter hela längden av faserna, under det att ledarna i faserna är skilda från varandra ett sådant avstånd, att de får i det närmaste lika stora laddningar och strömmar. De ge- nomförda undersökningarna har visat, att en sàdan elkraftöver- föringslednings medelarbetskapacitans C i det närmaste är lika med cf--1,9s å°(-Iš+o,9). . (10), där S är avståndet mellan de angränsande uppspaltade faserna, L den för centrumfasen uppmätta längden av utrymmet ut- efter konturerna för de sammanförda faserna.

Det framgår av formeln (10) att arbetskapacitansen hos elkraftöverföringsledningen enligt uppfinningen är omvänt pro- portionell mot avståndet mellan de angränsande uppspaltade fa- serna.

Det svagt olikformiga elektriska fält, som alstras i hela utrymmet mellan de uppspaltade faserna hos den enligt fö- religgande uppfinning föreslagna elkraftöverföringsledningen, som bestämmes genom sambanden (8 och 10), karakteriseras kvan- titativt av att elektrisk urladdning i detta fält uppträder i s.k. streamerliknande form (jämför exempelvis engelska: stream- er discharge), när spänningar överstiger överslagshàllfastheten hos luftspalten mellan faserna.

I fig 3 redovisas de resultat som tillhandahàllits vid försöksundersökningar av luftspalterna mellan faserna i en av utföringsformerna av elkraftöverföringsledningen enligt uppfin- ningen, vid vilken konturerna för de uppspaltade faserna huvud- saklígen har formen av vertikala räta linjer (fig 2c). Utefter abskissan i fig 3 är avståndet S (i m) mellan de angränsande uppspaltade faserna avsatt, medan 50 % urladdningsspänningar U5o% i milj. V (MV) och det elektriska fältets 50 % urladd- ningsstyrka E50% i kV/om är avsatta utefter ordinataxeln.

Kurvan U i fig 3 representerar ett funktionssamband U50% = f(S). Såsom det framgår av fig 3 varierar det elektriska 453 704 20 fältets 50 % urladdningsstyrka (kurvan E) i den undersökta el- kraftöverföringsledningen mellan 4,9 och 4,1 kV/cm i beroende av avståndet S. Om hänsyn tages till s.k. marginalfaktorer för den över elkraftöverföringsledningen uppträdande överspännings- nivån, vilka bl.a. beaktar de uppspaltade fasernas sammanföran- de under inverkan av vind och is, kan de angränsande uppspalta- de faserna hos elkraftöverföringsledningen enligt uppfinningen sammanföras (bringas närmare varandra) till avståndet S, vid vilket den elektriska fältstyrkan i spalten mellan faserna va- rierar mellan 1,65 kV/cm, för elkraftöverföringsledningar med en maximal s.k. överspänningskvot, och 3,15 kV/cm i elkraft- överföringsledningar med en minimal överspänningskvot. Vid ar- betsspänningen bestämmes den elektriska fältstyrkan Earb ur formeln: E = __íílíJE¶E (11) arb 5 ' där U är den nominella spänningen (märkspänningen) över nom elkraftöverföringsledningen, 'Vï' den s.k. amplitudfaktorn för den verksamma arbets- spänningen.

Med ledning av de ovan anförda övervägandena förinstäl- les alltså, enligt uppfinningen, den undre fältstyrkegränsen Earb lika med 1,65 kV/cm för elkraftöverföringsledningar med en märkspänning av 150 kV och en överspänningskvot av 3:1, me- dan avståndet mellan de angränsande uppspaltade faserna hos denna överföringsledning är lika med 128 cm. För ' elkraft- överföringsledningen enligt uppfinningen för en märkspänning av 1150 kV förinställes vid en överspänningskvot av 1,3:1 den övre fältstyrkegränsen E lika med 3,15 kV/cm, samtidigt som av- ståndet mellan de :ågränsande uppspaltade faserna är 515 cm.

För jämförelse kan följande data anföras. Hos de konventionella kända trefasöverföringsledningarna med uppspaltade faser, vari ledarna är fördelade utefter i sidled från varandra skilda om- kretsar, är fältstyrkan Earb lika med 0,65 kV/cm vid en spän- ning av 500 kV och vid ett avstånd av 11 m mellan de angränsan- 453 704 21 de faserna; 0,69 kV/cm vid en spänning av 220 kV och ett av- stånd av 4,5 m mellan de angränsande faserna och 1,08 kV/cm vid en spänning av 500 kV och ett avstånd av 6,5 m mellan de an- gränsande faserna. Vid den ovan beskrivna kända sexfasöverfö- ringsledningen för en spänning av 462 kV är fältstyrkan Earb vid ett avstånd av 4,4 m mellan de angränsande faserna lika med 1,48 kV/cm.

De avstånd mellan de angränsande faserna hos elkraft- överföringsledningen enligt uppfinningen, som förinställts en- ligt den ovan beskrivna grundprincipen, säkerställer en till- räcklig överslagshàllfasthet hos luftspalten mellan faserna, bl.a. i de fall när vindpákänningar uppträder, vilka leder till att faserna sammanföres inom de gränser, som bestämmes av de antagna beräknade vindpàkänningarna. För att säkerställa en högre funktionssäkerhet hos trefasöverföringsledningen med sam- manförda uppspaltade faser enligt uppfinningen genom förhind- rande av att faserna sammanföres i otillåten grad under inver- kan av vind, ledarnas "studsning“ vid avisning och ledarnas "dansning" (galoppering) kan man dessutom vidta följande kända åtgärder: anordnande av avstándsorgan av metall i ledningens spann, vid vilka avstándsorgan fasledarna är avsedda att-fäs- tas, anordnande av isolerande avstándsorgan mellan faserna, samt fästning av fasledarna i spannen vid förankringar i mark medelst fasspänningsmässigt isolerade stänger (jämför exempel- vis det sovjetryska uppfinnarcertifikatet 567380). Tack vare ett stort antal möjliga kombinationer av konturerna för upp- spaltade faser samt av deras inbördes lägen kan man dessutom, enligt uppfinningen, välja sådana kombinationer för de aktuella förhållandena och parametrarna, vid vilka vind kommer att in- verka på fasernas sammanförande i minsta möjliga grad.

Samtliga åtgärder gör det möjligt att sammanföra faser- na hos elkraftöverföringsledningen till kortare avstånd, varvid dessa åtgärder ytterligare gynnas genom minskning av överspän- ningskvoten i elkraftöverföringsledningen, exempelvis genom tillämpning av överspänningsbegränsare exempelvis av den typ som beskrives i de sovjetryska uppfínnarcertifikaten 504270 och 453 704 22 652637.

Trefasöverföringsledningarna enligt uppfinningen, vilka är baserade på den ovan beskrivna teoretiska motiveringen, upp- visar följande tekniska och ekonomiska prestanda.

I fig 1 visas en rät linje c, som representerar den na- turliga effekt, som vid en spänning av 500 kV kan överföras över den i fig 2c visade elkraftöverföringsledningen enligt uppfinningen i beroende av antalet n ledare i varje uppspaltad fas. Såsom det framgår av fig 1 utgör den naturliga effekten hos elkraftöverföringsledningen enligt uppfinningen, när varje uppspaltad fas innefattar tio ledare, 2,6 milj. kW, vilket vär- de är i det närmaste lika med den teoretiskt möjliga gränsen av 2,7 milj. kW, varvid den naturliga effekten kan uppnå denna gräns, när Kn-faktorn är optimal.

I fig 2d visas jämförelsediagram över den naturliga ef- fekten hos elkraftöverföringsledningen enligt fig 2a, b, c, vilken effekt anges hänförd till elkraftöverföringsledningsba- nans bredd. Utefter abskissan i fig 2d är överföringslednings- banans bredd B avsatt, medan en täthet Pn/B av den effekt, som skall överföras över elkraftöverföringsledningen, är avsatt ut- efter ordinataxeln. Rektanglarnas yta (area) representerar den naturliga effekten hos elkraftöverföringsledningarna i överens- stämmelse med deras beteckning i den övre delen av fig 2. Såsom det framgår av diagrammen i fig 2d är den naturliga effekten hos elkraftöverföringsledningen 2c enligt föreliggande uppfin- ning avsevärt högre än den hos de konventionella kända elkraft- överföringsledningarna 2a och 2b, samtidigt som banbredden hos elkraftöverföringsledningen 2c enligt uppfinningen är avsevärt mindre än den hos de konventionella kända elkraftöverförings- ledningarna 2a och 2b.

I fig 4 visas en möjlig utföríngsform av den av en enda krets bestående trefasöverföringsluftledning med uppspaltade faser enligt uppfinningen, som kan användas för överföring av hög, mycket hög och ytterst hög spänning.

Denna elkraftöverföringsledning innefattar tre upp- spaltade faser 1, 2 och 3, vilka, var och en, innefattar tolv enskilda ledare 4. Ledarna 4 i varje fas är fästa pà avstånds- 453 704 23 organ 5, som är framställda av lättmetall exempelvis aluminium- legeríng. Avstándsorganen 5 är anordnade att bilda i ett plan, som är vinkelrätt mot elkraftöverföringsledningens centrumlin- je, konturer för de uppspaltade faserna. Vid den i fig 4 visade utföringsformen är avståndsorganen 5 ringformade, varvid kontu- rerna för de uppspaltade faserna 1, 2, 3 är slutna och har for- men av omkretsar. Avstàndsorganen 5 av metall är förbundna med varandra medelst isolatorer 6 så, att en enda gemensam kon- struktion bildas, varvid de nædelst upphängbara kedjor 7 av isolatorer är fästa vid en mellanliggande stödbock 8, vars ele- ment, såsom det framgår av ritningen, är anordnade utanför det utrymme, som är upptaget av faserna och luftspalter dememellan.

Alla de omkretsar, som representerar konturerna för de uppspal- tade faserna, är koncentriska med varandra så, att avstånden S mellan de uppspaltade faserna i två par, som är upphängda vid stödbockarna för de angränsande uppspaltade faserna 1-2 och 2-3, är lika stora utefter hela längden av konturerna för dessa faser. Avståndet S bör väljas så, att den elektriska fältstyr- kan mellan de uppspaltade faserna i vartdera fasparet vid ar- betsspänningen varierar mellan 1,65 kV/cm (vid en maximal över- -spänningskvot) och 3,15 kv/cm vid en minimal överspänningskvot över elkraftöverföringsledníngen.

Antalet ledare 4 är vid denna utföringsform, såsom an- förts ovan, lika stort i samtliga uppspaltade faser 1, 2 och 3.

Ledarna 4 är emellertid fördelade utefter konturen för dessa uppspaltade faser på olika sätt. I de uppspaltade faserna 2 och 3 är ledarna 4 exempelvis skilda från varandra ett lika stort avstånd (en lika stor delning eller ett lika stort steg). I den yttre uppspaltade fasen 1 är emellertid ledarna 4 skilda från varandra ett olika stort avstånd, såsom det framgår av fig 4, som visar att den övre hälften av konturen för den yttre upp- spaltade fasen 1 innefattar fem ledare, medan den undre hälften därav innefattar sju ledare, vilket med andra ord innebär att ledarna i den undre hälften av konturen för den yttre uppspal- tade fasen 1 är skilda från varandra ett kortare steg än ledar- na i konturens övre hälft. När ledarna 4 är fördelade på detta 453 704 24 sätt, är elektriska laddningar och strömmar i desamma i det närmaste lika med medelladdningen respektive medelströmmen.

Vid denna utföringsform är det elektriska fältet, som uppträder i hela utrymmet mellan faserna, svagt olikformigt, varvid elektriskt, överslag i detta fält, vid överspänningar över elkraftöverföringsledningen, vilka överstiger de tillåtna, endast kan uppträda i "streamerliknande" form.

Isolatorerna 7 kan utgöras av-kedjor av isolatorer av tallrikstyp eller av stàngisolatorer, exempelvis av porslin el- ler glasplastmaterial (glasförstärkt plastmaterial). Ioslato- rerna 6 kan fästas inte vid de närmast liggande punkterna utan vid de mest avlägsna punkterna på de ringformade avstàndsorga- nen 5 av metall i och för säkerställande av den önskade isole- ringshàllfastheten (överslagshållfastheten) via luft och utef- ter läckvägen via en isolerstáng, som kan utformas med korru- gerad yta eller anordnas analogt med cykelhjulekrar i och för att öka läckbanans längd.

Avstàndsorganens 5 och isolatorernas 6, 7 hållfasthet måste dimensioneras under hänsynstagande till vikten av alla ledare i ett enda överföringsledningsspann samt vikten av is på ledarna. - Den i fíg 4 visade mellanliggande stödbocken, vid vil- ken de uppspaltade faserna 1, 2 och 3 är upphängda, är utformad med två ben 8, vilka lutar åt yttre håll från elkraftöverfö- ringsledningens centrumlinje och uppbäres av på fundament 10 fästa ledorgan 9. Upptill är benen 8 förbundna med varandra me- delst en tvärbalk eller en böjlig förbindelselänk 11. Benen 8 är avsedda att fasthàllas i det önskade läget medelst yttre och inre spännorgan 12, 13 respektive 14, 15. De yttre spännor- ganen 12 och 13 är anordnade i tvâ våningar och med sina undre ändar fästa vid förankríngar 16. Spännorganens 12 övre ändar är förbundna med benens 8 övre ändar, medan spännorganens 13 övre ändar är förbundna med centrumdelar av benen 8. Spännorganens 15 och 16 undre ändar är fästa vid fundamenten 10, medan deras övre ändar är förbundna med benens 8 centrumdelar i jämnhöjd med förbindelsestället för dessa centrumdelar med spännorganens 13 övre ändar. 25 Såsom det framgår av ritningarna är kedjorna 7 av iso- latorer fästa vid benens 8 övre ändar och anordnade i en vinkel av 1200 i förhållande till varandra, vilket gör det möjligt att minska de uppspaltade, vid stödbocken upphängda fasernas genom vindpåkänningar förorsakade svängníngsrörelse och därigenom minska avståndet mellan benen 8. Avstàndsorganen 5 av metall samt isolatorerna 6 föflündrar dessutom att ledarna 4 de uppspal- tade faserna 1, 2 och 3 sammanföres (bringas närmare varandra).

För att förhindra dels att ledarna hos olika faser sam- manföres i otillåtlig grad och dels att ledarna i den ena fasen sammanflätas i elkraftöverföringsledningsspann kan man i dessa anordna avståndsorgan av metall och isolatorer, vilka är iden- tiska med avståndsorganen 5 av metall respektive isolatorerna 6 men är lättare, eftersom de inte utsättes för från ledarnas tyngd härrörande påkänningar och de på dem inverkande krafterna är ringa. Avståndet mellan sådana avståndsorgan och isolatorer- na i spannen bör väljas så, att faserna sammanföres i mycket ringa grad utefter längden av elkraftöverföringsledningen, när ledarna avisas, galopperar (dansar) under inverkan av vind och andra faktorer, varvid det återstående avståndet mellan faserna i alla fall är tillräckligt för att isoleringshållfastheten skall kunna säkerställas.

Vid den ovan beskrivna utföringsformen av elkraftöver- föringsledningen enligt uppfinningen är stödbockarna försedda med en eller två, på ritningarna inte visade, ben av linor. En eller flera ledare i denna överföringsledning kan elektriskt isoleras från metallkonstruktionerna i och för användning av nämnda ledare som kommunikationsledningar. Man kan dessutom an- vända andra konventionella ytterligare anordningar, vilka är användbara vid de kända konventionella elkraftöverföringsled- ningarna.

Den ovan beskrivna, av en enda krets bestående, trefas- överföringsluftledningen med uppspaltade faser uppvisar hög ar- betskapacitans och följaktligen lägre vågimpedans och högre na- turlig effekt genom att avståndet mellan de angränsande upp- spaltade faserna är kort tack vare att ett svagt olikformigt 453 704 I 453 704 26 elektriskt fält alstras mellan nämnda uppspaltade faser.

Såsom ett konkret exempel betraktas nedan en elkraft- överföringsledning för en spänning av 500 kV, vid vilken kontu- ren för den inre uppspaltade fasen har en diameter av 1 m, av- ståndet mellan de angränsande uppspaltade faserna är lika med 2,5 m och konturen för den uppspaltade centrumfasen har en dia- meter av 6 m och en längd av 18,9 m. Vid denna elkraftöverfö- ringsledning är varje uppspaltad fas uppbyggd av 26 ledare av stål och aluminium, med en ytterdiameter av 2,9 cm, varvid le- darnas del av aluminium har en tvärsnittsyta av 400nm2 och le- darnas stálkärna har en diameter av 1,25 cm, medan den s.k. ekonomiska strömtätheten är lika med 1 A/mmz. Den så utformade elkraftöverföringsledningen enligt uppfinningen har en naturlig effekt av 9 milj. kw, vilket värde är tio gånger högre än den naturliga effekten hos den kända konventionella elkraftöverfö- ringsledningen för en spänning av 500 kV, vilken effekt är 0,9 milj. kW.

Ett andra konkret exempel avser den i fig 4 visade el- kraftöverföringsledningen enligt uppfinningen för en spänning av 330 kV, där konturen för den inre uppspaltade fasen har en diameter av 0,7 m, avståndet S mellan de angränsande uppspalta- de faserna är 1,5 m och konturen för den uppspaltade centrum- fasen har en längd av 7 m. Vid denna överföringsledning är var- je uppspaltad fas uppbyggd av 13 ledare av stål och aluminium med en ytterdiameter av 2,24 cm, varvid ledarnas del av alumi- nium har en tvärsnittsyta av 240 mmz och stålkärnan har en dia- meter av 0,94 cm, medan strömtätheten är 1 A/mmz. Denna över- föringslednings naturliga effekt är lika med i det närmaste 1,8 milj. kW eller 5,9 gånger högre än den kända konventionella elkraftöverföringsledningen för en spänning av 330 kV, vars na- turliga effekt är 360 MW.

De ovan anförda exemplen visar att den av en enda krets bestående trefasöverföringsluftledningen enligt fig 4 har en naturlig effekt som är avsevärt högre än effekten hos alla kän- da växelströmsöverföringsledningar, samtidigt som den har myc- ket kompakt konstruktion, varför den blir mycket ekonomisk. 453 704 27 Vid den under hänvisning till fig 4 beskrivna utfö- ringsformen av elkraftöverföringsledningen enligt uppfinningen använde man endast en enda typ av mellanliggande stödbockar.

Det bör emellertid observeras att man vid det ovan beskrivna anordnandet av uppspaltade faser och det ovan beskrivna sättet att upphänga dem vid den mellanliggande stödbocken kan använda stödbockar av andra typer under bibehållande av de höga teknis- ka egenskapernacxm den goda ekonomin, som är typiska för den ovan beskrivna utföringsformen av elkraftöverföringsledningen enligt uppfinningen. I fig 5 visas exempelvis användningen av en U-formad stödbock 17 med rak horisontell tvärbalk, medan i fig 6 visas en huvudsakligen U-formad stödbock 18 med rundad tvärbalk. I fig 7 visas en V-formad stödbock 19 med invid basdelen konvergerande ben.

Vid samtliga och efterföljande utföringsformer av upp- finningen är ledarna 4 fästa vid avståndsorganen 5 av metall medelst klämorgan 20 (i fig 4 visas endast ett klämorgan).

Isolatorernas 6 och 7 läge och antal kan - liksom de i exemplet ovan beskrivna stödbockarna av olika typer - i bero- ende av spänningen över elkraftöverföringsledningen samt kli- matförhållanden för överföringsledningsbanan skilja från- vad som visas pà ritningarna och beskríves i de ovan anförda exemp- len men de måste i alla fall väljas sä, att ledarna och deras isolering är fästa funtionssäkert.

I fig 8 visas en andra utföringsform av elkraftöverfö- ringsledningen enligt uppfinningen. De element, som är analoga med de i fig 4, har samma hänvisningssiffror.

Vid denna utföringsform (fig 8) är konturerna för de uppspaltade faserna - ävensom vid den första utföringsformen - slutna och har formen av omkretsar. En av de uppspaltade faser- na är emellertid vid denna utföringsform uppdelad i två halvfa- ser 3a och 3b, vilkas kontur även utgöres av en omkrets. Var- dera halvfasen 3a, 3b innefattar lika stora antal enskilda le- dare 4, exempelvis sex ledare, medan varje uppspaltad fas to- talt innefattar tolv ledare 4. Halvfaserna 3a och 3b är, såsom det framgår av fig 8, anordnade inuti konturerna för de upp- 4szp7o4 28 spaltade faserna 1 respektive 2. Konturomkretsarna för halvfa- serna 3a och den uppspaltade fasen 1 samt konturomkretsarna för halvfaserna 3b och den uppspaltade fasen 2 är anordnade kon- centriskt med varandra. Avstânden S och fördelningen av fas- ledarna i de yttre uppspaltade faserna 1 och 2 är desamma som vid den ovan beskrivna utföringsformen, vilket bidrar till att alstra ett svagt olikformigt elektriskt fält, i vilket elekt- riskt överslag endast kan uppträda i streamerform, när över- spänningar över elkraftöverföringsledningen överstiger de till- látna.

Vid elkraftöverföringsledningens ändar eller vid andra lämpliga ställen är halvfaserna 3a och 3b elektriskt kopplade till varandra.

De övriga komponenterna i denna elkraftöverföringsled- ning liknar respektive komponenter i den första utföringsformen.

Denna (andra) utföringsform av elkraftöverföringsled- ningen kan uppvisa en naturlig effekt, som är med i det när- maste 10 % lägre än den hos den första utföringsformen. Denna utföringsform av elkraftöverföringsledningen gör det emellertid möjligt att jämfört med den första utföringsformen minska stöd- bockarnas höjd. _ I fig 9 visas ännu en utföringsform (en tredje sådan) av elkraftöverföringsledningen enligt uppfinningen, varvid de komponenter i denna överföringsledning, som är identiska med respektive komponenter i elkraftöverföringsledningen enligt fig 4, har samma hänvisningssíffror.

Vid denna utföringsform är en av de konturer, utefter vilka ledarna i de uppspaltade faserna är fördelade i elkraft- överföringsledningens tvärsnitt, exempelvis konturen för den inre uppspaltade fasen 3 sluten, varvid den har formen av en oval, medan konturerna för de båda andra uppspaltade faserna 1 och 2 är oslutna (öppna) och har formen av kurvor, vilka omger konturen för den uppspaltade fasen 1. Konturerna för de upp- spaltade faserna 1 och 2 är, såsom det framgår av fig 9, upp~' till belägna pà sådant sätt, att deras konvexa delar är vända nedåt. Det framgår dessutom av fig 9 att den i fig 9 visade ut- 453 704 29 föringsformen av elkraftöverföringsledningen som om tillhanda- hållits genom skärning och isärföring av de båda yttre faserna i utföringsformen enligt fig 4.

Vid den i fig 9 visade utföringsformen innefattar varje uppspaltad fas 1, 2, 3 femton enskilda ledare 4. Antalet ledare i den uppspaltade centrumfasen 2 och i den undre uppspaltade fasen 1 eller i endera fasen 2 (eller 1) kan emellertid vara större än antalet ledare i den övre uppspaltade fasen 3, vilket kan vara lämpligt till följd av att den undre uppspaltade fasen 1 har hög kapacitans på grund av att fasen har avsevärda di- mensioner och/eller till följd av att den uppspaltade centrum- fasen 2 har förhållandevis hög kapacitans på grund av att cent- rumfasen 2 är anordnad mellan de båda uppspaltade faserna 1 och 3. En sådan fasuppspaltning till olika stort antal ledare 4 gör det möjligt att fördela strömmarna över dessa ledare 4 mest likformigt och därigenom minska elkraftförlusterna i elkraft- överföringsledningen.

Såsom: det framgår av ritningen är ledarna 4 i den upp- spaltade centrumfasen 2 och i den yttre undre uppspaltade fasen 1 skilda från varandra ett olika stort avstånd utefter kontu- rerna för dessa faser. I centrumdelen av konturerna för de upp- spaltade faserna 1 och 2 är ledarna 4 skilda fràn varandra ett mindre avstånd jämfört med det inbördes läget hos ledarna 4 i de yttre delarna av konturerna för nämnda faser. Detta bidrar till en likformig laddnings- och strömfördelning i ledarna 4.

Minskningen av avståndet mellan ledarna i närheten av ändarna av de oslutna konturerna för de uppspaltade faserna gör det dessutom möjligt att utjämna den elektriska fältstyrkan i när- heten av dessa ändar och följaktligen minska den s.k. ändeffek- ten, vilket förhindrar att lokal koronaurladdning uppträder vid de yttre ledarna i konturerna för de uppspaltade faserna 1 och 2. I samma syfte är invid kanterna av konturerna för de upp- spaltade faserna 1 och 2 enskilda ledare 4 anordnade pà båda sidor om avståndsorganet av metall.

Att vidta dessa åtgärder mot önskvärda ändeffekter är av särskild betydelse för elkraftöverföringsledningar för över- föring av mycket höga och ytterst höga spänningar. 455 704 30 Avstånden S mellan de angränsande uppspaltade faserna 1-2 och 2-3 förinställes på samma sätt som vid de föregående utföringsformerna av uppfinningen. Denna omständighet samt nämnda utformning och lägen hos de uppspalüxæ faserna samt de enskilda ledarna i dessa bidrar till att det elektriska fältet, som uppträder i hela utrymmet mellan faserna, vid denna utfö- ringsform, ävensom vid de ovan beskrivna utföringsformerna, är svagt olikformigt, i vilket fält elektriskt överslag endast kan uppträda i streamerform, när överspänningar över elkraftöver~ föringsledningen överstiger de tillåtna.

De upphängbara kedjorna 7 av isolatorer är vid denna utföringsform förbundna med ändarna av avstàndsorganen 5 av me- tall hos de uppspaltade faserna 1 och 2, varvid kedjorna 7 är förda i riktning mot hörnen hos tvärbalken 11 hos den mellan- liggande U-formade stödbocken i linjer, vilka är nära tangenet invid ändarna av konturerna för de uppspaltade faserna 1 och 2.

De övriga komponenterna i denna utföringsform av el- kraftöverföringsledningen är utformade pà samma sätt som vid den första utföringsformen.

Den i fig 9 visade elkraftöverföringsledningen har läg- re överföringsförmåga jämfört med elkraftöverföringsledningar- na enligt fig 4 och 8, eftersom förhållandet mellan" längden L av konturen för den uppspaltade centrumfasen 2 och avståndet S mellan de angränsande uppspaltade faserna vid denna utförings- form av elkraftöverföringsledningen (fig 9) är lägre än vid de första och andra utföringsformerna. Denna utföring är emeller- tid föredragen i många fall exempelvis när en alltför hög na- turlig effekt inte erfordras, varför de första och andra ut- föringsformerna av elkraftöverföringsledningen, ekonomiskt sett, inte är lämpliga att använda.

I fig 10 visas ytterligare en utföringsform (en fjärde utföringsform) av en elkraftöverföringskxmimym enligt uppfin- ningen. De komponenter i denna överföringsledning, som är iden- tiska med respektive komponenter i utföringsformen enligt fig 4 betecknas med samma hänvisningssiffror.

Vid denna utföringsform (fig 10) är samtliga konturer, utefter vilka ledarna 4 i de uppspaltade faserna 1, 2 och 3 är 455 704 31 anordnade i elkraftöverförinqsledningens tvärsnitt, inte slut- na, varvid dessa konturer, såsom det framgår av fig 10, huvud- sakligen har formen av krökta linjer, vilkas konvexa del är vänd nedåt. Det framgår dessutom av fig 10 att den enligt fig 10 utformade elkraftöverföringsledningen, sett i tvärsnitt ge- nom denna, som om tillhandahàlles genom skärning av den övre fasen 3 i fig 9 och isärföring av samtliga fasers ändar.

Vid den i fig 10 visade utföringsformen innefattar var- je uppspaltad fas 1, 2, 3 tolv enskilda ledare 4. Antalet leda- re i den uppspaltade centrumfasen 2 och i den undre uppspaltade fasen 1 eller i endera fasen 2 eller 1 kan emellertid vara större än det i den övre uppspaltade fasen 1 i och för att strömmarna skall kunna fördelas i dessa ledare mest likformigt.

Såsom det framgår av fig 10 är ledarna 4 i centrumdelarna av faserna 1 och 2 skilda från varandra ett större avstånd än le- darna 4 i de yttre delarna av dessa faser, dvs. på exakt samma sätt som vid den föregående (tredje) utföringsformen.

Avstånden S mellan de angränsande uppspaltade faserna i paren 1-2 och 2-3 väljes på samma sätt som vid de ovan be- skrivna utföringsformerna, varvid det elektriska fältet, som uppträder i hela utrymmet mellan faserna hos denna utförïngs- form av elkraftöverföringsledningen, är svagt olikformigt, i vilket fält elektriskt överslag endast kan uppträda i streamer- form, när överspänningar över överföringsledningen överstiger de tillåtna.

Den i fig 10 visade övre tvärbalken 11 är mànghörnig.

Avstàndsorganen 5 av metall med ledarna 4 är upphängda vid tvärbalkens 11 lutande sidor medelst kedjorna 7 av isolatorer, vilkas lutningsvinkel mot horisonten minskar i riktning från den övre uppspaltade fasen 3 till den undre fasen 1. Vid denna ut- föringsform är avståndsorganen 5 av metall inte förbundna med varandra medelst isolatorer, såsom fallet är vid de föregående utföringsformerna, vilket möjliggöres genom att vindpâkänningar inte är farliga, när konturerna för de uppspaltade faserna 1, 2 och 3 är utformade på det i fig 10 visade sättet och kedjorna 7 av isolatorer är anordnade pà det sättet som framgår av fig 10. Under konkreta användníngsförhállanden för elkraftöverfö- 453 704 32 ringsledningen kan man, om så erfordras, även vid denna utfö- ringsform - liksom vid de föregående utföringsformerna - an- vända isolatorer mellan avstándsorganen av metall samt av- stándsorgan av metall med isolatorer dememellan i elkraftöver- föringsledningsspann.

Den i fig 10 visade överföringsledningen är liksom den i fíg 9 visade ledningen avsedd att användas vid lägre överfö- ringsförmàga jämfört med elkraftöverföringsledningen enligt fig 4.

I fíg 11 visas ännu en utföringsform av elkraftöverfö- ringsledningen enligt uppfinningen. De element i denna ledning, som är analoga med respektive element i överföringsledníngen enligt fíg 4, betecknas med samma hänvisningssiffror.

Den i fíg 11 visade elkraftöverföringsledningens tvär- snittsform liknar i det närmaste den i fíg 10 visade ledning- ens men skiljer sig från denna genom fortsatt upprätning av konturerna för de uppspaltade faserna 1, 2 och 3. De i fig 11 visade konturerna för faserna 1-3 utgöres, utefter den större delen av konturlängden, av räta, horisontella linjer.

Vid denna utföringsform är antalet enskilda ledare 4 i varje uppspaltad fas 1, 2, 3, ledarnas 4 fördelning samt av- ståndet S mellan de angränsande uppspaltade faserna i paren 1-2 och 2-3 desamma som vid den i fíg 10 visade utföringsformen, varför det elektriska fältet i hela utrymmet mellan faserna även vid utföringsformen enligt fíg 11 är svagt olikformigt, i vilket fält överslag endast kan ske i streamerform, när över- spänningar över elkraftöverföringsledningen överstiger de till- låtna.

Den i fíg 11 visade överföringsledningens mellanligg- ande stödbockar är uppbyggda av två vertikala ben 8, vilka upp- bäres av ledorganen 9 på fundamenten 10. Benens 8 övre ändar är medelst den böjliga förbindelselänken 11 förbundna med varandra och fästa medelst de i förankringarna 14 infästa spännorganen 12 och 13. På .benens 8 övre ändar samt på den böjliga för- bindelselänken 11 är áskskyddslinor 21 anordnade. Antalet åsk- skyddslinor 21 kan ändras i beroende av konkreta förhållandenÄ 453 704 33 Avstàndsorganen S med ledarna 4 är vid den i fig 11 visade ut- föringsformen fästa medelst kedjorna 7 av isolatorer vid stöd- bockens ben 8. Vid denna utföringsform är formen hos konturerna för de uppspaltade faserna 1-3 samt läget hos kedjorna 7 av isolatorer ännu gynnsammare jämfört med den i fig 10 visade överföringsledningen, vilket gör det möjligt att i många fall klara sig utan isolatorer för fästning av avståndsorganen 5 av metall.

Den i fig 11 visade elkraftöverföringsledningen är lik- som den i fig 10 visade ledningen avsedd att användas vid lägre överföringsförmâga jämfört med elkraftöverföringsledningen en- ligt fig 4. Den i fig 11 visade ledningen är emellertid enklare att framställa jämfört med ledningen enligt fig 10.

I fig 12 visas en elkraftöverföringsledning enligt upp- finningen, vid vilken konturerna för de uppspaltade faserna in- te är slutna och har, huvudsakligen, formen av räta vertikala linjer. De i fig 12 visade komponenter, som är analoga med respektive komponenter i fig 4-11, betecknas med samma hänvis- ningssiffror.

Den i fig 12 visade ledningens tvärsnittsform tillhan- dahälles, som om, genom att vid den i fig 4 visade ledningen, vertikalt skära alla de omkretsar, utefter vilka ledarna i de uppspaltade faserna är fördelade, med efterföljande upprätning av tre hälfter av halvomkretsarna.

Vid den i fig 12 visade utföringsformen utgöres kontu- ren för den uppspaltade centrumfasen av ett rätt linjestycke, vid vars ändar är anordnade ytterligare avstàndsorgan 22 av metall, med kort längd, vilka är vinkelräta mot huvudavstånds- organet 5 av metall. Konturerna för de båda yttre uppspaltade faserna 1 och 3 utgöres, utefter större delen av längden, av räta linjer, men deras ändar är utbockade åt yttre håll i för- hållande till centrumfasen 2.

Vid denna utföringsform är metallavståndsorganen 5 fästa vid stödbocken medelst sina båda ändar, varvid avstånds- organens 5 övre ändar, i regel, medelst kedjorna 7 av isolato- rer är fästa vid den U-formade stödbockens övre tvärbalk 11, ..1.,.,,,,, . 453 704 34 medan deras undre ändar medelst isolatorer 23 är fästa vid den U-formade stödbockens ytterligare, undre tvärbalk 24. Isolato- rerna 23 kan förses med dämporgan 25, exempelvis av fjädertyp, i och för att förhindra att isolatorerna 23 skadas när en av ledarna 4 brytes.

Såsom det framgår av fig 12 är ledarna 4 i centrumde- larna av konturerna för de uppspaltade faserna 1-3 skilda från varandra ett större avstånd än ledarna 4 vid ändarna (kanterna) av konturerna för dessa faser. För att förhindra att lokal ko- ronaurladdning bildas är vid vardera änden av konturerna för de uppspaltade faserna 1 och 3 anordnad en ytterligare ledare, som befinner sig vid den sida av avståndsorganet 5, som är motsatt alla de övriga ledarna i respektive uppspaltade fas. I den upp- spaltade centrumfasen 2 är de ytterligare ledarna fästa vid ändarna av avstàndsorganen 22 av metall. Samtliga åtgärder mot oönskvärda. ändeffekter blir särskilt nödvändiga för elkraft- överföringsledningar för överföring av mycket höga och ytterst höga spänningar.

Avstànden S mellan de angränsande uppspaltade faserna i paren 1-2 och 2-3 är utefter större delen av konturlängden valda på samma sätt som vid de ovan beskrivna utföríngsfofmer- na. Denna omständighet samt nämnda utformning och inbördes läge hos de uppspaltade faserna och de enskilda ledarna i dessa bi- drar till att det elektriska fältet i hela utrymmet mellan fa- serna vid utföringsformen enligt fig 12 liksom vid samtliga fö- regående utföringsformer är svagt olikformigt, i vilket fält elektriskt överslag endast kan uppträda i streamerform när överspänningar över elkraftöverföringsledningen överstiger de tillåtna.

Vid utföringsformen enligt fig 12 måste man - till skillnad från de båda föregående utföringsformerna - anordna isolatorerna 6 mellan avståndsorganen 5 av metall, vilka isola- torer är avsedda att tillsammans med kedjorna 7 och 23 av iso- latorer förhindra att de uppspaltade faserna 1-3 sammanföres i otillåtlig grad under inverkan av vind. För att förhindra att faserna sammanföres i otillåten grad och att ledarna i den ena 453 704 35 uppspaltade fasen sammanflätas i elkraftöverföringslednings- spann kan man i dessa anordna samma avstándsorgan 5 av metall och isolatorer 6 men lättare sådana, eftersom de inte utsättes för inverkan av tyngdkrafter från ledarna. I stället för isolatorerna 6 kan man i elkraftöverföringsledningsspannen an- ordna fasspänningsmässigt isolerade, vid förankringar 27 (fig 13), fästa stänger 26. Överföringsledningen enligt fig 12 har jämfört med de andra utföringsformerna en smalare bana, samtidigt som dess na- turliga effekt kan uppgå till den hos de i fig 9-11 visade el- kraftöverföringsledningarna.

I fig 14 och 15 visas utföringsformer av elkraftöver- föringsledningen enligt uppfinningen, vid vilka konturerna för de uppspaltade faserna utefter hela sin längd utgöres av räta linjer. De i fig 14 och 15 visade överföringsledningarnas tvär- snittsform skiljer'sig, såsom det framgår av ritningarna, från de i fig 11 och 12 visade ledningarnas tvärsnittsform genom att ändarna av konturerna för de uppspaltade faserna är upprätade.

Vid dessa båda utföringsformer innefattar varje upp- spaltad fas 1, 2, 3 fem enskilda ledare. Dylika elkraftöverfö- ringsledningar kan användas vid en förhållandevis låg märkšpän- ning, exempelvis 150-220 kV, när man kan använda ledare med en sådan diameter, som ledarna i överföringsledningar för sådana spänningar brukar ha, varvid vid denna diameter uppträder lokal koronaurladdning inte vid de enskilda ledarna. Vid utförings- formerna enligt fig 14 och 15 väljes avståndet S mellan kontu- rerna för de angränsande uppspaltade faserna 1-3 på samma sätt som vid samtliga utföringsformer, vilket bidrar till att det elektriska fältet, som är verksamt i hela utrymmet mellan fa- serna, endast kan uppträda i streamerform, när överspänningar över elkraftöverföringsledningen överstiger de tillåtna.

Konturerna för de uppspaltade faserna 1-3 hos elkraft- överföringsledningarna enligt fig 14 och 15 är anordnade på olika sätt.

Vid ledningen enligt fig 14 har konturerna för faserna 1-3 formen av räta, horisontella linjestycken, medan avstånds- 453 704 36 organen 5 av metall vid de båda ändarna är fästa vid stödboc- kens ben 8 medelst isolatorkedjorna 7. I de flesta fall bort- faller behovet av att vid sådana elkraftöverföringsledningar installera isolatorer mellan avståndsorganen 5 av metall, bl.a. i överföringsledningsspannen, eftersonu vind, i regel, blåser parallellt med markytan, varför ledarna praktiskt taget inte sammanföres.

Vid elkraftöverföringsledningen enligt fig 15 har kon- turerna för de uppspaltade faserna 1-3 formen av räta, vertika- la linjestycken, medan avstándsorganen 5 av metall med sin ena ände är upphängda vid stödbockens tvärbalk medelst kedjorna 7 av isolatorer. Vid denna utföringsform är avstándsorganen 5 förbundna med varandra medelst isolatorerna 6. I denna överfö- ríngslednings spann kan man även placera lätta avståndsorgan 5 av metall och isolatorer 6. Genom att antalet ledare i de upp- spaltade faserna samt konturlängden hos dessa vid denna överfö- ringsledning är ringa, behöver avstàndsorganens 5 undre ändar inte fästas medelst isolatorer till skillnad från vad som är fallet vid de i fig 12 och 13 visade utföringsformerna av över- föringslednigen.

Vid de utföringsformer av elkraftöverföringslednfngen enligt. uppfinningen, där konturerna för samtliga uppspaltade faser är öppna (oslutna) i överensstämmelse med vad som visas i fig 10-15, är det lämpligt att konturerna för de uppspaltade centrumfaserna 2 har kortare längd än konturerna för de yttre uppspaltade faserna 1 och 3, vilket erfordras för att utjämna kapacitanserna och spänningsfallen i samtliga faser hos den el- kraftöverföringsledning, vid vilken kapacitansen hos den upp- spaltade centrumfasen 2 är högre än den hos de yttre uppspal- tade faserna 1 och 3, vilket bidrar till att antalet s.k. transpositionscykler reduceras till det som motsvarar de kända konventionella elkraftöverföringsledningarna av detta slag.

I fig 16 visas i längdskalan för konturerna för de upp- spaltade faserna 1-3 läget hos ledarna 4 i dessa vid den i fig '12 visade utföringsformen av elkraftöverföringsledningen enligt uppfinningen för en spänning av 500 kV. 455 704 37 Såsom det framgår av fig 16 är avstànden mellan ledarna 4 i centrumdelarna av de uppspaltade faserna 1-3 större än de i de yttre delarna av dessa faser. Att så placera ledarna i de uppspaltade faserna möjliggör, såsom anförts ovan, utjämning av laddningar och strömmar i ledarna, varför man i luftspalter- na mellan de uppspaltade faserna kan alstra ett tämligen lik- formigt elektriskt fält. En dylik fördelning av ledarna i de uppspaltade faserna gör det vidare möjligt att minska effekt- och energiförluster. Genom att sammanföra ledarna 4 vid ändarna av konturerna för de uppspaltade faserna kan man dessutom för- hindra bildande av lokala koronaurladdningar.

I Konturlängden hos den uppspaltade centrumfasen 2 är 3 m, medan konturlängden hos de yttre uppspaltade faserna 1 och 3 utgör 3,5 m, vilket med andra ord innebär att centrumfasens 2 konturlängd är mindre än de yttre uppspaltade fasernas 1 och 3 konturlängd. Detta gör det möjligt att utjämna kapacitanserna och spänningsfallen i samtliga faser hos elkraftöverföringsled- ningen och följaktligen minska antalet transpositionscykler för elkraftöverföringsledningen till det som är typiskt för de kän- da elkraftöverföringsledningarna av detta slag.

Fig 16 visar dessutom att antalet ledare 4 i den°upp- spaltade centrumfasen 2 är tolv, medan antalet ledare 4 i de yttre uppspaltade faserna 1 och 3 är nio. Genom att antalet le- dare 4 i centrumfasen 2 alltså är större än det i faserna 1 och 3 kan man utjämna strömmarna i ledarna, eftersom strömmen i centrumfasen 2 är större än den i de yttre faserna 1 och 3 ge- nom att de båda yttre faserna 1 och 3 inverkar kapacitivt på centrumfasen 2.

Samtliga, under hänvisning till fig 16, betraktade sär- drag är högst väsentliga när antalet ledare i de uppspaltade faserna är mycket stort.

En av de i fig 12 och 16 visade ehuafiñverföringsled- ningarna enligt uppfinningen uppvisar följande egenskaper.

Spänningen över denna överföringsledning är 500 kV. Det totala antalet ledare 4 i överföringsledningen är 30, varvid ledarna 4 är framställda av stål och aluminium och har en yt- 453 704 38 terdiameter av 2,24 cm. Ledarnas 4 del av aluminium har en tvärsnittsyta av 240 mm2, medan ledarnas 4 stålkärna har en diameter av 0,94 cm. Avståndet mellan de uppspaltade faserna är 3 m och längden av konturen för de yttre uppspaltade faserna 1 och 3 är 3,5 m, medan konturlängden hos den uppspaltade cent- rumfasen 2 utgör 3 m. Centrumfasen 2 innefiæfiar tolv ledare, me- dan vardera yttre fasen innefattar nio ledare. Den verksamma (effektiva) elektriska fältstyrkan vid ledarnas yta är 21,1 kV/ cm, medan den elektriska fältstyrkan under elkraftöverförings- ledningen, i jämnhöjd med människoväxten, är 9 kV/cm. Korona- urladdningsförlusterna över denna överföringsledning är 14 kV/ km. Överföringsledningsbanans bredd under ledarna är ungefär 6,5 m. Ledningens naturliga effekt är 2,6 milj. kW, dvs. tre gånger högre än den naturliga effekten (lika med 900 MW) hos den kända konventionella elkraftöverföringsledningen för samma spänning.

Vid trefasöverföringsledningarna enligt uppfinningen med öppna konturer för de uppspaltade faserna (fig 10-16) kan man välja vilken konturlängd L hos de uppspaltade faserna som helst i överensstämmelse med avståndet S dememellan. Detta gör det möjligt att tillhandahålla en godtycklig naturlig effekt inom ett vidsträckt område, exempelvis lika med 1 till 5 gånger den naturliga effekten hos de kända konventionella elkraftöver- föringsledningarna för samma spänning.

Vid samtliga utföringsformer av elkraftöverföringsled- ningen enligt uppfinningen utgöres de viktiga parametrarna av avståndet S mellan de angränsande uppspaltade faserna, kontur- längden L hos de uppspaltade faserna samt förhållandet å.

Det framgår av sambandet (10) att arbetskapacitansen C hos elkraftöverföringsledningen enligt uppfinningen i det när- maste är direkt proportionell mot förhållandet L/S. Detta sam- band visas i fig 17, där förhållandet L/S är avsatt utefter ab- skissan, medan utefter ordinataxeln är avsatt förhållandet (kvoten) mellan den naturliga effekten Pn hos elkraftöverfö- ringsledningen enligt föreliggande uppfinning och den naturliga effekten Pn konV_ hos de kända konventionella elkraftöverförings- 453 704 39 ledningarna av detta slag, dvs. Pn/P varvid P n konv.' n konv.- värdena anges i nedanstående tabell i beroende av märkspän- ningen över de överföringsledningar, som ledningen enligt upp- finningen jämförts med.

U 150 220 330 500 750 1150 nom kV Pn konv. ao 160 360 soø zooo ssoo Mw Elkraftöver- föringsled- ningens me- 100 200 300 800 1000 1500 dellängd, km Det framgår av fig 17 att sambandet Pn/Pn konV_ = = f(L/S) är i det närmaste rätlinjigt och att den naturliga ef- fekten hos överföringsledningen enligt uppfinningen kan ändras inom vida gränser, varvid den kan ökas flerdubbelt jämfört med den naturliga effekten hos de kända konventionella elkraftöver- föringsledningarna för samma spänning.

Sedan man för den förutbestämda spänningen över led- ningen valt det optimala avståndet S mellan de uppspaltade-fa- serna bestämmes längden L av konturen för centrumfasen i bero- ende av den önskade naturliga effekten hos ledningen samt ef- fektkvoten jämfört med den kända konventionella överföringsled- ningen. Det är därvid att föredra att man använder elkraftöver- föringsledningen enligt uppfinningen med öppna konturer för de uppspaltade faserna, för vilken överföringsledning man kan väl- ja ett godtyckligt förhållande Pn/Pn konv_ b1.a. från 1:1 till 5:1, dvs. inom det område som i de flesta fall är av praktiskt intresse, eller inom ett ännu bredare område.

I fig 18 visas samband mellan huvudstorheterna C och ZV, som inverkar på överföringsledningens naturliga effekt, och förhållandet L/S.

Antalet n ledare i de uppspaltade faserna hos elkraft- överföringsledningen enligt uppfinningen bestämmes ur formlerna (10) och (3) genom följande samband: 453 704 40 = Kn - 1,95(L/s + 0,9)Ufas H2) (__ ZJL ro Etill Med ledning av de ovan anförda övervägandena kan man komma till den slutsatsen att elkraftöverföringsledningen bör dimensioneras på följande sätt. Vid en förutbestämd naturlig effekt Pn och en förutbestämd fasspänning U bestämmes ström- styrkan, varefter man i beroende av den :ïëkända ekonomiska strömtätheten bestämmer den nödvändiga summa-tvärsnittsytan hos ledarna i varje fas hos överföringsledningen. Enligt fig 3 be- stämmes därefter avståndet S under beaktande av den tillåtna överspänningsniván, varefter man med ledning av den i fig 17 visade kurvan bestämmer förhållandet L/S, med vars hjälp läng- den L av konturerna för de uppspaltade faserna väljes. I över- ensstämmelse med sambandet (12) bestämmes därefter antalet n ledare.

Därefter göres en noggrannare beräkning under hänsyns- tagande till den elektriska fältstyrkan vid samtliga ledares yta, faktorn Kn och de andra parametrarna vid den i beroende av L/S-värdet och n valda tvärsnittsformen hos elkraftöverförings- ledningen. Det bör därvid observeras att ledarna i överförings- ledningen enligt uppfinningen bör väljas med samma tvärsnitts- yta i och för att säkerställa en lika stor nedböjning hos le- darna i överföringsledningens spann.

Det framgår av det ovan sagda att elkraftöverförings- ledningen enligt uppfinningen uppvisar den mycket viktiga för- delen att ökningen av antalet ledare i de uppspaltade faserna utan någon väsentlig ökning av överföringsledningens tvär- snittsdimensioner gör det möjligt att öka den naturliga effek- ten i ett förhållande, som i det närmaste är lika med det teo- retiska.

I fig 19 visas en elkraftöverföringsledning enligt upp- finningen, vid vilken man tack vare att konturerna för de upp- spaltade faserna har formen av koncentriska omkretsar kan an- *vända en mellanliggande stödbock av annan typ jämfört med de 453 704 41 typer, som visas och beskrives ovan. De komponenter, som är identiska med respektive komponenter, som visats tidigare på ritningarna, betecknas i fig 19 med samma hänvisningssiffror.

Den i fig 19 visade stödbocken innefattar två V-formade ben 8, vilka uppbäres av basdelens ledorgan 8. Basdelen inne- fattar tre lutande ben 28, vilka divergerar, sett i en planvy, i en vinkel av 1200 och uppbäres av tre ytfundamentplattor 29.

Ett av de lutande benen 28 är, såsom det framgår av fig 19, an- ordnat utefter elkraftöverföringsledningens centrumlinje, vil- ket är föredraget om hänsyn tages till eventuella pàkänningar, som kan inverka på stödbocken, samt till möjligheten att lyfta stödbocken under inriktning av denna i. överföringsledningens axelriktning.

Benens 8 övre ändar är förbundna med varandra medelst den böjliga förbindelselänken 11 samt med de undre ändarna av tvà av de lutande benen 28. Dessa bens 28 undre ändar är för- bundna med varandra medelst en gemensam böjlig förbindelselänk 30, som är förd så, att den kan spânnas (överföras till spän- ningstillstànd) från en enda gemensam punkt. En sådan fastspän- ning bidrar till att alla delar av den böjliga förbindelselän- ken 30 samt av den böjliga förbindelselänken 11 spännes-dik- formigt, samtidigt som benen 8 och basdelens lutande ben 28 spännes. Detta gör det möjligt att ge stödbocken den önskade formstyvheten och att räntabelt utnyttja materialet för fram- ställning av samtliga ben, eftersom de i dessa uppträdande krafterna är riktade axiellt.

Den ovan beskrivna stödbocken är stabil, eftersom den tryckes mot mark genom en avsevärd tyngdkraft från samtliga ledare i. överföringsledningen enligt uppfinningen. Fundament- plattorna 29 kan, om så erfordras, inbäddas i mark.

Denna stödbock gör det möjligt att minska metallátgàng- en med 30-60 % jämfört med de andra kända stödbockarna, bl.a. med de ovan beskrivna. Den andra fördelen med denna stödbock är att hela konstruktionen kan spännas mekaniskt medelst ett enda taljrep. Användandet av fundamentplattorna gör dessutom fram- ställningen av fundamenten enklare och billigare. 453 704 42 I fig 20 och 21 visas en ändstödbock hos elkraftöver- föringsledningen enligt uppfinningen, där ledarna i de uppspal- tade faserna, sett i överföringsledningens tvärsnitt, är för- delade utefter tre koncentriska omkretsar. Vid en sådan el- kraftöverföringsledning är det mycket svårt att föra ledarna i de uppspaltade faserna, om man använder de konventionella kända äfldSfiíflXX*Hrna,bl.a. U-formade sådana med ett enda par ben.

Den i fig 20 och 21 visade U-formade ändstödbocken in- nefattar tre portaldelar 31, 32 och 33 (fig 20), vilka är an- ordnade i serie efter varandra í överföringsledningens axel- riktning. Portaldelarnas 31-33 höjd avtar successivt i riktning mot överföringsledningens ände. Delarnas 31-33 övre ändar är stelt förbundna med varandra medelst en balk 34, medan deras undre ändar uppbäres av fundament 35. För att ge hela ändstöd- bocken den önskade stabiliteten och hållfastheten är portal- delarna 31-33 förbundna med varandra medelst styva förbindelse- länkar 36, jämte varje del 31-33 är försedd med stela, mellan benen 8 anordnade förbindelselänkar 37 och 38 (fig 21) samt strävor 39.

Ledarna 4 i de uppspaltade faserna, vilkas konturer ut- göres av omkretsar, är fasmässigt, medelst spännkedjor 30 av isolatorer (fig 20) (för varje ledare användes en enda kedja 40) fästa vid var sin ena portaldel 31, 32 respektive 33. Vid den första, sett i ledningens elkraftöverföringsriktning, por- taldelen 31 är ledarna i den yttre uppspaltade fasen 1 fästa, medan ledarna i den uppspaltade centrumfasen 2 är fästa vid den andra portaldelen 32. Ledarna i den inre uppspaltade fasen 3 är fästa vid den tredje portaldelen 33.

I fig 21 visas ändstödbocken i ett snitt utefter lin- jen XXI-XXI, sett i riktning mot den andra portaldelen 32. Fíg 21 visar hur den inre uppspaltade fasen 3 är förd samt hur le- darna i den uppspaltade centrumfasen 2 är fästa medelst spänn- kedjorna 40 av isolatorer. Fig 21 visar dessutom hur utledare från faserna hos överföringsledningen till en understation är utformade (utledarna från den inre uppspaltade fasen 3 visas inte på ritningen, för enkelhetens skull). 453 704 43 Genom att alla ledare i den ena fasen hàlles vid samma potential och är fästa vid de för varje uppspaltad fas gemen- samma avståndsorgan av metall pà de mellanliggande stödbockarna samt i spannen, behöver alla faserna i den ena fasen inte elektriskt isoleras från varandra men de måste vara isolerade fràn stödbockarna och ledarna i de andra faserna. Vid varje portaldel 31-33 är därför medelst kedjor 41 av isolatorer upp- hängt ett avstàndsorgan 42 av metall, som är gemensamt för alla ledarna i en av de uppspaltade faserna. I varje uppspaltad fas är ledarna 4 förbundna med avstàndsorganet 42 av metall medelst slingor 43, vilkas övre ände medelst klämorgan är fäst vid ledarna och fritt förd nedåt. Sedan alla slingor 43 i den ena fasen förbundits med varandra fästes deras övre ände medelst ett avstándsorgan 44 av metall (fig 20) vid respektive, vid stödbocken upphängda avstàndsorgan 42 av metall. I fig 21 visas att de övre ledarna medelst klämorgan och ledarstycken 45 kan förbindas med de angränsande underliggande ledare, varifrån slingan 43 är förd. I detta fall minskar antalet slingor 43, men de slingor 43, som är avsedda att förbinda flera ledare med avståndsorganet 42, eventuellt måste utformas med större tvär- snittsyta. _ Från varje avstândsorgan 42 av metall kan ledarna i varje fas lätt föras till understationen medelst horisontella rader 46, 47 och 48 (fig 20) för faserna 1, 2 respektive 3.

Pà liknande sätt kan man utforma förankrings- och hörn- stödbockar, vilka, var och en, måste innefatta två portaler, vilka, var och en, i sin tur är försedd med tre, med varandra stelt förbundna portaldelar, såsom det beskrives ovan för änd- stödbocken.

De ovan beskrivna fästförankringarna för ledarna kan användas inte endast för elkraftöverföringsledningen, där kon- turerna för uppspaltade faser utgöres av koncentriska omkret- sar, utan även för de i fig 9 och 10 visade överföringsledning- arna. 45zp7o4 44 Den naturliga effekten eller överföringsförmàgan hos de av en enda krets bestående trefasöverföringsluftledningarna enligt uppfinningen kan vara flera gånger (tio gånger och där- över) högre än effekten hos de kända konventionella elkraft- överföringsledningarna för samma spänning, vid vilka de upp- spaltade faserna är skilda från varandra på konventionellt sätt. Genom att överföringsledningen enligt uppfinningen har hög kapacitans kan den benämnas en luftledning av kabeltyp, som kan ersätta flera konventionella ledningar för samma spänning med deras summa-överföringsförmága. Överföringsledningarna enligt uppfinningen ger dess- utom god ekonomi.

Tillverkningskostnaderna för ledarna hos elkraftöver- föringsledningen enligt uppfinningen och den kända överförings- ledningen är i själva verket lika, eftersom ledarna i de båda fallen väljes i beroende av den ekonomiska strömtätheten, var- för.deras summa-tvärsnittsyta och vikt kommer att vara lika stora för de båda elkraftöverföringsledningarna. Denna om- ständighet är mycket ~viktig, eftersom tillverkningskostnaden för elkraftöverföringsledare utgör 25-55% av den totala tillverkningskostnaden för elkraftöverföringsledningen i beroende av spänningen över denna.

Genom att överföringsledningen enligt uppfinningen och den kända konventionella överföringsledningen är uppbyggda av samma ledare, får dessutom de båda överföringsledningarna samma spannvidd.

Tillverkningskostnaden för avstándsorganen av metall och isolatorerna i spalten inuti stödbockarna hos överförings- ledningen enligt uppfinningen kommer att vara högre än den för en enda konventionell elkraftöverföringsledning men är lika med eller lägre än den för flera konventionella överförings- ledningar med samma naturliga summa-effekt, som den enda över- föringsledningen enligt uppfinningen har. Genom att ledningen enligt uppfinningen är försedd med lätta, i ledningsspannen anordnade avståndsorgan av metall och isolatorer, ökar till- verkningskostnaden för denna ledning i ringa grad, samtidigt som dessa avståndsorgan och isolatorer inte inverkar på ledar- nas nedböjning och spannvidden. 453 704 45 Den totala tillverkningskostnaden för stödbockarna och funda- menten vid överföringsledningen enligt uppfinningen är lägre än den för den kända konventionella ledningen av detta slag.

För de konventionella kända elkraftöverföringsluft- ledningarna beror viktförhàllandet mellan stödbockarna, som bekant, pà förhållandet mellan de på stödbockarna inverkande pàkänníngarna (belastningarna) varvid de båda förhållandena står i följande samband med varandra: (13), där G1 av stödbocken med högre belastning, N1 den mekaniska belast- är vikten av stödbocken med lägre belastning, G2 vikten ningen pá stödbocken med vikten G1, och N2 den mekaniska be- lastningen på stödbocken med vikten G2.

Det framgår av detta samband, att vikten hos en enda stödbock i den överföringsledning enligt uppfinningen, som ersätter fyra konventionella kända ledningar, utgör 2,52 gånger vikten av den enda stödbocken i denna kända överföringsledning, men är med 37% lägre jämfört med den totala vikten av de fyra stödbockarna, som 'erfordras för den kända ledningen, De mellanliggande stödbockarna hos överföringsledningen enligt uppfinningen har dessutom mindre dimensioner och lägre vikt jämfört med de hos de kända överföringsledningarna, vilket kan bekräftas medelst följande exempel. Den i fig 16 visade överföringsledningen enligt uppfinningen för en spänning av 500 kV och med en naturlig effekt av 2 600 MW karakteriseras av att avståndet mellan de yttre faserna är i det närmaste 7 m, medan detta avstånd för den kända ledningen för samma spänning och med en naturlig effekt av 900 MW utgör ungefär 24nn dvs det är 3,4 gånger större. Höjden av överföringsledningen enligt uppfinningen är något större än den hos den kända ledningen, men denna för àskskydd av de yttre faserna erfordrar tvâ av linor uppbyggda ben, medan ett enda ben av linor med mindre höjd i överföringsledníngen enligt uppfinningen kan säkerställa samma s lc åskskyddsvinkel, vilket nästan utjämnar höjden hos stödbockarna i de båda ledningarna. Genom att stödbockarnas 45s_7o4 46 bredd och de från de yttre fasernas vikt härrörande belast- ningarna är avsevärt mindre respektive lägre jämfört med den kända överföringsledningen, blir metallátgângen och till- verkningskostnaden för de mellanliggande stödbockarna i led- ningen enligt uppfinningen väsentligt lägre jämfört med de kän- da överföringsledningarna, i synnerhet när man använder de mellanliggande stödbockarna med ben med de ovan beskrivna spännorganen. Änd-, förankrings-, hörn- och transpositionsstödbockar- na hos överföringsledningen enligt uppfinningen kan vid dess bestämda tvärsnittsform bli mer komplicerade och dyrare. Genom att antalet transpositionscykler och följaktligen antalet transpositionsstödbockar vid överföringsledningen enligt upp- finningen och vid de kända överföríngsledningarna (om hänsyn tages till att antalet änd-, förankrings-, hörn- och transpo- sitionsstödbockar är ringa jämfört med antalet mellanliggande stödbockar) är ringa, såsom angivits ovan under hänvisning till den i fig 16 visade utföringsformen inverkar emellertid till- verkningskostnaden för nämnda stödbockar i de flesta fall inte märkbart på tillverkningskostnaden per löpkilometer av el- kraftöverföríngsledningen_ Genom att stödbockarna hos elkraftöverföringsledningen enligt uppfinningen är avsevärt lättare än de ~hos de kända konventionella elkraftöverföringsledningarna, kommer funda- menten för uppbärande av dessa stödbockar att även vara lättare och billigare, i synnerhet när fundamentplattorna 29 (fig 19) användes.

Om hänsyn tages till den allmänna tendens för den tek- niska utvecklingen, enligt vilken ökningen av anläggningarnas effekt och kapacitet gör dessa anläggningar ekonomiskt räntablare, är det utan tvivel, att den enda elkraftöver- föringsledning, som kan ersätta några få konventionella elkraftöverföringsledningar, kräver lägre materialàtgång, mind- re arbetsinsats och lägre anläggningskostnader än de kända konventionella elkraftöverföringsledningarna gör. 453 704 47 De förberedande medelberäkningarna visar, att till- verkningskostnaden per löpkilometer av elkraftöverförings- ledningen enligt uppfinningen är med 1/3 lägre jämfört med den för de tre kända konventionella elkraftöverföringsledningar, som skall ersättas med överföringsledningen enligt uppfinnin- gen.

När några få kända konventionella elkraftöverförings- ledningar ersättes med en enda elkraftöverföringsledning enligt föreliggande uppfinning för samma spänning, uppnås dessutom en ytterligare besparing genom minskning av antalet strömbrytare och andra apparater vid ändunderstationerna. För elkraftöverföringsledningen enligt uppfinningen kan man vid högre naturlig effekt använda såväl strömbrytare för höga strömstyrkor, vilket är billigare jämfört med användningen av några få strömbrytare för förhållandevis låga strömstyrkor, som konventionella strömbrytare, vilkas antal kan vara lika med två eller tre per elkraftöverföringsledning i beroende av hur dessa strömbrytare är inkopplade.

Funktionssäkerheten hos elförsörjningssystemet med en enda elkraftöverföringsledning är i det allmänna fallet lägre än den hos systemet med flera parallellkopplade elkraft- överföringsledningar för samma spänning. Den långvariga praktiska erfarenheten vid användning av elkraftsystem- i Sovjetunionen, vilka är kopplade till varandra medelst en av en enda krets bestående elkraftöverföringsledning med hög effekt, exempelvis en elkraftöverföringsledníng för en spän- ning av 750 kV mellan Moskva och Leningrad, visar emellertid att sådana elkraftöverföringsledningar försedda med nutida automatiska styrsystem har tämligen hög funktionssäkerhet och praktiskt taget inte förorsakar nâgra komplicerade problem.

De elkraftsystem, sonx är avsedda att kopplas till varandra, har dessutom reserveffekt, som kan användas vid reparation eller när elkraftöverföringsledningen med hög effekt skadas.

För att öka funktionssåkerheten kan man i enstaka fall bygga två parallellkopplade elkraftöverföringsledningar enligt upp- finningen, vilkas tillverkningskostnad i alla fall kommer att vara lägre än den för den kända konventionella elkraftöver- föringsledningen för samma spänning och med samma summa-effekt. 453 704 48 När de konventionella elkraftöverföringsledningarna er- sättes med överföringsledningarna enligt uppfinningen, ger dessa således utan tvivel ekonomiska fördelar.

Jämföres elkraftöverföringsledningen enligt uppfin- ningen med den ovan beskrivna kända sexfasöverföringsledningen för en spänning av 462 kV, kan följande resultat konstateras.

Den totala tvärsnittsytan hos delen av aluminium i varje uppspaltad fas hos sexfasöverföríngsledningen är i det närmaste 4 900 mmz, dvs dubbelt så stor jämfört med elkraftöverförings- ledningen enligt uppfinningen för 500 kV med tio ledare, vilkas del av aluminium har en tvärsnittsyta av 240 mm2. Det framgår härav, att den effekt hos elkraftöverföringsledningen 2 av ledarens enligt uppfinningen, som skall överföras per mm tvärsnittsyta, efter spänningsutjämning utgör 1,08 *tusen kW/mmz, medan den hos sexfasöverföringsledningen är ungefär 0,68 tusen kW/mmz, dvs med 60% lägre. Genom att elkraftöver- föringsledningen enligt uppfinningen är av trefastyp, instal- lerar man i regel vid. spänningsökande och spänningssänkande understationer vid en sådan öwæföringsledning sparkopplade nät- transformatorer under fasförskjutning av 120 elektriska grader, under det att för den kända sexfasöverföringsledningen erford- ras avsevärt dyrare, inom likriktarteknik användbara trans- formatorer. _ Elkraftöverföringsledningen enligt uppfinningen är alltså, ekonomiskt sett, fördelaktigare än den kända sexfas- överföringsledningen.

De andra viktiga fördelarna med elkraftöverförings- ledningen enligt uppfinningen manifesterar sig, när denna användes vid ett gemensamt elkraftsystem.

Elkraftöverföringsledningarna enligt uppfinningen för förhållandevis låg spänning kan i många fall under säker- ställande av den önskade naturliga effekten ersätta elkraft- överföringsledningar för högre (med 1-2 s 1< spänningsnivàer) spänning. Detta gör det möjligt att oavsett en kontinuerlig effektökning hos elkraftsystem, under lång tid uppskjuta byggandet av elkraftöverföringsledningar för högre spänning.

I Sovjetunionen använder man följande s k spänningsnivárader: 220-500-1150 kV och 150-330-750 kV. Samma eller i det närmaste 453 704 49 samma spänningsnivârader användes i alla länder över hela världen. Med ledning av samtliga överväganden kan man konsta- tera, att man i stället för att vid elkraftsystemet bygga en första elkraftöverföringsledning för 750 kV kan bygga elkraft- överföringsledningen enligt uppfinningen med samma naturliga effekt men för en spänning av 330 kV. Vid samma naturliga effekt kan man i stället för elkraftöverföringsledningarna av konventionell typ för en spänning av 500 eller 1150 kV använda elkraftöverföringsledningarna enligt uppfinningen för en spän- ning av 220 kV respektive 500 kV.

I överensstämmelse med ett projekt ämnar man i Sovjet- unionen bygga en av en enda krets bestående elkraftöver- föringsledning av konventionell konstruktion och med konven- tionella parametrar, för en spänning av 1150 kV, vilken över- föringsledning är avsedd att överföra 4 milj kW över ett av- stånd av i det närmaste 1 100 km under användande av en enda mellanliggande understation för 1 150/500 kV. De genomförda beräkningarna har visat, att det i detta fall är mer ekonomiskt att bygga den av en enda krets bestående elkraftöverförings- ledningen enligt uppfinningen för en spänning av 500 kV. Även om den egentliga elkraftöverföringsledningen enligt uppfin- ningen för 500 kV blir något dyrare att bygga och medför högre förluster av tämligen dyrbar elkraft, är tillverknings- kostnaden för tre understationer för 500 kV avsevärt lägre än den för tre understationer för 1 150/500 kV. Detta resulterar i att hela elkraftöverföringsledningen enligt uppfinningen visar sig vara räntablare inte endast med hänsyn till inves- teringskostnaderna utan även i överensstämmelse med det i Sovjetunionen användbara ekonomikriteriet, som beaktar såväl investeringskostnaderna som årsutgifterna, dvs i överensstäm- melse med, de minimala "reducerade" eller "beräknade" kost- naderna P: P = E + 0,15 K (14), där E är årsutgifterna för elkraftöverföringsledníngen enligt uppfinningen, vilka omfattar kostnaden för energiförlusterna samt amorteringsavdragen från tillverkningskostnaden för el- kraftöverföringsledningen och understationerna, och K inves- teringskostnaderna för elkraftöverföringsledningen. 453 704 50 I de fall, när man med ledning av de energimässiga övervägandena kan bygga en elkraftöverföringsledning för en lägre spänning, som är vald ur hela, i Sovjetunionen användbara spänningsskalan 150-220-330-500-750-1 150 kV, är det nästan alltid fördelaktigt att bygga elkraftöverföringsledningen en- ligt uppfinningen i stället för den kända konventionella el- kraftöverföringsledningen för nästföljande, högre spännings- nivå, om elkraftöverföringsledningens längd motsvarar lednin- gens spänningsnivå. Byggandet av denna överföringsledning är fördelaktigare, ju högre blir den effekt, som skall överföras över elkraftöverföringsledningen_ I vissa fall måste den elkraftöverföringsledning, som börjar byggas och som är avsedd att koppla tvâ elkraftsystem till varandra, fungera normalt i det drífttillstånd, vid vilket den överför den effekt, som är lägre än dess naturliga effekt, varvid denna överföríngslednings naturliga effekt endast ut- nyttjas när effekten hos det mottagande elkraftsystemet faller genom farliga driftförhållanden. Under de farliga drift- förhållandena är det tíllåtligt, att elkraftöverföringsled- ningarna - eftersom de farliga driftförhàllandena. är kort- variga - belastas med högre strömstyrka än med den ekonomiska strömtätheten. Dessa händelser är även gynnsamma för att elkraftöverföríngsledningen enligt uppfinningen skall komma till användning.

Den av en enda krets bestående trefasöverföringsluft- ledningen enligt uppfinningen eliminerar, såsom redan anförts ovan, de begränsningar vad beträffar den effekt, som skall överföras, som hittills ansågs vara ofrånkomliga för växelström. Sådana elkraftöverföringsledningar kan därför i ett antal fall användas i stället för 1ikströmsöverföringsledningar för hög spänning. Hänsyn tages dessutom i detta fall till att den bandbredd, som erfordras för elkraftöverföringsledningarna enligt uppfinningen, inte överstiger och i vissa fall är mindre än den som erfordras för likströmsöverföringsluftledningarna.

Elkraftöverföringsledningen enligt uppfinningen gör det vidare möjligt att í en rad fall förenkla övergångar över vattenområden, eftersom övergångsstödbockar med stor höjd vid denna överföringsledning är billigare att framställa. 453 704 51 Banbredden hos elkraftöverföringsledníngen enligt uppfinningen är, såsom redan angivits ovan, avsevärt mindre än den som erfordras för de konventionella kända elkraftöver- föringsledningarna av detta slag. Om elkraftöverföringsled- ningen enligt uppfinningen är avsedd att ersätta några få kretsar för de konventionella elkraftöverföríngsledningarna vid samma naturliga effekt och spänning, blir banbredden hos el- kraftöverföringsledningen enligt uppfinningen med 4-10 gånger mindre än den totala bandbredden hos alla de kretsarna för den konventionella elkraftöverföringsledningen, vilket gör det möjligt att avsevärt minska den markyta, som erfordras för el- kraftöverföringsledningen. I länder, där jordvärdet för områden för förande av elkraftöverföringsledningar är högt och ibland jämförbart med tillverkningskostnaden för själva elkraft- överföringsledningen, blir användningen av elkraftöverförings- ledningarna enligt uppfinningen särskilt fördelaktig och ak- tuell, varvid den ger en avsevärd besparing. I de fall, när bandbredden begränsas genom bestämda betingelser, kan byggandet av elkraftöverföringsledningen enligt uppfinningen blir den enda acceptabla, tekniska lösningen.

Elkraftöverföringsledningen enligt uppfinningen bidrar till att väsentligt minska den oönskvärda ekologiska inverkan, som utövas av elkraftöverföringsledningar för mycket höga och ytterst höga spänningar och som tar sig uttryck i att den elektriska, under överföringsledningen uppträdande fältstyrkan är mycket hög, vilket alstrar under ledningen en obehaglig zon för människa och djur. De i detta hänseende gynnsamma egen- skaperna hos elkraftöverföringsledningen enligt uppfinningen manifesterar sig från tre synpunkter.

För det första hàlles den elektriska fältstyrkan under elkraftöverföringsledningen vid en låg tillátlig nivå, varvid för elkraftöverföringsledningen enligt uppfinningen för en spänning av exempelvis 500 kV med vertikalt belägna konturer för de uppspaltade faserna är den under överföringsledningen, i jämnhöjd med männískoväxten uppträdande fältstyrkan högst 9 kV/m. Den elektriska, vid ledarna uppträdande fältstyrkan begränsas av ett tillåtet värde (det effektiva värdet är 21,1 kV/cm), under det att de genom koronaurladdning förorsakade 455 704 52 förlusterna är 14 kw/km, vilket säkerställer tillåtna radio- störnings- och brusnivåer.

För det andra bidrar den minskade banbredden för överföringsledningen enligt uppfinningen till att högst väsentligt minska ytan av den del av överföringsledningsbanan, där högsta möjliga elektriska fältstyrka uppträder under ledarna. Denna yta begränsas av det smala. parti i centrum- området för överföringsledningens spann, som har en bredd av exempelvis 7 m och som i yttersta nödfall kan skyddas medelst pà lätta stödorgan anordnade linor eller inhägnas.

För det tredje leder spänningssänkningen från exempel- vis 1 150 kV till 750 kV eller till och med till 500 kV till att överföringsledningen för mycket hög eller ytterst hög spänning kan ersättas med en elkraftöverföringsledning för hög spänning, vars inverkan på miljön är avsevärt svagare och inte förorsakar några problem.

Det bör, till slut, än en gång understrykas, att den av en enda strömkrets bestående trefaselkraftöverförings- luftledningen med uppspaltade faser enligt uppfinningen, där mellan de uppspaltade faserna är utefter hela längden ett svagt olíkformigt elektriskt fält verksamt, gör det möjligt att sammanföra de uppspaltade faserna till ett så kort avstånd dememellan som möljigt, varför överföringsledníngen enligt upp- finningen får mest kompakta dimensioner och högsta' möjliga överföringsförmåga, vilka anses vara de gränsdimensioner res- pektive den gränsöverföringsförmàga, som är typiska för el- kraftöverföringsluftledningar_

Claims (20)

453 704 53 P a t e n t k r a v

1. Trefasöverföringsluftledning med uppspaltade faser (1, 2, 3), vilken innefattar dels ledare (Ä), som är fästa på avståndsorgan (5) av metall, vilka är anordnade att sett i ett mot elkraftöverförings- ledningens centrumlinje vinkelrätt plan, bilda tvärsnittskonturer för de uppspaltade faserna, dels stödbockar (8), vilkas element är anord- nade utanför det utrymme, som är upptaget av faserna och luftspalterna dememellan, och dels isolatorer (7), vilka är avsedda att fästa faser- na hos elkraftöverföringsledningen vid dess stödbockar, varvid det elektriska, i större delen av utrymmen mellan faserna hos överförings- ledningen uppträdande fältet är svagt olikformigt, k ä n n e t e c k - n a d a v att avstånden (S) mellan de angränsande faserna (1, 2, 3) som är upphängda i stödbockarna (8) medelst isolatorerna (7), sett i elkraftöverföringsledningens tvärsnitt, är åtminstone utefter den större delen av längden av faserna lika stora, medan ledarna (H) i minst en fas hos elkraftöverföringsledningen är skilda från varandra olika stora avstånd, varigenom ledarna får lika stora elektriska ladd- ningar, under det att det elektriska fält, som alstrats genom nämnda placering av faserna och ledarna, blir svagt olikformigt i hela volym- en hos spalterna mellan faserna, i vilket fält elektriskt överslag över spalterna mellan faserna endast kan uppträda i s k streamerlik- nande form, när över elkraftöverföringsledningen uppträdande överspän- ningar överstiger de tillåtna.

2. Ledning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att de uppspaltade faserna (1, 2, 3) hos elkraftöverföringsledningen är skilda från varandra ett sådant avstånd (S), vid vilket den elek- triska, mellan de uppspaltade faserna vid arbetsspänningen uppträdan- de fältstyrkan varierar mellan 1,65 kV/cm, vid en maximal s k över- spänningskvot över överföringsledningen och 3,15 kV/cm, vid en minimal ä överspänningskvot över ledningen.

3. Ledning enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d _ a v att alla de konturer, utefter vilka ledarna (U) i de uppspaltade É faserna (1, 2, 3) är anordnade i elkraftöverföringsledningens tvär- z snitt, är slutna.

4. U. Ledning enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k n a d a v att antalet ledare (H) i den undre hälften av konturen för minst en . yttre uppspaltad fas är större än det i den övre hälften av konturen för denna fas. 4ss_7n4 54

5. Ledning enligt patentkravet 3 eller U, k ä n n e t e c k n a d a v att ledarna (U) i de uppspaltade faserna är, sett i elkraftöver- föringsledningens tvärsnitt, fördelade utefter koncentriska cirklar.

6. Ledning enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k n a d a v att ledarna (H) i en (3) av de uppspaltade faserna är uppdelade i lika stora delar till två halvfaser (Ba, Bb) varvid konturen för vardera halvfasen, sett i elkraftöverföringsledningens tvärsnitt, utgöres av en cirkel, som är belägen koncentriskt inuti den cirkel, utefter vil- ken den ena av de båda andra uppspaltade faserna (1, 2) är anordnad.

7. Ledning enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d a v att en av de konturer, utefter vilka ledarna (Ä) i de uppspaltade faserna är fördelade, sett i elkraftöverföringsledningens tvärsnitt, är sluten, medan de övriga konturerna är öppna och delvis omsluter den första konturen.

8. Ledning enligt patentkravet 7, k ä n n e t e c k n a d a v att avståndet mellan ledarna i centrumdelen av konturen för åtminstone den ena öppna yttre fasen är kortare än det i de yttre delarna av kon- turen för denna fas.

9. Ledning enligt patentkravet 7 eller 8, k ä n n e t e c k n a d a v att konturen för den högst belägna uppspaltade fasen, sett i över- föringsledningens tvärsnitt, har formen av en oval, medan konturerna för de underliggande uppspaltade faserna utgöres av öppna kurvor, som är konvexa nedåt.

10. Ledning enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d a v att alla de konturer, utefter vilka ledarna i de uppspaltade faserna är fördelade i elkraftöverföringsledningens tvärsnitt, är öppna.

11. Ledning enligt patentkravet 10, k ä n n e t e c k n a d a v att ledarna i centrumdelarna av konturerna för de uppspaltade faserna är skilda från varandra ett större avstånd än ledarna i konturernas yttre delar.

12. Ledning enligt patentkravet 10 eller 11, k ä n n e t e c k - n a d a v att konturerna för alla de uppspaltade faserna, sett i överföringsledningens tvärsnitt, utgöres av öppna kurvor, som är kon- vexa nedåt.

13. 15. ' Ledning enligt patentkravet 10 eller 11, k ä n n e t e c k - n a d a v att konturerna för alla de uppspaltade faserna, sett i el- 453 704 55 kraftöverföringsledningens tvärsnitt, huvudsakligen är belägna verti- kalt, varvid kanterna av de på ömse sidor om en mellanliggande fas belägna faserna är utbockade åt ömse håll i förhållande till den upp- spaltade mellanliggande fasen, medan vid den mellanliggande fasens kanter finns ledare, vilka är fördelade utefter linjer (22), vilka, sett i elkraftöverföringsledningens tvärsnitt, är vinkelräta mot kon- turen för huvuddelen av denna uppspaltade fas. k ä n n e t e c k - att konturerna för de uppspaltade faserna, sett i elkraft-

14. Ledning enligt patentkravet 10 eller 11, n a d a v överföringsledningens tvärsnitt, huvudsakligen utgöres av räta linjer.

15. Ledning enligt patentkravet 1U, k ä n n e t e c k n a d a v att konturerna för alla de uppspaltade faserna, som huvudsakligen ut- göres av räta linjer, är belägna horisontellt.

16. Ledning enligt patentkravet 1N, k ä n n e t e c k n a d a v att konturerna för alla de uppspaltade faserna, som har formen av räta linjer, är belägna vertikalt.

17. Ledning enligt något av patentkraven 13-16, n a d a v att längden (L) av konturen för den uppspaltade mellan- liggande fasen är kortare än den hos konturerna för de på ömse sidor därom liggande faserna.

18. Ledning enligt patentkravet 13 eller 16, k ä n n e t e c k - n a d a v att de undre ändarna av de uppspaltade faserna medelst isolatorer (23) är fästa vid en ytterligare undre tvärbalk (2U), som stödbocken (8) är försedd med.

19. Ledning enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k n a d a v att de uppspaltade faserna medelst isolatorer är fästa vid de övre ändarna av mellanliggande stödbockar, vilka, var och en, innefattar ett V-format ben (8), som är ledbart förbundet med en basdel, som är uppbyggd av tre lutande ben (28), vilka, sett i en planvy, divergerar från ett gemensamt centrum i en vinkel av 1200 och vilkas undre ändar uppbäres av fundamentplattor (29), varvid det V-formade benets övre ändar är förbundna med varandra medelst en böjlig förbindelselänk (11) samt med de undre ändarna av basdelens lutande ben, vilka är förbund- na med varandra medelst en andra gemensam böjlíg förbíndelselänk (30), som är förd så, att den kan spännas från en enda punkt.

20. Ledning enligt patentkravet 5 eller 9, k ä n n e t e c k n a d a v att dess varje änd-, förankrings- och hörnstödbock innefattar minst en med tre ben (31, 32, 33) försedd portal med tvärbalkar (BH), k ä n n e t e c k - š 4ss_7o4 56 strävor (39) och stela förbindelseorgan (37, 38), medan ledarna i varje uppspaltad fas medelst ísolatorer (H0) är växelvis fästa vid strävorna och tvärbalkarna hos respektive del av portalen, med början från de fasledare, som är fördelade utefter kurvan med största diametern.