DE2505858A1 - Freileitung zur uebertragung von energie und nachrichten - Google Patents

Description

• Freileitung zur Übertragung von Energie und Nachrichten.
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine zur Übertragung von -Energie und Nachrichten geeignete Freileitung, die aus einem oder mehreren Leiterseilen sowie mindestens einem mit diesen Leiterseilen verbundenen Tragseil besteht, wobei das oder die Lelterseile aus Metall und das Tragseil aus verstreckten Kunststoffen, sogenannten Multifilen oder auch Monofilen gefertigt sind, nach Patent..................
• (Patentanmeldung P 23 17 894.1).
• Es ist bereits seit langem beksnnt, die Zugfest der Leiterseile von Freileitungen dadurch zu erhöhen, daßin die Leiterseile Stahldrähte oder auch Stahlseile eingelegt werden, deren Zugfestigkeit größer ist als die der Energie-oder Nachrichtenübertragung dienenden Leiterseile oder auch Drähte.
• Gemäßder auf den Anmelder zurückgehenden d@utschen Offenlegungsschrift 2 129 843 ist es ferner schon bekannt, als zugaufnehmendes Mittel bei Freileitungen der in Rede stehenden Art verstreckte Kunststoffe, sogenannte Multifile oder auch Monofile zu verwenden. Da nun diese verstreckten Kunststoffe gegenüber Metallen einen vielfach kleineren @astizitätsmodul und auch eine wesentlich geringere Temperaturfestigkeit aufweisen, ist es nicht möglich, die bisher in die Leiter seile eingelegten Stahldrähte oder Stahlseile nunmehr durch aus Multifilen oder auch Monofilen bestehende Kunststoffseils zu ersetzen. Zum Schutz des Tragseiles vor gelegentlich auftretenden hohen Temperaturen des oder der Leiterseile ist es vielmehr notwendig, das oder die Leiterseile in einem ausreichend großen Abstand vom Tragseil zu führen, wobei dann das oder die LeitelaseLle mittels zugeordneter Tragelemente an deul Tragseil anzuordnen oder anzuhängen sind. Die dabei auf die Freileitung einwirkenden Kräfte wie das Eigengewicht der verwendeten Seile, die eventuell auftretende Eisbelastung sowie auch die auftretenden Windkräfte werden bei dieser bekannten Bauart allein von dem aus verstrecktem Kunststoff bestehenden Tragseil aufgenommen.
• Um nun darüberhinaus auch das oder die Leiterseile mindestens teilweise mit zur Lastaufnahme heranzuziehen, ist gemaß der ebenfalls vorbekannten, desgleichen auf den Anmelder zurückgehenden deutschen Offenlegungsschrift 2 143 134 der Vorschlag gemacht worden, den Elastizitätsmodul des oder der Leiterseile dem Elastizitätsmodul des aus dem Kunststoff bestehe-nden Tragseiles dadurch ansupassen, daß das oder die aus Metall bestehenden Leiterseile die Gestaltung einer Zugfeder aufweisen, was durch eine schraubenförmige Führung der Drähte zu verwirklichen ist. Trotz dieses damit verbundenen Aufwandes kann dennoch nur eine geringfügig höhere Lastauinahme durch das oder die Leiterseile erreicht werden. Darüberhinaus ist diese bekannte Bauart aber auch insofern nachteilig, als durch die schraubenförmige Gestaltung der Leiterseile der Stromleitweg erheblich verlängert wird.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Freileitung der oben erwähnten Art zu schaffen, bei der es möglich ist, zusammen mit dem Kunststoff-Tragseil auch das oder die an dem Kunststoffseil befestigten Leitorseile mit ihrer vollen Zugfestigkeit an der Lastaufnahme der Freileitung zu beteiligen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bezogen auf den unbelasteten Zustand, das Tragseil um mehrere Prozent kurzer, das oder die Leiterseile hingegen nur um Brucht-eile eines Prozentes länger sind als die gestreckt @ dehnenlänge zwischen den jeweiligen Mastaufhängepunkten.
• Bei einer solchen Längenabmessung des Kunststoff-Tragseiles und des oder der Leiterseile gegenüber der gestreckten Länge zwischen den Aufhängepunkten wird je nach dem werkstoffabhängigen Elastizitätsmodul der zum Aufbau des Kunststff-Tragseiles verwendeten Mono- oder Multifile durch eine entsprechende Auswahl der Verkürzung des Kunststofftragseiles erreicht, daß beim Aufhängen des Tragseiles und der daran befestigten Leiterseile das Tragseil mit etwa 95% seiner zulässigen Dauerzugfestigkeit, die Leiterseile jedoch nur mit eine leinen Bruchteil ihrer zulässigen Dauerzugfestigkeit beansprucht werden, wenn zur Zeit der Aufhängung die abschnittweise durch Halter miteinander verbundenen Kunststoff-Tragseile und Leiterseile weder durch Rauhreif oder Eisbehang noch durch Winddruck belastet sind, also die kombinierte Leitung nur sich selbst trägt.
• Bei einem gegebenen Querschnitt und Metergewicht der Leiterseile ergibt sich durch eine entsprechende Auswahl des Querschnittes des Kunststoff-Tragseiles ein einstellbarer Durchhang der aus dem Tragseil und den Leiterseilen bestehenden Freileitung.
• Treten nun durch Rauhreif und Eis oder Wind zusätzlich terastungen der Freileitung auf, so wird sich bei der nach den oben angegebenen Richtlinien gespannten Freileitung deren Durchhang vergrößern. Bei dieser Vergrößerung des Durchhanges durch Zunahme der Seillast steigt nun bei den Leiterseilen infolge deren großen Elastizitätsmoduls sehr rasch die Zugbesnspruehung an, während hingegen bei dem Kunststoff-Tragseil infolge des dei diesen gegebener niederen Elastizitätsmoduls die Zugbeanspruehung nur geringfügig zunimmt.
• Es ist also der Sachverhalt gegeben, daß mit wachsenc%er Belastung der Freileitung die Zugbelastung des Kunststofft@agseiles num geringfügig, die Zugbelastung der @eiterseile hingegen sehr stark zunimmt. Du@ch Anpassung der Längenabmessungen des Kunststoff-Tragseiles und des oder der Leiterseile auf das verschiedene elastische Verhalten der Werkstoffe läßt es sich erreichen, daß im Falle der Höchstbelastung, Kunststoff-Tragseil und Leiterseile diese Höchstabelastung in der Weise aufnehmen, daß jedes Seil mit der höchstzulässigen Zugbeanspruchung belaastet ist.
• Voraussetzung zur Durchführung dieser Gestaltung ist es, daß die Leiterseile gegenüber dem Kunststoff-Tragseil gleiten Können. Dieses läßt sich gemäß der Erfindung dadurch verwirklichen, daß in Abständen von einander auf dem Kunststoff-Tragseil Halter unverrückbar festgeklemmt sind, die senkrecht zur Seilachse abstehende Tragarme aufweisen, an deren freien @nden Lager angeondnet sind, die die Leiterseile derart @it einer Spiel u@schließen, daß diese in den betreffenden Lagern Längsve@schiebbar gelagert sind. In diesen Zusarmerhang ist en mäglich, daß jedes der vorgesehenen Lager aus einer an dem eviliger. Tragarmende angeformten Lagenschalenhälfte und eirer wisder an dieser befestigten zweiten Legerschalenhälfte desteht.
• Damit die Leiterseile infolge ihrer Längevers Bereich ihrer Auflagestellen keinen merkbaren erleiden, ist es forner noch von Vorteil, wenn die Innenseiten der an den Tragarmenden angeo Lagerschalenhälften aus einem gegenüber dem Werkstoff der Leiterseile weicheren Werkstoff bestehen oder mit eirem solchen weicheren und auch temperaturfesten werkstoff wie beispielsweise "Teflon" beschichtet sind.
• Um darüberhinaus bei einer Erwärmung der Leiterseile einen Wärmeübergang von diesen zum Tragsell zu unterbinden, sind in dem zwisohen dem Tragseil und den Leiterseilen befindlichen Bereichen der Tragarme zweckmäßig Kühlrippen angeordnet.
• Darüberhinaus ist es zur Verringerung der auftretenden last noch von Vorteil, wenn das Tragseil als Flachseil bildet ist oder aber den Querschnitt einer @llipse aufwei@t. Im letzteren Fall kann das Tragseil auch aus mehreren im Querschnitt kreisförmigen Einzelseilen unterschiedlicher Durchmesser zusammengesetzt sein, wobei dann die die zusammengesetzter. Einzelseile umgebende Hüllkurve die Gestalt einer Ellipse besitzt, deren große Achseetwa der Erdoberfläche parallel gerichtet ist.
• Diese in der oben deschriebenen Weise aufgebaute Freileitung besitzt infolge der Höglichkeit gleitender, Reibungsarbeit verbra@chender Verschiebungen zwischen dem Tragseil und den Leiterseilen, hohe schwingungsdämpfende Eigenschaften. Eine solche Schwingungsdämpfung wird dadurch erreicht, daß die Eigenschwingungszahlen von dem Kunststoff-Tragseil und den Leiterseilen sehr verschieden sind und somit beispielsweise durch Wind angeregte Schwingungen durch dir auftretende Reibungsarbeit an den Lagern der Tragarme rasch gedämpft werden.
• Auf der Zeichung sind zwei beispielsweise Ausführungsformen der erfindungsgemäser Frcileitung dargestellt.
• Es zeigen: Fig. 1 die schematische Darstellung einer zwischen zwei Masten aufgehängten Freileitung, Fig. 2 eine erste Seilkombination im Querschnitt und Fig. 3 eine zweite Seilkombination ebenfalls im Querschnitt.
• Die Fig. 1 zeigt zwei in einem Abstand S voneinander aufgestellte Masten 1, zwischen denen eine mit 2 bezeichnete Freileitung gespannt ist, Diese Freileitung 2 besteht dabei, die beispielsweise aus der Fig. 2 ersichtlich, aus einem mit 3 bezeichneten Tragseil sowie zwei Leiterseilen 4, die mittels mehrerer in Abständen voneinander angeordneter zweiarmiger Halter 5 mit dem Tragseil 3 verbunden sind. Während die beiden Leiterseile 4 in der üblichen Weise aus Metall gefertigt sind, besteht das Tragseil 3 aus verstreckten Kunststoffen, nämlich Multifilen oder Monofilen.
• ist die die Freileitung 2 bildende Seilkombination unbelastet, so hängt diese infolge ihres Eigengewichtes in der in der Fig. 1 dargestellten weise um das Maß h1 hurch. In diesem Fall wird der durch das Eigengewicht der Leitung 2 bedingte Zug überwiegend von dem Tragseil 3 und- nur zu einem sehr geringen eil von den beiden Leiterseilen 4 aufgenommen.
• Wird diese die Freileitung 2 bildende Seilkombination nun durch Rauhreif oder Eis belastet, so vergrößert sich ihr Durchhang, was durch das in der Fig. 1 angegebene Maß h2 dargestellt ist. Bei diesem Belastungsfall haben sich nun die zugbeanspruchungen sowohl des aus Kunststoff bestehenden und damit sehi elastischen Tragseiles 3 als auch der metallenen Leiterseile auf nahezu 100% der jeweils zulässigen Höchstzugspannungen erhöht. Damt sind also sowohl das Tragseil 3 als auch die beiden Leiterseile 4 mit ihrer vollen Zugfestigkeit an der Aufnahme der insgesamt auftretenden Last beteiligt.
• Bei der in der Fig. 2 im Querschnitt dargestelltenFreileitung 2 besteht der oben schon zuvor erwähnte Halter 5 aus einem zweischenkligen horizontalen Tragarm 6, der längsgeteilt und aus einem Unterteil 7 und einem Oberteil 8 zusammengesetzt ist.
• Diese beiden Teile 7 und 8 sind mittels Klemmschrauben 9 miteinander verbunden und weisen ein mittleres Lager 10 für das Tragseil 3 und zwei äußere Lager 11 für die beide Leiterseile 4 auf. Diese Lager 10 und 11 werden dabei durch Lagerschalen 12 und 13 gebildet, die bereits in den beiden Teilen 7 und 8 eingeformt/sind. Die lichte Weite des dem Tragseil 3 zugeordneten Lagers 10 ist dabei so bemssen, daß das Tragseil 3 fest zwischen den Lagersohalen eingeklemmt wird Bei den beiden den Leiterseilen 4 zugeordneten äußeren Lagern 11 dagegen ist deren lichte Weite so groß, daß zwischen den innenflächen dieser Lagerschalen 12 und dem Außenmantel des betreffenden Leiterseiles 4 noch ein ausreichend großes Spiel besteht, das eine Längsverschiebung des Leiterseiles 4 gegenüb Tragarm 6 und damit auch gegenüber den Tragseil 3 zuläßt.
• Um nun bei einer solchen Längsverschiebung der Leiterseile- 4 gegenüber den Lagerschalen 12 einen Verschleie der Leiterseile 4 zu verhindern, bestehen die Lage@schalen 12 zweckmäßig aus einem gegenüber dem Werkstoff der Leiterseile 4 weicheren Werkstoff oder aber es sind inre Innenflächen mit einem solchen weichen eikstoff beschichtet, wozu auch ein wärmebeständiger Kunststoff wie beispielsweise "Teflon" geeignet ist.
• Derüberhinaus sind an dem Tragaim 6 zwischen dem mittleren Lager 10 und den beiden äußeren Lagern 11 noch mit 14 bezeichnete Eühlrippen angeformt, die die ihnen von den Leiterseilen @ zuströmende Wärme an die umgebende Luft abgeben und somit einen nennenswerten Wärmefluß von den Leiterseilen 4 zum Tragseil 3 unterbinden.
• Bei der in der Fig. 3 dargestellten weiteren Ausführungsform ist ein mehrarmiger Halter 15 vorgesehen, der einstückig ausgebildet ist und zusätzlich zu den beiden horizontalen Tragarmen 6 noch zwei schräg nach unten gerichtete Tragarme 16 $aufweist. Die Enden sowohl der Tragarme 6 als auch der Tragarme 16 laufen jeweils in eine angeformte Lagerschale 17 aus, , die durch eine an dem betreffenden Tragarmende anzuschraubende Gegenlagerschale 18 abgedeckt ist. Wie bei dem Halter 5 so sind auch bei diesem Halter 15 die lichten veiten der durch die Lagerschalen 17 und 10 gebildeten, den Leiterseilen 4 zugeordneten Lager so bemessen, die Leiterseile 4 gegenüber dem Halter 15 eine Längsverschiebung ausführen können.
• Was nun das in diesem Fall vorgesehene Tragseil 3 betrifft, so besteht dieses aus drei in horizontaler Richtung nebeneinander angeordneten Einzelseilen 19, 20 und 21, wobei jedoch der Durchmesser der deiden außenliegenden Tragseile 20 und 21 kleiner ist als der des mittleren Seiles 19. Durch diese Querschnittsbemessung besitzt die diese Einzelseile 19 bis 21 umgebende, nicht besonders dargestellte Hüllkurve die Gestalt einer Ellipse, deren große Achse etwa der Erdoberfläche parallel gerichtet ist. Eine solche Gestaltung dieser Tragseilkombination 19,20,21 weist einen besonders windschnittigen Querschnitt auf, was wieder eine entsprechende Reduzierung der auftretenden Windbelastung zur Folge hat. Diese Tragseilkombination 19,20,21 ist dabei zwischen den beiden mittig angeo@dneten Legerschalen 22 und 23 eingespannt.
• Bei einer bereits erstellten, nach den oben angegebenen Prinzipien gestalteten Freileitung ist die Länge des Tragseiles 3 unter Berücksichtigung des Zug-Dehnungs-Diagramms im unbelasteten Zustand um 5,3 % kürzer und die Länge der Leiterseile 4 ebenfalls unter Berücksichtigung des Zug-Dehnungs-Diagramms um 0, 13 % länger bemessen als die gestreckte Länge zwischen den Aufhängepunkten. In der Praxis bedeutet dieses, daß dei einer Abspannlänge S von beispielsweise 3000 m das Tragseil 3 im angelieferten Zustand nur eine Lunge von 2841 m auswies, die Leiterseile 4 hingegen jeweils eine Länge von 3.003,9 m besaßen.
• Nur wenn diese erfindungsgemäßen A wird bei einer solchen über mehrere Masten fahrenden Leitung erreicht, daß nur im Falle der Höchstbelastung dieser Seilkombination alle Seile mit ihrer zulässigen 3elastung beansprucht werden.
• Ist die Seilkombination in der zuvor beschriebenen Weise der Höchstlast ausgesetzt, so verlaufen die Seilkurven des Tragseiles 3 und der Leiterseile 4 nahezu einander parallel, so daß im Falle des Windangriffes die lieiter- und Tragseile 3/4 jeweils im Windschatten zueinander liegen.

Claims (8)

Patentansprüche

1. Freileitung zur Übertragung von Energie und Nachrichten, bestehend aus einem oder mehreren Leiterseilen sowie mindestens einem mit diesen Leiterseilen verbundenen Tragseil, wobei das oder die Leiterseile aus Metall und das Tragseil aus verstreckten Kunststoffen, sogenannten Multi- oder Monifilen, gefertigt sind, nach Patent.........(Patentanmeldung F 23 17 894. 1), dadurch gekennzeichnet, daß bezogen auf den unbelasteten Zustand sämtlicher Seilo (3,4) das Tragseil (3) um mehrere Prozent Kürzer, das oder die Leiterseile (4) hingegen nur um Bruchteile eines Prozentes länger sind als die gestreckte Sehnenlänge (S) zwischen den jeweiligen Mastaufhängepunkten.

2. Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeiohnet, daß in Abständen voneinander auf dem Tragseil (3) Halter (5) unverrückbar festgeklemmt sind, die senkrecht zur Seilachse abstehende Tragarme (6, 21) aufweisen, an deren freien Enden (11) Lager (12, 15) angeordnet sind, die die Leiterseile (4) derart mit einem Spiel (d) umschließen, daß diese (4) in den Lagern (12, 15) längsverschiebbar gelagert sind.

3. Leitung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Lager (12, 15) aus einer an dem jewwiligen Tragarmende (11) angeformten Lagerschalenhälfte (12) und einer an dieser befestigten zugehörigen zweiten Lagerschalenhälfte (15) besteht.

4. Leitung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnst, daß mindestens die Innenseiten der an den Tragarmenden (6, 16) angeordneten unteren Lagerschalenhälfte (12, 17, 13) aus einem gegenüber dem Werkstoff der Leite (4) weicheren Verkstoff bestehen oder mit einem solchen weicheren Werkstoff beschichtet sind.

5. Leitung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den zwischen dem Tragseil (3) und den Leiterseilen (4) befindlichen Bereichen der Tragarme (6, 16) Eühlrippen (14) angeordnet sind.

6. Leitung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragseil (3) als chseil ausgebildet ist, dessen flache Seite etwa der Erdoberfläche paralle-l gerichtet ist.

7. Leitung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragseil (3) den Querschnitt einer Ellipse aufweist, deren große Achse etwa der Erdoberfläche parallel gerichtet ist.

8. Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragseil (3) aus mehreren im @uerschnitt kreisförmigen Einzelseilen (19, 20, 21) unterschiedlicher Durchmesser zusammengesetzt ist und die die zusammengesetzten Einzelseile (19, 20, 21) umgebende Hüllkurve die Gestalt einer @llipse besitzt, deren große Achse etwa der Erdoderfläche parallel gerichtet ist.

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