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Aufhängung von Verbindungsleitungen, Sammelschienen oder Freileitungsseilen
in elektrischen Hoch- und Höchstspannungsanlagen Freileitungen werden an den Traversen
von Hochspannungsmasten stets mittels Kettenisolatoren aufgehängt. Dabei muß der
Isolator stets die Länge haben, die durch die Höhe der Spannung gegen Erde gegeben
ist. Wenn nun die Leitung unter dem Einfluß von Seitenwinden ausschwingt (man rechnet
meist mit einem Winkel von 30° gegen die Lotrechte), so nimmt ihr Aufhängepunkt
am Isolator .einen merklich geringeren Abstand von der geerdeten Traverse an, wobei
der durch die Überschlagspannung vorgeschriebene Abstand unterschritten werden kann.
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Um das zu vermeiden, ist auch schon eine Anordnung bekannt, bei der
an der Masttraverse zunächst eine Schwinge in V-Form angebracht ist. Diese Schwinge
ist nur in der Längsrichtung der Leitung beweglich, in der Querrichtung dagegen
steif. Erst am unteren Ende der Schwinge ist der Isolator aufgehängt. Wenn bei einer
solchen Anordnung der Isolator seitlich um den gleichen Winkel ausschwingt, so bleibt
trotzdem der notwendige Abstand zwischen dem unteren Isolatorende und der Masttraverse
gewahrt. Allerdings erfordert diese Art der Aufhängung, daß der Mast um den Betrag
der Schwinge erhöht wird, weil die Freileitungsseile niedriger hängen und demgemäß
auch einen größeren Durchhang aufweisen. Durch Anwendung der Schwinge wird also
der Aufwand beträchtlich vergrößert.
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Es ist auch bekannt, die Schwinge aus zwei Stabisolatoren herzustellen.
Dann befindet sich der dem Freileitungsseil am nächsten liegende geerdete Bauteil,
d. h. die Traverse, wieder in der allein durch die Isolatoren gegebenen Entfernung,
und der Mast braucht nicht vergrößert zu werden. Allerdings handelt es sich dann
um eine Anordnung, bei der sich zwischen dem Freileitungsseil und der geerdeten
Masttraverse nur Isolatoren befinden, was in bezug auf die Gestalt des elektrischen
Feldes ungünstig ist, wie im folgenden noch auseinandergesetzt wird.
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Die Erfindung betrifft die Aufhängung von Verbindungsleitungen, Sammelschienen
oder Freileitungsseilen in elektrischen Hoch- und Höchstspannungsanlagen, beispielsweise
Schaltanlagen oder Freileitungen, an Masten und Portalen oder Traversen. Erfindungsgemäß
ist die Anordnung so getroffen, daß die mit einer Teilisolation versehene Leitung,
Sammelschiene oder das Freileitungsseil an einem Isolator befestigt ist, der mit
einer Steuerung zur Erzielung einer günstigen Spannungsverteilung längs, des Isolators
versehen ist, und daß der Isolator mittels eines metallischen Stieles an der mastseitigen
Traverse befestigt ist. Das obere Ende des Isolators wird also nicht unmittelbar
an der Traverse befestigt, sondern an einem geerdeten Stiel aufgehängt, weil dadurch
der Verlauf des elektrischen Feldes zwischen Leiter und Traverse günstiger gestaltet
werden kann. Die durch den Stiel bedingte Verlängerung in lotrechter Richtung wird
dadurch ausgeglichen, daß der Leiter teilisoliert und der Isolator mit kapazitiven
Steuerungseinlagen versehen ist. Auf diese Weise gelingt :es., nicht nur eine Vergrößerung
des Mastes zu verhindern, vielmehr ist es bei dieser Aufhängung möglich, den Mast
sogar beträchtlich kleiner zu halten.
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Um die Erfindung zu erläutern, wird auf die Fig. 1 bis 6 verwiesen.
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Die Fig. 1 zeigt zunächst die übliche Aufhängung eines Freileitungsseiles
an einer Masttraverse- bzw. einem Portal. Der Kettenisolator 1 hängt an der Traverse
2 und trägt an seinem unteren Ende das Leiterseil 3. In bezug auf das unter
Spannung stehende untere Ende der isolatorkette 1 stellt die gezeichnete breit ausladende
Traverse eine »Platte« dar, so daß es sich bezüglich der Form des. elektrischen
Feldes grundsätzlich um eine Anordnung »Spitze-Platte« handelt. Die Feldlinien 4,
von denen nur einige gezeichnet sind, verlaufen, von dem Leiterseil 3 ausgehend,
wie gezeichnet in Richtung nach der geerdeten Traverse 2, d. h., ihre Lage und die
Stärke des Feldes ist nur in geringem Maße von der Ausbildung der Isolatorkette
abhängig. Vielmehr verlaufen die Feldlinien weitgehend unabhängig von .der Gestalt
der Isolatorkette.
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In Fig. 2 ist grundsätzlich dieselbe Anordnung dargestellt, jedoch
ist das obere Ende der Isolatorkette
nicht unmittelbar an der Traverse
2, sondern an einem metallischen, d. h. geerdeten Stiel. 5 aufgehängt. Bei diesem
Aufbau ähnelt die Gestalt der Feldlinien 4 mehr denen einer Anordnung »Spitze-Spitze«.
Die von der Leitung 3 ausgehenden Feldlinnen verlaufen nicht mehr im wesentlichen
in Richtung nach der Traverse 2, sondern zu einem erheblichen Teil nach dem geerdeten
Stiel 5.
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Hieraus ergibt sich, daß jetzt die Ausgestaltung des Isolators 1 von
größerem Einfuß auf die Gastalt des elektrischen Feldes ist als bei der Anordnung
nach Fig. 1. Bei der Bauform nach Fig. 2 wird die Überschlagsfestigkeit der Anordnung
erhöht, bzw. bei gleicher Überschlagsfestigkeit kann der Kettenisoliator verkürzt
werden, was in Fig. 2 dadurch angedeutet ist, daß er ein Glied weniger besitzt als,
nach Fig. 1. Für den Bau von Freileitungen und Schaltanlagen ist eine solche Verminderung
der Länge des Isolators von Bedeutung, weil der Gesamtaufbau davon abhängt, wie
lang ein solcher Isolator ist und wie weit er bei Wind und Sturm nach den Seiten
ausweicht.
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Es ist üblich, als maximalen Pendelwinkel 30° anzunehmen. Unter dieser
Annahme sind die Isolatoren gemäß Fig. 1 und 2 nochmals in den Fig. 3 und 4 dargestellt.
Der Isolator gemäß Fig. 3 soll dabei von seiner Aufhängung bis zum Leiterseil die
Höhe hl haben. Schwingt der Isolator um 30° nach der Seite aus, so befindet sich
das Leiterseil in einer Entfernung x von der geerdeten Traverse, und dieser Abstand
muß immerhin noch so groß sein, daß er der Überschlagspannung entspricht. Bei dem
Isolator gemäß Fig.4 befindet sich das Leiterseil in lotrechter Lage meinem Abstand
von der geerdeten Traverse, der sich aus den Masten hl des Isolators und h. des
geerdeten Stiels zusammensetzt. Wenn bei dieser Ausführung der Isolator um 30° nach
der Seite ausschwingt, dann befindet sich das Leiterseil in einem Abstand y von
der geerdeten Traverse. Trotz der schon weiter oben erwähnten Verkürzung der Isolatorkette
ist dieses Maß immerhin noch etwas größer als das Maß x gemäß Fig. 3.
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In den Fig. 5 und 6 sind nun Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt, und zwar zeigt die Fig.5 die normale lotrechte Lage des Isolators mit
dem dabei eintretenden Feldverlauf, Fig. 6 dagegen die ausgeschwenkte Stellung unter
der gleichen Annahme eines Winkels von 30°.
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In Fig. 5 und 6 ist wieder eine geerdete Traverse oder ein Portal
2 vorhanden. Daran befindet sich eine metallische geerdete Aufhängevorrichtung,
z. B. ein Stiel 5, an dessen unterem Ende der Aufhängepunkt des Isolators 10 angebracht
ist. Es handelt sich dabei aber jetzt nicht um einen Kettenisolator, sondern um
einen massiven Isolator mit kapazitiven Steuerungseinlagen. Am unteren Ende des
Isolators ist das Leiterseil 11 angebracht, das aber m .cht mehr blank ist, sondern
eine Teilisolation trägt. Dabei bedeutet Teilisolation, daß der Leiter mit einer
Hülle aus festem Isollennaterial überzogen ist, die nicht für die, volle Höhe der
Spannung gegen Erdre ausreicht. Diese Isolationsart hat gewisse Vorteile, und zwar
liegen sie in. der Hauptsache darin, d'aß etwaige Lufteinschlüsse zwischen der Leiteroberfläche
und der Isolierschicht elektrisch nur in geringem Maße beansprucht werden. Die Teilisolation
ist jedoch so ausgebildet, daß sie sich über die Aufhängung am unteren Ende des
Isolators 10 hinwegsetzt, so daß hier keine blanken Stellen auftreten.
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Wenn infolge der Anordnung einer teilisolierten Leitung der Isolator
in seiner Länge stark verkürzt wird, dann spielt die eingangs behandelte Frage,
ob man den Isolator unmittelbar an einer breit ausladenden Traverse oder an einem
Stiel befestigt, eine besonders große Rolle. Würde man nämlich einen solchen verkürzten
Isolator unmittelbar an der Traverse befestigen, dann wäre es nicht möglich, durch
besondere Ausbildung des Isolators selbst die Spannungsfestigkeit zu verbessern,
weil die Feldlinien sich nicht nach der Form des Isolators richten, sondern unabhängig
davon in der Hauptsache zwischen dem Fußpunkt des Isolators und den Kanten der Traverse
verlaufen. Durch Anwendung kapazitiver Steuerungseinlagen wird die Anordnung erheblich
verbessert. Wenn man solche Steuerungseinlagen nicht vorsieht, ist die Spannungsverteilung
längs des Isolators nur unvollkommen. Bei Anwendung kapazitiver Steue rungseiniagen
wird aber die Spannungsverteilung längs des Isolators vergleichmäßigt, so daß der
Isolator dadurch verkürzt werden kann. Wenn dieser Isolator wiederum 30° seitlich
ausschwingt, so ergibt sich zwischen dem Leiterseil und der geerdeten Traverse ein
Abstand z, der geringer ist als bei den zuvor erwähnten Bauformen.
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Für die Erfindung ist also folgendes von Bedeutung: Der Isolator ist
an einem Stiel befestigt; er trägt eine teilisolierte Leitung und ist mit kapazitiven
Steuerungeirnlagen, versehen. Auf diese Weise gelingt es tatsächlich, eine günstige
Spannungsverteilung zu erreichen, und die Gesamtanordnung wird trotz der Anwendung
des Stieles kürzer, so daß letzten Endes auch die Maste verkürzt werden können.