DE4344537A1 - Hochspannungs-Freileitung mit Dämpfungsvorrichtung - Google Patents
Hochspannungs-Freileitung mit DämpfungsvorrichtungInfo
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Description
Die Leiterseile von Hochspannungs-Freileitungen werden vom Wind zu me
chanischen Schwingungen angeregt. Diese kurzwelligen Schwingungen mit
Frequenzen zwischen 5 Hz und 50 Hz werden auch als Karman-Schwingun
gen bezeichnet. Die Schwingungen verursachen im Leiterseil eine dynamische
Biegewechselbeanspruchung. An den Leitungsmasten sind Tragklemmen oder
Abspannklemmen angeordnet, in denen das Leiterseil befestigt wird. Das Lei
terseil verhält sich im Bereich der Tragpunkte wie fest eingespannt. In diesem
Bereich ist das Leiterseil von statischen Zug- und Biegespannungen be
ansprucht. Die dynamischen und statischen Beanspruchungen können zu Seil
schäden bis zur Zerstörung des Leiterseiles führen.
Um das Leiterseil wirksam gegen die Biegewechselbeanspruchung zu schüt
zen, werden am Leiterseil Dämpfungsvorrichtungen montiert. Sie werden in der
Nähe der Tragklemmen am Leiterseil befestigt, wie dies aus DE-PS 5 65 334
bekannt ist. Die im wesentlichen aus einem einzigen Schwingungsdämpfer be
stehende Dämpfungsvorrichtung ist dadurch vom Leitungsmast bzw. von der
Masttraverse aus leicht montierbar. Die Tragklemme bzw. die Abspannklemme
ist als Schwingungsknoten wirksam und dient bei der Montage der Dämp
fungsvorrichtung als Bezugspunkt. Von diesem Bezugspunkt aus läßt sich der
Schwingungsdämpfer einfach in einem vorher berechneten Abstand am Lei
terseil montieren, so daß er nicht im Schwingungsknoten einer mechanischen
Schwingung liegt. Unter Berücksichtigung des Abstandes vom Bezugspunkt ist
die Dämpfungswirkung des Schwingungsdämpfers immer gegeben.
Bei einer größeren, durch den Abstand zweier Leitungsmasten definierten
Spannfeldlänge des Leiterseiles bewirken jedoch die beiden in den mastnahen
Bereichen des Leiterseiles montierten Dämpfungsvorrichtungen keine ausrei
chende Dämpfung der mechanischen Schwingungen des gesamten Lei
terseiles. Vielmehr bedämpft die Dämpfungsvorrichtung nur die mechanischen
Schwingungen eines bestimmten Längenabschnittes des Leiterseiles. Bei
größeren Spannfeldlängen muß deshalb in einem mittleren Bereich des Lei
terseiles mindestens eine weitere Dämpfungsvorrichtung montiert werden. Dort
ist jedoch kein Bezugspunkt vorhanden. Die Gefahr ist deshalb sehr groß, daß
der einzige Schwingungsdämpfer der Dämpfungsvorrichtung in einem
Schwingungsknoten des Leiterseiles montiert wird. Im Schwingungsknoten ist
jedoch die Dämpfungswirkung des Schwingungsdämpfers unwirksam.
Das gleiche Problem besteht bei der Montage der Dämpfungsvorrichtungen von
einem Hubschrauber aus. Die Dämpfungsvorrichtung kann nicht in Nähe des
Leitungsmastes montiert werden, da dort die Kollisionsgefahr des Hubschrau
berrotors mit dem Leitungsmast zu groß ist. Die Dämpfungsvorrichtung wird
deshalb in einem vom Leitungsmast entfernteren Bereich per Hubschrauber an
dem Leiterseil montiert. Dort ist jedoch, wie bereits erläutert, kein Bezugspunkt
für die Montage vorhanden. Der Schwingungsschutz ist deshalb nicht mehr bei
allen auftretenden Schwingungsfrequenzen gewährleistet.
Ausgehend von diesen Nachteilen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
die Dämpfungswirkung der Dämpfungsvorrichtung unabhängig von deren
Montagestelle am Leiterseil sicherzustellen. Diese Aufgabe wird durch die
Merkmalskombination des Anspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß besteht die Dämpfungsvorrichtung aus mehreren Schwin
gungsdämpfern. Zwei unmittelbar benachbarte Schwingungsdämpfer werden in
einem Abstand a zueinander am Leiterseil montiert. Dabei ist
Gemäß dieser Formel ist der Abstand a zwischen zwei Schwingungsdämpfern
so gewählt, daß auch bei der kleinsten zu erwartenden Wellenlänge λmin nie
sämtliche Schwingungsdämpfer gleichzeitig in einem Schwingungsknoten be
festigt sind. Diese Anordnung aus mindestens zwei Schwingungsdämpfern er
setzt den herkömmlich an einem bestimmten Punkt des Leiterseiles allein ver
wendeten Schwingungsdämpfer und gewährleistet dadurch unabhängig vom
Abstand zum Leitungsmast die Dämpfungswirkung der Dämpfungsvorrichtung.
Selbst in dem Fall, daß ein Schwingungsdämpfer in einem Schwingungsknoten
montiert ist, ist bei der erfindungsgemäßen Dämpfungsvorrichtung die Dämp
fung von mindestens einem weiteren Schwingungsdämpfer wirksam. Die
Mehrkosten der zusätzlichen Schwingungsdämpfer einer Dämpfungsvorrich
tung sind gegenüber den Reparaturkosten und den möglichen betriebs
wirtschaftlichen Folgen des Seilbruches aufgrund einer unwirksamen Dämp
fungsvorrichtung verschwindend gering.
Die erfindungsmäßige Dämpfungsvorrichtung ist unabhängig vom konstruktiven
Aufbau und von der genauen Funktionsweise der Schwingungsdämpfer.
Die Dämpfungswirkung der Dämpfungsvorrichtung ist bereits mit zwei
Schwingungsdämpfern gewährleistet.
Je nach Zweckmäßigkeit können eine einzige oder auch mehrere Dämpfungs
vorrichtungen je Leiterseil zwischen zwei Leitungsmasten (Spannweite bzw.
Spannfeldlänge) vorgesehen sein.
Nach Anspruch 2 besteht die Dämpfungsvorrichtung aus mindestens drei
Schwingungsdämpfern. In diesem Fall kann es ausreichend sein, auch bei
großen Spannweiten je Leiterseil eine einzige Dämpfungsvorrichtung zu mon
tieren, um eine ausreichende Dämpfung der mechanischen Schwingungen zu
erzielen. Da von drei Schwingungsdämpfern wegen des Abstandes a maximal
nur ein Schwingungsdämpfer in einem Schwingungsknoten liegen kann, sind
mindestens zwei Schwingungsdämpfer gleichzeitig wirksam. Diese
Dämpfungsvorrichtung wirkt deshalb wie zwei herkömmliche, an den beiden
Endbereichen des Leiterseiles separat montierte Dämpfungsvorrichtungen mit
jeweils einem einzigen Schwingungsdämpfer. Dieser Aufbau der
Dämpfungsvorrichtung ermöglicht es, daß die Montage nur in einem einzigen
Bereich der Spannweite stattfindet. Die zur Dämpfung von Leiterseil
schwingungen erforderlichen Schwingungsdämpfer können dann in einfacher
Weise am Leiterseil nebeneinander montiert werden. Dadurch wird weitere
Montagezeit eingespart.
Eine größere Anzahl von Schwingungsdämpfern verbessert die Dämpfungs
wirkung der Dämpfungsvorrichtung entsprechend, weil die zu vernichtende
Schwingungsenergie des Leiterseiles auf eine größere Anzahl von Schwin
gungsdämpfern verteilt wird. Der Montageaufwand ist dabei nur unwesentlich
größer, da sämtliche Schwingungsdämpfer im gleichen Bereich des Leiterseiles
montiert werden und zusammen eine einzige Dämpfungsvorrichtung bilden.
Anspruch 3 berücksichtigt eine ausreichende Dämpfung der mechanischen
Schwingungen auch bei sehr großen Spannfeldlängen.
Die Anordnung der Dämpfungsvorrichtung gemäß Anspruch 4 ist vor allem für
größere Spannfeldlängen geeignet. Vorzugsweise ist in beiden Endbereichen
der Spannfeldlänge jeweils eine Dämpfungsvorrichtung montiert, um eine aus
reichende Dämpfung der mechanischen Schwingungen zu erreichen. Die Aus
wahl der genauen Montagestelle im Endbereich ist jedoch unabhängig vom
Abstand zum Leitungsmast.
Gemäß Anspruch 5 ist die Dämpfungsvorrichtung für die Montage per Hub
schrauber geeignet. Dies ermöglicht eine bequeme Montage der Dämpfungs
vorrichtungen, wenn sich die Freileitung in besonders unzugänglichen Land
schaftsgebieten befindet. Aufgrund der von einer bestimmten Montagestelle am
Leiterseil unabhängigen Dämpfungswirkung der Dämpfungsvorrichtung kann
der Hubschrauber einen leicht erreichbaren Bereich des Leiterseiles zur Mon
tage anfliegen. Der Hubschrauber muß keinen vorher berechneten Abstand
zum Leitungsmast anfliegen. Es ist lediglich der erforderliche Sicherheitsab
stand des Hubschraubers zum Leitungsmast erforderlich. Dadurch ist die Mon
tage weiter vereinfacht.
Aufgrund ihrer wirtschaftlichen Bedeutung ist das für die Montage erforderliche
Abschalten der Freileitung oftmals unerwünscht bzw. nicht möglich. In diesem
Fall, also am spannungsführenden Leiterseil, ist die Montage der Dämp
fungsvorrichtung mit Hilfe des Hubschraubers leicht durchführbar.
Der Erfindungsgegenstand wird anhand der in den Figuren dargestellten Aus
führungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Spannfeldes mit herkömmlichen
Dämpfungsvorrichtungen,
Fig. 2 und Fig. 3 eine Prinzipdarstellung des Leiterseiles mit Schwingungsbäuchen und
Schwingungsknoten sowie herkömmlicher Dämpfungsvorrichtung,
Fig. 4 die Darstellung des Leiterseiles gemäß Fig. 2 und Fig. 3, jedoch mit
erfindungsmäßiger Dämpfungsvorrichtung,
Fig. 5 die Darstellung des Spannfeldes gemäß Fig. 1, jedoch mit erfin
dungsmäßiger Dämpfungsvorrichtung.
In Fig. 1 ist ein zwischen zwei Leitungsmasten 1 eingespanntes Leiterseil 2
erkennbar. Zur Einspannung des Leiterseiles 2 dienen Tragklemmen 3, welche
über Isolatoren 4 an den Leitungsmasten 1 befestigt sind. Die Tragklemmen 3
und die Isolatoren 4 sind in Fig. 1 lediglich schematisch dargestellt. Am Leiter
seil 2 sind zwei herkömmliche Dämpfungsvorrichtungen 5 montiert. Beide
Dämpfungsvorrichtungen 5 bestehen jeweils aus einem einzigen Schwin
gungsdämpfer 6. Die Dämpfungsvorrichtungen 5 sind jeweils am mastnahen
Bereich des Leiterseiles 2 befestigt, da diese Montage bequem vom Leitungs
mast 1 aus bzw. von einer mit dem Leitungsmast 1 verbundenen Traverse 7
aus leicht bewerkstelligt werden kann.
Ist jedoch für die Montage der Dämpfungsvorrichtungen 5 ein Hubschrauber 8
erforderlich, so muß wegen der Kollisionsgefahr des Hubschrauberrotors mit
dem Leitungsmast 1 die Montage der Dämpfungsvorrichtung 5 in einem mast
ferneren Bereich des Leiterseiles 2 erfolgen.
In Fig. 2 ist die vom Leitungsmast 1 aus erfolgende, richtige Montage der aus
einem einzigen Schwingungsdämpfer 6 bestehenden Dämpfungsvorrichtung 5
erkennbar. Die Tragklemme 3 ist schematisch als festes Einspannende 9
dargestellt. Der Schwingungsdämpfer 6 wird einfach in einem Abstand a vom
Einspannende 9 am Leiterseil 2 befestigt. Dabei ist der Abstand a kleiner als
die Halbwelle der kleinsten zu erwartenden Wellenlänge λmin. Auf diese Weise
wird zuverlässig verhindert, daß die Dämpfungsvorrichtung 5 in einem Schwin
gungsknoten befestigt ist.
Bei der hubschrauberunterstützten Montage ist jedoch aufgrund des größeren
Abstandes zwischen dem Einspannende 9 und der Befestigungsstelle der
Dämpfungsvorrichtung 5 die Wahrscheinlichkeit sehr groß, daß die herkömm
liche Dämpfungsvorrichtung 5 in einem Schwingungsknoten einer auftretenden
mechanischen Schwingung befestigt (Fig. 3) und dadurch unwirksam ist.
Erfindungsgemäß besteht deshalb die Dämpfungsvorrichtung 5 aus mehreren
Schwingungsdämpfern 6. Im Ausführungsbeispiel von Fig. 4 sind drei Schwin
gungsdämpfer 6 vorgesehen. Jeweils zwei benachbarte Schwingungsdämpfer
6 der Dämpfungsvorrichtung 5 sind im bereits erwähnten Abstand a zueinander
am Leiterseil 2 befestigt. Der Abstand a verläuft parallel zur Längsachse 10 des
nicht ausgelenkten Leiterseiles 2. Liegt nun ein Schwingungsdämpfer 6 in ei
nem Schwingungsknoten der mechanischen Schwingung, so ist der jeweils
andere Schwingungsdämpfer 6 bzw. sind die jeweils anderen Schwingungs
dämpfer 6 der gleichen Dämpfungsvorrichtung 5 zuverlässig außerhalb eines
Schwingungsknotens angeordnet. Die Dämpfungswirkung der er
findungsmäßigen Dämpfungsvorrichtung 5 ist deshalb unabhängig vom Ab
stand zum Einspannende 9 bei allen zu erwartenden Frequenzen der mecha
nischen Schwingung des Leiterseiles 2 gewährleistet.
In Fig. 5 ist die vom Hubschrauber 8 aus montierte, aus drei Schwingungs
dämpfern 6 bestehende Dämpfungsvorrichtung 5 erkennbar. Würde ein
Schwingungsdämpfer 6 in einem Schwingungsknoten liegen, so sind immer
noch zwei Schwingungsdämpfer 6 mit einer Dämpfungswirkung vorhanden. Sie
haben die gleiche Wirkung wie die beiden herkömmlich an den beiden Endbe
reichen des Leiterseiles 2 befestigten Schwingungsdämpfer (Fig. 1). Die erfin
dungsmäßige Dämpfungsvorrichtung 5 (Fig. 5) ersetzt deshalb zwei herkömm
liche separate Dämpfungsvorrichtungen 5 (Fig. 1) innerhalb bestimmter Gren
zen der Spannfeldlänge. Bei Verwendung einer einzigen Dämpfungsvorrichtung
5 mit drei Schwingungsdämpfern 6 muß der Hubschrauber 8 deshalb nur einen
einzigen Bereich des Leiterseiles 2 anfliegen und spart dadurch Montagezeit.
Bezugszeichenliste
1 Leitungsmast
2 Leiterseil
3 Tragklemme
4 Isolator
5 Dämpfungsvorrichtung
6 Schwingungsdämpfer
7 Traverse
8 Hubschrauber
9 Einspannende
10 Längsachse
a Abstand
λmin kleinste zu erwartende Wellenlänge
2 Leiterseil
3 Tragklemme
4 Isolator
5 Dämpfungsvorrichtung
6 Schwingungsdämpfer
7 Traverse
8 Hubschrauber
9 Einspannende
10 Längsachse
a Abstand
λmin kleinste zu erwartende Wellenlänge
Claims (5)
1. Hochspannungs-Freileitung mit an ihren Leiterseilen (2) montierbaren
Dämpfungsvorrichtungen (5) zur Dämpfung von mechanischen Schwingun
gen der Leiterseile (2),
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Dämpfungsvorrichtung (5) aus mindestens zwei Schwingungsdämpfern (6) besteht und
- - daß der Abstand (a) zwischen zwei unmittelbar benachbarten Schwingungsdämpfern (6) im Montagezustand kleiner ist als die Hälfte der kleinsten zu erwartenden Wellenlänge (λmin) der mechanischen Schwin gung.
2. Freileitung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß am Leiterseil (2) eine Dämpfungsvorrichtung (5) mit mindestens drei
Schwingungsdämpfern (6) montiert ist.
3. Freileitung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß am Leiterseil (2) mehrere Dämpfungsvorrichtungen (5) montiert sind.
4. Freileitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dämpfungsvorrichtung (5) am Endbereich des Leiterseiles (2) mon
tiert ist.
5. Freileitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dämpfungsvorrichtung (5) mit Hilfe eines Hubschraubers (8) am
Leiterseil (2) montiert ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4344537A DE4344537C2 (de) | 1993-01-13 | 1993-12-24 | Hochspannungs-Freileitung mit Dämpfungsvorrichtung |
Publications (2)
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DE4344537C2 DE4344537C2 (de) | 1995-10-05 |
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