PROTECTION DEVICE AGAINST THE EFFECTS OF AN INSULATOR BREAK IN MULTIPLE-INSULATOR STRINGS

Abstract: 1. Protection device against the effects of an insulator break in multiple-insulator strings, in particular suspension strings of high-voltage overhead lines, which insulator strings consist of at least two high-voltage insulators joined pivotally via spacers (2, 3; 36) to the load-bearing part of the suspension or to the part to be borne, characterised in that stops (6; 30; 32; 33a, 33b) are fitted within the space formed by the insulators (4, 5) and the spacers (2, 3; 36).

Description: Schutzeinrichtung gegen die Folgen eines Isolatorenbruches bei Mehrfach-Isolatorenketten Die Erfindung geht aus von einer Schutzeinrichtung gegen die Folgen eines Isolatorenbruches bei Mehrfach-Isolatorenketten, insbesondere Hängeketten von Hochspannungsfreileitungen, welche Hängeketten aus mindestens zwei, über Abstandhalter gelenkig mit dem tragenden bzw. dem zu tragenden Teil der Aufhängung verbundenen Hochspannungs-Isolatoren bestehen. Die Erfindung bezweckt, die Folgen eines Isolatorenbruches bei aus mindestens zwei nebeneinander angeordneten Hochspannungsisolatoren gebildeten Hängeketten gering zu halten. In erster Linie werden hier Hängeketten mit Einpunkt übergang zur Traverse des Mastes betrachtet. Bei derartigen Hängeketten besteht im Falle, dass ein Isolator bricht, die Gefahr, dass die Reststücke des gebrochenen Isolators um die Schwenkachse der Hänge-Öse herumschwenkend auf den benachbarten unbeschädigt gebliebenen Isolator schlagartig auftreffen und diesen Isolator entweder schwer beschädigen oder aber - was wahrscheinlicher ist - ebenfalls zerstören. In weiterer Folge kann der Bruch eines einzelnen Isolators unter Umständen die Beschädigung von Isolatorenketten anschliessender Leitungsfelder nach sich ziehen. Zwar sind bereits Einrichtungen für Abspannketten bekannt, mit denen sich die Auswirkunggen der bei Bruch eines Isolators in einem Abspannkettenstrang auftretenden Kraftumlagerungen auf ein unschädliches Mass mildern lassen (DE-GM 78 11 354). Dies wird durch zweckmässig angeordnete Massenanhäufungen erreicht. Indessen handelt es sich hier um die Milderung der unmittelbar nach dem Isolatorbruch auf den Isolator einwirkenden hohen Querbeschleunigungen, die für Porzellan-Isolatoren quer zu ihrer Längserstreckung besonders schädlich sind. Solche Beanspruchungen aus Querbe schleunigungen haben jedoch mit der "hammerschlagartigen" Beanspruchung, die durch vorliegende Erfindung verhindert werden soll, nichts zu tun. Aus dem DE-GM 78 00 627 ist ferner ein Bremselement für Abstandhalter an Zweifach-Abspannketten bekannt, bei dem zwei Isolatorenketten über zwei Dreieckabstandhalter und über Gelenke mit einem Doppelseil über Abspannklemmen gelenkig verbunden sind. Hierbei werden in zwei dreieckförmige Räume, die jeweils von zwei Aufhängelaschen sowie einem dreieckförmigen Abstandhalter gebildet werden, von augen her winkelförmige Bremselemente eingeschraubt. Diese speziell für Abspannketten gedachte Bremseinrichtung, die bei Anwendung in Hängeketten deren Bauhöhe vergrössern würde, soll ausschliesslich die vorerwähnten nachteiligen Querbeschleunigungen auf die Isolatoren mindern. Hingegen kann das bekannte Bremselement nicht die gefürchtete Schwenkbewegung des gebrochenen Isolators verhindern. Aus der DE-OS 19 19 754 ist ferner eine Anorndung zum Aufhängen von elektrischen Hochspannungsfreileitungen unter Verwendung einer Isoliereinheit mit zwei möglichst dicht beieinander angeordneten Hängeisolatoren und mindestens einem Verbindungsstück bekannt, wobei die beiden Isolatoren oben und unten mit symmetrischen Verbindungsstücken verbunden sind, deren jedes U-förmig gestaltet ist. Hierdurch soll nicht nur eine grössere Biegebeanspruchung des gesunden Isolators im Falle, dass der zweite Isolator zu Bruch geht, vermieden werden, sondern es soll auch in einem solchen Falle das Leiterseil nur um einen geringen Betrag absinken. Da bei der bekannten Einrichtung die beiden parallelen Isolatoren sehr dicht beieinander liegen müssen, lässt sich eine nachteilige Berührung des gesunden Isolators durch den zu Bruch gegangenen kaum verhindern. Getrennte Schutzarmaturen, wie sie bei Langstabisolatoren notwendig sind, lassen sich nicht anbringen. Auch ist ein vorheriges Zusammenstellen von Isolator-Paaren gleicher effektiver Längen (zulässige Längentoleranz etwa + 3%) unerlässlich, weil sonst beim Zusammentreffen ungünstiger Toleranzen die Abstandhalter sich in unzulässigem Masse schräg einstellen müssten. Demnach ist es Aufgabe der in den Ansprüchen angegebenen Erfindung, für eine Mehrfach-Isolatorenkette eine Einrichtung zu schaffen, durch die im Falle des Bruches eines Isolators die Gefahr der Beschädigung weiterer Isolatoren insbesondere durch mechanische Beanspruchung verhindert wird. Die sehr einfache und darum vorteilhafte Lösung besteht bei einer Schutzeinrichtung der eingangs angegebenen Gattung darin, dass innerhalb des von den Isolatoren und den Abstandhaltern gebildeten Raumes Anschläge ange bracht sind. Die vorteilhafte Wirkung dieser Massnahme besteht darin, dass eine Schwenkbewegung von Teilen des gebrochenen Isolators zum gesunden Isolator hin behindert und somit die gefürchtete Harnmerschlagwirkung" auf den gesunden isolator ausgeschlossen ist. Natürlich lassen sich die erfinderischen Massnahmen auch gemeinsam mit bereits bekannten Massnahmen zur Verhinderung des schädlichen Einflusses von Querbeschleunigungen auf die Isolatoren anwenden. Ein weiterer Vorteil des Gegenstandes der Erfindung besteht darin, dass er sich ohne Öffnen der Ketten unschwer auch nachträglich bei vorhandenen Isolatorenketten einbauen lässt. Der Einbau der Einrichtung hat keinen Einfluss auf die Bauhöhe der Hängekette. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind aus den Ansprüchen 2 bis 14 unschwer zu entnehmen. Einzelheiten der erfindungsgemässen Einrichtung sowie weitere erzielte Vorteile gehen aus der nachfolgenden Beschreibung mehrer Ausführungsbeispiele sowie der zugehörigen schematischen Zeichnung hervor; in dieser zeigen Figur 1 eine mit der Schutzeinrichtung ausgerüstete Doppel- Hängekette in Seitenansicht, Figur 2 den mit einem elastischen Zwischenstück versehenen winkelförmigen Anschlag als vergrösserte Einzelheit aus Figur 1, Figur 3 den winkelförmigen Anschlag ähnlich Figur 2 sowie eine Möglichkeit der nachträglichen Befestigung an einem Abstandhalter, Figur 4 die Befestigung eines winkelförmig ausgebildeten Anschlages mittels Bolzen an einer Hänge-Öse zum Isolator, Figur 5 ein als waagerechter Lappen an der Hänge-Öse ausgebildeter Anschlag, Figur 6 ein T-förmig ausgebildeter Anschlag an den Hänge- Ösen zu zwei senkrecht untereinander angeordneten Isolatoren, Figur 7 ein mit Sollbruchstellen versehener winkelförmiger Anschlag, Figur 8 eine für Y/V-förmig ausgebildete Hängeketten geeignete Gestaltung der Anschläge, Figur 9 die Hängekette gemäss Figur 8 in Richtung des Pfeiles A gesehen und Figur 10 eine Hängekette mit gebrochenem Isolator, ohne erfindungsgemässen Anschlag. Figur 1 zeigt die allgemeine Anordnung einer Schutzeinrichtung gegen die Folgen eines Isolatorenbruchs bei Mehrfach- Isolatorenketten, insbesondere der Hängeketten von Hochspannungsfreileitungen. Die allgemein mit 1 bezeichnete Hänge kette besteht aus zwei über Abstandhalter 2 und 3 gelenkig mit dem tragenden bzw. zu tragenden Teil der Aufhängung verbundenen Hochspannungs-Isolatoren 4. Gegebenenfalls kann unterhalb des oberen Paares Isolatoren 4 mindestens noch ein weiteres Paar Isolatoren 5 angeordnet sein. Die übliche Einpunktaufhängung des oberen Abstandhalters 2 an der Traverse des Mastes sowie die untere Aufhängung der Leiterseile an dem unteren Abstandhalter 3 ist hier nicht besonders dargestellt. Ausserdem sind hier die Abstandhalter 2 und 3 wie üblich aus zwei parallelen Platten bestehend, wobei zwischen je ein Plattenpaar beispielsweise die Ösen zur Aufhängung der Isolatoren bzw. zur Befestigung an der Traverse und zum Aufhängen der Leitungsseile ragen. Figur 10 zeigt die Verhältnisse bei Bruch eines der Isolatoren 4, beispielsweise bei der Bruchstelle 44. Hierbei schwenkt der Abstandhalter 2 sehr schnell um seinen Aufhängepunkt entgegen dem Uhrzeigersinn. Eine entsprechende Schwenkbewegung, jedoch im Uhrzeigersinn, führt der Abstandhalter 3 aus. In weiterer Folge schwenken - was durch Versuche nachgewiesen wurde - die Teile des gebrochenen Isolators sehr schnell entsprechend den Pfeilen 45 und 46, wodurch je nach Lage der Bruchstelle 44 der gesunde Isolator durch hammerschlagartige Beanspruchung bei 47 bzw. bei 48 in unzulässiger Weise beansprucht wird. Auch ein Anschlagen in Nähe der Hänge-Ösen an den Abstandhaltern 2,3 ist in Betracht zu ziehen. Die sich aus Vorstehendem ergebenen Folgeschäden werden durch den Erfindungsgegenstand verhindert. Für die Erfindung wesentlich ist, dass die Anschläge 6 innerhalb des von den nebeneinander befindlichen Isolatoren 4 und den Abstand haltern 2 und 3 gebildeten Raumes angebracht sind. Die Raumform des einzelnen Anschlages 6 ist weitgehend beliebig, jedoch muss mindestens eine Anschlagfläche 10 vorhanden sein, die vorzugsweise der Aussenkontur des benachbarten Isolators 4 parallel liegt. Ausserdem muss das Paar Anschläge 6 mindestens an dem oberen Abstandhalter 2 vorhanden sein, um zu verhindern, dass ein Teil eines gebrochenen Isolators sich in Richtung zum gesunden Isolator hin bewegt. Zweckmässigerweise ist auch an dem unteren Abstandhalter 3 je ein Paar Anschläge 6 befestigt. In jedem Falle befinden sich die Anschläge 6 innerhalb des von den Bolzen 41 zu den Ösen 21 der Isolatoren bestimmten Raumes, weil ja ein Verschwenken eines Teiles eines gebrochenen Isolators in Richtung zur lotrechten Mittelebene 40 der gesamten Isolatoren kette verhindert werden soll. Aus Figur 1 geht ferner hervor, dass zweckmässigerweise zwischen dem Anschlag 6 und einem der gelenkig miteinander verbundenen Teile, entweder Isolator 4,5 oder Abstandhalter 2,3 ein verhältnismässig kleiner Abstand 7 verbleibt. Hierdurch soll der gesamten Aufhängung ein Verschwenkwinkel 8 in der Grössenordnung von 2 bis SO ermöglicht werden. Dieser Verschwenkwinkel 8 ist schon im Interesse einer statisch bestimmten Aufhängung zweckmässig; vor allem aber erlaubt er auch den Ausgleich unterschiedlicher Isolatorlängen, durch geringfügiges Schrägstellen der Abstandhalter 2,3 gegeneinander. Um zu verhindern, dass ein gebrochener Isolator beim harten Aufschlagen auf den Anschlag 6 weiter zerbricht und die Einzelteile Folgeschäden anrichten, sind am Anschlag 6 in vorteilhafter Weise Zwischenstücke 9 aus einem nachgiebigen Baustoff angebracht. Wie Figur 2 ferner zeigt, hat der Anschlag 6 zweckmässigerweise die Form eines Winkels 11 , dessen einer Schenkel 12 an einer Kante 14 des Abstandhalters 2 anliegt, und dessen anderer Schenkel 13 das parallel zum Isolator 4 liegende Teil 10 bildet. Selbstverständlich kann der Anschlag 6 auch direkt in einem Arbeitsgang mit dem Abstandhalter 2,3 gebildet worden sein. Wesentlich ist lediglich, dass der Anschlag 6 als etwa im rechten Winkel aus der entsprechenden Kante des Abstandhalters 2,3 hervorragendes,. über eine zweck; > ,.ige Länge dem Isolator 4,5 etwa paralleles Teil 10 gestaltet ist. Ein besonders zweckmässiges Ausführungsbeispiel ist Figur 2 entnehmbar und besteht darin, dass der Anschlag als Winkel 11 gestaltet und dass ein Schenkel 12 des Winkels an der entsprechenden Kante 14,15 des zweiteiligen Abstandhalters 2,3 fest angebracht ist. Gemäss Figur 3 ist der Winkel 11 mittels zwischen den Wangen 22,23 des Abstandhalters 2,3 durchgeführter Schrauben 16 und jeweils einer Keilplatte 17 am Abstandhalter 2,3 befestigt. Der zweite Schenkel 13 des Winkels 11 verläuft dann parallel der Kontur des Isolators 4. Der Winkel 11 ist in bestehende Ketten leicht nachrüstbar, ohne die Ketten öffnen zu müssen. Gemäss Figur 4 besteht eine andere Ausgestaltung darin, dass der Anschlag 6 mittels eines Zwischenstückes 19 und eines Bolzens 20 an der Öse 21 zwischen dem Abstandhalter 2 und dem Isolator 4 befestigt ist. Auch in diesem Falle hat der eigentliche Anschlag 6 zweckmässigerweise die Form eines Winkels 11. Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit besteht darin, dass der Anschlag 6 als zur lotrechten Mittellinie 40 der Hängeketteneinheit hinweisender, an der Öse 21 angebrachter und im wesentlichen waagerechter Lappen 31 ausgebildet ist. Die Öse 21 ist mit dem Isolator starr verbunden, z.B. durch spielfreie Anpassung der Öse 21 an die Anschlussarmatur (Kappe) des Isolators oder durch starre Verschraubung (Figur 5). Sofern die Mehrfach-Isolatorenkette aus mindestens zwei untereinander angeordneten Paaren von Isolatoren 4,5 gebildet ist, wird zweckmässigerweise am Ösenteil 24 ebenfalls ein Anschlag 6 angebracht. Dieser ist als T-förmiges Teil 25 ausgebildet und besteht aus einem waagerechten Steg 26, der einstückig mit der Schraube 20 zu den Hänge-Ösen ausgeformt sein kann, sowie aus einem lotrechten Flansch 27. Dieser lotrechte Flansch bildet Anschlagkanten 28, wobei zwischen diesen und dem benachbarten Isolator ebenfalls ein kleiner Abstand 7 bzw. je ein nachgiebiges Zwischenstück 9 vorgesehen sein kann. In jedem Fall liegt der lotrechte Flansch 27 des Anschlagmittels 30 ebenfalls in Richtung zur lotrechten Mittelebene 40 der Gesamtaufhängung (Figur 6). Um die Wirkung des nachgiebigen Zwischenstückes 9 zu verbessern oder auch um dieses Zwischenstück überflüssig zu machen, kann gemäss Figur 7 der als Winkel 11 ausgeformte Anschlag 6 mit einer oder mehreren Sollbruchstellen 18 versehen sein. Es ist auch möglich, den Winkel 11 entsprechend dünn zu dimensionieren, so dass er sich elastisch verformen kann. Die erfindungsgemässe Schutzeinrichtung lässt sich ferner auch bei Y-Form aufweisenden Isolatorenketten anwenden. Sofern eine derartige Kette wie üblich im senkrecht nach unten weisenden Schenkel des Y zwei parallel zueinander liegende Isolatoren 5 aufweist, werden Anschläge 6 in der vorbeschriebenen Art eingebaut. Sofern beim Winkel 37 des Y das Abstand stUck 36 entsprechend verlängert wird, lassen sich die Isolatoren 5 in V-Form derart aufhängen, dass sie zur Aufhängeeinrichtung für das Leiterseil einen Winkel 38 bilden. Obwohl bei dieser Y/V-Aufhängung die Isolatoren 5 nicht von einem gebrochenen Isolator 5 beschädigt werden können, lässt sich die Schutzwirkung des Abstandstückes 36 durch Einfügen von Anschlägen 32,33a,33b verbessern. Beide Aus führungsformen der Anschläge 32,33a,33b zeigen ebenfalls Anschlagflächen 34,35, die mit einem klein'en Abstand parallel zu den Konturen der benachbarten Isolatoren 4,5 liegen. Hierbei sind die Anschläge 32 und 33b fest mit dem Abstandstück 36 und der Anschlag 33a mit der Hängeeinrichtung zum Leiterseil F verbunden.

Claims: Patentansprüche 1. Schutzeinrichtung gegen die Folgen eines Isolatorenbru ches bei Mehrfach-Isolatorenketten, insbesondere Hänge ketten von Hochspannungsfreileitungen, welche Hänge ketten aus mindestens zwei, über Abstandhalter gelen kig mit dem tragenden bzw. dem zu tragenden Teil der Aufhängung verbundenen Hochspannungs-Isolatoren be stehen, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des von den Isolatoren (4,5) und den Abstandhaltern (2,3;36) gebildeten Raumes Anschläge (6) angebracht sind. 2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass zwischen dem Anschlag (6) und jeweils einem der gelenkig miteinander verbundene Teile (z.B. Isolator 4,5; Abstandhalter 2,3) ein verhält nismässig kleiner Abstand (7) verbleibt und dass die ser Abstand einem Verschwenkwinkel (8) von etwa 2 bis 5 entspricht. 3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass sich zwischen dem Anschlag (6) und dem diesem benachbarten Isolator (4,5) ein Zwischenstück (9) aus einem elastischen Werkstoff befindet. 4. Schutzeinrichtung nach einem oder mehreren der An sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (6) als etwa im rechten Winkel aus der entsprechenden Kante (14,15) des Abstandhalters (2,3) hervorragendes, über eine bestimmte Länge dem Isolator (4,5) etwa paralleles Teil (10) gestaltet ist. 5. Schutzeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, dass der Anschlag als Winkel (11) gestaltet und dass ein Schenkel (12) des Winkels an den entspre chenden Kanten (14,15) des Abstandhalters (2,3) befe stigt ist. 6. Schutzeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, dass der Winkel (11) mittels jeweils zwi schen zwei Wangen (22,23) des Abstandhalters (2,3) durchgeführter Schrauben (16) und Keilplatte (17) am Abstandhalter (2, 3) befestigt ist. 7. Schutzeinrichtung nach einem oder mehreren der An sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (6,11) mittels eines Zwischenstückes (19) und eines Bolzens (20) an der Öse (21) zwischen Abstandhalter (2) und Isolator (4) befestigt ist. 8. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 bzw. 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (6,31) an der Öse (21) zwischen dem Isolator (4) und dem Abstandhalter (2) befestigt ist. 9. Schutzeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, dass der Anschlag als zur lotrechten Mittel linie (40) der Hängeketten-Einheit (1) hinweisender, an der Öse (21) angebrachter, im wesentlichen waage rechter Lappen (31) ausgebildet ist. 10. Schutzeinrichtung nach einem oder mehreren der An sprüche 1 bis 3 für Mehrfach-Isolatorenketten, die mindestens zwei hintereinander hängende, gelenkig miteinander verbundene Isolatoren aufweisen, da durch gekennzeichnet, dass mit der Öse (24) zwischen zwei Isolatoren (4,5) ein T-förmiger, aus einem etwa waagerechten Steg (26) und einem lotrechten Flansch (27) mit den Isolatoren (4,5) parallelen Anschlagkanten (28) bestehender Anschlag (30) ver bunden ist. 11. Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1,4 bzw. 10, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Isolator parallele Teil des Anschlages (6,11,30) mindestens eine Sollbruchstelle (18) aufweist. 12. Schutzeinrichung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass bei Doppelhängeketten mit Rechteck form mindestens beim oberen Abstandhalter (2) ein Paar Anschläge (6) angebracht ist. 13. Schutzeinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, dass beim oberen und beim unteren Abstand halter (2 und 3) je ein Paar Anschläge (6) ange bracht ist. 14. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadu-rch gekenn zeichnet, dass bei Hängeketten in Y/V-Form die An schläge (6) mindestens im nach oben offenen, durch die entsprechenden Isolatoren-Paare (4 bzw. 5) ge bildeten Öffnungs- Winkel (37,38) des Y bzw. V angeordnet sind. 15. Schutzeinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn zeichnet, dass die Anschlagflächen (34,35) der mit den Ösen zu den Isolatoren verbundenen Anschläge (32,33) miteinander je einen spitzen Winkel bilden. 16. Schutzeinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn zeichnet, dass innerhalb des von Isolatoren (5) und dem Abstandstück (36) gebildeten Dreiecks drei An schläge (6) angebracht sind.

Inventors: MOCKS, LOTAR, ING.GRAD., Möcks, Lotar, ing.grad.
Applicants: RICHARD BERGNER GMBH & CO
Application year: 1980
Main classification: H02G7
IPC codes: H02G7