SE516187C2 - Upphängningsanordning och förfarande för dämpning av en linjeavledare samt användning av en sådan linjeavledare - Google Patents

Description

25 30 35 516 '187 n a» | | ~ a nu Linjeavledaren har en làngsträckt form och är i sin ena ände elektriskt ansluten till en av kraftledningens ledare och är i sin andra ände ansluten till jordpotential. Spänningen över linjeavledaren är alltså lika med fasspänning. Vid normal fasspänning är linjeavledarens strömledningsförmàga i princip noll men då en överspänning uppstår pà ledaren, blir linjeavledaren ledande och överspänningen leds till jord. Överspänning hindras därmed fràn att fortplanta sig vidare i kraftledningen. Dà ledarens spänningen àter sjunker till normal nivá àtergàr linjeavledarens strömledningsförmàga till noll.

En linjeavledare är visserligen dimensionerad att hantera överspänningar men den tàl inte hur höga överspänningar som helst. Risken finns att linjeavledaren efter en överbelastning, dvs en spänningsbelastning som är högre än den som linjeavledaren är dimensionerad för, fàr en ström- spänningskarakteristik som avviker°fràn den ursprungliga. Det är t ex möjligt att linjeavledaren fortsätter att vara elektriskt ledande efter det att spänningen över den har àtergàtt till normal nivà. För att hindra att linjeavledaren stör det elektriska nätet är det därför viktigt att den sà snabbt som möjligt kopplas bort fràn kraftledningen efter en överbelastning. Efter det att linjeavledaren har överbelastats är den förbrukad och den mäste dà bytas ut.

Hos en luftisolerad kraftledning är högspänningsledarna, via isolatorer av porslin eller glas, uppburna av ledningsstolpar. Om linjeavledare används vid kraftledningen är dessa anslutna till ledarna i närheten av dessa ledningsstolpar. Varje linjeavledare kan då jordas genom att anslutas till närmaste stolpe. En förutsättning för att detta ska fungera är förstås att stolparna i sig är jordade och att de är utförda i stàl eller nàgot annat elektriskt ledande material. Linjeavledaren är monterad vid kraftledning genom en upphängningsanordning som bestàr av en första och en andra upphängningsdel. Via den första upphängningsdelen är linjeavledarens första ände, högspänningsänden, ansluten till 10 15 20 25 30 35 516' 187 ï"=f"= =I.'::fï:.a":'.-..s"s " n | » u o; n 3 högspänningsledningen och via den andra upphängningsdelen är linjeavledarens andra ände, jordänden, ansluten till ledningsstolpen. Högspänningsledaren är, via linjeavledaren och stolpen, i elektrisk kontakt med jordpotential och är därmed parallellkopplad med den isolator som isolerar högspänningsledningen från ledningsstolpen. Vid en överbelastning av linjeavledaren måste denna kontakt brytas.

Någon av de två upphängningsdelarna är därför försedd med en frikopplingsanordning som löser ut vid en överbelastning och därmed fysiskt bryter den elektriska kontakten mellan högspänningsledaren och ledningsstolpen. Ett exempel på en vanligt förekommande frikopplingsanordning är en sprängkapsel som exploderar då den utsätts för höga effekter.

Frikopplingsanordningens placering beror på hur linjeavledaren är monterad vid kraftledningen. Linjeavledaren kan t ex vara monterad så att den, via den första upphängningsdelen, hänger vertikalt i en av kraftledningens ledare och är ansluten till ledningsstolpen via den andra upphängningsdelen som i det här fallet består av en jordledning. I ett sådant monteringsarrangemang är frikopplingsanordning vanligtvis placerad där jordledningen ansluter till linjeavledarens jordsida. Då linjeavledaren överbelastas bryts högspänningsledningens koppling till jord genom att frikopplingsanordning löser ut varvid jordledaren, under inverkan av sin egen tyngd, faller och blir hängande i ledningsstolpen.

Föreliggande uppfinning behandlar dock linjeavledare där, till skillnad från exemplet ovan, linjeavledarens längdaxel avviker från lodlinjen då linjeavledarna är i drift. I ett sådant monteringsarrangemang är frikopplingsanordningen placerad i den ena av de två upphängningsdelarna och i den andra av de två upphängningsdelarna är linjeavledaren ledbart fästad. Vid en överbelastning av linjeavledaren och därpå följande utlösning av frikopplingsanordningen utför linjeavledaren, under inverkan av sin egen tyngd, en roterande rörelse runt den upphängningsdel i vilken 10 15 20 25 30 35 ' IDO ICO I I ' 0 I o u nu , . .

. , , 'H Hg: z- u. . ' 1 I: nu ' ' 4 linjeavledaren är ledbart upphängd varvid linjeavledaren svänger fram och åter förbi lodlinjen innan den till slut intar ett vertikalt läge. I och med den svängande rörelsen kommer den upphängningsdel, i vilken linjeavledaren är ledbart upphängd, att utsättas för en sådan mekanisk belastning att risk föreligger att den går sönder varvid linjeavledaren faller till marken. Dà linjeavledaren i de flesta upphängninsarrangemang är upphängd i närheten av en isolator och en ledningsstolpe, riskeras dessa att träffas av den svängande linjeavledaren om amplituden hos svängningen är stor. En kraftigt svängande rörelsen medför alltså att linjeavledaren riskerar att skada isolatorn eller ledningsstolpen. Dessutom riskeras att linjeavledaren själv slås sönder mot isolatorn eller linjestolpen, varvid delar av linjeavledaren faller till marken.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning avser att tillhandahålla en upphängningsanordning för linjeavledare där de ovanstående nackdelarna med en svängande linjeavledare undviks genom att linjeavledarens rörelse kontrolleras och dämpas. Detta uppnås enligt uppfinningen med en upphängningsanordning innefattande två upphängningsdelar där en av upphängningsdelarna innefattar ett dämporgan som, vid en utlösning av frikopplingsanordningen, påverkar linjeavledaren med en mot svängningsrörelse riktad kraft som dämpar rörelsen under åtminstone en del av rörelsen.

I de flesta monteringsarrangemang kan linjeavledaren tillåtas svänga med en amplitud som avviker l5° från lodlinjen utan risk för att linjeavledaren slår i ledningsstolpe eller isolator. Dämporganet bör därför dimensioneras så att vändlägesvinkel, dvs vinkeln mellan lodlinjen och linjeavledaren då vänder i sin rörelse, inte är störren än 15Ü Företrädesvis bör dock dämporganet dimensioneras så att vändlägesvinkel inte är störren än 5° för att belastningen på 10 l5 20 25 30 35 *5-16' 187 n n. n ø n | nu n n 5 den upphängningsdel som linjeavledaren roterar runt inte ska bli för stor.

För varje linjeavledare måste den dämpande kraften, och därmed dämporganet, anpassas till vikten och längden hos linjeavledaren samt till vinkeln mellan linjeavledarens längdaxel och lodlinjen under normal drift, dvs linjeavledarens utgångposition. Dämporganet måste också anpassas till den största tillåtna vändlägesvinkel som upphängningsarrangemanget tillåter.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall nedan förklaras närmare under hänvisning till bifogade ritningar, där fig 1 visar en delvy av en kraftledning i vilken en upphängningsanordning enligt uppfinningen är monterad, fig 2 visar en första föredragen utföringsform av ett dämporgan ingående i en upphängningsanordning enligt uppfinningen, fig 3 visar en andra föredragen utföringsform av ett dämporgan ingående i en upphängningsanordning enligt uppfinningen, och fig 4 visar en tredje föredragen utföringsform av ett dämporgan ingående i en upphängningsanordning enligt uppfinningen.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL Figur 1 visar en delvy av en luftisolerad kraftledning 10.

Kraftledningen 10 innefattar en ledningsstolpe 13 som bär upp en högspänningsledning ll. Högspänningsledningen ll, som är 10 15 20 25 30 35 .516 187 | ø o a n» n q 6 spänningssatt, är via en isolator 12 elektriskt isolerad fràn ledningsstolpen 13, som har jordpotential. I kraftledningen 10 är en linjeavledare 14 anordnad. Den kan anta tvà lägen; ett verksamt läge i vilket linjeavledaren befinner sig i under normal drift, samt ett overksamt läge i vilket linjeavledaren 14 hamnar efter en överbelastning. Dà linjeavledaren 14 befinner sig i sitt verksamma läge avviker dess längdaxel med en vinkel ao fràn lodlinjen. Lodlinjen är I sitt verksamma läge är linjeavledarens första ände 14a via en markerad med en streckprickadad linje i figuren. första upphängningsdel 15 fästad vid högspänningsledningen ll och via en andra upphängningsdel 16 är linjeavledarens andra ände l4b fästad vid ledningsstolpen 13. Linjeavledarens andra ände l4b är roterbart anordnad vid den andra upphängningsdelen 16 i en infästningspunkt 18. Linjeavledaren 14 är elektrisk ansluten till högspänningsledningen 11 genom den första upphängningsdelen 15 och elektrisk ansluten till ledningsstolpen 13, dvs jordpotential, genom den andra upphängningsdelen 16. I sitt verksamma läge är linjeavledaren 14 parallellkopplad med isolatorn 12 och leder överspänningar som uppträder pá högspänningsledningen 11 till jord via ledningsstolpen 13 sásom har beskrivits tidigare under teknikens ståndpunkt.

Vid en överbelastning av linjeavledaren 14 utlöses en frikopplingsanordning 17, som är anordnad i den första upphängningsdelen 15, och frikopplar linjeavledarens första ände 14a frän högspänningsledningen 11. Linjeavledaren 14 roterar därvid moturs i figuren runt infästningspunkten 18 under påverkan av en tyngdkraft orsakad av linjeavledarens 14 egen tyngd. Ett dämporgan 19 anordnat i den andra upphängningsdelen 16 påverkar linjeavledaren 14 med en mot rörelsen riktad kraft som, beroende pà utformningen av dämporganet 19, kan páverka linjeavledaren 14 under hela eller delar av linjeavledarens 14 svängningsrörelse.

Linjeavledaren 14 utför en pendelrörelse i det att den inledningsvis roterar moturs i figuren, passerar lodlinjen. när ett första vändläge och därefter roterar medurs i 10 15 20 25 30 35 51-6 1.87 7 figuren, passerar lodlinjen igen varefter linjeavledaren 14 när ett andra vändläge och därefter upprepar pendelrörelsen.

Under påverkan av den mot rörelsen riktade kraften, svänger linjeavledaren 14 med en allt mindre amplitud och finner sig så småningom mjukt tillrätta i sitt overksamma läge, hängande vertikalt i den andra upphängningsdelen 16. Dämporganet tillser därvid att den andra upphängningsdelen 16 inte utsätts för skadliga krafter. Storleken på den mot rörelsen riktade kraften bestämmer var linjeavledaren 14 vänder i sin svängningsrörelse samt hur fort svängningsrörelsen dämpas.

Dämporganet är därvid anpassad så att linjeavledaren 14 under inga omständigheter slår i linjestolpen 13, dvs den första vändlägesvinkel är aldrig större än op som definieras av den vinkel mellan linjeavledaren 14 och lodlinjen där linjeavledaren 14 slår i ledningsstolpen 13.

I exemplet ovan är frànskiljningsanordningen placerad i den första upphängningsdelen, dvs i den del som är ansluten till högspänningsledningenledningen, medan dämporganet är anordnat i den andra upphängningsdelen, som är ansluten till jordpotential. Det är dock möjligt att inom uppfinningens ram placera frånskiljningsanordningen i den andra upphängningsdelen och dämporganet i den första upphängningsdelen. Avståndet till ledningsstolpen blir då större än i exemplet ovan, men samtidigt blir belastningen på den första upphängningsdelen större än belastningen på den andra upphängningsdelen i exemplet ovan eftersom den första upphängningsdelen befinner sig längre från den fasta punkt där isolatorn är inspänd i linjestolpen än den andra upphängningsdelen.

Figurerna 2a, 2b, 2c och 2d visar en första föredragen utföringsform av ett dämporgan ingående i en upphängningsanordning enligt uppfinningen där dämporganet utgörs av ett dämpbleck 20, 22, 23. Figur 2a Visar två vyer över linjeavledaren 14 då den befinner sig i sitt verksamma läge och figur 2b visar linjeavledaren 14 då den befinner sig i sitt overksamma läge såsom har beskrivits i samband med lO 15 20 25 30 35 516 '187 8 figur 1. Dämporganet innefattar ett dämpbleck 20 som är fästat vid linjeavledarens andra ände l4b i rät vinkel med linjeavledarens 14 längdaxel. Då linjeavledaren 14 i samband med en överbelastning och följande utlösning av frikopplingsanordningen, roterar runt sin infästningspunkt 18, tvingas dämpblecket 20 in i ett urtag 21 i den andra upphängningsdelen 16 och viks dubbel. I samband med att dämpblecket 20 deformeras elastiskt och plastiskt samt glider mot urtagets 21 inre vägg, påverkar dämpblecket 20 linjeavledaren 14 med en dämpande kraft som motverkar den roterande rörelse som linjeavledaren 14 utför under påverkan av en tyngdkraft orsakad av linjeavledarens 14 egen tyngd.

Dämpbleckets 20 dimensioner och material samt urtagets 21 dimensioner kan anpassas så att önskad dämpande kraft åstadkoms. Härvid måste tyngden och längden hos linjeavledaren 21 samt den vinkel till lodlinjen som linjeavledaren 21 har i verksamt läge och avståndet till ledningsstolpen beaktas.

Såsom dämpblecket 20 är anordnat i figur 2a, kommer dämpblecketL2O att påverka linjeavledaren 14 med en dämpande kraft kort efter det att linjeavledaren 14 har börjat rotera.

Då det vid en överbelastning av linjeavledaren är önskvärt att snabbt bryta den elektriska kontakten mellan högspänningsledaren och ledningsstolpen, kan det vara önskvärt att linjeavledarens 14 roterande rörelse inte dämpas i början av rörelsen. I figurerna 2c visas ett dämpbleck 22 som är fästat vid linjeavledaren 14 så att dämpblecket 22 påverkar linjeavledaren 14 med en dämpande kraft först då linjeavledaren 14 har vridit sig ett stycke från sitt verksamma läge. Detta åstadkoms genom att dämpblecket 22 anordnas i en vinkel B mot linjeavledarens 14 längdaxel som överstiger 90°. Genom att välja olika vinklar ß kan dämpblecket 22 fås att påverka linjeavledaren 14 med en dämpande kraft olika långt in i linjeavledarens 14 rotationsrörelse. 10 15 20 25 30 35 516' .187 v ~ o | nu u o v o u u nu n n.. 9 Med kännedom om längd och vikt hos linjeavledaren 14 kan dämpblecken 20, 22, 2b och 2c dimensioneras så att den största tillåtna i de beskrivna figurerna 2a, ovan, vändlägesvinkel On inte överskrids. Om linjeavledaren 14 får en snö- eller isbeläggning ändras dock linjeavledarens 14 tyngd och den största tillåtna vändlägesvinkel qnriskerar att överskridas. Figur 2d visar ett dämpbleck 23 vars ände uppvisar en böj 24 i rät vinkel moturs i figure mot dämpbleckets 23 längdaxel. Böjen 24 säkerställer att linjeavledaren 14 inte rotera förbi lodlinjen längre än den största tillåtna vändlägesvinkel 0% då böjen 24 tar i urtagets 21 övre kant 25 då vändlägesvinkel 0% uppnås. För de flesta monteringsarrangemang är den största tillåtna vändlägesvinkel 0% 15°. Företrädesvis bör dock dämpblecket 23 dimensioneras så att den största tillåtna vändlägesvinkel am inte överstiger SÜ Figur 3 visar två vyer av en andra föredragen utföringsform av ett dämporgan ingående i en upphängningsanordning enligt uppfinningenïdär dämporganet utgörs av två friktionsbelägg 26 som är fästade på insidan av urtaget 21 i den andra upphängningsdelen 16 så att de ligger an mot linjeavledarens andra ände l4b varvid de, då linjeavledaren 14 roterar runt den andra upphängningsdelen 16, påverkar linjeavledaren 14 med en konstant friktionskraft som motverkar linjeavledarens 14 rotationsrörelse under hela rörelsen. Önskad friktionskraft kan erhållas genom att variera den area med vilken friktionsbeläggen 26 ligger an mot linjeavledarens andra ände l4b samt genom att variera anläggningskraften genom att variera àtdragningskraften hos det bult/mutter förband 27 som tillika är den rotationsled runt vilken linjeavledaren 14 roterar. Friktionsbeläggen 26 kan givetvis kombineras med ett dämpbleck beskrivet tidigare i samband med figurerna 2a-2d.

Figur 4 visar en tredje föredragen utföringsform av ett dämporgan ingående i en upphängningsanordning enligt uppfinningen där dämporganet utgörs av en böjlig, elektriskt 10 ledande vajer 28 vars ena ände är fästad i linjeavledarens andra ände l4b. Vajerns 40 andra ände är stelt fästad vid den andra upphängningsdelen 16. Vajerns 40 vridstyvhet i sin längdriktning väljs så att den största tillåtna vändlägesvinkeln 0% inte överskrids.

Claims (6)

10 15 20 25 30 i 516 187 ll PATENTKRAV (14) vid en luftisolerad kraftledning innefattande två upphängningsdelar (15, längdaxel avviker från lodlinjen, varvid en av

1. Upphängningsanordning för en linjeavledare 16) vilka uppbär linjeavledaren (14) så att dess upphängningsdelarna (15 eller 16) innefattar en frikopplingsanordning (17), som vid utlösning medger linjeavledaren (14) en svängningsrörelse under påverkan av en tyngdkraft orsakad av linjeavledarens (14) egen tyngd kännetecknad av att en av upphängningsdelarna (15 eller 16) innefattar ett (19, 20, 22, 23, 27, 28) linjeavledaren (14) med en mot svängningsrörelsen riktad dämporgan som påverkar kraft under åtminstone en del av svängningsrörelsen.

2. Upphängningsanordning för linjeavledare (14) vid luftisolerad kraftledning enligt krav 1 kännetecknad av att dämporganet (19) innefattar ett dämpbleck (20, 22, 23).

3. Upphängningsanordning för linjeavledare (14) vid luftisolerad kraftledning enligt krav 2 kännetecknad av att dämpblecket (20, 23, rotationsrörelsen plastiskt deformeras. 28) under åtminstone en del av

4. Upphängningsanordning för linjeavledare (14) vid luftisolerad kraftledning enligt något av kraven 1-3 kännetecknad av (19) (26). att dämporganet innefattar åtminstone ett friktionsbelägg

5. Upphängningsanordning för linjeavledare (14) vid luftisolerad kraftledning enligt krav 1 kännetecknad av att dämporganet (19) innefattar en böjlig, elektriskt ledande vajer(28). 10 15 20

6. 516 '1-87 ï'='"="--" =IIs=IIs.a"' .u .o u u u o 12 Upphängningsanordning för linjeavledare (14) vid luftisolerad kraftledning enligt nàgot av kraven 1-5 kånnetecknad av (19, 20, 22, 23, 27, (14) med en mot svängningsrörelsen riktad att dämporganet 28) pàverkar linjeavledaren kraft sà att svängningsrörelsen inte går förbi lodlinjen mer än l5°, och företrädesvis inte mer än 53 Förfarande vid dämpning av en vid en luftisolerad (14), en upphängningsanordning innefattande tvà upphängningsdelar (15, 16), en av upphängningsdelarna (15 eller 16) kraftledning monterad linjeavledare vilken uppbärs av sà att dess längdaxel avviker fràn lodlinjen, där innefattar en frikopplingsanordning (17) som vid utlösning medger linjeavledaren (14) en svängningsrörelse under påverkan av en tyngdkraft orsakad av linjeavledarens (14) egen tyngd, kännetecknad av att linjeavledaren (14) av ett dämporgan (19, 20, 22, 23, 27, 28) påverkas av en mot svängningsrörelsen riktad kraft under åtminstone en del av rörelsen, vilket dämporgan är anordnat i en av upphängningsdelarna (16). Användning av en upphängningsanordning för linjeavledare (14) enligt krav 1 vid ett distributions- eller transmissionsnät.