Horst Klengel - Isolatoren und Armaturen für Isolatorketten in Starkstrom-Freileitungen

Table of Contents

0. Einleitung

1. Bauarten von Isolatoren1.1. Stütz-Isolatoren

1.1.1. Stützen-Isolatoren

1.1.2. Freileitungs-Stützer

1.1.2.1. Vollkern-Freileitungs-Stützer

1.1.2.2. Verbund-Freileitungs-Stützer

1.2. Ketten-Isolatoren

1.2.1. Schlingen-Isolatoren

1.2.2. Kappen-Isolatoren

1.2.2.1. Keramik-Isolatoren

1.2.2.2. Glas-Isolatoren

1.2.3. Vollkern-Isolatoren

1.2.4. Langstab-Isolatoren

1.2.5. Verbund-Isolatoren

2. Werkstoffe für Isolatoren 2.1. Keramische Isolierstoffe

2.1.1. Porzellan

2.1.2. Steatit

2.1.3. Steinzeug

2.2. Glasisolierstoffe

2.3. Kunststoffe

2.3.1. Einstoff-Systeme

2.3.2. Mehrstoff-Systeme

3. Isolatorketten3.1. Auswahl der Zubehörteile

3.1.1. Befestigung am Mast

3.1.2. Verbindungen zwischen den Isolatoren

3.1.3. Ketten-Abstandhalter für Mehrfachketten

3.1.4. Feldsteuer- und Lichtbogen-Schutzarmaturen

3.1.5. Befestigung der Leiterseile

3.1.5.1. Tragklemmen

3.1.5.2. Abspannklemmen

3.2. Mechanische Bemessung

3.2.1. Tragketten

3.2.2. Abspannketten

3.2.3. Isoliertraversen

3.3. Elektrische Bemessung

3.4. Bemessung gegen Ausnahmeeinwirkungen

3.4.1. Hochleistungs-Lichtbogen

3.4.2. Bruch eines Isolatorstranges

4. Prüfungen an Isolatoren und Isolatorketten4.1. Prüfung der Werkstoffe für Isolatoren

4.1.1. Keramik- und Glasisolierstoffe

4.1.2. Kunststoffe

4.1.2.1. Struktur- und Umhüllungswerkstoffe

4.1.2.2. Kernwerkstoffe

4.2. Prüfungen an Isolatoren4.2.1. Bauartprüfungen

4.2.1.1. Keramik- und Glas-Isolatoren

4.2.1.2. Verbund-Isolatoren

4.2.2. Typprüfungen

4.2.2.1. Keramik- und Glas-Isolatoren

4.2.2.2. Verbund-Isolatoren

4.2.3. Stichprobenprüfungen

4.2.3.1. Keramik- und Glas-Isolatoren

4.2.3.2. Verbund-Isolatoren

4.2.4. Stückprüfungen

4.2.4.1. Keramik- und Glas-Isolatoren

4.2.4.2. Verbund-Isolatoren

4.3. Prüfungen an Isolatorketten

5. Begriffserklärungen

5.1. Allgemeine Begriffe

5.2. Begriffe zu Bauarten von Isolatoren

5.3. Begriffe zu Armierungsteilen von Isolatoren

5.4. Begriffe zu Isolatorketten

5.5. Begriffe zur Prüfung

5.5.1. Begriffe zu elektrischen Prüfungen

5.5.2. Begriffe zu mechanischen Prüfungen

5.6. Begriffe zum Herstellungsprozeß von Isolatoren

5.7. Begriffe zu Werkstoffen von Isolatoren

6. Aktuelle Normen

6.1. Deutsche Normen

6.2. Ausländische Normen

6.2.1. US-amerikanische Normen (American National Standards)

6.2.2. Britische Normen (British National Standards)

6.2.3. Japanische Normen (Japanese Industrial Standards)

6.2.4. Kanadische Normen (Canadien National Standards)

6.3. Internationale Normen

6.3.1. lEC-Normen (International Electrotechnical Commission)

6.3.2. ISO-Normen (International Standards Organization)

6.3.3. CISPR-Normen (Comite International Special des Pertubations Radioelectriques)

6.4. Internationale Normenorganisationen

7. Literaturverzeichnis

8. Verzeichnis der genannten Isolatoren- und Armaturen-Hersteller

9. Sachwortverzeichnis

Impressum - Kontakt

Dr.-Ing. Horst Klengel, VDE

Isolatoren und Armaturen für Isolatorketten in Starkstrom-Freileitungen

Radebeul, 2009

Impressum

Covergestaltung: Johannes Krüger

Unter Verwendung des Bildes "Kraftübertragung" von Georg Richter-Lößnitz (1891 - 1938).

Digitalisierung: Johannes Krüger

© 2020 andersseitig

ISBN

9783966510707 (ePub 2020 2. Auflage)

9783966510714 (mobi 2020 2. Auflage)

9783955011260 (PDF 2009 1. Auflage)

(mehr unter Impressum-Kontakt)

Das Buch ist urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte, insbesondere das Übersetzen in fremde Sprachen, vorbehalten. Ohne ausdrückliche Genehmigung des Verlags ist es auch nicht gestattet, diese Bücher oder Teile daraus auf fotomechanischem Wege zu vervielfältigen oder unter Verwendung elektronischer Systeme zu verarbeiten oder zu verbreiten.

Bei der Übertragung elektrischer Energie über größere Entfernungen schaffen Starkstrom-Freileitungen nach wie vor die Voraussetzungen für eine sichere, wirtschaftliche und verbraucherfreundliche Versorgung der Abnehmer mit dieser Energie. Der steigende Verbrauch von Elektroenergie sowie die aktuellen Herausforderungen durch

- die Liberalisierung des Strommarktes,

- die Förderung der verteilten Energieerzeugung aus regenerativen Energieformen und

- die unabhängigen Kraftwerksbetreiber,

fordern jedoch eine Anpassung der vorhandenen Verteilungs- und Übertragungs-Freileitungsnetze. Die jetzige Infrastruktur der Netze in Deutschland, die in den vergangenen wachstumsstarken Jahren entstand, erreicht zunehmend das Ende ihrer Lebensdauer. Neue Netzstrukturen müssen errichtet und so dimensioniert werden, damit

- sie den weiteren Ausbau der Windenergieerzeugung bis 2016 durch den Bau von ca. 2000 km neuer Hochspannungs-Freileitungen sichern und

- sie einen vorhersehbarer Stromimport nicht an der Auslegung des Netzes scheitern lassen.

Starkstrom-Freileitungen sind elektrotechnische Anlagen zur oberirdischen Fortleitung elektrischer Energie, die aus frei gespannten Leitungsseilen sowie den dafür erforderlichen Stützpunkten (Mast mit Gründung und Erdung) mit speziellen Bauelementen, wie Isolatoren und Armaturen, bestehen. Zur Planung, Berechnung und Ausführung von Starkstrom-Freileitungen sind zahlreiche deutschsprachige Fachbücher erschienen. Hier seien dazu als Beispiele nur die Bücher von Girkmann/Königshofer aus dem Jahre 1952 [37], von Großpetsch von 1965 [26] oder die von Kießling und Mitarbeitern von 1993 [734] und 2001 [735] genannt.

Die Vielzahl und die Wichtigkeit der in einer Starkstrom-Freileitung eingebauten Isolatoren mit ihren Armaturen sind der Anlaß zu dem Versuch, im vorliegenden Buch in Ergänzung zur vorliegenden Fachliteratur die technische Entwicklung und die Eigenschaften dieser speziellen Bauelemente in den nachfolgenden Abschnitten zu untersuchen und zu beschreiben. Dabei wurde auf eine Betrachtung der Entwicklung und der Eigenschaften der zu einer Starkstrom-Freileitung ebenfalls gehörenden Leitungsseile und Leitungsseil-Armaturen nicht bzw. nur im erforderlichen Umfang eingegangen, da hierfür ein späteres Buch vorgesehen ist.

Die elektrischen Grundaufgaben eines Isolators bzw. einer Isolatorkette in Starkstrom-Freileitungen sind:

- Erzielung einer der vorgesehenen Betriebsspannung der Freileitung entsprechenden Isolierstrecke zwischen dem spannungsführenden Leitungsseil und dem geerdeten Stützpunkt (Mast), die in der freien Atmosphäre unter allen Betriebsverhältnissen, wie Regen, Nebel, Verschmutzung, Vereisung u.a., in ausreichendem Maße sicher erhalten bleibt.

- Wenn infolge widriger Betriebsverhältnisse, wie Überspannungen oder Überbrückung der Isolierstrecke durch Verschmutzung oder durch Fremdkörper, die erforderliche Isolierfähigkeit unterschritten wird und dadurch Lichtbogenüberschläge über der Isolierstrecke entstehen, darf diese Beanspruchung nicht zu solchen Zerstörungserscheinungen an den Isolatoren bzw. Isolatorketten führen, die die Betriebssicherheit der Freileitung unzulässig absenken.

Darüberhinaus müssen die statischen und dynamischen mechanischen Kräfte einer Starkstrom-Freileitung, die durch das Leitungsseil in den Isolator oder die Isolatorkette eingeleitet werden, mit ausreichender Sicherheit von diesen Bauelementen aufgenommen werden.