Sendemast Power Tower Power Pole

- Sep 18, 2018 -

Dreiphasige Stromversorgungssysteme werden für Hochspannung (66 oder 69 kV und mehr) und Höchstspannung (110 oder 115 kV und darüber, meist 138 oder 230 kV und mehr in heutigen Systemen) verwendet. AC- Übertragungsleitungen. Die Türme müssen so ausgelegt sein, dass sie drei (oder ein Vielfaches von drei) Leiter führen. Die Türme sind normalerweise Stahlgitter oder Traversen (Holzkonstruktionen werden in einigen Fällen in Kanada, Deutschland und Skandinavien verwendet) und die Isolatoren sind entweder Glas- oder Porzellanscheiben oder Verbundisolatoren unter Verwendung von Silikongummi oder EPDM-Gummimaterial in Strängen oder langen Stäben, deren Längen sind abhängig von der Netzspannung und den Umgebungsbedingungen.

Typischerweise werden ein oder zwei Erdungsdrähte , auch "Schutz" -Drähte genannt, oben angebracht, um Blitze abzufangen und sie harmlos auf den Boden abzulenken.

Türme für Hoch- und Höchstspannung sind normalerweise für den Transport von zwei oder mehr Stromkreisen ausgelegt (mit sehr seltenen Ausnahmen, nur ein Stromkreis für 500 kV und höher). [ Zitat benötigt ] Wenn eine Linie mit Türmen gebaut wird, die entworfen sind, um mehrere Stromkreise zu tragen, ist es nicht notwendig, alle Stromkreise zum Zeitpunkt der Konstruktion zu installieren. In der Tat sind einige Übertragungsleitungen aus wirtschaftlichen Gründen für drei (oder vier) Schaltungen ausgelegt, aber nur zwei (oder drei) Schaltungen sind anfänglich installiert.

Einige Hochspannungskreise werden oft auf demselben Turm wie 110-kV-Leitungen errichtet. Parallelschaltungen von 380-kV-, 220-kV- und 110-kV-Leitungen an denselben Türmen sind üblich. Manchmal, insbesondere bei 110-kV-Schaltungen, führt eine Parallelschaltung Traktionsleitungen für die Elektrifizierung der Bahn .

Hochspannungs-DC-Sendemasten [ Bearbeiten ]

HGÜ-Entfernung Turm in der Nähe der Endstation des Nelson River Bipole neben Dorsey Converter Station in der Nähe von Rosser, Manitoba , Kanada - August 2005

Hochspannungs-Gleichstrom (HGÜ) -Übertragungsleitungen sind entweder monopolare oder bipolare Systeme. Bei bipolaren Systemen wird eine Leiteranordnung mit einem Leiter auf jeder Seite des Turms verwendet. Bei einigen Schemata wird der Masseleiter als Elektrodenleitung oder Erdungsrückleitung verwendet. In diesem Fall mussten Isolatoren mit Überspannungsableitern an den Pylonen installiert werden, um eine elektrochemische Korrosion der Pylone zu verhindern. Für einpolige HGÜ mit Erdschluss können Türme mit nur einem Leiter verwendet werden. In vielen Fällen sind die Türme jedoch für eine spätere Umstellung auf ein zweipoliges System ausgelegt. In diesen Fällen werden häufig Leiter auf beiden Seiten des Turms aus mechanischen Gründen installiert. Bis der zweite Pol benötigt wird, wird er entweder als Elektrodenleitung verwendet oder parallel mit dem verwendeten Pol verbunden. Im letzteren Fall wird die Leitung von der Stromrichterstation zur Erdungselektrode als Erdkabel, als Freileitung auf einer separaten Vorfahrt oder unter Verwendung der Erdleiter ausgeführt.

Bei einigen HGÜ-Schemata werden Elektrodenleitungstürme verwendet, um die Stromleitung von der Stromrichterstation zur Erdungselektrode zu führen. Sie ähneln Strukturen, die für Leitungen mit Spannungen von 10-30 kV verwendet werden, aber normalerweise nur einen oder zwei Leiter führen.

Bahntraktionslinie Türme [ Bearbeiten ]

Spannungsturm mit Phasenumsetzung einer Stromleitung für einphasigen Wechselstrom (110 kV, 16,67 Hz) in der Nähe von Bartholomä , Deutschland

Die Türme, die für Einphasen-Wechselstrom - Bahntraktionsleitungen verwendet werden, sind im Aufbau denjenigen Türmen ähnlich, die für 110-kV-Dreiphasenleitungen verwendet werden. Für diese Leitungen werden häufig auch Stahlrohr- oder Betonmasten verwendet. Bahnstromsysteme sind jedoch zweipolige Wechselstromsysteme, daher sind die Fahrleitungen für zwei Leiter (oder ein Vielfaches von zwei, üblicherweise vier, acht oder zwölf) ausgelegt. In der Regel tragen die Türme der Eisenbahntraktionslinien zwei elektrische Stromkreise, also haben sie vier Leiter. Diese sind normalerweise auf einer Ebene angeordnet, wobei jede Schaltung die Hälfte des Querarms einnimmt. Für vier Traktionsschaltungen ist die Anordnung der Leiter in zwei Ebenen und für sechs elektrische Schaltungen ist die Anordnung der Leiter in drei Ebenen.

Türme für verschiedene Arten von Strömungen [ Bearbeiten ]

Pylon in Schweden um 1918.

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Wechselstromkreise unterschiedlicher Frequenz- und Phasenzählung oder Wechselstrom- und Gleichstromkreise können auf demselben Turm installiert werden. Normalerweise haben alle Schaltungen solcher Leitungen Spannungen von 50 kV und mehr. Es gibt jedoch einige Leitungen dieses Typs für niedrigere Spannungen. Zum Beispiel Türme, die sowohl von Eisenbahn-Traktionsstromkreisen als auch vom allgemeinen Drehstromnetz verwendet werden.

Zwei sehr kurze Leitungsabschnitte führen sowohl Wechselstrom- als auch Gleichstromkreise. Eine Reihe solcher Türme befindet sich in der Nähe des Terminals der HGÜ Wolgograd-Donbass am Wolga-Wasserkraftwerk. Die anderen sind zwei Türme südlich von Stenkullen, die eine Schaltung von HVDC Konti-Skan und eine Schaltung der Drehstromleitung Stenkullen-Holmbakullen führen.

Türme, die Wechselstromkreise und Gleichstromelektrodenleitungen tragen, existieren in einem Abschnitt der Stromleitung zwischen Adalph Static Inverter Plant und Brookston, die Pylone tragen die Elektrodenleitung von HVDC Square Butte .

Die Elektrodenleitung der HVDC CU an der Konverterstation bei der Coal Creek Station verwendet auf einem kurzen Abschnitt die Türme von zwei Wechselstromleitungen als Unterstützung.

Der Überkopfabschnitt der Elektrodenleitung von Pacific DC Intertie von der Sylmar Converter Station zur Erdungselektrode im Pazifischen Ozean in der Nähe von Will Rogers State Beach wird ebenfalls an Wechselstrom-Pylonen installiert. Er verläuft von der Sylmar East Converter Station zur Southern California Edison Malibu Substation, wo die Oberleitung endet.

In Deutschland, Österreich und der Schweiz führen einige Sendemasten sowohl öffentliche Wechselstromnetze als auch Bahntraktionsanlagen, um Wegerechte besser zu nutzen.

Turmdesigns [ Bearbeiten ]

Form [ Bearbeiten ]

Guyed "Delta" Sendeturm (eine Kombination aus abgespannten "V" und "Y") in Nevada .

Verschiedene Formen von Sendemasten sind typisch für verschiedene Länder. Die Form hängt auch von der Spannung und der Anzahl der Stromkreise ab.

Eine Schaltung [ Bearbeiten ]

Delta-Pylone sind wegen ihrer Stabilität das gebräuchlichste Design für Einkreisleitungen. Sie haben einen V-förmigen Körper mit einem horizontalen Arm auf der Oberseite, der ein umgekehrtes Delta bildet . Größere Delta-Türme verwenden normalerweise zwei Schutzkabel.

Portalmasten sind in Irland, Skandinavien und Kanada weit verbreitet. Sie stehen auf zwei Beinen mit einem Querarm, was ihnen eine H-Form verleiht. Bis zu 110 kV wurden sie oft aus Holz hergestellt, aber Hochspannungsleitungen verwenden Stahlmasten.

Kleinere Einstrommasten können zwei kleine Querarme auf einer Seite und auf der anderen haben.

Zwei Schaltungen [ Bearbeiten ]

Einstöckige Pylone haben nur einen Querarm, der auf jeder Seite 3 Kabel trägt. Manchmal haben sie einen zusätzlichen Querarm für die Schutzkabel. Sie werden wegen ihrer geringen Größe häufig in der Nähe von Flughäfen eingesetzt.

Typischer T-förmiger 110-kV-Turm aus der ehemaligen DDR .

Donaumasten oder Donaumasten haben ihren Namen von einer Linie, die 1927 neben der Donau gebaut wurde . Sie sind das am weitesten verbreitete Design in mitteleuropäischen Ländern wie Deutschland oder Polen. Sie haben zwei Querarme, der obere Arm trägt einen und der untere Arm trägt zwei Kabel auf jeder Seite. Manchmal haben sie einen zusätzlichen Querarm für die Schutzkabel.

Tonnenförmige Türme sind das gebräuchlichste Design, sie haben 3 horizontale Ebenen mit einem Kabel ganz in der Nähe des Pylons auf jeder Seite. Im Vereinigten Königreich ist die zweite Ebene breiter als die anderen, während in den Vereinigten Staaten alle Kreuzarme die gleiche Breite haben.

Eine Nahaufnahme der Drähte, die am Pylon befestigt sind und die verschiedenen Teile mit Anmerkungen zeigen.

Vier Schaltungen [ Bearbeiten ]

Weihnachtsbaumförmige Türme für 4 oder sogar 6 Stromkreise sind in Deutschland üblich und haben 3 Kreuzarme, wobei der höchste Arm jeweils ein Kabel, der zweite zwei Kabel und der dritte drei Kabel auf jeder Seite hat. Die Kabel am dritten Arm tragen normalerweise Schaltungen für niedrigere Hochspannung.

Unterstützungsstrukturen [ Bearbeiten ]

Danube Pole für 110 kV in Deutschland, in den 1930er Jahren gebaut

Die Türme können selbsttragend sein und allen Kräften aufgrund von Leiterlasten, unsymmetrischen Leitern, Wind und Eis in jeder Richtung standhalten. Solche Türme haben oft annähernd quadratische Basen und gewöhnlich vier Kontaktpunkte mit dem Boden.

Ein halbflexibler Turm ist so konstruiert, dass er Erdungskabel verwenden kann, um mechanische Lasten auf benachbarte Strukturen zu übertragen, wenn ein Phasenleiter bricht und die Struktur unausgewogen belastet wird. Dieser Typ eignet sich für besonders hohe Spannungen, bei denen Phasenleiter gebündelt werden (zwei oder mehr Drähte pro Phase). Es ist unwahrscheinlich, dass sie alle sofort brechen, abgesehen von einem katastrophalen Unfall oder Sturm.

Ein abgespannter Mast hat eine sehr kleine Grundfläche und stützt sich auf Abspanndrähte, um die Struktur und jegliche unausgeglichene Zugbelastung von den Leitern zu unterstützen. Ein abgespannter Turm kann in einer V-Form hergestellt werden, was Gewicht und Kosten spart. [2]

Materialien [ Bearbeiten ]

Stahlrohr [ Bearbeiten ]

Stahlrohrturm nahe bei älterem Gitterturm nahe Wagga Wagga , Australien

Pfähle aus Stahlrohr werden in der Regel in der Fabrik montiert und anschließend auf der rechten Seite platziert. Wegen ihrer Dauerhaftigkeit und ihrer einfachen Herstellung und Installation bevorzugten viele Versorgungsunternehmen in den letzten Jahren die Verwendung von monopolaren Stahl- oder Betontürmen über Gitterstahl für neue Stromleitungen und Turmersatz. [ Zitat benötigt ]

In Deutschland werden Stahlrohrpylone auch überwiegend für Mittelspannungsleitungen, aber auch für Hochspannungsleitungen oder zwei Stromkreise für Betriebsspannungen bis 110 kV errichtet. Stahlrohrmasten werden auch häufig für 380-kV-Leitungen in Frankreich und für 500-kV-Leitungen in den Vereinigten Staaten verwendet .

Gitter [ Bearbeiten ]

Siehe auch: Gitterturm

Ein Gitterturm ist eine Fachwerkkonstruktion aus Stahl- oder Aluminiumprofilen. Gittermasten werden für Stromleitungen aller Spannungen verwendet und sind die gebräuchlichste Art für Hochspannungsübertragungsleitungen. Gittertürme werden normalerweise aus galvanisiertem Stahl hergestellt. Aluminium wird für reduziertes Gewicht verwendet, wie in bergigen Gebieten, wo Strukturen mit Helikoptern platziert werden. Aluminium wird auch in Umgebungen verwendet, die für Stahl korrosiv sind. Die zusätzlichen Materialkosten von Aluminiumtürmen werden durch geringere Installationskosten ausgeglichen. Die Konstruktion von Aluminium-Gittertürmen ähnelt der von Stahl, muss jedoch den niedrigeren Elastizitätsmodul des Aluminiums berücksichtigen.

Ein Gitterturm wird normalerweise an der Stelle montiert, an der er errichtet werden soll. Dadurch sind sehr hohe Türme bis zu 100 m möglich (und in besonderen Fällen sogar höher, wie in der Elbe 1 und der Elbe 2 ). Die Montage von Gitterstahlmasten kann mit einem Kran erfolgen . Gitterstahlmasten bestehen in der Regel aus winkelprofilierten Stahlträgern ( L- oder T-Träger ). Bei sehr hohen Türmen werden häufig Traversen verwendet.

Holz [ Bearbeiten ]

Holz und Metall Querstange

Holz ist ein Material, das in der Hochspannungsübertragung begrenzt ist. Wegen der begrenzten Höhe der verfügbaren Bäume ist die maximale Höhe der hölzernen Pylone auf ungefähr 30 m begrenzt. Holz wird selten für Gitterrahmen verwendet. Stattdessen werden sie verwendet, um mehrpolige Strukturen wie H-Frame- und K-Frame-Strukturen aufzubauen. Die Spannungen, die sie tragen, sind ebenfalls begrenzt, wie in anderen Regionen, in denen Holzstrukturen nur Spannungen bis etwa 30 kV führen.

In Ländern wie Kanada oder den Vereinigten Staaten tragen Holztürme Spannungen von bis zu 345 kV; Diese können weniger kostenintensiv sein als Stahlkonstruktionen und die Vorteile der isolierenden Eigenschaften von Holz nutzen. [2] Ab 2012 sind noch 345 kV-Leitungen auf Holztürmen in den USA im Einsatz und einige werden noch immer mit dieser Technologie gebaut. [3] [4] Holz kann auch für temporäre Strukturen verwendet werden, während ein permanenter Ersatz konstruiert wird.

Beton [ Bearbeiten ]

Ein Stahlbetonmast in Deutschland

Betonmasten werden in Deutschland normalerweise nur für Strecken mit Betriebsspannungen unter 30 kV eingesetzt. In Ausnahmefällen werden Betonmasten auch für 110-kV-Leitungen sowie für das öffentliche Netz oder das Bahnstromnetz eingesetzt. In der Schweiz werden für 380-kV-Freileitungen Betonmasten mit einer Höhe von bis zu 59,5 Metern (weltweit größter Betonfertigteilbeton in Littau ) verwendet. Betonmasten werden auch in Kanada und den Vereinigten Staaten verwendet.

Betonpfähle, die nicht vorgefertigt sind, werden auch für Konstruktionen verwendet, die größer als 60 Meter sind. Ein Beispiel ist ein 66 m hoher Pylon einer 380-kV-Hochspannungsleitung in der Nähe des Kraftwerks Reuter West in Berlin. Solche Pylonen sehen aus wie Industrieschornsteine. [ Zitat benötigt ] In China wurden einige Masten für Linien, die Flüsse überqueren, aus Beton gebaut. Der höchste dieser Pylone gehört zum Jangtse Powerline-Übergang in Nanjing mit einer Höhe von 257 m (843 ft).

Sonderanfertigungen [ Bearbeiten ]

Manchmal (insbesondere auf Stahlgittermasten für die höchsten Spannungspegel) sind Sendeanlagen installiert, und Antennen sind oben oder unter dem Erdkabel angebracht . In der Regel sind diese Anlagen für Mobilfunkdienste oder das Betriebsfunkgerät des Energieversorgungsunternehmens, gelegentlich aber auch für andere Funkdienste, wie Richtfunk, vorgesehen. So wurden bereits Sendeantennen für stromsparende FM-Radio- und Fernsehsender an Pylonen installiert. Am Elbeübergang 1 befindet sich eine Radaranlage des Hamburger Wasser- und Schifffahrtsamtes.

Um breite Täler zu überqueren, muss ein großer Abstand zwischen den Leitern eingehalten werden, um Kurzschlüsse zu vermeiden, die von Leitern verursacht werden, die während Stürmen kollidieren. Um dies zu erreichen, wird manchmal ein separater Mast oder Turm für jeden Leiter verwendet. Um breite Flüsse und Meerengen mit flachen Küsten zu überqueren, müssen sehr hohe Türme gebaut werden, da für die Navigation eine große Höhenfreiheit erforderlich ist. Solche Türme und deren Leiter müssen mit Flugsicherheitslampen und Reflektoren ausgestattet sein.

Zwei bekannte breite Flussüberquerungen sind die Elbe Crossing 1 und Elbe Crossing 2 . Letzterer besitzt mit 227 m Höhe die höchsten Oberleitungsmasten Europas. In Spanien sind die Freileitungsmasten in der spanischen Bucht von Cádiz besonders interessant. Die Hauptkreuzungstürme sind 158 m (518 ft) hoch und mit einem Querträger auf einer Kegelstumpfkonstruktion versehen . Die längsten Überlandstrecken sind die Überquerung des norwegischen Sognefjords (4.597 m zwischen zwei Masten) und der Ameralik Span in Grönland (5.376 m). In Deutschland hat die Oberleitung der EnBW AG, die das Eyachtal überquert, mit 1.444 Metern die längste Spannweite des Landes.

Um Freileitungen in steile, tiefe Täler fallen zu lassen, werden gelegentlich schräge Türme verwendet. Diese werden am Hoover-Staudamm in den Vereinigten Staaten genutzt, um die Felswände des Black Canyon des Colorado hinunterzusteigen. In der Schweiz befindet sich in der Nähe von Sargans , St. Gallens ein NOK Pylon, der um 20 Grad zur Vertikalen geneigt ist. An zwei 380-kV-Masten in der Schweiz werden hoch geneigte Masten verwendet, von denen die oberen 32 Meter um 18 Grad in die Vertikale gebogen sind.

Schornsteine von Kraftwerken sind manchmal mit Querträgern zum Befestigen von Leitern der abgehenden Leitungen ausgestattet. Wegen möglicher Probleme mit der Korrosion durch Abgase sind solche Konstruktionen sehr selten.

Ab 2010 wird in den Niederlanden ein neuer Pylontyp zum Einsatz kommen. Die Pylone wurden von den niederländischen Architekten Zwarts und Jansma als minimalistische Struktur entworfen. Die Verwendung physikalischer Gesetze für das Design ermöglichte eine Reduzierung des Magnetfeldes. Auch die visuelle Wirkung auf die umliegende Landschaft wird reduziert. [5]

In Ungarn, auf beiden Seiten der Autobahn M5 , in der Nähe von Újhartyán, entstehen zwei clownförmige Pylonen. ( 47.2358442 ° N 19.3907302 ° E [6] )

Versammlung [ Bearbeiten ]

Kabel-Rigger auf einem Pylon, die ein faseroptisches Datenkabel um den oberen Turm gewickelt haben, bleiben Kabel. Das Kabel (SkyWrap) wird von einer fahrenden Maschine aufgewickelt, die eine Kabeltrommel um das Tragkabel dreht. Diese wandert aus eigener Kraft von Turm zu Turm, wo sie abgebaut und auf die gegenüberliegende Seite gehievt wird. Auf dem Bild wurde die Motoreinheit bewegt, aber die Kabeltrommel befindet sich immer noch auf der Ankunftsseite.

Bevor Sendetürme überhaupt errichtet werden, werden Prototypentürme an Turmprüfständen getestet. Es gibt eine Vielzahl von Möglichkeiten, wie sie dann zusammengebaut und aufgestellt werden können:

Vorübergehender abgespannter Mast neben einem begonnenen neuen Turm

  • Sie können horizontal auf dem Boden montiert und mit einem Zugkabel aufgerichtet werden. Diese Methode wird aufgrund des benötigten großen Montagebereichs nur selten verwendet.

  • Sie können vertikal zusammengebaut werden (in ihrer endgültigen aufrechten Position). Sehr hohe Türme, wie der Yangtze River Crossing , wurden auf diese Weise zusammengebaut.

  • Ein Jump- Kran kann zur Montage von Gittertürmen verwendet werden. [7] Dies wird auch für Strommasten verwendet .

  • Hubschrauber können als Luftkrane für die Montage in Bereichen mit eingeschränkter Zugänglichkeit dienen. Türme können auch anderswo zusammengebaut und zu ihrem Platz auf der Übertragungsstrecke geflogen werden. [8]


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