Stockbridge-Schwingungstilger
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Der Stockbridge-Schwingungstilger ist ein Schwingungstilger zur Reduktion der mechanischen Schwingungen von elektrischen Freileitungen, insbesondere von Hochspannungsleitungen mit langen Spannweiten zwischen den Masten.
Stockbridge-Schwingungstilger werden weiterhin zur Schwingungsdämpfung auf den Abspannseilen von Sendemasten und bei Schrägseilbrücken eingesetzt.
Diese Art von Schwingungsdämpfern wurde 1928 von George H. Stockbridge erfunden, der zu dieser Zeit als Ingenieur bei der Firma Southern California Edison arbeitete.[1]
Ursache der Schwingungen
Ein stetiger, wenn auch nur moderater Wind kann zu stehenden Wellen mit einigen Metern Wellenlänge am Leiterseil zwischen zwei Masten führen. Dies stellt eine der Hauptursachen für die mechanische Beschädigung der Isolatoren dar.[2]
Zur Minderung werden insbesondere in langen Spannfeldern konstruktiv aufeinander abgestimmte Dämpferelemente angebracht, die aus einem kurzen Seilstück mit Endmassen bestehen. Diese werden nahe den Aufhängungspunkten an das Leiterseil geklemmt. Stockbridge-Schwingungstilger weisen die Form einer Hantel auf, die zentrisch mit dem Leiterseil über eine Aufhängung verbunden ist.
Wirkungsbereiche
Wind kann bei Freileitungen zu mechanischen Oszillationen in folgenden Frequenzbereichen führen:[3]
- der „Leitungsgalopp“ mit Amplituden von einigen Metern und einer Frequenz im Bereich von 0,08 Hz bis 3 Hz.
- Vibrationen aufgrund der Aeroelastizität, die Amplituden im Bereich einiger Millimeter bis wenigen Zentimetern aufweist und in einem Frequenzbereich von 3 Hz bis 150 Hz liegt.
Stockbridge-Schwingungstilger wirken besonders effizient gegen Schwingungen aufgrund der Aeroelastizität bei einer bestimmten, durch die Konstruktion festgelegten Frequenz. Durch eine asymmetrische Massenaufteilung der Dämpferelemente können gute Dämpfungseigenschaften auch in unterschiedlichen Frequenzbereichen erreicht werden.[4]
Einzelnachweise
- ↑ US-Patent Nr. 1675391 vom 3. Juli 1928.
- ↑ John McCombe, F.R. Haigh: Overhead Line Practice. 3. Auflage. MacDonald, 1966, S. 216 bis 219.
- ↑ EPRI Transmission Line Reference Book: Wind-Induced Conductor Motion. EPRI 1012317, 2008.
- ↑ Tom Lawson: Building aerodynamics. Imperial College Press, 2001, ISBN 1-86094-187-7, S. 115.
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A Stockbridge damper clamped to an overhead line
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A set of Stockbridge dampers (hanging weights) on power transmission lines north of Fresno, CA. These prevent wind-induced vertical vibrations of the line, often observed as a "singing" sound from suspended power lines, which can cause structural wear. The dampers are installed at the first node of the vibration on either side of the insulator.