Die Erfindung betri f ft eine Tragestruktur für eine elektrische Leitung mit einer Haltevorrichtung zum Halten mindestens eines spannungführenden Leiters sowie mit einem Erdungsleiter zum Erden der Tragestruktur .

Eine solche Tragestruktur kann beispielsweise eine Tragestruktur für eine Freileitung, insbesondere ein Freileitungsmast sein . Eine Freileitung kann zum Beispiel eine Hochspannungs freileitung mit Leiterseilen sein . Für den Betrieb der Tragestruktur wird diese üblicherweise auf dem Boden aufgestellt (und auf diesem mechanisch befestigt ) , wobei die Haltevorrichtung derart angeordnet und ausgebildet ist , dass der oder die spannungs führenden Leiter ( also Leiter, die im Betrieb auf einem vom Grundpotenzial verschiedenen Potenzial liegen, bspw . einem Hochspannungspotenzial von mehr als 10 kV) in einem der Anwendung entsprechenden Abstand vom Boden angeordnet sind .

Derzeit werden artgemäße Tragestrukturen, insbesondere Hochspannungs freileitungsmasten, in der Grundkonstruktion üblicherweise aus Metall gefertigt . Neuere Entwicklungen schlagen den Einsatz von Kunststof fen im elektrisch relevanten Bereich von tragenden Bauteilen der Tragestruktur, d . h . in demj enigen Bereich, der den wenigstens einen Leiter trägt bzw . mit diesem in Kontakt steht .

Die installierte Tragestruktur erstreckt sich üblicherweise von einem Untergrund vertikal in die Höhe . Der wenigstens eine spannungs führende Leiter ist üblicherweise in einer relativ großen Entfernung (bspw . von mehr als einem oder auch mehr als zwei Metern) vom Untergrund angeordnet . Bei Unwettern kann es dementsprechend zu Blitzeinschlägen an der Tragestruktur kommen . Der Erdungsleiter dient daher insbesondere als Blitzableiter . Üblicherweise kann der Erdungsleiter an einem oberen Ende der Tragestruktur befestigt und zu einem entgegengesetzten, bodennahen Ende der Tragestruktur geführt sein. Eine elektrische Isolierung zwischen dem spannungsführenden Leiter und dem Untergrund sowie zwischen ggf. mehreren spannungsführenden Leitern ist üblicherweise mittels geeigneter Bemessung bzw. Dimensionierung der Tragestruktur erreicht, die ausrechende Abstände zwischen ihnen bestimmt bzw. herstellt (entsprechend der elektrischen Festigkeit der Luft) .

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine eingangs genannte Tragestruktur vorzuschlagen, die möglichst zuverlässig und kostengünstig ist.

Die Aufgabe wird bei einer artgemäßen Tragestruktur erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Erdungsleiter mittels einer Hochspannungsdurchführung an dem spannungführenden Leiter vorbeigeführt ist. Die Hochspannungsdurchführung umfasst geeigneterweise einen Innenleiter, der durch einen Isolierkörper hindurchgeführt ist. Zweckmäßigerweise ist die Hochspannungsdurchführung seriell in die Erdungsleitung eingefügt, d.h. der Innenleiter bildet einen Teil der Erdungsleitung bzw. des Erdungsleiters aus (bzw. äquivalent dazu: die Erdungsleitung bzw. der Erdungsleiter bildet in demjenigen Abschnitt, der durch den Isolierkörper hindurchgeführt ist, den Innenleiter aus) . Da sich der Erdungsleiter auch im Betrieb der Tragestruktur auf einem Erdpotenzial, wohingegen der wenigstens eine spannungsführende Leiter u.U. auf einem Hochspannungspotenzial von mehr als 100 kV befinden, kann es zwischen diesen zu elektrischen Überschlägen kommen. Mittels der Hochspannungsdurchführung können solche Überschläge verhindert werden. Zugleich können auf diese Weise vorteilhaft die Abstände zwischen Leitern auf unterschiedlichen Potenzialen reduziert bzw. klein gehalten werden (z.B. zw. dem Erdungsleiter und dem spannungsführenden Leiter) . Dies senkt vorteilhaft die Kosten der Tragestruktur.

Geeigneterweise umfasst die Tragestruktur einen Stützabschnitt, der im Betrieb der Tragestruktur bzw. nach deren In- stallation sich vom Boden aufwärts erstreckt , wobei die Haltevorrichtung oberhalb des Stützabschnittes angeordnet und mit diesem mechanisch verbunden ist . Der Stützabschnitt kann beispielsweise aus Stahl oder einem anderen Material mit geeigneter mechanischer Festigkeit sein . Der Stützabschnitt kann einen oder mehrere Füße umfassen, mittels deren die Tragestruktur sicher auf dem Untergrund installierbar bzw . aufstellbar ist . Der Erdungsleiter kann innerhalb oder außen am Stützabschnitt geführt sein .

Zweckmäßigerweise ist die Haltevorrichtung derart ausgebildet , dass der wenigstens eine spannungführende Leiter im Betrieb der Tragestruktur bzw . in deren installiertem Zustand quer zum Erdungsleiter verläuft . Der Erdungsleiter kann sich im Wesentlichen vertikal zwischen einem oberen Ende der Tragestruktur und dem Untergrund erstrecken, während der oder die spannungs führenden Leiter im Wesentlichen hori zontal verlaufen .

Gemäß einer Aus führungs form der Erfindung ist die Haltevorrichtung zumindest teilweise aus wenigstens einem I solatormaterial gebildet . Ein Aufbau bzw . Auslegung der Trägerkonstruktion aus isolierenden Kunststof f elementen können die Abstände in Folge der I solationswirkung der Trägerkonstruktion vorteilhaft reduziert werden . Somit werden die Mastkonstruk- tionen kompakter und die damit verbunden die Leitungstrassen in ihrem Flächenbedarf optimiert . Insbesondere können tragende Bauteile der Vorrichtung, also diej enigen, die das Gewicht der stromführenden Leiter sowie das Gewicht der Haltevorrichtung selbst zumindest teilweise tragen . Besonders bevorzugt besteht die Haltevorrichtung im Wesentlichen ganz aus einem oder mehreren I solatormaterialien .

Gemäß einer Aus führungs form der Erfindung weist die Haltevorrichtung ein äußeres , (mechanisch) tragendes Gehäuse auf , das zumindest teilweise mit einem I solatormaterial gefüllt ist . Die Haltevorrichtung kann mehrere ( Teil- ) Gehäuse umfassen, die j eweils mit dem I solatormaterial gefüllt sind . Die Gehäu- se können beispielsweise im Wesentlichen zylinderförmig sein . Durch eine solche Konstruktion kann insbesondere das Gewicht der Haltevorrichtung geringgehalten werden . Das Gehäuse kann beispielsweise aus einem Kunststof f , z . B . einem faserverstärkten Kunststof f bestehen oder solches umfassen .

Vorzugsweise ist das I solatormaterial schaumförmig . Geeignete konkrete I solatormaterialien dieser Art sind dem Fachmann im Allgemeinen bekannt (wie beispielsweise Polyurethanschaum) .

Bevorzugt ist die Hochspannungsdurchführung eine kapazitiv gesteuerte Durchführung . Dazu kann die Hochspannungsdurchführung einen I solierkörper mit I solierlagen umfassen, die durch leitende Steuereinlagen zur kapazitiven Feldsteuerung voneinander getrennt sind . Die Steuereinlagen sind geeigneterweise konzentrisch zueinander angeordnet . Die I solierlagen können Papier oder andere I solierstof fe , wie Kunststof fe umfassen und auf den Innenleiter ( oder einen geeigneten Wickelkern) aufgewickelt sein . Hierbei kommt vorteilhaft der Ef fekt einer kapazitiven Spannungsteilung zum Einsatz , der die elektrische Belastung einer physikalisch bedingten nicht linear belasteten I solationsstrecke linearisiert . Hierdurch werden die I solationsabstände zu Erde und zwischen den Phasen der spannungs führenden Leiter homogen belastet . Die Folge ist eine signi fikante Reduzierung der notwendigen I solationsstrecken, verbunden mit kleineren Abmaßen der Gesamtkonstruktion . Somit ist es möglich, dass die Tragestruktur zu einer Anbindung des Erdseils an Erd- bzw . Massepotential ertüchtigt ist und sehr kompakt gebaut werden kann . Auf diese Weise entsteht zudem die Möglichkeit , vorhandene Stromübertragungstrassen in ihrer Betriebsspannung zu erhöhen und wirtschaftlicher, infolge reduzierter Leitungsverluste bei gleicher Nennleistung, zu betreiben .

Vorzugsweise ist die Hochspannungsdurchführung eine trockenisolierte Durchführung . Dazu kann die Hochspannungsdurchführung einen I solierkörper umfassen, der harzimprägniert ist ( indem beispielsweise I solierlagen aus Papier harzgetränkt bzw . harzimprägniert sind) . Eine trockenisolierte Durchführung bildet mit ihrem I solierkörper (nach dem Aushärten) einen kompakten Block, der einfach in die Haltevorrichtung integriert werden kann und zugleich sehr gute dielektrische Eigenschaften aufweist .

Vorzugsweise umfasst die Hochspannungsdurchführung einen I solierkörper, durch den der Erdungsleiter hindurchgeführt ist , wobei der I solierkörper eine axiale Länge von mindestens 400 cm aufweist . Durch diese Abmessungen kann eine ausreichende Isolierung auch bei hohen Spannungen gewährleistet werden .

Gemäß einer Aus führungs form der Erfindung ist die Haltevorrichtung eine erste Haltevorrichtung und die Tragestruktur umfasst eine weitere Haltevorrichtung zum Halten mindestens eines weiteren spannungführenden Leiters , wobei die Haltevorrichtungen miteinander verbunden sind und die weitere Haltevorrichtung im Betrieb der Tragestruktur oberhalb der ersten Haltevorrichtung angeordnet ist . Die zwei oder mehreren Haltevorrichtungen sind demnach übereinander angeordnet , wodurch vorteilhaft die Anordnung einer größeren Anzahl von spannungs führenden Leitern ermöglicht ist .

Die Erfindung wird nachfolgend eines in den Figuren 1 und 2 dargestellten Aus führungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Tragestruktur weiter erläutert .

Figur 1 zeigt ein Aus führungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Tragestruktur in einer schematischen Darstellung;

Figur 2 zeigt einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Tragestruktur in einer schematischen Darstellung .

In Figur 1 ist eine Tragestruktur 1 dargestellt . Die Tragestruktur 1 befindet sich im installierten Zustand bzw . im Betrieb . Dazu ist die Tragestruktur 1 auf einem Untergrund 2 auf gestellt und erstreckt sich davon vertikal in die Höhe . Die Tragestruktur 1 umfasst eine Haltevorrichtung 3 zum Hal- ten einer Viel zahl von spannungs führenden Leitern 4-7 mit insgesamt zwöl f Leiterseilen, die im dargestellten Beispiel quer zur Zeichnungsebene verlaufen . Die Haltevorrichtung 3 ist oberhalb eines Stützabschnittes 8 angeordnet und mit diesem mechanisch verbunden . Der Stützabschnitt 8 dient zur mechanisch stabilen Abstützung der Haltevorrichtung 3 auf dem Untergrund 2 .

Die Haltevorrichtung 3 umfasst einen Basisabschnitt 9 sowie einen ersten Arm 10 , einen zweiten Arm 11 und einen dritten Arm 12 . Der erste und der zweite Arm 10 bzw . 12 erstrecken sich im Wesentlichen hori zontal , der zweite Arm hingegen vertikal , ähnlich wie auch der Basisabschnitt 9 . Sowohl der Basisabschnitt 9 als auch die drei Arme 10- 12 sind in ihrer Grundform zylinderförmig . Sie weisen einen gleichartigen Grundaufbau, der anhand des Basisabschnittes 9 im Folgenden erläutert wird . Der Basisabschnitt 9 weist ein Gehäuse 13 aus einem Kunststof f . Ein Innenraum 14 im Gehäuse 13 ist mit einem elektrisch isolierenden Schaum 15 gefüllt . Außen am Gehäuse 13 sind Silikon- bzw . Keramikschirme 16 angebracht .

Die Tragestruktur 1 umfasst ferner eine Erdungsleitung mit einem Erdungsleiter 17 , der im dargestellten Beispiel von einem oberen Ende 18 der Haltestruktur 3 durch den zweiten Arm 11 , den Basisabschnitt 9 und den Stützabschnitt 8 bis zum Untergrund 2 hindurchgeführt ist . Der Erdungsleiter 17 ist an den spannungs führenden Leitern 4-7 mittels einer Hochspannungsdurchführung 19 vorbeigeführt , wobei ein Innenleiter 20 der Hochspannungsdurchführung 19 einen Teil des Erdungsleiters 17 ausbildet . Die Hochspannungsdurchführung 19 ist eine kapazitiv gesteuerte trockenisolierte Durchführung . Auf den Aufbau der Hochspannungsdurchführung wird im Zusammenhang mit Figur 2 näher eingegangen .

Die spannungs führenden Leiter stehen im Betrieb unter Spannung von mehr als 100 kV . Die Erdungsleitung mit dem Erdungsleiter 17 liegt auf Erdpotenzial . Die Verwendung der Hochspannungsdurchführung 19 erlaubt es , isolierende Abstände zwischen den spannungsführenden Leitern 4-7 und dem Erdungsleiter 17 zu reduzieren.

In Figur 2 ist eine Tragestruktur 21 dargestellt. Gleiche und gleichartige Elemente der Tragestrukturen 1 der Figur 1 und 21 wurden aus Gründen der Übersichtlichkeit mit jeweils gleichen Bezugszeichen versehen. In Figur 2 wurde ein Ausschnitt der Tragestruktur 21 dargestellt, der den Aufbau der Hochspannungsdurchführung 19 erkennen lässt. Die Hochspannungsdurchführung 19 umfasst einen Innenleiter 20, der durch einen Isolierkörper 22 hindurchgeführt ist. Der Isolierkörper 22 umfasst Isolierlagen 23, 24 aus einem Papier, die durch konzentrisch angeordnete, leidende Steuereinlagen 25, 26 zur Steuerung des elektrischen Feldes voneinander getrennt sind. Der Isolierkörper 22 ist mit einem Harz, vorzugsweise einem Epoxidharz imprägniert. Der durch das Imprägnieren ausgebildete Harzkörper des Isolierkörpers 22 ist direkt, also ohne eigenes Gehäuse, in den isolierenden Schaumstoff 15 eingebettet .