CH636725A5

CH636725A5 - Internally-cooled high-voltage power cable

Info

Publication number: CH636725A5
Application number: CH1010878A
Authority: CH
Inventors: Rolf-Dieter Dipl Ing Steckel
Original assignee: Kabel & Lackdrahtfab Gmbh
Priority date: 1977-11-23
Filing date: 1978-09-28
Publication date: 1983-06-15
Also published as: DE2752290C2; SE7812043L; DE2752290A1

Description

Die Erfindung betrifft ein innengekühltes Hochspannungsenergiekabel mit einem innerhalb eines aus mehreren Formdrähten bestehenden Leiters angeordneten flüssigkeitsdichten Rohr, das von einer Kühlflüssigkeit durchsetzbar ist und ein um den Leiter vorgesehenes flüssigkeitsdichtes Umschliessungsrohr. The invention relates to an internally cooled high-voltage power cable with a liquid-tight tube arranged within a conductor consisting of a plurality of shaped wires, through which a cooling liquid can be passed, and a liquid-tight sheathing tube provided around the conductor.

Aus der DE-OS 2339102 ist ein wassergekühltes Hochspannungsenergiekabel bekannt, bei dem das Kühlmittel durch ein innerhalb des Leiters angeordnetes Rohr geführt wird. Auf diesem Rohr ist der aus mehreren Einzeldrähten bestehende Leiter angebracht, der von einem weiteren flüssigkeitsdichten Aluminiumrohr umgeben ist. Das durch eine undichte Stelle im Rohr austretende Kühlmittel gelangt durch den Leiter längs des Kabels in seine Endverschlüsse. From DE-OS 2339102 a water-cooled high-voltage power cable is known, in which the coolant is guided through a pipe arranged inside the conductor. The conductor consisting of several individual wires is attached to this tube and is surrounded by another liquid-tight aluminum tube. The coolant escaping through a leak in the pipe passes through the conductor along the cable into its end closures.

Bei dieser bekannten Ausführung wird zwar ein unmittelbares Eindringen des Kühlmittels in die Isolierung vermieden, jedoch eine Aussage darüber, an welchem Ort der ggf. mehrere In this known embodiment, direct penetration of the coolant into the insulation is avoided, but a statement as to the location at which the multiple, if any

Kilometer langen Anlage sich die schadhafte Stelle befindet, wird nicht gegeben. Weiterhin ist die bekannte Ausführung nachteilhaft, weil bei längeren, aus mehreren Teilabschnitten zusammengesetzten Kabelstrecken, die Kühlflüssigkeit auf ihrem Wege zum Endverschluss auch die einzelnen Verbindungsmuffen passieren muss. Dies erfordert einen zusätzlichen Aufwand. Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Kabel der eingangs genannten Art zu schaffen, das die Nachteile der bekannten Ausführung nicht aufweist, sondern ebenfalls einfach hergestellt werden kann und bei dem ausserdem der Ort einer aufgetretenen Störung in bequemer und einfacher Weise sicher feststellbar ist. Kilometer long plant the damaged spot is not given. Furthermore, the known design is disadvantageous because, in the case of longer cable runs composed of several sections, the cooling liquid must also pass the individual connecting sleeves on their way to the end closure. This requires additional effort. The invention has for its object to provide a cable of the type mentioned, which does not have the disadvantages of the known design, but can also be easily manufactured and in which the location of a malfunction can be safely and easily determined.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, dass im Verband der Formdrähte mindestens eine über die ganze Länge des Kabels geführte Meldeleitung angeordnet ist und diese Meldeleitung einen durchgehend ausgebildeten Mantel aus einem Material aufweist, dessen elektrische Leitfähigkeit sich in Abhängigkeit vom Feuchtigkeitsgehalt ändert. This object is achieved by the invention in that at least one signaling line is arranged over the entire length of the cable and this signaling line has a continuously formed jacket made of a material whose electrical conductivity changes as a function of the moisture content.

Der Mantel der Meldeleitung besteht zweckmässig aus einem Material, das im trockenen Zustand eine geringere elektrische Leitfähigkeit aufweist als im feuchten Zustand. Als Isoliermaterial für die Meldeleitung kann Papier oder ein feuchtigkeitsdurchlässiger Kunststoff verwendet werden. The jacket of the signal line expediently consists of a material which has a lower electrical conductivity in the dry state than in the moist state. Paper or a moisture-permeable plastic can be used as the insulating material for the signal line.

Es kann als Meldeleitung mindestens ein durchgehend isolierter Draht dienen oder aber vorgesehen sein, dass mehrere Meldeleitungen vorhanden sind, die von mehreren durchgehend isolierten Drähten gebildet werden, die paarweise zu jeweils einem System zusammengefasst sind und jeweils in Berührungskontakt stehen. At least one continuously insulated wire can be used as the signal line, or it can be provided that several signal lines are provided, which are formed by several continuously insulated wires, which are combined in pairs to form a system and are in contact with each other.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden anhand der zugehörigen Zeichnung in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Further advantageous details of the invention are explained in the following description with reference to the associated drawing.

In der Zeichnung, die ein Kabel im Querschnitt zeigt, ist mit 1 ein flüssigkeitsdichtes Rohr bezeichnet. Dieses glatte Rohr 1 besteht aus Aluminium, Edelstahl, Kupfer oder einem anderen geeigneten Werkstoff. Der Innenraum des Rohres 1 bildet einen Längskanal, durch den eine Kühlflüssigkeit 2, z.B. Wasser, geleitet wird. Auf der äusseren Mantelfläche des Rohres 1 ist ein Leiter aufgebracht. Der aus Kupfer oder Aluminium hergestellte Leiter besteht aus mehreren Formdrähten 3. Die in mehreren Lagen übereinander angeordneten Formdrähte 3 können rundes, rechteckiges, trapez-, tonnen-, D-förmiges Profil oder eine sonst geeignete Form aufweisen. In the drawing, which shows a cable in cross section, 1 denotes a liquid-tight tube. This smooth tube 1 is made of aluminum, stainless steel, copper or another suitable material. The interior of the tube 1 forms a longitudinal channel through which a cooling liquid 2, e.g. Water. A conductor is applied to the outer surface of the tube 1. The conductor made of copper or aluminum consists of several shaped wires 3. The shaped wires 3 arranged in several layers one above the other can have a round, rectangular, trapezoidal, barrel-shaped, D-shaped profile or some other suitable shape.

Auf den äusseren Formdrähten 3 ist ein zylindrisches Umschliessungsrohr 4 vorgesehen. Dieses etwa 3 bis 5 mm dicke Umschliessungsrohr 4 besteht aus Aluminium oder Kupfer. Über dem Umschliessungsrohr 4 folgen dann konzentrisch als weitere Aufbauelemente des Kabels eine elektrische Isolierung 5 mit Leiterglättung 5a, eine elektrische Abschirmung 6, Abstandhalter 7, ein Metallmantel 8 sowie ein Korrosionsschutz und Aussenmantel 9. Diese weiteren Aufbauelemente können den einzelnen Kabeltypen entsprechend aufgebaut sein. A cylindrical encasing tube 4 is provided on the outer shaped wires 3. This about 3 to 5 mm thick sheath 4 is made of aluminum or copper. Electrical insulation 5 with conductor smoothing 5a, an electrical shield 6, spacer 7, a metal sheath 8 and a corrosion protection and outer sheath 9 then follow concentrically as further structural elements of the cable over the surrounding tube 4. These further structural elements can be constructed in accordance with the individual cable types.

In dem aus Formdrähten 3 bestehenden Verband sind Meldeleitungen 10 eingebracht. Diese über die ganze Länge des Kabels mitgeführten Meldeleitungen 10 haben einen durchgehenden Mantel aus einem Material, das geringe elektrische Leitfähigkeit aufweist im trockenen Zustand, während im feuchten Zustand sein Isolationswiderstand stark abnimmt. Als Isoliermaterial für die Meldeleitungen 10 kann geeignetes Papier oder feuchtigkeitsdurchlässiger Kunststoff verwendet werden. Signaling lines 10 are introduced into the assembly consisting of shaped wires 3. These signaling lines 10 carried along the entire length of the cable have a continuous jacket made of a material which has low electrical conductivity in the dry state, while its insulation resistance decreases sharply in the moist state. Suitable paper or moisture-permeable plastic can be used as the insulating material for the signaling lines 10.

Die im Verband der Formdrähte 3 eingelegten Meldeleitungen 10 können aus einem einzelnen isolierten Draht oder aber aus mehreren isolierten Drähten bestehen, die dann jeweils zu einem separaten System von Meldeleitungen 10 zusammengefasst sind. Die jeweils zu einem separaten System von Meldeleitungen 10 zusammengefassten isolierten Drähte The signaling lines 10 inserted in the assembly of the shaped wires 3 can consist of a single insulated wire or else of several insulated wires, which are then combined to form a separate system of signaling lines 10. The insulated wires each combined into a separate system of signaling lines 10

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

636 725 636 725

haben engen Berührungskontakt, vorzugsweise sind sie miteinander verdrillt. have close contact, preferably they are twisted together.

Wird mehr als ein separates System von Meldeleitungen 10 vorgesehen, so werden diese selbständigen Systeme von Meldeleitungen 10 im Verband der Formdrähte 3 gleichmässig verteilt angeordnet. Bei zwei separaten Systemen wird an diametral gegenüberliegenden zwei Stellen innerhalb des Verbandes der Formdrähte 3 jeweils ein System von Meldeleitungen 10 eingebracht, während bei drei separaten Systemen die einzelnen Systeme von Meldeleitungen 10 räumlich um jeweils 120° versetzt im Verband der Formdrähte 3 angeordnet sind. Bei vier separaten Systemen haben diese einen räumlichen Abstand von jeweils 90° gegeneinander. Werden mehr als vier separate Systeme von Meldeleitungen 10 vorgesehen, so werden die einzelnen Systeme im räumlichen Abstand von jeweils 360°/n zueinander angeordnet, wobei «n» die Anzahl der Systeme der Meldeleitungen 10 ist. If more than one separate system of signaling lines 10 is provided, these independent systems of signaling lines 10 are arranged in an evenly distributed manner in the association of the shaped wires 3. In the case of two separate systems, a system of signaling lines 10 is introduced at diametrically opposite two locations within the group of shaped wires 3, while in three separate systems the individual systems of signaling lines 10 are spatially offset by 120 ° in the group of shaped wires 3. In the case of four separate systems, these are spaced 90 ° apart. If more than four separate systems of signaling lines 10 are provided, the individual systems are arranged at a spatial distance of 360 ° / n from one another, where “n” is the number of systems of the signaling lines 10.

Die Meldeleitungen 10 werden bei der Montage der erforderlichen Kabelverbindungsstellen mit den entsprechenden Meldeleitungen 10 in der jeweils benachbarten Kabellänge galvanisch durchverbunden. Auf diese Weise entstehen Systeme von Meldeleitungen 10, die jeweils vom Anfang bis zum Ende des verlegten Kabels reichen. Die Anfänge und The signal lines 10 are electrically connected to the corresponding signal lines 10 in the respective adjacent cable length when the required cable connection points are installed. In this way, systems of signaling lines 10 are formed, each of which extends from the beginning to the end of the installed cable. The beginnings and

Enden der Systeme werden getrennt aus dem Kabel aus den Endverschlüssen -herausgeführt. The ends of the systems are separated out of the cable from the terminations.

Zur Ermittlung der Widerstandswerte der Meldeleitungen 10 werden in den separaten Systemen in gewissen Zeitabstän-5 den mehrere Strom- und Spannungsmessungen ausgeführt, und durch Quotientenbildung die Widerstandswerte ermittelt. Bei den in zeitlichen Abständen durchgeführten Ermittlungen sich ergebende Abweichungen der Widerstandswerte in einem und/oder mehreren Systemen der Meldeleitungen 10 zeigen io an, dass in den Verband der Formdrähte 3 zwischenzeitlich Kühlflüssigkeit 2, z.B. Wasser eingedrungen und im zugehörigen Bereich der Isolationswiderstand der Meldeleitungen 10 zusammengebrochen ist. Die Ortung dieser Fehlerstelle innerhalb des verlegten Kabels erfolgt z.B. nach dem bekannten 15 Widerstandsschleifenmessverfahren. Hierbei werden die Widerstände in üblicher Weise von beiden Seiten bis zur Fehlerstelle ermittelt und aus diesen Werten der Fehlerort berechnet. To determine the resistance values of the signal lines 10, several current and voltage measurements are carried out in the separate systems at certain time intervals, and the resistance values are determined by forming the quotient. In the case of the determinations which are carried out at intervals, the resistance values in one and / or several systems of the signaling lines 10 show that coolant 2, e.g. Water has penetrated and the insulation resistance of the signal lines 10 has broken down in the associated area. This fault location is located within the installed cable, e.g. according to the well-known 15 resistance loop measuring method. The resistances are determined in the usual way from both sides to the point of failure and the fault location is calculated from these values.

Bei einem Kabel mit Kunststoffisolierung, z.B. Polyäthylen 20 oder vernetztem Polyäthylen kann das Umschliessungsrohr 4 entfallen. Anstelle der Abstandshalter 7 und des Metallmantels 8 wird vorzugsweise ein Schirm aus Kupferdrähten oder Kupferbändern eingesetzt. For a cable with plastic insulation, e.g. Polyethylene 20 or cross-linked polyethylene, the enclosing tube 4 can be omitted. Instead of the spacers 7 and the metal jacket 8, a screen made of copper wires or copper strips is preferably used.

G G

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

636 725

1. Internally cooled high-voltage energy cable with a liquid-tight tube arranged within a conductor consisting of several shaped wires, through which a cooling liquid can pass, and a liquid-tight sheathing tube provided around the conductor, characterized in that in the association of the shaped wires (3) at least one over the entire length of the cable guided signal line (10) is arranged, and this signal line (10) has a continuously formed jacket made of a material whose electrical conductivity changes depending on the moisture content.

2. Internally cooled high-voltage power cable according to claim 1, characterized in that the material of the jacket of the signaling line (10) has a lower electrical conductivity in the dry state than in the moist state.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Internally cooled high-voltage power cable according to claim 2, characterized in that the signaling line (10) is insulated with paper.

4. Internally cooled high-voltage power cable according to claim 2, characterized in that the signaling line (10) is insulated with a moisture-permeable plastic.

5. Internally cooled high-voltage power cable according to one of claims 1 to 4, characterized in that 'at least one continuously insulated wire is provided as the signaling line (10).

6. Internally cooled high-voltage power cable according to one of claims 1 to 4, characterized in that a plurality of signaling lines (10) are present which are formed by a plurality of continuously insulated wires which are combined in pairs.

7. Internally cooled high-voltage power cable according to claim 6, characterized in that the signal lines (10) combined in pairs to form a system are in touch contact.

8. Internally cooled high-voltage power cable according to claim 7, characterized in that one or more separate systems of signaling lines (10) are arranged in the association of the shaped wires (3).

9. Internally cooled high-voltage power cable according to claim 8, characterized in that the separate systems of the signaling lines (10) are arranged at a spatial distance of 360 ° / n in the association of the shaped wires (3), where “n” is the number of systems of the signaling lines ( 10) is.