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Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Polymere Kabelsysteme in Stromnetzen sind für eine Betriebsdauer von mindestens 40 Jahren ausgelegt. Diese Kabelsysteme werden ortsgebunden an ihrem jeweiligen Einsatzort verlegt, montiert und betrieben. Im Zuge eines Stromnetzausbaus können jedoch komplexe Umbaumaßnahmen an Betriebsmitteln der Versorgungsnetze notwendig werden. Vor diesem Hintergrund muss neben der Durchführung der Um- und Ausbaumaßnahmen ein sicherer Betrieb eines Versorgungsnetzes sicher gestellt sein.
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Wird zum Beispiel ein Teilstück einer Freileitung eines Stromnetzes erneuert, kommen zur Überbrückung dieses Teilstücks temporäre Kabelsysteme zum Einsatz. Solche Kabelsysteme, welche im Prinzip Anordnungen mehrerer Komponenten sind, werden vom Fachmann gemeinhin als Baueinsatzkabel bezeichnet. Der Begriff Baueinsatzkabel wird vom Fachmann durch BEK abgekürzt.
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Ein Baueinsatzkabel ist ein vorkonfektioniertes und temporäres Kabelsystem, das in der Regel ein Kabel, nämlich ein Energiekabel, zwei Endverschlüsse, eine Kabeltrommel und diverse Kleinmaterialien umfasst. Die Besonderheit einer solchen Anordnung ist, dass deren Komponenten beim Hersteller gefertigt und montiert werden und dort auch eine abschließende Qualitätsprüfung erfolgt. Das Kabel wird auf einer Kabeltrommel am Einsatzort angeliefert, so dass die gesamte Anordnung ein betriebsbereites Kabelsystem bildet.
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Vor Ort erfolgt das Abtrommeln des Kabels bzw. Energiekabels, die Verbindung der Endverschlüsse an den zu überbrückenden Punkten eines Stromnetzes und der Anschluss der Erdungsverbindungen.
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Die Betriebsdauer von Baueinsatzkabeln ist auf wenige Monate oder allenfalls wenige Jahre begrenzt. Nach der Demontage und dem Wiederauftrommeln des Kabels kann das gesamte Kabelsystem bzw. die Anordnung nach einer Funktionsüberprüfung erneut, bevorzugt an einem anderen Ort, verwendet werden.
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Stromnetze werden in sogenannte Spannungsebenen eingeteilt, in denen sie mit einer Nennspannung Energie übertragen. Die Nennspannung eines Stromnetzes ist der Spannungswert im Normalbetrieb. Unter die Höchstspannungsebene werden Nennspannungen von beispielsweise 220 kV, 380 kV oder darüber subsummiert. Unter die Hochspannungsebene werden Nennspannungen von 60 kV bis 150 kV subsummiert.
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Derzeit werden die eingangs genannten Baueinsatzkabel bzw. Anordnungen für Spannungsebenen verwendet, in denen häufig Nennspannungen von 60 kV oder 150 kV auftreten. Der Betrieb der Kabelsysteme ist hierbei erprobt und stellt den Stand der Technik dar.
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Für Nennspannungen, die erheblich über den zuvor genannten Werten liegen, sind derzeit keine Anordnungen verfügbar, welche nach dem oben genannten Funktionsprinzip betriebstauglich einsetzbar sind. Der Grund hierfür ist, dass die Abmessungen und Gewichte der Anordnungen bzw. Baueinsatzkabel in diesen höchsten Spannungsebenen bisher gut handhabbare und praktikable Dimensionen überschreiten.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung zur Verwendung als Baueinsatzkabel anzugeben, welche auch bei höchsten Nennspannungen betriebstauglich einsetzbar ist.
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Die vorliegende Erfindung löst die zuvor genannte Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1.
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Erfindungsgemäß wird eine Anordnung beim Stromnetzausbau oder Stromnetzumbau verwendet, welche eine Kabeltrommel und ein Kabel umfasst, das auf die Kabeltrommel aufgewickelt und wieder von dieser abgewickelt werden kann, wobei das Kabel zwei freie Kabelenden aufweist, die mit Endverschlüssen vormontiert verbunden sind. Das Kabel zwischen den Kabelenden bzw. den Endverschlüssen überbrückt temporär Punkte eines Stromnetzes. Diese Anordnung kann erfindungsgemäß bei Nennspannungen von einschließlich 220 kV bis 550 kV in Wechselstrom- oder Drehstromsystemen und bei Nennspannungen von einschließlich 200 kV bis 700 kV in Gleichstromsystemen betriebstauglich eingesetzt werden.
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Dies wird insbesondere dadurch realisiert, dass Endverschlüsse eingesetzt werden, welche mehrere reversibel miteinander verbindbare Teile aufweisen und/ oder dass Endverschlüsse eingesetzt werden, die keine Flüssigkeitsbefüllung zu elektrischen Isolierungszwecken aufweisen bzw. benötigen.
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Erfindungsgemäß ist zunächst erkannt worden, dass Möglichkeiten geschaffen werden müssen, um eine vorkonfektionierte und vorgeprüfte Anordnung für höchste Spannungsebenen sowohl in Wechselstrom-, Drehstrom- und Gleichstromsystemen zu realisieren.
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Erfindungsgemäß ist dann erkannt worden, dass relativ großdimensionierte und schwere Kabel und Endverschlüsse sehr gut und betriebstauglich auch bei höchsten Spannungsebenen zur Realisierung von Baueinsatzkabeln verwendet werden können, wenn Lasten geeignet verringert werden.
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Es wurde insbesondere erkannt, dass die bisher bekannten Anordnungen für eine Spannungsebene mit einer Nennspannung von 220 kV in Wechsel- und Drehstromsystemen derzeit nur durch eine Reduzierung der Prüfanforderungen realisierbar sind.
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Die hier beschriebene Anordnung ist allerdings ohne Einschränkungen der normativen Prüfspannungsanwendungen für eine Spannungsebene realisierbar, die eine Nennspannung von 220kV aufweist.
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Mindestens ein Kabelende könnte mit einem Endverschluss verbunden oder verbindbar sein, wobei der Endverschluss ein mit dem Kabelende verbundenes Steckteil und eine Aufnahme umfasst, in welche das Steckteil reversibel lösbar eingesteckt ist. Es könnte beispielsweise ein steckbarer Endverschluss verwendet werden, wie er vom prinzipiellen Aufbau her aus der
EP 1 774 632 B1 bekannt ist. Der Endverschluss könnte daher im Wesentlichen zwei miteinander korrespondierende und voneinander trennbare Teile umfassen. Der erste Teil ist das kompakte Steckteil, welches jeweils auf ein Kabelende montiert ist. Der zweite Teil ist bevorzugt der übrige Endverschluss, der die Aufnahme aufweist. Der zweite Teil umfasst daher die Aufnahme, welche als hochspannungsfeste Durchführung ausgestaltet ist. Bei der Endmontage werden der erste Teil und der zweite Teil zusammengefügt. Zur Demontage oder zum Transport können die mobilen Teile voneinander getrennt werden. Es kann so eine Entkopplung von erheblichen Lasten stattfinden, die erst bei einer Endmontage miteinander verbunden werden.
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Vor diesem Hintergrund könnte das Steckteil ein Feldsteuerelement aufweisen, welches eine in Richtung der Aufnahme konisch zulaufende Außenkontur aufweist, wobei die Aufnahme eine Innenkontur aufweist, die mit der Außenkontur des Feldsteuerelements korrespondiert. Hierdurch können die beiden trennbaren Teile des Endverschlusses problemlos geführt zusammengefügt und getrennt werden. Vorteilhaft kann eine mechanische Stabilisierung eines solchen Endverschlusses über eine mechanische Konstruktion erfolgen.
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Das Kabel könnte nur in einer Drehrichtung und/ oder nur von einer Seite der Anordnung von der Kabeltrommel abwickelbar sein. Hierdurch ist realisiert, dass das Kabel auf die Kabeltrommel in besonderer Weise aufbringbar ist. Während bei bekannten Baueinsatzkabelsystemen das Kabel beidseitig aus der Kabeltrommel ausgeführt werden kann, ist bei der hier beschriebenen Anordnung ein Kabelende nur einseitig aus der Kabeltrommel ausführbar. Dies ermöglicht ein praktikables Abtrommeln und späteres Wiederauftrommeln des Kabels am Einsatzort. Weiter wird die Verwendung der oben genannten Endverschlüsse ermöglicht.
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Beide Kabelenden des Kabels könnten gemeinsam nur in einer Drehrichtung von der Kabeltrommel abwickelbar sein. Hierdurch werden beide Kabelenden gemeinsam in eine vorgegebene oder vordefinierte Richtung bewegt.
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Beide Kabelenden könnten gemeinsam mit den mit diesen verbundenen Endverschlüssen im aufgewickelten Zustand des Kabels auf einem Sockel angeordnet oder abgelegt sein oder auf dem Sockel anordenbar oder ablegbar sein, wobei der Sockel nur auf einer Seite der Anordnung ausgebildet ist. So kann eine geeignete Kabeltrommel eingesetzt werden, die nur ein einseitiges Abtrommeln des vorkonfektionierten Kabels ermöglicht. Die Endverschlüsse können gut ergriffen und abgelegt werden. Des Weiteren sind die Kabelenden gut aus den Aufnahmen der Endverschlüsse lösbar und wieder in diese einsteckbar. Der Sockel bietet insoweit nicht nur eine Ablage, die mechanische Spannungen des Kabels an seinem Übergang in die Endverschlüsse verringert, sondern auch eine Montageplattform.
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Die Kabeltrommel könnte auf einem Gestell angeordnet sein, wobei der Kabeltrommel und/ oder dem Gestell mindestens eine Rolle zugeordnet ist, auf welcher die Kabeltrommel so abrollen kann, dass diese relativ zum Gestell rotierbar ist. Hierdurch ist das Kabel besonders leicht von der Kabeltrommel abrollbar und wieder auf diese aufrollbar. Das komplette System, welches die Kabeltrommel, das Kabel und die Endverschlüsse, bevorzugt nebst Sockel, umfasst, kann auf das Gestell aufgebracht sein. Somit sind ein einfacher Transport und Verladung der Anordnung ermöglicht.
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Die Kabeltrommel könnte auf einem Gestell angeordnet sein, wobei das Gestell bevorzugt nur vier Rollen trägt, wobei auf je zwei Rollen jeweils eine Spur der Kabeltrommel abrollbar ist und die Kabeltrommel relativ zum Gestell rotierbar ist. Hierdurch wird die Kabeltrommel an vier Punkten stabilisiert und kann schwere Kabel besonders gut tragen. Somit wird ein Abtrommeln des schweren Kabels vom Gestell gut ermöglicht. Das vorkonfektionierte Kabel kann auf der Kabeltrommel problemlos einer Funktionsüberprüfung unterzogen werden.
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Das Kabel könnte für eine Nennspannung von einschließlich 220 kV bis 550 kV in Wechselstrom- oder Drehstromsystemen und/ oder für eine Nennspannung von einschließlich 200 kV bis 700 kV in Gleichstromsystemen ausgelegt sein.
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Bevorzugt ist das Kabel für eine Nennspannung von 400 kV ausgelegt. Hierdurch kann das Kabel als Energiekabel beim Umbau von Stromnetzen genutzt werden. Insbesondere können durch das Kabel Freileitungen ersetzt werden, wobei die Endverschlüsse als Freiluftendverschlüsse ausgebildet sind.
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Vor diesem Hintergrund könnte eine Vorrichtung eines Stromnetzes zwei zu überbrückende Punkte und eine Anordnung der hier beschriebenen Art umfassen, wobei zwischen den Punkten das Kabel der Anordnung verläuft und die Punkte stromleitend verbindet und wobei zwischen den Punkten eine Nennspannung von einschließlich 220 kV bis 550 kV in einem Wechselstrom- oder Drehstromnetz oder eine Nennspannung von einschließlich 200 kV bis 700 kV in einem Gleichstromnetz herrscht.
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Figurenliste
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- 1 eine perspektivische und teilweise transparente Ansicht einer Anordnung, die ein Kabel mit Endverschlüssen, eine Kabeltrommel sowie ein Gestell umfasst,
- 2 die Anordnung gemäß 1 in einer Seitenansicht,
- 3 eine Draufsicht auf die Endverschlüsse der Anordnung gemäß 1,
- 4 eine schematische Ansicht eines Endverschlusses, der eine Aufnahme aufweist, in die reversibel ein Steckteil mit einem Kabelende einsteckbar ist, und
- 5 eine schematische Darstellung der Verwendung der Anordnung in einem Stromnetz.
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1 zeigt eine Anordnung zur Verwendung beim Stromnetzausbau oder Stromnetzumbau, umfassend eine Kabeltrommel 1 und nur ein Kabel 2, das auf die Kabeltrommel 1 aufgewickelt ist und von der Kabeltrommel 1 abwickelbar ist. Das Kabel 2 weist nur zwei freie Kabelenden auf, die mit Endverschlüssen 3 vorkonfektioniert und werksseitig vormontiert und qualitätsgeprüft verbunden sind, wobei die Kabelenden bzw. die Endverschlüsse 3 an zu überbrückenden Punkten einer Vorrichtung des Stromnetzes oder des Stromnetzes anordenbar sind. Die Kabelenden ragen beide in einer Richtung von der Kabeltrommel 1 ab.
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Die Endverschlüsse
3 weisen mehrere reversibel miteinander verbindbare Teile auf. Jedes Kabelende ist nämlich mit je einem Steckteil
4 zum reversiblen Einstecken in eine Aufnahme
6 verbunden. Das Kabel
2 ist für eine Nennspannung von 400 kV ausgelegt. Jedes Kabelende ist mit je einem Endverschluss
3 verbunden, wobei der Endverschluss
3 ein mit dem Kabelende verbundenes Steckteil
4 und eine Aufnahme
6 aufweist, in welche das Steckteil
4 reversibel lösbar eingesteckt ist. Die hier lediglich schematisch beschriebenen Endverschlüsse
3 können analog den in der
EP 1 774 632 B1 beschriebenen aufgebaut sein.
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Vor diesem Hintergrund zeigt 4, dass das Steckteil 4 ein Feldsteuerelement 5 aus Silikonkautschuk aufweist, welches eine in Richtung der Aufnahme 6 konisch zulaufende Außenkontur aufweist, wobei die Aufnahme 6 eine Innenkontur aufweist, die mit der Außenkontur des Feldsteuerelements 5 korrespondiert.
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1 und 2 zeigen, dass das Kabel 2 nur in einer Drehrichtung der Kabeltrommel 1, nämlich in der Zeichenebene im Uhrzeigersinn, und von einer Seite 7 der Anordnung von der Kabeltrommel 1 abwickelbar ist. Beide Kabelenden des Kabels 2 sind nur in der einzigen Drehrichtung von der Kabeltrommel 1 abwickelbar. Beide Kabelenden sind gemeinsam mit den mit diesen verbundenen Endverschlüssen 3 im aufgewickelten Zustand des Kabels 2 auf einem Sockel 8 angeordnet und abgelegt, wobei der Sockel 8 nur auf der Seite 7 der Anordnung ausgebildet ist, auf der die Abwicklung erfolgt.
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Die Kabeltrommel 1 ist auf einem Gestell 9 angeordnet, wobei dem Gestell 9 mindestens eine Rolle 10 zugeordnet ist, auf welcher die Kabeltrommel 1 so abrollen kann, dass die Kabeltrommel 1 relativ zum Gestell 9 rotierbar ist. Die Kabeltrommel 1 ist auf dem Gestell 9 angeordnet, wobei das Gestell 9 nur vier Rollen 10 trägt, wobei auf je zwei Rollen 10 jeweils eine umlaufende Spur 11 der Kabeltrommel 1 abrollbar ist und die Kabeltrommel 1 relativ zum Gestell 9 rotierbar ist. Die Rollen 10 sind rotierbar am Gestell 9 angeordnet und bieten eine Anlage für die Spur 11 der Kabeltrommel 1, die nach Art einer Schiene mit den Rollen 10 zusammenwirkt.
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3 und 4 zeigen, dass jeder Endverschluss 3 einen von außen zugänglichen Leiterbolzen 13 aufweist, der mit dem Kabel 2 mittels eines Leiters 14 elektrisch leitend verbindbar bzw. verbunden ist, wenn das Kabelende in die Aufnahme 6 eingesteckt ist. Die Leiterbolzen 13 können zu überbrückenden Punkten eines Stromnetzes zugeordnet werden, so dass an jedem Punkt ein Leiterbolzen 13 elektrisch leitend kontaktiert ist und sich das Kabel 2 zwischen den Punkten temporär, das heißt während einer Umbauphase, elektrisch leitend erstreckt.
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5 zeigt eine Vorrichtung 12 eines Stromnetzes, umfassend zwei zu überbrückende Punkte und eine Anordnung gemäß 1 bis 3, wobei zwischen den Punkten das Kabel 2 der Anordnung verläuft und die Punkte stromleitend verbindet und wobei zwischen den Punkten eine Nennspannung von 400 kV herrscht. Die Endverschlüsse 3 sind als Freiluftendverschlüsse ausgebildet, die Stromleitungen der Vorrichtung 12 als Freileitungen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kabeltrommel
- 2
- Kabel oder Energiekabel
- 3
- Endverschluss
- 4
- Steckteil von 3
- 5
- Feldsteuerelement von 4
- 6
- Aufnahme von 3
- 7
- Seite
- 8
- Sockel von 9
- 9
- Gestell
- 10
- Rolle von 9
- 11
- Spur von 1
- 12
- Vorrichtung
- 13
- Leiterbolzen von 3
- 14
- Leiter von 3
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1774632 B1 [0018, 0029]
