DE1942110A1 - Thermische UEberwachung von Starkstromkabeln - Google Patents

Description

Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft

1-1000

18. 8. 1969

Thermische Überwachung von Starkstromkabeln

Die Erfindung betrifft die thermische Überwachung von elektrischen Anlagen mit Hilfe von stromdurchflossenen Kaltleiterelementen.

Die Betriebssicherheit von Starkstromkabeln, insbesondere von Hochspannungs-Energiekabela, wird bekanntlich bei der Überschreitung einer, bestimmten Temperatur herabgesetzt. Für die überwachung der Temperatur im Betrieb befindlicher elektrischer Leitungen und Kabel sind vielerlei Verfahren entwickelt worden. So wurden beispielsweise Prüfdrähte in das Leitungsseil oder in die Zwickelräume von Starkstromkabeln gelegt, aus deren Widerstandsänderung auf die im Kabel herrschenden Temperaturverhältnisse geschlossen wurde. Dieses Verfahren ist jedoch nur in der Lage, die Temperaturverhältnisse im Kabel über die gesamte Länge integrierend auszuweisen und gibt damit nur eine mittlere Kabeltemperatur an. Damit ist es nicht möglich, beispielsweise an bestimmten Kabelstellen auftretende unzulässige Erwärmungen festzustellen. Es ist aber für die Betriebssicherheit des Kabels notwendig, dafür -zu sorgen, daß die Temperatur der Isolierung an keiner Stelle der Kabellänge einen kritischen Wert überschreitet. Deshalb wurde schon vorgeschlagen, in bestimmten Abständen Thermoelemente oder Thermistoren in das Kabel einzubauen, die über Steuerleitungen mit dem Ende des Kabels verbunden wurden. Diese Temperaturmeßstellen wurden vom Ende her mit Hilfe eines Meßgeräts auf ihre jeweilige Temperatur abgefragt. Dieses Verfahren erfordert, eine Vielaahl von Steuerleitungen, die von der

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Meßstelle bis zur Meldestelle verlegt werden müssen. Sdih.it dürf*· te dieses Verfahren für größere Kabellänge nicift wirtschaftlich/ sein. Ein weiteres Verfahren bedient sich eines zusätzlish ein-'' gebrachten Koaxialleiters, dessen Innenleiter aus einer leicht— schmelzbaren Legierung besteht, die bei Überschreiten einer bestimmten Temperatur aufschmilzt und im koaxialen Leiter einen Kurzschluß verursacht. Dieser Kurzschluß kann zur Meldung des Fehlers herangezogen werden. Der Nachteil dieses Verfahrens ist, daß der Meldeleiter beim Ansprechen zerstört wird und danach eine Reparatur des Meldeleiters erforderlich wird, was mit einer Betriebsunterbrechung des Energiekabels verbunden ist. Aber auch Vorschläge für die kontinuierliche Messung von örtlichen Kabelerwärmungen sind gemacht worden. So kann z. B. die durch die Temperatur hervorgerufene Veränderung der Dielektrizitätskonstante der Isolierung einer koaxial aufgebauten Meldeleitung zur Temperaturbestimmung herangezogen werden. : . *

Alle diese Verfahren sind entweder sehr aufwendig oder erfüllen nur unzureichend ihre Aufgabe.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, die thermische Überwachung von elektrischen Anlagen zu verbessern'. Gemäfi der Erfindung werden Kaltleitereleinente zur thermischen Überwachung von elektrischen Starkstromkabeln, insbesondere Hochspannungserier*· giekabeln, verwendet, wobei mehrere Kaltleiterelemente zu einer nahezu parallel zur Kabellängsadise verlaufenden Meldeleitung hintereinandergeschaltet sind und als Rückleitung der Leiter " " des Kabeis oder der Kabelschirm dient. Der Vorteil der Erfindung ist, daß nur eine Meldeleitung verwendet wird, mit Hilfe derer nahezu an .jeder Stelle des Kabels unzulässige Temperaturerhöhungen festgestellt werden können. Verwendet man Kaltle'iterelemente, deren Widerstand bei unzulässigen Temperaturerhöhungen -tun mehrere Zehnerpotenzen ansteigt, so kana di© thermisch, bedingte Widerstandsänderung- auf der Meßleitung "vernachlässigt werden«

Im der Figur ist ein Änwendiangsbexspiel.'der Erfisidtaag dargestellt ia folgeadem näher beschr-iöfo'ane ./ ■ ■ " .-■■■■

Hierin sind mit 1 der Leiter, mit 2 die Isolierung und mit 3 ' die Abschirmung des Kabels bezeichnet. Zur thermischen Überwachung eines solchen Kabels werden eine Vielzahl sru einer Meldete itung hintereinandergeschalteter Kaltleiterelemente k verwendet.

Diese Me] deleitung ist an eine Spannungsquelle 5 mit bestimmter Spannung angeschlossen. Als Rückleitung zur Spannungsquelle 5 dient im Aus fiihrungsb ei spiel die Abschirmung 3. Als Rückleitung kann aber auch, insbesondere, wenn die Meldeleitung mit dem Kaltleitern k in Leiternähe angeordnet ist, der Leiter 1 selbst benutzt werden.

Die Überwachung der Temperatur erfolgt nun durch das Anlegen einer bestimmten Spannung an diesen Meßkreis, sodaß im Normalfall ein bestimmter Strom fließt, der beispielsweise mit einem Meßgerät 6 registriert werden kann. Tritt an einem oder mehreren Kaltleitern k eine unzulässige Temperaturerhöhung ein, so verändert dieser Kaltleiter k entsprechend seiner Charakteristik seinen Widerstand atif das 10 -fache, und der Strom wird gleichsam zu Null gemacht. Diese Stromänderung kann ein Warmsystem auslösen oder aber das direkt betroffene Kabel abschalten. Möglicherweise reicht auch ein Reduzieren der über das Kabel übertragenen Leistung aus, um die Temperatur an der betroffenen Stelle zu senken. Da der Widerstand des Kaltleiters k beim Abkühlen wieder zurückgeht, ist ein kontinuierlicher Betrieb dieses Überwachungsverfahrens gewährleistet.

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Claims (2)

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K a b e 1 - u ji d Me t a 1 1 ty e r k e Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft

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ι8. 8. 1969

P a t e η t a η s ρ r ii c he :

fjrwenduiig von stroindur.ehflossenen Kaltleiter^lementen zur thermisehen Überwachung von elektrischen Anlagen in Anwendung bei Starkstromkabeln, insbesondere Hochspannungsenergiekabeln, bei denen mehrere Kaitleiterelemente (4) zu einer nahezu pa- ■ 1-älIel zur Kabellängsachse verlaufenden Meldeleitung hintereinandergesehaltet sind und als Rückleitung der Leiter (l) des Kabels öder der Kabelschirm O) dient.

2. Verwendung/Von Kaltleiterelementen nach Anspruch 1, deren Widerstand bei einer bestimmten Ansprechtemperatur über mehrere Zehnerpotenzen ansteigt.

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