DE19718280C1 - Kabelanlagen, Verbindungsgarnituren, kunststoffisoliertes Hochspannungskabel und Rohrmuffe - Google Patents
Kabelanlagen, Verbindungsgarnituren, kunststoffisoliertes Hochspannungskabel und RohrmuffeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Kabelanlagen mit in Rohren geführten
kunststoffisolierten Hochspannungskabeln, Verbindungsgarni
turen für Hochspannungskabel, insbesondere zur Verwendung
in diesen Kabelanlagen, ein kunststoffisoliertes Hochspan
nungskabel zur Führung in Rohren sowie eine Rohrmuffe für
eine Anlage mit in Rohren geführten Hochspannungskabeln.
Strom für die Energieversorgung wird häufig mit einer Span
nung von 110 kV über weite Strecken in Hochspannungs-Frei
leitungen bis in die Nähe der Verbraucher geleitet. Solche
110 kV-Freileitungen können aber nur durch relativ dünn
besiedelte Gebiete geführt werden, nicht jedoch durch städ
tische Siedlungen. Andererseits ist es wünschenswert, die
110 kV-Hochspannung soweit wie möglich an die Verbraucher
heranzuführen, um die bei niedrigerer Spannung größeren
Verluste (die umgekehrt proportional zum Quadrat der Span
nung sind) zu vermeiden.
Zur Erreichung dieses Ziels hat man bereits lange vor der
Entwicklung heutiger kunststoffisolierter Hochspan
nungskabel isolierte 110 kV-Kabel geschaffen, und zwar
Kabel mit imprägnierter Papierisolierung. Eine Schwierig
keit bei solchen Kabeln ist, daß die Wärmeausdehnung der
Imprägniermasse (vor allem aufgrund stromleitungsbedingter
Erwärmung) zu Hohlraumbildungen in der Isolation führt. Bei
höheren Spannungen kann dies zu Ionisationserscheinungen
führen, welche die Isolierung beschädigen.
Um sicherzustellen, daß bei papierisolierten Kabeln bei
höheren Spannungen keine Ionisierung in der Isolation auf
treten kann, werden diese Kabel in Stahlrohre eingezogen
und unter hohen Gasdruck (z. B. 15 bar) gesetzt. Es gibt
zwei Gasdruckkabel-Varianten, und zwar sog. Gasaußendruck
kabel und sog. Gasinnendruckkabel.
Beim Gasaußendruckkabel ist die Isolierung durch einen
gasdichten Blei- oder Kunststoffmantel gegenüber dem Gas
raum abgedichtet, so daß das Druckgas nicht in die Isolie
rung eindringen kann. Der äußere Druck preßt den Kabelman
tel so fest auf die Isolierung, daß jede Hohlraumbildung
ausgeschlossen ist.
Beim Gasinnendruckkabel können trotz sorgfältiger Herstel
lung im Betrieb oder bereits bei der Herstellung Hohlräume
entstehen. Der Gasdruck preßt Imprägnieröl in die Hohlräu
me, oder er füllt sie mit dem Druckgas, was im Fall eines
Gases hoher elektrischer Festigkeit (z. B. Stickstoff) -
unterstützt durch den hohen Druck (z. B. 15 bar) - eine
Ionisierung verhindert.
Die Rohre sind i.a. gasdicht verschweißte Stahlrohre, die
meist im Erdboden vergraben sind. Im Rohr befinden sich im
allgemeinen drei Leiter zur Leitung von Dreiphasenstrom.
Aufgrund der 120°-Phasenbeziehungen der Ströme ist der
magnetische Fluß längs einer beliebigen Kurve um die drei
Leiter gleich Null (sog. Dreileitersystem). Ohne diese
Eigenschaft würden in dem umgebenden Rohr, sofern es aus
ferromagnetischem Material, wie z. B. Stahl, gefertigt ist,
große Ströme induziert werden, die es aufheizen und ggf.
Glühen bringen könnten. Das Stahlrohr dient - neben
seiner Hauptfunktion als Druckgefäß - dem Schutz und der
Abschirmung der Kabelanlage.
Die drei Leiter sind im allgemeinen mit einer Art Stahlar
mierung umgeben, bei der es sich z. B. um eine Flachdraht
wicklung handelt. Sie gibt Schutz beim Einziehen ins Rohr,
denn Stahl auf Stahl gleitet leicht.
Näheres zu Gasaußen- und Gasinnendruckkabeln ist z. B. aus
folgenden Druckschriften bekannt:
- - Gasaußendruckkabel. In: Firmenschrift Felten & Guilleaume, 1968, Seite 1-16, Drucksachen-Nr. 420.9.68 Lp. 3828.2;
- - Gasinnendruckkabel. In: Firmenschrift Felten & Guilleaume, 1970, Seiten 1-15, Drucksachen-Nr. 21.2 d 4.0, 1.500.4.70 Rhd.
Mit dieser - bis heute verwendeten - Technik war es auch
vor der Entwicklung kunststoffisolierter Kabel möglich, 110
kV-Hochspannung sehr nahe unterirdisch an die städtischen
Verbraucher heranzuführen. Bis an den Stadtrand wird die
110 kV-Spannung in Freileitungen geführt; am Stadtrand
erfolgt dann der Übergang in Gasdruckkabel, die bis ins
Stadtinnere führen. Dort erfolgt eine Umsetzung auf
zunächst z. B. 20 kV und schließlich weiter auf z. B. 380 V.
Der Übergang von der Freileitung auf die Gasdruckkabel wird
herkömmlicherweise mittels druckfester Endverschlüsse er
zielt. "Endverschlüsse" sind Garnituren, die für einen
Übergang zwischen den unterschiedlichen Feldkonfigurationen
von Freileitung und isoliertem Kabel sorgen, so daß Über
schläge in diesem Übergangsbereich verhindert werden. Vom
Gasdruckrohr aus gesehen endet das Dreileitersystem am
Gasdruckrohrende in einem sog. Aufteilungsgehäuse. Die
einzelnen Kabel werden von dort ein Stück weit in druckfest
ausgebildeten Einleiterrohren weitergeführt (sog.
Dreileitersystem), welche mit dem Dreileiter-Gasdruckrohr
kommunizieren. Da im Einleitersystem der magnetische Fluß
nicht mehr verschwindet, müssen die Einleiterrohre aus
nichtferromagnetischem Material (z. B. Kupfer) gefertigt
sein. Am Ende der Einleiterrohre ist jeweils ein
druckfester Endverschluß angeordnet. Ein Aufteilungsgehäuse
dieser Art ist beispielsweise aus DE 83 27 449 U1 bekannt.
Obwohl sich diese Gasdruckkabelsysteme bewährt haben und
bis heute im Einsatz sind, haben sie doch verschiedene
Probleme. Insbesondere sind die papierisolierten Kabel
relativ teuer. Die Papierisolation muß nämlich in größen
ordnungsmäßig 100 m langen Wickelanlagen in sehr reiner
Umgebung gewickelt und getränkt werden. Dieser Herstel
lungsprozeß ist sehr zeit- und kostenaufwendig. Zudem ist
die Montage solcher Kabel sehr kompliziert, da an Verbin
dungsstellen die Papierwicklung von Hand nachgebildet wer
den muß. Auch die (bei den vorteilhaften Innendruckkabeln)
erforderliche Druckfüllung mit Gas großer elektrischer
Festigkeit verursacht bei Erstellung, Wartung und Betrieb
relativ hohe Kosten.
Man sucht daher, diese Nachteile zu überwinden. Eine völ
lige Neuinstallation mit modernen kunststoffisolierten
Kabeln würde jedoch immense Tiefbaukosten für die Kabel
neuverlegung verursachen. Neue, kostengünstigere und unemp
findlichere Kabel sollten daher in den bestehenden Stahl
rohren verlegt werden können.
Grundsätzlich kommen hierfür kunststoffisolierte, insbe
sondere polyethylenisolierte Kabel in Frage. Es hat sich
international durchgesetzt, daß kunststoffisolierte Kabel
für Spannungen in dem für die Erfindung besonders inter
essierenden Bereich von etwa 80 bis 130 kV (verkettete
Nominalspannung), und insbesondere von etwa 90 bis 120 kV,
eine Isolierwanddicke von 18 mm (gerechnet von der Außen
seite des Leiters bis zu einer äußeren feldbegrenzenden
Schicht) aufweisen. Die betreffende Spannung variiert von
Land zu Land, in Deutschland beträgt sie beispielsweise 110
kV, in den USA 115 kV. Es gibt in manchen Ländern auch
geringfügige Abweichungen der Isolierwanddicke, so sind
z. B. in den Niederlanden Isolierwanddicken von 15 mm in
diesem Spannungsbereich üblich. Eine Isolierwanddicke im
Bereich von etwa 18 mm wird im folgenden als "durchgesetzt"
bezeichnet.
Allerdings passen drei dieser durchgesetzten Kabel im all
gemeinen nicht in die bestehenden Stahlrohre, welche z. B.
einen Innendurchmesser von ungefähr 135 mm aufweisen.
Eine so große Isolierwanddicke, wie die durchgesetzte ist
jedoch für eine ausreichende Isolation von im Bereich von
z. B. 80 bis 130 kV nicht nötig. Sie geht zurück auf die
Zeit, als ausreichend reines Polyethylen noch nicht mit
vertretbarem Aufwand herstellbar war. Um in den bestehenden
Gasdruckrohren kunststoffisolierte Hochspannungskabel un
terbringen zu können, wurden solche mit verringerter Iso
lierwanddicke von z. B. 11 mm entwickelt (siehe z. B. Firmen
druckschrift: Felten & Guilleaume "ergo The Exhibition-
News", Edition 1/96, Seiten 1 und 3). Derartige Kabel sind
grundsätzlich geeignet, die bisherigen papierisolierten
Gasdruckkabel zu ersetzen.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Ziel zugrunde, vor
teilhafte Lösungen in Zusammenhang mit der Ersetzung papie
risolierter Gasdruckkabel durch kunststoffisolierte Kabel
bereitzustellen.
Gemäß einem ersten Aspekt ist die Erfindung auf eine Kabel
anlage mit in Rohren geführten kunststoffisolierten Hoch
spannungskabeln gerichtet, welche einen für die Führung im
Rohr ausreichend kleinen Durchmesser aufweisen, wobei die
Kabelanlage dadurch gekennzeichnet ist, daß
- - an Übergängen auf eine Freileitung Stücke von Hoch spannungskabeln größeren Durchmessers zwischengeschal tet sind,
- - und Verbindungsgarnituren vorgesehen sind, die für die Verbindung der Hochspannungskabel mit den unterschied lichen Durchmessern sorgen.
Alternativ oder ergänzend zu den Übergängen auf eine Frei
leitung mit zwischengeschalteten Kabelstücken kann die
Kabelanlage Übergänge auf Hochspannungskabel größeren
Durchmessers aufweisen, etwa wenn eine bestehende Kabel
anlage eine aus durchgesetzten Kabeln aufgebaute Erweite
rung erhält (Anspruch 1).
Vorteilhaft werden unter Kabeln mit ausreichend kleinem
Durchmesser solche verstanden, deren Isolierwanddicke klei
ner oder gleich 11 mm, insbesondere kleiner oder gleich 8
mm ist. Solche geringen Wanddicken sind u. a. aufgrund des
durch das Rohr vermittelten Schutzes vor Nässe und mechani
schen Einwirkungen möglich.
Die Kunststoffisolierung kann insbesondere im wesentlichen
aus Polyethylen (PE), vernetztem Polyethylen (VPE) oder aus
Ethylen-Propylen-Kautschuk (engl. ethylene-propylene rub
ber, EPR) bestehen. Bei letzterem kann es sich z. B. um sog.
EPM (peroxidisch vernetzt, mit einem Anteil von z. B. 30 bis
90 Gew.-% Ethylen handeln) oder um sog. EPDM handeln. EPR
hat zwar etwas größere Verluste und eine kleinere Durch
schlagfestigkeit als VPE, ist aber demgegenüber flexibel
und daher für Wechselbiegebeanspruchungen geeignet.
Zur Verdeutlichung wird im folgenden nochmals die entspre
chende Lösung im Stand der Technik erwähnt: Im Stand der
Technik werden die papierisolierten Kabel oder die sie
ersetzenden Kunststoffkabel mit verringerter Wanddicke
direkt zu den Endverschlüssen geführt. Man benötigt hierfür
spezielle Endverschlüsse, welche für den kleinen Durchmes
ser der Gasdruckkabel bzw. der sie ersetzenden Kunststoff
kabel besonders ausgebildet sind und - sofern die Rohre mit
Gasdruckkabel bestückt und folglich mit Gasüberdruck beauf
schlagt sind - auch dem Druckabschluß dienen.
Im Gegensatz dazu werden gemäß dem ersten Aspekt der Erfin
dung die kunststoffisolierten Kabel mit verringerter Isoli
erwanddicke nicht bis zu den Endverschlüssen geführt, son
dern z. B. am Ende der Dreileiterrohre mit Stücken von
(ebenfalls kunststoffisolierten) Hochspannungskabeln größe
rer Isolierwanddicke verbunden. Diese wiederum führen zu
den Endverschlüssen. Die Verbindung der Kabel erfolgt mit
speziellen Verbindungsgarnituren, z. B. Verbindungsmuffen,
die für die Verbindung von Kabeln mit entsprechend unter
schiedlichen Wanddicken (und damit Durchmessern) ausgebil
det sind. Für die Kabelstücke mit größerem Durchmesser
verwendet man insbesondere durchgesetzte Kabel, z. B. solche
mit 18 mm Wanddicke.
Diese Lösung hat den Vorteil, daß keine Endverschlüsse mehr
erforderlich sind, die speziell für Kabel mit verringerter
Wanddicke ausgebildet sind. Vielmehr kann man für durch
gesetzte Kabel ausgebildete Endverschlüsse verwenden, wel
che in relativ großen Serien produziert werden und daher
relativ kostengünstig zur Verfügung stehen. Neben der Auf
wandsverringerung kommt als weiterer Vorteil hinzu, daß
neben den Übergängen auf Freileitungen auch solche auf
Kabelsysteme mit Kabeln größeren Durchmessers (z. B. durch
gesetzten Durchmessers) auf einfachste Weise möglich sind,
was z. B. eine Erweiterung einer bestehenden Gasüberdruck
rohr-Kabelanlage mit nicht im Rohr geführten kunststoffiso
lierten durchgesetzten Kabeln erlaubt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 2 bis
4 angegeben: Bei den Rohren handelt es sich insbesondere um
Stahlrohre von dem Typ, der für die Aufnahme von Gasdruck
kabeln bestimmt ist (Anspruch 2). Im Rohr sind vorteilhaft
mehrere Kabel gemeinsam geführt, wobei es sich wegen der
üblicherweise verwendeten Dreiphasensysteme insbesondere um
drei Kabel handelt (Anspruch 3).
Im allgemeinen sind bei einer solchen Kabelanlage mehrere,
insbesondere drei (dreiphasenstromführende) Hochspannungs
kabel in den Rohren gemeinsam geführt. Am Ende dieser Rohre
erfolgt i.a. eine Verzweigung in einzeln geführte Hochspan
nungskabel.
Die Verbindungsgarnituren sind vorteilhaft am Ende der
mehrere Kabel aufnehmenden Rohre angeordnet; die Kabel sind
dann - von diesen Rohren aus gesehen - vorteilhaft jenseits
der Verbindungsgarnituren einzeln geführt (Anspruch 4).
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfin
dung eine Kabelanlage mit in Rohren geführten kunststoffi
solierten Hochspannungskabeln, die dadurch gekennzeichnet
ist, daß in den Rohren Gasüberdruck herrscht (Anspruch 5).
Hierzu folgende Erläuterung: Während bei Verwendung der
ursprünglichen papierisolierten Gasdruckkabel zur Vermei
dung von Ionisationserscheinungen in den Rohren ein hoher
Gasdruck herrschen mußte, wobei bei Gasinnendruckkabeln das
Druckgas ein Gas großer elektrischer Festigkeit sein mußte,
benötigen moderne kunststoffisolierte Kabel weder Druck
beaufschlagung noch Gas großer elektrischer Festigkeit. Bei
der Ersetzung von Gasdruckkabeln durch moderne kunststoffi
solierte Kabel liegt es also auf der Hand, das aufwendige
Gasdrucksystem außer Betrieb zu nehmen und die neuen kunst
stoffisolierten Kabel unter Luftatmosphäre bei Umgebungs
druck in den Rohren zu führen.
Der zweite Aspekt der Erfindung beruht hingegen auf der
Erkenntnis, daß auch bei kunststoffisolierten Kabeln das
Rohrsystem vorteilhaft unter Überdruck betrieben wird. Dies
dient aber nicht dazu, Ionisationserscheinungen zu vermei
den, sondern ein Eindringen von Wasser und Feuchtigkeit.
Außerdem hat es eine Monitorfunktion, indem sich eine Be
schädigung des Rohrsystems durch einen Druckabfall bemerk
bar macht. Hierfür genügen wesentlich geringere Drücke als
die für Gasdruckkabel üblichen 15 bar, z. B. Überdrücke
gegenüber der Außenatmosphäre von 0,1 bis 4 bar, insbeson
dere 0,5 bis 2 bar. Statt Gas mit großer elektrischer Fe
stigkeit kann für die Gasfüllung z. B. Luft dienen, die z. B.
der Umgebung entnommen und ggf. getrocknet wird.
Soweit die Kabelanlage Endverschlüsse zum Übergang auf eine
Freileitung aufweist, sind vorteilhaft Gasabdichtungen den
Endverschlüssen vorgelagert, so daß letztere keine
Druckabdichtungsfunktion übernehmen (Anspruch 6). "Vorgela
gert" heißt insbesondere, daß die Gasabdichtung keine bau
liche Einheit mit dem Endverschluß bildet, so daß - anders
als bei entsprechenden bekannten Kabelanlagen - gewöhnliche
Endverschlüsse ohne jegliche Druckabschlußfunktion verwen
det werden können.
Vorteilhaft sind die Gasabdichtungen im Bereich einer Auf
teilung der gemeinsam im Rohr geführten Hochspannungskabel
in einzeln geführte Kabel angeordnet (Anspruch 7). Dies
erlaubt es, die einzeln geführten Kabel ohne Druckrohr
anzuordnen, so daß das Problem der magnetischen Aufheizung
bei einem Einzelleiter entfällt (im Stand der Technik muß
ten die Einzelrohre aufwendig aus nicht-ferromagnetischem
Material (z. B. Kupfer) ausgeführt sein, bei der vorliegen
den Ausgestaltung entfallen die Einzelrohre hingegen ganz.
Zur Abdichtung des unter Überdruck stehenden Rohrsystems an
Übergängen auf Freileitung oder ein anderes Kabelsystem
sind im folgenden zwei weitere alternative vorteilhafte
Ausgestaltungen angegeben.
Die erste vorteilhafte Ausgestaltung baut auf dem ersten
und zweiten Aspekt der Erfindung gemeinsam auf. Und zwar
ist vorteilhaft die Gasabdichtung des die Rohre umfassenden
Überdruckraums am Ort der Verbindungsgarnituren vorgesehen
(Anspruch 8). Folglich sind die - vom Gasüberdruckraum
gesehen - jenseits der Verbindungsgarnituren verlaufenden
Hochspannungskabel, also die Kabel mit größerem Durchmes
ser, nicht vom Gasüberdruck beaufschlagt. Ein Vorteil die
ser Ausgestaltung ist, daß sich hieran gewöhnliche Endver
schlüsse ohne jegliche Druckabschlußfunktion anschließen
können - oder im Falle eines sich anschließenden Kabelsy
stems - daß die Kabel und Garnituren dieses Systems von
gewöhnlicher, insbesondere durchgesetzter Bauart sein kön
nen und keiner Druckabdichtung bedürfen. Vorzugsweise sorgt
eine außen an der Verbindungsgarnitur angeordnete Dicht
einrichtung (z. B. eine elastisch nachgiebige Dichtung) für
die Gasabdichtung (Anspruch 9).
Bei der zweiten vorteilhaften Ausgestaltung dienen eine
oder mehrere, das Kabel nachgiebig umschließende Dichtein
richtungen (z. B. Dichtringe) für die Gasabdichtung des
Überdruckraumes (Anspruch 10). Diese zweite Ausgestaltung
ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn keine Verbindungs
muffen vorgesehen sind, d. h. wenn die im Rohr geführten
Kabel kleineren Durchmessers wie bei herkömmlichen Anlagen
bis zu den Endverschlüssen durchlaufen. Jenseits des mehre
re Kabel aufnehmenden Rohrs sind die Kabel i.a. in nicht
magnetischen Einzelrohren geführt. Die Dichteinrichtungen
können vorteilhaft an den Endverschlüssen am Ende der ein
zeln geführten Kabel oder - alternativ - im Verzweigungs
bereich der Kabel angeordnet sein (Anspruch 11). Die über
druckfeste Gasabdichtung eines durchlaufenden kunststoff
isolierten Kabels ist technisch schwierig, da sich die
Kunststoffisolation aufgrund der im Betrieb auftretenden
Leitererwärmung i.a. beträchtlich thermisch ausdehnt. Eine
Dichteinrichtung mit geringer Nachgiebigkeit (z. B. ein
Stahlring) könnte sich hierbei in die Kunststoffisolation
des Kabels einschneiden und es dadurch irreversibel ver
formen und beschädigen. Im kalten, zusammengezogenen Zu
stand könnten Gaslecks auftreten.
Um diesen widerstreitenden Anforderungen zu genügen, näm
lich einerseits einer möglichst weitgehenden Vermeidung
eines Einschneidens in die Kabelisolation und andererseits
deren möglichst kraftvolles Umschließen zur Erreichung
eines ausreichenden Dichteffekts, ist die Dichteinrichtung
vom im Rohr herrschenden Überdruck beaufschlagt, wobei
wenigstens eine Komponente der Druckkraft in Dichtrichtung
verläuft (Anspruch 12). Der Gasüberdruck wird also in eine
Dichtkraft umgesetzt, die mit steigendem Überdruck zunimmt
und mit fallendem abnimmt. Vorteilhaft kommt eine permanen
te Dichtkraft hinzu (die z. B. von einem Spannring oder von
der Eigenelastizität des Dichtelements herrührt). Möglich
ist beispielsweise eine die Kabelwandung außen umfassende
Dichtlippe, deren äußerer Umfang im Gasüberdruckraum liegt
und somit druckbeaufschlagt ist. Dadurch halten sich die
entgegengesetzt wirkenden Kräfte die Waage, welche einer
seits den Dichtring von außen gegen das Kabel drücken und
andererseits gegen die Innenseite des Dichtrings drücken
und diesen vom Kabel abzuheben suchen, unabhängig von mo
mentan herrschendem Überdruck. Eine andere, entsprechend
wirkende Ausgestaltung ist beispielsweise ein innen hohl
ausgebildeter Dichtring, dessen Hohlraum mit dem Überdruck
raum kommuniziert. Der im Hohlraum wirkende Überdruck
drückt den Dichtring gegen das Kabel. Hierdurch ist einer
seits eine zuverlässige Abdichtung auch bei steigenden
Drücken gewährleistet, welche andererseits so nachgiebig
ist, daß sie z. B. thermisch bedingte Ausdehnungen des Ka
bels ohne Kabelbeschädigungen und Leckagen zuläßt.
Die Erfindung ist gemäß Anspruch 16 auch auf eine (erste)
Verbindungsgarnitur für Hochspannungskabel gerichtet, die
für eine Verbindung von Hochspannungskabeln mit unter
schiedlichen Isolierwanddicken ausgebildet ist und damit
vorteilhaft bei einer der erfindungsgemäßen Kabelanlage
oder einer deren Ausgestaltungen (soweit diese Hochspan
nungskabel mit unterschiedlichen Isolierwanddicken aufwei
sen) verwendbar ist. Insbesondere ist die Verbin
dungsgarnitur für die Verbindung von Hochspannungskabeln
mit gleichen Leiterdurchmessern ausgebildet (Anspruch 17).
Im Stand der Technik dienen Verbindungsgarnituren dazu, nur
begrenzten Längen herstellbare Hochspannungskabelab
schnitte zu längeren durchgehenden Hochspannungskabeln zu
verbinden. Diese Kabelabschnitte haben grundsätzlich glei
che Leiterdurchmesser, da der kleinste Leiterquerschnitt in
einem Kabel die maximal zulässigen Ströme begrenzt und
daher größere Leiterquerschnitte in anderen Kabelabschnit
ten keinen Nutzen haben. Entsprechend haben sie auch grund
sätzlich gleiche Isolierwanddicken. Erst die dem ersten
Aspekt der Erfindung zugrundeliegende Idee, Spezialkabel
für die Verlegung in Gasdruckrohren nicht direkt mit End
verschlüssen zu verbinden, sondern Kabelstücke mit durch
gesetztem Durchmesser zwischenzuschalten, führt zur erfin
dungsgemäßen Verbindungsgarnitur für die Verbindung von
Kabeln mit unterschiedlichen Isolierwanddicken.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Verbindungs
garnitur mit elastischen Isolierzylindern ausgerüstet,
welche unterschiedliche, an die Kabel angepaßte Innendurch
messer, und vorzugsweise gleiche Außendurchmesser aufweisen
(Anspruch 18).
Die Erfindung stellt eine weitere (zweite) Verbindungsgar
nitur bereit, welche neben der Funktion der Verbindung der
Kabel auch die Funktion einer Gasabdichtung übernimmt (An
spruch 19). Sie ist besonders für die Kabelanlage gemäß dem
zweiten Aspekt der Erfindung geeignet. Besonders bevorzugt
ist eine Ausgestaltung, die die Merkmale der ersten und der
zweiten Verbindungsgarnitur vereinigt, d. h. eine Verbin
dungsgarnitur, die zur Verbindung von Hochspannungskabeln
mit unterschiedlichen Außendurchmessern dient und die Funk
tion einer Gasabdichtung übernimmt.
Vorteilhaft ist eine Ausgestaltung der zweiten Verbindungs
garnitur mit Gasabdichtungsfunktion, bei welcher diese
außen (d. h. insbesondere an ihrem äußeren Umfang) eine
Dichteinrichtung aufweist (Anspruch 20). Vorzugsweise wird
die Verbindungsgarnitur dort angeordnet, wo das Kabel den
Überdruckraum, z. B. durch eine Öffnung in der Überdruck
raum-Wandung, verläßt. Die Dichteinrichtung weist hierfür
vorteilhaft einen z. B. nach außen gerichteten Dichtflansch
auf, der geeignet ist, die Öffnung des Überdruckraums ab
zudichten (Anspruch 21).
Bevorzugt ist die Dichteinrichtung so ausgebildet, daß sie
eine dichtende Verbindung mit Bewegungstoleranz erlaubt
(Anspruch 22). Hierdurch kann die Verbindungsgarnitur bei
spielsweise dichtend in die Öffnung des Überdruckraums
eingesetzt sein, und erlaubt dennoch Bewegungen des Kabels
relativ zu der die Öffnung aufweisende Wandung des Über
druckraums (z. B. aufgrund thermischer Ausdehnung).
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Dichteinrich
tung fest mit der Verbindungsgarnitur verbunden (Anspruch
23). Möglich ist z. B. ein mit der Verbindungsgarnitur ein
stückiger Dichtflansch, der zur Erzielung von Bewegungs
toleranz ganz oder zumindest in einem Abschnitt aus Elasto
mermaterial gefertigt ist.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung ist die
Dichteinrichtung hingegen nicht einstückig mit der Verbin
dungsgarnitur ausgebildet. Zur Erzielung der Dichtfunktion
drückt sie auf die äußere Oberfläche der Verbindungsgarni
tur (Anspruch 24). Diese Ausgestaltung ermöglicht eine
größere Bewegungstoleranz und ist auch für die elektrische
Funktion der Verbindungsgarnitur vorteilhaft. Denn sie
erlaubt eine glatt durchgängige Ausgestaltung der Verbin
dungsgarnitur-Oberfläche und damit - soweit diese Oberflä
che eine auf Erdpotential liegende leitende oder halblei
tende Schicht aufweist - einen in Längsrichtung homogenen
Feldverlauf im Isoliermaterial der Verbindungsgarnitur.
Insbesondere bei der nicht einstückigen Ausbildung ist eine
Ausgestaltung besonders vorteilhaft, bei welcher die für
eine dichte Anpressung der Dichteinrichtung erforderliche
Kraft zumindest teilweise durch den Gasüberdruck in dem
abzudichtenden Raum vermittelt wird (Anspruch 25). Durch
diese Maßnahme stellt sich die Dichtkraft in Abhängigkeit
vom Gasüberdruck selbsttätig auf einen Wert ein, der je
weils für die Abdichtung ausreichend ist. Bei einer beson
ders einfachen Ausführungsform weist die Dichteinrichtung
eine elastische, vom Gasüberdruck beaufschlagte Manschette
auf, die sich bei in die Öffnung eingesetzter Verbindungs
garnitur an deren äußere Oberfläche anlegt (Anspruch 26).
Die Erfindung ist auch auf ein kunststoffisoliertes Hoch
spannungskabel gerichtet, welches für die Führung in Rohren
ausgebildet ist, insbesondere in elektrisch leitenden Roh
ren von dem Typ, der ursprünglich für die Aufnahme von
Gasdruckkabeln bestimmt ist.
Das eingangs genannte bekannte Hochspannungskabel ist für
diesen Einsatzzweck besonders ausgebildet. Es hat einen
kleineren Außendurchmesser als durchgesetzte Kabel. Die
Dicke der Kunststoffisolation beträgt hier z. B. 11 mm an
statt 18 mm beim entsprechenden durchgesetzten Kabel. Abge
sehen hiervon handelt es sich bei diesem bekannten Kabel
jedoch im wesentlichen um ein Standardkabel.
Die Erfindung hat sich demgegenüber zum Ziel gesetzt, neben
oben erwähnten Kabelanlagen und Verbindungsgarnituren
auch ein Hochspannungskabel bereitzustellen, welches für
den vorliegenden Einsatzzweck besonders geeignet ist.
Erfindungsgemäß weist das Hochspannungskabel an seiner
äußeren Oberfläche einen leitenden Schirm auf, welcher der
Kontaktierung mit dem Rohr dient (Anspruch 27). Das Kabel
hat also keine isolierte, sondern eine leitende Oberfläche.
Üblicherweise hat ein Hochspannungskabel auf der Außenseite
der Kunststoffisolation eine felddefinierende leitende oder
halbleitende Schicht, welche auf Erdpotential liegt. Diese
Schicht ist bei Kabeln des Standes der Technik von zumin
dest einer weiteren isolierenden Schutzschicht umhüllt. Bei
dem erfindungsgemäßen Kabel ist der leitende Oberflächen
schirm vorzugsweise mit der felddefinierenden Schicht lei
tend verbunden, oder er bildet selbst die felddefinierende
Schicht. Die Kontaktierung des leitenden Schirms mit dem
Rohr erfolgt entweder unmittelbar durch Berührung des
Schirmes mit der Innenseite des Rohrs oder mittelbar, z. B.
über eine leitende Armierung (z. B. aus Flachdraht), welche
einerseits die im Rohr gefüllten Kabel bündig umschließt
und dabei deren leitende Schirme berührt und andererseits
die Innenseite des Rohrs berührt.
Die erfindungsgemäße Ausrüstung des Hochspannungskabels mit
einem leitenden Schirm hat den Vorteil, daß der im Fall
eines Kurzschlusses auftretende Stromrückfluß über das die
Kabel umschließende Rohr abgeführt werden kann, was die
Betriebssicherheit erhöht.
Bei der Lieferung und in der Zeit vor dem Einbau in das
Rohrsystem sind solche Kabel häufig der Witterung ausge
setzt. Um das Eindringen von Wasser zu verhindern, werden
Kabel des Standes der Technik häufig dicht mit einer Pla
stikfolie überzogen, die unmittelbar vor dem Einbau abgezo
gen werden muß. Um den damit verbundenen beträchtlichen
Aufwand zu reduzieren, ist der Schirm des erfindungsgemäßen
Hochspannungskabels vorzugsweise dicht gegenüber Wasser und
vorteilhaft auch gegenüber Feuchtigkeit ausgebildet (An
spruch 28). Der Schirm hat dann eine Doppelfunktion - er
dient einerseits als Kontaktvermittler zum Rohr und ande
rerseits als Schutz gegen das Eindringen von Wasser und
ggf. Feuchtigkeit.
Vorteilhaft wird der Schirm durch eine geschlossene Metall
schicht, insbesondere aus Aluminium oder Aluminiumlegierung
gebildet (Anspruch 29). Die Metallschicht kann z. B. eine in
Längsrichtung oder wendelartig verlaufende Naht aufweisen,
die vorteilhaft durch Klebung verschlossen ist (Anspruch
30).
Die Erfindung ist schließlich auf einen dritten Aspekt
einer Kabelanlage mit in Rohren geführten kunststoffiso
lierten Hochspannungskabeln gerichtet, welcher nicht den
Übergang auf eine Freileitung oder ein anderes Kabelsystem
betrifft, sondern die Verbindung einzelner Kabellängen zu
einer durchgehenden Leitung. Da die Kabel - wie oben er
wähnt - nur in bestimmten Maximallängen produziert, trans
portiert und verlegt werden können, sind derartige Verbin
dungen in periodischen Abständen nötig. Um die hierzu die
nenden Verbindungsgarnituren in den Rohren unterbringen zu
können, sind an den Verbindungsstellen Rohrerweiterungen
vorgesehen. Diese sind im Stand der Technik verschweißt.
Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, auch hierfür eine
vorteilhafte Lösung bereitzustellen, welche in Herstellung,
Einbau und Betrieb möglichst einfach ist.
Die Erfindung löst dieses Ziel gemäß Anspruch 13 bei einer
Kabelanlage mit Rohrerweiterungen dadurch, daß das Rohr im
Bereich der Rohrerweiterung teleskopisch öffnungsfähig ist.
Vorzugsweise ist die die Kabelverbindungsgarnituren auf
nehmende Rohrerweiterung als teleskopisch verschiebbare
Muffe ausgebildet (Anspruch 14).
Bei herkömmlichen Kabelanlagen mit papierisolierten Kabeln
sind die Verbindungsstellen der in einem Rohr geführten
Kabel jeweils in einer Rohrverbreiterung in Längsrichtung
versetzt angeordnet, um den Durchmesser der Rohrverbrei
terung gering zu halten. An den Verbindungsstellen wird die
Papierwicklung von Hand nachgebildet und mit der ver
schweißten Außenhülle überzogen. Beim Ersatz durch kunst
stoffisolierte Kabel und vorgefertigte Verbindungsgarnitu
ren wird der Durchmesser der vorhandenen Rohrerweiterungen
aufgrund des größeren Durchmessers der Verbindungsgarnitu
ren i.a. nicht ausreichen. Die bestehenden Rohrerweiterun
gen müssen daher beim Übergang von papier- zu kunststoffi
solierten Kabeln durch geeignete neue ersetzt werden.
Vorteilhaft sind die in der Rohrerweiterung aufgenommenen
Garnituren im wesentlichen nebeneinander angeordnet (An
spruch 15). Durch die Nebeneinanderanordnung hat die Rohr
erweiterung zwar eine größere Ausdehnung in Radialrichtung,
dafür ist die Längserstreckung wesentlich kleiner als bei
einer längsversetzten Anordnung, so daß selbst bei telesko
pischer Längsverschiebbarkeit eine relativ geringe Gesamt
erstreckung in Längsrichtung resultiert. Dies leistet einen
erheblichen Beitrag zur Niedrighaltung der Kosten bei der
Modernisierung von Gasdruckkabelanlagen, da das Aufgraben
zum Zweck des Einbaus neuer Rohrmuffen einen erheblichen
Kostenfaktor darstellt. Je kürzer die Muffen sind, desto
geringer können die Aufgrabungskosten gehalten werden.
Bevorzugterweise beträgt das Verhältnis der Außendurchmes
ser von Rohrmuffe und Gasdruckrohr 2 bis 4 und besonders
bevorzugt ungefähr 3. Die Länge des teleskopisches Ver
schiebungsbereichs relativ zum Durchmesser der Rohrmuffe
beträgt ebenfalls bevorzugt 2 bis 4 und besonders bevorzugt
ungefähr 3.
Die Erfindung ist gemäß Anspruch 31 auch auf eine Rohrmuffe
selbst gerichtet, die teleskopisch öffnungsfähig ist, um
den Zugang zu den Garnituren zu ermöglichen. Gemäß Anspruch
32 ist ihre Erstreckung in Radialrichtung ausreichend groß,
um mehrere, insbesondere drei im wesentlichen nebeneinander
angeordnete Garnituren zur Verbindung von einzelnen Kabel
längen aufzunehmen. Bezüglich weiterer Einzelheiten wird
auf die obigen Ausführungen zur Kabelanlage gemäß Ansprü
chen 13 bis 15 verwiesen, die auch vollinhaltlich auf die
Rohrmuffe gemäß Ansprüchen 31 und 32 zutreffen.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen und
der angefügten Zeichnung veranschaulicht. In der Zeichnung
zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Übergangs von einem im
Gasdruckrohr geführten Hochspannungskabel auf
eine Freileitung;
Fig. 2 eine Draufsicht eines Ausschnitts von Fig. 1;
Fig. 3 eine Seitenansicht einer waagrechten Unterflur
anordnung eines Aufteilungsgehäuses mit Druckab
dichtung am Ende eines Gasdruckrohres;
Fig. 4 eine Ansicht wie Fig. 3, jedoch mit geneigter
Unterfluranordnung des Aufteilungsgehäuses;
Fig. 5 eine Vorderschnittansicht eines überflur angeord
neten Aufteilungsgehäuses mit Druckabdichtung;
Fig. 6 eine Verbindungsgarnitur für unterschiedliche
Kabeldurchmesser mit einer Druckabdichtung mit
geringer Bewegungstoleranz;
Fig. 7 ein anderes Ausführungsbeispiel einer entspre
chenden Verbindungsgarnitur mit einer Druckab
dichtung mit größerer Bewegungstoleranz;
Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer entspre
chenden Verbindungsgarnitur mit einer Druckab
dichtung mit noch größerer Bewegungstoleranz;
Fig. 9 eine Seitenansicht eines Endverschlusses mit
vorgeschalteter Druckabdichtung;
Fig. 10 den Druckabdichtungsbereich von Fig. 9 in vergrö
ßerter Darstellung;
Fig. 11 einen Querschnitt eines Hochspannungskabels zur
Verlegung in Gasdruckrohren;
Fig. 12 eine Seitenschnittansicht einer Gasdruckrohrmuffe
zur Aufnahme mehrerer Verbindungsgarnituren;
Fig. 13 einen Querschnitt eines Gasdruckrohres mit her
kömmlichen papierisolierten Hochspannungskabeln;
Fig. 14 eine Vorderansicht eines herkömmlich ausgebilde
ten Aufteilungsgehäuses mit Einzeldruckrohren zur
Verbindung mit Endverschlüssen.
In den Figuren sind funktionsgleiche oder -ähnliche Teile
mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Die Fig. 1-12 veranschaulichen Ausführungsbeispiele der
Erfindung, wohingegen die Fig. 13 und 14 zur Erläuterung
des Standes der Technik dienen.
Eine herkömmliche Gasdruckrohr-Kabelanlage 1 gemäß Fig. 13
ist mit Gasdruckrohren 2 mit darin geführten Hochspannungs
kabeln 3 versehen. Die Rohre 2 sind i.a. gasdichte ver
schweißte Stahlrohre, die im Erdboden vergraben sind. Sie
sind z. B. mit Gas großer elektrischer Festigkeit (etwa
Stickstoff) unter einem Druck von 12 bar gefüllt.
Im Gasdruckrohr 2 befinden sich drei Leiter 4, in denen
Dreiphasenstrom fließt. Aufgrund der 120-Grad-Phasenbezie
hungen der drei Ströme ist der magnetische Fluß längs einer
beliebigen geschlossenen Kurve um die drei Leiter 4 gleich
Null. Dies ist Voraussetzung, um Leiter in einem ferroma
gnetischen Stoff (wie Stahl) anordnen zu können, da andern
falls im Rohr große Ringströme induziert würden, die es
stark erhitzen könnten. Die drei Kabel 3 sind von einer
Armierung 5, hier einer Wicklung aus Stahl-Flachdraht,
umgeben und werden von ihr zu einem einheitlichen Kabel
strang gebündelt. Sie erlaubt - wegen der geringen Reibung
von Stahl auf Stahl - ein leichtes Einziehen des Kabelbün
dels in das Gasdruckrohr 2 und schützt dabei die Kabel 3
vor Beschädigung. Zwischen der Oberfläche der Kabel 3 und
der Armierung 5 ist eine Papierzwischenlage 6 angeordnet.
Die Kabel 3 dienen in dem dargestellten Beispiel der Füh
rung von 110 kV-Hochspannung. Der Durchmesser eines Leiters
4 beträgt ungefähr 27 mm, der Durchmesser eines Kabels 3
ungefähr 48 mm, der Durchmesser eines das Kabelbündel mit
der Armierung 5 umgebenden Kreises ungefähr 110 mm und der
Innendurchmesser des Gasdruckrohres 2 ungefähr 140 mm.
Die oben erwähnten Merkmale der bekannten Gasdruck
rohr-Kabelanlage 1 gemäß Fig. 13 können in gleicher Weise bei
einer erfindungsgemäßen Gasdruckrohr-Kabelanlage realisiert
sein (wobei allerdings eine Füllung mit Hochdruck-Gas gro
ßer elektrischer Festigkeit nicht erforderlich ist).
Die Hochspannungskabel 3 haben eine Isolation 7, die -
anders als bei der Erfindung - aus ölgetränktem Papier
besteht, und zwar genauer aus einer Wicklung sehr dünner
Papierlagen. Bei nicht abgedichteter Kabeloberfläche füllt
das Druckgas die Hohlräume zwischen den ölgetränkten Pa
pierlagen aus, so daß eine Ionisation infolge der hohen
elektrischen Feldstärken nicht auftreten kann (sog. Gasin
nendruck-Kabel).
Bei einer solchen herkömmlichen Gasdruckrohr-Kabelanlage
erfolgt der Übergang auf eine Freileitung i.a. so, wie es
Fig. 14 schematisch dargestellt ist. Auf einem Gestell
8 ist für jede der drei Phasen ein Freileitungs-Endver
schluß 9 angeordnet. Er dient dem Übergang von den Kabeln
3 auf (nicht dargestellte) Freileitungen. Das Gasdruckrohr
2 ist im Bereich des Gestells 8 aus dem Erdboden herausge
führt und endet knapp über dem Erdboden in einem Auftei
lungsgehäuse 10, von dem ausgehend die drei Hochspannungs
kabel 3 einzeln jeweils in einem Einzelrohr 11 mit entspre
chend kleinerem Durchmesser zu den Endverschlüssen 9 ge
führt werden. Die Einzelrohre 11 sind in Fig. 14 nur stili
siert dargestellt. Da bei einzeln geführten Leitern der
magnetische Fluß um den Leiter nicht verschwindet, sind
diese Rohre zur Vermeidung einer Aufheizung aus nicht-fer
romagnetischem Material, z. B. aus Aluminium, gefertigt. Die
Kabel 3 laufen durch das Aufteilungsgehäuse 10 hindurch,
dieses hat also nur die Funktion, das Kabelbündel aufzutei
len, läßt die Kabel 3 als solche aber unberührt. Die Kabel
3 stehen auch in den Einzelrohren 11 unter dem Druck des
Gases großer elektrischer Festigkeit. Die am Ende der Ein
zelrohre 11 angeordneten Endverschlüsse 9 sind druckfest
ausgebildet. Sie haben neben der Funktion, für einen Über
gang vom elektrischen Feld des Kabels zu demjenigen der
Freileitung zu sorgen auch die Funktion eines Druckab
schlusses der Gasdruckrohr-Kabelanlage 1.
Das Aufteilungsgehäuse 10 kann aus ferromagnetischem Mate
rial (z. B. Stahl) oder aus nicht-ferromagnetischem Material
(z. B. Aluminiumguß) gefertigt sein. Letzteres ist vorteil
haft zur Vermeidung von Aufheizung im Bereich der Auftei
lungsfinger, insbesondere bei in Längsrichtung geteiltem
Aufteilungsgehäuse 10.
Bei der Erfindung sind die papierisolierten Kabel durch
kunststoffisolierte Kabel ersetzt, welche für die Führung
in einem Gasdruckrohr (z. B. gemäß Fig. 13) geeignet sind.
Es handelt sich z. B. um PE-, VPE- oder EPR-isolierte Kabel,
deren Isolierwanddicke gegenüber üblichen durchgesetzten
kunststoffisolierten Kabeln stark verringert ist (z. B. 8 mm
statt 18 mm), damit drei dieser Kabel in die bestehenden
Gasdruckrohre passen. Diese ist auch bei neuen Anlagen, wo
der Rohrdurchmesser keine einschränkende Randbedingung dar
stellt, vorteilhaft, den Kabel mit kleinerem Durchmesser
sind billiger, leichter zu verlegen, passen in größeren
Längen auf Kabelrollen, benötigen folglich weniger Verbin
dungsmuffen, und damit wesentlich geringeren Tiefbauauf
wand. Abgesehen von den durch die Erfindung gelehrten
Unterschieden treffen die Ausführungen zu Fig. 13 und 14
auch für die folgenden Ausführungsbeispiele zu und gelten
als zur Erfindung zugehörig.
Kunststoffisolierte Hochspannungskabel brauchen nicht unter
dem Druck eines Gases großer elektrischer Festigkeit zu
stehen. Es besteht daher heute keine Notwendigkeit mehr,
Hochspannungskabel in Gasdruckrohren zu führen. Ein Grund
für die Weiterverwendung bestehender Gasdruckrohre ist
jedoch die Möglichkeit, gegenüber einer Neuvergrabung be
trächtliche Kosten sparen. Geeignete Spezialkabel mit ver
ringerter (nicht entsprechend der durchgesetzten) Isoli
erwanddicke sind erhältlich.
Die Verlegung im Rohr kann vorteilhaft auch eine Monitor
funktion gegen mechanische Einwirkungen von außen sowie
Schutz gegen Wasser bieten, soweit die Rohre, wie es die
Erfindung u. a. lehrt, als geschlossenes Überdrucksystem be
trieben werden. Hierzu genügt ein geringerer Überdruck von
z. B. einem Bar sowie normale Luft als Füllgas. Somit ent
stehen Kabelsysteme mit kunststoffisolierten Hochspannungs
kabeln, die unter Gasdruck in Metallrohren geführt sind.
Bei dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist der Überdruckraum 12 nicht - wie im Stand der
Technik gemäß Fig. 14 - mit druckfesten Freileitungs-End
verschlüssen abgeschlossen, sondern mit Hilfe von gasdruck
dichten Verbindungsgarnituren 13. Die im Gasdruckrohr 2
verlaufenden kunststoffisolierten Hochspannungskabel 3 mit
verringertem Durchmesser sind durch jeweils eine Verbin
dungsgarnitur 13 mit einem Kabelstück 14 mit größerem
(durchgesetztem) Durchmesser verbunden. Durch diese Lösung
können die für durchgesetzte Kunststoffkabel üblichen End
verschlüsse unmodifiziert verwendet werden. Weiterhin be
steht die Möglichkeit, auf entsprechende Weise das Gas
druck-Kabelsystem mit einem anderen Kabelsystem, welches
aus durchgesetzten Kabeln mit größerem Durchmesser aufge
baut ist, zu verbinden.
Im einzelnen ist bei der Gasdruckrohr-Kabelanlage 1 gemäß
Fig. 1 und 2 das Gasdruckrohr 2 in einem Schacht 15 aus dem
Erdboden herausgeführt und mündet waagrecht in ein liegend
angeordnetes Aufteilungsgehäuse 10. Dieses ist zusammen
gesetzt aus einem bauchigen Ober- und Unterteil 15, 16 und
weist an der der Mündung des Gasdruckrohres 2 abgewandten
Seite 3 Öffnungen auf. In diese Öffnungen ist jeweils eine
Verbindungsgarnitur 13 mit einer Dichteinrichtung 18 gas
dicht eingesetzt. Das Innere des Gasdruckrohres 2 und des
Aufteilungsgehäuses 10 bilden zusammen den Überdruckraum
12. Aus dem Gasdruckrohr 2 führen drei kunststoffisolierte
Hochspannungskabel 3 mit verringertem Durchmesser in das
Aufteilungsgehäuse 10 und enden jeweils in einer der Ver
bindungsgarnituren 13. Die Verbindungsgarnituren 13 stellen
jeweils eine elektrische Verbindung zu einem Kabelstück 14
mit größerer (durchgesetzter) Isolierwanddicke, jedoch
gleichem Leiterdurchmesser wie die Hochspannungskabel 3
her. Die Kabelstücke 14 verlaufen offen (also ohne Rohr)
und unter Atmosphärendruck in einer 90°-Aufwärtskrümmung zu
jeweils einem Freileitungs-Endverschluß 9. Es handelt sich
um einen üblichen Endverschluß ohne Druckabdichtungsfunk
tion für durchgesetzte Kabel. Der aus dem Aufteilungsgehäu
se 10 ragende Teil der Verbindungsgarnituren 13 ist jeweils
mit einem Schutzgehäuse 17 abgedeckt. Der von diesem um
schlossene Raum liegt jenseits der Druckdichtung und gehört
somit nicht zum Überdruckraum 12. Gegenüber dem Stand der
Technik gemäß Fig. 14 ist beim Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 1 und 2 eine liegende Anordnung des Aufteilungsgehäu
ses 10 zusammen mit einer gegenbogenförmigen Herausführung
des Gasdruckrohres 2 in einem vergrößerten Abstand von den
Endverschlüssen 9 gewählt. Der Grund hierfür liegt in dem
größeren Platzbedarf, den die Einheit von Aufteilungsgehäu
se 10 und die darin eingesetzten, als Druckdichtung fungie
renden Verbindungsgarnituren 13 gegenüber dem einfachen
Aufteilungsgehäuse im Stand der Technik hat.
Die Gasdruck-Kabelanlagen 1 gemäß Fig. 3, 4 und 5 ent
sprechen im wesentlichen der Kabelanlage gemäß Fig. 1,
unterscheiden sich hiervon jedoch durch eine andere Anord
nung des Aufteilungsgehäuses 10 relativ zu den Endver
schlüssen 9 sowie durch eine andere Führung der Kabel 3 und
Kabelstücke 14: Bei der Kabelanlage 1 gemäß Fig. 3 ist das
Aufteilungsgehäuse 10 in waagrechter Stellung unterflur in
einem Hohlraum 19 angeordnet. Durch eine ausreichend tiefe
Unterfluranordnung kann das Gasdruckrohr 2 ohne Biegung in
das Aufteilungsgehäuse 10 münden. Das Kabelstück 14 verläßt
das Aufteilungsgehäuse 10 in horizontaler Richtung und
krümmt sich dann in einem 90°-Bogen nach oben, um direkt
unter den Freileitungs-Endverschlüssen 9 die Erdoberfläche
zu durchstoßen.
Bei der Gasdruckrohr-Kabelanlage 1 gemäß Fig. 4 ist das
Aufteilungsgehäuse 10 ebenfalls unterflur in einem Hohlraum
19 angeordnet, jedoch nicht horizontal, sondern geneigt
ausgerichtet. Es sitzt ungefähr mittig in einer gemeinsamen
90°-Biegung von Gasdruckrohr 2 und Kabelstück 14. Hierzu ist
diejenige Wand 20 des Hohlraums 19, welche das Aufteilungs
gehäuse 10 trägt, z. B. mit einer Neigung von 45° zur Hori
zontalen geneigt angeordnet.
Bei der Gasdruckrohr-Kabelanlage 1 gemäß Fig. 5 kann der
vorgegebene Verlauf des Gasdruckrohres 2 entsprechend Fig.
14 - also dessen Mündung knapp oberhalb der Erdoberfläche
und im Bereich unter den Endverschlüssen 9 - unverändert
bleiben. Am Ende des Gasdruckrohrs 2 ist ein Aufteilungs
gehäuse 10 angeordnet, welches für die Aufnahme der Ver
bindungsgarnituren 13 mit Druckabdichtungsfunktion ausge
bildet ist. Das Aufteilungsgehäuse 10 gemäß Fig. 5 ist quer
zur Kabellängsrichtung geteilt, während dasjenige gemäß
Fig. 2 längs dazu geteilt ist. Um trotz der längeren Bau
form der Einheit von Aufteilungsgehäuse 10 und Verbindungs
garnituren 13 die seitlichen Endverschlüsse 9 erreichen zu
können, sind die beiden äußeren Kabelstücke 14 mit einem
Gegenbogen angeordnet. Und zwar führen sie von den Verbin
dungsgarnituren 13 zunächst nach oben, um dann in einem
Bogen von ca. 18° jeweils zum zugehörigen Endverschluß 9
hin und weiter nach unten umzubiegen. An diese erste Bie
gung schließt sich unmittelbar eine entgegengesetzt zweite
Biegung von wiederum ca. 180° an, welche wieder nach oben
führt, so daß das Kabelstück 14 jeweils direkt am zugehöri
gen Endverschluß 9 endet.
Eine Verbindungsgarnitur 13 gemäß Fig. 6 für Kabel ver
schiedener Isolierwanddicken und mit Druckabdichtungsfunk
tion ist konzentrisch aufgebaut und weist zwei Innenzylin
der 21, 22 aus elastischem Isoliermaterial, z. B. Silikon
kautschuk auf. Zur Anpassung an die verschiedenen Kabel hat
der Innenzylinder 21 im Überdruckraum 12 wegen der dort
geringeren Isolierwanddicke des Kabels 3 einen entsprechend
kleineren Innendurchmesser. Hingegen hat der Innenzylinder
22 wegen der größeren Isolierwanddicke des Kabelstücks 14
auf der unter Atmosphärendruck stehenden Seite einen ent
sprechend größeren Innendurchmesser. Die Außendurchmesser
der beiden Isolierzylinder 21, 22 sind gleich.
Die Verbindung der (gleichen Querschnitt aufweisenden) Lei
ter 4 wird durch Verschweißen oder Verpressen erzielt. Bei
dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 dient hierzu eine
Preßhülse 23, die über die freigelegten Enden der Leiter 4
geschoben und anschließend verpreßt wird. Mit geeigneter
Materialwahl für die Preßhülse 23 sind auch Verbindungen
von Leitern aus verschiedenen Materialien (z. B. Aluminium
und Kupfer oder unterschiedlichen Legierungen hiervon)
möglich.
Die im allgemeinen unregelmäßige Außenkontur der Preßhülse
23 ist durch eine leitfähige Abdeckhülse 24, hier in Form
zweier Halbschalen aus Metall überdeckt. Die Abdeckhülse 24
ist ihrerseits von einer leitfähigen elastischen Hülse 25
überzogen, welche mit ihrer äußeren Oberfläche eine auf
Hochspannung liegende Elektrodenkontur bildet und für den
gewünschten Feldverlauf sorgt. Hier wird die elastische
Hülse 25 durch zwei aneinanderstoßende Lippen gebildet,
welche jeweils mit einem der Innenzylinder 21, 22 mecha
nisch einstückig ausgebildet sind. Bei anderen (nicht ge
zeigten) Ausführungsformen ist keine leitfähige elastische
Hülse vorgesehen, hier sorgt die Abdeckhülse 24 mit ihrer
Außenkontur selbst für einen gewünschten Feldverlauf und
hat damit die Funktion einer Steuerelektrode.
Durch geeignete Materialauswahl und geometrische Abmessun
gen der Abdeckhülse 24 wird der radiale Wärmewiderstand so
gehalten, daß die Temperatur der felddefinierenden Außen
konturen im Betrieb 10-20°C tiefer liegt als die Temperatur
der Leiter 4 in den Kabeln 3, 14, wodurch unerwünschte
temperaturbedingte Eigenschaftsänderungen (z. B. Änderungen
der Leitfähigkeit oder Durchschlagfestigkeit) eines äußeren
Isolierkörpers 26 vermieden werden.
Der äußere Isolierkörper dient als Isolation der auf Hoch
spannung liegenden mittleren, die Leiterverbindung über
deckenden Teile (hier der elastischen leitfähigen Hülse
25). Er hat im wesentlichen die Form eines Hohlzylinders,
der die beiden inneren Isolierzylinder 21, 22 und die da
zwischenliegende Leiterverbindung mit Abdeckhülse 24 und
elastischer Hülse 25 nahezu über deren gesamte Länge über
deckt und die sich außen zu den beiden Stirnseiten hin
konisch verjüngt. Er ist vorzugsweise aus dauerelastischem
Isoliermaterial, z. B. Silikonkautschuk gefertigt. Seine
Außenkontur ist leitfähig, indem z. B. die äußerste Silikon
kautschukschicht durch Zuschlag eines entsprechenden Mate
rials (z. B. Ruß) halbleitend oder leitend ausgebildet ist.
Die leitfähige Außenkontur ist auf Erdpotential gelegt und
dient damit als felddefinierende und -begrenzende Schicht.
Die Innenseite des äußeren Isolierkörpers 26 kann vorteil
haft im mittleren (die Leiterverbindung überdeckenden)
Bereich leitfähig beschichtet sein, um durch mögliche Un
ebenheiten in der Elektrodenfläche (d. h. der Oberfläche der
elastischen Hülse 25) eventuell eingeschlossene Luftspalte
zu überbrücken und damit aus dem elektrisch beanspruchten
Volumen herauszunehmen.
Nicht dargestellt in Fig. 6 sind in die Innenzylinder 21,
22 und/oder den äußeren Isolierkörper 26 eingebettete Re
flektoren für die kapazitive Feldsteuerung. Sie bestehen
vorzugsweise aus elastischem Material mit leitfähigen Kon
turen oder Oberflächen. Besonders vorteilhaft handelt es
sich um das gleiche Material wie das der Innenzylinder 21,
22 bzw. des äußeren Isolierkörpers 26 oder ein Material mit
ähnlichen mechanischen und thermischen Eigenschaften.
Eine Hälfte der Verbindungsgarnitur 3 liegt im Überdruck
raum 12, die andere im Bereich niedrigeren Drucks. Die
Garnitur 3 dient also neben der Verbindung zweier Kabel
verschiedenen Durchmessers auch der Druckabdichtung. Hierzu
dient folgende Ausgestaltung: Die inneren Isolierzylinder
21, 22 werden beim Zusammenbau mit Aufdehnung auf die Kabe
lisolation 7 aufgeschoben, so daß die dazwischen liegenden
Spalte durch die Rückstellkraft des dauerelastischen Mate
rials dauerhaft gasdicht geschlossen sind. Entsprechendes
gilt für den äußeren Isolierkörper 26, auch er wird mit
Aufdehnung auf die inneren Isolierzylinder 21, 22 aufge
schoben. Falls das Material der Isolierzylinder 21, 22 und
des äußeren Isolierkörpers 26 nicht ganz gasdicht ist, kann
letzterer vollständig oder nur im Bereich des Überdrucks
oder des niedrigeren Drucks mit einer gasdichten Oberflä
chenschicht 27 versehen sein. Es kann sich dabei z. B. um
eine Lackschicht, eine dichte Gummischicht oder eine aufge
dampfte dünne Metallschicht handeln. In Fig. 6 ist die
Oberfläche im Bereich niedrigeren Drucks mit einer solchen
Schicht 27 versehen. Zur Erzielung der Gasdichtheit zwi
schen dem äußeren Isolierkörper 26 und dem Aufteilungsge
häuse 10, in dessen Öffnungen 28 die Verbindungsgarnituren
3 eingesetzt sind, dient eine Dichteinrichtung 18, hier ein
mit dem äußeren Isolierkörper 26 einstückiger Flansch 29.
Er sitzt im Bereich der Mitte oder etwas aus der Mitte ver
setzt auf der Verbindungsgarnitur 13 erstreckt sich in
radialer Richtung nach außen, und ist unter Zwischenschal
tung einer Dichtung mit Befestigungsmitteln 30 (z. B. einer
abgedichteten Schraubverbindung) mit der Wand 31 des Auf
teilungsgehäuses 10 im wesentlichen starr verbunden. Ins
gesamt ergibt sich damit eine hermetische Abdichtung des
Überdruckraums 12 gegenüber dem (z. B. unter atmosphärischem
Druck stehenden) Außenraum. Der Flansch 29 ist mit dem
äußeren Isolierkörper 26 einstückig und fest zusammenge
baut, z. B. aufgegossen.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 hat die Verbin
dungsgarnitur 13 relativ zum Aufteilungsgehäuse 10 eine
größere Bewegungsfreiheit. Die Öffnung 28 des Aufteilungs
gehäuses 10 ist deutlich größer als die äußere Querschnitts
kontur der Verbindungsgarnitur 13, was eine Beweglichkeit
in Radialrichtung ermöglicht. Die Dichteinrichtung 18, hier
der Flansch 29 aus flexiblem Material (z. B. Elastomermate
rial) ist länger und dünner als derjenige gemäß Fig. 6. Nur
der äußere Flanschbereich 32 ist mit der Wand 31 verbunden,
und zwar etwa reibschlüssig durch Anpressung einer z. B.
kreisringförmigen Gegenplatte 33 an die Wand 31. Bei aus
reichendem Anpreßdruck ergibt dies eine hermetische Abdich
tung des Spaltes zwischen Flansch 29 und Wand 31. In seinem
radial inneren Bereich verläuft der Flansch 29 geneigt zur
Radialrichtung, und zwar so, daß der Fußbereich 34 des
Flansches 29 in einem für eine gewünschte axiale Beweglich
keit ausreichenden axialen Abstand von der Wand 31 liegt.
Diese Maßnahmen schaffen eine radiale und axiale Relativbe
weglichkeit von Verbindungsgarnitur 13 und Aufteilungsge
häuse 10.
Die äußere feldbegrenzende Schicht 35 auf der Außenober
fläche des äußeren Isolierkörpers 26 verläuft wie bei den
Ausführungsbeispielen (Fig. 6 und 7) unter dem Flansch 29
hindurch und bildet so eine gleichmäßige zylindrische Ober
fläche. Wäre hingegen die feldbegrenzende Schicht außen um
den Flansch 29 herumgeführt, so könnte diese Abweichung von
der Zylindergeometrie zu unerwünschten Feldstärkeerhöhungen
führen.
Bei dem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 wird die
Dichteinrichtung 18 durch einen Hohlzylinder 36 mit einem
sich trompetentrichterförmig erweiternden Ende gebildet,
welches den Flansch 29 bildet. Der Hohlzylinder 36 - und
damit der Flansch 29 - sind nicht mit der Verbindungsgarni
tur 13 verbunden. Letzterer ist an seinem radial äußeren
Bereich - wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 - mit
einer Gegenplatte 33 an der Wand 31 gasdicht befestigt. Das
freie Ende des Hohlzylinders 36 erstreckt sich in den Über
druckraum 12 hinein. Bei der Montage wird die Verbindungs
garnitur 13 in den Hohlzylinder 36 eingeschoben, der dabei
elastisch gedehnt wird. Die durch den Hohlzylinder 36 ge
bildete großflächige Dichtungslippe drückt dann beständig
auf den äußeren Isolierkörper 26, so daß die Spalte dazwi
schen gasdicht ist. Der Überdruck im Überdruckraum 12
drückt den Hohlzylinder 36 zusätzlich auf den äußeren Iso
lierkörper 26, so daß die Außenkraft entsprechend einem
steigendem Überdruck zunimmt und so die Dichtigkeit auch
bei höherem Überdruck erhalten bleibt.
Diese Ausführungsvariante hat eine besonders große radiale
und axiale Bewegungstoleranz, ohne daß hierdurch die elek
trische oder die dichtende Funktion negativ beeinflußt
würde. Eine durchgehend zylindrische feldbegrenzende
Schicht 35 liegt hier durch die nicht einstückige Ausbil
dung von Garnitur 13 und Flansch 29 ohne besondere Maßnah
men vor (anders als bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 6
und 7). Allerdings sind hier zwei Dichtflächen vorhanden
(statt nur einer in Fig. 6 und 7), was jedoch insbesondere
bei der vorliegenden Ausgestaltung aufgrund der mit dem
Überdruck zunehmenden Dichtkraft unproblematisch ist.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 und 10 zeigt eine
andere Art von Druckabdichtung, die nicht Teil einer Ver
bindungsgarnitur ist, sondern an beliebiger Stelle an einem
durchlaufenden Hochspannungskabel (kleineren oder größeren
Durchmessers) angeordnet werden kann. Gemeinsam mit den
vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist ihm der
Gedanke, die Freileitungsendverschlüsse 9 von der Druck
dichtungsfunktion zu befreien, was ihre Konstruktion we
sentlich erleichtert. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel
ist eine Dichteinrichtung 18 kurz vor den Endverschlüssen
9 angeordnet. Der Übergang von dem im Gasdruckrohr 2 ge
führten Hochspannungskabel 3 auf die Endverschlüsse 9 ent
spricht dem herkömmlichen, in Fig. 14 gezeigten Aufbau,
abgesehen von der im folgenden beschriebenen Dichteinrich
tung 18 und der dichtfunktionslosen Ausbildung der Endver
schlüsse 9. Bei anderen (nicht gezeigten) Ausführungsformen
sind die Dichteinrichtungen 18 am Ausgang des Aufteilungs
gehäuses 10 angeordnet. Hier brauchen die außerhalb des
Aufteilungsgehäuses 10 geführten Kabel 3 oder Kabelstücke
14 nicht in Einzelrohren 11 zu den Endverschlüssen 9 ge
führt sein.
In Fig. 9 ist die kurz vor der Einführung des Hochspan
nungskabels 3 in den Endverschluß 9 angeordnete Dichtein
richtung 18, hier eine überdruckbeaufschlagte Dichtung 37
mit einem Kreis gekennzeichnet, in Fig. 10 ist sie vergrö
ßert dargestellt. Sie weist einen das Kabel 3 umgreifenden
Dichtring 38 auf, der aus Isoliermaterial gefertigt und
innen hohl ausgebildet ist. Er ist von einem
Dichtringhalter 39 gehaltert, welcher an das Ende des Ein
zelrohrs 11 angeflanscht ist. Der Hohlraum im Dichtring 38
kommuniziert mit dem Überdruckraum 12, z. B. durch eine in
das Einzelrohr 11 mündende Verbindungsleitung (gestrichelt
dargestellt in Fig. 10). In Fig. 10 ist der Dichtring 38
zur Veranschaulichung im nicht druckbeaufschlagten Zustand
gezeigt. Bei Druckbeaufschlagung legt er sich an das Kabel
3 an, wobei der Anpreßdruck mit steigendem Überdruck im
Überdruckraum 12 zunimmt. Bei anderen (nicht gezeigten)
Ausführungsformen ist der Dichtring so geformt, daß er
bereits im nicht druckbeaufschlagten Zustand aufgrund sei
ner Eigenelastizität auf das äußere des Kabels 3 drückt. In
diesem Fall kommt zu dem Anpreßdruck aufgrund der Druck
beaufschlagung der Elastizitätsanpreßdruck hinzu.
Das Hochspannungskabel 3 gemäß Fig. 11 weist - von innen
nach außen betrachtet - einen Leiter 4, eine Isolation 7,
eine leitende oder halbleitende feldbegrenzende Schicht 40,
einen Schutzmantel 41 sowie einen leitenden Schirm 42 auf.
Wie üblich bei Hochspannungskabeln kann der Leiter 4 als
Leiterseil ausgebildet sein. Die Isolation 7 besteht z. B.
aus PE, VPE oder EPR und hat gegenüber einem durchgesetzten
Kabel eine verringerte Wanddicke von z. B. 8 mm statt durch
gesetzter 18 mm (für ein 110 kV-Kabel). Die feldbegrenzende
Schicht 40 ist geerdet, sie ist z. B. aus mit Ruß versetztem
Kunststoff gefertigt. Der aus isolierendem Kunststoff, z. B.
PVC gefertigte Schutzmantel 41 hat keine elektrische Funk
tion, sondern dient hauptsächlich dem mechanischen Schutz
des Kabels 3. Der äußere leitende Schirm 42 ist wasser- und
feuchtigkeitsdicht. Er besteht z. B. aus einer Aluminium
folie mit einer geklebten Längsnaht 43.
Der Schirm 42 verhindert einerseits das Eindringen von
Wasser und Feuchtigkeit in das Kabel 3 und macht somit eine
Versiegelung des Kabels 3 in Form einer Kunststoffhülle,
welche vor der endgültigen Verlegung zu entfernen ist,
überflüssig. Andererseits stellt die leitfähige Ausbildung
der Außenoberfläche sicher, daß der im Fall eines Kurz
schlusses auftretende Stromfluß über das Gasdruckrohr 2
abgeführt wird, was der Betriebssicherheit dient.
Fig. 12 zeigt schließlich nicht - wie die Fig. 1 bis 5 -
den Endbereich des Gasdruckrohr-Kabelsystems 1, sondern
eine im laufenden Gasdruckrohr 2 angeordnete Verbindungs
stelle, an der einzelne Längen von Hochspannungskabeln 3 zu
einer durchgehenden Leitung verbunden sind. Es handelt sich
auch hier um eine Dreiphasenleitung mit drei Kabeln 3 im
Gasdruckrohr 2 (in Fig. 11 sind nur zwei Phasen darge
stellt). Für die elektrische und mechanische Verbindung der
einzelnen Kabel 3 sorgen Verbindungsgarnituren 13, die
beispielsweise der in Fig. 6 dargestellten Verbindungsgar
nitur entsprechen, jedoch keine Druckabdichtung aufweisen
und mit zwei Isolierzylindern gleichen kleinen Durchmessers
(angepaßt an den nicht durchgesetzten kleinen Durchmesser
der Kabel 3) ausgerüstet sind. Die mehreren (hier drei)
Verbindungsgarnituren 13 sind nebeneinander angeordnet.
Genauer ausgedrückt liegen sie bezüglich der Gasdruck
rohr-Längsrichtung auf gleicher Höhe, im Gegensatz etwa zu einer
Anordnung, bei der sie in Kabellängsrichtung versetzt wä
ren. Da die Verbindungsgarnituren 13 einen wesentlich grö
ßeren Querschnitt als die Kabel 3 aufweisen, macht diese
Nebeneinanderanordnung eine beträchtliche Querschnittser
weiterung des Rohrs erforderlich, verglichen etwa mit einer
längsversetzten Anordnung. Andererseits hat sie den Vorzug,
daß die Längserstreckung der Zone mit erweitertem Quer
schnitt wesentlich geringer als bei der längsversetzten
Anordnung ist.
Um die nebeneinander angeordneten Verbindungsgarnituren 13
im Überdruckraum 12 aufzunehmen, ist eine Rohrerweiterung
in Form einer Rohrmuffe 43 vorgesehen. An einer Seite der
Rohrmuffe 43 ist das Gasdruckrohr 2 durch eine Rohrmuffen
führung 44 ersetzt, deren Durchmesser etwas kleiner als
derjenige der Rohrmuffe ist, und deren Länge derjenigen der
Rohrmuffe 43 entspricht oder etwas kleiner ist.
Um das Rohr an der Verbindungsstelle zu öffnen, ist die
Rohrmuffe 43 teleskopisch über die Rohrmuffenführung 44
verschiebbar. Sie gibt damit die gesamte Verbindungsstelle
mit den Verbindungsgarnituren 13 frei, z. B. für Installa
tions-, Wartungs- und Kontrollarbeiten. Im geschlossenen
Zustand wird die Rohrmuffe 43 an der der Muffenführung 44
abgewandten Seite mit einem Muffenanschluß 45 fest und
gasdicht verbunden, z. B. verschraubt. An der Seite der
Muffenführung 44 sorgt eine Gleitdichtung 46 für einen
gasdichten Verschluß des Spaltes zwischen Muffe 43 und
Führung 44.
Die geringe Längserstreckung der Rohrerweiterung 43 erlaubt
den Austausch früherer papierisolierter Kabelsysteme durch
kunststoffisolierte mit einem relativ geringen Aufwand.
1
Gasdruckrohr-Kabelanlage
2
Gasdruckrohr
3
Hochspannungskabel
4
Leiter
5
Armierung
6
Papierzwischenlage
7
Isolation
8
Gestell
9
Freileitungs-Endverschluß
10
Aufteilungsgehäuse
11
Einzelrohr
12
Überdruckraum
13
Verbindungsgarnitur
14
Kabelstück
15
Oberteil
16
Unterteil
17
Schutzgehäuse
18
Dichteinrichtung
19
Hohlraum
20
Geneigter Boden
21
,
22
Innerer Isolierzylinder
23
Preßhülse
24
Abdeckhülse
25
Elastische Hülse
26
äußerer Isolierkörper
27
Schicht
28
Öffnung
29
Flansch
30
Befestigungsmittel
31
Wand (des Aufteilungsgehäuses)
32
äußerer Flanschbereich
33
Gegenplatte
34
Fußbereich
35
feldbegrenzende Schicht
36
Hohlzylinder
37
Dichtung
38
Dichtring
39
Dichtringhalter
40
feldbegrenzende Schicht
41
Schutzmantel
42
leitender Schirm
43
Rohrmuffe
44
Rohrmuffenführung
45
Muffenanschlußflansch
46
Gleitdichtung
Claims (32)
1. Kabelanlage mit in Rohren (2) geführten kunststoff
isolierten Hochspannungskabeln (3), welche einen für
die Führung im Rohr (2) ausreichend kleinen Durch
messer aufweisen,
dadurch gekennzeichnet, daß
- a1) an Übergängen auf eine Freileitung Stücke von Hochspannungskabeln (14) größeren Durchmessers zwischengeschaltet sind, und/oder
- a2) daß die Kabelanlage Übergänge auf Hochspan nungskabel größeren Durchmessers aufweist,
- b) und Verbindungsgarnituren (13) vorgesehen sind, die für die Verbindung der Hochspannungskabel (3, 14) mit den unterschiedlichen Durchmessern ausgestaltet sind.
2. Kabelanlage nach Anspruch 1, wobei es sich bei den
Rohren (2) um Stahlrohre von dem Typ handelt, der
für die Aufnahme von Gasdruckkabeln bestimmt ist.
3. Kabelanlage nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher meh
rere, insbesondere drei Hochspannungskabel (3) im
Rohr (2) gemeinsam geführt sind.
4. Kabelanlage nach Anspruch 3, bei welcher die Hoch
spannungskabel (14) jenseits der Verbindungsgarnitu
ren (13) einzeln geführt sind.
5. Kabelanlage, insbesondere nach einem der Ansprüche 1
bis 4, mit in Rohren (2) geführten kunststoff
isolierten Hochspannungskabeln (3),
dadurch gekennzeichnet, daß
den Rohren (2) Gasüberdruck herrscht.
6. Kabelanlage nach Anspruch 5, mit Endverschlüssen (9)
zum Übergang auf eine Freileitung, wobei Gasabdich
tungen den Endverschlüssen (9) vorgelagert sind, so
daß letztere keine Druckabdichtungsfunktion überneh
men.
7. Kabelanlage nach Anspruch 6, bei welcher die Gasab
dichtungen im Bereich einer Aufteilung der gemeinsam
im Rohr (2) geführten Hochspannungskabel (3) in ein
zeln geführte Kabel (3) angeordnet sind.
8. Kabelanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und
einem der Ansprüche 5 bis 7, bei welcher am Ort der
Verbindungsgarnituren (13) eine Gasabdichtung eines
die Rohre (2) umfassenden Überdruckraums (12) vor
gesehen ist, so daß die einen größeren Durchmesser
aufweisenden Hochspannungskabel (14) nicht unter
Gasüberdruck stehen.
9. Kabelanlage nach Anspruch 8, bei welcher die Gasab
dichtung eine außen an der Verbindungsgarnitur (13)
angeordnete Dichteinrichtung (18, 29, 36) ist.
10. Kabelanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei
welcher eine Gasabdichtung eines die Rohre (2) um
fassenden Überdruckraums (12) vorgesehen ist, welche
durch das Kabel (3, 14) nachgiebig umschließende
Dichteinrichtungen (18, 37, 38) gebildet wird.
11. Kabelanlage nach Anspruch 10, bei welcher mehrere,
insbesondere drei Hochspannungskabel (3) im Rohr (2)
gemeinsam geführt sind und sich außerhalb oder im
Endbereich des Rohrs (2) in einzeln geführte Hoch
spannungskabel (3, 14) verzweigen, und die Dichtein
richtungen (18, 37, 38) an Endverschlüssen (9) am
Ende der einzeln geführten Kabel oder - alternativ -
im Verzweigungsbereich der Kabel angeordnet sind.
12. Kabelanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 11, bei
welcher die Dichteinrichtung (18, 29, 36, 37, 38)
vom in den Rohren (2) herrschenden Überdruck beauf
schlagt ist, wobei wenigstens eine Komponente der
Druckkraft in Dichtrichtung verläuft.
13. Kabelanlage mit in Rohren geführten kunststoffiso
lierten Hochspannungskabeln (3), insbesondere nach
einem der Ansprüche 1 bis 12,
- - welche Rohrerweiterungen (43) zur Aufnahme von Garnituren (13) zur Verbindung von einzelnen Kabellängen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
- - das Rohr (2) im Bereich der Rohrerweiterung (43) teleskopisch öffnungsfähig ist.
14. Kabelanlage nach Anspruch 13, wobei die die Garnitu
ren (13) aufnehmende Rohrerweiterung (43) als tele
skopisch verschiebbare Muffe ausgebildet ist.
15. Kabelanlage nach Anspruch nach Anspruch 13 oder 14,
bei welcher die in der Rohrerweiterung (43) aufge
nommenen Garnituren (13) im wesentlichen nebenein
ander angeordnet sind.
16. Verbindungsgarnitur für Hochspannungskabel, insbe
sondere für eine Kabelanlage nach einem der Ansprü
che 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß
sie für die Verbindung von Hochspannungskabeln (3,
14) mit unterschiedlichen Isolierwanddicken ausge
bildet ist.
17. Verbindungsgarnitur nach Anspruch 16, welche für die
Verbindung von Hochspannungskabeln (3, 14) mit glei
chen Leiterdurchmessern ausgebildet ist.
18. Verbindungsgarnitur nach Anspruch 16 oder 17, welche
elastische Isolierzylinder (21, 22) unterschiedli
chen Innendurchmessers aufweist.
19. Verbindungsgarnitur für Hochspannungskabel, insbe
sondere nach einem der Ansprüche 16 bis 18 und/oder
insbesondere für eine Kabelanlage nach einem der
Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß
sie neben der Funktion einer Verbindung der Hoch
spannungskabel (3) auch die Funktion einer Gasab
dichtung übernimmt.
20. Verbindungsgarnitur nach Anspruch 19, welche außen
eine Dichteinrichtung (18, 29, 36) aufweist.
21. Verbindungsgarnitur nach Anspruch 20, wobei die
Dichteinrichtung (18, 29, 36) einen Dichtflansch
(29) umfaßt, der geeignet ist, eine Öffnung (28) ei
nes Überdruckraums (12) abzudichten.
22. Verbindungsgarnitur nach Anspruch 19 oder 20, wobei
die Dichteinrichtung (18, 29, 36) für eine dichtende
Verbindung mit Bewegungstoleranz ausgebildet ist.
23. Verbindungsgarnitur nach einem der Ansprüche 20 bis
22, wobei die Dichteinrichtung (18, 29) fest mit der
Verbindungsgarnitur (13) verbunden ist.
24. Verbindungsgarnitur nach einem der Ansprüche 20 bis
22, wobei die Dichteinrichtung (18, 36) nicht ein
stückig mit der Verbindungsgarnitur (13) ist und zur
Erzielung der Dichtfunktion auf diese drückt.
25. Verbindungsgarnitur nach Anspruch 24, wobei die
Dichteinrichtung (18, 29, 36) zumindest teilweise
durch den Gasüberdruck in dem abzudichtenden Raum
(12) an die Verbindungsgarnitur (13) gedrückt wird.
26. Verbindungsgarnitur nach Anspruch 25, wobei die
Dichteinrichtung (18, 36) eine elastische, vom Gas
überdruck beaufschlagte Manschette aufweist, die auf
der Verbindungsgarnitur (13) angeordnet wird.
27. Kunststoffisoliertes Hochspannungskabel zur Führung
in Rohren, insbesondere für Kabelanlagen nach einem
der Ansprüche 1 bis 15, welches an seiner äußeren
Oberfläche einen leitenden Schirm (42) aufweist,
welcher der Kontaktierung mit dem Rohr (2) dient.
28. Kunststoffisoliertes Hochspannungskabel nach An
spruch 27, bei welchem der Schirm (42) so ausgebil
det ist, das er ein Eindringen von Wasser
verhindert.
29. Kunststoffisoliertes Hochspannungskabel nach An
spruch 27 oder 28, bei welchen der Schirm (42) durch
eine geschlossenen Metallschicht, insbesondere aus
Aluminium oder Aluminiumlegierung, gebildet wird.
30. Kunststoffisoliertes Hochspannungskabel nach An
spruch 29, bei welchem der Schirm (42) eine geklebte
Naht aufweist.
31. Rohrmuffe für eine Anlage mit in Rohren (2) geführ
ten Hochspannungskabeln (3), insbesondere für eine
Kabelanlage nach Anspruch 14 oder 15,
zur Aufnahme mehrerer, insbesondere dreier Garnitu
ren (13) zur Verbindung von einzelnen Kabellängen,
welche teleskopisch öffnungsfähig ist, um Zugang zu
den Garnituren (13) zu ermöglichen.
32. Rohrmuffe nach Anspruch 31, deren Erstreckung in
Radialrichtung ausreichend groß ist, um die Garnitu
ren (13) im wesentlichen nebeneinander angeordnet
aufzunehmen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997118280 DE19718280C5 (de) | 1997-05-01 | 1997-05-01 | Kabelanlagen, Verbindungsgarnituren, kunststoffisoliertes Hochspannungskabel und Rohrmuffe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997118280 DE19718280C5 (de) | 1997-05-01 | 1997-05-01 | Kabelanlagen, Verbindungsgarnituren, kunststoffisoliertes Hochspannungskabel und Rohrmuffe |
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DE19718280C1 true DE19718280C1 (de) | 1999-02-18 |
DE19718280C5 DE19718280C5 (de) | 2004-07-15 |
Family
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997118280 Expired - Fee Related DE19718280C5 (de) | 1997-05-01 | 1997-05-01 | Kabelanlagen, Verbindungsgarnituren, kunststoffisoliertes Hochspannungskabel und Rohrmuffe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19718280C5 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1513236A2 (de) * | 2003-09-02 | 2005-03-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Druckgasisolierter Kabelanschlussbaustein |
CN107706880A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-02-16 | 湖州三井低温设备有限公司 | 一种低温电缆出线接头 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE8327449U1 (de) * | 1983-09-24 | 1983-12-22 | Felten & Guilleaume Energietechnik GmbH, 5000 Köln | Aufteilungsgehäuse für Dreileiter-Höchstspannungskabel |
-
1997
- 1997-05-01 DE DE1997118280 patent/DE19718280C5/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP1513236A2 (de) * | 2003-09-02 | 2005-03-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Druckgasisolierter Kabelanschlussbaustein |
EP1513236A3 (de) * | 2003-09-02 | 2014-04-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Druckgasisolierter Kabelanschlussbaustein |
CN107706880A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-02-16 | 湖州三井低温设备有限公司 | 一种低温电缆出线接头 |
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DE19718280C5 (de) | 2004-07-15 |
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D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
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8392 | Publication of changed patent specification | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |