DE19718280C1 - Kabelanlagen, Verbindungsgarnituren, kunststoffisoliertes Hochspannungskabel und Rohrmuffe - Google Patents

Kabelanlagen, Verbindungsgarnituren, kunststoffisoliertes Hochspannungskabel und Rohrmuffe

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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.
Bezugszeichenliste
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.
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