DE2259852A1

DE2259852A1 - GAS INSULATED HIGH VOLTAGE CABLE

Info

Publication number: DE2259852A1
Application number: DE19722259852
Authority: DE
Inventors: Ernst Prof Dipl Ing Scheffler; Hans-Dieter Dr Ing Stenzel
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1972-12-07
Filing date: 1972-12-07
Publication date: 1974-06-12

Description

Gasisolieries Hochspannungskabel Die vorliegende Erfindung betrfft ein gasisoliertes Hochspannungskabel aus einem äußeren Mantelrohr und einem dari gegenüber dem Mantelrohr isoliert ångeor'dneten, spannungführenden Innenleiter. Gas insulating high voltage cables The present invention relates to a gas-insulated high-voltage cable consisting of an outer jacket tube and a dari ångeor'dneten, live inner conductor insulated from the jacket pipe.

Für die Übertragung elektrischer Energie, insbesändere unter hohen Betriebsspannungen werden seit einiger Zeit sogenannte gas-isolierte Hochspannungskabel eingesetzt. Solche Kabel oder Leitungen aus einem Innenleiter und einem umgebenden, gegen den Innenleiter isolierten Mantelrohr bestehen in der Regel aus einzelnen, maximal 6 - 10 m langen Teilstücken, die an Ort und Stelle zusammengefügt werden. Sind die Innen-bzw. Außenleiterteilstücke miteinander elektrisch leitend verbunden, wird die gesamte Leitung evakuiert und mit dem Isoliergas, beispielsweise SFb gefüllt. So ist beispielsweise eine gasisolierte Hochspannungsleitung bekannt, (DOS 1934 812) nach -der Teillängen von maximal 12 m im Werk hergestellt und anschließend auf der Montagestelle zusammengefügt werden, wobei jede der vielen erforderlichen Verbindungsstellen eine Schwachestelle für das Kabel bedeuten kann, abgesehen von den Transportschwierigkeiten und dem vergleichsweise sehr hohen Montageaufwand und den damit verbundenen hohen Erstellungskosten für eine derartige Kabelstrecke Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere bei solchen gasisolierten Leitungen höherer Spannung, wo das äußere b1antelrohr bereits mehr als 400 mm Durchmesser ItJ weist, an Montagekosten wesentlich einzusparen und gleichzeitig die Betriebssicherheit solcher Kabel oder Leitungen zu erhöhen.For the transmission of electrical energy, especially under high For some time now, operating voltages have been known as gas-insulated high-voltage cables used. Such cables or lines from an inner conductor and a surrounding, Jacket pipes insulated from the inner conductor usually consist of individual, maximum 6 - 10 m long sections that are joined together on the spot. Are the interior or. Outer conductor sections connected to one another in an electrically conductive manner, the entire line is evacuated and filled with the insulating gas, for example SFb. For example, a gas-insulated high-voltage line is known (DOS 1934 812) manufactured in the factory according to partial lengths of a maximum of 12 m and then on the assembly site, each of the many required Joints can mean a weak point for the cable, apart from the transport difficulties and the comparatively very high installation effort and the associated high construction costs for such a cable route Of the The invention is based on the object, in particular in the case of such gas-insulated lines higher tension, where the outer jacket tube is already more than 400 mm in diameter ItJ instructs you to save considerably on assembly costs and at the same time improve operational reliability to increase such cables or wires.

Diese Aufgabe wird bei einem gasisolierten Hochspannungskabel gemäß der Erfindung dadurch gelöst. daß das Mantelrohr aus zwei Halbschalen vorgegebener Länge besteht, die aneinandergereiht den Innennleiter drukdicht umgeben, wobei der Innenleiter mindestens an seiner den Halbschalen zugekehrten Oberfläche als sehr langes gewelltes Mantelrohr ausgebildet ist. Auf diese Weise sind zumindest für den Innenleiter die verbindungsstellen und damit die Vielzahl der Schwächestellen vermieden, da der Innenleiter in großen Läagen hergestellt und transportiert werden kann. So kann der Innenleiter beispielsweise bei 300 mm Durchmesser noch in 200 m Längen auf üblichen Trommeln mit normalen Transportmitteln zur Baustelle gebracht und dort in die untere der beiden das Mantelrohr bildenden Halbschale eingelegt werden. Für die Wärmeausdehnung des Innenleiters sind besondere Dehnungselemente nicht arfoderlich, da das Wellrohr selbst die Wärmeausdehnungen aufnimmt.This task is carried out according to a gas-insulated high-voltage cable the invention thereby solved. that the jacket pipe from two half-shells given Length exists, which are strung together to surround the inner conductor in a pressure-tight manner, the Inner conductor at least on its surface facing the half-shells as very long corrugated jacket tube is formed. This way are at least for the inner conductor the connection points and thus the multitude of weak points avoided because the inner conductor is manufactured and transported in large layers can. For example, with a diameter of 300 mm, the inner conductor can still be in 200 m lengths on normal drums brought to the construction site using normal means of transport and inserted there into the lower of the two half-shells forming the jacket tube will. There are special expansion elements for the thermal expansion of the inner conductor not necessary because the corrugated pipe itself absorbs the thermal expansion.

Je nach den geforderten Leiterquerschnitten kann für deri Innenleiter entweder ein gewelltes Mettalrohr, beispielsweise aus Kupfer, Aluminium oder einem entsprechend leitfähigen Material verwendet werden oder aber zur Übertragung xroßerer Leistungen werden in Weiterführung der Erfindun über ein inneres Vorzugsweise gewelltes Rohr die eigentlichen Leiterseile herumverseilt und anschliebend darüber ein äußeres Wellrohr aufgebracht, das gleichzeitig als Leiterglättung verwendet werden kann. Auch ein solcher aus einer Kombination von Wellrohren und Leiterseilen bestchender liinenl eiter kann in Längell von 20() - 300 m hergestellt und dan noch mit den normalen Transportmitteln zur Baustelle befördert werden.Depending on the required conductor cross-sections, the inner conductor either a corrugated metal tube, for example made of copper, aluminum or a appropriately conductive material can be used or for the transmission of larger Achievements are in continuation of the invention about an inner preferably corrugated The actual conductor cables are twisted around the tube and then an outer one is placed over it Corrugated pipe applied, which at the same time as Ladder smoothing used can be. Also one made from a combination of corrugated pipes and conductor cables An impressive line of pus can be made in lengths of 20 () - 300 m and then still be transported to the construction site by normal means of transport.

in Weiterführung der Erfindung weisen die als Mantelrohr verwendeten Halbschalen an den aneinander stoßenden Kanten längsverlaufende Flansche auf mit deren Hilfe sie verschraubt werden können. Um zusätzlich die Druckdichtigkeit der aus den Halbschalen gebildeten Umhüllungen zu erhöhen, hat es sich oft als zweckmäßig erwiesen, die Flansche zusätzlich gasdicht zu verlötet oder zu verschweißen. Auch ein Verkleben kann mitunter Vorteile bringen, wenn nur sichergestellt ist, daß sich die notwendige Druckdichtigkeit erreichen läßt.in a continuation of the invention have those used as a jacket tube Half-shells on the abutting edges with longitudinal flanges whose help they can be screwed. In order to additionally ensure the pressure-tightness of the It has often proven expedient to increase the coverings formed from the half-shells proved to additionally solder or weld the flanges gas-tight. Even gluing can sometimes bring advantages, if only it is ensured that can achieve the necessary pressure tightness.

nach rh Der besondere Vorteil der Anordnung der Erfindung ist darin zu sehen, daß für den Innenleiter keine Ausgleichselemente erforderlich sind und daß für den Außenleiter, d.h. after rh The particular advantage of the arrangement of the invention is therein to see that no compensation elements are required for the inner conductor and that for the outer conductor, i.e.

das Mantelrohr, der auch während des Betriebs nur mäßig warm wird, Ausgleichselemente - wenn überhaupt - in lsesentlich größeren Abständen gewählt werden können. Die in Durchführung der Erfindung verwendeten Halbschalen von beispielsweise 10 bis 20 m Länge sind leichter als volle Rohre und können daher in gröl3eren Längen transportiert und gefertigt werden.the jacket pipe, which only gets moderately warm during operation, Compensating elements - if at all - chosen at significantly larger intervals can be. The half-shells used in the practice of the invention, for example 10 to 20 m in length are lighter than full pipes and can therefore be used in longer lengths transported and manufactured.

Die Erfindung sei anhand der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention is based on that shown in FIGS Embodiments explained in more detail.

Eine z.B. mit SF6 isolierte Leitung für Spannungen von 380 kw und darüber besteht, wie aus der Figur 1 ersichtlich, aus dem außeren Mantelrohr 1, in dessen innern der spannungführende leiter 2 angeordnet und durch Abstandshalter 3 aus einem geeingneten lsolierstoff gegenüber dem äußeren Mantelrohr 1 in Lage gehalten wird. Das Mantelrohr 1 besteht hierbei, wie iiisbesondere alls der Figur 2 ersichtlich, aus den beiden lialbschalen 4 uiid 5, die mit längsverlaufenden Flanschen (> und 7 versehen sind. Diese Halbschalen können in definierter Länge zum Montageort transportiert und dort durch entsprechende Vcrbindungselemente zusammengefügt werden. Der innenleiter 2 besteht demgegenüber aus einem kontinuierlich hergestellten Wellrohr, das auf Trommeln aufgewickelt und fortlaufend in die vorbereiteteii aneinandergereihten Halbschalen an der Montagestelle eingebracht werden kann. Dieses sogenannte Wellrohr wird vorteilhaft dadurch erzeugt, dall ein längseinlaufendes Metallband, beispielsweise aus Kupfer oder Alumiiiium zum ohr geformt, an den längsverlaufenden Bandkanten verschweißt und anschließend gewellt wird, wobei die Wellung wendelförming oder aus quer zur Achsrichtung und in Abstand nebeneinander angeordneten Wellen bestehen kann. Unabhängig davon, in welcher Form dieses Wellrohr ausgebildet oder nach welchem Verfahren es hergestellt ist, ist für die Erfindung die hombination eines äußeren aus Teilstücken zusammengesetzten Mantelrohres und eines Innenleiters praktisch endloser Länge wesentlich.A cable insulated with SF6, for example, for voltages of 380 kw and above it, as can be seen from FIG. 1, consists of the outer jacket tube 1, in the interior of the live conductor 2 and arranged by spacers 3 made of a suitable insulating material opposite the outer jacket tube 1 in position is held. The jacket pipe 1 consists here, as in particular all of the figure 2 can be seen from the two vial shells 4 and 5, the ones with longitudinal flanges (> and 7. These half-shells can be brought to the installation site in a defined length transported and joined there by appropriate connecting elements. The inner conductor 2, on the other hand, consists of a continuously manufactured corrugated pipe, wound up on drums and continuously lined up in the prepared eggs Half-shells can be introduced at the assembly point. This so-called corrugated pipe is advantageously produced by a longitudinal metal strip, for example Made of copper or aluminum, shaped into an ear, on the longitudinal band edges is welded and then corrugated, the corrugation being helical or consist of shafts arranged transversely to the axial direction and at a distance from one another can. Regardless of the form in which this corrugated pipe is designed or according to which The method it is produced is, for the invention, the combination of an external one A jacket tube composed of sections and an inner conductor is practical endless length essential.

Die Abstandshalter 3, vorteilhaft stern- oder scheibenförmig um den innenleiter 2 herum angeordnet, können aus einem beliebigen Isoliermaterial hergestellt sein, das neben der elektrischen FestiKkeit auch die notwendige mechanische Festigkeit bei den bei solchen Leitungell üblichen Dimensionen gewährleistet. Als besonders geeigneter Werkstoff hat sich beispielsweise Polysulfon erwiesen, das neben einer hohen elektrischen Festigkeit auch hohe mechanische Kräfte aufnehmen kann.The spacers 3, advantageously star-shaped or disk-shaped around the inner conductor 2 arranged around, can be made of any insulating material In addition to electrical strength, it also has the necessary mechanical strength with the usual dimensions for such cables guaranteed. Polysulfone, for example, has proven to be a particularly suitable material, which, in addition to high electrical strength, also absorb high mechanical forces can.

Zur Montage eines gemäß der Erfindung aufgebauten Kabels wird man vorteilhaft so vorgehen, daß an der Montagestelle die unteren Halbschalen 5 aneinandergefügt und so zu einer Leitung ausgelegt werden, in die dann von oben her der bereits mit den Abstandshaltern 3 versehene Innenleiter eingelegt wird. Anschließend wird der Leiter von ober her durch die Halbschalen 4 abgedeckt und die Halbschalen an den Flanschen 6 und 7 mittels nicht dargestellter Schrauben oder Bolzen-Verbindungen zusammengepreßt. Damit wird der Innenleiter mit den Abstandshaltern 3 festgelegt und gleichzeitig die mechanische Festigkeit des gesamten Systems erreicht. Zur Erzielung der notwendigen Dichtigkeit können dann die Flansche 6 und 7 an der Außenkante zusätzlich noch verschweißt, verlötet und verklebt werden.To assemble a cable constructed according to the invention one will advantageously proceed so that the lower half-shells 5 are joined to one another at the assembly point and so laid out to form a line, in which the already with from above the spacers 3 provided inner conductor is inserted. Then the Head covered from above by the half-shells 4 and the half-shells to the Flanges 6 and 7 by means of screws or bolt connections, not shown compressed. This fixes the inner conductor with the spacers 3 and at the same time achieves the mechanical strength of the entire system. To achieve The flanges 6 and 7 on the outer edge can then also provide the necessary tightness still be welded, soldered and glued.

Anstelle der in den Ausführungsbeispielen dargestellten Abstandshaltern ist es auch möglich, und oft dann besonders vorteilhaft, wenn über gewisse Strecken des Kabels eine Schottung erreicht werden soll, Abstandshalter in Form von Scheiben zu verwenden. Solche Scheiben, in gewissen Abständen untergebracht, verhindern, daß bei einem Überschlag entstehende #'remdkörperteilchen im Raum zwischen dem Innenleiter un dem äußeren Mantelrohr sich über die gesamte Kabellänge ausbreiten und damit zu einem Ausfall der Kabel- oder Leitungslänge führen können.Instead of the spacers shown in the exemplary embodiments it is also possible, and often particularly advantageous, when over certain distances of the cable a partition is to be achieved, spacers in the form of washers to use. Such discs, placed at certain intervals, prevent that in the event of a rollover, residual body particles in the space between the The inner conductor and the outer jacket pipe extend over the entire length of the cable and thus lead to a failure of the cable or line length.

Des weiteren kann es oft vorteilhaft sein, wenn, wie in der Fig. 3 dargestellt ist, der Innenleiter nicht auS einem einfachen Wellrohr bestehtfsondern huber einem Innenrohr 8 die Leiterse i Le 9 angeordnet sind, <lie dann ihrerseits von einem äußeren Wellrohr 10 umschlossen werden. Andererseits kann auch der Innenleiter mit Natrium gefüllt werden, um den für den Stromtransport erforderlichen Leiterquerschnitt zu erzielen. hierdurch läßt sich eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung erreichen. Eine solche Leiteranordnung wird man zweckmäßig dann wählen, wenn es s icli um die Übertragung größerer leistungen handeLt, wo ein Innenleiter nach der Figur 1 aus einem einfachen Wellrohr nicht mehr den für einen Stromtransport notwendigen Lei terqlterschnitt mitbringt.Furthermore, it can often be advantageous if, as in FIG. 3 is shown, the inner conductor does not consist of a simple corrugated tube but over an inner tube 8 the conductor lines i Le 9 are arranged, <lie are then in turn enclosed by an outer corrugated pipe 10. On the other hand, can the inner conductor can also be filled with sodium, in order to provide that required for the transport of electricity Achieve conductor cross-section. this allows a further advantageous embodiment achieve the invention. Such a ladder arrangement will then be chosen appropriately, when it comes to the transmission of larger powers, an inner conductor According to FIG. 1, a simple corrugated pipe is no longer used for electricity transport Bring the necessary conductor cross-section.

Claims

1. Gas-insulated high-voltage cable from an outer jacket tube and a live element arranged therein, insulated from the jacket tube Inner conductor, characterized in that the jacket tube is made up of two half-shells Length exists that, strung together, enclose the inner conductor in a pressure-tight manner, the at least as a very long corrugated surface on its surface facing the half-shells Eletallrohr is formed.

2. High voltage cable according to claim 1, characterized in that the inner conductor is designed as a practically endless corrugated tube.

3. High voltage cable according to claim 1, characterized in that the inner conductor consists of a preferably corrugated tube with conductor cables attached to it and an outer corrugated jacket above it.

4. High-voltage cable according to claim 1 or one of the following, characterized characterized in that the half-shells of the blanket pipe with flanges for cohesion are provided.

5. High voltage cable according to claim 4, characterized in that the flanges are also soldered, welded or glued in a gas-tight manner.

6. High-voltage cable according to one of the claims 1 to 5, characterized in that that the inner conductor tube is filled with sodium.