DE2316137C3 - Gekühlter Endverschluß für Hochspannungskabel - Google Patents

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Garnituren für Hochspannungskabel und behandelt die konstruktive Ausgestaltung eines gekühlten Endverschlusses im Hinblick auf spezielle Dichtungsprobleme.

Die Erfindung betrifft einen gekühlten Endverschluß gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Um bei der Übertragung sehr hoher Leistungen mittels Hochspannungskabel die thermische Stabilität der Kabel sicherzustellen, ist es üblich, die Kabel und die zugehörigen Garnituren, also insbesondere die Endverschlüsse, zu kühlen. Dies geschieht häufig in der Weise, daß ein Kühlmedium den hohlen Leiter des Kabels in der einen Richtung durchströmt, an dem einen Ende des Kabels über eine Kühleinrichtung und von dort in ein das Kabel umgebendes Rohr gepumpt wird und dieses Rohr in Gegenrichtung durchströmt (DE-AS 10 67 099).

Bei bekannten gekühlten Kabelanlagen ist die Kühlung der Endverschlüsse mit der Kühlung der Kabel gekoppelt. Dies kann mitunter zu Schwierigkeiten führen, insbesondere dann, wenn der Endverschluß stärker gekühlt werden soll als das Kabel. Zur Kühlung allein des Endvcrschlusses eines Hochspannungskabels ist eine Anordnung bekannt, bei der das Kabelendc von einem Isolator umgeben ist und bei dem der zwischen dem Kabelcndc und dem Isolator befindliche Hohlraum von einem innerhalb eines Kreislaufes durch eine Kühleinrichtung gepumpten Kühlmedium durchströmt wird. In dem Hohlraum ist ein rohrförmiger Isolierkörper angeordnet, der den Hohlraum in zwei konzentrische Ringräume unterteilt und der an seinen Enden öffnungen zum Eiin- und Ausströmen des Kühlmediums aufweist (US-PS 18 78 094).

Bei einem in dieser Weise ausgebildeten gekühlten Endverschluß erfolgt die Hin- und Rückströmung des Kühlmediums innerhalb des in zwei konzentrische Ringräume aufgeteilten Hohlraumes. Dadurch ist es möglich, den Umlauf des Kühlmediums unabhängig von einer gegebenenlalls vorgesehenen Kühlung des Kabels auszubilden. Die Temperatur des Kühlmediums und die Strömungsgeschwindigkeit und die damit abgeführte Wärmemenge können somit den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden.

Bei der Verwendung eines derart ausgebildeten gekühlten Endverschlusses an Hochdruck-Ölkabeln muß der von dem Kühlmedium durchströmte Raum des Endverschlusses gegenüber dem ölraum des Kabels abgedichtet werden. Mit Rücksicht darauf, daß der Fuß des Endverschlusses während der Montage des Endverschlusses bis zur endgültigen Verbindung des Fußteilcs mit dem Mantelrohr der jeweiligen Kabelader axial verschiebbar sein muß, bereitet es Schwierigkeiten, eine solche Abdichtung im Fuß des F.ndverschlusses vorzunehmen, wie es an sich naheliegend wäre.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die

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bekannte Endverschlußkonstruktion derart weiierzuentwickeln, daß sie auch hohen Drücken, wie sie bei Hochdruck-Ölkabeln auftreten, standhält.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der innere der beiden konzentrischen Ringräume des gekühlten Endverschlusses mit dem angrenzenden, das Kabel bzw. die Kabelader umgebenden, mit öl gefüllten Ringraum verbunden ist und daß dieser angrenzende Ringraum des Kabels bzw. der Kabelader gegenüber dem übrigen mit öl gefüllten Ringraum des Kabels bzw. der Kabelader abgesperrt ist.

Bei einem derart ausgebildeten Endverschluß befindet sich also die Abdichtung des von dem Kühlmedium durchströmten Raumes des Endverschlusses nicht — wie an sich üblich — im Fuß des Endverschlusses, sondern unterhalb des Endverschlusses im Bereich des Kabels bzw. der Kabelader. In diesem Bereich läßt sich die Absperrung gegenüber dem unter einem hohen Druck stehenden ölraum des Kabels mit montagetechnisch einfacheren Mitteln durchführen als im Fuß des End Verschlusses.

Bei der Montage von Endverschlüssen an Mihrleiter-Hochdruckölkabeln ist es üblich, die Adern des Kabels in einer Aufteilungsmuffe zu trennen und über fingerartige Ansätze aus dieser Aufteilungsmuffe herauszuführen. In Weiterbildung der Erfindung ist bei der Kühlung von Endverschlüssen an derartigen Kabeln vorgesehen, daß die Absperrung zur Trennung des an den jeweiligen Endverschluß angrenzenden Ringraumes der Kabelader vom übrigen Ringraum der Kabelader im Bereich der fingerartigen Ansätze der Aufteilungsmuffe angeordnet ist. In diesem Fall wird die Absperrung also an einer Stelle vorgenommen, an der ohnehin Montagearbeiten erforderlich sind.

Für die im Rahmen der Erfindung vorgesehene Absperrung hat sich eine Konstruktion als besonders geeignet erwiesen, die aus einem auf die jeweilige Kabelader aufgesetzten Zentrierring und aus einem diesen Zentrierring umgebenden mantelartigen Rohrstück beste'.t, zwischen denen ein Dichtungsring angeordnet ist. Zur Anpassung des Zentrierringes an den jeweiligen Durchmesser der Kabelade^r kann es dabei sinnvoll sein, zwischen dem Zentrierring und der Kabelader ein ölundurchlässiges Anpassungsstück anzuordnen, das beispielsweise aus einer Wicklung aus einem Dichtungsband besteht.

Das für die Absperrung vorgesehene mantelartige Rohrstück wird bei Mehrleiter-Hochdruckölkrbeln zweckmäßig mit dem jeweiligen fingerartigen Ansatz der Aufteilungsmuffe übei eine Flansch- oder Schweißverbindung dicht verbunden.

Es empfahlt sich weiterhin, das den Zentrierring umgebende mantelartige Rohrstück mit einer Bohrung und einem Anschlußstück zu versehen, afi das eine Rohrleitung zur Weiterleitung des Kühlmediums angeschlossen ist. In diesem Fall wird also der an die Ringräume des Endverschlusses angrenzende Ringraum der Kabelader ebenfalls von dem Kühlmedium durchströmt, so daß über den eigentlichen Endverschluß hinaus auch ein kurzes Stück des Kabels bzw. der Kabelader mitgekühlt wird. Hierbei muß das zwischen der Aufteilungsmuffe und dem Endverschluß befindliche Teil der jeweiligen Kabelader von einem nachträglich aufgebrachten Mantel umgeben werden, der zweckmäßig aus einem flexiblen Wellrohr, beispielsweise aus einem gewellten Aluminiumrohr, besteht. Das der Aufteilungsmuffe zugekfirte Ende dieses Mantels ist dann mit dem der Aufteiliingsmuffc abgekehrten Ende des den Zentrierring der Absperrung umgebenden mantelartigen Rohrstückes dicht verbunden.

Ein Ausführungsbeispiel eines gekühlten Endver-Schlusses für Mehrleiter-Hochdruckölkabel ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Die Erfindung wird anhand dieses Ausführungsbeispiels näher erläutert.

F i g. 1 zeigt zunächst in schematischer Darstellung ein Kühlsystem für drei Endverschlüsse eines Dreileiter-Hochdruckölkabels, dessen Adern 42, 43 und 44 in der Aufteilungsmuffe 41 voneinander getrennt und über die fingerartigen Ansätze 45 aus dieser Aufteilungsmuife herausgeführt sind. An den Enden der herausgeführten Kabeladern befinden sich gekühlte Endverschlüsse, von denen zur Vereinfachung der zeichnerischen Darstellung lediglich ein Endverschluß 24 dargestellt ist. Das Gehäuse dieses Endverschlusses besteht gemäß dem Hauptpatent im wesentlichen aus dem Isolator 1, der über das Zwischenstück 7 mit dem trichterförmigen Teil 8 verbunden ist. Innerhalb des Isolators 1 befindet sich der rohrförmige Isolierkörper 10, der ^A :n zwischen dem Kabelende bzw. der Wickelkeule 2 und dam Isolator ! vorhandenen Hohlraum in einen inneren Ringraum 12 und einen äußeren Ringraum 13 unterteilt. Diese konzentrischen Ringräume sind am oberen Endt des rohrförmigen Isolierkörpers 10 miteinander veibunden, während der Isolierkörper 10 am unteren Ende gegenüber dem Zwischenstück 7 abgedichtet ist.

Im Bereich zwischen der Aufteilungen.uffe 41 und dem trichterförmigen Teil 8 des Endverfchlusses ist die Kabelader mit dem gewellten Metallrohr 47 überzogen, das in diesem Bereich den eigentlichen Mantel der Kabelader ersetzt.

Zur Kühlung des Endverschlusse^ 24 gelangt das Kühlmedium von der Kühleinrichtung 25 über den Verteiler 27 und die Rohrleitung 30 in den äußeren Ringraum des Endverschlusses und strömt in diesem Ringraum nach oben. Am Ende des Isolierkörpers 10 gelangt das Kühlmedium in den inneren RingrauTi 12 und durchströmt diesen Ringraum von oben nach unten. Da dieser innere Ringraum 12 mit dem anschließenden ölge'üllten Ringraum der Kabelader 42 in Verbindung sieht, strömt das Kühlmedium zwischen der Kabelader und dem gewellten Metallrohr 47 in Richtung zur Aufteilungsmuffe 41 und wird dort im Bereich des fingerartigen Ansatzes 45 über die Rohrleitung 48 abgesaugt und gelangt über den Verteiler 35 und die Rückleitung 50 zum Kühlaggregat 25.

Um für alle drei gekühlten Endverschlüsse das gleiche Kühlsystem einsetzen zu können und damit gleiche Kühlverhältnisse sicherzustellen, wird das Kühlmedium an dem Verteiler 27 über die weiteren Zuleitungen 28 und 29 den anderen Endverschlüssen zugeführt und im Bereich der diesen weiteren Endverschlüssen zugeordneten tingerartigen Ansätze 45 der Aufteilungsmuffe 41 über die Rohrleitunpen 49 und 51 sowie den Verteiler 35 abgeführt.

Die Absperrung des von dem Kühlmedium durchströmten Ringraumes der Kabeladern gegenüber dem übrigen Ringraum 'er Adern bzw. des Dreileiterkabels im Bereich der Aufteilungsmuffe 41 ist in F i g. 2 dargestellt.

Diese Absperrung besteht im wesentlichen aus dem Zentrierring 52, der mit Hilfe der Anpassungswicklung

53 aus einem ölundurchlässigen Band auf die Isolierung

54 der Kabelader 42 aufgesetzt ist. Auf diesen Zentrierring 52 ist das mantelartige Rohrstück 55 aufgeschoben, das gegenüber dem Zentrierring mit Hilfe des Dichtungsiinges 56, der sich in einer Nut des

mantelartigen Rohrstückes befindet, abgedichtet ist. Das mantelartige Rohrstück 55 weist einen Mansch 57 auf. über den das mantelartige Rohrstück 55 mit dem zugehörigen fingerartigen Ansatz 45 der Aufteilungsmuffc verbunden ist. Der fingerartige Ansatz 45 weist hierzu ebenfalls einen Flansch 46 auf. Die beiden flansche sind entweder dicht miteinander verschweiß! oder mit Hilfe einer dazwischengelegten Dichtung miteinander verschraubt.

in das obere Ende des mantelartigen Rohrstückes 55 ist das gewelllc Metallrohr 47, das im Bereich zwischen der Aiifteilungsmuffe und dem F.ndverschluß den Kabelmantel der Ader 42 bildet, eingeführt und rrit dem Rohrstück dicht verbunden.

Das mantelartige Rohrstiick 55 ist weiterhin mit de AnschluUstückcn M) und M versehen, an die nicht nahe bczeiehndr Zuleitungen angeschlossen und übe ■> entsprechende Bohrungen in dem mantelartigen Rohr stück mit dem zwischen diesem Rohrstiick und de Kabelader befindlichen Ringraum 62 verbunden sind. In vorliegenden Fall ist an das Rohrstück 60 die l.eitiinj zur Rückführung des Kühlmediums zum Kühlaggrega ίο angeschlossen, während an das Anschluüstück 61 cim Leitung in Form eines [Jv-Passes zur Verbindung de Ringraumes 62 mit dem Olraum der Aufteilungsmuffi 41 angeschlossen ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Gekühlter Endverschluß für Hochspannungskabel, bei dem das Kabelende von einem Isolator umgeben ist und bei dem der zwischen dem Kabelende und dem Isolator befindliche Hohlraum von einem innerhalb eines Kreislaufes durch eine Kühleinrichtung gepumpten Kühlmedium durchströmt wird, wobei in dem Hohlraum ein rohrförmi- in ger Isolierkörper angeordnet ist, der den Hohlraum in zwei konzentrische Ringräums unterteilt und der an seinen Enden öffnungen zum Ein- und Ausströmen des Kühlmediums aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung des End-Verschlusses für Hochdruck-Ölkabel der innere (12) der beiden konzentrischen Ringräume mit dem angrenzenden, das Kabel bzw. die Kabelader (42) umgebenden, mit öl gefüllten Ringraum verbunden ist und ds? dieser angrenzende Ringraum des Kabels bzw. der Kabelader (42) gegenüber dem übrigen mit öl gefüllten Ringraum des Kabels bzw. der Kabelader abgesperrt ist.

2. Endverschluß nach Anspruch 1 für Mehrleiter-Hochdruckölkabel, deren Adern in einer Auftei- 2Ί lungsmuffe getrennt und über fingerartige Ansätze aus dieser Aufteilungsmuffe herausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrungen (52, 53, 55, 56) zur Trennung des an den jeweiligen Endverschluß angrenzenden Ringraumes der Kabel- J<> ader (42) vom übrigen Ringraum der Kabelader im Bereich der tingerartigen Ansätze (45) der Aufteilungsmuffe (41) angeordnet sir.a.

3. Endverschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Abspt rung aus einem auf )'· die jeweilige Kabelader (42) aufgesetzten Zentrierring (52) und aus einem diesen Zentrierring umgebenden mantelartigen Rohrstück (55) besteht, zwischen denen ein Dichtungsring (56) angeordnet ist.

4. Endverschluß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zentrierung (52) und der Kabelader (42) ein ölundurchlässiges Anpassungsstück (53) angeordnet ist.

5. Endverschluß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Anpassungsstück (53) eine Wicklung aus einem Dichtungsband vorgesehen ist

6. Endverschluß nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das mantelartige Rohrstück (55) mit dem jeweiligen fingerartigen Ansatz (45) der Aufteilungsmuffe (41) über eine Flansch- oder Schweißverbindung dicht verbunden ist.

7. Endverschluß nach einem der Ansprüche 3 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß das den Zentrierring (52) umgebende mantelartige Rohrstück (55) eine Bohrung und ein Anschlußstück (60) zum Anschluß einer Rohrleitung zur Weiterbildung des Kühlmediums aufweist.

8. Endverschluss nach einem der Ansprüche 3 bis 7, bei dem jede Kabelader im Bereich zwischen der Aufteilungsmuffe und dem Endverschluß von einem Mantel aus einem flexiblen Wellrohr umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß das der Aufteilungsmuffe (41) zugekehrte Ende dieses Mantels (47) mit dem der Aufteilungsmuffe abgekehrten Ende des den Zentrierring (52) umgebenden mantelartigen Rohrstückes (55) dicht verbunden ist.