DE2404720B2

DE2404720B2 - Water-cooled high-voltage power cable with coolant duct made of stainless steel

Info

Publication number: DE2404720B2
Application number: DE19742404720
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl.-Ing. Friedrich; Engelbert Friesenhagen; Werner Dr.-Ing. Rasquin
Original assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Current assignee: Felten and Guilleaume Energietechnik AG
Priority date: 1974-02-01
Filing date: 1974-02-01
Publication date: 1979-10-11
Also published as: DE2404720A1; DE2404720C3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein wassergekühltes Hochspannungs-Energiekabel, bestehend aus einem zylindrischen elektrischen Leiter mit innen anliegendem, abgesperrten, das Kühlmittel führenden Hohlkanal, einer den Leiter außen umgebenden elektrischen Isolierung und einem äußeren Kabelmantel.The present invention relates to a water-cooled high-voltage power cable, consisting of a Cylindrical electrical conductor with an enclosed, closed-off hollow channel carrying the coolant, an electrical insulation surrounding the conductor outside and an outer cable sheath.

Aus der DE-AS 10 67 099 ist bereits ein Hochspannungs-Energiekabel, bestehend aus einem zylindrischen elektrischen Leiter mit innen anliegendem, abgesperrten, das Kühlmittel führenden Hohlkanal, der von einem metallischen Rohr gebildet wird, der zur elektrischen Leitung mit Formdrähten in Lagen umseilt ist, bei dem die elektrische Isolierung eine Ölpapierisolierung ist, bekannt. Was diese Druckschrift betrifft, so ist jedoch daraus nicht zu entnehmen, Wasser als Kühlmittel zur Innenkühlung eines Hochspannungs-Energiekabels zu verwenden. Darüber hinaus ist das darin beschriebene Hochspannungs-Kabel nicht für einen Leistungsbereich vorgesehen, der die Leistungen abdeckt, wie sie von wassergekühlten Hochspannungs-Energiekabeln übertragen werden sollen. Darüber hinaus handelt es sich bei dem Kabel der DE-AS 10 67 099 um ein innen und außen eekühltes Kabel, wodurch aber im Grunde nach die Wasserkühlung nicht in Frage kommen kann, da dann das Kühlmittel Wasser unmittelbaren Kontakt mit der Kabelisolierung hätte.From DE-AS 10 67 099 is already a high-voltage power cable, consisting of a cylindrical electrical conductor with an enclosed, closed, the coolant-carrying hollow channel, which is formed by a metallic tube, which is used for electrical Cable is wrapped in layers with shaped wires, in which the electrical insulation is oil paper insulation, known. As far as this document is concerned, however, it does not indicate that water is used as a coolant To use internal cooling of a high-voltage power cable. In addition, what is described in it High voltage cables are not intended for a power range that covers the services as specified by water-cooled high-voltage power cables are to be transmitted. In addition, it concerns the cable of DE-AS 10 67 099 to an inside and outside eekühltes cable, but which basically after water cooling cannot be considered, since the coolant then has direct contact with water the cable insulation would have.

Weiterhin ist aus der DE-OS 19 40 148 ein wassergekühites Starkstromkabel bekannt, das einen zylindrischen elektrischen Leiter mit innen anliegendem, abgesperrtem, das Kühlmittel führenden Hohlkanal, einer den Leiter außen umgebenden elektrischen Isolierung und einem äußeren Kabelmantel besteht Dieses Starkstrom-Kabel eignet sich jedoch nicht zur Übertragung hoher elektrischer Energien im Bereich bis zum 2000 MVA, was sich ohne weiteres aus den gewählten Kabelkenngrößen, wie beispielsweise dem Durchmesser des elektrischen Leiters oder des Kühlmittelkanals, ergibt.Furthermore, from DE-OS 19 40 148 a water-cooled Known power cable, which has a cylindrical electrical conductor with an inside, blocked, the coolant-carrying hollow duct, an electrical one surrounding the conductor on the outside Insulation and an outer cable sheath. This power cable is not suitable for Transmission of high electrical energies in the range up to 2000 MVA, which is easily evident from the selected cable parameters, such as the diameter of the electrical conductor or the coolant duct, results.

Aus der DE-OS 22 25 987 ist ein Hochspannungs-Energiekabel mit innerer Kühlung bekannt, wobei ein in der Gasphase befindliches Kühlmittel durch ein Rohr im Inneren des elektrischen Leiters geleitet wird. Dabei soll der Innendurchmesser dieses Rohres 70 mm betragen. Indem als Kühlmittel nicht Wasser sondern ein in der Gasphase befindliches Kühlmedium verwendet wird, sind damit auch andere Kühleigenschaften verbunden, so daß sich damit andere Leistungsdaten und dementsprechend auch andere Konstruktion«- bzw. Dimensionierungsmaßnahmen für die verschiedenen Kühlmittel ergeben, wobei die Kühlmittel nicht beliebig austauschbar sind bei Beibehaltung der jeweiligen gewünschten Kabelübertragungswerte. Ohne Veränderung des Ka-From DE-OS 22 25 987 a high-voltage power cable with internal cooling is known, with an in the coolant in the gas phase is passed through a tube inside the electrical conductor. It should the inner diameter of this pipe is 70 mm. By not using water as the coolant, but rather one in the If the cooling medium located in the gas phase is used, other cooling properties are also associated with it, so that other performance data and, accordingly, different construction «or dimensioning measures result for the various coolants, the coolants not being interchangeable at will are while maintaining the respective desired cable transmission values. Without changing the

Jü belaufbaus wird deshalb der Fachmann nicht ohne weiteres verschiedene Kühlmittel einsetzen. Darüber hinaus ist in dieser Veröffentlichung angegeben, daß die Zufuhrverbindungen für das Kühlmittel im Abstand von 400 m angeordnet sind. Das bedeutet aber, daß außerordentlich kurze Kabelabschnitte verlegt sind und nur für diese kurzen Kabellängen die angegebenen Dimensionierungsangaben optimale Übertragungseigenschaften ergeben. Demnach ist das Kabel gem. der DE-OS 22 25 987 nicht dazu geeignet, die gewünschtenJü belaufbaus will therefore not be the expert without Use other different coolants. In addition, it is stated in this publication that the Supply connections for the coolant are arranged at a distance of 400 m. But that means that exceptionally short cable sections are laid and the specified lengths only for these short cable lengths Dimensioning specifications result in optimal transmission properties. Accordingly, the cable is according to DE-OS 22 25 987 not suitable for the desired

■»ο Leistungsübertragungseigenschaften auch bei langen Kühlstationsabständen zwischen 2 und 10 km zu ermöglichen.■ »ο Power transmission properties even with long To enable cooling station distances between 2 and 10 km.

Weiterhin ist den Entgegenhaltungen auch kein Hinweis auf die Probleme zu entnehmen, die sich bei der Verwendung von Wasser als Kühlmittel ergeben in Verbindung mit der Verwendung eines gut elektrisch leitenden Materials wie es Aluminium darstellt. Denn hier besteht die Gefahr, daß der Leiter von dem Kühlwasser angegriffen wird und im Laufe der Zeit durchkorrodiert. Außerdem ergeben sich bei allen Verbindungsstellen, an denen die Loslängen des Kabels aneinandergeschwcißt sind, Probleme, wenn der als Wasserrohr dienende elektrische Leiter und die um den rohrförmigen Leiter verseilten zusätzlichen zur Vergrößerung des Leiterquerschnitts dienenden Formdrähte aus demselben Material bestehen, da in diesen Fällen die Dichtigkeit der Rohrschweißnaht nicht oder nur schwer zu gewährleisten ist, denn beim Verschweißen der äußeren Formdrähte wird wiederum die Rohrschweißen naht des inneren rohrförmigen elektrischen Leiters erhitzt, und zwar auf die Erweichungstemperatur des Materials des rohrförmigen Leiters. Weiterhin muß bei dem aus elektrischen Leiternmaterial bestehenden rohrförmigen Leiter darauf geachtet werden, daß alleFurthermore, there is no reference to the problems that arise with the Use of water as a coolant results in conjunction with the use of a well electric conductive material like aluminum. Because here there is a risk that the head of the Cooling water is attacked and corroded through over time. Also arise at all Joints at which the loose lengths of the cable are welded together, problems when the as Electrical conductors used for water pipes and the additional ones stranded around the tubular conductor for enlargement of the conductor cross-section serving form wires are made of the same material, since in these cases the The tightness of the pipe weld seam is difficult or impossible to ensure, because when welding the outer form wires will in turn weld the pipe seam of the inner tubular electrical conductor heated to the softening temperature of the material of the tubular conductor. Furthermore must with the tubular conductor made of electrical conductor material, care should be taken that all

''■' weiteren Metallteile im Kühlkreislauf in der Spannungsreihe untereinander sehr nahe benachbart sind, um eine Elementbildung in dem Kreislauf zu vermeiden. Zusätzlich besteht die Gefahr, daß der rohrförmiee'' ■ 'other metal parts in the cooling circuit in the voltage series are very close to one another in order to achieve a To avoid element formation in the circuit. In addition, there is the risk that the tubular

elektrische Leiter durch Erosion aufgrund der hohen Wassergeschwindigkeit undicht werden kann. Zu diesen eraelnen Problemstellungen kann den vorstehenden Druckschriften jedoch kein Lösungsmerkmal entnommen werden, da diese entweder nicht Wasser als Kühlmittel beinhalten oder aber sofern Wasser als Kühlmittel vorgeschlagen wird, auf diese Problematik nicht eingegangen wird.electrical conductors can become leaky due to erosion due to the high water velocity. To this However, no solution feature can be derived from the above publications because they either do not contain water as a coolant or if they contain water as a Coolant is proposed, this problem is not addressed.

Ausgehend von den vorstehenden Schwierigkeiten und Nachteilen, die damit verbunden sind, daß der elektrische Leiter gleichzeitig auch den für die Fortleitung des Kühlmittels Wasser dienender. Hohlkanal einschließt, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein wassergekühltes Hochspannungs-Energiekabel der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, dessen Hohlkanal zur Fortführung des Kühlmittels korosions- und erosionsfest ist, dessen Material eine wesentlich höhere Schweißtemperatur als die des elektrischen Leiters hat und dessen Material mit den üblichen Leitermaterialien wie Aluminium una Kupfer kein elektrisches Element bildet und das zur Übertragung höchster Leistungen im Bereich von 2000 MVA oder mehr geeignet ist.Given the above difficulties and disadvantages associated with the fact that the electrical conductor at the same time also serving for the forwarding of the coolant water. Hollow channel includes, the invention has for its object a water-cooled high voltage power cable to create the type described above, the hollow channel for the continuation of the coolant is corrosion and erosion resistant, the material of which has a significantly higher welding temperature than that of the electrical conductor and its material with the usual conductor materials such as aluminum and copper does not form an electrical element and that for the transmission of the highest power in the range of 2000 MVA or more is suitable.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Hohlkana! von einem aus Edelstahl bestehenden Rohr gebildet wird und der Durchmesser des Hohlkanals bei einem aus Aluminium bestehenden elektrischen Leiter mindestens 60 mm beträgt.According to the invention this is achieved in that the hollow channel! from a pipe made of stainless steel is formed and the diameter of the hollow channel in the case of an electrical conductor made of aluminum is at least 60 mm.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung von Edelstahl als Herstellungsmaterial für das den Hohlkanal bildende Rohr zur Führung des Kühlmittels wird eine Korosion des Wasserrohres weitgehend ausgeschlossen, so daß über die gesamte Lebensdauer des Kabels, die normalerweise 40 Jahre betragen soll, das Wasser von der elektrischen Isolierung abgesperrt bleibt. Weiterhin ist es aufgrund der Verwendung von Edelstahl gleichgültig, welche anderen Materialien im weiteren Kühlkreislauf eingesetzt werden, denn es ist bekannt, daß Kupfer und Edelstahl oder Aluminium und Edelstahl ohne Schwierigkeit miteinander kombiniert werden können. Damit wird weiterhin ermöglicht, daß die Stromabnahmestelle hinter dem Endverschluß des wassergekühlten Hochspannungs-Energiekabels auch aus Kupfer sein kann, so daß dort eine gute Kühlwirkung für die nicht mehr gekühlten Stromabgänge vorliegt. Zudem läßt sich der Kontakt zwischen dem Kupferrohr und den Stromabgängen aus Kupfer sowie die Leiterverbindungen leicht und sicher herstellen. Da das aus Edelstahl bestehende, den Hohlkanal bildende Wasserrohr verschweißt wird, nachdem der darüber befindliche elektrische Leiter abgesetzt worden ist, kann die Schweißnaht leicht überprüft werden und bei dem nachträglichen Verschweißen oder Löten des elektrischen Leiters besteht die Gefahr, daß die Rohrschveißnaht wieder aufgeht, da die Schweißtemperaturen beider Materialien weit genug auseinanderliegen. Die erfindungsgemäß vorgesehene Hohlkanalabmessung gewährleistet, daß die für die Erstellung und den Unterhalt des Kabels anfallenden Kosten sich stets in der Nähe des Kostenminimums befinden und sich bei Abweichung von diesen Werten entweder die Anlagekosten oder die Verlustkosten erhöhen oder erniedrigen, die Summe dieser Kosten aber stets einen höheren Wert ergibt als der, der sich bei der erfindungsgemäßen Abmessung einstellt. Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Kombination aber auch überraschenderweise trommelbar, obwohl dies nicht ohne weiteres zu erwarten war, da Edelstahlrohre im angegebenen erfindungsgemäßen Durchmesserbereich eine hohe Biegesteifigkeit besitze, so daS die Gefahr besteht, daß beim Biegen des Edelstahlrohres Ovalitäten auftreten oder aber auch eine Faltenbildung auftritt. Beides ist jedoch unerwünscht. Denn hierdurch würde sich eine Vergrößerung des Strömungswiderstandes und eventuell auch Beschädigungen des Edelstahlrohres ergeben. Es hat sich nun gezeigt, daß diese ursprünglichen Befürchtungen, die in bezug auf die Verwendung vonThe inventive use of stainless steel as a manufacturing material for the hollow channel forming the pipe for guiding the coolant, corrosion of the water pipe is largely ruled out, so that over the entire service life of the cable, which should normally be 40 years, that Water remains shut off from the electrical insulation. Furthermore, it is due to the use of Stainless steel, no matter what other materials are used in the further cooling circuit, because it is known that copper and stainless steel or aluminum and stainless steel combined with one another without difficulty can be. This also makes it possible that the power take-off point behind the end closure of the water-cooled high-voltage power cable can also be made of copper, so that there is a good one There is a cooling effect for the current outlets that are no longer cooled. In addition, the contact between the Easily and safely produce copper pipe and the current outlets made of copper as well as the conductor connections. There the water pipe, which is made of stainless steel and forms the hollow channel, is welded after the above located electrical conductor has been deposited, the weld can be easily checked and in the subsequent welding or soldering of the electrical conductor there is a risk that the pipe weld seam opens again because the welding temperatures of the two materials are far enough apart. the According to the invention provided hollow channel dimension ensures that the creation and the Maintenance of the cable incurred costs are always close to the cost minimum and are at Deviations from these values either increase or decrease the investment costs or the loss costs, but the sum of these costs always results in a higher value than that which results in the inventive Dimension adjusts. In addition, however, the combination according to the invention is also surprising reelable, although this was not to be expected without further ado, since stainless steel tubes are specified diameter range according to the invention have a high flexural rigidity, so that there is a risk that When bending the stainless steel tube, ovalities occur or wrinkles also occur. Both is however undesirable. Because this would increase the flow resistance and possibly also result in damage to the stainless steel pipe. It has now been shown that these original Concerns related to the use of

ίο Edelstahl als Rohrmaterial bestanden haben, nicht auftraten. Dies insbesondere dann nicht, wenn in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung der elektrischen Leiter rohrförmig ausgebildet und auf das Edelstahlrohr aufgeschrumpft ist Durch das Aufschrumpfen des Aluminiumrohres entstehen in diesem Zugspannungen, wodurch ein Knicken des Edelstahlrohres beim weiteren Biegen in der Fertigung über kleine Biegekerne verhindert wird. Weiterhin wird durch das aufgeschrumpfte Aluminiumrohr auch bei den im Betrieb durch das unterschiedliche thermische Verhalten von Stahl und Aluminium zu erwartenden Wärmespielen an jeder Stelle des Kabels ein guter Wärmekontakt zwischen dem Edelstahlrohr und dem Aluminiumrohr gewährleistet, so daß örtliche Überhitzungen vermieden werden.ίο Didn't pass stainless steel as the pipe material occurred. This is especially not the case if, in an advantageous embodiment of the invention, the electrical The conductor is tubular and is shrunk onto the stainless steel tube by shrinking it on of the aluminum pipe, tensile stresses arise in this, which causes the stainless steel pipe to buckle is prevented during further bending in production using small bending cores. Continue to be due to the shrunk-on aluminum tube, even with the different thermal during operation Behavior of steel and aluminum expected heat play at every point of the cable a good one Heat contact between the stainless steel pipe and the aluminum pipe is ensured, so that local overheating be avoided.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist es ebenfalls zweckmäßig, wenn das Edelstahlrohr eine Wandstärke von etwa 2 bis 2,5 mm aufweist. Denn es hat sich herausgestellt, daß gerade in diesem Wandstär-According to a further advantageous embodiment, it is also useful if the stainless steel tube is a Has a wall thickness of about 2 to 2.5 mm. Because it has been found that precisely in this wall thickness

JO kebereich sich das Edelstahlrohr mehrmals, ohne daß merkliche Veränderungen im Rohrquerschnitt auftreten, biegen, d. h. auf- und abtrommeln läßt, wobei jedoch zweckmäßigerweise ein Biegekerndurchmesser von etwa 3,5 m eingehalten werden sollte. Auch wurdeJO kbereich the stainless steel tube several times without noticeable changes in the pipe cross-section occur, bend, d. H. can be reeled up and down, but It is advisable to keep a bending core diameter of around 3.5 m. Also was

i"> festgestellt, daß hierbei keine Faltenbildungen entstehen, so daß eine Beschädigung des Edelstahlrohres nicht zu befürchten ist, selbst wenn dieses mehrfach auf- und abgetrommelt wird. Erfindungsgemäß wird demgemäß ein absolut rißfestes und korisionsfestes, den Hohlkanali "> found that no wrinkles are formed, so that the stainless steel pipe is not damaged is to be feared, even if this is drummed up and down several times. According to the invention is accordingly an absolutely crack-resistant and corrosion-resistant, the hollow channel

■f» einschließendes Rohr geschaffen. Dabei wird die Rißfestigkeit insbesondere dadurch erreicht, daß einerseits das äußere, den elektrischen Leiter bildende Rohr aufgeschrumpft wird. Daher kann zusätzlich die Maßnahme vorgesehen werden, daß das Edelstahlrohr■ f »enclosing pipe created. The Tear resistance achieved in particular by the fact that on the one hand the outer tube forming the electrical conductor is shrunk. Therefore, the measure can also be provided that the stainless steel pipe

**> eine Dicke von 2 bis 2,5 mm aufweist. Eine weitere Maßnahme, die erfindungsgemäß vorgesehen werden kann, um beim Auf- und Abtrommeln des erfindungsgemäßen Hochspannungs-Energiekabels eine Beschädigung des den Hohlkanal einschließenden Rohrs zu vermeiden, besteht in einer besonderen erfindungsgemäßen Verfahrensmaßnahme. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der auf das Edelstahlrohr aufgebrachte Aluminiumleiter beispielsweise in einer Strangpresse aufgeschrumpft wird. Dabei kann es **> has a thickness of 2 to 2.5 mm. Another measure that can be provided according to the invention in order to avoid damage to the tube enclosing the hollow channel when the high-voltage power cable according to the invention is being wound up and unwound, consists in a special method measure according to the invention. It is provided according to the invention that the aluminum conductor attached to the stainless steel tube is shrunk on, for example in an extrusion press. It can

^r>^r) weiterhin vorteilhaft sein, wenn das Edelstahlrohr während des Herstellungsprozesses des wassergekühlten Hochspannungs-Energiekabels unter einen inneren Überdruck gesetzt wird. Dieser Überdruck kann beispielsweise mit Hilfe einer Flüssigkeit erzielt werden. ^r > ^r ) furthermore be advantageous if the stainless steel tube is placed under an internal overpressure during the manufacturing process of the water-cooled high-voltage power cable. This overpressure can be achieved, for example, with the aid of a liquid.

w) Dadurch, daß im Inneren des Edelstahlrohres ein Überdruck herrscht, wird erreicht, daß in der Fertigung beim Biegen des Edelstahlrohres über kleinere Biegekerne Querschnittsveränderungen, d. h. Ovalitäten oder Knickungen des Edelstahlrohres auch dann vermiedenw) The fact that there is overpressure inside the stainless steel tube ensures that in production When bending the stainless steel pipe over smaller bending cores, cross-section changes, d. H. Ovalities or Kinking of the stainless steel pipe is also avoided

b> werden, wenn ein Edelstahlrohr mit einer relativ dünnen Wandstärke, d. h. beispielsweise mit einer Wandstärke von etwa 1,5 mm verwendet wird. Aus Sicherheitsgründen kann es bei jeder Wandstärke des Edelstahlrohres b> if a stainless steel pipe with a relatively thin wall thickness, ie for example with a wall thickness of about 1.5 mm, is used. For safety reasons, it can be used with any wall thickness of the stainless steel pipe

zweckmäßig sein, wenn der im Edelstahlrohr herrschende Innendruck zumindest während des Auf- und Abtrommeins des nicht ummantelten/und ummantelten Edelstahlrohres bzw. fertigen Kabels aufrechterhalten wird. Nach diesem erfindungsgemäßen Merkmal sollte demnach auch im Edelstahlrohr des fertigen Hochspannungs-Energiekabels ein Innendruck herrschen, wenn dieses beim Verlegen von der Kabeltrommel, auf die es zum Transport aufgetrommelt wurde, abgetrommelt wird.be useful if the internal pressure prevailing in the stainless steel tube at least during the opening and closing Maintain removal of the non-sheathed / and sheathed stainless steel pipe or finished cable will. According to this inventive feature, it should therefore also be in the stainless steel tube of the finished high-voltage power cable an internal pressure prevails when this is happening when laying the cable drum on which it has been reeled up for transport, is reeled off.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Hochspannungs-Energiekabels gem. der Erfindung kann darin bestehen, daß auf den rohrförmigen elektrischen Leitern mindestens eine Lage trapezförmiger AL-Formdrähte aufgebracht ist. Die Formdrähte bewirken einen federnden Kontakt zu der elektrischen Isolierung, wobei jedoch durch die Kombination des teilweise rohrförmigen elektrischen Leiters und der zusätzlich aufgebrachten Lage trapezförmiger Formdrähte der Vorteil einer wesentlich wirtschaftlicheren und kostengünstigeren Herstellung gegenüber lediglich aus einzelnen Wickellagen von Formdrähten hergestellten elektrischen Leiters ergibt. Zudem hat diese Kombination den Vorteil, daß der Leiterquerschnitt durch die zusätzliche Lage von Formdrähten aufgefüllt wird, ohne daß die Biegefestigkeit des Leiters merklich erhöht wird.Another advantageous embodiment of the high-voltage power cable According to the invention, there may be at least one layer of trapezoidal AL shaped wires on the tubular electrical conductors is upset. The shaped wires create a resilient contact with the electrical insulation, however, by the combination of the partially tubular electrical conductor and the additional applied layer of trapezoidal shaped wires the advantage of a much more economical and cost-effective Production compared to electrical ones produced only from individual winding layers of shaped wires Head results. In addition, this combination has the advantage that the conductor cross-section through the additional layer of shaped wires is filled without noticeably increasing the flexural strength of the conductor will.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.An embodiment of the invention is shown in the drawing and will be described in more detail below explained.

Das Hochspannungs-Energiekabel mit innerer Wasserkühlung besteht aus einem inneren Edelstahlrohr 1. das zur Fortführung des Kühlmittels Wasser 2 dient. Auf dieses Edelstahlrohr 1 ist im Strangpreßverfahren als elektrischer Leiter ein Aluminiumrohr 3 aufgeschrumpft, auf dessen Umfang wenigstens eine gewikkelte Lage von trapezförmigen Aluminiumformdrähten 4 aufgebracht ist. Diese Aluminiumformdrähte füllen den Leiterquerschnitt des als elektrischer Leiter dienenden Aluminiumrohrs 3 auf und stellen gleichzeitig einen federnden Kontakt zu einer elektrischen Isolierung 5 her, die beispielsweise eine Öi-Papierisolierung sein kann. Zwischen der elektrischen Isolierung 5 und der aus den Formdrähten 4 gebildeten Lage ist zur Verhinderung von Felderhöhungen eine Leiterglättung 6 angeordnet. Die aus dem Edelstahlrohr 1. dem aus dem Aluminiumrohr 3 und den Aluminiumdrähten 4 gebildeten elektrischen Leiter, der Leiterglättung 6 und der elektrischen Isolierung 5 bestehende Kabelseele ist von einer elektrischen Abschirmung 7 umgeben und in einem beispielsweise aus Aluminium bestehenden Wellrohr 8 eingezogen. Auf dem Aluminium-Wellrohr 8 ist zur Verhinderung von Korrosion und äußeren mechanischen Beschädigungen eine plastische Masse 9 und ein PVC-Mantel 10 aufgebracht.The high-voltage power cable with internal water cooling consists of an internal stainless steel tube 1. which is used to continue the coolant water 2. On this stainless steel pipe 1 is in the extrusion process as electrical conductor shrunk onto an aluminum tube 3, on the circumference of which at least one wound Layer of trapezoidal aluminum shaped wires 4 is applied. Fill these aluminum shaped wires the conductor cross-section of the aluminum tube serving as an electrical conductor 3 and set at the same time a resilient contact to an electrical insulation 5, for example an oil-paper insulation can be. Between the electrical insulation 5 and the layer formed from the shaped wires 4 is for Prevention of field increases a conductor smoothing 6 arranged. The from the stainless steel pipe 1. the one from the Aluminum tube 3 and the aluminum wires 4 formed electrical conductor, the conductor smoothing 6 and the electrical insulation 5 existing cable core is surrounded by an electrical shield 7 and in a corrugated pipe 8 made of aluminum, for example. On the aluminum corrugated pipe 8 is a plastic compound 9 to prevent corrosion and external mechanical damage and a PVC jacket 10 is applied.

Was die Ausbildung und Anordnung des elektrischen Leiters betrifft, der im vorliegenden Fall aus dem Aluminiumrohr 3 und der Lage Aluminiumdrähte 4 gebildet ist, so sollte er einen großen elektrisch wirksamen Querschnitt besitzen, um einen möglichst hohen Übertragungsstrom zuzulassen, dabei sollte die Wandstärke des elektrischen Leiters bei Verwendung von Aluminium 15 mm und dessen Leiterquerschnitt wenigstens 3200 mm² betragen und der Durchmesser des durch den Aluminiumieiter gebildeten i ioh'kanals sollte mindestens 60 mm, insbesondere gleich oder größer 70 mm sein. Bei der erfindungsgemäßen Kabelkonstruktion ist das Aluminiumrohr 3 auf das Edelstahlrohr ί aufgeschrumpft, so daß an jeder Stelle des Kabels ein guter Wärmekontakt zwischen dem Edelstahl 1 und dem Aluminiumrohr gewährleistet ist und somit örtliche Überhitzungen vermieden werden.As far as the design and arrangement of the electrical conductor is concerned, which in the present case is formed from the aluminum tube 3 and the layer of aluminum wires 4, it should have a large electrically effective cross-section in order to allow the highest possible transmission current, while the wall thickness of the electrical conductor should when using aluminum 15 mm and its conductor cross-section at least 3200 mm ² and the diameter of the channel formed by the aluminum conductor should be at least 60 mm, in particular equal to or greater than 70 mm. In the cable construction according to the invention, the aluminum tube 3 is shrunk onto the stainless steel tube ί so that good thermal contact between the stainless steel 1 and the aluminum tube is ensured at every point on the cable and local overheating is avoided.

Das Herstellungsverfahren für das Kabel unterscheidet sich von den üblichen, bekannten Herstellungsverfahren von Hochspannungs-Energiekabeln im wesentlichen dadurch, daß darauf geachtet werden muß, dau während der Kabelfertigung durch die mehrfach erforderlichen Auf- und Abwickelvorgänge nach und vor jeder Fertigungsstufe, beispielsweise vor dem Aufschrumpfen des Aluminiumrohres 3, dem Umwikkeln der Aluminiumrohres 3, dem Umwickeln der Aluminium-Drahtlagen 4, dem Aufbringen der elektrischen Isolierung 5 usw. im Querschnitt des Edelstahlrohrs 1 keine Ovalitäten oder Knickungen auftreten. Zur Verhinderung derartiger Verformungen des Querschnitts des Edelstahlrohrs 1 ist es vorteilhaft, wenn im Inneren des Edelstahlrohrs 1 beispielsweise mit Hilfe einer Flüssigkeit ein Überdruck erzeugt wird, so daß im Inneren des Edelstahlrohrs 1 ein dem Verformungsdruck entgegengesetzter Druck herrscht, der die äußeren Verformungskräfte kompensiert. Da derartige Verformungskräfte im wesentlichen nur bei dem Auf- und Abwickeln des Edelstahlrohrs 1 während der Fertigung und beim Verlegen des fertigen Kabels auftreten, kann es ausreichend sein, wenn nur während dieser Auf- und Abwickelvorgänge ein innerer Überdruck erzeugt wird.The manufacturing process for the cable differs from the usual, known manufacturing processes of high-voltage power cables essentially by the fact that care must be taken to make them last during the cable production due to the repeatedly required winding and unwinding processes according to and before each production stage, for example before shrinking on the aluminum tube 3, wrapping the aluminum tube 3, the wrapping of the aluminum wire layers 4, the application of the electrical Insulation 5 etc. in the cross section of the stainless steel pipe 1 no ovalities or kinks occur. To prevent such deformations of the cross section of the stainless steel pipe 1, it is advantageous if in Inside the stainless steel tube 1, for example with the help of a liquid, an overpressure is generated so that in the Inside the stainless steel tube 1 there is a pressure opposite to the deformation pressure, which the external deformation forces compensated. Since such deformation forces are essentially only and unwinding the stainless steel pipe 1 during manufacture and when laying the finished cable occur, it can be sufficient if there is an internal overpressure only during these winding and unwinding processes is produced.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Water-cooled high-voltage power cable, consisting of a cylindrical electrical Head with an enclosed, closed, hollow channel carrying the coolant, one of the conductors outside surrounding electrical insulation and an outer cable sheath, characterized in that the hollow channel is formed by a tube (1) made of stainless steel and the diameter of the hollow duct for an electrical conductor made of aluminum (3) is at least 60 mm

2. High-voltage power cable according to claim 1, characterized in that the electrical conductor (3) is tubular and is shrunk onto the stainless steel tube (1)

3. High-voltage power cable according to claim 1 or 2, characterized in that the stainless steel tube (1) has a wall thickness of 2 to 2.6 mm

4. High-voltage power cable according to one of claims 1 to 3, characterized in that on the tubular electrical conductor (3) at least one layer of trapezoidal shaped aluminum wires (4) are upset.

5. A method for producing a water-cooled high-voltage power cable according to one of the Claims 1 to 3, characterized in that the aluminum conductor is shrunk onto the stainless steel tube and then wrapped with a layer of trapezoidal shaped aluminum wire and is then isolated and sheathed.

6. The method according to claim 5, characterized in that the stainless steel tube during the Manufacturing process is placed under internal pressure.

7. The method according to claim 6, characterized in that the internal pressure in the stainless steel pipe at least while the uncoated / uncoated stainless steel pipe is being wound up and taken down or the finished cable is maintained.