DE2418068C3

DE2418068C3 - Cable system

Info

Publication number: DE2418068C3
Application number: DE19742418068
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dipl.-Phys. Dr 6903 Neckargemünd; Birnbreier Hermann Dipl.-Phys 6900 Heidelberg; Kuhn Ernst Dr.; Zimmermann Erich; 6800 Mannheim Fischer
Original assignee: Kabel- und Lackdrahtfabriken 6800 Mannheim GmbH
Current assignee: Kabel- und Lackdrahtfabriken 6800 Mannheim GmbH
Filing date: 1974-04-13
Publication date: 1977-07-14

Description

bemessen ist.is sized.

Die Erfindung betrifft eine Kabelanlage, bestehend aus mehreren gekühlten Hochleistungskabeln, bei denen innerhalb der Isolierung jedes Hochleistungskabels ein Längskanal für das Kühlmittel angeordnet ist, die Wandung des Längskanals ggf. als Stromleiter dient und/oder außerhalb und/oder innerhalb des Längskanals weitere Stromleiter vorgesehen sind.The invention relates to a cable system consisting of several cooled high-performance cables which a longitudinal channel for the coolant is arranged within the insulation of each high-performance cable is, the wall of the longitudinal channel optionally serves as a conductor and / or outside and / or inside the Longitudinal channel further conductors are provided.

Bei der Anwendung gekühlter Hochleistungskabel sind normalerweise eine Reihe von Randbedingungen vorgegeben. Zu den wichtigsten dieser Randbedingungen gehören die Übertragungsspannung, die maximal zu übertragende Leistung und der Abstand, in dem größere Hilfsanlagen zum Betrieb des Hochleistungskabels aufgestellt werden müssen. Die größten Hilfs anlagen bei forciert gekühlten Hochleistungskabeln sind Wärmetauscher, durch welche das Kühlmittel gepumpt und in denen beispielsweise mit Luft die im Hochleistungskabel aufgenommene Verlustwärme wieder abgeführt wird.When using cooled high-performance cables, there are usually a number of constraints given. The transmission voltage, the maximum, is one of the most important of these boundary conditions The power to be transmitted and the distance at which larger auxiliary systems must be set up to operate the high-performance cable. The greatest auxiliary Systems with forced cooled high-performance cables are heat exchangers through which the coolant pumped and in which, for example, with air, the heat loss absorbed in the high-performance cable is discharged again.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, für ein jeweils gegebenes Ubertragungsproblem die bei Zusammenschaltung gekühlter Hochleistungskabel auftretenden technischen Zusammenhänge in der jeweils günstigsten Weise zu lösen.The invention is now based on the object for a given transmission problem when interconnecting cooled high-performance cables, the technical relationships that occur in the most favorable way to solve each.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Geometrie des Längskanals und des Stromleiters für Drehstrom nach der BeziehungThis object is achieved according to the invention in that the geometry of the longitudinal channel and the Conductor for three-phase current according to the relationship

£3/5£ 3/5

₌₌ ίί

F² ■ ρ ■?F ² ■ ρ ■?

AT² AT ²

1/51/5

-4/5-4/5

bemessen ist, worin d den hydraulischen Durchmesser (m), L die Länge des Kabels vom Eintritt der Kühlflüssigkeit bis zum Austritt (m), N die Ubertragungsleistung des Systems (kW), α einen Faktor zur Berücksichtigung zusätzlicher Verluste, λ den Rohrreibungskoeffizienten des Längskanals, F die Querschnittsfläche des elektrischen Leiters, ρ die Dichte und c die spezifische Wärme der Kühlflüssigkeit, a die Leitfähigkeit des Leitermaterials, A T die maximale Temperaturdifferenz sowie Ap die maximale Druckdifferenz zwischen Eintritts- und Austrittsstelle der Kühlflüssigkeit und U die Nennspannung des Systems (kV) bedeutet, und die Größeis dimensioned, where d is the hydraulic diameter (m), L is the length of the cable from the inlet of the cooling liquid to the outlet (m), N the transmission power of the system (kW), α a factor to take into account additional losses, λ the pipe friction coefficient of the longitudinal duct , F is the cross-sectional area of the electrical conductor, ρ is the density and c is the specific heat of the cooling liquid, a is the conductivity of the conductor material, AT is the maximum temperature difference and Ap is the maximum pressure difference between the inlet and outlet point of the cooling liquid and U is the nominal voltage of the system (kV) means and the size

.1/5.1 / 5

2/52/5

(3π)² ■ F² ■ ρ · c² -δ² -AT²- Ap(3π) ² ■ F ² ■ ρ · c ² -δ ² -AT ² - Ap

bei Einsatz von Wasser als Kühlmittel in den Grenzen von 1,7 · 10~⁷ bis 8,4 · 10~⁷ und bei Einsatz von öl als Kühlmittel in den Grenzen 2,3 · 10"⁷ bis 11,8 · 10~⁷ gewählt wird.when using water as a coolant within the limits of 1.7 · 10 ~ ⁷ to 8.4 · 10 ~ ⁷ and when using oil as a coolant within the limits of 2.3 · 10 " ⁷ to 11.8 · 10 ~ ⁷ is chosen.

Weiterhin wird gemäß der Erfindung bei einer dem Gattungsbegriff entsprechenden Kabelanlage vorgeschlagen, daß die Geometrie des Längskanals und des Stromleiters für Gleichstrom nach der BeziehungFurthermore, it is proposed according to the invention in a cable system corresponding to the generic term, that the geometry of the longitudinal channel and the conductor for direct current according to the relationship

_L3/5 _L 3/5

7)² ■ F² -ρ-c² Λ² ■ IT² ■ Ip7) ² ■ F ² -ρ-c ² Λ ² ■ IT ² ■ Ip

-4/5-4/5

bemessen ist, worin d den hydraulischen Durchmesser (m), L die Länge des Kabels vom Eintritt der Kühlflüssigkeit bis zum Austritt (m), N die UberUagungsleistung des Systems (kW), λ den Rohrreibungskoeffizienten des Längskanals, F die Querschnittsfläche des elektrischen Leiters, ρ die Dichte und c die spezifische Wärme der Kühlflüssigkeit, σ die Leitfähigkeit des Leitermaterials, A T die maximale Temperaturdifferenz sowie Ap die maximale Druckdifferenz zwischen Eintritts- und Austrittsstelle der Kühlflüssigkeit und U die Nennspannung des Systems (kV) bedeutet, und die Größeis dimensioned, where d is the hydraulic diameter (m), L the length of the cable from the inlet of the cooling liquid to the outlet (m), N the transmission power of the system (kW), λ the pipe friction coefficient of the longitudinal duct, F the cross-sectional area of the electrical conductor, ρ is the density and c is the specific heat of the cooling liquid, σ is the conductivity of the conductor material, AT is the maximum temperature difference and Ap is the maximum pressure difference between the inlet and outlet point of the cooling liquid and U is the nominal voltage of the system (kV) and the size

/ 8 λ/ 8 λ

V (4π)² · F² · ρ · c² ■ ö² ■ \T² V (4π) ² · F ² · ρ · c ² ■ ö ² ■ \ T ²

bei Einsatz von Wasser als Kühlmittel in den Grenzen von 1,5 ■ 10"⁷ bis 6,7· 10~~⁷ und bei Einsatz von öl als Kühlmittel in den Grenzen von 2,1 · 10"⁷ bis 9,4 · 10"⁷ eewählt wird.when using water as a coolant within the limits of 1.5 ^{· 10 "7} to 6.7 · 10 ~~ ⁷ and when using oil as a coolant within the limits of 2.1 · 10" ⁷ to 9.4 · 10 " ^{7 is} chosen.

Diese erfindungsgemäßen Lösungen ermöglichenThese solutions according to the invention enable

die übertragung einer gegebenen Leistung über eine bestimmte Entfernung mittels sehr günstig ausgelegter Hochleistungskabel, insbesondere hinsichtlich der wirksamen Strömungsquerschnitte, d. h. den hydraulischen Durchmessern, wodurch auch die übrigen Abmessungen möglichst klein gehalten werden können, um die Biegbarkeit, das Transportgewicht und den Aufwand an Fertigungsmaschinen optimal zu gestalten.
Im folgenden werden nun die Beziehungen aufgezeigt, die erfindungsgemäß zur Festlegung der Dimensionen flüssigkeitsgekühlter Hochleistungskabel geführt haben. Die maximal zulässige Verlustleistung ist diejenige, bei welcher das Kühlmittel bei maximaler Flußgeschwindigkeit vom Kabeleintritt bis zum Kabelaustritt um die maximal zulässige Temperaturdifferenz erwärmt wird. Die maximale Geschwindigkeit des Kühlmittels ist durch den bei einer vorgegebenen Kabellänge maximal zulässigenThe transmission of a given power over a certain distance by means of very inexpensive high-performance cables, especially with regard to the effective flow cross-sections, i.e. the hydraulic diameters, whereby the other dimensions can also be kept as small as possible in order to optimize the flexibility, the transport weight and the cost of manufacturing machines design.
The following now shows the relationships which, according to the invention, have led to the definition of the dimensions of liquid-cooled high-performance cables. The maximum permissible power loss is that at which the coolant is heated by the maximum permissible temperature difference at the maximum flow velocity from the cable entry to the cable exit. The maximum speed of the coolant is the maximum permissible for a given cable length

Kühlflüssigkeitsdruck an der Stelle, an welcher die Kühlflüssigkeit in das Hochleistungskabel eintritt, gegeben. Die maximale auf die Länge bezogene Verlustleistung der Adern des Hochleistungskabels ist bei Drehstromsystemen durch den AusdruckCoolant pressure at the point where the coolant enters the high-performance cable, given. The maximum length-related power loss of the cores of the high-performance cable is for three-phase systems by the expression

zu seinem Austritt. Die vom Kühlmittel aufzunehmende, auf die Länge bezogene Wärme q ist gleich der Verlustwärme der Hochleistungskabel. Diese ist näherungsweise proportilnal der Jouleschen Wärme, d. h., es istto his exit. The length-related heat q to be absorbed by the coolant is equal to the heat loss of the high-performance cables. This is approximately proportional to the Joule heat, that is, it is

"(ir PA)¹'² "(ir PA) ¹ ' ²

T-d*»-L-™T-d * »- L- ™

(1)(1)

bei Drehstromwith three-phase current

bei Gleichstromsystemen durch den Ausdruckin DC systems by the expression

2π2π

•(ρ ·Αρ/λ)¹'² C- \T-d^sl2 -L-³¹² (2)• (ρ · Αρ / λ) ¹ ' ² C- \ Td ^sl2 -L- ³¹² (2)

bei Gleichstromwith direct current

gegeben. ,₅ given. , ₅

In diesen Ausdrücken (1> und (2) bedeuten ρ die Dichte der Flüssigkeit, Ap den maximal zulässigen Druckunterschied zwischen Austritts- und Eintrittsstelle, λ den Rohrreibungskoeffizienten des Flüssigkeitskanals, c die spezifische Wärme der Kühlflüssigkeit, A T die maximal zulässige Temperaturdifferenz zwischen Austritts- und Eintrittsstelle, d den Durchmesser des Längskanals eines Hochleistungskabels, d. h. den erwähnten hydraulischen Durchmesser, durch welchen das Kühlmittel strömt, und L die Länge des Hochleistungskabels vom Eintritt des Kühlmittels bis ^{q =} T In these expressions (1> and (2)) ρ denotes the density of the liquid, Ap the maximum permissible pressure difference between the outlet and inlet point, λ the pipe friction coefficient of the liquid channel, c the specific heat of the cooling liquid, AT the maximum permissible temperature difference between the outlet and inlet point Entry point, d is the diameter of the longitudinal channel of a high-performance cable, ie the mentioned hydraulic diameter through which the coolant flows, and L the length of the high-performance cable from the inlet of the coolant to ^{q =} T

2L2L

δ-F ' δ-F '

In diesen Ausdrücken bedeutet U die Nennspannung (bei Gleichstromsystemen die Spannung zwischen je einer Phase und Erde), N die Ubertragungsleistung des Systems, α einen Faktor, der bei Drehstromsystemen größer als 1 ist und durch den zusätzliche Verluste, wie dielektrische usw., berücksichtigt werden (bei Gleichstromsystemen ist α = 1), σ die elektrische Leitfähigkeit und F den Leiterquerschnitt eines Hochleistungskabels. Durch Kombination der beiden Ausdrücke (1) und (3) ergibt sich bei DrehstromsystemenIn these expressions, U means the nominal voltage (in direct current systems the voltage between one phase and earth), N the transmission power of the system, α a factor that is greater than 1 in three-phase systems and through which additional losses, such as dielectric etc., are taken into account (In direct current systems, α = 1), σ is the electrical conductivity and F is the conductor cross-section of a high-performance cable. A combination of the two expressions (1) and (3) results in three-phase systems

= f-= f-

· F¹ ·ρ -c¹ - F ¹ ρ -c ¹ -

-4/5-4/5

Durch Kombination der beiden Ausdrücke (2) und (4) ergibt sich bei GleichstromsystemenCombining the two expressions (2) and (4) results in direct current systems

d / 8 · λ d / 8 * λ

IpIp

J₁,J ₁ ,

Da in den beiden Gleichungen (5) bzw. (6) alle Größen auf der rechten Seite — wenn einmal ein bestimmtes Kühlmittel gewählt ist — näherungsweiseSince in the two equations (5) and (6) all quantities on the right-hand side - if once a certain one Coolant is selected - approximately

festliegen, kann hieraus für einen gegebenen Kühl» Für die einzelnen Nennspannungen und Kühl-can be determined from this for a given cooling »For the individual nominal voltages and cooling

stationsabstand L und eine gegebene Ubertragungs- 40 mittel liegt damit der Ausdruck leistung N der minimale Wert für den hydraulischen Durchmesser d ermittelt werden. Für die Größen in obiger Gleichung werden folgende Grenzen angenommen, die sich für die Kühlmittel Wasser und ölstation distance L and a given transmission medium is so that the expression power N the minimum value for the hydraulic diameter d can be determined. The following limits are assumed for the quantities in the above equation, which are applicable to the coolants water and oil

Kühlmittel Wasser... 1,7 · 10"⁷ bis 84 · 10~⁷
Kühlmittel öl 2,3 · 10"⁷ bis 11,8 · 1(T¹ Coolant water ... 1.7 · 10 " ⁷ to 84 · 10 ~ ⁷
Coolant oil 2.3 x 10 " ⁷ to 11.8 x 1 (T ¹

teilweise unterscheiden:partially differentiate:

Symbolsymbol Dimensiondimension WcrtbcrcichWcrtbcrcich Wert bereichValue range für Wasserfor water ruroiruroi λλ 0,0170.017 0,0170.017 ClCl 1- 1.31- 1.3 1 1.31 1.3 FF. m^J m ^J 1—6· ΙΟ"»1—6 · ΙΟ "» 1—6-10-'1-6-10- ' 99 kg/m³ kg / m ³ 10- 10»10-10 » 9· ΙΟ² 9 · ΙΟ ² CC. kWs/kg-KkWs / kg-K 4,24.2 1.91.9 (T(T A/kVmA / kVm 2,8 5I0¹⁰ 2.8 5I0 ¹⁰ 2.8 5 ΙΟ¹⁰ 2.8 5 ΙΟ ¹⁰ ATAT KK 30-5030-50 30-5030-50 ApAp kg/m · s^a kg / m · s ^a 5-30 · 10^s 5-30 · 10 ^s 5 30· 10^s 5 30 x 10 ^s

bei einem Drehstromsystem in folgenden Grenzen:with a three-phase system within the following limits:

NennNominal WcrtbcrcichcWcrtbcrcichc rurrur dd ( ™(™ spannungvoltage pn:pn: TV« VkViTV «VkVi (kV)(kV) We««We «« σισι 2020th 1.5 7,61.5 7.6 •10-«• 10- « ¹ 2.1 - ¹ 2.1 - 10,7 ΙΟ-·10.7 ΙΟ- 3030th I.I -5,5I.I -5.5 •ίο-«• ίο- « ¹ 1,5 - ¹ 1.5 - 7,7 · ΙΟ"⁸ 7.7 · ΙΟ " ⁸ 110110 0,39 2,00.39 2.0 •ΙΟ""• ΙΟ "" ¹ 0,54— ¹ 0.54- 2.7 · 10-"2.7 10- " 220220 0.22-1,10.22-1.1 •10-«• 10- « ¹ 0,31- ¹ 0.31- 1,6 · 10"·1.6 10 " 380380 0.14-0,720.14-0.72 •ΙΟ¹ • ΙΟ ¹ ¹ 0,20- ¹ 0.20- 1.0-10"1.0-10 "

¹'⁵ ¹ ' ⁵

Mit diesen Werten ergeben sich zunächst bei einem Drehstromsystem IVr den Ausdruck au» der Gleichung (S)With these values, for a three-phase system IVr, the expression from equation (S)

Bei einem Gleichstromsystem ergeben sich mit den Größen aus der obenstehenden Zusammenstellung Jf.^r.^Wertberaiohe (S.5) für den Ausdruck aus der Gleichung (6)In the case of a direct current system, the values from the above combination result in Jf. ^r . ^We rtberaiohe (S.5) for the term from the equation (6)

8 ■ «' · λ 8 ■ «'· λ

· \p· \ P

^XI>XI>

folgende Grenzen:the following limits:

folgende Orenwn:the following Orenwn:

bei Kühlmittel Wasser.. 1,5 · 1(T⁷ bis 6,7 · K)"⁷ bei Kühlmittel öl 2,1 · I(T⁷ bis 9,4 · 1(T⁷ with water as coolant .. 1.5 · 1 (T ⁷ to 6.7 · K) " ⁷ with oil as coolant 2.1 · I (T ⁷ to 9.4 · 1 (T ⁷

Für die einzelnen Nennspannungen und Kühlmittel liegt damit der AusdruckThe expression is thus for the individual nominal voltages and coolants

L^il5 ■ N⁴'⁵ V k
bei einem Gleichstromsystem in folgenden Grenzen: L ^il5 ■ N ⁴ ' ⁵ V k
with a direct current system within the following limits:

NennNominal Werlbcreichc fürWerlbcreichc for d , m>« d, m> « spannungvoltage L³¹⁵ ■ N⁴'⁵ { kW" L ³¹⁵ ■ N ⁴ ' ⁵ { kW " (kV)(kV) Wasserwater öloil ±100± 100 0,38—1,68· 10"⁸ 0.38-1.68 x 10 " ⁸ 0,53—2,36· 10"⁸ 0.53-2.36 x 10 " ⁸ ±200± 200 0,22—0,97 · 10"⁸ 0.22-0.97 x 10 " ⁸ 0,30-1,36· 10"⁸ 0.30-1.36 x 10 " ⁸ ±400± 400 0,12—0,56· 10~⁸ 0.12 to 0.56 x 10 ~ ⁸ 0,17—0,78 ■ ΙΟ"⁸ 0.17-0.78 ■ ΙΟ " ⁸ ±600± 600 0,09—0,40· 10~⁸ 0.09 to 0.40 x 10 ~ ⁸ 0,13—0,56· 10'⁸ 0.13-0.56 x 10 ' ⁸

Ein Beispiel für die Anwendung obiger Beziehungen ist im folgenden aufgeführt:An example of the application of the above relationships is given below:

Für ein Drehstromsystem ist gegeben die zu übertragende Leistung N = 5 · I0⁵ kW, die Kabellänge L = 10⁴ m und die Übertragungsspannung U = 110 kV. Damit ergeben sich für den Bereich des hydraulischen Durchmessers d die Grenzen 0,035--0.178 m für das Kühlmittel Wasser bzw. 0,049-0.249 m Tür das Kühlmittel öl.For a three-phase system, the power to be transmitted is N = 5 · I0 ⁵ kW, the cable length L = 10 ⁴ m and the transmission voltage U = 110 kV. This results in the limits 0.035-0.178 m for the coolant water and 0.049-0.249 m door for the coolant oil for the range of the hydraulic diameter d.

Insbesondere ergibt sich bei Wahl des Faktors u zu 1,2, des Leiterquerschnittes zu 3 · 10~³ m² = 3000 mm², der Leitfähigkeit des Leitermaterial zu α = 3,1 · 10¹⁰ A/kV · m (entsprechend Aluminium bei einer Temperatur von 60⁰C), der Tcmpcraturdiffcrcnz /I T zu 40 K und der Druckdifferenz Ap zu 15· 10⁵ kg/m s². Tür das Kühlmittel Wasser ein minimaler Durchmesser von d = 0,076 m bzw. für das Kühlmittel öl ein minimaler Durchmesser von d = 0,107 m.In particular, if the factor u is selected as 1.2, the conductor cross-section as 3 · 10 ~ ³ m ² = 3000 mm ² , the conductivity of the conductor material is α = 3.1 · 10 ¹⁰ A / kV · m (corresponding to aluminum for a temperature of 60 ⁰ C), the Tcmpcraturdiffcrcnz / I T at 40 K and the pressure difference Ap to 15 · 10 ⁵ kg / ms. ² For the coolant water a minimum diameter of d = 0.076 m or for the coolant oil a minimum diameter of d = 0.107 m.

Eine mögliche Ausführungsform eines derartiger Hochleistungskabels ist im Querschnitt in F i g. 1 s dargestellt. Hierin ist mit 1 ein flüssigkeitsdicht und druckfest ausgebildetes Rohr bezeichnet, das aus Kupfer, Aluminium, V2A-Stahl oder auch aus Kunstslofl bestehen kann. Der Innenraum des Rohres 1 dient alf Längskanal, durch den eine Flüssigkeit als KühlmittelA possible embodiment of such a high-performance cable is shown in cross section in FIG. 1 s shown. 1 is a liquid-tight and designates pressure-resistant pipe made of copper, Aluminum, V2A steel or plastic can be made. The interior of the tube 1 serves alf Longitudinal channel through which a liquid acts as a coolant

ίο 2 gepumpt wird. Die Wandung des Rohres 1, in dem ein Leiterseil 3 eingelegt ist, dient ebenfalls ganz odei teilweise zur Stromführung. Es ist auch möglich, zusätzlich oder anstelle des Leiterseiles 3 weitere Stromleiter außerhalb der Wandung des Rohres 1 anzuordnen. Mit 4 ist eine Isolierung, mit 5 ein Außenmantel und mit 6 ein Korrosionsschutz bezeichnet Drei solcher jeweils zu einem Drehstrornsysterr zusammengefaßte Hochleistungskabel werden zu einei Kabelanlage gem. Fig. 2 zusammengeshaltet. Darir sind mit 7, 8 und 9 die Hochleistungskabel und mii 10 eine Rückleitung für ein Kühlmittel, z. B. Wassei oder öl, bezeichnet. Die das Kühlmittel fördernder Pumpen tragen die Bezugszeichen 11, 12 und 13, eir dreiteiliger Wärmetauscher ist mit 14 bezeichnetίο 2 is being pumped. The wall of the tube 1 in which a conductor cable 3 is inserted, also serves wholly or partially for current conduction. It is also possible in addition or instead of the conductor 3 to arrange further conductors outside the wall of the tube 1. 4 is an insulation, 5 is an outer jacket and 6 is a corrosion protection Three such high-performance cables, each combined into a three-phase current system, become one Cable system according to Fig. 2 held together. Darir are the high-performance cables with 7, 8 and 9, and mii 10 a return line for a coolant, e.g. B. Wassei or oil, referred to. The one that promotes the coolant Pumps are designated 11, 12 and 13, and a three-part heat exchanger is designated 14

2.S über diesen Wärmetauscher 14 wird Kühlluft If geleitet. Durch das aus den drei Hochleistungskabelf 7, 8 und 9 bestehende Drehstromsystem wird da: Kühlmittel in Richtung der eingezeichneten Pfeil« gepumpt. Das Kühlmittel ist geeignet Tür einen Tem2.S via this heat exchanger 14 is cooling air If directed. With the three-phase system consisting of the three high-performance cables 7, 8 and 9: Coolant is pumped in the direction of the arrow «. The coolant is suitable door a tem

yo peraturbereich von vorzugsweise etwa 0 bis 120¹C Ein für den gleichen Temperaturbereich geeignete yo temperature range of preferably about 0 to 120 ¹ C A suitable for the same temperature range

Kühlmittel wird durch die zwei Hochleistungskabc 16 und 17 der F i g. 3 gepumpt. Diese zur Ubertraguiij von Gleichstrom dienende Kabclanlage weist eben falls Pumpen 18 und 19 sowie mit Kühlluft bcauf schlagbare Wäretauscher 20 und 21 auf. Dem Kühl mittel wird, bevor es in das jeweilige Hochleistungs kabel 16 bzw. 17 gelangt, im entsprechend vorgc schalteten Wärmetauscher 20 bzw. 21 die Wärrm entzogen. Bei dieser Ausführungsform wird also da eine Hochlcistungskabcl 16 bzw. 17 als Rücklcitc für das Kühlmittel benutzt.Coolant is supplied through the two high-performance cabs 16 and 17 of FIG. 3 pumped. This to Ubertraguiij Cable system serving direct current also has pumps 18 and 19 as well as cooling air bc impactable heat exchangers 20 and 21. The coolant is used before it goes into the respective high-performance cable 16 or 17 arrives, in the corresponding upstream heat exchanger 20 or 21 the heat withdrawn. In this embodiment, a high-performance cable 16 or 17 is used as a return used for the coolant.

Hierzu I Blatt ZeichnungenFor this purpose I sheet drawings

Claims

Patent claims:

1. Cable system, consisting of several cooled high-performance cables, in which within the insulation of each high-performance cable has a longitudinal channel for the coolant, the wall of the longitudinal channel, if necessary, serves as a current conductor and / or outside and / or within the longitudinal channel further current conductors are provided, characterized in that the geometry of the longitudinal duct and the conductor door three-phase current according to the relationship

-4/5-4/5

is dimensioned, where d is the hydraulic diameter (m), L is the length of the cable from the inlet of the cooling liquid to the outlet (m), N is the transmission power of the system (kW), α a factor for taking additional losses into account, λ the pipe friction coefficient of the Longitudinal channel, F the cross-sectional area of the electrical conductor, ρ the density and c the specific heat of the cooling liquid, ο the conductivity of the conductor material, Δ T the maximum temperature difference and Ap the maximum pressure difference between the inlet and outlet point of the cooling liquid and U the nominal voltage of the system ( kV) means and the size

8 α² 8 α ²

V (3π) ² ■ F ² ■ ρ ■ c ¹ ö ² · \ T

when using water as a coolant within the limits of 1.7 · 10 ~ ⁷ to 8.4 · 10 " ⁷ and when using oil as a coolant within the limits of 2.3 · ^10'7 to 11.8 · 10" ⁷ is chosen.

2. Cable system, consisting of several cooled high-performance cables, in which within the insulation of every high-performance cable

channel for the coolant is arranged, the wall of the longitudinal channel, if necessary, as a conductor is used and / or provided outside and / or inside the longitudinal channel further conductors are, characterized in that the geometry of the longitudinal channel and the current conductor for direct current after the relationship

L³'⁵ ■ N⁴'⁵ L ³ ' ⁵ ■ N ⁴ ' ⁵

1Γ ² · 1 p

-4/5-4/5

is dimensioned, where d is the hydraulic diameter (m), L the length of the cable from the inlet of the cooling liquid to the outlet (m), JV the transmission power of the system (kw), λ the pipe friction coefficient of the longitudinal duct, F the cross-sectional area of the electrical conductor, ρ is the density and c is the specific heat of the cooling liquid, α is the conductivity of the conductor material, Δ T is the maximum temperature difference and Λ p is the maximum pressure difference between the inlet and outlet point of the cooling liquid and U is the nominal voltage of the system (kV) and the size

0.39 to 2.0 x 10 " ⁸ for a voltage of 110 kV 0.22 to 1.1 x 10" ⁸ for a voltage of 220 kV 0.14 to 0.72 x 10 ~ ⁸ for a voltage of 380 kV

is sized.

4. Cable system according to claim 1, characterized in that for a given length L (m) and a given transmission power N (kW) the size

ν 1/5ν 1/5

(4τιγ ■ F² ■ g ■ c² ■ ö² ■ AT² ■ \p(4τιγ ■ F ² ■ g ■ c ² ■ ö ² ■ AT ² ■ \ p

when using water as a coolant within the limits of 1.5 · 10 " ⁷ to 6.7 · 10" ⁷ and when using oil as a coolant within the limits of 2.1 · 10 ~ ⁷ to 9.4 · 10 " ^{7 is} chosen.

3. Cable system according to claim 1, characterized in that for a given length L (m) and a given transmission power N (kW) the size

55 L ³ ' ⁵ · N ⁴⁷⁵

in the case of oil as a coolant within the limits of

2.1 to 10.7
1.5 to 7.7
0.54 to 2.7
0.31 to 1.6
0.20 to 1.0 x 10 " ⁸ for a voltage of 380 kV

is sized.

5. Cable system according to claim 2, characterized in that for a given length L (m) and a given transmission power N (kW) the size

10 ⁸ for a voltage of 20 kV 10 " ⁸ for a voltage of 30 kV 10 ~ ⁸ for a voltage of 110 kV 10 ~ ⁸ for a voltage of 220 kV

6060 _L3/5 _L 3/5

L ³ ' ⁵ · N ⁴ ' ⁵

in the case of water as a coolant within the limits of

to 7.6
to 5.5

10 ~ ⁸ for a voltage of 20 kV 10 ~ ⁸ for a voltage of 3OkV with water as coolant within the limits of

0.38 to 1.70-10 " ⁸ for a voltage of ± 100 kV 0.22 to 0.97 x 10" ⁸ Wr a voltage of ± 200 kV 0.12 to 0.56 x 10 " ⁸ for a voltage from ± 400 kV 0.09 to 0.40 x 10 " ⁸ for a voltage of ± 600 kV

is sized.

6, cable system according to claim 2, characterized in that for a given length L (m) and a given transmission power N (kW) the size

L ³ ' ⁵ · N ⁴ ' ⁵

in the case of oil as a coolant within the limits of

0.53 to 2.40 x 10 ~ ⁸ for a voltage of ± 100 k "0.30 to 1.40 x 10" ⁸ door a voltage of ± 200 kV 0.17 to 0.78 x 10 " ⁸ for a voltage of ± 400 kV 0.13 to 0.56 x 10 " ⁸ for a voltage of ± 600 kV