DE2460954B2

DE2460954B2 - Wassergekühltes Hochspannungsenergiekabel mit äußerer thermischer Isolation

Info

Publication number: DE2460954B2
Application number: DE19742460954
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dr.-Ing. Brakelmann; Werner Dr.-Ing. Rasquin
Original assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Current assignee: Felten and Guilleaume Energietechnik AG
Priority date: 1974-12-21
Filing date: 1974-12-21
Publication date: 1978-05-24
Also published as: DE2460954C3; DE2460954A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein wassergekühltes Hochspannungsenergiekabel, bestehend aus einem elektrischen Leiter mit abgesperrtem, das Kühlmittel führenden Hohlkanal, einer den Leiter umgebenden elektrischen Isolierung und einem Kabelmantel mit thermischer Isolation.

Ein derartiges Kabel ist bereits vorgeschlagen worden, siehe DE-OS 23 17 013, um eine Wärmeabgabe des Kabels an das umgebende Erdreich durch die thermische Isolation zu verhindern. Dabei bietet sich als thermische Isolation die Verwendung von geschäumten Kunststoffen, z. B. Polyurethanschaum, aufgrund der ausgezeichneten Dämmwerte an. Das Aufbringen einer solchen Isolation unmittelbar auf das Kabel erscheint allerdings aufgrund der begrenzten mechanischen Festigkeit solcher geschäumten Kunststoffe sowie der beim Auf- und Abtrommeln sowie Verlegen der Kabel auftretenden Beanspruchungen als technische Lösung zumindest fraglich. Außerdem ist ein schneller und kontinuierlicher Ablauf der Kabelfertigung aufgrund des langwierigen Schäum- und Aushärtungsprozesses nicht ohne weiteres zu realisieren.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Hochspannungsenergiekabel der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, dessen thermische Isolation nur geringen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt und die unabhängig von der Herstellung des Kabels ist. Weiterhin soll ein Hochspannungsenergiekabel geschaffen werden, das sich durch eine hohe mechanische Sicherheit sowie die Möglichkeit einer einfachen Verlegung und gegebenenfalls auch der Austauschbarkeit der Kabellängen auszeichnet.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die thermische Isolation aus einem vorgefertigten Rohr besteht und innerhalb des aus einem inneren und äußeren Rohr gebildeten Kabelmantels angeordnet ist.

Bei dieser Ausgestaltung ist das äußere Rohr als Schutzrohr ausgebildet, in welches das innere Rohr mit der eingeschlossenen Kabelseele eingezogen wird. Da die thermische Isolation in diesem Falle getrennt von dem inneren Rohr, das die Kabelseele umgibt, ist, kann die Kabelseele mit dem sie umgebenden inneren Rohr unabhängig von der thermischen Isolation hergestellt werden. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung besteht das vorgefertigte Rohr aus in zwei Halbschalen geteilte Rohrabschnitte, die vor dem Einziehen der Kabelseele in das äußere Rohr eingeschoben werden.

Diese Ausgestaltung der thermischen Isolation ermöglicht die Verschweißung der einzelnen Rohrstükke des aus diesen zusammengesetzten äußeren Rohrs, ohne daß eine Verletzung der thermischen Isolation auftritt. Denn dazu wird auf der Baustelle die thermische Isolation gegenüber den Stoßstellen des äußeren metallischen Rohres versetzt eingeschoben, so daß die Schweißung des äußeren Rohres jeweils an Stellen erfolgt, wo keine thermische Isolation vorliegt. Nach dem Verschweißen des äußeren metallischen Rohres wird dann die thermische Isolation über die Schweißstelle hinausgeschoben und somit eine kontinuierlich durchgehende thermische Isolation geschaffen. Damit an den Stoßstellen der einzelnen Rohrabschnitte der thermischen Isolation keine durchgehenden Spalten auftreten, wie auch eine derartige Spaltbildung an den Längskanten der Halbschalen vermieden werden soll, ist es von Vorteil, wenn die Halbschalen an ihren Längskanten durch Nut und Feder verbunden sind. Ebenso ist es zweckmäßig, wenn die aus den Halbschalen gebildeten Rohrabschnitte an ihren aneinander stoßenden Stirnflächen durch Nut und Feder verbunden sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es ebenfalls vorteilhaft sein, wenn die rohrförmige Isolation auf die Innenwandung des äußeren Rohres aufgebracht ist. Dies kann beispielsweise unmittelbar durch Aufschäumen der aus einem Polyurethanschaum bestehenden thermischen Isolation auf der Innenwandung geschehen. In diesem Fall kann das Innenrohr mit der Kabelseele in das bereits mit der thermischen Isolation versehene äußere Rohr am Verlegeort eingezogen werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht das innere und das äußere Rohr aus Metall, insbesondere aus Stahl. Dabei wirkt das äußere metallische Rohr als Diffusionssperre, so daß keine

Feuchtigkeit in das Kabelinnere eindringen kann. Als Rohrmaterial kann normaler Stahl, unmagnetischer Stahl oder Edelstahl verwendet werden. Um das äußere Rohr gegen Korrosion zu schützen, ist es weiterhin vorteilhaft, wenn auf diesem eine Korrosionsschutzschicht aufgebracht ist. Durch das Aufbringen der Korrosionsschutzschicht oberhalb der thermischen Isolation wird diese weitgehend von der im Kabelinneren entstehenden Wärme freigehalten, so daß die in der Kabeltechnik bekannten Korrosionsschutzmassen z. B. Bitumen, verwendet werden können.

Es kann vorteilhaft sein, wenn das innere Rohr aus Metall und das äußere Rohr aus Kunststoff oder Asbest-Zement bestehen. Die Verwendung von Kunststoff oder Asbest-Zement als Herstellungsmaterial für das äußere Rohr bringt eine erhebliche Verbilligung des Kabels mit sich und erübrigt einen Korrosionsschutz des äußeren Rohres. Weiterhin wird auch die Verlegung des äußeren Rohrs durch diese Materialwahl erleichtert, da damit eine erhebliche Reduzierung des Gewichts des äußeren Rohres verbunden ist. Dabei kann es in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weiterhin von Vorteil sein, wenn auf oder im Inneren des äußeren Rohrs eine Diffusionssperre angeordnet ist. Eine derartige Diffusionssperre ist deshalb erforderlich, da Kunststoffe wie auch Asbest nicht absolut feuchtigkeitsdicht gegen ein Hindurchdiffundieren von Wasser sind. Dabei kann als Diffusionssperre vorteilhafterweise beispielsweise ein geschlossenes Metallband, eine kunststoffbeschichtete Metallfolie, die thermoplastisch mit dem äußeren Rohr verklebt ist, oder aber auch eine aufgedampfte, aufgestrichene oder durch Tauchtränkung erzielte Metallschicht auf dem äußeren Rohr aufgebracht werden. Ebenso ist es möglich, daß eine beschichtete Metallfolie auf der Innenwand des äußeren Rohrs thermoplastisch aufgeklebt wird. Von Vorteil kann es ebenfalls sein, wenn eine beschichtete Metallfolie auf der thermischen Isolation oder in der thermischen Isolation thermoplastisch verklebt wird.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann es zweckmäßig sein, wenn das innere Rohr gewellt und das äußere Rohr starr oder gewellt ist. Durch die Wellung des inneren Rohres erhält die in das äußere Rohr einzuziehende Kabelseele eine hinreichende Flexibilität, um auf- und abgetrommelt zu werden und um eine leichtere Verlegung der Kabelseele zu ermöglichen. Durch die Wellung des äußeren Rohrs wird der Vorteil erzielt, daß dieses auch in Bögen verlegt werden kann, wodurch die Trassenführung für das erfindungsgemäße Hochspannungsenergiekabel erleichtert wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Kabel mit einem äußeren uno. einem inneren Rohr aus Metall und einer zwischen diesen angeordneten thermischen Isolation aus geschäumtem Kunststoff,

Fig. 2 ein Kabel mit einer thermischen Isolation aus zwei zwischen dem inneren und dem äußeren Rohr eingeschobenen Halbschalen,

Fig.3 ein Kabel mit einer aus zwei Halbschalen bestehenden thermischen Isolation und einem äußeren ι Rohr aus Kunststoff,

Fig.4 ein Kabel mit einer Isolierung aus geschäumtem Kunststoff und einem äußeren Rohr aus Kunststoff. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, besteht das Hochspannungsenergiekabel 1 mit innere! Wasserkühlung aus

κι einem inneren Kühlmittelrohr 2 beispielsweise aus Edelstahl, das von einem elektrischen Leiter 3 umgeben ist, der im dargestellten Beispiel als ein auf das Kühlmittelrohr 2 aufgepreßtes Aluminiumrohr ausgebildet ist. Der elektrische Leiter 3 ist von einer elektrischen

r> Isolierung 4, beispielsweise einer Öl-Papier Isolierung umgeben. Die aus dem Kühlmittelrohr 2, dem elektrischen Leiter 3 und der elektrischen Isolierung 4 gebildete Kabelseele befindet sich in einem inneren Rohr 5, das beispielsweise spiral- oder ringegewellt ist.

.»ο Zwischen der elektrischen Isolierung 4 und dem inneren Rohr 5 befinden sich Abstandhalter 6. Das innere Rohr 5 mit der Kabelseele ist in ein äußeres Rohr 7 beispielsweise aus Stahl, eingezogen. Zwischen dem inneren Rohr 5 und dem äußeren Rohr 7 befindet sich

_>■> eine thermische Isolation 8, beispielsweise aus geschäumtem Kunststoff wie Polyurethan. Die thermische Isolation 8 ist im dargestellten Beispiel unmittelbar auf die Innenwandung des äußeren Rohrs 7 aufgeschäumt. Auf der Außenseite des äußeren Rohres 7 befindet sich

μ als Korrosionsschutz eine plastische Masse 9, die noch von einem Mantel 10 beispielsweise aus Polivenylchlorid, umgeben ist. Die thermische Isolation 8 ist rohrförmig ausgebildet und erstreckt sich kontinuierlich über die gesamte Länge des äußeren Rohres 7.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, kann die thermische Isolation 8 auch aus 2 Halbschalen 11 und 12 gebildet sein, die untereinander durch Nut 13 und Feder 14 verbunden sind, so daß kein durchgehender Spalt an den Längskanten der beiden Halbschalen 11, 12 entsteht.

ι·) Diese Halbschalen 11, 12 werden nach dem Verlegen des äußeren Rohres in dieses eingeschoben.

Fig.3 zeigt ein Hochspannungsenergiekabel 1, dessen äußeres Rohr 7 beispielsweise aus Kunststoff oder Asbest-Zement besteht. Zwischen der thermischen Isolation 8 und dem äußeren Rohr 7 ist eine Dampfsperre 15 vorgesehen, die das Diffundieren von Wasserdampf in das Rohrinnere verhindert. Diese Dampfsperre 15, kann beispielsweise aus einer beschichteten Metallfolie bestehen, die wahlweise an der

.ι Innenseite des äußeren Rohres 7 oder an der Außenseite der thermischen Isolation 8 thermoplastisch aufgeklebt sein kann. Auch bei dieser Ausführung des Hochspannungscnergiekabels besteht die wahlweise Ausführung der thermischen Isolation als durchgehend

r- geschäumte Isolationsschicht oder aber aus zwei separaten Halbschalen 11, 12, wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wassergekühltes Hochspannungsenergiekabel, bestehend aus einem elektrischen Leiter mit abgesperrtem, das Kühlmittel führenden Hohlkanal, einer den Leiter umgebenden elektrischen Isolierung und einem Kabelmantel mit thermischer Isolation, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Isolation aus einem vorgefertigten Rohr (8) besteht und innerhalb des aus einem inneren und einem äußeren Rohr (5, 7) gebildeten Kabelmantels angeordnet ist.

2. Hochspannungsenergiekabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgefertigte Rohr aus in zwei Halbschalen (11, 12) geteilten Rohrabschnitten besteht.

3. Hochspannungsenergiekabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschaler; an ihren Längskanten durch Nut (13) und Feder (14) verbunden sind.

4. Hochspannungsenergiekabel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den Halbschalen (11, 12) gebildeten Rohrabschnitte an ihren aneinanderstoßenden Stirnflächen durch Nut und Feder verbunden sind.

5. Hochspannungsenergiekabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Isolation (8) auf die Innenwandung des äußeren Rohres (7) aufgebracht ist.

6. Hochspannungsenergiekabel nach einem der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das innere und äußere Rohr (5, 7) aus Metall insbesondere aus Stahl bestehen.

7. Hochspannungsenergiekabel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem äußeren Rohr (7) eine Korrosionsschutzschicht (9) aufgebracht ist.

8. Hochspannungsenergiekabel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Rohr (5) aus Metall und das äußere Rohr (7) aus Kunststoff oder Asbest-Zement bestehen.

9. Hochspannungsenergiekabel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf oder im Inneren des äußeren Rohrs (7) eine Diffusionssperre (15) angeordnet ist.

10. Hochspannungsenergiekabel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Rohr (5) gewellt und das äußere Rohr (7) starr oder gewellt ist.