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Wassergektihltes Hochspannungs-Energiekabel mit elektrischem Leiter
aus Formdrähten und korrosionsfestem KWhlmittelrohr Ausscheidung aus P 24 37 279.0-34
Die Erfindung bezieht sich auf ein wassergekühltes Hochspannungs-Energiekabel, bestehend
aus einem zylindirschen elektrischen Aluminiumleiter mit innen anliegendem abgesperrten,
das KUhlmittel rührenden Hohlkanal, einer den Leiter außen umgebenden elektrischen
Isolierung und einem äußeren Kabelmantel, wobei der Durchmesser des Hohlkanals mindestens
60 mm ist.
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Bei - einem derartigen, vorgeschlagenen Hochspannungs-Energiekabel,
siehe die ältere Patentanmeldung P 23 17 013.0-34, wird der elektrische Leiter von
innen mit Wasser gekühlt, wobei aber grundsätzliche Schwierigkeiten auftreten können;
denn bei einem elektrischen Leiter, der den Hohlkanal zur Fortleitung des Kühlwassers
selbst bildet, und somit aus einem gut elektrisch-leitenden Material wie beispielsweise
Aluminium besteht, besteht die Gefahr, daß
der Leiter von dem KUhlwasser
angegriffen wird und im Laufe der Zeit durchkorrodiert. Außerdem ergeben sich bei
allen Verbindungsstellen, an denen die Loslängen des Kabels aneinandergeschweißt
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 Rohrschweißnaht des inneren rohrförmigen
Leiters erhitzt, und zwar auf die Erweichungstemperatur des Materials des rohrförmigen
Leiters. Weiterhin muß bei dem aus dem elektrischen Leitermaterial bestehenden,
rohrförmigen Leiter darauf geachtet werden, daß alle weiteren Metallteile im Kühlkreislauf
in der Spannungareihe untereinander sehr nahe benachbart sind, um eine Elementbildung
in dem Kreislauf zu vermeiden. Weiterhin besteht die Gefahr, daß der rohrförmige
elektrische Leiter durch Erosion aufgrund der hohen Wassergeschwindigkeit undicht
werden kann. Im Falle einer Undichtigkeit des Kuhiwasserrohres wUrde das Wasser
in die elektrische Isolierung eindringen, wodurch aber nicht nur eine momentane
Störung des Kabels eintreten wUrde, sondern auch das aus Olpapier bestehende Kabeldielektrikum
wUrde einen dauernden Schaden erleiden.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die vorstehenden Nachteile
zu vermeiden, und ein Kabel zu schaffen, dessen KUhlwasserrohr absolut korrosionsfest
ist und im Falle von beispielsweise durch Materialfehler bedingte Undichtigkeiten
des KUhlwasserrohres diese erkannt und behoben werden können, ohne daß zuvor das
Kabeldielektrikum Schaden leidet. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß
innerhalb des aus Formdrähten als Segmonate und/oder in Lagen verseilten elektrischen
Leiters aus Aluminium ein Kühlmittelrohr aus Edelstahl oder Titan zur Führung des
KUhlmittels angeordnet ist, sowie um den verseilten elektrischen Leiter ein metallisches
Rohr, vorzugsweise aus Aluminium, aufgebracht ist. Durch die Verwendung von Edelstahl
oder Titan wird eine Korrosion des Wasserrohres weitgehend ausgeschlossen, so daß
Uber 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 z.B. von Edelstahl gleichgilltig, welche anderen
Materialien im weiteren KUhlkreislauf eingesetzt werden, denn es ist bekannt, daß
Kupfer und Edelstahl oder Aluminium und Edelstahl ohne Schwierigkeiten 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 fUr die nicht mehr gekühlten
Stromabgänge vorliegt. Zudem läßt sich der Kontakt zwischen dem Kuprerrohr und den
Stromabgängen aus Kupfer sowei 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 danach leicht UberprUft werden, und bei dem nachträglichen Verschweißen
oder Löten des elektrischen Leiters besteht keine Gefahr, daß die Rohrschweißnaht
wieder aufgeht, da die Sohweißtemperaturen beider Materialien weit genug auseinanderliegen.
Weiterhin wird durch die erfindungegemäße Ausgestaltung erreicht., daß bei einer
Undichtigkeit des KUhlmittelrohrs, z. B. durch Materialfehler, einerseits das Kühlmittel
durch den verseilten Leiter fließen kann und nach einiger Zeit an den Kabelenden
austritt, und dieser Wasseraustritt als Fehlermeldung angesehen werden kann, andererseits
aber auch das äußere Metallrohr ein Eindringen des Kühimitteis in die elektrische
Isolierung Verhindert. Durch das äußere Metallrohr wird weiterhin der VoD teil erzielt,
daß die Verseilung der Formdrähte nicht mit der größten Sorgfalt durchgeführt werden
muß, da das äußere Rohr einen glatten Leiter gswährleistet und RUckstände aus den
einzelnen Fertigungsgenen von der elektrischen Isolierung abgesperrt werden.
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Erfindungsgemäß kann es weiterhin von Vorteil sein, wenn um das äußere
Metallrohr, vorzugsweise aus Aluminium, eine Lage von Formdrähten geschlagen ist.
Durch die zusätzliche Drahtlage werden die äußeren auf das Metallrohr wirkenden
Verformungskräfte aufgenommen, so daß eine Faltenbildung des Metallrohrsbei der
weiteren Fertigung, insbesondere beim Auf- und Abtrommeln, verhindert wird.
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-Anhand des in der beiliegenden Zeichnung dargestellten AusfUhrungsbeispiels
wird die Erfindung näher erläutert. Ein erfindungsgemäßes
Hochspannungs-Energiekabel
mit innerer Wasserkühlung besteht aus einem inneren Kühlmittelrohr 1, z. B. aus
Edelstahl, das zur Fortführung des Kühlmittels Wasser 2 dient. Auf dieses KUhlmittelrohr
1 ist der elektrische Leiter z. B. dreilagig verseilt aus Aluminium-Litzen 13 aufgebracht.
Über den verseilten elektrischen Leiter ist ein Metallrohr 14 z. B. aus Aluminium
aufgepreßt, das wiederum von einer Lage von Druckschutzdrähten 15 umgeben ist. Die
elektrische Isolierung 5 des Kabels ist beispielsweise eine Ölpapier-Isplierung.
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Uber der elektrischen Isolierung 5 ist eine elektrische Abschirmung
7 aurgebracht und die gesamte Kabelseele ist von einem beispielsweis aus Aluminium
bestehenden Wellrohr 8 umgeben. Auf dem Aluminium-Wellrohr 8 ist zur Verhinderung
von Korrosion und äußeren mechanischen Beschädigungen eine plastische Masse 9 und
ein PVC-Mantel 10 aufgebracht.
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Was die Ausbildung und Anordnung des elektrischen Leiters betrifft,
so sollte er einen großen elektrischen 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 wenigsten
3200 mm2 betragen und der Durchmesser des Hohlkanals sollte mindestens 60 mm, insbesondere
gleich oder größer 70 mm sein.