DE2511404C2

DE2511404C2 - Ölgefülltes Unterwasser-Hochspannungskabel

Info

Publication number: DE2511404C2
Application number: DE2511404A
Authority: DE
Inventors: Franco Milano Pasini
Original assignee: Cavi Pirelli SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA
Priority date: 1974-03-25
Filing date: 1975-03-15
Publication date: 1984-03-15
Also published as: DE2511404A1; IT1011139B; NO138819C; ZA751857B; NO751000L; US3930112A; FR2266265B1; BR7500261A; SE7503400L; JPS5845121B2; DK38575A; CA1039941A; NO138819B; AR202340A1; JPS50132485A; FR2266265A1; SE412484B; GB1449445A; AU7949675A

Description

Die Erfindung betrifft ein ölgefülltes Unterwasser-Hochspannungskabel, bei welchem ein Tränkmittel zum Imprägnieren einer massiven Isolierung dient und beim Ausdehnen und Zusammenziehen des Kabels als Folge von Temperaturänderungen entlang des Kabels fließt, wobei das Tränkmittel ein natürliches oder synthetisches Tränkmittel mit einem spezifischen Gewicht Ist, welches niedriger als das spezifische Gewicht des das Kabel umgebenden Wassers ist.

Sowohl synthetische Erzeugnisse, wie beispielsweise Alkyfarylderlvate, Polybuten und/oder Polyisobutylen usw., als auch natürliche ProduKte, wie beispielsweise Mineralöl, werden als Tränkmittel verwendet.

Unter den synthetischen Tränkmitteln werden die Alkylbenzole bevorzugt, deren Verwendung aus der IT-PS 5 94 475 bekannt ist. In welcher Dodecylbenzol als Tränkmittel angegeben Ist, das für ölgefüllte Hochspannungskabel besonders geeignet Ist.

In der GB-PS 11 42 047 wird die Verwendung von anderen Alkylbenzolen als Dodecylbenzol angegeben, die bezüglich Dodecylbenzol eine beträchtlich niedrigere Viskosität haben. In der gleichen Patentschrift sind als die geeignetsten Alkylbenzole diejenigen angegeben, deren Viskosität Im Bereich zwischen 2 und 10 cS bei 20" C liegt und die einen Entflammungspunkt höher als 100° C haben.

Die außerordentlich niedrige Viskosität der zuleizt genannten Tränkmittel ermöglicht es, die Gesamtheit der Übergangsdmckänderungen zu begrenzen, und ermöglicht es, in geeigneter Weise den Betriebsdruck in Kabeln großer Länge aufrechtzuerhalten, beispielsweise bei Unterwasserkabel n.

Die in der genannten Patentschrift angegebenen Alkylbenzole haben bei 20° C ein spezifisches Gewicht Im Mittel zwischen 0,85 und 0,88 g/cm¹.

ίο Andere synthetische Erzeugnisse, die als Tränkmittel für ölgefüllte Kabel verwendet werden können, sind Polybutene und/oder Polyisobutylene, d. h. Materialien, deren spezifisches Gewicht bei 20° C sich zwischen 0,84 und 0,90 g/cm' ändert, und zwar in Übereinstimmung mit ihrem mittleren Molekulargewicht.

Unter den natürlichen Erzeugnissen sind Mineralöle bekannt, die bei 20° C ein spezifisches Gi-vicht haben, welches zwischen 0,85 und 0,90 g/cm¹ liegt. Aus vorstehenden Ausführungen Ist ersichtlich, daß alle Tränkmittel, und zwar die natürlichen und die synthetischen Tränkmittel, ein spezifisches Gewicht haben, welches kleiner ist als das spezifische Gewicht von Wasser, und insbesondere kleiner ist als das spezifische Gewicht von Seewasser, welches bei 20° C zwischen 1,02 und 1,03 g/cm' liegt.

Für unter Wasser zu verlegende Kabel führt der Unterschied zwischen dem spezifischen Gewicht des Tränkmittels und dem spezifischen Gewicht des das Kabel umgebenden Wassers In dem eingetauchten Kabel und an gleicher Höhe zu einem Unterschied zwischen dem hydrostatischen Druck auf der Innenseite des Kabels und dem das Kabel umgebenden Wasser.

Die Wirkungen dieses Ungleichgewichts zwischen dem Inneren des Kabels und der das Kabel umgebenden Umgebung werden kritisch, wenn die Kabel in tiefer See verlegt werden und daher sehr große Länge haben. Tatsächlich hat das die Kabelhülle bildende Blei das Bestreben, zusammenzufallen, bei einem äußeren hydraulischen Druck, der größer als der Innendruck des Kabels Ist.

Eine mögliche Lösung, mit der verhindert werden könnte, daß der Kabelmantel zusammenfällt, besteht darin, den Mantel des Kabels derart zu verstärken, daß er dem zu erwartenden Außendruck erfolgreich widerstehen kann. Eine solche Lösung ist jedoch außerordentlich teuer, und sie führt zu einer beträchtlichen Gewichtszunahme des Kabels. Hierdurch wird die Handhabung des Kabels schwierig. Eine andere Lösung, mit der erreiiht werden könnte, daß der Kabelmantel unter dem Außendruck nicht zusammenfällt, würde darin bestehen, den Innendruck des Kabels zu erhöhen. Eine solche Lösung ist bei Unterwasserkabeln jedoch schwierig zu verwirklichen, da beispielsweise an jedem Ende des Kabels Vorratsbehälter für das Tränkmittel und Einrichtungen vorgesehen sein müssen, mittels denen erreicht wird, daß auch bei Temperaturänderungen und damit bei sich ändernden Mengen an in dem Kabel enthaltenen Tränkmittel das Tränkmittel praktisch immer unter dem gleichen Druck steht.

so Eine solche Ausfahrung ist aber In aller Regel nur bei vergleichsweise kurzen Kabeln anwendbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ölgefülltes Unterwasser-Hochspannungskabel derart auszuführen, daß ein Zusammenfallen des Kabelmantels unter dem Druck des das Kabel umgebenden Wassers verhindert wird.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Kabel der einleitend genannten Art dadurch gelöst, daß

zum Erhöhen des Widerstandes des Kabels gegen den Druck des das Kabel umgebenden Wassers dem Tränkmittel ein flüssiges Dielektrikum, dessen spezifisches Gewicht höher als das spezifische Gewicht des das Kabel umgebenden Wasser Ist, in einer solchen Menge zugegeben Ist, daß das spezifische Gewicht des dann erhaltenen Gemisches auf einen Wert nahe oder gleich dem Wert des spezifischen Gewichts des das Kabel umgebenden Wassers gebracht ist.

Bei einem derart ausgebildeten Kabel brauchen keinerlei Verstärkungen des Kabelmantels vorgenommen zu werden, und es brauchen auch an den Kabelenden keine aufwendigen Installationen vorgesehen zu sein. Außerdem sind solche Kabel In jeder Länge verwendbar.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 näher beschrieben.

Das dem Tränkmittel zuzugebende flüssige Dielektrikum soll mit dem Tränkmittel vollkommen mischbar sein und es soll zweckentsprechende dielektrische Eigenschaften hafcfa, insbesondere niedrigen dielektrischen Verlust und eine niedrige dielektrische Konstante. Es soll weiterhin geeignete physikalische Eigenschaften haben, beispielsweise eine Viskosität, die gleich oder niedriger als die Viskosität des Tränkmittels ist, welchem es zugegeben wird, und einen vernünftig hohen Kochpunkt, der vorzugsweise höher als 15C C Ist.

Es Ist festgestellt worden, daß halogenierte Kohlenwasserstoffe die gestellten Anforderungen besser erfüllen.

Unter den halogenierten Kohlenwasserstoffen sind chlorierte Kohlenwasserstoffe von besonderem Interesse.

Unter den letztere.. Ist Hexachlorbutadlen, von welchem einige Eigenschaften narhslehc.i angegeben sind, überraschend gut geeignet.

Spezifisches
Gewicht bei 20° C
Kochpunkt

Kinematische Viskosität
Dielektrischer Verlust

Dielektrische Konstante

= 1,68 g/cm³

= 210-220⁰C bei 1 bar

= 2 cSt bei 20° C

= tan δ 0,0005 bei 20° C und 67 mbar

= 2,5 ε, bei 20° C

Abgesehen davon, daß Hexachlorbutadlen allgemeine physikalische Eigenschaften hat, die es für den vorerwähnten Gebrauch geeignet machen, kann es In irgendwelchen Anteilen mit natürlichen und synthetischen Tränkmitteln vollkommen gemischt werden, die bei ölgefüllten Kabeln üblicherweise verwendet werden.

Beispielsweise wird nachstehend die Änderung des spezifischen Gewichts von Gemischen, die aus lin-arem Decylbenzol und Hexachlorbutadlen Qeweils handelsübliche Produkte) gebildet sind, als Funktion zugegebenen Hexachlorbutadiens, ausgedrückt in Gew. -9b, angegeben.

Decylbenzol	Hexachlorbutadlen	spez. Gewicht
		bei 20° C
100	0	0,852
95	5	0,878
90	10	0,904
85	15	0,930
80	20	0,956
75	25	0,982
70	30	1,008
65	35	1,034

Die oben angegebenen Prozentsätze stehen beispielhaft Jd für die besonderen geprüften Materialien. Es Ist zu verstehen, daß es In Funktion von der Art des betrachteten Tränkmittels und seines spezifischen Gewichts notwendig Ist, von Zelt zu Zelt zu bestimmen, welcher Prozentsatz an Hexachlorbutadlen dem Tränkmittel zugegeben » werden muß, um ein Gemisch zu erhalten, dessen spezifisches Gewicht dem gewünschten spezifischen Gewicht entspricht. Es Ist zu bemerken, daß der Prozentsatz an Hexachlorbutadlen, der erforderlich ist, um Gemische zu erhalten, deren spezifisches Gewicht etwa demjenigen von Seewasser entspricht (1,02 bis 1,03 g/cm^J bei 20° C), für alle allgemein verwendeten Tränkmittel kleiner als 50 Gew.-% ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Ölgefülltes Unterwasser-Hochspannungskabel, bei welchem ein Tränkmittel zum Imprägnieren einer massiven Isolierung dient und beim Ausdehnen und Zusammenziehen des Kabels als Folge von Temperaturänderungen entlang des Kabels fließt, wobei das Tränkmittel ein natürliches oder synthetisches Tränkmittel mit einem spezifischen Gewicht Ist, welches niedriger als das spezifische Gewicht des das Kabel umgebenden Wassers Ist, dadurch gekennzeich-net, daß zum Erhohen des Widerstandes des Kabels gegen den Druck des das Kabel umgebenden Wassers dem Tränkmittel ein flüssiges Dielektrikum, dessen spezifisches Gewicht höher als das spezifische Gewicht des das Kabel umgebenden Wassers Ist, In einer solchen Menge zugegeben Ist, daß das spezifische Gewicht des dann erhaltenen Gemisches auf einen Wert nahe oder gleich dem Wert des spezifischen Gewichts des das Kabel umgebenden Wassers gebracht Ist.

2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Dielektrikum, welches ein spezifisches Gewicht hat, das höher als das spezifische Gewicht des das Kabel umgebenden Wassers ist, ein halogenierter Kohlenwasserstoff ist.

3. Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Dielektrikum ein chlorierter Kohlenwasserstoff ist.

4. Kabel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Dielektrikum Hexachlorbutadien ist.

5. Kabel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hexachlorbutadien mit dem Tränkmittel des Kabels In einem Prozentsatz von kleiner als 50% gemischt Ist.