DE2514635C3

DE2514635C3 - Kabelendverschluß für gasisolierte, metallgekapselte Schaltanlagen

Info

Publication number: DE2514635C3
Application number: DE2514635A
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr. 6800 Mannheim Kuhn
Original assignee: Kabel- und Lackdrahtfabriken 6800 Mannheim De GmbH; Kabel- und Lackdrahtfabriken 6800 Mannheim GmbH
Current assignee: Suedkabel GmbH
Priority date: 1975-04-03
Filing date: 1975-04-03
Publication date: 1984-09-27
Also published as: DE2514635A1; DE2514635B2

Description

(a) daß die beiden Funktionsteile mit ihrer im wesentlichen rohrförmigen, geerdeten, metallischen Kapselung (27,33) auf gleicher Achse hintereinander angeordnet sind,

(b) daß beide Kapselungen (27,33) zusammen eine Abzweigung der Schaltanlagenkapselung (37) bilden mit gemeinsamer Isoliergasatmosphäre,

(c) daß der zweite Funktionsteil ebenfalls eine mit einer sich an das Isolierrohr (29) anschließenden Kühlwasserdurchführung versehene Kopfarmatur (30) aufweist und

(d) daß beide Kopfarmaturen (26, 30) sich an ein zugleich Hochstrom- und Kuhlwasser leitendes Zwischenstück (28) anschließen, von dem eine Stromschiene (35) als elektrischer Anschluß seitlich abzweigt.

Die Erfindung betrifft einen Kabelendverschluß für gasisolierte, metallgekapselte Schaltanlagen mit Führung des Kühlwassers vom Leiterpotential zum Erdpotential für Hochspannungskabel hoher Übertragungsleistung mit wasserinnengekühltem Leiter gemäß Oberbegriff des Patentanspruches. Ein solcher Kabelendverschluß ist durch die DE-OS 22 57 720 bekannt.

Bei dem ständig zunehmenden Bedarf an elektrischer Energie in Ballungsgebieten werden an die Übertragungsleistung unterirdisch verlegter Kabel zunehmend höhere Anforderungen gestellt. Die herkömmlichen Hochspannungskabel sind in ihrer Übertragungsleistung begrenzt, da sie sich bei hohem Belastungsstrom stark erwärmen und die Ableitung der Wärme durch die Kabelisolierung und den Erdboden behindert ist. Bei hochbelasteten Kabeln wird bereits häufiger eine verstärkte äußere Kühlung vorgesehen durch Verlegung der Kabel in von Kühlwasser durchströmte Rohre, wodurch sich die Übertragungsleistung um den Faktor 2-3 erhöhen läßt. Noch beträchtlich höhere Übertragungsleistungen sind bei innerer Wasserkühlung der Kabel zu erzielen, wenn die Wärme unmittelbar vom Ort ihres Entstehens durch Kühlwasser weggeführt wird, ohne daß sie erst die wärmedämmende Isolierschicht durchdringen muß. Solche Kabel werden als Hochleistungskabel in erster Linie für die künftigen laststarken Übertragungsstrecken ausersehen sein.

Hochspannungskabei mit wasserinnengekühltem Leiter unterscheiden sich von herkömmlichen HochsDan- nungskabcln vor allem durch das im Leiter angeordnete Kühlwasserrohr von mehreren Zentimetern Durchmesser, ferner durch den wesentlich dickeren Leiter und die wesentlich größeren Durchmesser von Isolierung, Man tel und Schutzschichten. Das durch das Kühlwasserrohr gepumpte Kühlwasser wird in der Kabelanlage im Kreislauf geführt, und die von ihm aufgenommene Wärme wird ihm am Kabelende in einer Rückkühleiimchtung wieder entzogen. Da die Rückkühleinrichtung auf

ίο Erdpotential liegt, muß das im Kabel auf dem hohen Potential des Leiters befindliche Kühlwasser am Kabelende vom Hochspannungspotential nach Erdpotential und am Kabelanfang in umgekehrter Richtung vom Erüpotential nach Hochspannungspotential überführt werden, was in besonders gestalteten Endverschlüssen geschieht

Die bereits bekannten Bauformen solcher Spezialendverschlüsse (z. B. DE-OS 22 57 720, GB-PS 4 06 696) bestehen aus zwei Funktionsteilen. Der erste Funktions- ίεϊ!, der den Leiter hcchspannungsisGÜeri gegen geerde te Teile aus dem Kabel herausführen soll, wird von einem Hochspannungsendverschluß ähnlich herkömmlicher Art, jedoch für großen Leiter mit Kühlwasserdurchführung, gebildet, d. h. mit Porzellanisolator und innenliegender spannungsgesteuerter Wickelkeule, ferner Kopfarmatur des fcslators zur Abdichtung und mechanischen Festlegung des Leiterendes und zum Anschluß einer Stromschiene oder eines Freileitungsseiles. Der nachfolgende, über eine Verlängerung des Kühl- Wasserrohres angeschlossene zweite Funktionsteil, der das Kühlwasser von gewisser geringer elektrischer Leitfähigkeit spannungs- und kurzschlußsicher über einen hohen Potentialunterschied führen soll, besteht im wesentlichen aus einem Isolierrohr mit Befestigungsflan- sehen an den Enden, wobei das eine Ende am Hochspannungspotential und das andere Ende am Ef'dpoteniial liegt Das Isolierrohr ist so bemessen, daß der elektrische Widerstand bzw. der Ableit«trom<Ics durchfließenden Kühlwassers in einem zulässigen Bereich bleiben und daß auch bei auftretenden Übei spannungen keine Durchschläge oder Längsüberschläge erfolgen. Das Isolierrohr kann in einem ölgefüllten Schutzisolator angeordnet sein. Aus den »Calor-Emag-Mitteilungen«, Heft 11/111 (1966), S. 50—55, insbesondere Bild 3, ist ein Kabelendverschluß für ölkabel bekannt, bei dem das Kabel in einem geerdeten Rohr der gekapselten Schaltanlage eingeführt, ist. Dabei ist der Kabelendverschluß von der S'Fe-Gasisolation der Anlage umgeben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kabelendverschluß der gattungsgemäßen Art als einfache, kompakte Baueinheit auszubilden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs ge löst.

Maßnahmen zur Spannungssteuerung des zweiten Funktionsteiles in Längsrichtung sind nicht erforderlich, da sich eine solche selbsttätig in der koaxialen Anordnung der geerdeten rohrförmigen Kapselung und der zentralen auf unterschiedlich höherem Potential befindlichen Wassersäule einstellt Damit in radialer Richtung die Feldstärke an der Oberfläche der Wassersäule bzw. des Isolierrohres unterhalb der Glimmeinsatzfeldstärke bleibt, muß der Isolierrohrdurchmesser entsprechend groß gewählt werden. Um dabei den Durchflußquerschnitt und damit den Ableitstrom genügend klein zu halten, werden vorzugsweise zwei konzentrisch angeordnete Isolierrohre verwendet, in deren Zwischenraum

von ringförmigem Querschnitt das Kühlwasser fließt. Der Durchmesser des äußeren Rohres ist dabei für die Feldstärke in der Anlage maßgebend. Das innere Isolierrohr ist an seinen Enden verschlossen und mit Isolieröl gefüllt, das unter Druck gesetzt und zur Kühlung umgepumpt werden kann. Statt des inneren Isolierrohres kann auch ein massiver Isolierstab eingesetzt werden.

Nach Durchlaufen des Isolierrohres tritt das Kühlwasser aus der Kapselung aus und wird in die Rückkühleinrichtung geleitet In abgekühltem Zustand wird es dann wieder durch einen gleichartigen Kabelendverschluß in das Kabel gepumpt

Die Erfindung soll nun anhand einer Zeichnung erläutert werden.

Die Figur zeigt einen Endverschluß für 110 kV mit Kühlwasserführung eines in die metallgekapselte Schaltanlage eingeführten Hochspannungskabels bei || Hintereinanderanordnung der zwei Funktionsteile. Da-

iff bei sieik 2i das ankommende Hochspannungskabct mil

ϊ§ dem zentralen Kühlwasserrohr 22, in dem dis Kühlwas-

'{;:. ser 23 fließt, dar. Der erste Funktionsteil des Endver-

;i Schlusses wird gebildet aus dem Kabeladerende mit der

$; aufgebrachten spannungsgesteuerten Wickelkeule 24,

Vt dem Isolator 25 und seiner Kopfarmatur 26, durch die

% das Kühlwasser herausgeführt ist Dieser erste Funk-

Sj tionsteil des Endverschlusses ist in der rohrförmigen

|: metallischen Kapselung 27 angeordnet Das Kühlwasser

% wird geradeaus durch das hochstromleitende Zwischen-

';:, stück 28 zum mit Befestigungsflanschen versehenen Iso-

& lierrohr 29 mit der Kopfarmatur 30 als zweitem Funkle tionsteil des Endverschlusses weitergeführt, der in ei-

\% nem Schutzisolator 31 mit ölfüllung 32 steht und wobei

. ■ das Ganze in der metallischen Kapselung 33 angeordnet

ν ' ist Das öl kann umgepumpt und außerhalb der Kapse-

^v-: lung gekühlt werden. Das Kühlwasser wird außerhalb

j§ der Kapselung in dem Rohr 34 zur Rückkühieinnchtung

<ß geleitet

.;·'■ Der hohe Übertragungsstrom fließt von der Kopfar-

.7, matur 26 zur angeschlossenen seitlich abzweigenden

;.,i Stromschiene 35 der Schaltanlage, die durch den bei-

5| spielsweise konisch gestalteten Isolierstützer 36 zen-

ί'' trisch in der rohrförmigen Schaltanlagekapselung 37 ge-

,;v halten wird. Alle hochspannungsführenden Teile sind

;.'- zur Vermeidung von Sprühentladuiigen gut abgerundet,

•" ebenso die gegenüberliegenden geerdeten Teile.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

50

60

Claims

Patentanspruch:

Kabelendverschluß für gasisolierte; metallgekapselte Schaltanlagen mit Führung des Kühlwassers vom Leiterpotential zum Erdpotential für Hochspannungskabel hoher Übertragungsleistung mit wasserinnengekühltem Leiter, wobei der Kabelendverschluß in zwei Funktionsteile aufgeteilt ist und der erste Funktionsteil einen Isolator (25), eine spannungsgesteuerte Wickelkeule (24) auf der Kabelader und eine Kopfarmatur (26) mit elektrischem Anschluß und durchgeführtem Kühlwasserrohr (22) aufweist und der zweite Funktionsteil ein Isolierrohr (29) für den Kühlwasserdurchfluß, an das eine aus dem ersten Funktionsteil herausgeführte Kühlwasserverbindung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet,