DE2531768A1 - Hochspannungs-hochleistungskabel grosser laenge mit wassergekuehltem leiter - Google Patents

Hochspannungs-hochleistungskabel grosser laenge mit wassergekuehltem leiter

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DE2531768A1 DE19752531768 DE2531768A DE2531768A1 DE 2531768 A1 DE2531768 A1 DE 2531768A1 DE 19752531768 DE19752531768 DE 19752531768 DE 2531768 A DE2531768 A DE 2531768A DE 2531768 A1 DE2531768 A1 DE 2531768A1
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02GINSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G15/00Cable fittings
    • H02G15/20Cable fittings for cables filled with or surrounded by gas or oil
    • H02G15/24Cable junctions

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  • Insulated Conductors (AREA)

Description

  • Hochspannungs-Hochleistungskabel grosser Länge mit wassergekühltem Leiter.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur starken Erhöhung der Ubertragungsleistung von Hochspannungs-Hochleistungskabeln grosser Länge mit wassergekühltem Leiter sowie Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens.
  • Hochspannungskabel mit wassergekühltem Leiter, die für hohe Spannungen eine Neuentwicklung darstellen, gewährleisten bekanntlich eine vielfach höhere Ubertragungsleistung als herkömmliche Hochspannungskabel, selbst wenn diese von aussen verstärkt mit Wasser gekühlt werden. Sie unterscheiden sich von herkömmlichen Hochspannungskabeln vor allem durch das verhältnismässig grosse, im Leiter angeordnete Kühlwasserrohr von mehreren Zentimeter Durchmesser, ferner durch den wesentlich grösseren Leiter und die dadurch vergrösserten Durchmesser von Isolierung, Mantel und Schutzschichten. Das durch das Kühlwasserrohr im Leiter fliessende und sich dabei erwärmende Kühlwasser wird zur Aufrechterhaltung seiner Reinheit und seines hohen Isolationswiderstandes in der Kabelanlage im Kreislauf geführt, wobei das am Kabelende austretende heiss gewordene Kühlwasser in einer Rückkühleinrichtung, beispielsweise in einem im Freien aufgestellten Wärmetauscher mit Luftbeblasung durch Ventilatoren, erst wieder abgekühlt wird, bevor es von neuem am Kabelanfang unter Druck eingepumpt wird. Da das Kühlwasser im Kabel auf dem Hochspannungspotential des Leiters liegt, wird es in besonders ausgebildeten Endverschlüssen am Kabelanfang vom Erdpotential nach Leiterpotential und am Kabelende in umgekehrter Richtung vom Leiterpotential nach Erdpotential überführt.
  • Die Ubertragungsleistung solcher Hochspannungskabel mit wassergekühltem Leiter ist umso höher, je grösser die sekundliche Kühlwasserdurchflussmenge durch den Querschnitt ist, die von der lichten Weite des Kühlwasserrohres und dem Druckgefälle längs des Kabels abhängt, und je grösser der Temperaturunterschied ist, um den sich das Kühlwasser während des Durchströmens vom Anfang bis zum Ende des Kabels erwärmen kann, wobei eine für das Kabel maximal zulässige Betriebstemperatur nicht überschritten wird.
  • Da bei einer konstanten Endtemperatur der Temperaturanstieg des Kühlwassers pro Längeneinheit des Kabels bei einem langen Kabel wesentlich kleiner als bei einem kurzen Kabel ist, besteht eine starke Abhängigkeit der Ubertragungsleistung von der Kabellänge.
  • Beispielhafte Werte für die Kühlwasserbedingungen sind: Kühlwassereintritt: Temperatur 300 c Druck 31 bar Kühlwasseraustritt: Temperatur 80 C Druck 1 bar Unter diesen Bedingungen für die Erwärmung des Kühlwassers um 0 50°C und einem Druckabfall im Kühlwasser um 30 bar über die gesamte Kabellänge ergeben sich bei Hochspannungskabeln mit wassergekühltem Leiter für eine Betriebsspannung von 110 kV mit einer Rückkühleinrichtung die in der folgenden Tabelle zusammengestellten Ubertragungsleistungen für Kabellängen von 1 - 15 km und bei Kühlwasserrohren von 40 - 80 mm lichter Weite.
  • Tabelle Leiterquerschnitt mm2 2500 3000 3400 . 3850 4300 (Aluminium) Kühlwasserrohr lichte Weite mm 40 50 60 70 80 Ubertragungsleistung bei Kabellänge von: 1 km MVA 1400 2000 2700 3500 4300 3 km MVA 640 880 1180 1500 1900 5 km MVA 430 600 800 1030 1280 10 km MVA 250 350 470 600 760 15 km MVA 200 270 350 450 570 Aus den Tabellenwerten ist zu ersehen, wie die Ubertragungsleis tung stark ansteigt mit zunehmender Grösse des Kühlwasserrohres und andererseits stark abfällt mit zunehmender Kabellänge.
  • Für höhere UbertragunUsspannungen als 110 kV sind bei gleichen Leiterquerschnitten, Kühlwasserrohren und Kabellängen wie in der Tabelle die UbertraFungsleistungen im Verhältnis der Snannungen grösser, beispielsweise für 380 kV um den Faktor 3,5.
  • Für Gleichspannung ist der Faktor etwas anders, beispielsweise für - 400 kV rund 5.
  • Im Vergleich dazu haben herkömmliche 110 kV-Kabel bei einem op-2 timalen Leiterquerschnitt von 2000 mm Kupfer nur eine maximale Ubertragungsleistung von 200 MVA, die jedoch unabhängig von der Länge des Kabels ist, weil die Wärmeableitung radial nach aussen erfolgt. Gleichartige 380 kV-Kabel können rund 500 MVA übertragen. Grössere Leiterquerschnitte bringen wegen anderer Effekte keine weitere Erhöhung. Nur durch verstärkte äussere Kühlung, indem die Kabel in von Kühlwasser durchströmte Rohre oder Kanäle verlegt werden, ist eine Verbesserung um den Faktor 2 - 3 erzielbar, wobei 110 kV-Kabel mit der dünneren Isolierung wirksamer zu kühlen sind. Durch Wahl grosser Kühlwasserquerschnitte kann hier die Längenabhängigkeit klein gehalten werden.
  • Die hohen Ubertragungsleistungen der Hochspannungskabel mit wassergekühltem Leiter machen diese Kabel besonders geeignet für die künftigen 110 kV-Hochleistungsverbindungen in Ballungsräumen, bei denen im allgemeinen Leistungen von 1000 bis 1500 MVA über Strecken von 3 - 5 km Länge zu übertragen sind.
  • Bei kürzeren Ubertragungsstrecken, z.B. von 1 - 2 km Länge, wie sie ebenfalls in Ballungsräumen oder für die Energieableitung aus grossen Kraftwerken bis zur Freileitung vorkommen, sind enorme Ubertragungsleistungen möglich, für die früher die Anwendung von Hochspannungskabeln mit tiefgekühlten Leitern notwendig erschien, das heisst von Kryokabeln oder Supraleiterkabeln. Gegenüber diesen Kabeln sind die tnTochspannungskabel mit wasse rgekühltem Leiter im Aufbau und im Betrieb weit weniger kompliziert und aufwendig,ferner sind Montage- und Reparaturarbeiten wesentlich weniger zeitraubend durchzuführen.
  • Bei längeren Ubertragungsstrecken, z.B. von 10 - 20 km Länge oder mehr, wie sie beim Ausbau der Energieversorgung in grösser werdenden Ballungsräumen und zur Verbindung mit in grösserer Entfernung von diesen errichteten Grosskraftwerken vorkommen können, geht bei der gemachten Annahme, dass nur eine Rückkühleinrichtung am Anfang oder am Ende des Kabels aufgestellt werden kann, die Ubertragungsleistung gemäss den Werten in der Tabelle stark zurück. In diesen Fällen ist der Übergang auf eine höhere Ubertragungsspannung vorteilhaft, z.B. auf 380 kV, wcdurch sich die Ubertragungsleistung, wie schon erwähnt, um den Faktor 3,5 erhöht. So hohe Spannungen sind jedoch in dicht besiedelten Gebieten nicht immer erwünscht vielmehr besteht die Tendenz 110 kV beizubehalten. Es besteht hier noch die Möglichkeit, die Durchflussgeschwindigkeit des Kühlwassers durch Erhöhung des Eingangsdruckes zu vergrössern, z.B. auf das Doppelte, und durch eine zusätzliche Rückkühleinrichtung die Eintritts-0 temperatur des Kühlwassers weiter zu erniedrigen, z.B. auf 5 C.
  • Mit beiden Massnahmen zusammen wird die Ubertragungsleistung um den Faktor 1,7 erhöht. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, ein Kabel mit einem Kühlwasserrohr von 130 mm statt 80 mm lichter Weite zu verwenden, wodurch sich die Ubertragungsleistung um den Faktor 2,5 erhöhen lässt.
  • Günstiger liegen die Verhältnisse zur Erhöhung der Ubertragungsleistung von langen Ubertragungsstrecken, wenn die Platznot nicht so gross ist und eine weitere RückkUhleinrichturg in der Mitta der Strecke oder am anderen Ende aufstellbar ist oder wenn nur eine Rückkühleinrichtung, jedoch von doppelter Grösse, in der Mitte aufstellbar ist Auf diese Weise lässt sich die Kabelstrecke in zwei Kühlabschnitte unterteilen, von denen jede ihre eigene Rückkühleinrichtung besitzt. Die beiden Kühlwasserkreisläufe können voneinander getrennt sein oder sie können parallel oder hintereinander geschaltet werden. Es ergibt sich eine Erhöhung der Ubertragungsleistung um etwa den Faktor 1,7. Eine Unterteilung in mehr Kühlabschnitte mit eigener Rückkühleinrichtung ist noch günstiger. Kann beispielsweise eine 15 km lange Kabelstrecke in 5 Kühlabschnitte zu Je 3 km unterteilt werden, dann erhöht sich die Ubertragungsleistung um mehr als den Faktor 3, oder anders ausgedrückt, die Ubertragungsleistung der 15 km langen Kabelstrecke ist ebenso gross wie die ubertragunUsleistung einer 3 km langen Kabelstrecke.
  • Bei Unterteilung der Kabelstrecke in zwei oder mehr Sühlabschnitte werden am Anfang und am Ende jedes Kühlabschnittes die Kabel mit den besonderen Kabelendverschlüssen ausgerüstet, die das Kühlwasser vom Erdpotential der Rückkühleinrichtung und der Rohre zum Hochspannungspotential des Leiters bzw. in umgekehrter Richtung überführen. An der Verbindungsstelle zweier in Serie zu schaltender Abschnitte stehen daher bei Drehstroabeln 6 Hochspannungsendverschlüsse mit Kühlwasserführungen. Zweckmässig werden diese zur Einhaltung der für die Hochspannung erforderlichen grossen Schutz- und Sicherneitsabstände in einer umbauten Hochspannungsschaltstation untergebracht. Die Rskkühleinrichtung steht mit der Kabelanlage nur durch ein Zuleitungsrohr und ein Rückleitungsrohr für das Kühlwasser in Verbindung und kann beispielsweise auf dem Stationsgebäude oder einem anderen Gebäude der Umgebung oder, da der Kabelstrecke ein Kühlwasserrückleitungsrohr parallel liegt, an günstiger Stelle längs des Abschnittes unter Anschluss an dieses Rohr aufgestellt werden oder in einem Keller zur Ausnutzung der Abwärme für Wohnungsbeheizung untergebracht werden.
  • Das vorteilhafte Verfahren der Unterteilung der Kabelstrecke in mehrere Kühlabschnitte mit eigener Rückkühleinrichtung zur Erhöhung der Ubertragungsleistung kann in Ballungsräumen wegen des grossen Platz- und Raumbedarfs und der Ortsgebundenheit der Hochspannungsschaltstationen scheitern Die Aufstellung der weniger stark ortsgebundenen Rückkühleinrichtungen wird im allgemeinen einfacher sein. Wenn es gelänge, ein Verfahren ausfindig zu machen, das angewendet werden könnte,ohne dass Hochspannungsschaltstationen in dicht besiedelten Gebieten errichtet werden müssen, wäre dies von grosser Wichtigkeit.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, zur starken Erhöhung der Ubertragungsleistung von Hochspannungs-Hochleistungskabeln grosser Länge mit wassergekühltem Leiter ein Verfahren gemäss der Unterteilung des langen Kabels in mehrere mit eigener Rückkühleinrichtung versehene Abschnitte zu entwickeln, bei dem der Platz- und Raumbedarf für die Verbindungsstellen benachbarter Abschnitte zur Serienschaltung durch Entbehrlichkeit von Hochspannungsschaltstationen stark eingeschränkt wird, so dass das abgewandelte Verfahren auch für Ballungsräume geeignet ist. Zur Aufgabe der Erfindung gehört auch die Schaffung von entsprechenden Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens.
  • Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass die Verbindung benachbarter, d. h. aufeinanderfolgender, jeweils mit eigener Rückkühleinrichtung für das heiss gewordene Kühlwasser versehener Kabelabschnitte mit Hilfe von besonderen Kabelverbindungsmuffen erfolgt, die innerhalb des geerdeten metallischen Muffengehäuses neben der elektrischen Verbindung der Hochspannungsleiter Einrichtungen zur Einleitung von rückgekühltem Kühlwasser in einen oder beide Kabelabschnitte und / oder zur Ausleitung von heiss gewordenem Kühlwasser aus einem oder beiden Kabelabschnitten, je nach der Strömungsrichtung in den Kühlwasserkreisläufen, besitzen, und in denen die Uberführung des Kühlwassers vom Erdpotential des Gehäuses zum Hochspannungspotential des Leiters bzw. in umgekehrter Richtung vom Hochspannungspotential des Leiters nach Erdpotential erfolgt.
  • Die angeführte weitergehende Aufgabe der Erfindung, die in der Schaffung von Vorrichtungen zur Durchführung des oben beschriebenen eriindungsgemässen Verfahrens besteht, bezieht sich auf die Schaffung der besonderen Kabelverbindungsmuffen mit Kühlwassereinleitung und / oder Kühlwasserausleitung für Hochspannungs-Eochleistungskabel mit wassergekühltem Leiter.
  • Diese weitergehende Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöste dass in ein allseitig metallisches und geerdetes Muffengehäuse die beiden zu verbindenden Kabelenden eingeführt und mit spannungsgesteuerten Wickelkeulen versehen sind und die Leiterenden mittels eines Leiterverbindungsstückes miteinander verbunden sind, das für den Kühlwasserdurchfluss zwei voneinander getrennte, gerade oder gekrümmt verlaufende Bohrungen oder Rohre enthält, die jeweils an der einen Seite an das Kühlwasserrohr eines Kabelendes und an der anderen Seite an ein Isolierrohr angeschlossen sind,welches mit einem aus dem Gehäuse heraus führenden Weiterleitungsrohr verbunden ist.
  • In vorteilhafter weise sind die Kabelenden mit den spannungsgesteuerten Wickelkeulen sowie die Isolierrohre, in denen das Kühlwasser das Potentialgefälle zwischen Kabelleiter und Gehäuse durchläuft, zum Schutz und zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit innerhalb des uffengehäuses in Schutzisolatoren angeordnet Die Gehäuseform der Muffe ist gemäss der Erfindung dadurch bestimmt, dass die eingeführten Kabelenden und die Isolierrohre für den Kühlwass er durchf luss zum Zweck der optimalen elektrischen Feldverteilung in rohrförmigen Gehäuseteilen angeordnet werden. Das Muffengehäuse kann daher aus zwei vorzugsweise parallel angeordneten Muffenrohren bestehen die in der Mitte durch ein Rohrstück von grossem Durchmesser verbunden sind oder es kann aus einem Muffenrohr mit einem oder zwei seitlichen Ansatzrohren von grossem Durchmesser bestehen.
  • Damit in der koaxialen Anordnung von Isolierrohr und rohrförmigem Gehäuseteil die radiale Feidstärke an der Oberfläche der Kühlwassersäule bzw. des Isolierrohres genügend unter der Glimmeinsatzfeldstärke bleibt, muss das Isolierrohr von verhältnismässig grossem Durchmesser sein. Um zu verhindern, dass dadurch der Querschnitt der Kühlwassersäule sehr gross wird und der Ableitstrom unzulässig hohe Vierte annimmt, die zur starken Erwärmung führen, sind gemäss der Erfindung zwei Isolierrohre von verschiedenem Durchmesser in koaxialer Anordnung einge -setzt, wobei statt des inneren, an seinen Enden verschlossenen Isolierrohres auch ein massiver Isolierstab von gleichem Durchmesser einsetzbar ist. Bei dieser koaxialen Anordnung fliesst das Kühlwasser durch den verbleibenden Zwischenraum von ringförmigem Querschnitt, der entsprechend kleiner ist.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung sind blanke hochspannung führende Metallteile in der Muffe und gegenüberliegende geerdete Metallteile mit einer Isolierstoffschicht zur Verhinderung von elektrischen Entladungen bedeckt.
  • In das Muffengehäuse mündet gemäss der Erfindung eine Zuleitung, die mit einem Druckausgleichsgefäss für ein gasförmiges Füllmittel der Muffe, beispielsweise Schwefelhexafluorid (SF6), oder ein flüssiges Füllmittel der Muffe, beispielsweise Isolieröl, verbunden ist.
  • Nach einem anderen weiterbildenden Merkmal der Erfindung sind, um nachteilige Elektrolysevorgänge in der Kühlwassersäule im Isolierrohr und an den in Kontakt mit ihr stehenden Metallteilen bei der hohen anliegenden Spannung weitgehend abzuschwächen, die Oberflächen dieser angrenzenden Metallteile aus elektrolytisch unangreifbarem Material wie Platin oder aus nichtmetallischem Leitmaterial wie Kohle oder Graphit oder leitfähigem Kunststoff und / oder es sind Abschirmgitter oder Schilde aus solchem Material in der Kühlwassersäule in kleinem Abstand vor den Metallteilen in leitender Verbindung mit diesen angeordnet.
  • Durch das neue Verfahren mit den besonderen Kabelverbindungsmuffen gemäss der Erfindung ergibt sich eine Reihe von Vorteilen für Hochspannungs-Hochleistungskabelstrecken, die über grössere Entfernungen insbesondere durch Ballungsräume oder zur Verbindung mit ausserhalb errichtet Kernkraftwerken eventuell erst nachträglich geführt werden müssen und die wassergekühlte Leiter haben und in zwei oder zweckmässig mehr Kühlabschnitte unterteilt werden sollen. Da die neuartigen Muffen mit ihrer erweiterten Funktion keine offenliegenden hochspannungführenden Teile besitzen, können sie eingegraben werden oder vorteilhafter in unterirdisch angelegten Muffenkammern untergebracht werden. An den Verbindungsstellen aufeinanderfolgender Kühlabschnitte sind statt der 6 freistehenden und Bochspannung führenden Kabelendverschlüssen mit den angebauten Kühlwasserüberführungseinrichtungen, die grosse Schutzabstände gegen elektrische Uberschläge bei Uberspannungen und grosse Sicherheitsabstande zur Verhinderung von Annäherung und Berührung haben müssen, nur 3 Kabelverbindungsmuffen gemäss der Erfindung in allseitig geerdetem Gehäuse einzubauen.
  • Durch den Wegfall von oberirdischen Hochspannungsschaltstationen, die wegen des rossen Platzbedarfs nur an ausgesuchten Stellen in dicht besiedelten Gebieten hätten errichtet werden können, ist eine grössere Freizügigkeit der Streckenführung möglich. Es können gegebenenfalls auch noch mehr Kühlabschnitte vorgesehen werden, wodurch eine Kabelstrecke von vorher mittlerer Ubertragungsleistllng zu einer Hochleistungsstrecke wird.
  • Oder es können, falls die Ubertragungsleistung vorgegeben ist, kleiner bemessene Kabel verwendet werden Kabel mit kleineren Abmessungen sind im allgemeinon günstiger, da sie einerseits leichter im Gewicht und flexibler sind und daher mit grösserer Fertigungslänge herstellbart transportierbar und verlegbar sind, andererseits weisen sie geringere dielektrische Verluste auf und haben eine für die Netzgestaltung besonders erwünschte kleinere Kapazität.
  • Das Kühlwasser kann in der Gesamtkabelstrecke und in den einzelnen Kühlabschnitten mit den eigenen Rückkühleinrichtungen in Verbindung mit dem parallel zum Kabel liegenden und entsprechend einbeziehbaren Kühlwasserrückleitungsrohr in bekannter Weise verschieden geführt werden. Es kann jeder Abschnitt seinen eigenen Kühlwasserkreislauf haben oder es-können alle hintereinander geschaltet werden, so dass sich der Kreislauf über die ganze Kabellänge erstreckt und nach jedem Abschnitt eine Herunterkühlung des heiss gewordenen Kühlwassers erfolgt. Es kann beispielsweise bei einer in Abschnitte von 3 km Länge unterteilten Kabelstrecke, bei der alle 3 km Muffenkammern anzulegen sind, auch ermöglicht werden, dass nur alle 6 km Rückkühlungseinrichtungen, allerdings von doppelter Grösse, aufzustellen sind. Es besteht also auch eine grössere Freiheit in der Aufstellung der Rückkühleinrichtungen, da sie nicht an Hochspannungsschaltstationen gebunden werden müssen Rückkühleinrichtungen können in manchen Fällen unnötig sein, wenn das ausgeleitete heisse Kühlwasser auf dem langen Weg zur Einspeisestelle natürlich abkühlen kann, z.B.
  • in Kavernenanlagen, ohne das Kabel thermisch zu beeinflussen.
  • Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung erden in der nachfolgenden Beschreibung anhand der zugehörigen Zeichnungen von Ausführungsbeispielen erläutert.
  • Es sind schematisch im Schnitt dargestellt: Fig. 1 eine Ausführungsform mit zwei parallel angeordneten Muffenrohren, die in der Mitte durch ein Rohrstück von grossem Durchmesser verbunden sind, Fig. 2 eine Ausführungsform mit einem Muffenrohr und zwei seitlichen Ansatzrohren für die Kühlwasserleitungen, Fig. 3 eine Ausführungsform mit einem Muffenrohr und einem seitlichen Ansatzrohr für die Kühlwasserleitungen.
  • Die dargestellten Kabelverbindungsmuffen verbinden die Kabel von zwei benachbarten Kühlabschnitten der Gesamtstrecke mit eigenen Kühlwasserkreisläufen und Rückkühleinrichtungen.
  • Das zu dem einen Kühlabschnitt gehörende Kabel 1 mit dem in seinem Leiter angeordneten Kühlwasserrohr 2 und das zu dem anderen Kühlabschnitt gehörende Kabel 3 mit dem in dessen Leiter angeordneten Kühlwasserrohr 4 sind, in bekannter WeIse mit spannungsgesteuerten Wickelkeulen 5 und 6 versehen, in das allseitig metallische Muffengehäuse eingeführt, das entweder nach Fig. 1 aus zwei parallel angeordneten Muffenrohren 7 und 8 besteht, die in der Mitte durch ein Rohrstück 9 von grossem Durchmesser verbunden sind, oder das nach Fig.2 aus einem Muffenrohr 10 mit zwei seitlichen Ansatzrohren 11 und 12 oder nach Fig.3 aus einem Muffenrohr 13 mit einem seitlichen Ansatzrohr 14 besteht. Die Muffenrohre, die verschliessbare Montageöffnungen haben und an den Enden entsprechend den Einführungen passend abgeschlossen sind, können einstückig sein oder aus aneinandersetzbaren Einzelstücken, beispielsweise aus zwei Endstücken und einem Mittelstück mit Ansatzflanschen bestehen, wie es in den Zeichnungen angedeutet ist. Die in das Muffengehäuse eingeführten Kabelenden sind in bekannter Weise in Schutzisolatoren 15 und 16 mit Abschlussarmatur angeordnet. Die Leiterenden der beiden Kabel 1 und 3 sind durch ein hochstromleitendes Leiterverbindungsstück 17 miteinander verbunden, das für die Kühlwassereinleitung oder Kühlwasserausleitung zwei voneinander getrennte und je nach der weiterführenden Anordnung gerade oder gekrümmt verlaufende Bohrungen oder Rohre 18 und 19 enthält, die jeweils an der etnen Seite an das Kühlwasserrohr 2 bzw. 4 eines Kabelendes und an der anderen Seite an ein Isolierrohr 20 bzw. 21 angeschlossen sind, in denen das Kühlwasser das Spannungsgefälle zwischen dem auf Hochspannung liegenden Kabelleiter und dem geerdeten Muffengehäuse durchläuft. Die beiden Isolierrohre 20 und 21 sind an ihren gehäuseseitigen Enden mit Weiterleitungsrohren 22 und 23 verbunden, die aus dem Gehäuse herausführen und das Kühlwasser zur nicht eingezeichneten Rückkühleinrichtung oder von dieser zurückleiten, je nach der Strömungsrichtung in den Kühlwasserkreisläufen der beiden Kühlabschnitte. Zum Schutz und zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit innerhalb des Muffengehäuses sind die Isolierrohre 20 und 21 zweckmässig in Schutzisolatoren 24 und 25 angeordnet,wie in Fig.2 und Fig.3.
  • Die beiden Isolierrohre 20 und 21 können vom Kabelende aus gemäss Figur 1 in gerader Richtung oder gemäss Fig.2 und Fig.3 senkrecht dazu weitergeführt werden, je nach den Montageverhältnissen am Aufstellungsort. In der Fig.2 sind die Isolierrohre 20 und 21 in zueinander entgegengesetzten Richtungen aus dem Muffenrohr 10 herausgeführt, das zu diesem Zweck die beiden Ansatzrohre 11 und 12 besitzt. In der Fig.3 sind die Isolierrohre 20 und 21 parallel nebeneinander nach der gleichen Seite aus dem Muffenrohr 13 herausgeführt, das zu diesem Zweck das Ansatzrohr 14 besitzt. Bei dieser Ausführung können die Isolierrohre auch von verschieden grossem Durchmesser gewählt und koaxial zueinander angeordnet werden, so dass im inneren Isolierrohr das Kühlwasser des einen Kühlabschnittes und im Zwischenraum von ringförmigem Querschnitt zwischen beiden Isolierrohren das Kühlwasser des anderen Kühlabschnittes bei entsprechender Führung der Durchflusskanäle im Leiterverbindungsstück 17 fliesst. Dies bringt den Vorteil einer gleichmässigeren Feldverteilung und einer kleineren radialen Oberflächenfeldstärke mit sich. Aus dem gleichen Grund, nämlich damit in der koaxialen Anordnung von kühlwasserdurchflossenem Isolierrohr und rohrförmigem Gehäuseteil die radiale Feldstärke an der Oberfläche der leitfähigen Kühlwassersäule bzw. des Isolierrohres genügend unterhalb der Glimmeinsatzspannung bleibt, müssen die Isolierrohre 20 und 21 besonders bei sehr hohen Spannungen verhältnismässig grosse Durchmesser haben.
  • Da dadurch auch der Querschnitt der Kuhlwassersäule und damit, besonders bei heissem Kühlwasser, der Ableitstrom stark ansteigen würde, durch die starke Wärmeentwicklung sogar in beschleunigendem Maße, wird der Durchflussquerschnitt durch koaxiales Einsetzen eines an seinen Enden verschlossenen Isolierrohres von kleinerem Durchmesser in erforderlichem Maße verringert.
  • Das Kühlwasser fliesst dann nur im Zwischenraum beider Isolierrohre und hat eventuell wesentlich höhere Geschwindigkeit als im Kabel. Zur beispielhaften Darstellung dieser Anordnung sind in der Fig.1 die Isolierrohre 20 und 21 mit grösserem Durchmesser gezeichnet und es sind in ihnen Isolierrohre 26 und 27 von kleinerem Durchmesser koaxial eingesetzt, die von Stegen konzentrisch gehalten werden und an den Enden verschlossen sind.
  • Sie sind zweckmässig mit Isolieröl gefüllt und erforderlichenfalls an ein Druckausgleichsgefäss angeschlossen. An ihrer Stelle kann auch ein massiver Isolierstab von gleichem Durchmesser eingesetzt werden.
  • Zur Verhinderung von Sprühungen und elektrischen Entladungen werden besonders bei hohen Spannungen die blanken hochspannungführenden Metallteile in der Muffe und die gegenüberliegenden geerdeten Metallteile mit einer Isolierstoffschicht als Ionenbarriere bedeckt, insbesondere gilt dies für das Leltervarbindungsstück 17.
  • In das Muffengehäuse mündet eine Zuleitung 28, die mit einem Druckausgleichsgefäss für ein gasförmiges Füllmittel, beispielsweise Schwefelhexafluorid (SF6) oder ein flüssiges Füllmittel, beispielsweise Isolieröl, verbunden ist.
  • Um nachteilige Elektrolysevorgänge bei der hohen Spannungsdifferenz, wie Bildung von Metallionen, Metallabtragung, Leitfähigkeitserhöhung, Korrosion und dergleichen, in der Kühlwassersäule des Isolierrohres und an den in Kontakt mit ihr stehenden Oberflächen der angrenzenden Metallteile, die als Elektroden wirken, also einerseits am Leiterverbindungsstück 17 und andererseits am Weiterleitungsrohr 22 und 23, weitgehend abzuschwächen oder zu verhindern, werden die Oberflächen dieser angrenzenden Metallteile aus elektrolytisch unangreifbarem Material wie Platin oder aus nichtmetallische Leitmaterial wie Kohle oder Graphit oder leitfähigem Kunststoff beispielsweise durch Beschichtung hergestellt und / oder es werden Abschirmgitter oder Schilde aus solchem Material in kleinem Abstand vor den genannten Metallteilen und in leitender Verbindung mit diesen stehend, angeordnet.
  • Patentansprüche

Claims (9)

  1. Patentansprüche 0 Verfahren zur starken Erhöhung der Übertragungsleistung von Hochspannungs-Hochleistungskabeln grosser Länge mit wassergekühltem Leiter durch Unterteilung des langen Kabels in mehrere mit eigener Rückkühleinrichtung versehene Abschnitte, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Verbindung aufeinanderfolgender Kabelabschnitte mit Hilfe von besonderen Kabelverbindungsmuffen erfolgt, die innerhalb ds geerdeten metallischen Muffengehäuses neben der elektrischen Verbindung der Hochspannungsleiter Einrichtungen zur Einleitung von rückgekühltem Kühlwasser in einen oder beide Kabelabschnitte und / oder zur Ausleitung von heiss gewordenem Kühlwasser aus einem oder beiden Kabelabschnitten besitzen und in denen die UberfUhrung des Kühlwassers vom Erdpotential des Gehäuses zum Hochspannungspotential des Leiters bzw. in umgekehrter Richtung vom Hochspannungspotential des Leiters nach Erdpotential erfolgt.
  2. 2. Kabelverbindungsmuffe mit Kühlwassereinleitung und / oder Kühiwasserausleitung für Hochspannungs-Hochleistungskabel mit wassergekühltem Leiter zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass in ein allseitig metallisches und geerdetes Muffengehäuse (7,8, 10,11,12, 13,14) die beiden zu verbindenden Kabelenden (1,3) eingeführt und mit spannungsgesteuerten Wickelkeulen (5,6) versehen sind und die Leiterenden mittels eines Leiterverbindungsstückes (17) miteinander verbunden sind, das für den Kühlwasserdurchfluss zwei voneinander getrennte, gerade oder gekrümmt verlaufende Bohrungen oder Rohre (18,19) enthält, die jeweils an der einen Seite an das Kühlwasserrohr (2,4) eines Kabelendes und an der anderen Seite an ein Isolierrohr (20,21) angeschlossen sind, welches mit einem aus dem Gehäuse (7,8, 11,12, 14) heraus führenden Weiterleitungsrohr (22,23) verbunden ist.
  3. 3. Kabelverbindungsmuffe nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, dass die Kabelenden (1,3) mit den spannungsgesteuerten Wickelkeulen (5,6) sowie die Isolierrohre (20,21) in Schutzisolatoren (15,16, 24,25) angeordnet sind.
  4. 4. Kabelverbindungsmuffe nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Muffengehäuse aus zwei vorzugsweise parallel angeordneten Muffenrohren (7,8) besteht, die in der Mitte durch ein Rohrstück (9) von grossem Durchmesser verbunden sind oder aus einem Muffenrohr (10,13) mit einen (14) oder zwei seitlichen Ansatzrohren (11,12) von grossem Durchmesser besteht.
  5. 5. Kabelverbindungsmuffe nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, dass zwei Isolierrohre von verschiedenem Durchmesser (20,26 bzw. 21,27) in koaxialer Anordnung eingesetzt sind, wobei statt des inneren, an seinen Enden verschlossenen Isolierrohres (26,27) ein massiver Isolierstab von gleichem Durchmesser einsetzbar ist.
  6. 6. Kabelverbindungsmuffe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass blanke hochspannungführende Metallteile in der Muffe und gegenüberliegende geerdete Metallteile mit einer Isolierstoffschicht bedeckt sind.
  7. 7. Kabelverbindungsmuffe nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, dass in das Muffengehäuse eine Zuleitung (28) mündet, die mit einem Druckausgleichsgefäss verbunden ist.
  8. 8. Kabelverbindungsmuffe nach Anspruch 2 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Oberflächen der an die Kühlwassersäule im Isolierrohr angrenzenden Metallteile aus elektrolytisch unangreifbarem Material wie Platin oder aus nichtmetallischem Leitmaterial wie Kohle oder Graphit oder leitfähigem Kunststoff sind und / oder Abschirmgitter oder Schilde aus solchem Material in der ühlwassersäule in kleinem Abstand vor den Metallteilen in leitender Verbindung mit diesen angeordnet sind.
  9. 9. Kabelverbindungsmuffe nach Anspruch 42 d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e ts dass die Isolierrohre (20,21) in zueinander entgegengesetzten Richtungen aus dem Muffenrohr (10) herausgeführt sind oder parallel nebeneinander oder koaxial zueinander angeordnet nach der gleichen Seite aus dem Muffenrohr (13) herausgeführt sind.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US3453372A (en) * 1966-05-25 1969-07-01 British Insulated Callenders Joints for electric cables
DE2257720A1 (de) * 1972-11-24 1974-05-30 Kabel & Lackdrahtfab Gmbh Kabelanlage mit leiterkuehlung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3453372A (en) * 1966-05-25 1969-07-01 British Insulated Callenders Joints for electric cables
DE2257720A1 (de) * 1972-11-24 1974-05-30 Kabel & Lackdrahtfab Gmbh Kabelanlage mit leiterkuehlung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Zeitschrift "Draht", Coburg, 21(1970) Nr. 4, S. 230 bis 233, Wassergekühltes Kabel für die CERN *

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