DE2547080C2 - Gekühlte Hochspannungskabelanlage mit Verbindungsmuffen - Google Patents

Description

Der zunehmende Energieverbrauch, vor allem in den Industrieländern, erfordert Energieübertragungsstrekken, die ein Mehrfaches der bisher üblichen Leistung übertragen können. Insbesondere in dicht besiedelten Gebieten wie Großstädten können für die Übertragung derartiger Leistungen keine Freileitungen verwendet werden, so daß geeignete Kabelkonstruktionen zu schaffen sind.

Um die Übertragungsleistung elektrischer Kabel zu erhöhen, ist es bekannt, die durch die Übertragungsverluste entstehende Wärme künstlich abzuführen. Von den verschiedenen Möglichkeiten hierfür ist die Wärmeabfuhr mittels Wasser, das das jeweilige Kabel umspült, besonders wirksam (integral cooling). Dementsprechend sind Hochspannungskabelanlagen vorgeschlagen worden, bei denen kunststoffisolierte Kabel (110 kV, Folyäthylenisolierung) oder ölkabel (275/400 kV) in ein Rohrsystem aus Kunststoff- oder Asbest-Zement-Rohren eingezogen, das Rohrsystem nach Montage der

Anlage mit Kühlwasser geflutet und das Kühlwasser beim Betrieb des Kabels fortlaufend umgepumpt und rückgekühlt wird. Bei der Erstellung derartiger Kabelanlagen sind einzelne Fertigungslängen der Kabel über Muffen miteinander zu verbinden (GB-Z »Electrical Review«, 1965, Seiten 946 bis 950; und 1973, Seiten 85 bis 89; DT-Z »ETZ-B«, 1973, Seiten 554 bis 558).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für derartige Kabelanlagen geeignete Muffenkonstruktion zu schaffen.

Die Erfindung geht demnach von einer gekühlten Hochspannungskabelanlage aus, die aus einzelnen Kabellängen besteht, die einen isolierten Leiter und einen metallenen, korrosionsgeschützten Kabelmantel oder einen mit einer metallenen Wassersperre versehenen Kabelmantel aus Kunststoff aufweisen, in ein mit einem Kühlmedium gefülltes Rohrsystem aus Kunststoff- oder Asbest-Zement-Rohren eingezogen und über Muffen miteinander verbunden sind. Gemäß der Erfindung sind die Muffen in einem kellerartigen Muffenbauwerk angeordnet, in dessen Inneren das Rohrsystem beiderseits jeder Muffe aus Metallrohren besteht, die mit ihrem der Muffe abgewandten Ende im Muffenbauwerk verankert und mit ihrem der Muffe zugewandten Ende mit dem jeweiligen im Bereich der Verbindungsmuffe liegenden Ende des metallenen Kabelmantels oder der metallenen Wassersperre und/oder des Leiters mechanisch verbunden und gegenüber dem Kabelmantel abgedichtet sind; weiterhin ist vorgesehen, daß die Innenräume der beiden Metallrohre durch einen um die Muffe herumführenden, jeweils am der Muffe zugewandten Ende der Metallrohre angesetzten Bypass miteinander verbunden sind.

Bei einer im Bereich der Verbindungsmuffen derart ausgebildeten Hochspannungskabelanlage sind der Metallmantel oder die Kabel als Ganzes im Bereich jeder Verbindungsmuffe örtlich fixiert, so daß thermomechanische Kabelkräfte die Verbindungsstellen nicht beeinträchtigen können. Weiterhin sind die Metallgehäuse der Muffen und die Kabelmäntel jederzeit elektrisch zugänglich.

Die Verankerung der Muffen im Muffenbauwerk erfolgt zweckmäßig in der Weise, daß die Metallrohre am der Muffe abgewandten Ende einen Flansch tragen, der an im Muffenbauwerk verankerten Bolzen befestigt ist. Um hierbei Wärmeausdehnungen des Muffengehäuses auffangen zu können, empfiehlt es sich, daß der Flansch am der Muffe abgewandten Ende des einen der beiden Metallrohre jeder Muffe federnd mit den Bolzen verbunden ist.

In Weiterbildung der Erfindung besteht jedes der beiden beiderseits einer Muffe angeordneten Metallrohaus zwei ursprünglich teleskopartig ineinander

verschiebbaren, miteinander verschweißten Teilen. Mit

dieser Maßnahme kann die Baulänge d~r Verbindungsmuffe wesentlich verkürzt werden.

Die Verbindung der Metallrohre mit den metallenen Kabelmänteln oder den metallenen Wassersperren erfolgt zweckmäßig in der Weise, daß die Metpllrohre am der Muffe zugewandten Ende einen Flansch tragen, der über isolierende Stützkörper mit dem Gehäuse der Muffe verbunden und der gegenüber dem Kabelmantel abgedichtet ist Das Gehäuse der Muffe ist seinerseits mit dem metallenen Kabelmantel oder der metallenen Wassersperre dicht und elektrisch leitend verbunden. Die gegebenenfalls vorgesehene Fixierung des Leiters, die insbesondere bei kunststoffisolierten Kabeln in Betracht kommt, erfolgt zweckmäßig über im Muffengehäuse verankerte, massive Isolierkörper, beispielsweise aus Gießharz. Derartige isolierende Verbindungen zwischen Leiter und Muffengehäuse sind insbesondere bei Sperrmuffen für ölkabel bekannt.

Der im Rahmen der Erfindung vorgesehene Kühlwasser-Bypass kann mit Vorteil dazu verwendet werden, um an das Rohrsystem Ventile zum Füllen und Entlüften des Rohrsystems und zum Absperren des Kühlmittels anzuordnen. Weiterhin können an dem Bypass Meßeinrichtungen des Kühlmittelkreislaufes angeordnet werden.

Als Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur der Bereich einer Verbindungsmuffe einer gekühlten Hochspannungskabelanlage dargestellt.

Die Figur zeigt eine Verbindungsmuffe zur Verbindung der Enden zweier Kabellängen 1 und 2 eines 400-kV-Einleiterölkabels. Die einzelnen Kabellängen sind in einem in Rohrabschnitte unterteilten Rohrsystem aus Asbest-Zement-Rohren angeordnet, dessen Rohre 3 in den Wänden 4 eines Muffenbauwerkes enden. Auf die Rohrenden sind Kupplungen 41 aufgesetzt, in die von der anderen Seite her der rohrartige Ansatz eines Flansches 42 hineinragt. Dieser Flansch ist über Bolzen 52 in der Wand 4 des Muffenbauwerkes verankert.

Mit dem Flansch 42 ist ein Flansch 51 verbunden, der an einem metallenen rohrartigen Verbindungsstück 5 angeschweißt ist, das seinerseits mit dem metallenen, rohrartigen Anschlußstück 6 verbunden ist. Der Außendurchmesser dieses Anschlußstückes ist kleiner als der Innendurchmesser des Verbindungsstückes 5, so daß das Anschlußstück und das Verbindungsstück während der Muffenmontage über- bzw. ineinander geschoben werden können. Nach Fertigstellung der Muffe werden beide Teile miteinander verschweißt.

Das Anschlußstück 6 trägt an seinem der Muffe zugewandten Ende den radial angesetzten Flansch 61, an dem der Bypass 7 für das in dem Rohrsystem vorhandene Kühlmittel angeschlossen ist. Der Bypass 7 dient zur Umgehung der in dem metallenen Muffengehause 10 angeordneten Verbindungsmuffe und ist mit einem Absperrventil 71, Ventilen 72 und 73 zum Füllen und Entlüften des Rohrsystems und mit einem Manometer 74 bestückt.

Das rohrartige Anschlußstück b trägt weiterhin an dem der Muffe zugewandten Ende den axial angeordneten Flansch 62, mit dem das Anschlußs'.ück über isolierende Rillenstützer 15 mit dem Muffengehäuse 10 verbunden ist. Das Muffengehäuse 10 ist quergeteilt, wobei die beiden Teile über einen Isolierflansch 11 miteinander verbunden sind.

Im Muffengehäuse ist der Muffenwickel 12 angeordnet, der in bekannter Weise aufgebaut ist.

Im Bereich des Muffengehäuses ist der mit einer isolierenden Korrosionsschutzschicht versehene Aluminiummantel 17 der Einleiterölkabel abgesetzt, wobei auf diesen Metallmantel eine metallene Rohrmanschette 13 durch Schweißen oder Löten aufgesetzt ist. Auf dieser Rohrmanschette sitzt das Gehäuse 10 auf, beide Teile sind miteinander dicht verschweißt.

Auf die isolierende Schutzschicht des Kabelmantels ist weiterhin die auf ein Metallrohr aufgezogene Schlauchmanschette 14 aufgebracht und gegenüber der isolierenden Schutzschicht abgedichtet. Die Schlauchmanschette ist stirnseitig mit dem Flansch 62 dicht verbunden.

Zur zentrischen Einführung der Kabel in das Muffengehäuse und zur Abfangung von thermomechanischen Kräften ist weiterhin ein Befestigungsschlitten 16 vorgesehen, der innerhalb des rohrartigen Verbindungsstückes 5 auf dem Kabel befestigt ist.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der metallene Kabelmantel 17 über die Rohrmanschette 13 mit dem metallenen Muffengehäuse 10 fest und elektrisch leitend verbunden. Das Muffengehäuse ist über die isolierenden Rillenstützer und die Metallrohre 5 und 6 sowie über die Flansche 41 und 51 und die Bolzen 52 im Muffenbauwerk fest verankert. Das Kühlwasser wird bis unmittelbar an die Verbindungsmuffe herangeführt und im Bypass 7 um die Verbindungsmuffe herumgeleitet.

Die dargestellte Muffenkonstruktion ist mit geringen Abwandlungen auch als Sperrmuffe oder als Verbindungsmuffe für Kabel mit einem Bleimantel zu verwenden. In diesen Fällen empfiehlt es sich, den Leiter der Kabel über massive Isolierkörper mit dem Muffengehäuse 10 zu verbinden. Die gleiche Maßnahme wäre bei Kabeln mit einer Isolierung aus extrudiertem, gegebenenfalls vernetztem Polyäthylen zu treffen, um die thermomechanischen Kräfte der Kabel mittels einer örtlichen Fixierung der Leiter abzufangen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Gekühlte Hochspannungskabelanlage, bestehend aus einzelnen Kabellängen, die einen isolierten Leiter und einen metallenen, korrosionsgeschützten Kabelmantel oder einen mit einer metallenen Wassersperre versehenen Kabelmantel aus Kunststoff aufweisen, in ein mit einem Kühlmedium gefülltes Rohrsystem aus Kunststoff- oder Asbest-Zement-Rohren eingezogen und über Muffen miteinander verbunden sind, dadurch gekennz e i c h π ^ t, daß die Muffen in einem keüerartigen Muffenbauwerk (4) angeordnet sind, in dessen Inneren das Rohrsystem beiderseits jeder Muffe aus Metallrohren (5,6) besteht, die mit ihrem der Muffe abgewandten Ende im Muffenbauwerk (4) verankert und mit ihrem der Muffe zugewandten Ende mit dem jeweiligen im Bereich der Verbindungsmuffe liegenden Ende des metallenen Kabelmantels oder der metallenen Wassersperre und/oder des Leiters mechanisch verbunden und gegenüber dem Kabelmantel abgedichtet (14) sind, und daß die Innenräume der beiden Metallrohre (5,6) durch einen um die Muffe herumführenden, jeweils am der Muffe zugewandten Ende der Metallrohre angesetzten Bypass (7) miteinander verbunden sind.

2. Gekühlte Hochspannungskabelanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallrohre (5) am der Muffe abgewandten Ende einen Flansch (51) tragen, der an im Muffenbauwerk verankerten Bolzen (52) befestigt ist.

3. Gekühlte Hochspannungskabelanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch am der Muffe abgewandten Ende des einen der beiden Metallrohre jeder Muffe federnd mit den Bolzen verbunden ist.

4. Hochspannungskabelanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Metallrohr aus zwei ursprünglich teleskopartig ineinander verschiebbaren, miteinander verschweißten Teilen (5,6) besteht.

5. Hochspannungskabelanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Metallrohr (6) am der Muffe zugewandten Ende einen Flansch (62) trägt, der über isolierende Stützkörper (15) mit dem mit dem metallenen Kabelmantel oder der metallenen Wassersperre dicht und elektrisch leitend verbundenen Gehäuse (10) der Muffe verbunden und gegenüber dem Kabelmantel abgedichtet (14) ist.

6. Hochspannungskabelanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bypass Ventile (71, 72, 73) zum Füllen und Entlüften des Rohrsystems und zum Absperren des Kühlmittels angeordnet sind.

7. Hochspannungskabelanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Bypass Meßeinrichtungen (74) des Kühlmittelkreislaufes angeordnet sind.