DE2639924C3 - Wasserendverschlußgarnitur für elektrische Hochleistungskabel mit innerer Wasserkühlung und einer gekühlten Wasserisolierstrecke - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wasserendverschlußgarnitur für elektrische Hochleistungskabel mit innerer Wasserkühlung, bestehend aus einem Isolatorgehäuse mit Hohlkanal und einer das Isolatorgehäuse tragenden Fußarmatur, wobei die Wasserisolierstrecke gekühlt ist.

Eine derartige Wasserendverschlußgarnitur ist bereits aus der DE-OS 22 57 720 bekannt. Dabei erfolgt die Kühlung der Wasserisolierstrecke zum Herabsetzen der Erwärmung im stationären Betrieb des Kabelsystems, indem durch ein Kühlrohr im Isolator der Wasserendverschlußgarnitur die gesamte Isolierstrecke gekühlt wird. Nun ist aber festgestellt worden, daß einerseits die Erwärmung der Isolierstrecke im stationären Betrieb sehr gering ist, so daß der angestrebte Zweck der Kühlung der Wasserisolierstrecke in diesem Betriebszustand verhältnismäßig uninteressant ist. Andererseits erscheint die Realisierung des in der DE-OS 22 57 720 vorgeschlagenen Prinzips sehr fraglich zu sein, und für den Fall, daß die Durchführbarkeit möglich ist, wäre die konstraktive Ausgestaltung äußerst aufwendig und damit unwirtschaftlich. Dies liegt im wesentlichen darin, daß die Kühlvorrichtungen im elektrisch wirksamen Teil des Isolators vorgesehen sind, d. h. die Kühlanordnung muß entsprechend hohe Überschlags- und Durchschlagsspannungen aufweisen.

Darüber hinaus ist nicht die Erwärmung der Isolierstrecke im stationären Betrieb kritisch sondern dann, wenn der Kühlkreislauf ζ. Β. durch Ausfall der Umwälzpumpen ausfällt. In diesem Fall liegt in der Wasserendverschlußgarnitu:' eine stehende Wassersäule vor, in der Wärmeverluste entstehen, die zur raschen Erwärmung des Isolators führen. Dabei ergeben sich sehr kurze Zeitspannen von z. B. etwa einer Minute, innerhalb deren das Wasser im Isolator auf eine maximal zulässige Temperatur von etwa 97°C erwärmt wird und daher das Kabelsystem vom Netz weggeschaltet werden muß. Demnach ist es nicht möglich, die wesentlich größere Zeitdauer, bis das Kabel selber unzulässig hohe Temperaturen erreicht (etwa 24 Stunden) für Reparaturarbeiten, Netzumschaltungen oder dergleichen zu nutzen, vielmehr muß das Kabelsystem sofort abgeschaltet werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einer Wasserendverschlußgarnitur der eingangs beschriebenen Art, diese derart zu verbessern, daß eine Kühlung der Wasserisolierstrecke mit konstruktiv einfachen Mitteln und ohne eine hochspannungsfeste Anordnung der Kühleinrichtung selbst möglich ist

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Kühlung der Wasserisolierstrecke mittels in der Fußarmatur angeordneter, von einem Kühlmittel durchflossener Kühlschlangen erfolgt. Dabei basiert die Erfindung darauf, durch starke Kühlung im unmittelbaren Bereich der sich erwärmenden Wassersäule im Isolator mit Hilfe entstehender Konvektion die dort bei Ausfall der Kühlung entstehende Verlustwärme abzuführen, um die thermische Zeitkonstante des Kabels für den Notbetrieb ausnutzen zu können. Dabei erfolgt die Kühlung im Notbetrieb dort, wo gerade keine elektrische Beanspruchung des Isolators und der Wassersäule mehr vorhanden ist, nämlich im Bereich der FuGarmatur des Isolators. Demnach wird das Kühlwasser im unmittelbaren Bereich der Wassersäule auf niedriger Temperatur gehalten. Auf diese Weise wird bei sich erwärmender Wassersäule im Isolator ein zunehmendes Temperaturgefälle entstehen, so daß eine starke Konvektion und damit Abführung der Verlustwärme aus dem Isolator heraus bewirkt wird.

In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung kann es von Vorteil sein, wenn die Fußarmatur eine Grundplatte mit einem senkrechten einen Kühlkanal aufweisenden Plattenhals aufweist und die Kühlschlangen innerhalb der Grundplatte und/oder innerhalb des Plattenhalses den Kühlkanal umgebend angeordnet sind. Durch die Ausbildung des Plattenhalses erfolgt eine Verlängerung der Kühlstrecke des durch die Wasserendverschlußgarnitur fließenden Kühlmittels, so daß eine noch wirksamere Kühlung durch ein verstärktes Temperaturgefälle längs des Isolators der Wasserendverschlußgarnitur erreicht wird.

Eine wirksame Steuerung des durch die Kühlschlangen fließenden Kühlmittels kann erfindungsgemäß dadurch erfolgen, daß in die Kühlmittelleitung der Kühlschlangen ein in Abhängigkeit von der Temperatur am Isolator gesteuertes Ventil eingesetzt ist. Dabei kann die Temperatur am Isolator oder aber auch die Strömungsgeschwindigkeit des Wasser durch entsprechende Meßeinrichtungen als auslösendes Signal gewertet werden. Die Kühlung der Kühlschlangen kann mittels flüssiger oder gasförmiger Kühlmittel durchgeführt werden und sollte möglichst von der Stromversorgung selbst unabhängig sein, um auch im Falle deren Versagens funktionsfähig bleiben zu können. Dabei wäre ein Anschluß entweder an die Wasserversorgung oder an Vorratsbehälter für Kühlwasser, Kühlöl, flüssigen Stickstoff bzw. Frigen oder ähnlichem möglich. Ebenfalls könnten die Kühlschlangen bei Kühlung mit Gas am Gasbehälter, beispielsweise auch bei Einsatz von Reduzierventilen, angeschlossen werden, so daß das sich entspannende Gas noch zusätzlich Kühlwirkung hat.

Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert.

F.ine Wasserendverschlußgarnitur 1 gemäß der Erfindung besteht aus einem Isolatorgehäuse 2 mit

einem Hohlkanal 3, das auf einer Fußarmatur 4 angeordnet ist Der Durchmesser des Hohlkanals des 'solatorgehäuses kann gleich oder auch kleiner als der Kühlmittelkanaldurchmesser eines Hochleistungskabels sein, das hier nicht dargestellt ist. Dabet kann der Hohlkanal 3 auch durch ein in dem Isolatorgehäuse 2 angeordnetes elektrisch isolierendes Rohr, z. B. aus Kunststoff, gebildet werden. Das Isolatorgehäuse 2 besteht zweckmäßigerweise aus Prozellan. Am Fußende der Fußarmatur 4 ist eine Grundplatte 5 ausgebildet, die einen senkrechten einen Kühlkanal 6 aufweisenden Plattenhals 7 besitzt. Die Grundplatte 5 und der Plattenhals 7 bestehen zweckmäßigerweise aus einem gut wärmeleitenden Material, z. B. aus Edelstahl, so daß keine Korrosionserscheinungen einerseits im Kühlkanal 6 und andererseits in den die Grundplatte 5 und den Plattenhals durchlaufenden Kühlschlangen 8 auftreten können. Die Kühlschlangen 8 sind über Leitungen 9 mit einor Kühlstation verbunden, die ebenfalls nicht dargestellt ist, und werden von dieser .nit einem Kühlmedium, z. B. Kühlwasser, wie öl oder einem flüssigen Gas versorgt. Mittels eines Ventils 10 in der Zulaufleitung kann die Kühlmittelzuleitung in die Kühlschlangen 8 in Abhängigkeit von der Temperatur des Isolators 2 bzw. von der Strömungsgeschwindigkeit des im Hohlkanal 3 fließenden Wassers, womit das angeschlossene Hochleistungskabel gekühlt wird, gesteuert werden.

Am Kopf der Wasserendverschlußgarnitur 1 ist ein Wasserleitungsrohr 11 eingeführt und die Verbindungsstelle des Wasserleitungsrohrs 11 mit der Wasserendverschlußgarnitur 1 ist gegen den Austria von Wasser abgedichtet Die Fußarmatur 4 und insbesondere die Grundplatte 5 liegen auf Erdpotential, so daß auch die gesamte Kühleinrichtung für die Kühlschlangen auf Erdpotential liegt, so daß keine zusätzlichen Isoliermaßnahmen für die Kühleinrichtung erforderlich sind. Am Ende des Plattenhalses 7 ist ein Metallrohr 12 angeschlossen, wobei diese Anschlußstelle wiederum wasserdicht ausgeführt ist. Das Metallrohr 12 dient zur Weiterleitung des Wassers zu einer nicht dargestellten Kühlstation. In der Wasserendverschlußgarnitur 1 wird das Hochspannungspotential des Wassers, das aus einer Kabelendveischlußgarnitur über das Wasserleitungsrohr 11 in die Wassereiidverschlußgamitur einfließt auf Erdpotential abgebaut

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Wasserendverschlußgarnitur für elektrische Hochleistungskabel mit innerer Wasserkühlung, bestehend aus einem Isolatorgehäuse mit Hohlkanal und einer das Isolatorgehäuse tragenden Fußarmatur, wobei die Wasserisolierstrecke gekühlt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung der Wasserisolierstrecke mittels in der Fußarmatur

(4) angeordneter von einem Kühlmittel durchflossener Kühlschlangen (8) erfolgt

2. Wasserendverschlußgarnitur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fußarmatur (4) eine Grundplatte (5) mit einem senkrechten, einen Kühlkanal (6) aufweisenden Plattenhals (7) aufweist und die Kühlschlangen (8) innerhalb der Grundplatte

(5) und/oder des Plattenhalses den Kühlkanal umgebend angeordnet sind.

3. Wasserendverschlußgarnitur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die KühlmitteUeitung (9) der Kühlschlangen (8) ein in Abhängigkeit von der Temperatur am Isolatorgehäuse (2) oder der Strömungsgeschwindigkeit des durch den Hohlkanal (3) des Isolators strömenden Kühlwassers gesteuertes Ventil (10) eingesetzt ist.