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Gasisolierte elektrische Energieübertragungsleitung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine eiktrische Energieübertragungsleitung,
insbesondere für höhere und höchste Spannungen, aus einem äußeren metallischen Mantel,
in dem der oder die elektrischen Leiter mittels Abstandshalter in ihrer räumlichen
Zuordnung festgelegt sind.
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Bekannt sind gasi soli erte Energieübertragungsleitungen (Kabel),
die z. B. aus einem als Leiterseil oder Rohr aufgebauten Innenleiter bestehen, der
mittels scheibenförmiger, trichterförmiger oder als Stützisolatoren ausgeführter
Abstandshalter in einem äußeren metallischen Mantelrohr verhältnismäßig kurzer Länge
zentrisch angeordnet ist. Als Isoliermaterial zwischen Innenleiter und Mantelrohr
ist ein Gas, z. B. SF6 (Schwefelhexafluorid) vorgesehen, das sich für derartige
Zwecke inzwischen durchgesetzt hat.
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Eine starre Ausführung, bei der die Leitung aus kurzen Teilstücken
(Rohren) von 10 - 12 m Länge zusammengesetzt ist,
hat den Nachteil,
daß Leiter und Mantelrohr an vielen Stellen verbunden werden müssen, wenn eine solche
Leitungslänge verlegt werden soll. Dabei ergeben sich zusätzliche Schwierigkeiten
dann, wenn der Verlauf der Leitung nicht geradlinig sein kann, sondern die Trasse
zur Anpassung an vorhandene Gegebenheiten in Kurven oder Krümmungen verlegt werden
muß.
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Besondere Vorkehrungen sind darüber hinaus notwendig, um die bei Betriebserwärmung
im Leiter und xXlantel entstehenden thermomechanischen Kräfte aufzufangen.
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Bekannt ist es weiterhin (DOS 2 233 217 - 1 1204), das Mantelrohr
eines gasisolierten Hochspannungskabels aus einem längseinlaufend zum Rohr geformten,
an den Kanten verschweißten und anschließend gewellten metallband herzustellen und
den Leiter an den Enden über einen Isolator gas- und druckdicht abzuschließen. Eine
solche Länge kann, wie bei Nachrichten- oder Starkstromkabel üblich, auf vorhandene
Trommeln aufgewickelt und verlegt werden. Nachteilig bei solch einer flexiblen Ausführung
ist, daß mit dem für höhere Spannungen notwendigerweise wachsenden Durchmesser das
Aufwickeln auf Trommeln und das Transportieren immer schwieriger und durch die einzuhaltenden
Abmessungen mit Rücksicht auf Straßen, Brücken und Bahnen schließlich unmöglich
wird. Dadurch ist aber der Spannungsbereich, in dem solche Kabel eingesetzt werden
können, eingeschränkt.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine gasisolierte
Energieübertragungsleitung zu schaffen, deren Leiter nicht in kurzen Abständen von
ca. 10 - 12 m verbunden werden muß. Der Durchmesser und damit die Übertragungsspannung
soll andererseits aber auch nicht durch die Forderung nach Trommelbarkeit auf transportierbaren
Trommeln wie bei flexiblen gasisolierten Kabeln begrenzt sein.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Wiantel
auf eine zu transportierende Länge im Innern ein
oder mehrere durch
Abstandshalter zentrisch gehaltene Rohre enthält und daß zwei oder mehrere solcher
transportierbaren Längen nach der Verlegung zu einer Leitung verbindbar sind, in
die dann der oder die Leiter einziehbar sind, deren Länge wesentlich größer als
die Längen der einzelnen i'lantelstücke ist. Das innere Rohr oder die inneren Rohrt
bei einer dreiphasigen Ausführung haben primär keine stromleitende Funktion; sie
ermöglichen das Einziehen des oder der Leiter, ohne daß die empfindliche Isolierung
durch Verunreinigungen gefährdet wird.
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Gegenüber dem bekannten flexiblen Kabel ergibt sich bei Verwendung
eines flexiblen (gewellten) mantels und Innenrohres durch die Erfindung der wesentliche
Vorteil, daß auch große Wellrohrdurchmesser, z. B. oberhalb 300 mm'transportierfähig
sind durch die Möglichkeit, die Längen ohne Leiter im gestreckten Zustand zu transportieren.
Gegenüber starren Rohrleitern ist die Erfindung in gleicher Weise für gasisolierte
Rohrleiter mit starrem oder Kabel mit biegsamen ìiantel anwendbar. Die Anzahl der
aufwendigen Leiterverbindungen ist wesentlich reduziert und ist nur durch die Einziehbarkeit
der Längen vorgegeben. Der Umfang der riontagearbeiten wird gegenüber starren Rohrleitern
stark reduziert.
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Wird, wie in Weiterführung der Erfindung vorgesehen, der ijantel als
Wellrohr mit parallel oder wendelförmig verlaufender Wellung ausgebildet und ein
biegsames Innenrohr verwendet, dann ist eine ausreichende Flexibilität sichergestellt.
Eine ausreichende Flexibilität kann aber auch schon dadurch hergestellt werden,
daß in Durchführung der Erfindung der isiantel nur in Bögen und/oder gekrümmten
Teilabschnitten als Wellrohr ausgebildet ist, während auf geradlinig verlaufenden
Abschnitten starre iiantelrohre verwendet sind.
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Wird, wie bereits vorgesehen, als äußerer mantel ein Wellrohr
verwendet,
dann kann es mitunter vorteilhaft sein, das Wellrohr aus einem rohrförmig um das
innere Rohr bzw. die Abstandshalter herumgeformten, verschweißten und gewellten
Metallband herzustellen und dieses Rohr anschließend in transportierbare Stücke
zu schneiden.
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Die Verbindung der Teilabschnitte zweier transportabler Längen kann
z. B. durch Schweißen erfolgen, oder dadurch, daß die Teillängen über Flansche mit
oder ohne Zwischenstück miteinander verbunden werden.
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Vorteilhaft kann es mitunter auch sein, das innere Rohr, in das der
oder die Leiter eingezogen werden, ebenfalls ganz oder zumindest teilweise als flexibles
Wellrohr auszubilden.
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Um die elektrische Festigkeit der Isolierung zu erhöhen, ist es in
Weiterführung der Erfindung zweckmäßig, das innere, den oder die Leiter aufnehmende
Rohr auf seiner Innenfläche leitibig, auf seiner Außenfläche jedoch isolierend auszubilden.
In einfachster Weise kann dies dadurch erreicht werden, daß als Innenleiter z. B.
ein gewelltes Kupferrohr verwendet wird, auf dessen Außenfläche ein Kunststoff,
etwa ein Polyolefin oder ein Olefinmischpolymerisat oder ein Copolymeres z. B. auf
Basis des Äthylens oder ein Material höherer Wärmebeständigkeit, wie Polytetrafluoräthylen
(PTFE) aufgebracht wird.
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Eine Verbesserung der Wärmeübertragung zwischen Leiter und innerem
Rohr läßt sich in Durchführung der Erfindung dadurch erreichen, daß der Zwischenraum
zwischen Leiter und innerem Rohr mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, die in flüssigem
Zustand verbleibt oder zu einer viskosen, plastischen oder elastischen Masse erstarrt.
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Zur Abstandshalterung des oder der Rohre im Innern des Mantels können
beliebige an sich bekannte Elemente verwendet werden.
Als besonders
vorteilhaft haben sich jedoch scheibenförmige Abstandshalter erwiesen, die ein-
oder mellrteilig ausgebildet um das jeweilige Rohr heruingelegt werden. Die Abstandshalter
können aber auch trichterförmig ausgebildet sein oder aus langgetreckten Isolierstoffstangen
bestehen, die längsverlaufend oder schraubenlinienförmig um das jeweilige Rohr herumgelegt
sind.
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Der Leiter selbst kann verseilt sein, und zwar entweder konzentrisch
oder aus Segmenten. Neben den üblichen Leitern aus Kupfer, Aluminium und dergleichen
können auch Natriumleiter eine vorteilhafte Anwendung finden.
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Die Erfindung sei anhand der in den Fig. 1 und 2 als Ausführungsbei
spiel dargestellten gasisolierten Hochspannungskabel näher erläutert.
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Der niantel 1 besteht, wie aus der Fig. 1 ersichtlich, z. B.
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aus einen Band aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Kupfei oder
nichtmagnetischem Stahl. Dieses Hand ist kontinuierlich um das Innenrohr 2 bzw.
die auf ihm befindlichen Abstandshalter 3 zum Rohr geformt, an den Kanten verschweißt
und anschließend gewellt. Von diesem aus zwei konzentrischen Rohren bestehenden
Gebilde können nun Teilstücke beliebiger transportierbarer Länge abgetrennt und
zum Einsatz gebracht werden. Um den isolierenden, gasgefüllten Raum 4 jeder Teillänge
entsprechend vorzubereiten, sind die Teillängen bereits gesäubert, entgast, geprüft
und gegebenenfalls schon mit dem entsprechenden Isoliermittel gefüllt, bevor sie,
entsprechend an den Enden abgedichtet, zum Montageort transportiert werden. Dort
können dann, wie aus der Fig. 1 ersichtlich, die Enden über eine Mantelverbindung
5 und eine Rohrverbindung 6 druck- und gasdicht verbunden werden. In die so vorbereitete
Gesamtlänge kann dann anschließend der Leiter 7 eingezogen werden.
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Abweichend von den in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
zeigt die Fig. 2 eine dreiphasige Ausführung im Schnitt. Die entsprechenden Teile
sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.