DE3405079C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein wasserdichtes Mehrleiter-Ölkabel mit Metallmantel, umfassend eine Mehrzahl von Adern, deren jede einen Leiter aufweist, der durch eine mit Isolieröl imprä­ gnierte Isolierung bedeckt ist, und einen Ölkanal für Längsbe­ wegung des Isolieröls.

Ein wasserdichtes Mehrleiter-Ölkabel der einleitend genannten Art ist aus der US-PS 24 57 436 bekannt.

Der Ölkanal ist eine offene Wendel aus Metallband, bei der die Windungen in einem Abstand voneinander lie­ gen. Die radiale Verformbarkeit der Wendel ist offensichtlich größer als diejenige des Metallmantels, so daß die Abstützung des Metallmantels durch die Adern und den Ölkanal nicht ausrei­ chend ist, um den Stößen oder Schlägen widerstehen zu können, die bei Verwendung als Unterwasserkabel durch Anker, Fischnetze oder dergleichen ausgeübt werden können. Dies führt zu der Not­ wendigkeit, Sicherheitsmaßnahmen anzuwenden, beispielsweise das Kabel im Meeresboden oder dergleichen zu verlegen. Solche Si­ cherheitsmaßnahmen können jedoch nicht immer angewendet werden, beispielsweise nicht im Fall von felsigem Meeresboden. Außerdem sind solche Maßnahmen auch nicht immer wirksam. Daher ist es grundsätzlich erforderlich, den Metallmantel vergleichsweise stark auszuführen, was unerwünscht ist. Weiterhin laufen beim Auftreten von Rissen im Metallmantel sehr große Mengen Iso­ lieröl aus, was nicht nur zu unerträglichen Verunreinigungen des das Kabel umgebenden Raumes führt, sondern auch ein konti­ nuierliches Speisen des Kabels mit großen Mengen an Isolieröl erfordert, bis die Reparatur ausgeführt ist, um zu verhindern, daß Wasser in das Kabel eintritt und dieses beschädigt bzw. zerstört.

Es ist ein elektrisches Hochspannungskabel bekannt (DE-GM 18 35 856), umfassend eine Mehrzahl von Adern, deren jede einen Lei­ ter aufweist, der durch eine mit Isolieröl imprägnierte Isolie­ rung bedeckt ist, und einen Ölkanal für Längsbewegung des Iso­ lieröls. Der Ölkanal ist in Form eines sektorförmig ausgebilde­ ten Rohres vorgesehen. Über den Aufbau des Ölkanals, insbeson­ dere über seinen Widerstand gegen radiale Verformung ist nichts gesagt.

Es ist weiterhin ein oberirdisch oder unterirdisch zu verlegen­ des elektrisches Hochspannungskabel bekannt (DE-OS 16 90 153), ebenfalls mit ei­ ner Mehrzahl von Adern, deren jede einen Leiter aufweist, der durch eine mit Isolieröl imprägnierte Isolierung bedeckt ist, und mit einem Ölkanal für Längsbewegung des Isolieröls. Der Öl­ kanal ist in der Mitte zwischen den in einem Schutzmantel ange­ ordneten Adern angeordnet und hat nur kleinen Durchmesser. Da­ her nimmt der Druckverlust bei der Bewegung des Öls innerhalb des Kabels unvermeidbar hohe Werte an, was zu der Notwendigkeit führt, in dem Isolierölkreis in dem Kabel hohe Drücke anzuwen­ den, wobei, je höher der Druckverlust in dem Ölkanal ist, desto höher der Druck sein muß. Das Vorhandensein hoher Drücke in dem Isolieröl innerhalb des Kabels führt zu der Notwendigkeit, Ver­ stärkungen, Umwicklungen usw. zu verwenden, die gegenüber dem Druck widerstandsfähig sind und die rund um den Metallmantel angeordnet werden müssen. Diese Umwicklungen, Bombagen, Ver­ stärkungen oder dergleichen müssen umso stärker sein, je höher der Öldruck ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein wasserdichtes Mehrleiter-Öl­ kabel der einleitend genannten Art derart auszuführen, daß aus­ reichender Widerstand gegen radiale Verformung erhalten wird ohne die Notwendigkeit der Erhöhung des Verformungswiderstandes des Metallmantels, während gleichzeitig nur geringer Druckver­ lust als Folge des Vorhandenseins des Ölkanals auftritt.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß der Außendurchmesser des Ölkanals in der gleichen Größenordnung wie der Durchmesser der Adern liegt, und der Ölkanal eine Wandung aufweist, welche durch eine Mehrzahl von formschlüssig verbun­ denen Metallelementen gebildet ist und in radialer Richtung eine Verformbarkeit hat, die kleiner oder gleich der radialen Verformbarkeit des Metallmantels ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen an­ gegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines Mehrleiter-Öl­ kabels in Form eines Unterwasserkabels, wobei die äußeren Teile des Metallmantels fortgelassen sind.

Fig. 2 ist eine in verkleinertem Maßstab gehaltene Längs­ schnittansicht nach Linie I-I der Fig. 1.

In den Fig. 1 und 2 sind übliche Abdeckungen, Bombagen, Ver­ stärkungen und Längsanker nicht dargestellt, die rund um den Metallmantel des Kabels angeordnet werden und die von an sich bekannter Ausführung sind.

Gemäß den Fig. 1 und 2 sind in einem dichten Metallmantel 1, der beispielsweise aus Blei oder Aluminium be­ steht, drei Adern und ein Ölkanal 3 angeordnet. Jede Ader um­ faßt einen Leiter 2, der aus einer Mehrzahl von Metalldrähten 4 gebildet ist, die beispielsweise aus Kupfer bestehen und zusam­ mengelegt oder verseilt sind. Um die Metalldrähte 4 herum befindet sich eine halb­ leitende Leiterglättung 5, die aus einer Mehrzahl von Wicklungen aus halbleitendem Bandmaterial besteht, bei­ spielsweise aus Kohlenstoffpapier.

Um die halbleitende Schicht 5 jedes Leiters 2 herum ist eine Isolierung 6 vorgesehen, die aus einer Mehrzahl von Wicklungen von Papierbändern aus Zellulose oder aus synthe­ tischem Material gebildet ist, und auf der Isolierung 6 befindet sich eine halbleitende Umhüllung 7 als Strahlungsschutz, die ebenfalls aus einer Mehrzahl von Wicklungen von Bändern aus halblei­ tendem Material gebildet ist, beispielsweise mit Bändern aus Kohlenstoffpapier.

Der Ölkanal 3 ist in Berührung mit dem Strahlungsschutz 7 zweier benachbarter Adern angeordnet, und zwar liegt er tan­ gential an diesen an, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist. Sowohl der Ölkanal 3 als auch alle Adern, die tangential aneinander anliegen, liegen auch tangential an dem Metallmantel 1 des Kabels an, und der Ölkanal 3 hat in radialer Richtung eine Verformbarkeit, die kleiner oder gleich der betreffenden Verformbarkeit des Metallmantels 1 ist. Diese Eigenschaft kann dem Ölkanal 3 auf verschiedene Arten verliehen werden, bei­ spielsweise durch geeignete Wahl der Dicke, des Materials oder der Gestaltung.

Die lichte Weite des Ölkanals 3 ist als Regel gleich der Summe der drei lichten Weiten der Kanäle bekann­ ter Kabel mit drei Adern.

Der Ölkanal 3 ist vorzugsweise dargestellt durch ein rohrförmiges oder rohrartiges Gebilde, welches aus einer Mehrzahl von metallenen Paßkörpern 10 gebildet ist, die ins­ besondere aus Aluminium bestehen und formschlüssig verbunden sind. Das genannte Gebilde ist vorzugsweise mit einer halb­ leitenden Lage 11 umhüllt, die aus einer Mehrzahl von Wick­ lungen aus einem Band als halbleitendem Material gebildet ist, beispielsweise aus Kohlenstoffpapier, und bei der be­ schriebenen Ausführungsform befindet sich der Ölkanal 3 mit dem Metallmantel über die halbleitende Lage 11 in Berührung.

Insbesondere hat jeder metallene Paßkörper 10 im Querschnitt die Gestalt eines gleichschenkeligen Trapezes und er hat auf einer Seite der Trapezgestalt eine Nut, und auf der anderen Seite der Trapezgestalt einen Vorsprung.

Die Gestalt und die Abmessungen der Nuten und der Vorsprün­ ge an den Seiten jedes Paßkörpers 10 sind derart, daß fester Eingriff zwischen den Nuten und Vorsprüngen benachbarter Paßkörper 10 erhalten wird. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ha­ ben die Paßkörper 10 eine Gestalt, die als Gewölbesteinge­ stalt oder Verschlußsteingestalt bezeichnet wird.

Der mit der halbleitenden Umhüllung 11 versehene Ölkanal 3 hat allgemein einen Durchmesser, der in dersel­ ben Größenordnung wie der Durchmesser der Adern liegt, und vorzugsweise hat er einen Außendurchmesser, der gleich dem Außendurchmesser der Adern an der Außenfläche des Strahlungs­ schutzes 7 der Adern ist.

In den freien Räumen zwischen dem Metallmantel 1 und den halbleitenden Abschirmungen oder Umhüllungen 7 und 11 be­ findet sich eine Füllung 12 aus Isoliermaterial, vorzugs­ weise aus Papier.

Weiterhin befindet sich in dem freien Raum zwischen den halbleitenden Umhüllungen 7 und 11 eine Füllung 13 aus Iso­ liermaterial, beispielsweise aus Papier.

In dem gesamten von dem Mantel 1 umschlossenen Raum befin­ det sich ein Isolieröl an sich bekannter Art, beispielswei­ se Alkylbenzol, welches die Isolierungen der Leiter 2, die Füllungen und den Innenraum des Ölkanals 3 imprägniert.

Im Inneren des Ölkanals 3 sind vorzugsweise Einrichtungen zur Flächenverkleinerung angeordnet, und zwar entlang des Kabels an im Abstand voneinander liegenden Stel­ len.

Fig. 2 zeigt eine besondere Ausführungsform einer Einrich­ tung zum Verkleinern der Fläche oder des Querschnitts des Innenraumes des Ölkanals 3, und diese Einrich­ tungen sind entlang des Kabels an im Abstand voneinander liegenden Stellen angeordnet.

Wie in Fig. 2 dargestellt, weist die Einrichtung zum Ver­ kleinern der Fläche des Innenraumes des Ölkanals 3 eine Art Verengung auf, die die Gestalt eines klei­ nen Zylinders 14 hat, dessen Innendurchgang oder Bohrung 15 einen Durchmesser hat, der kleiner als der Durchmesser des Innenraums des Ölkanals 3 ist. Insbesondere ist für den Ölkanal 3 eine Verengung geeignet, wie sie in der I-PS 9 62 363 be­ schrieben und dargestellt ist.

Das Kabel ist gegenüber den Wirkungen von Stößen, Schlägen und dergleichen, denen das Kabel insbesondere unterworfen werden kann, wenn es als Unterwasserkabel verwendet wird, mechanisch stark, wobei außerdem der Ölkanal einen Durch­ messer hat, der etwa dem Durchmesser der Adern entspricht, so daß für das Isolieröl hoher Druck nicht erforderlich ist, weil entlang des Ölkanals nur geringer Druckverlust vorhanden ist. Dies ist vorteilhaft, wenn berücksichtigt wird, daß der Druck­ verlust als Folge von Bewegung des Isolieröls in einem Kanal umgekehrt proportional zur vierten Potenz des Durchmessers des Kanals ist. Weiterhin ergibt sich als Folge der Tatsache, daß der Ölkanal eine Innenfläche hat, die sehr viel glatter als die Innenfläche bekannter Ölkanäle ist, eine weitere Verringe­ rung der Druckverluste.

Bei dem Kabel befindet sich der Metall­ mantel 1 nicht nur in Berührung mit den Leiterisolierungen, die unter Stößen, Schlägen oder dgl. praktisch unverformbar sind im Vergleich zu der Verformbarkeit der Füllmaterialien, die in den freien Räumen enthalten sind, sondern der Mantel 1 befindet sich auch in Berührung mit dem Ölkanal 3, dessen Verformbarkeit in radialer Richtung kleiner oder höchstens gleich der betref­ fenden Verformbarkeit des Mantels 1 ist.

Weiterhin ist es im Fall des Auftretens von solchen Stößen oder Schlägen, die ein Reißen des Mantels 1 hervorrufen, bei einem Kabel gemäß der Erfindung möglich, das Auslaufen von Isolieröl im Vergleich zu bekannten Kabeln in großem Ausmaß zu begrenzen.

Tatsächlich wird auch in dem Fall, in welchem nicht nur der Mantel 1 reißt, sondern auch der Ölkanal 3 zusammengequetscht wird, das rohrförmige Gebilde aus den miteinander im Eingriff stehenden Paßkörpern 10 zwar verformt, jedoch besteht das Be­ streben, daß die Paßkörper 10 miteinander im Eingriff bleiben, so daß kaum Öl ausläuft.

Schließlich ist durch die Gestaltung des Kabels, insbesondere wenn dieses als Unterwasserkabel verwen­ det wird, große Sicherheit erhalten gegen das Fließen von Was­ ser innerhalb des Kabels und insbesondere innerhalb des Ölkana­ les des Kabels, wenn sich ein Mantelriß ergeben sollte. Tatsächlich sind in dem Ölkanal des Kabels an im Abstand voneinander liegenden Stellen Einrichtungen vorgesehen, die dazu dienen, die Fläche des Innenraumes des rohrförmigen Körpers 3 zu verkleinern. Solche Mittel oder Ein­ richtungen sind bei den bekannten Mehrkernkabeln nicht vorhan­ den, die Ölkanäle haben, welche durch Wendeln gebildet sind, welche in das Füllmaterial des Kabelkernes eingebettet sind.

Claims (6)

1. Wasserdichtes Mehrleiter-Ölkabel mit Metallmantel, umfassend eine Mehrzahl von Adern, deren jede einen Leiter (4) aufweist, der durch eine mit Isolieröl imprägnierte Isolierung (5, 6, 7) bedeckt ist, und einen Ölkanal (3) für Längsbewegung des Isolieröls, dadurch gekennzeichnet, daß der Außen­ durchmesser des Ölkanals (3) in der gleichen Größenordnung wie der Durchmesser der Adern liegt, und der Ölkanal (3) eine Wan­ dung aufweist, welche durch eine Mehrzahl von formschlüssig verbundenen Metallelementen (10) gebildet ist und in radialer Richtung eine Verformbarkeit hat, die kleiner oder gleich der radialen Verformbarkeit des Metallmantels (1) ist.

2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallelemente (10) gewölbe- bzw. verschlußsteinförmige Paßkörper sind.

3. Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölkanal (3) mit einer Wicklung (11) aus einem Band aus halbleitendem Material umhüllt oder bedeckt ist.

4. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Ölkanal (3) entlang seiner Länge im Ab­ stand voneinander angeordnete Einrichtungen (14, 15) aufweist, durch die der Innenraum des Ölkanals verkleinert wird.

5. Kabel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Verkleinern des Innenraumes kleine Zylin­ der (14) aufweisen, die mit einer durchgehenden Bohrung (15) versehen und in den Innenraum des Ölkanals (3) eingesetzt sind.

6. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es ein Kabel mit drei Adern (2 bis 7) ist.