DE3622763A1 - Hochspannungskabel mit eingebauten druckelementen - Google Patents
Hochspannungskabel mit eingebauten druckelementenInfo
- Publication number
- DE3622763A1 DE3622763A1 DE19863622763 DE3622763A DE3622763A1 DE 3622763 A1 DE3622763 A1 DE 3622763A1 DE 19863622763 DE19863622763 DE 19863622763 DE 3622763 A DE3622763 A DE 3622763A DE 3622763 A1 DE3622763 A1 DE 3622763A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- cable
- pressure
- insulation
- wires
- conductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B9/00—Power cables
- H01B9/06—Gas-pressure cables; Oil-pressure cables; Cables for use in conduits under fluid pressure
- H01B9/0633—Expansion-absorbing apparatus, enclosed within the cable
Landscapes
- Insulated Conductors (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Hochspannungskabel mit einem Leiter,
der in einer Isolierung mit innerer und äußerer Leitschicht
zentral angeordnet ist, mit einem Metallmantel, der von einer
Druckbandage und einem Außenmantel aus Kunststoff umschlossen
ist, und mit eingebauten, langgestreckten Druckelementen. Es
versteht sich, daß die Druckelemente, z.B. in Ölkabeln, auch
als Volumen-Ausgleichselemente wirken.
Bei den Hoch- und Höchstspannungskabelanlagen ist es für deren
Betriebssicherheit unerläßlich, daß unter allen Umständen
- bei durch Belastungsänderungen und sonstigen Faktoren beding
ten Wärmedehnungen und Kontraktionen des Kabels und seiner Bau
teile oder bei gravitätsbedingtem Isoliermittelfluß - jedwede
Hohlraum- oder Spaltenbildung in der Kabelisolierung bzw. zwi
schen dieser und dem Leiter verhindert wird, so daß auch bei
hoher elektrischer und thermischer Belastung des Kabels darin
keine Ionisierung auftreten kann. Diese würde bei den hier in
Betracht kommenden hohen elektrischen Spannungen zur Zerstö
rung des Kabels führen. Dies wird je nach Bauart des Kabels
durch innere oder äußere Druckanwendung wie bei Gasinnendruck-
oder Gasaußendruckkabeln oder durch unter Druck stehendes Iso
lieröl im Kabel erreicht, das alle vorhandenen oder entstehen
den Hohlräume wirksam isolierend ausfüllt, wie dies bei Ölka
beln oder Oilostatic-Kabeln der Fall ist.
Hierzu werden in der Regel Druck/Volumen-Ausgleichsgefäße
oder Öltanks mit eingebauten vorkomprimierten Druckkörpern
längs der Kabelstrecke in Abständen außerhalb des Kabels
installiert und über die Garnituren mit dem Kabelinneren
kommunizierend verbunden, oder die Kabel werden innerhalb
von gas- oder ölgefüllten und mittels einer Druckhalte
vorrichtung unter Druck gehaltenen Stahlrohrleitungen verlegt.
All dies ist sehr kostenaufwendig, da die Größe dieser außer
halb des Kabels angeordneten Druck/Volumen-Ausgleichsgefäße
gegenüber jener des Kabel- oder Stahlrohrquerschnittes er
heblich ist. Zudem ist deren Montage und notwendige Wartung
in schwierigem Gelände oder auf dem Meeresgrund nur mit gro
ßen Schwierigkeiten oder gar nicht möglich. Das gleiche gilt
für die Druckhaltevorrichtungen anderer Arten von Hochspan
nungskabeln, z.B. Gasinnendruck- oder Gasaußendruckkabeln.
Daher wurde schon seit langem nach Möglichkeiten gesucht, um
die äußeren Ausgleichsgefäße durch in das Kabel eingebaute
Druckelemente zu ersetzen oder zumindest deren Anzahl zu ver
ringern bzw. deren Abstände zu vergrößern.
So ist aus der DE-PS 6 49 761 ein Papier/Masse-isoliertes Hoch
spannungskabel bekannt, in dessen - mit einem die Tränkmasse
führenden Hohlkanal ausgebildeten - Leiter ein elastischer
Schlauch oder ein durch entsprechende Wellung expandierfähi
ges Metallrohr zentral angeordnet ist. Dieses zentrale Druck
element ist mit einem gasförmigen oder flüssigen Druckmittel
gefüllt und vom Ende des Kabels her oder vom Ende einer Teil
länge desselben mittels einer dort installierten Druckerzeu
gungs- bzw. Druckhaltevorrichtung so unter Druck gehalten,
daß vorbestimmte Sollwerte des Drucks weder über- noch unter
schritten werden. Dabei dient der so rings um das Druckelement
geschaffene Ringraum innerhalb des Leiters als Vorratsraum
für das Isolieröl, das bei fallender Temperatur und ent
sprechender Kontraktion der Kabelisolierung von dem rohrför
migen Druckelement durch den vieldrähtigen Leiter hindurch
in die Isolierung gedrückt, und bei steigender Temperatur
und entsprechender Erweiterung des Tränkmittels der Isolie
rung aus dieser wieder in den Ringraum abgegeben wird. Hier
zu ist aber eine zusätzliche Einrichtung, z.B. ein Ausgleichs
gefäß am Ende des Kabels oder jeder Teilstrecke desselben, er
forderlich, die mit dem Ringraum im Leiter kommunizierend ver
bunden ist und zur Aufnahme eines Teiles des abgegebenen oder
für den Zufluß eines Teiles des zuzuführenden Isoliermittels
dient. Außerdem sind zum Zweck der Aufrechterhaltung eines
gleichmäßigen Druckes im Isoliermittel und zur Kontrolle die
ses Druckes von diesem beeinflußbare Kontrolleinrichtungen
in Abständen an diesem Kabel notwendig, die bei Druckabwei
chung vom vorgegebenen Sollwert Impulse an ein am Druckmittel
behälter am Kabelende vorgesehenes Regelventil oder dergleichen
abgeben, um den Sollwert des Druckes im wesentlichen konstant
zu halten.
Bei diesem Kabel kann also letztlich auf die Installation von
außerhalb desselben angeordneten Druck/Volumen-Ausgleichsge
fäßen trotz des eingebauten Druckelementes nicht verzichtet
werden. Außerdem ist es trotz des zentralen Druckelementes
für höhere Betriebsspannungen von mehr als etwa 35 kV nicht
einsetzbar, da die Druckeinwirkung auf die Isolierung und
deren Tränkung nur mittelbar über den Ringraum erfolgt und
daher die Ausschließung von Hohlräumen oder Spalten darin
nicht mit Sicherheit zu gewährleisten vermag.
Ferner ist aus DE-AS 10 43 442 ein Ein- oder Mehrleiter-Öl
druckkabel bekannt, dessen als Druckelement zentral im
hohlen Leiter oder in den Aderzwickeln angeordneter, druck
mittelgefüllter elastischer Schlauch nur abschnittsweise
aus einem elastischen Material wie ölfestem Gummi besteht,
wobei Zwischenabschnitte desselben durch Metallschlauchstücke
ersetzt sind. Die genannte Schrift verweist sehr eingehend
auf die Nachteile der bekannten Bauarten von Hoch- und Höchst
spannungskabeln und gibt an, daß diese durch den Einsatz
eines nur abschnittsweise elastischen Druckelementes im Kabel
inneren verhindert werden sollen. Es ist aber auch bei diesem
bekannten Kabel notwendig, den Druck in dem abschnittsweise
elastischen Schlauch vom Kabelende her aufrecht zu erhalten,
mit dem Erfordernis zusätzlicher Betriebseinrichtungen außer
halb des Kabels und der ständigen Kontrolle und Wartung der
selben und den übrigen vorausgehend beschriebenen Nachteilen.
Die gemäß dieser Schrift vorgesehene Maßnahme bezweckt zu
verhindern, daß in den tieferen Punkten der Kabelverlegung
über Gefällstrecken - infolge des hohen statischen Druckes
der allmählich gegen die Tiefpunkte wandernden Isoliermasse
oder des Isolieröles - der als Druckelement dienende, nur
abschnittsweise elastische Schlauch eingedrückt oder ganz zu
sammengepreßt wird, womit ein durchgehender freier Fluß des
Druckmittels verhindert würde. Diese Maßnahme verringert aber
erheblich die gewünschte Wirkung des eingebauten Schlauches
oder der eingebauten Schläuche als Druckelement, weshalb auch
bei diesem Kabel die Anordnung von zusätzlichen Ausgleichsele
menten außerhalb des Kabels unerläßlich ist. Auch ist die Vor
ausbestimmung der relativen Lage jedes druckstabilen Metall
schlauch-Zwischenabschnittes äußerst schwierig.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein wartungs
freies Hoch- oder Höchstspannungskabel zu schaffen, dessen Be
triebssicherheit ohne Erfordernis äußerer Ausgleichsgefäße und/
oder Druckhaltevorrichtungen gewährleistet ist, und das in gro
ßen Längen auf unwegsamer Kabelstrecke oder in See problemlos
verlegt werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe ist mit den kennzeichnenden Merkmalen
des Anspruchs 1 angegeben.
Sie besteht im wesentlichen in der Ausbildung der Druckelemente
als im Querschnitt nieren- oder trapezförmige Formteile, die
über jede Fertigungslänge des Kabels in wenigstens einer an
die Isolierung und/oder den Leiter angrenzenden Lage in das
Kabel eingeseilt sind. Diese Druckelemente sind so mit Gas-
Überdruck oder mit Federkraft eingerichtet, daß sie stets
mit Überdruck auf die Kabelisolierung einwirken und darin
jedwede Hohlraumbildung verhindern. Das neue Kabel könnte da
her treffend als "Kompressionskabel" bezeichnet werden. Die
ses Kompressionskabel ist als völlig neuer Kabeltyp zu werten,
dessen eingebaute Druckelemente den Druck in der Isolierung
fast jeder üblichen Kabelart nach der Montage so erhöhen, daß
Hohlräume darin sicher verhindert werden und die Spannungs
festigkeit beachtlich erhöht wird, wobei dieses Kabel wartungs
frei ist und über weite Strecken keine Ausgleichseinrichtung
oder Druckhaltevorrichtung benötigt.
Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind den
Unteransprüchen zu entnehmen, von denen die Ansprüche 2 bis
4 die Ausbildung der im Querschnitt nierenförmigen Formteile
als expandierende Druckröhrchen sowie deren Druckgasfüllung
und innere Abstützung, die Ansprüche 5 bis 8 die Anordnung
dieser Druckröhrchen im Kabel bei verschiedenen Bauarten von
Hoch- und Höchstspannungskabeln, und die Ansprüche 9 bis 13
eine unterschiedliche Variante der Erfindung betreffen, bei
welcher die Formteile als langgestreckte federbelastete Form
drähte und deren Lage bestimmende Führungsformdrähte ausge
bildet, und samt den Federn der ersteren beispielsweise im
Hohlkanal des Kabelleiters peripher angeordnet sind. Es ver
steht sich, daß auch diese Variante der Erfindung für den
Einsatz bei verschiedenen Kabeltypen geeignet ist.
Die Vorteile der Erfindung liegen vor allem darin, daß die
so ausgebildeten Kabel keine äußeren Ausgleichsgefäße oder
Druckhaltevorrichtungen benötigen, sondern werksmäßig zu gro
ßen Lieferlängen von mehreren Kilometern durchverbunden werden
können, die sich gut in der See oder auf unwegsamer Strecke
verlegen lassen.
Die Erfindung eignet sich für den vorteilhaften Einsatz bei
den meisten gebräuchlichen Hochspannungskabelarten: Durch
ihren Einsatz bei einem Papier/Masse-isolierten Kabel wird
dieses ohne äußere Druckhaltevorrichtung zu einem Kabel mit
Eigenschaften eines sogenannten "thermisch stabilisierten
Kabels", also zur betriebssicheren Verwendung mit höheren
Spannungen von mehr als 60 kV, z.B. 110 kV. Auch wird zufolge
der auf die Isolierung unmittelbar einwirkende Druckelemente
Masseabwanderung an Steilstrecken weitgehend verhindert.
Bei einem erfindungsgemäß ausgebildeten Ölkabel erübrigt sich
nicht allein die Anordnung äußerer Druck/Volumen-Ausgleichs
gefäße oder Öltanks, sondern es kann auch auf den zentralen
Ölkanal verzichtet werden, mit dem zusätzlichen Vorteil, daß
die jeweils im Kabel vorhandene Menge des Isolieröles ver
hältnismäßig gering ist, so daß im Schadensfall nur wenig Öl
umweltschädlich austritt. Das Kabel ist problemlos zu verlegen
und wartungsfrei ohne Verlust seiner sonstigen guten Eigen
schaften. Gleiches gilt für innenwassergekühlte Hochleistungs
kabel. Zufolge seiner besonderen Ausbildung kann auch mit die
sem Kabel bei Steilstrecken auf Sperrmuffen verzichtet werden.
Ohne Ausgleichstanks wird der Öldruck im Kabel mittels der
neuen Druckelemente auch bei sehr großen Verlegelängen, z.B.
bei Seekabeln, problemlos aufrechterhalten.
Bei Anwendung der Erfindung in kunststoffisolierten Kabeln
bewirkt die von den Druckelelementen ausgehende Druckerhöhung
in der Isolierung eine höhere dauernde Spannungsfestigkeit
des Kunststoffes, da dadurch Tree-Entwicklungen darin stark
vermindert werden.
Vier Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und werden im folgenden unter Angabe weiterer Vor
teile näher beschrieben. Es zeigen im Querschnitt
Fig. 1 ein Papier/Masse-isoliertes Hochspannungskabel,
Fig. 2 ein innenwassergekühltes Hochleistungskabel und
Fig. 3 ein kunststoffisoliertes Höchstspannungskabel,
jeweils mit eingebauten Druckelementen in Form von
Druckröhrchen, und
Fig. 4 den mit einem Hohlkanal ausgebildeten Leiter eines Öl
kabels mit Druckelementen in Form von federbelasteten
Formdrähten.
Bezeichnet sind mit
- 1 rohrförmiger Innenleiter
2 Leiter eines Hochspannungskabels
3 Leiterdrähte
4 Leitbandwendel
5 Druckröhrchen
6 Stützdrähte innerhalb der Druckröhrchen
7 innere Leitschicht
8 Isolierung des Kabels
9 äußere Leitschicht
10 Metallmantel
11 Druckbandage um den Metallmantel
12 Außenmantel aus Kunststoff
13 Hohlkanal im Leiter
14 innere Verseillage der Druckröhrchen
15 äußere Verseillage der Druckröhrchen
16 Verseillage der trapezförmigen Formteile (17-19)
17 Führungsformdraht
18 federbelasteter Formdraht
19 Doppelblattfeder
20 seitliche Vorsprünge des Führungsformdrahtes
21 seitliche Vorsprünge des federbelasteten Formdrahtes
22 Vorsprünge am Kopf des Führungsformdrahtes
23 expandierbarer Schlauch
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Kabel sind die Druckelemente als
im Querschnitt nierenförmige Druckröhrchen 5 ausgebildet, und
eine Anzahl dieser Druckröhrchen 5 ist in einer inneren Ver
seillage 14 so um den Leiter 2 auf diesen aufgeseilt, daß er
von diesen umschlossen ist. Es ist jedoch vorsorglich innerhalb
dieser Verseillage ein Leitbandwendel 4 rings um die Leiter
oberfläche zur Vergleichmäßigung der Oberfläche des aus einer
Vielzahl von Leiterdrähten 3 bestehenden Leiters 2 aufgebracht.
Die Außenflächen der Druckröhrchen 5 dieser Verseillage sind
von einer inneren Leitschicht 7 der aus einem vielschichtig
aufgebrachten, massegetränkten Papier bestehenden Isolierung 8
des Kabels unmittelbar fest umschlossen, die ihrerseits mit
einer äußeren Leitschicht 9 versehen ist.
Der Metallmantel 8 aus Blei oder Aluminium umfaßt eng angren
zend die äußere Leitschicht 9 der Kabelisolierung, und er ist
seinerseits mit einer Druckbandage 11 versehen, die ihm die er
forderliche Druckfestigkeit verleiht und eine Ausdehnung des
Metallmantels 10 praktisch verhindert. Darüber ist schließlich
noch ein Außenmantel 12 aus Kunststoff, PVC oder PE, aufgebracht.
Sämtliche Druckröhrchen 5 enthalten ein unter Überdruck stehen
des inertes Gas, dessen Druck bei diesem Kabeltyp zwischen 3
und 20 bar betragen kann. Die Höhe dieses Druckes richtet sich
nach der Spannung, für die dieses Kabel ausgelegt ist, der Dicke
der dieser entsprechenden Isolierung und der Höhe der Übertra
gungsleistung sowie der vorgesehenen einstückigen Lieferlänge
dieses Kabels, die eine Mehrzahl der üblichen Fertigungslängen
betragen kann. Es versteht sich, daß in jedem Fall der Metall
mantel 10 mit seiner Druckbandage 11 dementsprechend ausgebildet
sein muß, um dem hohen Gasdruck innerhalb der Röhrchen 5 stand
halten zu können. Es kann jedoch insbesondere bei Seekabeln eine
geringere Stärke des Metallmantels 10 ausreichend sein, unter
Berücksichtigung des statischen Druckes des von außen auf das
am Meeresgrund verlegte Kabel einwirkenden Wassers.
Das Kabel wird werksmäßig in großen Lieferlängen hergestellt,
wobei die Enden mehrerer Fertigungslängen in speziellen Spleiß
muffen miteinander so durchverbunden werden, daß jedes einzelne
Druckröhrchen von Endmuffe zu Endmuffe durchgehend verläuft.
Die Druckröhrchen 5 werden erst nach dem Verlegen des Kabels
von den Endmuffen her mit dem Druckgas gefüllt und in diesen
dicht verschlossen. Sie sind so bemessen, daß sie ständig mit
großer Kraft gegen die Kabelisolierung drücken und dadurch jed
wede Hohlraumbildung in dieser verhindert wird.
Bei einer Kontraktion der massegetränkten Isolierung werden
die Außenflächen sämtlicher Druckröhrchen 5 mit dem nahezu kon
stant bleibenden Druck so gegen die Innenfläche der Isolierung
bzw. deren Leitschicht gedrückt, daß keine Hohlräume entstehen
können. Der stetige hohe Druck verhindert auch weitgehend ein
Abwandern der Tränkmasse an Tiefstellen des verlegten Kabels.
Bei einer temperaturbedingten Ausdehnung der Kabelisolierung
werden die Außenflächen der Druckröhrchen 5 mit einem in der
Isolierung aufgebauten örtlichen Druck, welcher höher ist als
der Innendruck der Röhrchen, eingedrückt. Um hierbei eine zu
große Verengung dieser Röhrchen bzw. deren plastische Verfor
mung zu verhindern, sind innerhalb der Druckröhrchen 5 wenig
stens je ein Stützdraht 6, vorzugsweise 2 bis 3 Stützdrähte,
angeordnet und so bemessen, daß sie die Membrane-Funktion der
Druckröhrchen 5 nicht beeinträchtigen.
Auch die Wandstärke dieser im Querschnitt nierenförmigen Druck
röhrchen 5 richtet sich nach deren vorbestimmten Innendruck,
der seinerseits nach den vorausgehend angegebenen Kriterien be
stimmt wird. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Kabeltyp werden Druck
röhrchen 5 mit einer Wandstärke von etwa 0,3 mm bevorzugt. Es
versteht sich, daß die Wandstärke auch von der Festigkeit des
Werkstoffes, z.B. Kupfer oder Edelstahl abhängig ist, aus dem
sie hergestellt sind.
Zufolge des innerhalb des Kabelmantels 10 im wesentlichen kon
stant gehaltenen hohen Druckes besitzt dieses Papier/Masse-iso
lierte Kabel Eigenschaften, die einem thermisch stabilisierten
Kabel nahekommen, so daß dieses hinsichtlich seiner elektrischen
Festigkeit und Übertragungsleistung etwa einem Gasaußendruck
kabel entspricht, jedoch ohne die Notwendigkeit der Verlegung
desselben in Stahlrohren und deren Unterdruckhaltung mittels
zumindest an den Enden angeordneter Druckhaltevorrichtungen
wie Kompressoren, die ständig kontrolliert werden müssen.
Bei dem in Fig. 2 gezeigten Kabel ist außerhalb der ölgetränk
ten vielschichtigen Papierisolierung 8 desselben eine äußere
Verseillage 15 der im Querschnitt etwa nierenförmigen Druck
röhrchen 5 unmittelbar um die äußere Leitschicht 9 der Isolie
rung 8 fest aufgeseilt und ihrerseits von dem ebenfalls mit
einer Druckbandage 11 fest umschlossenen Kabelmantel 10 aus Me
tall umschlossen. Auch bei dieser Variante eines erfindungsge
mäß ausgebildeten Kabels ist ein Außenmantel 12 aus Kunststoff
vorgesehen. Das hier gezeigte Kabel ist ein innenwassergekühltes
Hochleistungskabel, dessen Kühlwasser führender zentraler Hohl
kanal 13 von einem rohrförmigen Innenleiter 1 umschlossen ist,
auf welchen die übrigen als Formdrähte ausgebildeten Leiter
drähte 3 des Leiters 2 fest aufgeseilt sind. Es versteht sich,
daß die äußere Verseillage 15 der nierenförmigen Druckröhrchen
5 eine größere Anzahl derselben aufweist, so daß auch die Summe
von deren Vorlumen und somit die Membrane-Wirkung derselben
größer ist, als bei dem in Fig. 1 gezeigten Kabel. Sie bilden
daher insgesamt ein sehr wirksames Druck/Volumen-Ausgleichsge
fäß, das unmittelbar in das Kabel integriert ist, so daß dieses
keiner äußeren Öltanks oder dergleichen bedarf.
Entsprechend der höheren Spannung und der größeren Leistung, für
die dieses Kabel ausgelegt ist, sind hierbei die Druckröhrchen
mit einem unter höherem Druck von 15 bis 50 bar stehenden Gas
gefüllt und dementsprechend mit einer Wandstärke bis zu etwa
1,0 mm dimensioniert. Dementsprechend muß auch der Metallmantel
10 des Kabels für den vorgesehenen hohen Betriebsdruck ausgelegt
sein. Dieser vom Inneren der nierenförmigen Druckröhrchen aus
gehende Druck verändert sich jedoch entsprechend den Betriebs
bedingungen, insbesondere bei Ein- und Abschaltung des Kabels,
so, daß der bei dessen Erwärmung entstehende Überdruck die In
nenfläche der Röhrchen in den durch die Stützdrähte 6 vorge
gebenen Grenzen einzudrücken vermag, hingegen bei Abschaltung
und entsprechender Erkaltung des Kabels stark gegen die Iso
lierung drückt und jewede Hohlraumbildung darin verhindert.
Dieses innenwassergekühlte Kabel entspricht in seiner Wirkungs
weise einem Ölkabel bzw. Öl-Druckkabel, jedoch ohne Erforder
nis von außen angeordneten Druck/Volumen-Ausgleichsgefäßen für
das Öl, Öltanks oder sonstigen bei den üblichen Ölkabeln notwen
digen Einrichtungen.
In Fig. 3 ist ein kunststoffisoliertes Hochspannungskabel dar
gestellt, bei dem sowohl innerhalb der inneren Leitschicht 7,
also zwischen dieser und dem Leiter 2, als auch unmittelbar
um die äußere Leitschicht 8 je eine innere Verseillage 14 bzw.
äußere Verseillage 15 der nierenförmigen Druckröhrchen 5 ange
ordnet ist. Auch bei diesem Kabel ist, wie bei diesem Typ sonst
unüblich, ein die äußere Verseillage 15 der Röhrchen 5 fest
umschließender Metallmantel 10 vorgesehen, der seinerseits von
einer festen Druckbandage 11 und einem Außenmantel 12 aus Kunst
stoff umschlossen ist.
Auch bei diesem Kabel können mehrere Herstellungslängen werks
mäßig zu großen Lieferlängen zusammengeschlossen werden, wobei
die Druckröhrchen der beiden Verseillagen 14 bzw. 15 durchver
bunden werden. Dies erleichtert die Verlegung des Kabels, da
sich hierbei eine Anzahl von Verbindungsmuffen, die sich am
Montageort nur mit Schwierigkeiten setzen bzw. herstellen
(Kunststoff) lassen, erübrigen. Auch bei diesem Kabel werden
sämtliche Druckröhrchen erst nach der Montage von den Enden
einer Kabelstrecke her mit dem Druckgas gefüllt und unter Über
druck gesetzt sowie in den dort vorhandenen Endmuffen ver
schlossen.
Durch die dauernde gleichmäßige äußere und innere Druckeinwir
kung auf die Kunststoffisolierung, z.B. aus Polyäthylen, wird
eine Verminderung hinsichtlich aller Tree-Entwicklungen er
zielt. Zufolge des besonderen Aufbaues dieser kunststoffiso
lierten Kabel können diese mit erhöhter Betriebssicherheit für
höchste Spannungen von beispielsweise 400 kV eingesetzt werden.
In der hier beschriebenen und in Fig. 3 gezeigten Weise, näm
lich mit einer auf die innere Leitschicht 7 drückenden inne
ren Verseillage 14 der Druckröhrchen sowie einer auf die äuße
re Leitschicht 9 drückenden äußeren Verseillage 15 der Druck
röhrchen können auch Ölkabel, insbesondere Hochdruckölkabel,
ausgebildet werden. Die verdoppelte Druckwirkung der beiden
Verseillagen erhöht deren Volumen, so daß auch große Schwan
kungen des Öldrucks im Kabel, wie sie beispielsweise beim
plötzlichen Ein- oder Ausschalten entstehen, aufgenommen und
absorbiert werden können, ohne daß hierzu äußere Einrichtungen
wie Drucktanks oder Druckhaltemittel erforderlich sind. Um das
Volumen der Druckröhrchen noch weiter zu erhöhen, können auch
insbesondere außerhalb der Isolierung zwei Verseillagen die
ser Druckröhrchen 5 innerhalb des armierten Metallmantels an
geordnet sein.
Es können aber auch Ölkabel mit nur einer oder zwei inneren
Verseillagen 14 ausgestattet sein, die mantelfrei mit relativ
geringem Spiel in zuvor verlegte Rohrleitungen eingezogen wer
den. Auch hierbei werden die Druckröhrchen 5 erst nach der
Verlegung des Kabels von dessen Enden her gefüllt und unter
Druck gesetzt, wobei sich die Isolierung des Kabels bis zur An
lage an der Innenwand der Rohre erweitert und hiernach darin
festgesetzt ist. Der freie Ölfluß wird hierbei dadurch nicht
verhindert, daß dieses Ölkabel wie üblich mit einem das Öl
führenden Hohlkanal im Leiter ausgebildet ist. Bei anderen Aus
führungsformen des Ölkabels erübrigt sich auch die Anordnung
eines solchen Hohlkanals mit dem Vorteil, daß das Kabel ver
hältnismäßig wenig Öl enthält, welches bei einer Beschädigung
desselben umweltschädlich ausfließen kann.
In Fig. 4 ist eine völlig andere Variante der Erfindung ge
zeigt, nämlich der Leiter eines Kabels, in dessen zentralem
Hohlkanal 13 eine Mehrzahl von Druckelementen peripher ange
ordnet ist, die als federbelastete Formdrähte 18 bzw. deren
Lage bestimmende Führungsformdrähte 17 ausgebildet sind, wo
bei die federbelasteten Formdrähte stetig gegen auf ihre dem
Leiter zugewendeten Rückflächen drückenden Doppelblattfedern
19 gehalten sind. Diese sind mit ihren Rändern an beidseitig
vorragenden Vorsprüngen 22 am Kopf jedes Führungsformdrahtes
17 abgestützt. Dabei sind die zwischen jeweils zwei Führungs
formdrähten 17 angeordneten federbelasteten Formdrähten 18
samt den mit ihnen zusammenwirkenden Doppelblattfedern 19
so als innere Verseillage 16 verseilt, daß sie einen den Hohl
kanal 13 des Kabels begrenzenden rohrförmigen Strang bilden.
Auf diesen sind in weiterer Folge die als Formdrähte ausgebil
deten Leiterdrähte 3 des Leiters 2 aufgeseilt. Auf den so ge
fertigten Leiter können verschiedene Arten der Isolierung auf
gebracht werden, entsprechend dem gewünschten Kabeltyp und der
vorgesehenen Betriebsspannung, wie dies vorausgehend anhand
der Fig. 1 bis 3 beschrieben ist.
Bei dieser Ausführungsform des Kabels ist in dessen Hohlkanal
13 ein expandierbarer Schlauch 23 aus Gummi oder einem elasti
schen Kunststoff, wie PVC, Polyamid oder Polyurethan, angeord
net, und das Kabel ist, wie zuvor beschrieben, mit einer Isolie
rung und einem diese umschließenden Metallmantel samt Druckban
dage aufgebaut, oder es ist mantelfrei in eine Rohrleitung ein
ziehbar. Erst nach dem Verlegen dieses Kabels auf der Strecke
wird dessen expandierbarer Schlauch 23 von den Kabelenden her
- ähnlich wie die zuvor beschriebenen Druckröhrchen 5 - unter
einen hohen Druck von beispielsweise 15 bar gesetzt, wobei er
sich ausdehnt und die zwischen den Führungsformdrähten 17 ge
haltenen federbelasteten Formdrähte 18 gegen die Kraft der
Federn 19 auswärts drückt.
Die federbelasteten Formdrähte 18 haben einen im wesentlichen
trapezförmigen Querschnitt, und sie haben an ihren beiden Flan
kenflächen wenigstens je einen Vorsprung 21, der in den ent
sprechenden Vorsprüngen 20 auf den Flankenflächen der - im
Querschnitt im wesentlichen rechteckig geformten - Führungs
drähte 17 verrastet ist. Die Verrastung erfolgt so, daß die
Formdrähte 18 zwar von innen gegen den Druck der Feder 19 radial
auswärts gedrückt werden können, jedoch Einwärtsbewegungen ge
sperrt sind. Somit drücken die Formdrähte 17 und Federn 19 mit
gleichmäßiger mechanischer Kraft gegen das Innere des darüber
aufgeseilten Leiters 2 und über diesen gegen das Innere der
Kabelisolierung, die somit ebenfalls ständig druckbelastet ist,
so daß darin keine Hohlräume entstehen können.
Zur Bewirkung dieser dauerhaften Verrastung der federbelasteten
Formdrähte 18 zwischen den Führungsformdrähten 17 sind die Vor
sprünge 20 an deren beiden Flanken etwa sägezahnförmig profi
liert, bei entsprechendem Gegenprofil des oder jedes Vorsprunges
21 an den Flanken der federbelasteten Formdrähte 18. Zufolge
der so bewirkten Verrastung der federbelasteten Formdrähte 18
in der gewünschten Drucklage gegenüber jener der anliegenden
Doppelblattfedern 19, bleibt dieses durch die Expansion des
Schlauches 23 hervorgerufene und durch die so vorgespannten Fe
dern rein mechanisch bewirkte Drucksystem dauerhaft erhalten.
Daher kann der expandierbare Schlauch 23 nach diesem Vorgang
aus dem Kabel wieder entfernt werden, so daß der in dessen
Leiter vorhandene Hohlkanal 13 als Ölkanal oder dergleichen
dienen kann.
Es ist auch möglich, anstatt einen expandierbaren Schlauch 23
im Hohlkanal 13 des Kabels einzusetzen und ihn nach der Kabel
verlegung unter Druck zu setzen, einen sich selbst antreibenden
Spreizmotor durch den Hohlkanal zu schicken.
Der Vorteil dieser Ausführungsform, die sich ebenfalls für den
Einsatz in verschiedenen Kabeltypen eignet, liegt vor allem
darin, daß in dem Kabel nur massive Teile und gegen diese
drückende mechanische Federn vorgesehen sind, so daß in einem
solchen Kabel ein Druckverlust ausgeschlossen ist.
Claims (13)
1. Hochspannungskabel mit einem Leiter (2), der in einer Iso
lierung (8) mit innerer und äußerer Leitschicht (7 bzw. 9)
zentral angeordnet ist, mit einem Metallmantel (10), der von
einer Druckbandage (11) und einem Außenmantel (12) aus
Kunststoff umschlossen ist, und mit eingebauten, langge
streckten Druckelementen, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Druckelemente als im Querschnitt
nierenförmige oder trapezförmige und profilierte Formteile
(5 bzw. 17 bis 19) ausgebildet sind, und über jede Ferti
gungslänge des Kabels in mindestens einer an die Isolierung
(8) und/oder den Leiter (2) angrenzenden Lage (14, 15, 16)
in das Kabel eingeseilt sind.
2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die im Querschnitt nierenförmigen Form
teile als biegsame, expandierbare und umfänglich glatte
Druckröhrchen (5) aus einem korrosionsfreien Metall, z.B.
Edelstahl oder Kupfer, mit geringer Wandstärke, vorzugsweise
zwischen 0,1 und 1,0 mm, ausgebildet sind.
3. Kabel nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Druckröhrchen (5) mit einem inerten
Gas, z.B. Stickstoff, unter Überdruck, vorzugsweise zwischen
3 und 50 bar, gefüllt und in den Verbindungsmuffen des Ka
bels an ihren Enden gasdicht verschlossen sind.
4. Kabel nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die im Querschnitt nierenförmigen
Druckröhrchen (5) im hohlen Inneren wenigstens einen in
Achsrichtung verlaufenden Stützdraht (6) enthalten.
5. Kabel nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß es mit mindestens einer Verseillage
(14) der Druckröhrchen (5) ausgestattet ist, die unter Zwi
schenlage einer Leitbandwendel (4) rings um den zentralen,
mehrdrähtigen Leiter (2) geseilt ist, und darüber die innere
Leitschicht (7) der Isolierung (8) eng anliegend angeordnet
ist (Fig. 1).
6. Kabel nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß mindestens eine Verseillage (15) der
Druckröhrchen (5) auf die äußere Leitschicht (9) der Isolie
rung (8) aufgeseilt, und darüber der Metallmantel (11) eng
anliegend angeordnet ist (Fig. 2).
7. Kabel nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß darin sowohl mindestens eine der inne
ren Leitschicht (7) der Isolierung (8) anliegende, als auch
mindestens eine auf die äußere Leitschicht (9) der Isolie
rung (8) aufgeseilte Verseillage (14 bzw. 15) der Druckröhr
chen (5) angeordnet ist, welches Kabel vorzugsweise als
kunststoffisoliertes Kabel oder als kanalfreies Ölkabel aus
gebildet ist (Fig. 3).
8. Kabel nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß es in an sich bekannter Weise
als Hochspannungsdruckkabel, z.B. Gasinnen- oder Gasaußen
druckkabel, als innenwassergekühltes Hochleistungskabel oder
als kunststoffisoliertes Höchstspannungskabel ausgebildet ist.
9. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Formteile (16) in einem an sich be
kannten axialen, im Querschnitt kreisförmigen Hohlkanal (13)
des Leiters (2) peripher angeordnet, und als radial ver
schiebbare, gegen innen federbelastete Formdrähte (18) und
als deren periphere Lage bestimmende Führungsdrähte (17)
ausgebildet sind (Fig. 4).
10. Kabel nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß jeder federbelastete Formdraht (18)
zwischen jeweils zwei Führungsformdrähten (17) angeordnet,
und mit seiner dem Hohlkanal (13) abgewandten Rückfläche
gegen eine langgestreckte Doppelblattfeder (19) gehalten,
und gegen diese Feder drückbar ist.
11. Kabel nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß in dem von den federbelasteten Form
drähten (18) und den Führungsformdrähten (17) umschlossenen
Hohlkanal (13), den Formdrähten anliegend, eine Stützspirale
oder ein expandierbarer Schlauch (23) angeordnet ist.
12. Kabel nach Anspruch 10 oder 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß die federbelasteten Formdrähte
(18) trapezförmigen Querschnitt, hingegen die Führungsform
drähte (17) mehr rechteckförmigen Querschnitt haben, und
die letzteren an ihren beiden Flanken mit langgestreckten,
vorzugsweise sägezahnförmig profilierten Vorsprüngen (20)
ausgebildet sind, die in mindestens je einen korrespondie
rend profilierten Vorsprung an den beiden Flanken jedes
federbelasteten Formdrahtes (18) so eingreifen, daß diese
Formdrähte zwar durch den auf sie einwirkenden Druck aus
wärts drückbar sind, jedoch Einwärtsbewegungen gesperrt
sind.
13. Kabel nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Doppelblattfedern (19) gegen an
deren Rändern angreifende, beidseitige Vorsprünge (22) am
Kopf jedes Führungsformdrahtes (17) gehalten sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863622763 DE3622763A1 (de) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | Hochspannungskabel mit eingebauten druckelementen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863622763 DE3622763A1 (de) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | Hochspannungskabel mit eingebauten druckelementen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3622763A1 true DE3622763A1 (de) | 1988-01-21 |
Family
ID=6304566
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863622763 Withdrawn DE3622763A1 (de) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | Hochspannungskabel mit eingebauten druckelementen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3622763A1 (de) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105551660A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-05-04 | 安徽中天电缆有限公司 | 一种多芯防火电缆 |
CN105575539A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-05-11 | 安徽江淮电缆集团有限公司 | 一种降温耐压电缆 |
CN105590692A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-05-18 | 安徽长风电缆集团有限公司 | 一种防水耐压电缆 |
CN105590678A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-05-18 | 安徽长风电缆集团有限公司 | 一种多芯自加热电缆 |
CN105632613A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-06-01 | 安徽中天电缆有限公司 | 一种防火警示电缆 |
CN105632612A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-06-01 | 安徽长风电缆集团有限公司 | 一种自加热耐压警示电缆 |
CN105741935A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-07-06 | 安徽长风电缆集团有限公司 | 一种多芯耐压电缆 |
CN105741941A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-07-06 | 安徽长风电缆集团有限公司 | 一种自加热耐压电缆 |
CN105741956A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-07-06 | 安徽中天电缆有限公司 | 一种安全电缆 |
CN106448840A (zh) * | 2016-10-27 | 2017-02-22 | 成都启立辰智科技有限公司 | 耐磨防潮环保电缆 |
CN111768911A (zh) * | 2020-07-08 | 2020-10-13 | 安徽凌宇电缆科技有限公司 | 一种新能源汽车用电缆 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1134131B (de) * | 1961-04-27 | 1962-08-02 | Felten & Guilleaume Carlswerk | Elektrisches OElkabel |
DE1232228B (de) * | 1962-11-16 | 1967-01-12 | Johannes Sorensen Mollerhoj | Hochspannungs-Flachkabel |
DE2252926A1 (de) * | 1972-10-27 | 1974-05-02 | Kabel & Lackdrahtfab Gmbh | Oelkabel |
DE2446755A1 (de) * | 1973-10-02 | 1975-04-10 | British Insulated Callenders | Gasgefuelltes elektrisches starkstromkabel |
-
1986
- 1986-07-07 DE DE19863622763 patent/DE3622763A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1134131B (de) * | 1961-04-27 | 1962-08-02 | Felten & Guilleaume Carlswerk | Elektrisches OElkabel |
DE1232228B (de) * | 1962-11-16 | 1967-01-12 | Johannes Sorensen Mollerhoj | Hochspannungs-Flachkabel |
DE2252926A1 (de) * | 1972-10-27 | 1974-05-02 | Kabel & Lackdrahtfab Gmbh | Oelkabel |
DE2446755A1 (de) * | 1973-10-02 | 1975-04-10 | British Insulated Callenders | Gasgefuelltes elektrisches starkstromkabel |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105551660A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-05-04 | 安徽中天电缆有限公司 | 一种多芯防火电缆 |
CN105575539A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-05-11 | 安徽江淮电缆集团有限公司 | 一种降温耐压电缆 |
CN105590692A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-05-18 | 安徽长风电缆集团有限公司 | 一种防水耐压电缆 |
CN105590678A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-05-18 | 安徽长风电缆集团有限公司 | 一种多芯自加热电缆 |
CN105632613A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-06-01 | 安徽中天电缆有限公司 | 一种防火警示电缆 |
CN105632612A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-06-01 | 安徽长风电缆集团有限公司 | 一种自加热耐压警示电缆 |
CN105741935A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-07-06 | 安徽长风电缆集团有限公司 | 一种多芯耐压电缆 |
CN105741941A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-07-06 | 安徽长风电缆集团有限公司 | 一种自加热耐压电缆 |
CN105741956A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-07-06 | 安徽中天电缆有限公司 | 一种安全电缆 |
CN106448840A (zh) * | 2016-10-27 | 2017-02-22 | 成都启立辰智科技有限公司 | 耐磨防潮环保电缆 |
CN111768911A (zh) * | 2020-07-08 | 2020-10-13 | 安徽凌宇电缆科技有限公司 | 一种新能源汽车用电缆 |
CN111768911B (zh) * | 2020-07-08 | 2021-09-14 | 安徽凌宇电缆科技有限公司 | 一种新能源汽车用电缆 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3513859C2 (de) | Unterwasser-Nachrichtenkabel mit mehreren optischen Fasern | |
DE60036956T2 (de) | Durchflusskabel | |
DE3513858A1 (de) | Unterwasser-nachrichtenuebertragungskabel mit optischen fasern | |
DE112006000975B4 (de) | Fluidreservoir für eine Kabelstrecke | |
EP3882929B1 (de) | Kühlbare einzelleitung und ladekabel | |
DE1615041A1 (de) | UEbertragungseinrichtung fuer hochgespannte elektrische Energie | |
DE3344091C2 (de) | Elektrisches Flachkabel | |
DE3622763A1 (de) | Hochspannungskabel mit eingebauten druckelementen | |
DE69727508T2 (de) | Rotierende elektrische maschine mit einer hochspannungs-statorwicklung und länglichen stützvorrichtungen, welche die wicklung stützen, sowie verfahren zur herstellung einer derartigen maschine | |
EP2541560A1 (de) | Supraleiterkabel | |
DE3322103C2 (de) | Elektrisches Flachkabel | |
WO1993018423A1 (de) | Optisches kabel und verfahren zu dessen herstellung | |
DE60206657T2 (de) | Verfahren zum installieren eines hoch- oder mittelleistungskabels im boden | |
DE3325757A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer kraftschluessigen und elektrisch leitenden verbindung zwischen konzentrischen metallrohren | |
DE3218628C2 (de) | ||
DE1043442B (de) | OEldruckkabel | |
DE585940C (de) | Dehn- und stauchbares Mehrleiter-Starkstromkabel | |
DE2460954C3 (de) | Wassergekühltes Hochspannungsenergiekabel mit äußerer thermischer Isolation | |
EP0780848B1 (de) | Gasaussendruckkabel | |
DE883456C (de) | Elektrisches Starkstromkabel zur UEbertragung hoechster Spannungen | |
DE2658165A1 (de) | Innengekuehltes hochspannungs- energiekabel mit einziehbarem kuehlmittelrohr | |
DE3129455C2 (de) | Innen wassergekühltes Hochleistungskabel und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE2219535A1 (de) | Elektrisches flachkabel, insbesondere hochspannungsseekabel | |
DE2658816A1 (de) | Hochleistungs-uebertragungssystem aus mindestens einem hochleistungskabel mit innerer wasserkuehlung | |
DE538654C (de) | Isolierrohr zur Verlegung von elektrischen Leitungen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8101 | Request for examination as to novelty | ||
8105 | Search report available | ||
8120 | Willingness to grant licenses paragraph 23 | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |