DE4038738A1

DE4038738A1 - Einrichtung zum ueberspannungsschutz eines kathodisch korrosionsgeschuetzten hochspannungs-rohrkabels

Info

Publication number: DE4038738A1
Application number: DE19904038738
Authority: DE
Inventors: Christhart Dipl Ing Albrecht; Anton Dipl Ing Kandziora
Original assignee: Felten and Guilleaume Energietechnik AG
Current assignee: Felten and Guilleaume Energietechnik AG
Priority date: 1990-12-05
Filing date: 1990-12-05
Publication date: 1992-06-11

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Überspannungsschutz am Freiluft-Endverschluß eines Hochspannungs-Rohrkabels, bei dem zum kathodischen Korrosionsschutz ein Schutzstromgerät zwischen das Rohr des Kabels (Druckrohr) und Erde geschaltet ist. Hierbei sind die Endverschlusse der drei Kabeladern auf der Platte eines metal lenen Traggestells montiert, und zum Schutz gegen transiente Über spannungen ist mindestens eine sogenannte Abgrenzeinheit einge baut.

Für die Einrichtung des kathodischen Korrosionsschutzes (KKS) an Hochspannungs-Rohrkabelanlagen ist es erforderlich, das Druckrohr von der Erdungsanlage mittels Isolierstücken oder Isolierflanschen galvanisch zu trennen (siehe z. B. Technische Information der An melderin "Gasaußendruck-Kabelanlagen" 04.83). Infolge von Netz fehlern, Blitzeinschlagen oder Schalthandlungen kann das Druckrohr durch hochfrequente Spannungen (transiente Überspannungen) beein flußt werden.

Die dabei an jenen Isolierstücken bzw. Isolierflanschen entstehen den Potentialdifferenzen (Überspannungen) werden derzeit durch folgende Maßnahmen ausgeglichen (abgeleitet): a) Parallel zum Iso lierflansch eines Kabelendverschlusses werden gasgefüllte Über spannungsableiter oder b) Funkenstrecken eingebaut. c) Es werden kontinuierlich verteilte Kapazitäten "metallener Kabelmantel gegen Erdungsanlage" angewendet. d) Parallel zum Isolierflansch eines Kabelendverschlusses werden Varistoren eingebaut. Und e) Parallel zum Isolierstützer eines Kabelaufteilungsgehäuses wird eine Ab grenzeinheit eingebaut.

Die Maßnahmen a) bis d) haben neben Vorteilen auch Nachteile und Mängel: a) Die heute kaum mehr eingesetzten, gasgefüllten Über spannungsableiter haben relativ lange Ansprechzeiten, und sie sind bei Belastung mit höheren Strömen nicht mehr explosionssicher. b) Funkenstrecken sind zwar mit höheren Strömen belastbar, aber sie haben lange Ansprechzeiten, und häufig stört die mit ihrem An sprechen verbundene Senderwirkung. c) Zur Anwendung kontinuierlich verteilter Kapazitäten sind weder Betriebs- noch Störfall-Erfah rungen bekannt. Und d) Mit Varistoren hat man zwar eine sehr gute Dämpfung der transienten Überspannungen im 110 kV-Netz erreicht, aber man diskutiert noch eine Explosionsgefahr im Fall eines dop pelten Erdschlusses.

Diese Nachteile werden vermieden bzw. stark verringert, wenn gemäß der Maßnahme e) eine Abgrenzeinheit zwischen das Aufteilungsgehäu se am Ende des Druckrohres - Gehäuse und Rohr sind aus Stahl - und Erde, also über den Isolierstützer des Gehäuses, geschaltet ist (siehe Prospekt der Anmelderin "Das FELTOCOR®-System für den kathodischen Korrosionsschutz hochwertiger unterirdischer Anlagen" 08.86.).

Diese "zentrale" Abgrenzeinheit ist als symmetrische oder asymme trische Antiparallelschaltung mehrerer spezieller Silicium-Lei stungsdioden ausgebildet (DE 33 40 124 C2). Vorteilhaft ist, wenn der innere Wellenwiderstand einer Abgrenzeinheit dadurch niedrig gehalten wird, daß die Dioden als Säule angeordnet sind, und der Stromhinweg in die Längsachse der Diodensäule, und der Stromrück weg in mehrere, am Umfang der Säule angeordnete Leiter gelegt ist (DE 89 00 911 U1) .

Problem

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, am Freiluft-Endverschluß eines kathodisch geschützten Hochspannungs-Rohrkabels eine Ein richtung zum Schutz gegen transiente Überspannungen mittels Ab grenzeinheiten so auszubilden, daß die obenerwähnten Maßnahmen a)-d) entfallen, die Montage der zentralen Abgrenzeinheit auch ent fällt, und die Abgrenzeinheiten explosionssicher sind.

Erfindung

Dieses Problem wird mit den Maßnahmen des Anspruchs 1 gelöst. Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß anstatt der einen zwischen Rohr und Erde geschalteten zentralen Abgrenzeinheit nun mehrere Abgrenzeinheiten eingebaut und einzeln über die in dem jeweiligen Freiluft-Endverschluß angeordneten Isolierstücke ge schaltet werden. Als Abgrenzeinheiten werden solche mit einem nie drigen inneren Wellenwiderstand eingesetzt, die für thermische und dynamische Strombelastungen (VDE-Vorschrift 0 141) ausreichend aus gelegt sind.

Die Isolierstücke befinden sich bei nicht isolierter Aufstellung der Endverschlüsse als Isolierstütze in jedem Gestellfuß, und bei isolierter Aufstellung der Endverschlüsse als Isolierflansch oder -stützer zwischen jedem Endverschluß und der Gestellplatte.

Im Sonderfall von Schalter-Endverschlüssen für SF₆-isolierte Schaltanlagen, wo die Isolierstücke Teil des Isolators sind, wird parallel zu jedem Isolierstück eine Abgrenzeinheit eingebaut.

Vorteile

Die erfindungsgemäße Einrichtung ergibt einen verstärkten Schutz gegen transiente Überspannungen, die dazu eingesetzten Abgrenzein heiten sind explosionssicher, und sie machen den Einsatz von an dersgearteten Überspannungsableitern entbehrlich.

Darstellung der Erfindung

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dar gestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Gezeigt ist jeweils in schematischer Ansicht der Freiluft-Endverschluß eines Hochspannungs-Druckkabels mit drei Adern im Stahlrohr, und zwar in

Fig. 1 bei einer nicht isolierten Aufstellung der einzelnen Ka belader-Endverschlüsse eines Gasaußendruckkabels 60 . . . 150 kV,

Fig. 2 bei einer isolierten Aufstellung (mittels Isolierflansch) der Endverschlusse eines Gasinnendruckkabels 60 . . . 110 kV, und

Fig. 3 bei einer isolierten Aufstellung (mittels Isolierstützer) der Endverschlüsse eines Druckkabels 60 . . . 110 kV.

Bezeichnet sind mit:

1 Stahlrohr des dreiadrigen Druckkabels der Hochspannungs-Rohr kabelanlage
2 Aufteilungsgehäuse aus Stahl, für die drei Kabeladern
3 Aufteilungsrohr aus Kupfer, vom Aufteilungsgehäuse zu jedem Endverschlußfuß
4 Druckausgleichsgefäß für jede Ader bei Gasaußendruckkabeln
5 Fuß des Traggestells der drei Endverschlüsse (Gestellfuß)
6 Platte dieses Traggestells (Gestellplatte), beide aus Stahl
7 Endverschluß einer Kabelader
I Isolierstücke aus Porzellan
IG Isolierstütze in jedem Gestellfuß
IF Isolierflansch an jedem Endverschlußfuß
IS Isolierstütze ebenso
A Abgrenzeinheit mit niedrigem inneren Wellenwiderstand.

Fig. 1 zeigt bei einer Gasaußendruckkabelanlage eine nicht iso lierte Aufstellung der Endverschlüsse 7 auf der Gestellplatte 6. Hier ist über die Isolierstütze IG eines jeden Gestellfußes 5 eine Abgrenzeinheit A geschaltet, womit die Verbindung Gestell-Ab grenzeinheit-Erde besteht.

Fig. 2 zeigt bei einer Gasinnendruckkabelanlage eine isolierte Aufstellung der Endverschlüsse 7 auf der Gestellplatte 6. Hier ist über den Isolierflansch IF eines jeden Endverschlusses eine Ab grenzeinheit A geschaltet, womit die Verbindung Kabel-Aufteilungs rohr 3-Abgrenzeinheit-Erde besteht.

Entsprechendes gilt bei einer isolierten Aufstellung der Endver schlüsse bei der in Fig. 3 gezeigten Druckkabelanlage. Hier ist über den Isolierstützer IS eines jeden Endverschlusses eine Ab grenzeinheit A geschaltet, womit die Verbindung Endverschluß- Grundplatte - Abgrenzeinheit - Erde besteht.

Claims

1. Einrichtung zum Überspannungsschutz am Freiluft-Endverschluß eines kathodisch korrosionsgeschützten Hochspannungs-Rohrkabels, wobei die Endverschlüsse (7) der drei Kabeladern auf der Platte (6) eines metallenen Traggestells montiert sind, und zum Schutz gegen transiente Überspannungen mindestens eine Abgrenzeinheit eingebaut ist, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Abgrenzeinhei ten (A) eingebaut sind, die einen niedrigen inneren Wellenwider stand haben und die für thermische und dynamische Strombelastungen ausreichend ausgelegt sind, und daß sie einzeln über die in dem jeweiligen Freiluft-Endverschluß angeordneten Isolierstücke (IG, IF, IS) geschaltet sind.

2. Einrichtung zum Überspannungsschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß - bei einer nicht isolierten Aufstellung der Endverschlüsse (7) auf der Gestellplatte (6) - über die Isolier stütze (IG) eines jeden Gestellfußes (5) eine Abgrenzeinheit (A) geschaltet ist (Verbindung Gestell-Abgrenzeinheit-Erde, Fig. 1).

3. Einrichtung zum Überspannungsschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß - bei einer isolierten Aufstellung der Endver schlüsse (7) auf der Gestellplatte (6) - über den Isolierflansch (IF) oder den Isolierstützer (IS) eines jeden Endverschlusses eine Abgrenzeinheit (A) geschaltet ist (Verbindung Kabelaufteilungsrohr bzw. Endverschlußgrundplatte-Abgrenzeinheit-Erde, Fig. 2 bzw. 3).

4. Einrichtung zum Überspannungsschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Schalter-Endverschlüssen für SF₆-isolierte Schaltanlagen, wo die Isolierstücke Teil des Isolators sind, über jedes Isolierstück eine Abgrenzeinheit (A) geschaltet ist.

5. Einrichtung zum Überspannungsschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Abgrenzeinheit (A) als symmetrische oder asymmetrische Antiparallelschaltung mehrerer spezieller Silicium-Leistungsdioden ausgebildet ist, und daß die Dioden als Säule angeordnet sind, wobei der Stromhinweg in die Längsachse der Diodensäule, und der Stromrückweg in mehrere, am Umfang der Säule angeordnete Leiter gelegt ist.