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Hochspannungsdruckkabelanlage Es ist eine grundsätzliche Art der Verbesserung
von 'elektrischen Kabeln bekannt, bei welcher von der Erkenntnis Gebrauch gemacht
wird, daß das Dielektrikum von elektrischen Kabeln bessere Eigenschaften erhält,
wenn es unter Druck gesetzt wird, und zwar auch dann, wenn Druckmittel und Dielektrikum
nicht in körperlicher Berührung miteinander stehen, sondern durch eine geschmeidige,
undurchlässige Zwischenschicht (organische oder metallische Hülle) voneinander getrennt
sind. Bei diesen Kabeln sind vor dem Aufpressen des Kabelmantels außerhalb der die
Aderisolation des Kabels umgebenden nachgiebigen organischen oder metallischen Hüllen
oder innerhalb der Kabelleiter Kanäle für das Druckmedium angeordnet. Ein solches
Kabel muß bis auf die Einfüllung des: Druckmittels in der Fabrik hergestellt werden.
Isolierte Adern, Druckkanäle und Kabelmantel bilden ein fabrikatorisches Ganzes.
Da die Kanäle innerhalb des vom Kabelmantel umschlossenen Raumes liegen, bedingen
sie 'eine Vergrößerung des Kabelquerschnittes und daher einen Mehrverbrauch an Material
für den Kabelmantel aus Blei. Unabhängig davon, ob die Kanäle innerhalb oder außerhalb
der Aderisolation angebracht sind, ist der von ihnen ausgehende Druck des Druckmediums
immer v, an innen gegen den Kabelbleimantel gerichtet und sucht diesen aufzuweisen.
Bei Verwendung eines unter hohem Druck stehenden Druckmittels ist daher für den
Kabelmantel eine Armierung besonderer Art erforderlich, die zusätzliche Kosten verursacht.
Gegebenenfalls kann ein genügend widerstandsfähiges Rohr als Ersatz der Bewehrung
des Bleimantels und als Widerlager dienen. Die durch die Kanäle und die Armierung
hervorgerufene Querschnittsvergrößerung des Kabels macht außerdem große Abmessungen
der Transporttrommeln notwendig und hat ferner die Vergrößerung des Transportgewichtes
zur Folge. Da die Kanäle während des Transportes nicht unter Druck stehen, d. h.
noch nicht ausgefüllt sind, muß Vorsorge getroffen werden, daß sie beim Transport
nicht durch Verquetschen verengt oder gar versperrt werden.
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Die Erfindung vermeidet diese Nachteile; sie betrifft eine Hochspannungsdruckkabelanlage
ein- oder mehradriger Ausführung, bei der die Aderisolation durch eine genügend
undurchlässige und genügend geschmeidige Schicht, z. B. aus Blei, von dem von außen
auf sie wirkenden, innerhalb einer druckfesten Außenhülle untergebrachten, unter
einem bestimmten, durch besondere Mittel erzeugten-Druck gehaltenen gasförmigen
oder flüssigen Druckmittel getrennt ist. Gemäß der Erfindung besteht die Außenhülle
aus einer Rohr-
Leitung aus druckfestem Werkstoff, wie Stahl, in
welche die mit der geschmeidigen Hülle umgebene Kabelseele lose eingelegt ist.
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Bei den in dieser Weise hergestellten Druckkabelanlagen liegt das
eigentliche Kabel (oder auch mehrere Kabel) lose in der Rohrleitung aus gasdichtem
Stoff von größerem Querschnitt als dem Kabelquerschnitt, und der Druckkanal zur
Aufnahme des gasförmigen oder flüssigen Druckmittels wird erst bei der Unterbringung
der mit der membranartigen Hülle umgebenen Kabelseele in die beispielsweise aus
Stahl bestehende Außenhülle durch den Zwischenraum zwischen Rohrinnenwandung und
der membranartigen Hülle der Kabelseele gebildet. In der fabrikmäßig hergestellten
Kabelseele für diese Druckkabelanlage sind daher keine Kanäle vorhanden, so daß
ein Kabel gewöhnlichen Aufbaues verwendet werden kann.
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Die obenerwähnten; mit zunehmendem Druck einsetzenden Schwierigkeiten
der Armierung fallen bei dem Druckkabel nach der Neuerung fort, da die Stahlrohre
Drücke bis 7o Atm. und mehr aushalten. Da die Druckwirkung von außen auf die Kabelseele
erfolgt, kann für die Erhöhung der Durchschlagfestigkeit der Kabelisolation ein
sehr hoher Druck auf die membranartig wirkende Hülle der Kabelseele zur Anwendung
gebracht werden. Es hat sich hierbei ergeben, daß bei geeigneter Wahl der Verhältnisse
von Druck- und Wandstärke eine die Kabelseele umgebende dichte Hülle, selbst wenn
sie aus Blei besteht, wie eine elastische Membran wirkt. Bei einer Druckhöhe von
8 bis a 5 Atm. beträgt die Wandstärke der elastischen Bleihülle etwa 2 mm. Einen
weiteren Vorteil dieser Druckkabelanlage nach der vorliegenden Neuerung bildet die
Tatsache, daß keine durch das Atmen des Kabels (Erwärmen oder Abkühlen des Kabels
infolge Änderung des Betriebszustandes) verursachte schädliche Hohlraumbildung in
der Hochspannungsisolation auftreten kann, da eine solche durch den von außen auf
die membranartige Hülle wirkenden Druck ganz vermieden oder rückgängig gemacht wird.
Die Steigerung der erzielbaren Durchschlagfestigkeit zeigt sich daran, daß beispielsweise
ein Kabel, das entsprechend der Bemessung seiner Isolationsstärke nur für z5 kV
bestimmt ist, für eine Spannung von 5o kV verwendbar wird, wenn dieses selbe Kabel
nach dem Vorschlag der vorliegenden Erfindung in ein Stahlrohr eingelegt wird und
auf den nachgiebigen Kabelmantel ein Druck von etwa 8 Atm. ausgeübt wird.
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Als Außenhülle für den Zweck der Erfindung werden die auf anderen
Gebieten der Technik bekannten Druckrohrleitungen benutzt, welche nicht nur eine
genügende Drucksicherheit, sondern auch eine genügende Flüssigkeits- oder Gasdichtheit
aufweisen. Solche Druckrohrleitungen können trotz der mit der Erwärmung und Abkühlung
der darin verlegten Kabel verbundenen Erscheinungen völlig betriebssicher mit einem
Gasdruck von solcher Höhe (5 bis t 5 Atm. ) betrieben werden, wie er durch die Druckübertragung
durch Bleihüllen von einer solchen Wandstärke hindurch erforderlich ist, die aus
mechanischen Gründen (z. B. mit Rücksicht auf das Einziehen in die Rohre) vorhanden
sein muß. Wenn die Wandstärke dieser Hülle mit Rücksicht auf das Einziehen des Kabels
in die Rohrleitung oder die Rückleitung von Fehlerströmen eine Verstärkung wünschenswert
erscheinen läßt, können hierzu die verschiedenen bekannten Mittel angewandt werden.
Beispielsweise kann die Bleihülle durch geeignete Umwicklungen oder Auflagen mechanisch
geschützt werden. Drähte oder Seile aus Eisen, Stahl o. dgl. können das Einziehen
erleichtern, und für die Stromrück-Leitung können besondere Leiter vorgesehen oder
auch die Druckrohre mitbenutzt werden, wenn die letzteren metallisch sind. Im allgemeinen
wird die Druckrohrleitung aus einzelnen miteinander elektrisch oder autogen verschweißten
Rohren runden Querschnitts gebildet. Ihr Querschnitt kann aber natürlich von beliebiger
Form sein. Die Rohre werden im allgemeinen mit den bekannten Mitteln gegen Korrosion
zu schützen sein, sie können beispielsweise außen und gegebenen= falls auch innen
mit teer, und asphalthaltigen Stoffen angestrichen oder mit in solchen Stoffen getränkten
Geweben umwickelt sein. Die -Rohre können beispielsweise verbleit sein. Auch die
Verlegung der Kabel in die Druckrohrleitungen kann in verschiedener Weise erfolgen.
Beispielsweise kann die Druckrohrleitung in Strecken von 50 .bis 5oo m Länge fertiggestellt
und die einzelnen Kabellängen können unter Anwendung bekannter Mittel in die Rohre
eingezogen werden. Es kann aber auch so verfahren werden, daß die Kabellängen zuerst
in den Kabelgraben eingelegt und Stücke der Rohrleitung oder auch die einzelnen
Rohre über das Kabel von den Enden her aufgeschoben, aneinandergereiht und dann
verschweißt werd Im letzteren Falle sind natürlich Mittel vorzusehen, wie z. B.
Asbesteinlagen, um eine Beschädigung des Kabels an den Schweißstellen zu verhindern.
Beide obenerwähnten und noch andere Verlegungsarten können auch nebeneinander angewandt
werden.
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Bei mehradriger Ausführung können die Kabel einzeln in die Rohrleitung
eingezogen werden, oder es können Kabel benutzt werden
aus zwei
oder mehreren Leitern mit einer gemeinsamen, als Trennungsschicht der Isolierung
vom Druckmittel dienenden Umhüllung. Die vorzugsweise aus Blei bestehende Umhüllung
kann kreisrund sein. Zweckmäßig ist es aber, dem Kabel durch diese Hülle eine unrunde
vielseitige Querschnittsform zu geben. Der vielseitige Mantel überträgt den Druck
des Druckmittels auf das Isolationsmaterial der einzelnen Adern besser als bei kreisförmigem
Querschnitt, weil der vielseitige Mantel dem Außendruck leichter nachgibt, leichter
seine Gestalt verändert, und weil weniger Füllmaterial (Beilauf) zwischen den isolierten
Adern und der Umhüllung die übertragung des Druckes begünstigt. Diese Formgebung
ist namentlich dann von Vorteil, wenn mit Rücksicht auf das Einziehen die Bleihülle
etwas stärker gehalten ist.
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Die Erfindung ist für Kabel der verschiedenen bekannten Bauarten mit
Vorteil anwendbar, z. B. für Einleiter- oder Mehrleiterkabel, letztere mit -oder
ohne Gürtelisolation, für aus einzelnen verbleiten Kabeln bestehende Mehrleiterkabel
und unabhängig davon,: in welcher Weise der Kupferleiter und die Isolation des Kabels
aufgebaut und hergestellt sind, a:so beispielsweise für Kabel mit Voll- oder Hohlleitern,
für solche mit getränkter Papierisolation oder Isolation anderer Art, mit Masse
als Imprägniermittel oder mit ölzirkulation. Ein besonderer Vorteil der beschriebenen
Druckkabelanlage ist ihre einfache Herstellung, die das Einziehen größerer Kabellängen
von Soo m und mehr in einem Stück in die vorher fertiggestellte Rohrleitunng gestattet.