DK147630B - Fremgangsmaade til nedlaegning af et oliefyldt kabel i en vandret skak i stor dybde - Google Patents

Description

147630 * \

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til nedlægning af et oliefyldt kabel i en vandret skakt i stor dybde under jorden, ved hvilken kablet nedføres til den vandrette skakt gennem en lodret skakt, og det indre tryk i kablet ved dettes forreste fremad bevægede ende, som, når denne kabelende bevæges så langt nedad fra et første niveau til et andet niveau, på grund af vægten af oliesøjlen i kablets lodrette del kan blive så højt, at det overskrider en given tilladelig grænse og vil udsætte kablet for ødelæggelse, reduceres ved, at der oprettes et højt vakuum i en del af kablet umiddelbart oven over et forud bestemt niveau i den nedadførende kabeldel.

Som bekendt er oliefyldte kabler lukkede kabler med en kombineret isolering bestående af papir eller lignende og ikke-ledende 2 147630 væske (isolerings- eller imprægneringsolie).

Det i forbindelse med fremgangsmåden ifølge opfindelsen anvendte oliefyldte kabel er egnet til overføring af store energimængder ved høj spænding, f.eks. kan der ved et 400 kV jævnspændingssystem overføres 800 mW. Som bekendt kan den elektriske forbindelse mellem to fjernt fra hinanden beliggende steder ske ved, at kablet deles i flere dele og føres ned i en dyb skakt, hvorefter kablet samles i en vandret skakt, der. forbinder de to steder, hvilket kan medføre, at kablet får mange svage steder med dårlige elektriske egenskaber, som samlinger sædvanligvis har, eller ved anvendelse af et særligt armeret kabel, som ville betyde en stor omkostningsforøgelse. Overtryk, som forekommer under nedlægningen, ville imidlertid ikke blot indvirke på selve kablet, men også på alle tilbehørsdele, som er uundværlige i kabelinstallationen og til dens vedligeholdelse. I denne forbindelse kan f.eks. nævnes, hvilket kompliceret udstyr der ville kræves til fødning af et kabel under flere gange atm. i stedet for 0,5-3 atm, som tilfældet sædvanligvis er ved oliefyldte kabler, som er nedlagte i sædvanlig højde eller ved korte længder af oliefyldt kabel.

Fra beskrivelsen til norsk patent nr. 129.714 er det kendt at nedføre et oliefyldt kabel gennem en skakt med en dybde på flere hundrede meter. Efter nedføringen i den lodrette skakt skal den ne-derste ende ombøjes og fremføres i en vandret skakt for at blive koblet til en i den vandrette skakt anbragt installation. På grund af vægten af oliesøjlen i den lodrette kabeldel er denne kabeldel imidlertid så stiv, at den ikke kan ombøjes. Den norske patentbeskrivelse foreslår derfor, at der ved den nederste ende af kablet aftappes et passende kvantum olie, således at der fås en oliesøjle af ønsket højde i kablet. Derefter kan kablet ombøjes og trækkes videre ind i den vandrette skakt. Denne kendte fremgangsmåde, hvor det oliefyldte kabel nedføres gennem en flere hundrede meter dyb lodret skakt, og der først efter nedføringen aftappes olie ved den nederste ende af kablet, forudsætter anvendelsen af et meget kraftigt armeret kabel, således som beskrevet i det foregående. Anvendelsen af denne fremgangsmåde ved nedføring og udlægning af et kabel i en i en dybde på flere hundrede meter beliggende vandret skakt, der har en længde på 10 eller flere gange 10 km, vil således forudsætte, at der anvendes et specielt og særligt kraftigt armeret oliefyldt kabel. Efter udlægningen af kablet i den vandrette skakt er den kraftige armering af den vandrette del af det oliefyldte kabel overflødig. Anvendelsen af et sådant overdimensioneret kabel til udlægning i en vandret skakt i den nævnte dybde vil derfor medføre betydelige og unødvendige meromkostninger og desuden vanskeliggøre selve udlægningen i den vand 3 147630 rette skakt, idet det naturligvis er vanskeligere at håndtere dette tungere kabel.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe en fremgangsmåde af den indledningsvis nævnte art til nedlægning af kabler, som tillader anvendelse af oliefyldte kabler af sædvanlig type og i lange længder på helt op til flere gange 10 km, f.eks. kabler, som er fremstillet ved fremgangsmåden ifølge norsk patentskrift nr. 141.912 og uden konstruktive ændringer, hverken af kabler eller dermed forbundne installationer. Således skal der f.eks. både til tilførsel og kompensation af isoleringsolie stadig kunne anvendes simple sække, som er billige og nemme at transportere, og f.eks. kendes fra amerikansk patent nr. 3.695.297 og de italienske patenter nr. 31 579 A/72 og nr. 31. 580 A/72.

Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved en fremgangsmåde af den indledningsvis nævnte art, som er ejendommelig ved, at den forreste ende af kablet fyldt med olie under normalt tryk fremføres med en sådan længde af kablet fra det nævnte første niveau til et tredie niveau oven over det første niveau, som er tilstrækkelig til, at der i et fjerde niveau mellem det første og det tredie niveau fås et olietryk på 0 i kablet, men ikke er tilstrækkelig til at forårsage, at olietrykket i kablet overskrider den nævnte tilladelige grænse, at kablets forreste ende føres fra det tredie niveau nedad mod det nævnte andet niveau, at olietrykket reduceres ved det første niveau, inden trykket i kablets forreste ende overskrider den tilladelige grænse, hvorved olie bringes til at strømme bort fra det tredie niveau, og det nævnte høje vakuum oprettes i den oven over det nævnte forud bestemte niveau og set i kablets fremføringsretning i det mindste efter det tredie niveau værende del, og at kablets forreste ende føres videre nedad til det andet niveau, idet der samtidig opretholdes et mindre tryk ved denne forreste ende end det tilladelige ved, at’ olietrykket i kablet reguleres ved det første niveau.

På tegningen er ved hjælp af et eksempel vist en praktisk udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen. På tegningen viser: fig. 1 en installation til gennemførelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen med kablet, inden dets nedføring i den lodrette skakt og nedlægning i stor dybde i en vandret skakt mellem to fjernt fra hinanden beliggende steder, fig. 2 den i fig. 1 viste installation under kablets fremfø 147630 4 ring gennem den vandrette skakt, og fig. 3 et kabel, som er nedlagt i den vandrette skakt mellem to fjernt fra hinanden beliggende steder, svarende til henholdsvis forsyningssted og forbrugssted.

Det på tegningen viste kabel 10 er fortrinsvis fremstillet ved den fra norsk patentskrift nr. 141.912 kendte fremgangsmåde i lange længder, f.eks. en eller flere gange 10 km og er dimensioneret til anvendelse på sædvanlig måde, der for nemheds skyld vil blive beskrevet som anvendelse til nedlægning i højde med havets overflade, f. eks. med et isoleringsolietryk, der kan være af størrelsesordenen 0,5-3 ato.

Kablet 10 kan naturligvis fremstilles ved en hvilken som helst anden egnet fremgangsmåde, blot der kan opnås kabellængder, der uden afbrydelser er lige så lange, og navnlig endvidere kan opnås kabler med en blykappe, som er absolut fri for fejl, såsom urenheder, lækage eller gennemgående huller.

Det oliefyldte kabel 10 skal nedlægges i en vandret skakt 11, der f.eks. er flere gange 10 km lang og er beliggende i stor dybde under havets overflade, f.eks. et eller flere hundrede meter.

Skakten 11 er i det væsentlige vandret eller fortrinsvis, som vist på tegningen,forsynet med et svagt fald fra midtersektionen C og ud mod enderne, således at der opnås en form for dræning.

I skakten 11 er desuden anbragt alt tilbehør (ikke vist), som er nødvendigt til at trække kablet i pilretningen F under nedlægningen og til dets vedligeholdelse, samt til operatørens kommunikation med omgivelserne uden for den vandrette skakt o.s.v.

Adgangen til den vandrette skakt sker gennem to lodrette skakter, af hvilke den ene skakt 12 befinder sig i det landområde,hvorfra kablet nedlægges,og den anden lodrette skakt 23 befinder sig i det landområde, hvor kablet skal modtages (se fig. 3), hvilke lodrette .skakter har en dybde, på flere hundrede meter, f.eks. mellem 300 og 400 m.

I fig. 1 og 2 er kablet 10 rullet op til en rulle 13 og anbragt på et skib 14, men det er ikke udelukket, at det af forskellige årsager kan være billigere og teknisk mere praktisk at overføre kablet fra rullen på skibet til en anden rulle på land og derefter påbegynde nedlægningen fra denne.

På skibet forefindes desuden forskelligt grej, omfattende f. eks. en første rullebanetransportør (ikke vist), der tjener til under oprulning af kablet fra rullen at fremføre dette til landjorden, 5 147630 et ophæng (ikke vist), som er forsynet med føringsorganer, samt endvidere i det mindste én trisse eller rulle 15, som understøtter kablet 10 og tjener til styring af kablet under dettes omføring ned mod den lodrette skakt 12.

Kabelombøjningen eller kabelomføringen falder sammen med den del af kablet, som på tegningen er betegnet med F oven over rullen 15, og som i det efterfølgende kaldes omføringssektionen.

Rullen 15 er anbragt på en sådan måde, at tangenten t ved dens højeste punkt regnet fra rullen 13's nederste plan 1Ti befinder sig i en højde h større end hQ, hvor hQ falder sammen med en isoleringsoliesøjle, svarende til nul ato.

Højden h kan også måles i forhold til et andet plan for rullen end dens nederste plan i tilfælde af, at sikkerhedshensyn skulle tale herfor.

F.eks. kan højden h, dersom der skal tages hensyn til kritiske forhold for vandrette snoninger, også måles i forhold til rullens øverste plan Ils. Højden h skal imidlertid være mindre end en isoleringsoliesøjle, svarende til det tryk, hvortil det oliefyldte kabel er dimensioneret .

Den bageste ende 16 af kablet 10 i rullen 13 er forbundet med et første kabeltrykmåleinstrument, f.eks. et måleinstrument 17 og med en sæk 18. Sækken 18 er af lavtrykolieforsyningstypen og derfor nem at håndtere, billig og fortrinsvis af samme art, som beskrevet både i beskrivelsen til amerikansk patent nr.3695297 og de italienske patentansøgninger nr. 31 579 A/72 og nr. 31 580 A/72. Den anden ende 19 af kablet, d.v.s. den forreste fremadbevægede ende, er,som vist i fig. 2, forbundet med i det mindste ét andet kabeltrykmåleapparat, fortrinsvis en vakuummåler 20, og er desuden forsynet med en overtryksventil 22. Sækken 18, måleren 17, rullen eller føringsorganet eller ophænget eller fremføringsorganet 15, samt vakuummåleren 20 og overtryksventilen 22 udgør de elementer, hvoraf installationen til gennemførelse af fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse består, og som i det følgende beskrives under henvisning til tegningen. Det oliefyldte kabel 10 oprulles fra rullen 13, hvorunder dets forreste fremadbevægede ende 19 i det mindste ved begyndelsen af fremføringsstrækningen føres fremad med et opadgående løb til den nævnte første (ikke viste) rullebanetransportør, hvorfra den føres op på det andet førings- eller ophængningsorgan 15 på landjorden og endelig over omføringssektionen F føres ned i den lodrette skakt 12, i hvilken den nedsænkes, fastbundet til et ståltov under anvendelse af den fremgangsmåde, der er kendt som "side mod side" 6 147630 fastgørelsesmetoden (eng.: lateral bonding).

Fortrinsvis foretages kabelnedføringen i den lodrette skakt kontinuerligt og med så konstant hastighed som muligt, idet dog standsning af tekniske hensyn eller til kontrolformål er tilladelig.

Som allerede nævnt, er det oliefyldte kabel 10 af den art, som kan anvendes til nedlægning i højde med havoverfladen, og dets i-soleringsolietryk kan derfor være af størrelsesordenen 0,5-3 ato, hvilket vil sige, at dets konstruktion kun er dimensioneret til at kunne modstå disse tryk. Dersom nedføringen af kablet i den lodrette skakt derfor fortsættes uden yderligere forholdsregler, d.v.s. med fuldt o-lieindhold, vil trykket mod den forreste ende 19 efterhånden stige, indtil det ved bunden af den lodrette skakt har nået en højde på mellem 30 og 40 ato. Det er indlysende, at et sådant kabel, længe før det når skaktens bund, vil ødelægges uopretteligt, når vægten af oliesøj-len og dermed de kræfter, der udøves mod kablet, overstiger de grænseværdier, hvortil kablet er dimensioneret.

Ifølge den foreliggende opfindelse foreslås at gøre kablet lettere ved i det mindste i den set i kablets bevægelsesretning bag omføringssektionen F beliggende del af kablet og hele den del af kablet, som forløber gennem den lodrette skakt 12 at oprette et torricel-lis vakuum og herunder ved den fremadbevægede ende 19 af kablet at opretholde en søjle af isolerings- eller imprægneringsolie, svarende til et forud fastsat overtryk, der ligger inden for de grænser, hvortil kablet er dimensioneret. Den set i kablets bevægelsesretning bag omføringssektionen f beliggende del af det oliefyldte kabel 10 er aflastet for alle spændinger og udsættes ikke for andre ledsagende belastninger og frembyder derfor ikke fare for brud, der ville tillade luft og dermed fugtighed at sive ind i kablet. Det eneste kritiske punkt er den forreste ende 19. Som en fagmand vil vide, er samlinger og afslutninger altid de svageste områder af et kabel, men da den forreste ende 19 står under overtryk, vil en hvilken som helst lille fejl kunne konstateres, idet isoleringsolie, som vil modvirke luftindslip, vil sive ud.

En foretrukken udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen består i ved hjælp af sækken 18 ved den bageste ende 16 af kablet 10 at reducere isolationsoliens tryk til en sådan værdi, at oliestanden i kablets opadgående løb får en højde h^, son er mindre end eller lig med højden h, men større end højden hQ af en imprægneringssøjle svarende til et tryk nul ato, fortrinsvis regnet fra rullen 13's neder- 7 147630 ste plan. En sådan trykreduktion foretages efter opnåelse af et forud fastsat og inden for de grænser, hvortil kablet er dimensioneret liggende tryk mod kablets forreste ende 19 under kablets nedføring i den lodrette skakt 12. Det antages her, at dette sker, når den forreste ende 19 befinder sig i den i fig. 1 viste stilling og der på den forreste ende hviler en oliesøjle med en højde hg, der udøver et tryk, sva rende til et forud fastsat overtryk, hvortil kablet er dimensioneret.

Ved denne fremgangsmåde holdes også rullen 13’s vindinger og den bageste ende 16 af kablet under overtryk i isoleringsolien og er således ikke udsatte for indtrængen af luft.

Når det på måleinstrumentet 17 aflæste tryk bliver mindre end trykket af en isoleringsoliesøjle med højden h, brydes væskestrengen i omføringssektionen F og isoleringsolien i kablets opadgående løb indstiller sig med en fri overflade ø.^ i højden h1 = h, men fortrinsvis lavere, som vist i fig. 1 og 2. På denne måde opstår et torricellis vakuum mellem den frie overflade σ·^ (fig. 1) i kablets opadgående løb og overfladen °g af den på den forreste ende 19 hvilende søjle af isoleringsolie.

Efterhånden som kablet 10 sænkes ned gennem den lodrette skakt, følger også den frie overflade øg efter den forreste kabelende 19 med ned i skakten, medens den frie overflade σ± bliver stående i en bestemt højde. Kablet 10 er således under påvirkning af et torricellis vakuum under dets bevægelse ned gennem skakten.

I tilfælde af, at højden h^ af overfladen ø^ falder sammen med højden h, vil der oprettes et torricellis vakuum i den set i kablets bevægelsesretning efter omføringssektionen F beliggende del af kablet 10, d.v.s. i kablets lodret forløbende del.

Det kan forekomme, at tilløb af olie fra papirlaget under kablets nedføring gennem den lodrette skakt, og når kablet er nået ind i den vandrette skakt og fremføres i pilretningen F, vil kunne forårsage en stigning af trykket ved kablets forreste ende 19. Dette vil kunne aflæses på vakuummåleren 20, hvorefter overtryksventilen 22 åbnes, indtil den ønskede ligevægt atter er opnået.

Dersom der derimod som følge af små fejl i kablets forreste ende sker en sænkning af trykket hg ved denne ende ned til værdier, der er for lave til, at det med sikkerhed kan udelukkes, at der kan ske luftindsivning, betjenes sækken 18 for at oprette forholdet h1>h.

Når dette forhold er etableret, strømmer isoleringsolie fra kablet 10's opadgående løb gennem omføringssektionen F og til den set i kablets bevægelsesretning efter omføringssektionen f beliggende del 147630 8 af kablet, og det tillades en sådan mængde olie at strømme til denne del af kablet, som er påkrævet til at genetablere og opretholde det fastsatte tryk eller den fastsatte højde hg af isoleringsoliesøjlen, hvortil kablet er dimensioneret. Får kablet 10 efter nedføringen gennem hele den lodrette skakt når ind i den vandrette skakt 11, vil isoleringsolien søge at indtage en vandret stilling, og den isoleringsoliesøjle, som indvirker på kablets forreste afslutningsende 19 vil mindskes, indtil der, når kablet er fremført en bestemt strækning i den vandrette skakt, opstår et forhold, hvor isoleringsoliesøjlen er lig med 0, hvor 0 er den indvendige diameter af kablet 10. Fra dette øjeblik bliver situationen kritisk. Dersom fremføringen af kablet fortsættes, vil der ved kablets afslutningsende 19 opstå et undertryk, som tkan aflæses på vakuummåleren. Da opståelsen af et sådant undertryk skal forhindres, genetableres den til det ønskede tryk svarende oliesøjle ved kablets forreste afslutningsende 19, f.eks. med den frie overflade σ2 liggende i højden h2 ved at sækken 18 atter betjenes, således at den nævnte højde hg opnås ved, at forholdet h^>h oprettes, således at det,, som allerede beskrevet, tillades isoleringsolie at strømme gennem omføringssektionen f.

Fremføringen af kablet i pilretningen F i den vandrette skakt : 11 sker fortrinsvis ved en metode, der af fagfolk kendes som "side mod side" fastgørelsesmetoden. Kablet 10 fastgøres til siden af et ståltov, som er forsynet med egnede stropper (ikke vist) til fastgørelse af kablet, hvorefter kablet trækkes fremad ved hjælp af egnede midler, f.eks. et lille elektrisk lokomotiv (ikke vist).

Claims (3)

147630 Patentkrav.

1. Fremgangsmåde til nedlægning af et oliefyldt kabel (10) i en vandret skakt (11) i stor dybde under jorden, ved hvilken kablet (10) nedføres til den vandrette skakt (11) gennem en lodret skakt (12), og det indre tryk i kablet (10) ved dettes forreste fremad bevægede ende (19), som, når denne kabelende bevæges så langt nedad fra et første niveau (Ili) til et andet niveau (11), på grund af vægten af oliesøjlen (h.2) i kablets lodrette del kan blive så højt, at det overskrider en given tilladelig grænse og vil udsætte kablet for ødelæggelse, reduceres ved, at der oprettes et højt vakuum i en del af kablet umiddelbart oven over et forud bestemt niveau i den nedadgående kabeldel, kendetegnet ved, at den forreste ende (19) af kablet fyldt med olie under normalt tryk fremføres med en sådan længde af kablet fra det nævnte første niveau (Ili) til et tredie niveau (F) oven over det første niveau (Πϊ), som er tilstrækkelig til, at der i et fjerde niveau (ho) mellem det første (ni) og det tredie (f) fås et olietryk på 0 i kablet, men ikke er tilstrækkelig til at forårsage, at olietrykket i kablet (10) overskrider den nævnte tilladelige grænse, at kablets (10) forreste ende (19) føres fra det tredie niveau (F) nedad mod det nævnte andet niveau (11), at olietrykket reduceres ved det første niveau (Πϊ), inden trykket i kablets (10) forreste ende (19) overskrider den tilladelige grænse, hvorved olie bringes til at strømme bort fra det tredie niveau (f)/ og det nævnte høje vakuum oprettes i den oven over det nævnte forud bestemte niveau og set i kablets (10) fremføringsretning i det mindste efter det tredie niveau (F) værende del, og at kablets (10) forreste ende (19) føres videre nedad til det andet niveau (11), idet der samtidig opretholdes et mindre tryk ved denne forreste ende (19) end det tilladelige ved, at olietrykket i kablet (10) reguleres ved det første niveau (Ili).

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at olietrykket i kablet (10) reduceres ved det nævnte første niveau (Πϊ), indtil der er dannet to oliespejle i kablet, nemlig et første oliespejl (61) mellem det tredie niveau (F) og kablets (10) forreste ende (19), og at det første oliespejl (61) ligger oven over det fjerde niveau (ho).

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at det andet oliespejls (62) afstand fra kablets (10) forreste ende (19) og dermed vakuummet i kabeldelen mellem det tredie niveau (f) og kablets (10) forreste ende (19) reguleres ved en forøgelse af olie-