EP2637179A1 - Selbstkühlendes, koaxiales Hochspannungskabel und Verfahren zum Betrieb desselben - Google Patents

Selbstkühlendes, koaxiales Hochspannungskabel und Verfahren zum Betrieb desselben Download PDF

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EP2637179A1
EP2637179A1 EP12158096.3A EP12158096A EP2637179A1 EP 2637179 A1 EP2637179 A1 EP 2637179A1 EP 12158096 A EP12158096 A EP 12158096A EP 2637179 A1 EP2637179 A1 EP 2637179A1
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EP
European Patent Office
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conductor
metallic
voltage cable
outer conductor
inner conductor
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EP12158096.3A
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EP2637179B1 (de
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Markus Widenhorn
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Antrova AG
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Antrova AG
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Publication date
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    • 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
    • H01B9/0616—Oil-pressure cables with enclosed conduits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B9/00—Power cables
    • H01B9/04—Concentric cables

Definitions

  • the invention relates to a self-cooling coaxial high-voltage cable according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a method for operating a self-cooling, coaxial high-voltage cable according to the preamble of claim 13.
  • HVDC high-voltage direct-current transmission
  • HVDC High Voltage Direct Current
  • Such transfers are for cost reasons preferably designed as overhead lines.
  • Such overhead lines have the disadvantages that they are significantly visible in the landscape due to the more than 60m high masts, pose a threat to ground-based air traffic such as rescue helicopters, and especially for residents cause significant electrical and magnetic field immissions.
  • the object of the invention is to form a more advantageous high-voltage cable, which is suitable as ground or submarine cable, and which causes slight electrical and / or magnetic field emissions.
  • a self-cooled, coaxial high voltage cable comprising a metallic inner conductor and a metallic outer conductor which both extend in a direction, and comprising at least one electrically insulating spacer which is designed and arranged such that the metallic inner conductor and the metallic outer conductor by the spacer are mutually spaced and substantially mutually coaxially extending, wherein the metallic outer conductor encloses an interior, within which the inner conductor and the spacer is arranged, wherein the spacer comprises an inner support part for resting on the inner conductor, and wherein the spacer an outer support part for support on the metallic outer conductor, wherein the inner support part is designed such that it covers at most 15% of the surface of the inner conductor in the direction of extension, and wherein the A Osenauflageteil is designed such that it covers at most 50% of the inner surface of the outer conductor, wherein the inner conductor and the outer conductor define a gap within which the spacer is arranged, wherein the intermediate space is also filled with an insulating agent
  • the object is further achieved in particular with a method for self-cooling a coaxial high-voltage cable, wherein the high-voltage cable has a metallic inner conductor and a coaxial with the inner conductor extending metallic outer conductor, wherein the inner conductor and the outer conductor define a gap in which spacers are arranged and which with a at Operating temperature liquid insulating agent is filled, wherein during the current conduction of the high voltage cable in the inner conductor and the outer conductor loss heat is generated, the heat loss is discharged through the outer conductor to the environment, so that the inner conductor is heated to a higher temperature than the outer conductor and therefore in the insulation a convective motion is generated by the insulating means heated by the inner conductor flowing from the metallic inner conductor to the metallic outer conductor, and by the metallic outer conductor Cooled insulation from the outer conductor flows back to the metallic inner conductor, so that heat is transferred from the metallic inner conductor to the metallic outer conductor and the metallic outer conductor to the environment.
  • the high-voltage cable comprises a metallic inner conductor, a metallic outer conductor arranged coaxially with respect to the metallic inner conductor, and a spacer, wherein the metallic inner conductor and the metallic outer conductor by the spacer mutually spaced and are kept substantially mutually coaxial, and wherein the metallic outer conductor encloses an interior, and wherein the interior with liquid or solid insulating agent, preferably palm oil or a palm oil Derivative, is filled, wherein the metallic inner conductor and the metallic outer conductor are mutually spaced such that forms a natural convection between the inner conductor and outer conductor in the interior with sufficient warming.
  • liquid or solid insulating agent preferably palm oil or a palm oil Derivative
  • the insulating means has such properties that it is either liquid in a ground state, or that it is solid in a ground state, and liquefied from a certain temperature, so that in the interior of a natural convection between inner conductor and outer conductor can form to the on Inner conductor to give off heat to the outer conductor, wherein the outer conductor gives off the heat to the outside, preferably to the medium surrounding the outer conductor, such as soil or water.
  • a plurality of insulation means are suitable, preferably environmentally compatible and / or biological isolation agents.
  • liquid or solid palm oil or a palm oil derivative such as palm oil stearin is suitable.
  • the palm oil has a stearic content of between 4% and 100%.
  • sugar would also be suitable as a further biological isolation agent.
  • a silicone would be suitable as polydimethylsiloxane (PDMS), a polymer based on silicon.
  • the high-voltage cable according to the invention has the advantage that due to the coaxial arrangement of the current-carrying conductor and the resulting mutual interference of the fields, the electric and magnetic fields are preferably completely compensated, so that outside the current-carrying high-voltage cable no or only minor electrical and / or magnetic field emissions occur.
  • the inventive high-voltage cable has the advantage that in the interior a natural convection between the inner conductor and the outer conductor can be formed to transfer the heat occurring at the inner conductor to the outer conductor, wherein the outer conductor emits the heat to the outside, preferably to the outer conductor surrounding medium like earth or water.
  • the insulating spacer which holds the inner conductor and the outer conductor in mutually spaced position, is designed such that it covered in the direction of inner and outer conductors at most 15% and preferably at most 5% of the surface of the inner conductor and at most 50% and preferably at most 10% of the surface of the outer conductor covered. Over the uncovered surface of the inner conductor can give off heat to the insulation.
  • the outer conductor can absorb heat from the insulation material via the uncovered surface.
  • the spacer is designed and arranged such that the intermediate space between the inner conductor and the outer conductor is preferably kept as open as possible, so that the liquid insulating agent can flow unimpeded from the inner conductor in the direction of the outer conductor and back towards the inner conductor due to the convection occurring , This has the consequence that the insulation means large areas of the surfaces the inner conductor and the outer conductor are available for heat exchange.
  • the metallic inner conductor and the surface of the metallic outer conductor facing the inner space preferably have no coating, so that the insulating means comes into direct contact with the metal of the inner and outer conductor.
  • the metallic inner conductor and / or the metallic outer conductor has a coating, provided that this coating has only a low thermal resistance, and thus the transmission of heat between insulating means and inner or outer conductor is ensured.
  • the space between the inner conductor and outer conductor is as far as possible or completely free of solids such as insulation paper, conventional cylindrical support device, etc., on the one hand in the space to allow convection, and on the other hand, the surface of the inner conductor and the inner conductor To keep facing surface of the outer conductor as uncovered as possible, thereby between the inner conductor and outer conductor efficient heat transfer, in particular by natural To achieve convection.
  • the outer conductor gives the waste heat, the primary cause preferably by Ohmic losses of the inner conductor and partly also of the outer conductor, in a simple and reliable way to the outside into the ground or into the water.
  • the inventive high-voltage cable thus no solid insulation materials such as solid insulation or oil-impregnated Isolatorpapiere are required. Such solid insulation would hinder convection.
  • an insulating means is used, which is fixed when the high voltage cable does not transmit electrical energy, and which is liquid when the high voltage cable transmits energy and is therefore heated.
  • Such an insulating agent thus undergoes a phase transformation.
  • Stearin in particular palm oil stearin, is suitable as such an isolation agent, for example.
  • the insulating means such as the stearin in the liquid state on an overpressure against the ruling outside the high-voltage cable pressure.
  • This embodiment has the advantage that, in the event of a possible injury to the outer skin or the outer conductor of the high-voltage cable, the insulating means escapes from the high-voltage cable, the insulating means emerging via this outlet or leakage point being due to a heat emission to the surrounding Cools cooler soil or seawater, undergoes a phase transition and thus subsequently solidifies, so that forms a plug, which prevents further leakage of insulation.
  • the inventive high-voltage cable thus has a self-grafting Property on.
  • the use of a biological or environmentally friendly insulation means has the advantage that a violation of the high voltage cable has no or only a very small environmental damage result, and that the possibly occurring damage to the environment is small and especially local very limited.
  • a make-up device which automatically feeds the insulation means, for example, from a reservoir into the interior of the high-voltage cable, so that the high-voltage cable can continue to operate, at least in an emergency operation with reduced power.
  • the inventive high-voltage cable thus has the advantage of increased security of supply.
  • the high voltage cable according to the invention is particularly suitable for transmitting direct current or low frequency alternating current, e.g. 16 2/3 Hz or 50 Hz suitable.
  • FIG. 1 shows a perspective view and FIG. 3 a side view of a high voltage cable 1 comprising a metallic inner conductor 2 and a respect to the inner conductor 2 coaxially arranged metallic outer conductor 3. From the inner conductor 2 is in FIG. 1 only a short section visible. Of course, the inner conductor 2 extends over the entire length of the high-voltage harness 1.
  • the outer conductor 3 encloses an inner space 5, in which the metallic inner conductor 2 is arranged and a plurality of spaced apart in the direction L of the high-voltage cable 1 spacer 4.
  • the illustrated spacer 4 comprises a circular inner support part 4a, two outer support parts 4d, 4e, which are mutually connected via an outer connection part 4f, as well as radially extending spacers 4b, 4c.
  • the circular inner bearing part 4a is designed to be very narrow in the direction L in order to cover the surface of the metallic inner conductor 2 only slightly.
  • the circular inner bearing part 4a covers in the direction L at most 15% of the surface 2a of the inner conductor 2 and preferably at most 5%, so that a sufficiently large surface of the inner conductor 2 for heat dissipation to the insulating means 7 may be effective.
  • a gap 5a is formed, in which the spacers 4 are arranged, and which is otherwise filled with an insulating means 7.
  • the spacers 4 are preferably arranged and configured such that the intermediate space 5a, starting from the inner conductor 2, extends unhindered to the outer conductor 3 so that the liquid insulating means 7 can circulate freely between the inner conductor 2 and the outer conductor 3 in the intermediate space 5a.
  • the outer conductor 3 forms an outer surface 3b, against which an outer casing 6 rests.
  • the outer jacket 6 comprises a first partial outer jacket and a second partial outer jacket 6b.
  • the spacers 4 are mutually spaced in the high voltage cable 1 in the direction L, and have, for example, a mutual and preferably also a regular distance in the range between 50 cm and 2 m, in particular 1m.
  • FIG. 2 shows an end view of the in FIG. 1
  • the inner conductor 2 and the outer conductor 3 are mutually spaced by means of the spacer 4 and held each other konzetrisch.
  • FIG. 2 also shows a Konvekomsströmung K located in the interspace 5a insulation means 7.
  • the convection K occurs when the inner conductor 2 and the outer conductor 3 is heated during the energy transfer, the outer shell 6 is cooled from the outside, for example by the outer jacket 6 surrounding Soil or water, so that the inner conductor 2 has a higher temperature than the outer conductor 3.
  • the heating of the inner conductor 2 has the consequence that the insulating means 2 as in FIG.
  • This convection flow K has the advantage that it takes place automatically and thereby results in an automatic cooling of the inner conductor 2.
  • the convection flow K results inter alia also because the spacers 4 are designed such that the surface of the inner conductor 2 and the outer conductor 3 are only slightly covered by the spacer, so that a large proportion of the surface of the inner conductor 2 is available for the energy exchange , Since the inner conductor 2 has a relatively small diameter, it is particularly important that the spacer cover only a small part of the surface of the inner conductor 2 of at most 15% and preferably at most 5%, so that the inner conductor 2 for heat exchange with the insulating means 2 a sufficiently large Surface is available, or that a sufficiently large amount of energy from the inner conductor 2 to the outer conductor 3 can be transmitted.
  • FIG. 4 shows the in FIG. 1 D detailed view
  • FIG. 5 shows the in FIG. 2 C detailed view
  • the metallic outer conductor 3 consists of a plurality of helically extending Crystalssenleitern 3a, which are mutually arranged and adapted adapted that the metallic outer conductor 3 forms a closed over the entire circumference of the metal surface.
  • the outer conductor 3 could also be designed in one piece or tubular.
  • FIG. 6 shows a side view of another embodiment of a spacer 4.
  • the contours of the spacer 4 are shown only in broken lines.
  • the spacer 4 is made of plastic and has reinforcing fiber reinforcements 4g, for example glass fibers.
  • the spacer comprises a circular inner support part 4a, a circular outer support part 4d and radially extending spacers 4c.
  • FIG. 7 shows a further embodiment of a high voltage cable 1, wherein only the inner conductor 2, the outer conductor 3 and the spacer 4 is shown.
  • the outer conductor 3 surrounding outer jacket 6 is not shown.
  • the electrically insulating spacer 4 is preferably made of a plastic such as polyethylene or silicone and is designed to extend helically, the spacer 4 at one end face forms an outer support part 4d, on which the outer conductor 3 is applied, and wherein the spacer 4 at the inner end face an inner support part 4a forms, on which the inner edge 2 rests.
  • This embodiment of a spacer 4 also ensures that the intermediate space 5a is free of obstacles in relation to the inner conductor 2 between the inner conductor 2 and the outer conductor 3, so that a convection flow K exists in the insulation means 7 located in the intermediate space 5a when the inner conductor 2 is sufficiently heated is formed, via which between the inner conductor 2 and the outer conductor 3 heat energy is transmitted.
  • the inner conductor 2 could have a diameter in the range of 10 mm to 100 mm.
  • the inner diameter of the outer conductor 3 could be, for example, 600 mm.
  • the temperature of the inner conductor 2 during operation of the high-voltage cable is less than 120 ° C.
  • the insulating means 7 is selected such that it has a phase transition and below 50 ° C assumes a solid state and above 50 ° C in a liquid state.
  • the high-voltage cable is operated such that, if the outer shell 6 due to damage has an exit point 6c at which the liquid insulation means 7 can escape, the liquid insulation means 7 is cooled during exiting the outer shell 6 and thereby solidified, so on the outer shell 6 is automatically a plug is formed, which closes the exit point 6c of the outer shell 6.
  • the temperature at which the phase transition takes place or the temperature at which the insulating agent solidifies it is advantageous for the temperature at which the phase transition takes place or the temperature at which the insulating agent solidifies to be 5 ° C. above the maximum ambient temperature, so that it is ensured that the insulating agent solidifies on exiting.
  • the spacer can be configured in a variety of possible embodiments in order to achieve the technical effect that a convection K of the insulation 7 in the space 5 a can arise to cool the inner conductor 2 automatically and thereby resulting in the high voltage cable 1 Dissipate heat energy through the outer jacket 6 to the environment, thereby causing a self-cooling effect in the high voltage cable 1.

Landscapes

  • Insulated Conductors (AREA)

Abstract

Selbstkühlendes Hochspannungskabel (1) umfassend einen metallischen Innenleiter (2) sowie einen metallischen Aussenleiter (3) welche sich beide in einer Verlaufsrichtung (L) erstrecken, sowie umfassend zumindest einen elektrisch isolierenden Distanzhalter (4) welcher derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass der metallische Innenleiter (2) und der metallische Aussenleiter (3) durch den Distanzhalter (4) gegenseitig beabstandet und im Wesentlichen gegenseitig koaxial verlaufend gehalten sind, wobei der metallische Aussenleiter (3) einen Innenraum (5) umschliesst, innerhalb welchem der Innenleiter (2) und der Distanzhalter (4) angeordnet ist, wobei der Distanzhalter (4) ein Innenauflageteil (4a) zur Auflage am Innenleiter (2) umfasst, und wobei der Distanzhalter (4) ein Aussenauflageteil (4d) zur Auflage am metallischen Aussenleiter (3) umfasst, wobei das Innenauflageteil (4a) derart ausgestaltet ist, dass dieses in Verlaufsrichtung (L) höchstens 15% der Oberfläche (2b) des Innenleiters (2) bedeckt, und wobei das Aussenauflageteil (4d) derart ausgestaltet ist, dass dieses höchstens 50% der Innenoberfläche (3c) des Aussenleiters (3) bedeckt, wobei der Innenleiter (2) und der Aussenleiter (3) einen Zwischenraum (5a) begrenzen innerhalb welchem der Distanzhalter (4) angeordnet ist, wobei der Zwischenraum (5a) zudem mit einem Isolationsmittel (7) gefüllt ist, wobei das Isolationsmittel (7) entweder flüssig ist oder sich durch die während dem Betrieb des Hochspannungskabels (1) entstehende Betriebstemperatur (T) verflüssigt, um bei Betriebstemperatur (T) im Zwischenraum (5a) eine natürliche Konvektion (K) des Isolationsmittels (7) zwischen dem Innenleiter (2) und dem Aussenleiter (3) zu bewirken.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein selbst kühlendes koaxiales Hochspannungskabel gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Betrieb eines selbst kühlenden, koaxialen Hochspannungskabels gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 13.
    • Stand der Technik
  • Es besteht ein zunehmender Bedarf, grosse Mengen an elektrischer Energie zuverlässig, sicher und kostengünstig über grosse Distanzen zu übertragen. Hierzu ist insbesondere die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) geeignet, ein Verfahren das elektrische Energie mit hoher Gleichspannung von über 100 kV und über Distanzen zwischen beispielsweise 1000 km bis 3000 km überträgt. Im Englischen wird die Hochspannungs-GleichstromÜbertragung (HGÜ) auch als HVDC (High Voltage Direct Current) bezeichnet. Solche Übertragungen werden aus Kostengründen vorzugsweise als Freileitungen ausgestaltet. Solche Freileitungen weisen die Nachteile auf, dass diese aufgrund der über 60m hohen Masten in der Landschaft signifikant sichtbar sind, eine Gefährdung für den bodennahen Flugverkehr wie zum Beispiel Rettungshubschrauber darstellen, und vor allem für Anwohner erhebliche elektrische und magnetische Feldimmissionen verursachen. Es besteht daher ein zunehmender Bedarf grosse Energiemengen mit Hilfe von Erd- oder Seekabeln zu übertragen. Bisher verwendete Erd- oder Seekabel mit Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung weisen eine relativ kurze Distanzen von einigen 10 km bis zu einigen 100 km auf, insbesondere auch weil das elektrische Übertragungskabel konstruktionsbedingt einen sehr hohen kapazitiven Belag aufweist. Zudem erzeugen die elektrischen Übertragungskabel bisheriger Bauarten ein starkes magnetisches Feld. Zur Verminderung starker elektrischer und magnetischer Felder sind Lösungen bekannt geworden, bei denen die 3 Leiter eines 3-Phasensystems gegenseitig möglichst nahe zu einem Leitersystem zusammengefasst werden. Derartige Leitersysteme weisen den Nachteil auf, dass diese, insbesondere bei hohen Spannungen über 120 kV, starke Streufelder bewirken, welche als sehr störende oder sogar schädliche Emission erachtet werden.
    • Darstellung der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist es ein vorteilhafteres Hochspannungskabel auszubilden, das als Erd- oder Seekabel geeignet ist, und das geringfügige elektrische und/oder magnetische Feldemissionen verursacht.
  • Diese Aufgabe wird insbesondere gelöst mit einem selbstkühlenen, koaxialen Hochspannungskabel aufweisend die Merkmale von Anspruch 1. Die Unteransprüche 2 bis 12 betreffen weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen. Die Erfindung wird weiter gelöst mit einem Verfahren zur Selbstkühlung eines koaxialen Hochspannungskabels aufweisend die Merkmale von Anspruch 13. Die abhängigen Ansprüche 14 bis 15 betreffen weitere, vorteilhafte Verfahrensschritte.
  • Die Aufgabe wird insbesondere gelöst mit einem selbstkühlenen, koaxialen Hochspannungskabel umfassend einen metallischen Innenleiter sowie einen metallischen Aussenleiter welche sich beide in einer Verlaufsrichtung erstrecken, sowie umfassend zumindest einen elektrisch isolierenden Distanzhalter welcher derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass der metallische Innenleiter und der metallische Aussenleiter durch den Distanzhalter gegenseitig beabstandet und im Wesentlichen gegenseitig koaxial verlaufend gehalten sind, wobei der metallische Aussenleiter einen Innenraum umschliesst, innerhalb welchem der Innenleiter und der Distanzhalter angeordnet ist, wobei der Distanzhalter ein Innenauflageteil zur Auflage am Innenleiter umfasst, und wobei der Distanzhalter ein Aussenauflageteil zur Auflage am metallischen Aussenleiter umfasst, wobei das Innenauflageteil derart ausgestaltet ist, dass dieses in Verlaufsrichtung höchstens 15% der Oberfläche des Innenleiters bedeckt, und wobei das Aussenauflageteil derart ausgestaltet ist, dass dieses höchstens 50% der Innenoberfläche des Aussenleiters bedeckt, wobei der Innenleiter und der Aussenleiter einen Zwischenraum begrenzen innerhalb welchem der Distanzhalter angeordnet ist, wobei der Zwischenraum zudem mit einem Isolationsmittel gefüllt ist, wobei das Isolationsmittel entweder flüssig ist oder sich durch die während dem Betrieb des Hochspannungskabels entstehende Betriebstemperatur verflüssigt, um bei Betriebstemperatur im Zwischenraum eine natürliche Konvektion des Isolationsmittels zwischen dem Innenleiter und dem Aussenleiter zu bewirken.
  • Die Aufgabe wird weiter insbesondere gelöst mit einem Verfahren zur Selbstkühlung eines koaxialen Hochspannungskabels, wobei das Hochspannungskabel einen metallischen Innenleiter sowie einen koaxial zum Innenleiter verlaufenden metallischen Aussenleiter aufweist, wobei der Innenleiter und der Aussenleiter einen Zwischenraum begrenzen in welchem Distanzhalter angeordnet sind und welcher mit einem bei Betriebstemperatur flüssigem Isolationsmittel gefüllt ist, wobei während der Stromführung des Hochspannungskabels im Innenleiter und im Aussenleiter eine Verlustwärme erzeugt wird, wobei die Verlustwärme über den Aussenleiter an die Umgebung abgegeben wird, sodass der Innenleiter auf eine höhere Temperatur erwärmt wird als der Aussenleiter und daher im Isolationsmittel eine Konvektionsbewegung erzeugt wird, indem das durch den Innenleiter erwärmte Isolationsmittel vom metallischen Innenleiter zum metallischen Aussenleiter hin strömt, und indem das vom metallischen Aussenleiter gekühlte Isolationsmittel vom Aussenleiter zurück zum metallischen Innenleiter strömt, sodass Wärme vom metallischen Innenleiter zum metallischen Aussenleiter und vom metallischen Aussenleiter an die Umgebung übertragen wird.
  • Das erfindungsgemässe Hochspannungskabel umfasst einen metallischen Innenleiter, einen bezüglich dem metallischen Innenleiter koaxial angeordneten metallischen Aussenleiter sowie einen Distanzhalter, wobei der metallische Innenleiter und der metallische Aussenleiter durch den Distanzhalter gegenseitig beabstandet und im Wesentlichen gegenseitig koaxial verlaufend gehalten sind, und wobei der metallische Aussenleiter einen Innenraum umschliesst, und wobei der Innenraum mit flüssigem oder festem Isolationsmittel, vorzugsweise Palmöl oder ein Palmöl-Derivat, gefüllt ist, wobei der metallische Innenleiter und der metallische Aussenleiter derart gegenseitig beabstandet sind, dass sich im Innenraum bei genügender Erwärmung eine natürliche Konvektion zwischen Innenleiter und Aussenleiter ausbildet.
  • Das Isolationsmittel weist derartige Eigenschaften auf, dass dieses entweder in einem Grundzustand flüssig ist, oder dass dieses in einem Grundzustand fest ist, und sich ab einer gewissen Temperatur verflüssigt, sodass sich im Innenraum eine natürliche Konvektion zwischen Innenleiter und Aussenleiter ausbilden kann, um die am Innenleiter auftretende Wärme an den Aussenleiter abzugeben, wobei der Aussenleiter die Wärme nach Aussen abgibt, vorzugsweise an das den Aussenleiter umgebende Medium wie Erde oder Wasser.
  • Als Isolationsmittel sind eine Mehrzahl von Isolationsmitteln geeignet, vorzugsweise umweltverträgliche und/oder biologische Isolationsmittel. Insbesondere ist flüssiges oder festes Palmöl oder ein Palmöl-Derivat wie beispielsweise Palmölstearin geeignet. Vorzugsweise weist das Palmöl einen Stearinanteil zwischen 4% und 100% auf. Als weiteres biologisches Isolationsmittel wäre zum Beispiel auch Zucker geeignet. Als weiteres Isolationsmittel wäre zum Beispiel auch ein Silikon geeignet wie Polydimethylsiloxan (PDMS), ein Polymer auf Siliziumbasis.
  • Das erfindungsgemässe Hochspannungskabel weist den Vorteil auf, dass auf Grund der koaxialen Anordnung der Strom führenden Leiter und der dadurch bewirkten gegenseitigen Interferenz der Felder die elektrischen und magnetischen Felder vorzugsweise vollständig kompensiert werden, sodass ausserhalb des Strom führenden Hochspannungskabels keine oder nur geringfügige elektrische und/oder magnetische Feldemissionen auftreten.
  • Das erfindungsgemässe Hochspannungskabel weist den Vorteil auf, dass sich im Innenraum eine natürliche Konvektion zwischen dem Innenleiter und dem Aussenleiter ausbilden kann, um die am Innenleiter auftretende Wärme an den Aussenleiter zu übertragen, wobei der Aussenleiter die Wärme nach Aussen abgibt, vorzugsweise an das den Aussenleiter umgebende Medium wie Erde oder Wasser. Der isolierende Distanzhalter, welcher den Innenleiter und den Aussenleiter in gegenseitig beabstandeter Lage hält, ist dabei derart ausgestaltet, dass dieser in Verlaufsrichtung von Innen- und Aussenleiter höchstens 15% und vorzugsweise höchstens 5% der Oberfläche des Innenleiters bedeckt und höchstens 50% und vorzugsweise höchstens 10% der Oberfläche des Aussenleiters bedeckt. Über die nicht bedeckte Oberfläche kann der Innenleiter Wärme an das Isolationsmittel abgeben. Über die nicht bedeckte Oberfläche kann der Aussenleiter Wärme vom Isolationsmittel aufnehmen. Zudem ist der Distanzhalter derart ausgestaltet und angeordnet, dass der Zwischenraum zwischen dem Innenleiter und dem Aussenleiter vorzugweise so weit als möglich offen behalten wird, sodass das flüssige Isolationsmittel auf Grund der auftretenden Konvektion ungehindert vom Innenleiter in Richtung Aussenleiter und wieder zurück in Richtung Innenleiter strömen kann. Dies hat zur Folge, dass dem Isolationsmittel grosse Bereiche der Oberflächen des Innenleiters und des Aussenleiters für einen Wärmeaustausch zur Verfügung stehen. Dieser effizienter und selbsttätige Wärmetransport zwischen Innen- und Aussenleiter und der Abführung der Wärme nach Aussen ermöglicht es mit dem erfindungsgemässen Hochspannungskabel hohe Leistungen im Bereich von 10 MW bis zu 5 GW zu übertragen, da die am Innenleiter auf Grund der Ohmschen Verluste auftretende Erwärmung auf einfache und zuverlässige Weise sowie selbsttätig und ohne zusätzliche Fördervorrichtungen an den Aussenleiter und anschliessend nach Aussen in das Erdreich oder in das Wasser übertragen werden kann. Vorzugsweise weist der metallische Innenleiter und die dem Innenraum zugewandte Oberfläche des metallischen Aussenleiters keine Beschichtung auf, sodass das Isolationsmittel direkt mit dem Metall des Innen- und Aussenleiters in Berührung kommt. Es ist jedoch auch möglich, dass der metallische Innenleiter und/oder der metallische Aussenleiter eine Beschichtung aufweist, sofern diese Beschichtung nur einen geringen Wärmedurchlasswiderstand aufweist, und somit die Übertragung der Wärme zwischen Isolationsmittel und Innen- bzw. Aussenleiter gewährleistet ist.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Zwischenraum zwischen Innenleiter und Aussenleiter so weit als möglich oder vollständig freigehalten von Feststoffen wie etwa Isolationspapier, konventionellen zylindrischen Stützvorrichtung usw. um einerseits im Zwischenraum eine Konvektion zu ermöglichen, und um andererseits die Oberfläche vom Innenleiter und die dem Innenleiter zugewandte Oberfläche des Aussenleiters möglichst unbedeckt zu halten, um dadurch zwischen Innenleiter und Aussenleiter einen effizienten Wärmetransport, insbesondere durch natürlich Konvektion zu erreichen. Der Aussenleiter gibt die Abwärme, vorursacht vorzugsweise durch Ohmsche Verluste des Innenleiters und teilweise auch des Aussenleiters, auf einfache und zuverlässige Weise nach Aussen ins Erdreich oder ins Wasser ab. Beim erfindungsgemässen Hochspannungskabel sind somit keine festen Isolationsstoffe wie Feststoffisolationen oder ölgetränkte Isolatorpapiere erforderlich. Solche festen Isolationsstoffe würden die Konvektion behindern.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführung wird ein Isolationsmittel verwendet, das fest ist, wenn das Hochspannungskabel keine elektrische Energie überträgt, und das flüssig ist, wenn das Hochspannungskabel Energie übertragt und daher erwärmt ist. Ein derartiges Isolationsmittel erfährt somit eine Phasenumwandlung. Als ein derartiges Isolationsmittel ist beispielsweise Stearin, insbesondere Palmölstearin geeignet. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung weist das Isolationsmittel wie beispielsweise das Stearin im flüssigen Zustand einen Überdruck gegenüber dem ausserhalb des Hochspannungskabels herrschenden Druck auf. Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass bei einer allfälligen Verletzung der Aussenhaut oder des Aussenleiters des Hochspannungskabels an der dadurch entstandenen Austrittsstelle das Isolationsmittel aus dem Hochspannungskabel austritt, wobei sich das über diese Austritts- beziehungsweise diese Leckagestelle austretende Isolationsmittel auf Grund einer Wärmeabgabe an das umgebende kühlere Erdreich oder Seewasser abkühlt, einen Phasenübergang erfährt und somit anschliessend erstarrt, sodass sich ein Pfropfen ausbildet, der ein weiteres Ausfliessen von Isolationsmittel verhindert. Das erfindungsgemässe Hochspannungskabel weist somit eine selbst verpfropfende Eigenschaft auf. Die Verwendung eines biologischen oder umweltverträglichen Isolationsmittels weist den Vorteil auf, dass eine Verletzung des Hochspannungskabels keine oder eine nur sehr geringe Umweltschädigung zur Folge hat, und dass die allenfalls auftretende Umweltschädigung klein und vor allem lokal sehr eng begrenzt ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Nachspeisevorrichtung vorgesehen, welche das Isolationsmittel zum Beispiel aus einem Vorratsbehälter automatisch in den Innenraum des Hochspannungskabels nachspeist, damit das Hochspannungskabel weiter betrieben werden kann, zumindest in einem Notbetrieb mit verminderter Leistung. Das erfindungsgemässe Hochspannungskabel weist somit den Vorteil einer erhöhten Versorgungssicherheit auf.
  • Das erfindungsgemässe Hochspannungskabel ist insbesondere zur Übertragung von Gleichstrom oder von niederfrequentem Wechselstrom, z.B. 16 2/3 Hz oder 50 Hz geeignet.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die zur Erläuterung der Ausführungsbeispiele verwendeten Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    eine perspektivische Ansicht eines Kabels;
    Fig. 2
    eine Stirnansicht des Kabels;
    Fig. 3
    eine Seitenansicht des Kabels, mit teilweise entfernter Aussenhülle;
    Fig. 4
    eine in Figur 1 mit D bezeichnete Detailansicht;
    Fig. 5
    eine in Figur 2 mit C bezeichnete Detailansicht;
    Fig. 6
    ein Ausführungsbeispiel eines Distanzhalters mit im Innern verlaufenden Fasern;
    Fig. 7
    eine Seitenansicht eines weiteren Kabels mit teilweise entfernter Aussenhülle.
  • Grundsätzlich sind in den Zeichnungen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
    • Wege zur Ausführung der Erfindung
  • Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht und Figur 3 ein Seitenansicht eines Hochspannungskabels 1 umfassend einen metallischen Innenleiter 2 sowie einen bezüglich dem Innenleiter 2 koaxial angeordneten metallischen Aussenleiter 3. Vom Innenleiter 2 ist in Figur 1 nur ein kurzer Abschnitt sichtbar dargestellt. Der Innenleiter 2 erstreckt sich natürlich über die gesamte Länge des Hochspannungskalbes 1. Der Aussenleiter 3 umschliesst einen Innenraum 5, in welchem der metallische Innenleiter 2 angeordnet ist sowie eine Mehrzahl von in Verlaufsrichtung L des Hochspannungskabels 1 beabstandet angeordnete Distanzhalter 4. Der dargestellte Distanzhalter 4 umfasst ein kreisförmiges Innenauflageteil 4a, zwei Aussenauflageteile 4d,4e, welche über ein Aussenverbindungsteil 4f gegenseitig verbunden sind, sowie radial verlaufende Abstandhalter 4b,4c. Das kreisförmige Innenauflageteil 4a ist in Verlaufsrichtung L sehr schmal ausgestaltet um die Oberfläche des metallischen Innenleiters 2 nur geringfügig zu bedecken. Das kreisförmige Innenauflageteil 4a bedeckt in Verlaufsrichtung L höchstens 15% der Oberfläche 2a des Innenleiters 2 und vorzugsweise höchstens 5%, damit eine genügend grosse Oberfläche des Innenleiters 2 zur Wärmeabgabe an das Isolationsmittel 7 wirksam sein kann. Zwischen dem Innenleiter 2 und dem Aussenleiter 3 ist ein Zwischenraum 5a ausgebildet, in welchem die Distanzhalter 4 angeordnet sind, und welcher ansonsten mit einem Isolationsmittel 7 gefüllt ist. Die Distanzhalter 4 sind vorzugsweise derart angeordnet und ausgestaltet, dass sich der Zwischenraum 5a ausgehend vom Innenleiter 2 ungehindert bis zum Aussenleiter 3 erstreckt, damit das flüssige Isolationsmittel 7 im Zwischenraum 5a ungehindert zwischen dem Innenleiter 2 und dem Aussenleiter 3 zirkulieren kann. Der Aussenleiter 3 bildet eine Aussenoberfläche 3b aus, an welcher ein Aussenmantel 6 anliegt. Der Aussenmantel 6 umfasst einen ersten Teilaussenmantel sowie einen zweiten Teilaussenmantel 6b. Die Distanzhalter 4 sind im Hochspannungskabel 1 in Verlaufsrichtung L gegenseitig beabstandet, und weisen zum Beispiel einen gegenseitigen und vorzugsweise auch einen regelmässigen Abstand im Bereich zwischen 50 cm und 2 m auf, insbesondere 1m.
  • Figur 2 zeigt eine Stirnansicht des in Figur 1 dargestellten Hochspannungskabels 1. Der Innenleiter 2 und der Aussenleiter 3 sind mit Hilfe des Distanzhalters 4 gegenseitig beabstandet und gegenseitig konzetrisch gehalten. Figur 2 zeigt zudem eine Konvektionsströmung K des sich im Zwischenraum 5a befindlichen Isolationsmittel 7. Die Konvektionsströmung K tritt auf, wenn sich der Innenleiter 2 sowie der Aussenleiter 3 während der Energieübertragung erwärmt, wobei der Aussenmantel 6 von Aussen gekühlt wird, beispielsweise durch das den Aussenmantel 6 umgebende Erdreich oder Wasser, sodass der Innenleiter 2 eine höhere Temperatur aufweist als der Aussenleiter 3. Die Erwärmung des Innenleiters 2 hat zur Folge, dass das Isolationsmittel 2 wie in Figur 2 dargestellt beim Innenleiter 2 aufsteigt und dabei zum Aussenleiter 3 hin fliesst, wo es abgekühlt wird und deshalb nach unten fliesst, sodass sich ein Kreislauf der Konvektionsströmung K ausbildet. Diese Konvektionsströmung K weist den Vorteil auf, dass diese selbsttätig erfolgt und sich dadurch eine selbsttätige Kühlung des Innenleiters 2 ergibt. Die Konvektionsströmung K ergibt sich unter anderem auch deshalb, weil die Distanzhalter 4 derart ausgestaltet sind, dass die Oberfläche des Innenleiters 2 und des Aussenleiters 3 nur geringfügig vom Distanzhalter abgedeckt sind, sodass für den Energieaustausch ein grosser Anteil der Oberfläche des Innenleiters 2 zur Verfügung steht. Da der Innenleiter 2 einen relativ kleinen Durchmesser aufweist ist es besonders wichtig, dass der Distanzhalter nur einen geringen Teil der Oberfläche des Innenleiters 2 abdeckt von höchstens 15% und vorzugsweise höchstens 5%, damit der Innenleiter 2 zum Wärmeaustausch mit dem Isolationsmittel 2 eine genügend grosse Oberfläche zur Verfügung steht, beziehungsweise dass eine genügend grosse Energiemenge vom Innenleiter 2 zum Aussenleiter 3 übertragen werden kann.
  • Figur 4 zeigt die in Figur 1 mit D bezeichnete Detailansicht und Figur 5 zeigt die in Figur 2 mit C bezeichnete Detailansicht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der metallische Aussenleiter 3 aus einer Mehrzahl von helixförmig verlaufenden Teilaussenleitern 3a, welche derart gegenseitig angeordnet und angepasst ausgestaltet sind, dass der metallische Aussenleiter 3 eine über den gesamten Umfang geschlossene Metallfläche ausbildet. Der Aussenleiter 3 könnte jedoch auch einstückig beziehungsweise rohrförmig ausgestaltet sein.
  • Figur 6 zeigt in einer Seitenansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Distanzhalters 4. Die Konturen des Distanzhalters 4 sind nur strichliert dargestellt. Der Distanzhalter 4 besteht aus Kunststoff und weist zur Verstärkung Faserarmierungen 4g auf, zum Beispiel Glasfasern. Der Distanzhalter umfasst ein kreisförmiges Innenauflageteil 4a, ein kreisförmiges Aussenauflageteil 4d sowie radial verlaufende Abstandhalter 4c.
  • Figur 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Hochspannungskabels 1, wobei nur der Innenleiter 2, der Aussenleiter 3 sowie der Distanzhalter 4 dargestellt ist. Der den Aussenleiter 3 umgebende Aussenmantel 6 ist nicht dargestellt. Der elektrisch isolierende Distanzhalter 4 besteht vorzugsweise aus einem Kunststoff wie z.B. Polyethylen oder Silikon und ist wendelförmig verlaufend ausgestaltet, wobei der Distanzhalter 4 an dessen einen Stirnseite ein Aussenauflageteil 4d ausbildet, an welchem der Aussenleiter 3 anliegt, und wobei der Distanzhalter 4 an dessen innerer Stirnseite eine Innenauflageteil 4a ausbildet, an welchem der Innenleite 2 anliegt. Auch diese Ausführungsform eines Distanzhalters 4 gewährleistet, dass der Zwischenraum 5a in bezüglich dem Innenleiter 2 radialer Richtung zwischen dem Innenleiter 2 und dem Aussenleiter 3 frei von Hindernissen ist, sodass in dem im Zwischenraum 5a befindliche Isolationsmittel 7 bei genügender Erwärmung des Innenleiters 2 eine Konvektionsströmung K ausbildet wird, über welche zwischen dem Innenleiter 2 und dem Aussenleiter 3 Wärmeenergie übertragen wird.
  • In einem möglichen Ausführungsbeispiel eines Hochspannungskabels 1 könnte der Innenleiter 2 einen Durchmesser im Bereich von 10 mm bis 100 mm aufweise. Der Innendurchmesser des Aussenleiters 3 könnte zum Beispiel 600 mm betragen.
  • Vorzugsweise beträgt die Temperatur des Innenleiters 2 während dem Betrieb des Hochspannungskabels weniger als 120 °C. Vorzugsweise ist das Isolationsmittel 7 derart gewählt, dass dieses einen Phasenübergang aufweist und unterhalb von 50 °C einen festen Zustand annimmt und oberhalb von 50°C in einen flüssigen Zustand übergeht.
  • Besonders vorteilhaft wird das Hochspannungskabel derart betrieben, dass, sofern die Aussenhülle 6 auf Grund einer Beschädigung eine Austrittsstelle 6c aufweist an welcher das flüssige Isolationsmittel 7 austreten kann, das flüssige Isolationsmittel 7 während dem Austreten aus der Aussenhülle 6 abgekühlt und dadurch verfestigt wird, sodass an der Aussenhülle 6 selbsttätig ein Pfropfen ausgebildet wird, welcher die Austrittsstelle 6c der Aussenhülle 6 verschliesst. Um diesen Effekt zu erzielen ist es vorteilhaft, dass die Temperatur bei welcher der Phasenübergang stattfindet beziehungsweise die Temperatur bei welcher das Isolationsmittel sich verfestigt 5 °C über der maximalen Umgebungstemperatur liegt, sodass sicher gestellt ist, dass sich das Isolationsmittel beim Austritt verfestigt.
  • Die Figuren zeigten nur Ausführungsbeispiele von Distanzhalter 4.
  • Der Distanzhalter kann in einer Vielzahl von möglichen Ausführungsformen ausgestaltet sein, um die technische Wirkung zu erzielen, dass eine Konvektionsströmung K des Isolationsmittel 7 im Zwischenraum 5a entstehen kann, um den Innenleiter 2 selbsttätig zu kühlen und dadurch die im Hochspannungskabel 1 entstehende Wärmeenergie über den Aussenmantel 6 an die Umgebung abzuleiten, um dadurch einen selbst kühlenden Effekt im Hochspannungskabel 1 zu bewirken.

Claims (15)

  1. Selbstkühlendes Hochspannungskabel (1) umfassend einen metallischen Innenleiter (2) sowie einen metallischen Aussenleiter (3) welche sich beide in einer Verlaufsrichtung (L) erstrecken, sowie umfassend zumindest einen elektrisch isolierenden Distanzhalter (4) welcher derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass der metallische Innenleiter (2) und der metallische Aussenleiter (3) durch den Distanzhalter (4) gegenseitig beabstandet und im Wesentlichen gegenseitig koaxial verlaufend gehalten sind, wobei der metallische Aussenleiter (3) einen Innenraum (5) umschliesst, innerhalb welchem der Innenleiter (2) und der Distanzhalter (4) angeordnet ist, wobei der Distanzhalter (4) ein Innenauflageteil (4a) zur Auflage am Innenleiter (2) umfasst, und wobei der Distanzhalter (4) ein Aussenauflageteil (4d) zur Auflage am metallischen Aussenleiter (3) umfasst, wobei das Innenauflageteil (4a) derart ausgestaltet ist, dass dieses in Verlaufsrichtung (L) höchstens 15% der Oberfläche (2b) des Innenleiters (2) bedeckt, und wobei das Aussenauflageteil (4d) derart ausgestaltet ist, dass dieses höchstens 50% der Innenoberfläche (3c) des Aussenleiters (3) bedeckt, wobei der Innenleiter (2) und der Aussenleiter (3) einen Zwischenraum (5a) begrenzen innerhalb welchem der Distanzhalter (4) angeordnet ist, wobei der Zwischenraum (5a) zudem mit einem Isolationsmittel (7) gefüllt ist, wobei das Isolationsmittel (7) entweder flüssig ist oder sich durch die während dem Betrieb des Hochspannungskabels (1) entstehende Betriebstemperatur (T) verflüssigt, um bei Betriebstemperatur (T) im Zwischenraum (5a) eine natürliche Konvektion (K) des Isolationsmittels (7) zwischen dem Innenleiter (2) und dem Aussenleiter (3) zu bewirken.
  2. Hochspannungskabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolationsmittel (7) derart gewählt ist, dass dieses bei einer Temperatur im Bereich zwischen 50°C und 100°C eine Phasenumwandlung von fest zu füssig aufweist.
  3. Hochspannungskabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolationsmittel (7) ein Palmöl ist, insbesondere ein raffiniertes Palmöl.
  4. Hochspannungskabel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Palmöl einen Stearinanteil zwischen 4% und 100% aufweist.
  5. Hochspannungskabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Distanzhaltern (4) in Verlaufsrichtung (L) gegenseitig beabstandet angeordnet sind, wobei jeder Distanzhalter (4) ein kreisförmiges Innenauflageteil (4a), ein kreisförmiges Aussenauflageteil (4d) und radial verlaufende Abstandsteile (4b,4c) umfasst, wobei das kreisförmige Innenauflageteil (4a) den metallischen Innenleiter (2) von aussen umschliesst, und wobei der metallische Aussenleiter (3) das kreisförmige Aussenauflageteil (4d) von aussen umschliesst.
  6. Hochspannungskabel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige Distanzhalter (4) ein kreisförmiges Innenauflageteil (4a) und zwei kreisförmige Aussenauflageteile (4d, 4e) umfasst, wobei die beiden kreisförmigen Aussenauflageteile (4d, 4e) in Verlaufsrichtung (L) gegenseitig beabstandet angeordnet sind.
  7. Hochspannungskabel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Distanzhalter (4) wendelförmig verlaufend ausgestaltet ist, mit dem zum metallischen Innenleiter (1) hin ausgerichteten Innenauflageteil (4a) und dem zum metallischen Aussenleiter (3) hin ausgerichteten Aussenauflageteil (4d).
  8. Hochspannungskabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenauflageteil (4a) höchstens 5% der Oberfläche des metallischen Innenleiters (2) bedeckt und dass das Aussenauflageteil (4d) höchstens 10% der Oberfläche des metallischen Aussenleiters (3) bedeckt.
  9. Hochspannungskabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Distanzhalter (4) aus einem Kunststoff besteht, und dass die radial verlaufenden Abstandhalter (4b,4c) eine in radialer Richtung verlaufende Faserarmierung (4g) aufweisen.
  10. Hochspannungskabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Innenleiter (2) eine Mehrzahl von gegenseitig verdrehten Teilinnenleitern (2a) aufweist.
  11. Hochspannungskabel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilinnenleiter (2a) beim Zusammenbau des Hochspannungskabels (1) mit festem Isolationsmittel (7) beschichtet sind, um die Teilinnenleiter (2a) in einer gegenseitig beabstandeten Lage zu halten.
  12. Hochspannungskabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Aussenleiter (3) aus einer Mehrzahl helixförmig verlaufender Teilaussenleitern (3a) besteht, welcher derart gegenseitig angeordnet und ausgestaltet sind, dass der metallische Aussenleiter (3) eine Mantelfläche ausbildet.
  13. Verfahren zur Selbstkühlung eines Hochspannungskabels (1), wobei das Hochspannungskabel (1) einen metallischen Innenleiter (2) sowie einen koaxial zum Innenleiter (2) verlaufenden metallischen Aussenleiter (3) aufweist, wobei der Innenleiter (2) und der Aussenleiter (3) einen Zwischenraum (5a) begrenzen in welchem Distanzhalter (4) angeordnet sind und welcher mit einem bei Betriebstemperatur (T) flüssigem Isolationsmittel (7) gefüllt ist, wobei während der Stromführung des Hochspannungskabels (1) im Innenleiter (2) und im Aussenleiter (3) eine Verlustwärme erzeugt wird, wobei die Verlustwärme über den Aussenleiter (3) an die Umgebung abgegeben wird, sodass der Innenleiter (2) auf eine höhere Temperatur erwärmt wird als der Aussenleiter (3) und daher im Isolationsmittel (7) eine Konvektionsbewegung (K) erzeugt wird, indem das durch den Innenleiter (2) erwärmte Isolationsmittel (7) vom metallischen Innenleiter (2) zum metallischen Aussenleiter (3) hin strömt, und indem das vom metallischen Aussenleiter (3) gekühlte Isolationsmittel (7) vom Aussenleiter (3) zurück zum metallischen Innenleiter (2) strömt, sodass Wärme vom metallischen Innenleiter (2) zum metallischen Aussenleiter (3) und vom metallischen Aussenleiter (3) an die Umgebung übertragen wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolationsmittel (7) bei nicht Strom führendem, abgekühltem Hochspannungskabel (1) in festem Zustand ist, und dass das Isolationsmittel (7) bei Strom führendem Hochspannungskabel (1) auf Grund der Verlustwärme vorerst erwärmt wird, eine Phasenumwandlung erfährt, und während dem Betrieb des Strom führenden Hochspannungskabels (1) auf Grund der Verlustwärme in flüssigem Zustand gehalten wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass, sofern die Aussenhülle (6) auf Grund einer Beschädigung eine Austrittsstelle (6c) aufweist an welcher das flüssige Isolationsmittel (7) austreten kann, das flüssige Isolationsmittel (7) während dem Austreten aus der Aussenhülle (6) abgekühlt und dadurch verfestigt wird, sodass an der Aussenhülle (6) selbsttätig ein Pfropfen ausgebildet wird, welcher die Austrittsstelle (6c) der Aussenhülle (6) verschliesst.
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