SE506257C2

SE506257C2 - Device and method for transmitting high voltage direct current

Info

Publication number: SE506257C2
Application number: SE9302182A
Authority: SE
Inventors: Haakan Wiktorsson; Jan Svensson; Gunilla Mellgren; Anders Ullman
Original assignee: Permascand Ab
Priority date: 1993-06-23
Filing date: 1993-06-23
Publication date: 1997-11-24
Also published as: SE9302182D0; NO955277L; NO955277D0; AU7090394A; WO1995000984A1; SE9302182L; EE9400156A

Abstract

The invention relates to an electrode (1) for use as one pole when transmitting high voltage direct current in the ground and/or in water. The electrode (1) is arranged to be positioned in one borehole (10), and comprises a current lead-in means (2), and a structure (3) in conductive contact with the current lead-in (2), which structure (3) is provided with an active surface (3) of an electrochemically active coating (4). The structure (3) is preferably a pleated or corrugated structure, for achieving an enlarged active surface. The invention relates also to a process for the transmission of high voltage direct current by using a cable and a pair of electrode arrangements, whereby each arrangement consists of one or several electrodes, and whereby one electrode arrangement functions as anode and the other arrangement as cathode. The electrodes are submerged in their respective borehole, made at end points of a distance over which current is to be transmitted, down to a layer in the earth having good conductive properties, and leading the current in said layer and in the cable.

Description

506 257 2 Anledningen till att man vill gå upp i så höga spänningar som det här rör sig om, 700 kV i Sverige, i OSS upp till 2 MV, är att effekten, i det här fallet effektförlusten, kan tecknas som _ 2 Pförlust ' AR X I Resistansen kan varieras genom att välja olika typer av leda- nde material och utnyttja olika tvärsnittsareor. Strömmen är viktig som parameter eftersom den ingår som en kvadratterm. 506 257 2 The reason why you want to go up in such high voltages as this is about, 700 kV in Sweden, in OSS up to 2 MV, is that the power, in this case the power loss, can be plotted as _ 2 P loss' AR XI The resistance can be varied by choosing different types of conductive materials and using different cross-sectional areas. Current is important as a parameter because it is included as a square term.

Eftersom man alltså idag vill överföra mycket höga effekter följer av detta att man tvingas arbeta vid höga spänningar.Since today you want to transmit very high effects, it follows that you are forced to work at high voltages.

Ett sätt att komma ifrån dels de dyra kraftledningsgatorna, dels de ifrågasätta högspännings-/magnetfälten, är att lik- rikta strömmen och leda den i en kabel. I andra änden av kabeln har man en växelriktare och därefter omvandlas mat- ningsströmmen till växelström och kan distribueras ut över växelströmsnätet. En väsentlig fördel med likströmsöverföring- en är att de fasfel som kan uppkomma i växelströmsnät och som kan vara ödesdigra, helt kan undvikas. Ytterligare en fördel är att kablarna kan grävas ner i marken, varvid alla kraftfält försvinner i den svagt ledande jorden. Nackdelen med lik- strömsöverföring är att, som tidigare nämnts, kablarna är _ mycket kostsamma. Dessutom är tillverkningskapaciteten låg, dvs befintliga fabriker för kabeltillverkning klarar inte efterfrågan, i förhållande till kraven på överförda effekt- mängder. En typisk kabel av idag har en strömkapacitet på 1250 A och en driftspänning som ligger kring 500 kV.One way to get away from the expensive power line streets, as well as the questionable high-voltage / magnetic fields, is to rectify the current and lead it in a cable. At the other end of the cable you have an inverter and then the supply current is converted to alternating current and can be distributed over the alternating current network. A significant advantage of DC transmission is that the phase errors that can occur in AC networks and that can be fatal, can be completely avoided. Another advantage is that the cables can be buried in the ground, whereby all force fields disappear in the weakly conductive soil. The disadvantage of DC transmission is that, as previously mentioned, the cables are very expensive. In addition, production capacity is low, ie existing factories for cable production cannot meet demand, in relation to the requirements for transmitted power volumes. A typical cable today has a current capacity of 1250 A and an operating voltage of around 500 kV.

Som nämndes i inledningen väljer man om så medges att vid överföring av likström använda endast en kabel och använda t ex havsvatten som återledare. Detta är så gott som problem- fritt när ett vattensund står till förfogande. Särskilt bra fungerar överföringen med en anordning av den typen som be- skrivs i ovan nämnda patent. 506 257 3 På land ligger det nära till hands att man utnyttjar markens ledningsförmåga för transport av likström. Detta är inte konfliktfritt, eftersom strömmen väljer att flyta där det elektriska motståndet är som lägst. Detta innebär att vid de starka strömmar som är aktuella, ca 1000 A, kommer alla me- tallföremål i närheten att föredras som ledare, vilket leder till oanade och oönskade konsekvenser. Det ställe i en metall- konstruktion som blir anodiskt vid detta fenomen kommer att upplösas. Om metallföremålet ifråga t ex är en gasledning som löper under marknivån, uppstår mycket lätt en läcka. Sådan utläckande gas leder oundvikligen till en mycket hög risk för explosioner.As mentioned in the introduction, one chooses if it is allowed to use only one cable when transmitting direct current and use, for example, seawater as a return conductor. This is virtually problem-free when a water strait is available. The transmission works particularly well with a device of the type described in the above-mentioned patent. 506 257 3 On land, it is close at hand to use the conductivity of the ground for the transport of direct current. This is not conflict-free, as the current chooses to flow where the electrical resistance is at its lowest. This means that at the strong currents that are relevant, approx. 1000 A, all metal objects in the vicinity will be preferred as conductors, which leads to unforeseen and undesirable consequences. The place in a metal structure that becomes anodic at this phenomenon will dissolve. If the metal object in question is, for example, a gas pipeline that runs below ground level, a leak will very easily occur. Such a leaking gas inevitably leads to a very high risk of explosions.

I de flesta industriländer är det förknippat med starka re- striktioner att leda höga strömmar genom marken på ett okon- trollerat sätt. T ex i Holland har man haft många olyckor, bl a beroende på att spårvagnar och andra elektriska installa- tioner försörjts med ström som transporterats i marken. Dödso- lyckor har inträffat när hus har rasat samman pga explosioner till följd av gasläckage i ledningar som upplösts anodiskt.In most industrialized countries, it is associated with strong restrictions to conduct high currents through the ground in an uncontrolled manner. In the Netherlands, for example, there have been many accidents, partly due to trams and other electrical installations being supplied with electricity transported in the ground. Fatal accidents have occurred when houses have collapsed due to explosions due to gas leakage in pipes that were dissolved anodically.

Sammanfattning av Uppfinningen Med den föreliggande uppfinningen åstadkommes ett nytt sätt att gå till väga vid marköverförd högspänd likström.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a new way of approaching high voltage DC.

Nere i jordskorpan finns saltförekomster. I dessas närhet finns också ett mycket starkt salthaltigt vattenskikt, som har den stora fördelen att det med stor lätthet leder elektrisk ström. Om man kan hitta två sådana ställen i marken där led- ningsförmågan är god, finns en stor sannolikhet att man på ett utomordentligt effektivt och billigt sätt kan leda strömmen från den ena punkten till den andra, utan risker för läck- strömmar av det slag som nämndes ovan. Återledningen sker då- via en isolerad kabel som kan vara nedgrävd nära markytan. 506 257 4 Ett syfte med den föreliggande uppfinningen är således att åstadkomma ett förfarande för marköverförd, högspänd likström som inte medför de risker som hittills varit förknippade med sådan överföring. Detta syfte uppnås med förfarandet enligt patentkravet 12, varvid ett skikt i jordskorpan med god led- ningsförmåga utnyttjas som ledare och återledningen sker i en kabel.Down in the earth's crust there are salt deposits. In their vicinity there is also a very strong saline water layer, which has the great advantage that it conducts electric current with great ease. If you can find two such places in the ground where the conductivity is good, there is a high probability that you can lead the current from one point to the other in an extremely efficient and cheap way, without risks of leakage currents of the kind that mentioned above. The recirculation then takes place via an insulated cable that can be buried near the ground. An object of the present invention is thus to provide a method for terrestrial, high voltage direct current which does not entail the risks which have hitherto been associated with such transmission. This object is achieved with the method according to claim 12, wherein a layer in the earth's crust with good conductivity is used as conductor and the return takes place in a cable.

Ett andra syfte med uppfinningen är att åstadkomma en elektrod att användas såsom anod och/eller katod vid sådan överföring av högspänd likström. Detta uppnås med en elektrod enligt pa- tentkravet 1.A second object of the invention is to provide an electrode for use as an anode and / or cathode in such transmission of high voltage direct current. This is achieved with an electrode according to claim 1.

Särskilt föredragna utföringsformer av uppfinningen definieras i de beroende kraven.Particularly preferred embodiments of the invention are defined in the dependent claims.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare i anslutning till de bifogade ritningarna, i vilka Figur 1 schematiskt visar en elektrod enligt uppfinningen; Figur 2 är en tvärsnittsvy av den nedre de- len av en elektrodmodul enligt uppfinningen; Figur 3 visar de eker-/stjärnformade plåte- lementen; Figur 4 visar skarven mellan två elektrodmo- duler i detalj; Figur 5 visar utformningen av beläggningen och spärrskiktet; och Figur 6 visar ett tvärsnitt genom jordskor- pan med två borrhål i vilka elektroder är 506 257 5 nedsänkta och en längs markytan löpande ka- bel, med ett skikt i marken som leder ström, t ex salthaltigt vatten.The invention will now be described in more detail in connection with the accompanying drawings, in which Figure 1 schematically shows an electrode according to the invention; Figure 2 is a cross-sectional view of the lower part of an electrode module according to the invention; Figure 3 shows the spoke / star-shaped plate elements; Figure 4 shows the joint between two electrode modules in detail; Figure 5 shows the design of the coating and the barrier layer; and Figure 6 shows a cross-section through the earth's crust with two boreholes in which electrodes are immersed and a cable running along the ground surface, with a layer in the ground that conducts current, eg saline water.

Förfarandet enligt uppfinningen, som i sig kommer att beskri- vas närmare nedan, bygger pá användningen av en för ändamålet särskilt konstruerad anodenhet 1 (i kombination med en katod), med företrädesvis cirkulärt tvärsnitt och en central strömtil- ledare 2, företrädesvis av koppar (Fig. 1). Elektrodens 1 inre består i en föredragen utföringsform av ekerformigt anordnade plátelement 3 (se Fig. 3a-b), som står i ledande förbindelse med den centrala strömtilledaren 2 av koppar. Plátelementen 3, som företrädesvis är av titan, är svetsade på ett titanrör 15 i vilket kopparledaren 2 är införd. Dessa element 3 är för- sedda med en elektrokemiskt aktiv beläggning 4. Även andra strukturer med stor yta är tänkbara, det väsentliga är att man uppnår en förstorad aktiv yta.The method according to the invention, which in itself will be described in more detail below, is based on the use of an anode unit 1 specially designed for the purpose (in combination with a cathode), with preferably a circular cross-section and a central current conductor 2, preferably of copper ( Fig. 1). The interior of the electrode 1 consists in a preferred embodiment of spoke-shaped plate elements 3 (see Figs. 3a-b), which are in conductive connection with the central current conductor 2 of copper. The plate elements 3, which are preferably of titanium, are welded to a titanium tube 15 in which the copper conductor 2 is inserted. These elements 3 are provided with an electrochemically active coating 4. Other structures with a large surface area are also conceivable, the essential thing is that an enlarged active surface is achieved.

Strömtilledaren 2 och plàtelementen 3 omslutes åtminstone del- vis av en skyddsmantel 5 med företrädesvis cirkulärt tvärs- nitt, men även polygona eller kvadratiska tvärsnitt är tänk- bara (se Fig. 2). Skyddsmantelns 5 primära uppgift är att skydda de ekerfomigt utformade plàtelementen 3 då elektroden sänks ner i ett borrhàl. Mantelytan är genombruten av ett stort antal hål 6, antingen àstadkomna genom perforeringar i mantelmaterialet eller också genom att man använder sträck- metall för manteln. Hàlen 6 är till för att elektrolyt skall kunna cirkulera och för att förhindra att ett övertryck pga gasutveckling byggs upp. Den genombrutna mantelytan kan också vara försedd med en aktiv beläggning, men det finns applika- tioner där det föredras att ytan är obelagd. Gas som utvecklas vid den elektrokemiska reaktion som sker på elektroden uppsam- las i speciella uppsamlingsanordningar 8 (se Fig. 4), vilka beskrivs senare närmare i detalj, som syftar till att àstad-I komma en cirkulation i systemet. Därigenom undviks en utarm- ning av elektrolyten och förlusterna kan hållas nere. Elekt- rodmanteln 5 tillverkas i en för ändamålet lämplig ventil- 506 257 6 metall, såsom titan, zirkonium, niob, tantal eller kompositio- ner därav och den kan som nämnts vara försedd med en för ända- målet lämplig elektrokatalytisk beläggning, varvid manteln 5 bildar en aktiv del av anoden. Denna beläggning, vars tjocklek i sig inte är kritisk, kan bestå antingen av en blandoxid,_där vanligen en av basmetallens oxider blandas med en ädelmetall, företrädesvis rutenium, palladium, iridium eller platina. Det som snarare än tjockleken har betydelse, är beläggningens komposition, som beräknas utgående från det antal amperetimmar som förväntas passera elektroden under dess livslängd (30-40 år). I en speciellt föredragen utföringsform väljs en belägg- ning som uppvisar en hög hämning mot klorgasbildning.The current conductor 2 and the plate elements 3 are enclosed at least in part by a protective jacket 5 with preferably a circular cross-section, but polygonal or square cross-sections are also conceivable (see Fig. 2). The primary task of the protective jacket 5 is to protect the spoke-shaped plate elements 3 when the electrode is immersed in a borehole. The jacket surface is pierced by a large number of holes 6, either provided by perforations in the jacket material or also by using expanded metal for the jacket. The hole 6 is for electrolyte to circulate and to prevent an overpressure from building up due to gas evolution. The openwork mantle surface can also be provided with an active coating, but there are applications where it is preferred that the surface is uncoated. Gas which develops during the electrochemical reaction which takes place on the electrode is collected in special collecting devices 8 (see Fig. 4), which are described in more detail later, which aim to establish a circulation in the system. This avoids depletion of the electrolyte and the losses can be kept down. The electrode jacket 5 is manufactured in a suitable valve metal, such as titanium, zirconium, niobium, tantalum or compositions thereof, and it may, as mentioned, be provided with an electrocatalytic coating suitable for the purpose, the jacket 5 forms an active part of the anode. This coating, the thickness of which is not critical in itself, may consist of either a mixed oxide, where usually one of the oxides of the base metal is mixed with a noble metal, preferably ruthenium, palladium, iridium or platinum. What matters rather than the thickness is the composition of the coating, which is calculated on the basis of the number of ampere hours that are expected to pass the electrode during its service life (30-40 years). In a particularly preferred embodiment, a coating is selected which exhibits a high inhibition against chlorine gas formation.

Beläggningar av ovan nämnda typer är kända och det ligger inom fackmannens kompetensområde att välja en beläggning som har önskade egenskaper. Genom att välja beläggningen så att den hämmar klorgasbildning uppnås att huvuddelen av den på anoden urladdade strömmen leder till syrgasbildning. Beroende på elektrolytens art kan 1 vissa fall även icke ädelmetallhaltiga beläggningar, t ex bestående av tennoxider och/eller mangan- oxider komma ifråga.Coatings of the above-mentioned types are known and it is within the competence of the person skilled in the art to choose a coating which has the desired properties. By selecting the coating so that it inhibits chlorine gas formation, it is achieved that the main part of the current discharged on the anode leads to oxygen formation. Depending on the nature of the electrolyte, in some cases non-precious metal-containing coatings, for example consisting of tin oxides and / or manganese oxides, may also be considered.

Den i Pig. 2 visade elektroden 1 är uppbyggd av moduler 9 (se Fig. 6) och skruvas eller skarvas på annat sätt ihop vid monteringsplatsen i segment om ca 3-10 meter. En föredragen skarv visas i detalj i Fig. 5.The one in Pig. 2 is made up of modules 9 (see Fig. 6) and is otherwise screwed or spliced together at the mounting location in segments of approx. 3-10 meters. A preferred joint is shown in detail in Fig. 5.

Vid utövandet av förfarandet enligt uppfinningen borras hål 10 i jordskorpan i ändpunkterna av den sträcka över vilken ström- men skall överföras (se Fig. 6). Hålen 10 borras till ett djup där det finns saltförekomster och salthaltigt vatten 11. En elektrod monteras i ett sådant borrhål i varje ändpunkt. En isolerad kabel 12 grävs lämpligen ned i marken för att utgöra den ena ledaren, och det salthaltiga vattnet 11 utgör den _ andra ledaren. 506 257 7 I stället för att använda det i jordskorpan på stort djup befintliga salthaltiga vattnet som elektrolyt, kan man till- föra en artificiell elektrolyt till elektroden. Denna elektro- lyt tillförs då via en matarledning som löper 13 parallellt med den centrala ledaren 2. I denna matarledning 13, som kan utföras av ett metalliskt eller av ett icke metalliskt materi- al, tillförs sàledes en för ändamålet lämplig elektrolyt, t ex natriumsulfat. Följande reaktion sker i borrschaktet vid elektroden 1, 2H20 ---> 02 + 4H+ + 4e och överflödig natriumsulfatlösning avlägsnas vid borrschak- tets översida genom att man pumpar upp lösningen. I en sär- skild utföringsform kan elektroden 1 täckas med ett för ända- målet avpassat diafragma 14 med låg genomsläpplighet för elektrolyt, av t ex teflonfibrer som är tätt sammanvävda, eller av ett sintrat material såsom Goretex R. Detta diafragma påförs som en "påse" över elektroden 1 och har till funktion att hålla reaktionslösningen på plats. Ett sådant diafragma 14 kan vara fördelaktigt då det finns natriumklorid i elektroly- ten som omger elektroden 1 då den fungerar som anod, men då man helt vill undvika klorgasutveckling. Genom att tillföra natriumsulfatlösning och tillse att nivån i diafragmat 14 är högre än omgivande nivå, kan en artificiell, i huvudsak klori- djonfri miljö upprätthållas vid anoden 1, varvid den oönskade klorgasutvecklingen kan undvikas. För de fall omständigheterna tillåter att klor utvecklas förses sondanoden med ett speci- ellt gasuppsamlingsrör, som leds till en anordning ovan jord och i vilken klorgasen absorberas genom skrubbning i en enkel skrubber med utspädd natriumhydroxid (vid full drift utvecklas endast ca 1-2 kg klor/timme).In practicing the method according to the invention, holes 10 are drilled in the earth's crust at the end points of the distance over which the current is to be transmitted (see Fig. 6). The holes 10 are drilled to a depth where there are salt deposits and saline water 11. An electrode is mounted in such a borehole at each end point. An insulated cable 12 is suitably buried in the ground to form one conductor, and the saline water 11 constitutes the other conductor. 506 257 7 Instead of using the saline water in the earth's crust at great depth as an electrolyte, an artificial electrolyte can be added to the electrode. This electrolyte is then supplied via a supply line running 13 parallel to the central conductor 2. In this supply line 13, which can be made of a metallic or of a non-metallic material, an electrolyte suitable for the purpose is thus supplied, e.g. sodium sulphate . The following reaction takes place in the wellbore at the electrode 1, 2H 2 O ---> 02 + 4H + + 4e and excess sodium sulphate solution is removed at the top of the wellbore by pumping up the solution. In a particular embodiment, the electrode 1 can be covered with a purpose-built diaphragm 14 with low electrolyte permeability, of eg Teflon fibers which are tightly interwoven, or of a sintered material such as Goretex R. "over the electrode 1 and has the function of holding the reaction solution in place. Such a diaphragm 14 can be advantageous when there is sodium chloride in the electrolyte surrounding the electrode 1 as it acts as an anode, but when one wants to completely avoid chlorine gas evolution. By adding sodium sulphate solution and ensuring that the level in the diaphragm 14 is higher than the ambient level, an artificial, substantially chloride-free environment can be maintained at the anode 1, whereby the undesired chlorine gas evolution can be avoided. In cases where circumstances allow chlorine to develop, the probe anode is provided with a special gas collection pipe, which is led to a device above ground and in which the chlorine gas is absorbed by scrubbing in a simple scrubber with dilute sodium hydroxide (at full operation only about 1-2 kg of chlorine is developed /hour).

I en utföringsform arbetar man med en anodisk konstruktion och en motsvarande katodisk sådan. För den katodiska formen före- dras ett korrosionshärdigt material, vanligtvis rostfria stål, nickel eller nickellegeringar. Katoden (ej visad) som har 506 257 8 samma grundkonstruktion som anoden, är ej försedd med någon elektrokemiskt aktiv beläggning. I fall där låg korrosionsbe- lastning samt en säker katodisk polarisation kan upprätthål- las, kan i enstaka fall även vanligt mjukjärn komma ifråga som konstruktionsmaterial. Katoden måste dock vara försedd med_en extra tilledare 16 för inert gas, t ex kväve, för att man på så sätt ska kunna undvika ansamling av explosiv vätgas.In one embodiment, one works with an anodic construction and a corresponding cathodic one. For the cathodic form, a corrosion-resistant material is preferred, usually stainless steel, nickel or nickel alloys. The cathode (not shown) which has the same basic construction as the anode, is not provided with any electrochemically active coating. In cases where low corrosion loads and a safe cathodic polarization can be maintained, in individual cases ordinary soft iron can also be used as a construction material. However, the cathode must be equipped with an extra conductor 16 for inert gas, such as nitrogen, in order to avoid the accumulation of explosive hydrogen gas.

I en annan utföringsform är elektroden enligt uppfinningen reverserbar. Detta innebär alltså att den kan användas både som anod och katod. Detta kan uppnås genom att dels den aktiva ytan fördubblas eller förstoras ännu mer, t ex genom att fördubbla antalet ekrar, varvid strömtätheten sjunker. Dels kan den innefatta en elektrokatalytisk beläggning 4 som tål utsträckt drift både såväl anodiskt som katodiskt. Denna beläggning är samma som för anoddrift, men innefattar ett tillkommande spärrskikt 18 av icke stökiometrisk TiOx (se Fig. 5). Genom att lägga den elektrokemiskt aktiva beläggningen 4 ovanpå detta spärrskikt 18 av Ti0x undviks hydridbildning, speciellt vid högre temperaturer. Detta spärrskikt av icke stökiometrisk titanoxid kan påföras med hjälp av in situ oxidation, flamsprutning, plasmasprutning eller någon annan lämplig metod.In another embodiment, the electrode according to the invention is reversible. This means that it can be used both as an anode and cathode. This can be achieved by doubling or enlarging the active surface even more, for example by doubling the number of spokes, whereby the current density decreases. On the one hand, it may comprise an electrocatalytic coating 4 which can withstand extended operation both anodically and cathodically. This coating is the same as for anode operation, but includes an additional barrier layer 18 of non-stoichiometric TiOx (see Fig. 5). By laying the electrochemically active coating 4 on top of this barrier layer 18 of TiOx, hydride formation is avoided, especially at higher temperatures. This barrier layer of non-stoichiometric titanium oxide can be applied by in situ oxidation, flame spraying, plasma spraying or any other suitable method.

Detta skikt 18 utgör alltså underlag för den elektrokatalytis- ka beläggningen 4. I denna reverserbara utföringsform för- dubblar man elektrodytan som nämnts, genom ökning av antalet ekrar 3, samt genom att man vanligen bereder den yttre mante- lytan 5 med aktiv beläggning, dvs en elektrokemisk beläggning 4 av samma typ som på ekrarna. Här spelas en särskilt viktig roll av tilledaren 16 för inert gas, eftersom annars explosiv blandning av vätgas, klorgas och syrgas kan bildas. Den rever- serbara elektroden är även den försedd med tilledare 13, samt eventuellt avledare för elektrolyt placerade på olika höjd- ' punkter i borrhålet 10. 506 257 9 I ytterligare en utföringsform avsedd för större djup, för- stärks den inre kopparledaren genom invävning av höghållfast ståltråd. Likaledes kan det vid mycket höga djup vara motive- rat att legera den använda ventilmetallen med lämpliga lege- ringsämnen, i och för erhållande av större mekanisk styrka, Om man använder titan sker legeringen lämpligen med hjälp av sk beta-bildande tillsatser, t ex aluminium, vanadin, zirkonium etc, varvid en betydande förhöjning av sträckgränsen uppnås.This layer 18 thus forms the basis for the electrocatalytic coating 4. In this reversible embodiment, the electrode surface as mentioned is doubled, by increasing the number of spokes 3, and by usually preparing the outer mantle surface 5 with active coating, ie. an electrochemical coating 4 of the same type as on the spokes. Here, a particularly important role is played by the conductor 16 for inert gas, since otherwise explosive mixtures of hydrogen gas, chlorine gas and oxygen gas can be formed. The reversible electrode is also provided with a conductor 13, as well as any diverter for electrolyte located at different heights in the borehole 10. In another embodiment intended for greater depths, the inner copper conductor is reinforced by weaving in high-strength steel wire. Likewise, at very high depths it may be justified to alloy the used valve metal with suitable alloying elements, in order to obtain greater mechanical strength. , vanadium, zirconium, etc., whereby a significant increase in the yield strength is achieved.

En normal dimension på en anod.är en diameter på 70 mm och en höjd på 75-150 m. Ett sådant element kan transportera 400-600 A. Emellertid kan naturligtvis yttermåtten variera varvid diametern kan ökas upp till åtminstone 200 mm. Även om ännu större dimensioner naturligtvis är möjliga, torde de bli så otympliga att de av det skälet ej är lämpliga. Likaså kan man naturligtvis åstadkomma såväl längre som kortare elektroder.A normal dimension of an anode is a diameter of 70 mm and a height of 75-150 m. Such an element can transport 400-600 A. However, the outer dimensions can of course vary, whereby the diameter can be increased up to at least 200 mm. Although even larger dimensions are of course possible, they are likely to be so awkward that for that reason they are not suitable. Likewise, of course, longer and shorter electrodes can be provided.

Normalt bör minst tre elektroder av vardera sorten i varsitt borrhåll användas för strömöverföringen, där två tillsammans kan överföra märkströmmen. Genom detta kan man ges tillfälle att utföra servicearbete, reaktivering etc av elektroden, utan att störa driften.Normally, at least three electrodes of each type in each drill hole should be used for the current transmission, where two together can transmit the rated current. Through this, you can be given the opportunity to perform service work, reactivation, etc. of the electrode, without disturbing the operation.

För mycket stora djup bör elektroderna förses med en matarled- ning för inert gas ända ner till elektrodens botten. Eventu- ellt har man grenrör längs elektroden för att tillföra inert gas punktvis längs hela elektroden. Syftet är att åstadkomma den omblandning som eventuellt kan förhindras pga att klor som utvecklas löser sig i elektrolyten.For very large depths, the electrodes should be fitted with an inert gas supply line all the way to the bottom of the electrode. You may have manifolds along the electrode to supply inert gas point by point along the entire electrode. The purpose is to achieve the mixing that can possibly be prevented due to chlorine that develops dissolving in the electrolyte.

I spetsen på den nedersta modulen finns en konisk konstruktion 20 av titan vilken fylls med 25-50 kg bly för att möjliggöra enkel installation.At the tip of the lowest module there is a conical construction 20 of titanium which is filled with 25-50 kg of lead to enable easy installation.

Claims

1. 5Û6 257 10 PATENTKRAV

An electrode (1) for use as the one pole in the transmission of high voltage direct current in soil and / or water, which electrode (1) is designed to be placed in a borehole (10) at a depth with the presence of saline water, so that the electrode is removable, and which electrode comprises a central current conductor (2) to which electrochemically active elements (3) with a large surface are connected, characterized in that the electrode (1) is formed of a base metal, selected from titanium, zirconium, niobium, tantalum or compositions thereof; and that the elements (3) are provided with an electrochemically active coating (4) comprising metal oxides of the base metal, and a noble metal, preferably ruthenium, palladium, iridium or platinum.

The electrode according to claim 1, wherein the structure (3) is a pleated or corrugated structure, in order to provide an enlarged active surface.

The electrode according to claim 1 or 2, wherein said structure (3) at least partially encloses the current conductor means (2).

The electrode according to any one of the preceding claims, in which the structure (3) is of sheet metal and in cross-section forms a spoke and / or star configuration.

5. The electrode according to any one of claims 2-4, wherein the large surface structure is of expanded metal.

The electrode according to any one of the preceding claims, comprising a sheath (5) which at least partially encloses the current conductor (2) and the structure (3).

The electrode according to claim 6, wherein the sheath (5) is f / 506 257 pierced by holes (6).

The electrode according to any one of the preceding claims, for use as a reversible electrode, i.e. for both anodic and cathodic operation, comprising a barrier layer for preventing hydride formation when the electrode is used as a cathode, which barrier layer is arranged between the electrochemically active coating and the substrate. made.

The electrode according to claim 8, wherein the barrier layer is of non-stoichiometric titanium oxide, TiOX.

The electrode according to any one of the preceding claims, for use at greater depths, in which the current conductor (2) is reinforced by weaving in high-strength steel wire.

ll. an inert gas conductor (16).

The electrode according to any one of the preceding claims, wherein the electrode (1) is covered by a diaphragm (14) with low permeability to electrolyte.

The electrode according to any one of the preceding claims, wherein the electrode (1) is built up of modules (9).

A method of transmitting high voltage direct current using a cable and a pair of sets of electrodes according to any one of claims 1-11, wherein each set consists of one or more electrodes, and wherein one set of electrodes acts as an anode and the other set as a cathode, boreholes, taken up at the end points of a distance over which current comprising lowering the electrodes in each case, down to a layer in the earth's crust with good conductivity, and conducting the current in said layer and in the cable.

The method according to claim 14, wherein the layer in the earth's crust with good conductivity consists of saline water. The electrode according to any one of claims 8-10, which is provided with “