DE2402851A1

DE2402851A1 - Wassergekuehltes hochspannungs-energiekabel

Info

Publication number: DE2402851A1
Application number: DE2402851A
Authority: DE
Inventors: Horst-Wolfgang Dip Spechtmeyer
Original assignee: Felten and Guilleaume Kabelwerke GmbH
Current assignee: Felten and Guilleaume Kabelwerke GmbH
Priority date: 1974-01-22
Filing date: 1974-01-22
Publication date: 1975-07-24

Description

Wassergekühltes Hochspannungs-Energiekabel Zusatz zu Patent P 23 17 013.C Die Erfindung bezieht sich auf ein wassergekühltes Hochspannungs-Energiekabel bestehend aus einem elektrischen Leiter mit abgesperrtem, das Kühlmittel führenden Hohlkanal, einer den Leiter umgebenden elektrischen Isolierung und einem äuBeren Kabelmantel, bei dem der Durchmesser des Hohlkanals des aus Aluminium bestehenden Leiters mindestens 60 mm, insbesondere gleich oder größer 70 mm> ist und seine Wandstärke 15 mm und der Leiterquerschn,tt wenigstens 3.200 rnm2 betragen, nach Patentanmeldung P 23 17 013.0.
Das Hochspannungs-Energiekabel gemäß der Hauptanmeldung ist für einen Energieübertragungsbereich bis zu 2 GVA geeignet. Um jedoch auch in einen Leistungsbereich bis ca. 30 GVA vordringen zu können, ohne daß von dem Prinzip des wassergekühlten Kabels abgegangen werden muß, hat es sich gezeigt, daß dies mit Hochspannungs-Energiekabeln nicht mehr wirtschaftlich vertretbar möglich ist, deren elektrische Isolierung entweder eine Öl-Papier-Isolierung oder eine Kunststoffisolierung ist.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einem Kabel der eingangs beschriebenen Art, ein Hochspannungs-Energiekabel zu schaffen, das einen breiten Leistungsbereicn übertragen kann und dessen Herstellungs- und Betriebskosten für den gesamten Leistungsbereich gleichmäßig niedrig sind. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die elektrische Isolierung aus Schwefelhexafluorid-Gas und der Kabelmantel aus legiertem Aluminium bestehen. In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kabels sind zwischen dem elektrischen Leiter und dem Kabelmantel Epoxydharzstützer angeordnet und der Kabelmantel ist mit einer Korrosionsschutzschicht versehen. Der Leiter-Innen- und -Außerdurchmesser sowie die übrigen Kabel abmessungen sind derart optimiert, daß bei minimalem Materialaufwand maximale Leistungen übertragen werden können. Weiterhin ist das Kabel so ausgelegt, daß das durch den Innenlester fließende Wasser wahlweise in Abständen von 5, 10 und 15 km umgepumpt und in Kühl stationen abgekühlt werden kann. Die-kleinstmögliche Kühlstrecke kann auch weniger als 5 km betragen. Es sollen aber stets Kühlkreisläufe von mehreren vielfachen dieser Länge möglich sein. Auch wenn für die zu übertragende Leistung ein schwefelhexafluoridisoliertes Hochspannungskabel ohne Wasserkühlung ausreichen würde, ist es sinnvoll, stets eine innere Wasserkühlung mit variabler Kühlstreckenlänge vorzusehen, um die Möglichkeit zu haben, durch Kühlung in immer kiirzeren Teilstrecken die Übertragungsleistung steigern zu können. Damit könnte auch bei Ausfall derKühlung eine - wenn auch kleinere Leistung übertragen werden. So ergibt sich beispielsweise bei einer Nennspannung von 500 kV ohne innerer Wasserkühlung eine Ubertragungsleistung von 3 GVA und mit innerer Wasserkühlung bei einer-Länge der Kühlteilstrecken von 15 km eine Übertragungsleistung von 12,3 GVA, bei einer Länge der Kühlteilstrecken von 10 km eine Leistung von 16,6 GVA und bei einer Länge der Kühlteilstrecke von 5 km eine Ubertragungsleistung von ca. 28 GVA.
Mit dem erfindungsgemäßen Kabel ist es also möglich, bei einer Festnennspannung von beispielsweise 500 kV und festen geometrischen Abmessungen einen breiten Leistungsbereich von 3 GVA zu übertragen, ohne immer wieder neue Kabel verlegen zu müssen. Das erfindungsgemäße Kabel verbindet damit einen breiten Leistungsbereich mit minimalen Herstellungs- -und Betriebskosten. Anhand des in der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert.
Ein erfindungsgemäßes Hochspannungs-Energiekabel mit innerer Wasserkühlung besteht aus einem elektrischen rohrförmigen Leiter 1, der im dargestellten Beispiel aus einem Aluminiumrohr besteht, dessen Innendurchmesser zweckmäßigerweise 70 mm beträgt und dessen Wandstärke 15 mm und dessen Leiterquerschnitt wenigstens 3.200 mm2 betragen. Als Kabelmantel 2 dient ein aus legiertem Aluminium bestehendes Rohr, dessen Außendurchmesser bei einem Nennspannungsbereich von 300 - 500 kV zwischen 450 und 750 mm variiert. Die Differenz zwischen dem Außendurchmesser und dem Innendurchmesser des Kabelmantels 2 entspricht der bei dem gewählten Gasdruck des im Innenraum zwischen dem Leiter 1' und dem Kabelmantel 2 eingefüllten Schwefelhexafluorid von etwa 3 bar notwendigen Festigkeit der auf maximal 600 C erwärmten Aluminium-Legierung. Zwischen dem Kabelmantel 2 und dem elektrischen Leiter 1 befinden sich Stütze 3 beispielsweise aus Epoxydharz, durch die der elektrische Leiter Im Kabelmantel in seiner Lage fixiert wird.
Der Kabelmantel 2 ist mit einer äußeren z.B. 4 mm dicken Korrosionsschutzschicht 4versehen.-Das erfindungsgemäße Kabel kann sich beispielsweise aus 12 m langen Einzel stücken zusammensetzen, die in der Fabrik komplett mit dem Leiter 1, den Epoxydharzstützern 55 und dem Mantel 2 montiert werden und am Verlegungsort über Verbindungsstücke beispielsweise aus Aluminium-Wellrohr zusammengeschweißt werden. Durch das Leiterrohr wird das Kabel mit Wasser gefüllt. In äquidistanten Abständen befinden sich Kühlstationen.
In den einzelnen Kühlteilstrecken wird das Wasser in einem Kreislauf gepumpt, wobei bei Vieraderverlegung das Wasser durch zwei Adern hin - und durch die beiden anderen zurück - gepumpt wird oder eine zusätzliche Rüdkleitung vorgesehen ist. Das Kabel wird in der Erde verlegt, und zwar etwa in 1,2 m Tiefe (Abstand Kabelmittelpunkt zur Erdoberfläche) und die Phasenabstände sind so gewählt, daß auch beim Abschalten der Wasserkühlung noch eine verhältnismäßig hohe Leistung übertragen werden kann, ohne daß der Erdboden austrocknet.

Claims

Ansprüche

l.)Wassergekühltes Hochspannungs-Energiekabel, bestehend aus einem elektrischen Leiter mit abgesperrtem, das Kühlmittel führenden Hohlkanal, einer den Leiter umgebenden elektrischen Isolierung und einem äußeren Kabelmantel, bei dem der Durch messer des Hohlkanals des aus Aluminium bestehenden Leiters mindestens 60 mm, insbesondere gleich oder größer 70 mm, ist und seine Wandstärke 15 mm und der Leiterquerschnitt wenigstens 3.200 mm² betragen, nach Patentanmeldung P 23 17 013.0, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die elektrische Isolierung aus Schwefelhexafluorid und der Kabelmantel (2) aus legiertem Aluminium bestehen.
2. Wassergekühltes Hochspannungs-Energiekabel nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen dem elektrischen Leiter (1) und dem Kabelmantel (2) Epoxydharzstützer (3) angeordnet sind und der Kabelmantel (2) mit einer Korrosicnsschutzschicht (4) versehen ist.

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