DE19520825B4

DE19520825B4 - High voltage cable system with crossed cable sheaths

Info

Publication number: DE19520825B4
Application number: DE19520825A
Authority: DE
Inventors: Lothar Dipl.-Ing. Goehlich
Original assignee: Pirelli Cavi e Sistemi SpA
Current assignee: Prysmian Cavi e Sistemi Energia SRL
Priority date: 1995-05-30
Filing date: 1995-05-30
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2015-05-31
Also published as: DE19520825A1

Abstract

Hochspannungskabelanlage mit ausgekreuzten Kabelmänteln, bei der die Kabelmäntel am Anfang und am Ende jedes Auskreuzungsabschnittes direkt geerdet sind und bei der an den Erdverbindungen am Anfang des ersten Kreuzungsabschnittes ein Messzugang (MZ) für eine über einen fernsteuerbaren Schalter (SR) schaltbare Gleichspannungsprüfung des Korrosionsschutzes der metallenen Kabelmäntel vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß am Anfang der Kabelstrecke zwischen den Meßzugängen (MZ) und der Erde (E) in die Erdverbindung (V) jedes Kabelmantels und in die Erdverbindung jedes Kabelmantels am Ende jedes Auskreuzungsabschnittes der fernsteuerbare Schalter (SR) mit einem elektrisch parallel dazu angeordneten Überspannungsableiter (R) integriert ist,
daß die Schalter (SR) und Überspannungsableiter (R) jeweils in einem wasserdicht gekapselten Gehäuse (G) angeordnet sind,
und daß parallel zur Kabelstrecke ein Steuerkabel (SK) angeordnet ist, dessen Steueradern mit Steuerungseinrichtungen (ST) der Schalter (SR) verbunden sind.High-voltage cable system with crimped cable sheaths, where the cable sheaths at the beginning and end of each outcrossing section are grounded directly and at the ground connections at the beginning of the first intersection section a measuring access (MZ) for a direct-voltage switch (SR) switchable DC voltage test of the corrosion protection of the metal Cable sheaths is provided,
characterized,
that at the beginning of the cable route between the Meßzugängen (MZ) and the earth (E) in the ground connection (V) of each cable sheath and in the ground connection of each cable sheath at the end of each Auskreuzungsabschnittes the remotely controllable switch (SR) with an electrical parallel arranged surge arrester (R ) is integrated,
the switches (SR) and surge arresters (R) are each arranged in a housing (G) sealed in a watertight manner,
and that a control cable (SK) is arranged parallel to the cable route, whose control wires are connected to control devices (ST) of the switch (SR).

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Energieverteilung und ist bei der Ausgestaltung einer Hochspannungskabelanlage anzuwenden, deren Kabelmäntel ausgekreuzt sind und bei der am Anfang des ersten Kreuzungsabschnittes an den Erdverbindungen er Kabelmäntel zum Zwecke der Überprüfung des Korrosionsschutzes der Kabelmäntel ein Meßzugang zu den Kabelmänteln vorgesehen ist.The Invention is in the field of energy distribution and is at to apply the design of a high voltage cable system, the cable sheaths ausgekreuzt are and at the beginning of the first intersection to the Earth connections he cable sheaths for the purpose of reviewing the Corrosion protection of cable sheaths a measuring access to the cable sheaths is provided.

Die aus Metall bestehenden Mäntel der drei Kabeladern einer Hochspannungskabelanlage sind üblicherweise mit einem Korrosionsschutz versehen, bei dem es sich um eine elektrisch gut isolierende Umhüllung aus Bitumen und Kunststoffschichten handelt ( DE 23 20 282 A ). Es ist üblich, die Unversehrtheit dieses Korrosionsschutzes in größeren zeitlichen Abständen durch Anlegen einer Gleichspannung an die nicht geerdeten Kabelmäntel und Messung des fließenden Gleichstromes zu überprüfen. Zur Durchführung dieser Messung sind Eingriffe in die Kabelanlage erforderlich, insbesondere ein Freischalten der geerdeten Kabelmäntel. Da die Kabelmäntel von Hochspannungskabelanlagen in der Regel ausgekreuzt sind, müssen die Erdverbindungen am Anfang bzw. am Ende jedes Kreuzungsabschnittes gelöst werden. Dies erfordert einen erheblichen organisatorischen und personellen Aufwand. Sofern innerhalb der Auskreuzungsabschnitte der Kabelanlage an den einzelnen, als Trennmuffen ausgeführten Auskreuzungsstellen überspannungsableiter angeordnet sind, kann es erforderlich sein, auch deren Erdverbindung zu lösen (Aufsatz "Einleiterkabel mit ausgekreuzten Mänteln" in "Elektrizitätswirtschaft", 1971, Seiten 753 bis 761).The metal sheaths of the three cable cores of a high-voltage cable system are usually provided with a corrosion protection, which is an electrically good insulating covering of bitumen and plastic layers ( DE 23 20 282 A ). It is customary to check the integrity of this corrosion protection at longer intervals by applying a DC voltage to the ungrounded cable sheaths and measuring the flowing DC current. To carry out this measurement interventions in the cable system are required, in particular a disconnection of grounded cable sheaths. Since the cable sheaths of high-voltage cable systems are usually crossed out, the earth connections must be loosened at the beginning or at the end of each crossing section. This requires a considerable organizational and personnel expenditure. If surge arresters are arranged within the outcrossing sections of the cable system at the individual outcrossing points designed as separating sleeves, it may also be necessary to release their earth connection as well (essay "Single-core cable with crimped coats" in "Elektrizitätswirtschaft", 1971, pages 753 to 761).

Zur Überwachung des Korrosionsschutzes und der als Überspannungsableiter ausgeführten Muffen-Schutzwiderstände von ausgekreuzten Hochleistungskabeln ist bereits eine Schaltungsanordnung bekannt, die es erlaubt, entweder kontinuierlich oder zumindest in kürzeren Abständen die erforderlichen Messungen von der Kopfstation aus vorzunehmen. Hierzu werden die Prüfgleichspannungen leitungsgebunden von der Kopfstation aus an die einzelnen Kabelunterabschnitte der ausgekreuzten Kabel gelegt, um die Kennlinien der spannungsabhängigen Muffen-Schutzwiderstände und den Durchgangswiderstand der äußeren Kabelschutzmäntel von der Kopfstation aus messen zu können. Dabei sind am Anfang der Meßstrecke und im Bereich jeder Auskreuzungsstelle innerhalb eines Auskreuzungsabschnittes elektrische Schalter vorgesehen, mit denen die Erdverbindungen gelöst werden können (Aufsatz "Meßschaltung zur Überwachung des Korrosionsschutzes ..." in "Elektrizitätswirtschaft", 1988, Seiten 527 bis 529). Dieses Meßkonzept hat sich aber für die Praxis als nicht brauchbar erwiesen.For monitoring the corrosion protection and designed as surge arrester sleeve protective resistors of Crossed high performance cables is already a circuit arrangement known that allows it, either continuously or at least in shorter intervals make the necessary measurements from the headend. For this purpose, the test DC voltages are conducted from the head station to the individual cable subsections of crossed cables to the characteristics of the voltage-dependent sleeve protective resistors and the volume resistance of the outer cable protection coats of to be able to measure the head station. Here are the beginning of the test section and in the region of each outcrossing point within an outcrossing section electrical switch provided with which the earth connections are released can (essay "measuring circuit for monitoring of corrosion protection ... "in" Electricity Industry ", 1988, pages 527 to 529). This measurement concept but has for the practice proved to be unusable.

Ausgehend von einer Hochspannungskabelanlage m t den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 ( DE 41 02 694 A1 ) legt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Hochspannungskabelanlage so auszugestalten, daß sich die bisher übliche Überprüfung des Korrosionsschutzes rationeller durchführen läßt.Starting from a high voltage cable system mt the features of the preamble of claim 1 ( DE 41 02 694 A1 ), the invention has the object, the high-voltage cable system in such a way that it is possible to carry out the previously usual review of corrosion protection rational.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelößt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben nicht aus dem Unteranspruch.These Task is solved by a device according to claim 1. advantageous Embodiments do not result from the dependent claim.

Dabei ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß am Anfang der Kabelstrecke zwischen den Meßzugängen und der Erde in die Erdverbindung jedes Kabelmantels und in die Erdverbindung jedes Kabelmantels am Ende jedes Auskreuzungsabschnittes ein fernsteuerbarer Schalter mit einem elektrisch parallel dazu angeordneten Überspannungsableiter integriert ist, daß die Schalter und Überspannungsableiter jeweils in einem wasserdicht gekapselten Gehäuse angeordnet sind und daß parallel zur Kabelstrecke ein Steuerkabel angeordnet ist, dessen Steueradern mit den Steuerungs einrichtungen der Schalter verbunden sind. Im Interesse eines möglichst kompakten Aufbaus dieser Schalteinrichtung sollten die fernsteuerbaren Schalter aus Halbleiterbauelementen aufgebaut sein.there is according to the invention provided that am Beginning of the cable route between the measuring inputs and the earth in the earth connection each cable sheath and in the earth connection of each cable sheath at End of each Auskreuzungsabschnittes a remotely controllable switch integrated with an electrically parallel arranged surge arrester is that the Switches and surge arresters are each arranged in a waterproof encapsulated housing and that in parallel to the cable route a control cable is arranged, the control wires with the control devices of the switches are connected. in the Interest of a compact as possible Construction of this switching device should be the remotely controllable switch be constructed of semiconductor devices.

Eine gemäß der Erfindung vorgesehene Ausgestaltung der Hochspannungskabelanlage schafft die Möglichkeit, die bisher übliche Korrosionsschutzmessung ohne besondere vorbereitende Arbeiten durchzuführen. Mit Hilfe der fernsteuerbaren Schalter kann die Kabelanlage auf ihrer ganzen Länge oder in aufeinanderfolgenden, an die einzelnen Auskreuzungsabschnitte angepaßten Schritten von der Erdverbindung getrennt werden, so daß die Kabelmäntel von dem einen Ende der Kabelanlage her mit einer Gleichspannung beaufschlagt werden können. Dabei ist darauf zu achten, daß die Prüfgleichspannung etwa 50 bis max. 80 % der Nennanspruchsspannung der parallel zu den Schaltern angeordneten Überspannungsableiter beträgt, um ein Ansprechen der Überspannungsableiter zu verhindern. Bei einer Nennansprechspannung von ca. 4,5 bis 5 kV kann daher die Prüfgleichspannung 2 bis 4 kV betragen. – Bei der Durchführung der Gleichspannungsprüfung ist zu berücksichtigen, daß infolge der Parallelschaltung der Überspannungsableiter zu den Erdungsschaltern der am einwandfreien Kabel meßbare Ableitstrom größer ist als der Strom der dem Isolationswiderstand des Kabels entspricht. Mit steigender Meßspannung erfolgt daher auch eine entsprechende Zunahme des Ableitstromes. Bei fehlerhaftem Korrosionsschutz oder auch bei einem fehlerhaften Überspannungsableiter ist jedoch der Verlauf der Stromzunahme bei Spannungssteigerung wesentlich anders, da ein Fehler nahezu als Kurzschluß wirkt und hierbei oberhalb eines Schwellwertes der Fehlerstrom wesentlich vom Innenwiderstand des Prüfgerätes bestimmt wird.An embodiment of the high-voltage cable system provided according to the invention makes it possible to carry out the usual corrosion protection measurement without special preparatory work. With the aid of the remotely controllable switches, the cable system can be separated from the earth connection over its entire length or in successive steps adapted to the individual outcrossing sections, so that the cable sheaths can be supplied with a DC voltage from the one end of the cable system. It is important to ensure that the test DC voltage about 50 to max. 80% of the rated voltage of the parallel arranged parallel to the surge arrester is to prevent a response of the surge arrester. With a nominal contact voltage of approx. 4.5 to 5 kV, therefore, the test DC voltage can be 2 to 4 kV. - When carrying out the DC voltage test, it must be borne in mind that as a result of the parallel connection of the surge arresters to the earthing switches, the leakage current which can be measured on the faultless cable is greater than the current which corresponds to the insulation resistance of the cable. With increasing measuring voltage therefore also takes place a corresponding increase in the leakage current. In the case of faulty corrosion protection or even in the event of a fault However surge arresters the course of the current increase is significantly different when increasing the voltage, since an error almost acts as a short circuit and this is above a threshold value of the fault current significantly determined by the internal resistance of the tester.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den 1 und 2 schematisch dargestellt. Dabei zeigtAn embodiment of the invention is in the 1 and 2 shown schematically. It shows

1 den Anfang einer aus drei Adern aufgebauten Kabelanlage mit ausgekreuzten Kabelmänteln und 1 the beginning of a cable system made up of three wires with crossed cable sheaths and

2 den Anfang der Kabelstrecke mit in die Erdverbindungen der Kabelmäntel integrierten Schaltern. 2 the beginning of the cable route with switches integrated in the earth connections of the cable sheaths.

1 zeigt eine Kabelanlage mit im Zuge der drei einzelnen Kabeladern R,S und T angeordneten Auskreuzungsmuffen M zum Auskreuzen der Kabelmäntel über Kurzschlußverbindungen K. Jeweils ein Auskreuzungsabschnitt A besteht aus drei Unterabschnitten a. Am Anfang und Ende jedes Auskreuzungsabschnittes A sind die Kabelmäntel gegen Erde E geschaltet. 1 shows a cable system with arranged in the course of the three individual cable wires R, S and T Auskreuzungsmuffen M for crossing the cable sheaths on short-circuit connections K. In each case a Auskreuzungsabschnitt A consists of three subsections a. At the beginning and end of each outcrossing section A, the cable sheaths are connected to ground E.

Gemäß 2 sind am Anfang des ersten Auskreuzungsabschnittes A in die Erdverbindung V des Kabelmantels jeder Kabelader ein Schalter SR mit einem elektrisch parallel angeordneten Ableitwiderstand R eingeschleift. Die Schalter SR und die Ableitwiderstände R sind zusammen mit einer Steuereinrichtung ST zum Ein/Ausschalten der Schalter SR in einem gemeinsamen Gehäuse G angeordnet, das wasserdicht gekapselt ist. Die Steuereinrichtung ST ist an ein Steuerkabel SK angeschlossen, das parallel zur Kabelstrecke verlegt ist und auf das von der Kopfstation der Kabelanlage aus Steuerimpulse SI gegeben werden können. – Am Ende jedes Auskreuzungsabschnittes sind in gleicher Weise Schalter, Steuereinrichtung und Ableitwiderstände in einem gekapselten Gehäuse angeordnet.According to 2 At the beginning of the first outcrossing section A in the ground connection V of the cable sheath of each cable core, a switch SR with an electrically parallel Ableitwiderstand R looped. The switches SR and the bleeder resistors R are arranged together with a control device ST for switching on / off the switch SR in a common housing G, which is encapsulated waterproof. The control device ST is connected to a control cable SK, which is laid parallel to the cable route and can be given to the head of the cable system from control pulses SI. - At the end of each Auskreuzungsabschnittes switch, control device and Ableitwiderstände are arranged in a sealed housing in the same way.

Zur Durchführung einer Gleichstrommessung ist weiterhin an die Erdverbindung jedes Kabelmantels im Bereich zwischen dem Gehäuse G und der einzelnen Kabelader ein Meßzugang MZ geschaffen, an den das Gleichspannungsprüfgerät angeschlossen wird.to execution A DC meter is still connected to the ground connection every Cable sheath in the area between the housing G and the individual cable core a measuring access MZ created to which the Gleichspannungsprüfgerät is connected.

Die in dem Gehäuse G angeordneten Schalter SR können mechanisch aufgebaut sein, im Sinne einer möglichst kleinen Bauform kommen jedoch vorzugsweise Halbleiterbauelemente wie Thyristoren zur Anwendung. – Die parallel zu den Schaltern angeordneten Überspannungsableiter R gewährleisten einerseits einen Schutz der Schalter SR vor schädigenden Überspannungen und garantieren andererseits im Störfall unter allen Betriebsbedingungen eine Erdverbindung der Kabelmäntel auch am Anfang der Kabelstrecke.The in the case G arranged switch SR can be mechanically constructed, come in the sense of the smallest possible design however, preferably semiconductor devices such as thyristors are used. - The parallel arranged to the switches surge arrester R on the one hand guarantee a protection of the switch SR against damaging overvoltages and guarantee on the other hand, in case of accident Under all operating conditions, an earth connection of cable sheaths too at the beginning of the cable route.

Bei einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Hochspannungskabelanlage kann wie bisher die Kabelstrecke als Ganzes oder in Teilabschnitten, die allerdings nicht kleiner als die Länge eines Auskreuzungsabschnittes sind, überprüft werden. Der hierzu erforderliche Aufwand an Schaltern und Überspannungsableitern entspricht sehr gut den praktischen Bedürfnissen, da die Störanfälligkeit von Überspannungsableitern und Kabelmänteln sehr klein ist und zudem evtl. auftretende Korrosionsvorgänge sehr langsam ablaufen, so daß eine Überprüfung der Kabelanlage im Abstand von mehreren Monaten ausreichend ist. Bei Feststellung eines Fehlers muß wie bisher der Fehlerort mit herkömmlichen Meßmethoden geortet werden.at one according to the invention Trained high-voltage cable system, as before, the cable route as a whole or in sections, but not smaller as the length a Auskreuzungsabschnittes are checked. The required for this Expenditure of switches and surge arresters corresponds very well to practical needs, since the susceptibility of surge arresters and cable jackets is very small and also possibly occurring corrosion processes very slowly expire, so that a review of the Cable system at intervals of several months is sufficient. at Finding an error must be as before the fault location with conventional measurement methods be located.

Claims

High-voltage cable system with crimped cable sheaths, where the cable sheaths at the beginning and end of each outcrossing section are grounded directly and at the ground connections at the beginning of the first intersection section a measuring access (MZ) for a direct-voltage switch (SR) switchable DC voltage test of the corrosion protection of the metal Cable sheaths is provided, characterized in that at the beginning of the cable route between the Meßzugängen (MZ) and the earth (E) in the ground connection (V) of each cable sheath and in the ground connection of each cable sheath at the end of each Auskreuzungsabschnittes the remotely controllable switch (SR) with a is electrically parallel arranged surge arrester (R) is integrated, that the switches (SR) and surge arresters (R) are each arranged in a watertight encapsulated housing (G), and that a control cable (SK) is arranged parallel to the cable route, the control wires with Steuerungseinricht (ST) of the switch (SR) are connected.

High voltage cable system according to claim 1, characterized characterized in that remotely controllable switch (SR) are constructed of semiconductor devices.