DE2752290A1

DE2752290A1 - Elektrisches kabel und fehlerortungsverfahren

Info

Publication number: DE2752290A1
Application number: DE19772752290
Authority: DE
Inventors: Rolf-Dieter Dipl Ing Steckel
Original assignee: Kabel und Lackdrahtfabriken GmbH
Current assignee: Suedkabel GmbH
Priority date: 1977-11-23
Filing date: 1977-11-23
Publication date: 1979-05-31
Also published as: CH636725A5; DE2752290C2; SE7812043L

Description

Die ERFINDUNG betrifft ein innengekühltes Hoch-
spannungsenergiekabel mit einem innerhalb des aus mehreren Formdrähten bestehenden Leiters angeordneten flüssigkeitsdichten Rohr, das von einer Kühlflüssigkeit, z.B. Wasser durchsetzt wird und ein um den Leiter vorgesehenes flüssigkeitsdichtes Umschließungsrohr sowie ein Verfahren zur Bestimmung des Fehlerortes.
Aus der DT-OS 23 39 102 ist ein wassergekühltes Hochspannungsenergiekabel bekannt, bei dem das Kühlmittel durch ein innerhalb des Leiters angeordnetes Rohr geführt wird. Auf diesem Rohr ist der aus mehreren Einzeldrähten bestehende Leiter angebracht, der von einem weiteren flüssigkeitsdichten Aluminiumrohr umgeben ist. Das durch eine undichte Stelle im Rohr austretende Kühlmittel gelangt durch den Leiter längs des Kabels in seine Endverschlüsse.
Bei dieser bekannten Ausführung wird zwar ein unrittelbares Eindringen des Xühlmittels in die Isolierung vermieden, jedoch eine Aussage darüber, an welchem Ort der ggf. mehrere Kilometer langen Anlage sich die schadhafte Stelle befindet, wird nicht gegeben. Weiterhin ist die bekannte Ausführung nachteilhaft, weil bei längeren, aus mehreren Teilabschnitten zusammengesetzten Kabelstrecken, die Kühlflüssigkeit auf ihrem Wege zum Endverschluß auch die einzelnen Verbindungsmuffen passieren muß. Dies erfordert einen zusätzlichen Aufwand.
Der ERFINDUNG liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Kabel der eingangs genannten Art zu schaffen, das die Nachteile der bekannten Ausführung nicht aufweist, sondern ebenfalls einfach hergestellt werden kann und bei dem außerdem der Ort einer aufgetretenen Störung in bequemer und einfacher Weise sicher feststellbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die ERFINDUNG dadurch gelöst, daß im Verband der Formdrähte über die ganze Länge des Kabels geführte Meldeleitungen angeordnet sind, und diese Meldeleitungen einen durchgehend ausgebildeten Mantel aus einem Material aufweisen, dessen elektrische Leitfähigkeit sich in Abhängigkeit vom Feuchtigkeitsgehalt ändert.
Der Mantel der Meldeleitungen besteht nach der ERFINDUNG aus einem Material, das im trockenen Zustand nur geringe elektrische Leitfähigkeit aufweist, während im feuchten Zustand sein Isolationswiderstand stark abnimmt; als Isoliermaterial kann Papier oder ein feuchtigkeitsdurchlässiger Kunststoff verwendet werden.
Nach weiteren erfindungsgemäßen Merkmalen kann als Melde leitung ein durchgehend isolierter Draht dienen oder aber vorgesehen sein, daß die Meldeleitungen von mehreren durchgehend isolierten Drähten gebildet werden, die paarweise zu separaten Systemen zusammengefaßt sind und jeweils in enge Berührungskontakt stehen.
Zur ERFINDUNG gehört auch ein Verfahren zur Fehlerortung, wonach die Ermittlung der Widerstandswerte der Systeme der Meldeleitungen durch zeitlich nacheinander ausgeführte mehrere Strom- und Spannungsmessungen sowie Quotientenbildung dieser Werte erfolgt, und aus dem Maß der bei den nacheinander vorgenommenen Ermittlungen sich ergebenden Abweichungen der Ort des Fehlers ermittelt wird.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten der ERFINDUNG werden anhand der zugehörigen Zeichnung in der nachfolgenden Beschreibung erläutert.
In der Zeichnung, die ein Kabel im Querschnitt zeigt, ist mit 1 ein flüssigkeitsdichtes Rohr bezeichnet.
Dieses glatte Rohr 1 besteht aus Aluminium, Edelstahl, Kupfer oder einem anderen geeigneten Werkstoff.
Der Innenraum des Rohres 1 bildet einen Längskanal, durch den eine Kühlflüssigkeit 2, z.B. Wasser geleitet wird. Auf der äußeren Mantelfläche des Rohres 1 ist ein Leiter aufgebracht. Der aus Kupfer oder Aluminium hergestellte Leiter besteht aus mehreren Formdrähten 3.
Die in mehreren Lagen übereinander angeordneten Formdrähte 3 können rundes, rechteckiges, trapez-, tonnen-, D-förmiges Profil oder eine sonst geeignete Form aufweisen.
Auf den äußeren Formdrähten 3 ist ein zylindrisches Umschließungsrohr 4 vorgesehen. Dieses etwa 3 bis 5 mm dicke Umschließungsrohr 4 besteht aus Aluminium oder Kupfer. Über dem Umschließungsrohr 4 folgen dann konzentrisch als weitere Aufbauelemente des Kabels eine elektrische Isolierung 5 mit Leiterglättung 5a, eine elektrische Abschirmung 6, Abstandhalter 7, ein Metallmantel 8 sowie ein Korrosionsschutz und Außenmantel 9. Diese weiteren Aufbauelemente können den einzelnen Kabeltypen entsprechend aufgebaut sein.
In dem aus Formdrähten 3 bestehenden Verband sind Meldeleitungen 10 eingebracht. Diese über die ganze Länge des Kabels mitgeführten Meldeleitungen 10 haben einen durchgehenden Mantel aus einem Material, das geringe elektrische Leitfähigkeit aufweist im trockenen Zustand, während im feuchten Zustand sein Isolationswiderstand stark abnimmt. Als Isoliermaterial für die Meldeleitungen 10 kann geeignetes Papier oder feuchtigkeitsdurchlässiger Kunststoff verwendet werden.
Die im Verband der Formdrähte 3 eingelegten Meldeleitungen 10 können aus einem einzelnen isolierten Draht oder aber aus mehreren isolierten Drähten bestehen, die dann jeweils zu einem separaten System von Meldeleitungen 10 zusammengefaßt sind. Die-jeweils zu einem separaten System von Meldeleitungen 10 zusammengefaßten isolierten Drähte haben engen Berührungskontakt, vorzugsweise sind sie miteinander verdrillt.
Wird mehr als ein separates System von Meldeleitungen 10 vorgesehen, so werden diese selbständigen Systeme von Meldeleitungen 10 im Verband der Formdrähte 3 gleichmäßig verteilt angeordnet. Bei zwei separaten Systemen wird an diametral gegenüberliegenden zwei Stellen innerhalb des Verbandes der Formdrähte 3 jeweils ein System von Meldeleitungen 10 eingebracht, während bei drei separaten Systemen die einzelnen Systeme von Meldeleitungen iO räumlich um jeweils 1200 versetzt im Verband der Formdrähte 3 angeordnet sind. Bei vier separaten Systemen haben diese einen räumlichen Abstand von jeweils 900 gegeneinander. Werden mehr als vier separate Systeme von Meldeleitungen 10 vorgesehen, so werden die einzelnen Systeme im räumlichen Abstand von jeweils 3600 zueinander angeordnet, wobei "n" die n Anzahl der Systeme der Meldeleitungen 10 ist.
Die Meldeleitungen 10 werden bei der Montage der erforderlichen Kabelverbindungsstellen mit den entsprechenden Meldeleitungen 10 in der jeweils benachbarten Kabellänge galvanisch durchverbunden.
Auf diese Weise entstehen Systeme von Meldeleitungen 10, die jeweils vom Anfang bis zum Ende des verlegten Kabels reichen. Die Anfänge und Enden der Systeme werden getrennt aus dem Kabel aus den Endverschlüssen herausgeführt.
Zur Ermittlung der Widerstandswerte der Meldeleitungen 10 werden in den separaten Systemen in gewissen Zeitabständen mehrere Strom- und Spannungsmessungen ausgeführt, und durch Quotlentenbildung die Widerstandswerte ermittelt. Bei den in zeitlichen Abständen durchgeführten Ermittlungen sich ergebende Abweichungen der Widerstandswerte in einem und/oder mehreren Systemen der Meldeleitungen 10 zeigen an, daß in den Verband der Formdrähte 3 zwischenzeitlich Kühlflüssigkeit 2, z.B.
Wasser eingedrungen und im zugehörigen Bereich der Isolationswiderstand der Meldeleitungen 10 zusammengebrochen ist. Die Ortung dieser Fehlerstelle innerhalb des verlegten Kabels erfolgt z.B. nach dem bekannten Widerstandsschleifenmeßverfahren.
Hierbei werden die Widerstände in üblicher Weise von beiden Seiten bis zur Fehlerstelle ermittelt und aus diesen Werten der Fehlerort berechnet.
Bei einem Kabel mit Kunststoffisolierung, z.B.
Polyäthylen oder vernetztem Polyäthylen kann das Umschließungsrohr 4 entfallen. Anstelle der Abstandshalter 7 und des Metallmantels 8 wird vorzugsweise ein Schirm aus Kupferdrähten oder Kupferbändern eingesetzt.

Claims

ELEKTRISCHES KABEL UND FEHLERORTUNGSVERFAHREN PATENTANSPRUCHE O Innengekuhltes Hochspannungsenergiekabel mit einem innerhalb des aus mehreren Formdrähten bestehenden Leiters angeordneten flUssigkeitsdichten Rohr, das von einer Kühlflüssigkeit, z.B. Wasser durchsetzt wird und ein um den Leiter vorgesehenes flüssigkeitsdichtes Umschließungsrohr, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß im Verband der Formdrähte (3) über die ganze Länge des Kabels geführte Meldeleitungen (10) angeordnet sind, und diese Meldeleitungen (10) einen durchgehend ausgebildeten Mantel aus einem Material aufweisen, dessen elektrische Leitfähigkeit sich in Abhängigkeit vom Feuchtigkeitsgehalt ändert.
2. Innengekühltes Hochspannungsenergiekabel 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 das Material des Mantels der Meldeleitungen (10) iIn trockenen Zustand nur geringe elektrische Leitfähigkeit aufweist, während im feuchten Zustand sein Isolationswiderstand stark abnimmt.
3. Innengekühltes Hochspannungsenergiekabel nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Meldeleitungen (10) mit Papier isoliert sind.
4. Innengekühltes Hochspannungsenergiekabel nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Meldeleitungen (10) mit einem feuchtigkeitsdurchlässigem Kunststoff isoliert sind.
5. Innengekühltes Hochspannungsenergiekabel nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als Meldeleitungen (10) ein durchgehend isolierter Draht vorgesehen ist.
6. Innengekühltes Hochspannungsenergiekabel nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Meldeleitungen (10) von mehreren durchgehend isolierten Drähten gebildet werden, die paarweise zusammengefaßt sind.
7. Innengekühltes Hochspannungsenergiekabel nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die paarweise zu jeweils einem System zusammengefaßten Meldeleitungen (10) in engem Berührungskontakt stehen.
8. Innengekühltes Hochspannungsenergiekabel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß im Verband der Formdrähte (3) ein oder mehrere separate Systeme von Meldeleitungen (10) angeordnet sind.
9. Innengekühltes Hochspannungsenergiekabel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d a dur c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die separaten Systeme der Meldeleitungen (10) 3600 im Verband mit einem räumlichen Abstand von n im Verband der Formdrähte (3) angeordnet sind, wobei "n" die Anzahl der Systeme der Meldeleitungen (10) ist.
10. Verfahren zur Bestimmung des Fehlerortes bei einem Kabel nach den Ansprüchen 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Ermittlung der Widerstandswerte der Systeme der Meldeleitungen (10) durch zeitlich nacheinander ausgeführte mehrere Strom- und Spannungsmessungen sowie Quotientenbildung dieser Werte erfolgt, und aus dem Maß der bei den nacheinander vorgenommenen Ermittlungen sich ergebenden Abweichungen der Ort des Fehlers ermittelt wird.