DE2731560A1

DE2731560A1 - Gasisolierte elektrische energieuebertragungsleitung

Info

Publication number: DE2731560A1
Application number: DE19772731560
Authority: DE
Inventors: Jan Dr Ing Artbauer
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1977-07-13
Filing date: 1977-07-13
Publication date: 1979-01-25

Description

Gasisolierte elektrische Energieübertragungsleitung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine eiktrische Energieübertragungsleitung, insbesondere für höhere und höchste Spannungen, aus einem äußeren metallischen Mantel, in dem der oder die elektrischen Leiter mittels Abstandshalter in ihrer räumlichen Zuordnung festgelegt sind.
Bekannt sind gasi soli erte Energieübertragungsleitungen (Kabel), die z. B. aus einem als Leiterseil oder Rohr aufgebauten Innenleiter bestehen, der mittels scheibenförmiger, trichterförmiger oder als Stützisolatoren ausgeführter Abstandshalter in einem äußeren metallischen Mantelrohr verhältnismäßig kurzer Länge zentrisch angeordnet ist. Als Isoliermaterial zwischen Innenleiter und Mantelrohr ist ein Gas, z. B. SF6 (Schwefelhexafluorid) vorgesehen, das sich für derartige Zwecke inzwischen durchgesetzt hat.
Eine starre Ausführung, bei der die Leitung aus kurzen Teilstücken (Rohren) von 10 - 12 m Länge zusammengesetzt ist, hat den Nachteil, daß Leiter und Mantelrohr an vielen Stellen verbunden werden müssen, wenn eine solche Leitungslänge verlegt werden soll. Dabei ergeben sich zusätzliche Schwierigkeiten dann, wenn der Verlauf der Leitung nicht geradlinig sein kann, sondern die Trasse zur Anpassung an vorhandene Gegebenheiten in Kurven oder Krümmungen verlegt werden muß.
Besondere Vorkehrungen sind darüber hinaus notwendig, um die bei Betriebserwärmung im Leiter und xXlantel entstehenden thermomechanischen Kräfte aufzufangen.
Bekannt ist es weiterhin (DOS 2 233 217 - 1 1204), das Mantelrohr eines gasisolierten Hochspannungskabels aus einem längseinlaufend zum Rohr geformten, an den Kanten verschweißten und anschließend gewellten metallband herzustellen und den Leiter an den Enden über einen Isolator gas- und druckdicht abzuschließen. Eine solche Länge kann, wie bei Nachrichten- oder Starkstromkabel üblich, auf vorhandene Trommeln aufgewickelt und verlegt werden. Nachteilig bei solch einer flexiblen Ausführung ist, daß mit dem für höhere Spannungen notwendigerweise wachsenden Durchmesser das Aufwickeln auf Trommeln und das Transportieren immer schwieriger und durch die einzuhaltenden Abmessungen mit Rücksicht auf Straßen, Brücken und Bahnen schließlich unmöglich wird. Dadurch ist aber der Spannungsbereich, in dem solche Kabel eingesetzt werden können, eingeschränkt.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine gasisolierte Energieübertragungsleitung zu schaffen, deren Leiter nicht in kurzen Abständen von ca. 10 - 12 m verbunden werden muß. Der Durchmesser und damit die Übertragungsspannung soll andererseits aber auch nicht durch die Forderung nach Trommelbarkeit auf transportierbaren Trommeln wie bei flexiblen gasisolierten Kabeln begrenzt sein.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Wiantel auf eine zu transportierende Länge im Innern ein oder mehrere durch Abstandshalter zentrisch gehaltene Rohre enthält und daß zwei oder mehrere solcher transportierbaren Längen nach der Verlegung zu einer Leitung verbindbar sind, in die dann der oder die Leiter einziehbar sind, deren Länge wesentlich größer als die Längen der einzelnen i'lantelstücke ist. Das innere Rohr oder die inneren Rohrt bei einer dreiphasigen Ausführung haben primär keine stromleitende Funktion; sie ermöglichen das Einziehen des oder der Leiter, ohne daß die empfindliche Isolierung durch Verunreinigungen gefährdet wird.
Gegenüber dem bekannten flexiblen Kabel ergibt sich bei Verwendung eines flexiblen (gewellten) mantels und Innenrohres durch die Erfindung der wesentliche Vorteil, daß auch große Wellrohrdurchmesser, z. B. oberhalb 300 mm'transportierfähig sind durch die Möglichkeit, die Längen ohne Leiter im gestreckten Zustand zu transportieren. Gegenüber starren Rohrleitern ist die Erfindung in gleicher Weise für gasisolierte Rohrleiter mit starrem oder Kabel mit biegsamen ìiantel anwendbar. Die Anzahl der aufwendigen Leiterverbindungen ist wesentlich reduziert und ist nur durch die Einziehbarkeit der Längen vorgegeben. Der Umfang der riontagearbeiten wird gegenüber starren Rohrleitern stark reduziert.
Wird, wie in Weiterführung der Erfindung vorgesehen, der ijantel als Wellrohr mit parallel oder wendelförmig verlaufender Wellung ausgebildet und ein biegsames Innenrohr verwendet, dann ist eine ausreichende Flexibilität sichergestellt. Eine ausreichende Flexibilität kann aber auch schon dadurch hergestellt werden, daß in Durchführung der Erfindung der isiantel nur in Bögen und/oder gekrümmten Teilabschnitten als Wellrohr ausgebildet ist, während auf geradlinig verlaufenden Abschnitten starre iiantelrohre verwendet sind.
Wird, wie bereits vorgesehen, als äußerer mantel ein Wellrohr verwendet, dann kann es mitunter vorteilhaft sein, das Wellrohr aus einem rohrförmig um das innere Rohr bzw. die Abstandshalter herumgeformten, verschweißten und gewellten Metallband herzustellen und dieses Rohr anschließend in transportierbare Stücke zu schneiden.
Die Verbindung der Teilabschnitte zweier transportabler Längen kann z. B. durch Schweißen erfolgen, oder dadurch, daß die Teillängen über Flansche mit oder ohne Zwischenstück miteinander verbunden werden.
Vorteilhaft kann es mitunter auch sein, das innere Rohr, in das der oder die Leiter eingezogen werden, ebenfalls ganz oder zumindest teilweise als flexibles Wellrohr auszubilden.
Um die elektrische Festigkeit der Isolierung zu erhöhen, ist es in Weiterführung der Erfindung zweckmäßig, das innere, den oder die Leiter aufnehmende Rohr auf seiner Innenfläche leitibig, auf seiner Außenfläche jedoch isolierend auszubilden. In einfachster Weise kann dies dadurch erreicht werden, daß als Innenleiter z. B. ein gewelltes Kupferrohr verwendet wird, auf dessen Außenfläche ein Kunststoff, etwa ein Polyolefin oder ein Olefinmischpolymerisat oder ein Copolymeres z. B. auf Basis des Äthylens oder ein Material höherer Wärmebeständigkeit, wie Polytetrafluoräthylen (PTFE) aufgebracht wird.
Eine Verbesserung der Wärmeübertragung zwischen Leiter und innerem Rohr läßt sich in Durchführung der Erfindung dadurch erreichen, daß der Zwischenraum zwischen Leiter und innerem Rohr mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, die in flüssigem Zustand verbleibt oder zu einer viskosen, plastischen oder elastischen Masse erstarrt.
Zur Abstandshalterung des oder der Rohre im Innern des Mantels können beliebige an sich bekannte Elemente verwendet werden. Als besonders vorteilhaft haben sich jedoch scheibenförmige Abstandshalter erwiesen, die ein- oder mellrteilig ausgebildet um das jeweilige Rohr heruingelegt werden. Die Abstandshalter können aber auch trichterförmig ausgebildet sein oder aus langgetreckten Isolierstoffstangen bestehen, die längsverlaufend oder schraubenlinienförmig um das jeweilige Rohr herumgelegt sind.
Der Leiter selbst kann verseilt sein, und zwar entweder konzentrisch oder aus Segmenten. Neben den üblichen Leitern aus Kupfer, Aluminium und dergleichen können auch Natriumleiter eine vorteilhafte Anwendung finden.
Die Erfindung sei anhand der in den Fig. 1 und 2 als Ausführungsbei spiel dargestellten gasisolierten Hochspannungskabel näher erläutert.
Der niantel 1 besteht, wie aus der Fig. 1 ersichtlich, z. B.
aus einen Band aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Kupfei oder nichtmagnetischem Stahl. Dieses Hand ist kontinuierlich um das Innenrohr 2 bzw. die auf ihm befindlichen Abstandshalter 3 zum Rohr geformt, an den Kanten verschweißt und anschließend gewellt. Von diesem aus zwei konzentrischen Rohren bestehenden Gebilde können nun Teilstücke beliebiger transportierbarer Länge abgetrennt und zum Einsatz gebracht werden. Um den isolierenden, gasgefüllten Raum 4 jeder Teillänge entsprechend vorzubereiten, sind die Teillängen bereits gesäubert, entgast, geprüft und gegebenenfalls schon mit dem entsprechenden Isoliermittel gefüllt, bevor sie, entsprechend an den Enden abgedichtet, zum Montageort transportiert werden. Dort können dann, wie aus der Fig. 1 ersichtlich, die Enden über eine Mantelverbindung 5 und eine Rohrverbindung 6 druck- und gasdicht verbunden werden. In die so vorbereitete Gesamtlänge kann dann anschließend der Leiter 7 eingezogen werden.
Abweichend von den in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel zeigt die Fig. 2 eine dreiphasige Ausführung im Schnitt. Die entsprechenden Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Claims

Patentansprüche 1. Gasisolierte elektrische Energieübertragungsleitung, insbesondere fiir höhere und höchste Spannungen, als einem äußeren metallischen Mantel in dem der oder die elektrischen Leiter mittels Abstandshalter in ihrer räumlichen Zuordnung festgelegt sind, dadurch gekerlnzeictlnet, daß der Mantel auf eine zu transportierende Länge im innern ein oder mehrere durch Abstandshalter zentrisch gehaltene Rohre enthält, und daß zwei oder mehrere solcher transportierbaren Längen nach der Verlegung zu einer Leitung verbindbar sind, in die dann der oder die Leiter einziehbar sind, deren Länge wesentlich größer als die Länge der einzelnen Mantelstücke ist.
2. Energieübertragungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel als Wellrohr ausgebildet ist.
3. Energieübertragungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lblantel in Bögen und/oder gekrümmten Teilabschnitten als Wellrohr ausgebildet ist, während auf geradlinig verlaufenden Abschnitten starre santelrohre verwendet sind.
4. ßnergieübertragungsleitung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden mit einem als Eiellrohr ausgebildeten Mantel, dadurch gekennzeichnet, daß das Wellrohr aus einem rohrförmig um das innere Rohr bzw. die Abstandshalter herumgeformten, verschweißten und gewellten metallband besteht und iii transportierbare Stücke geschnitten ist.
5. Energieiibertragungsleitung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung je zweier zu transportierender Längen und/oder Teillängen durch Schweißen oder über Flansche mit oder ohne Zwischenstück erfolgt.
G. Energieübertragungsleitung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Rohr ebenfalls ganz oder teilweise als flexibles ellrohr ausgebildet ist.
7. Energi eii bertra gungsl ei tung nach einem od er mchreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das innere, den oder die Leiter aufnehmende Rohr auf seiner innenfläche leitfähig, auf seiner Außenfläche jedoch isolierend ist.
8. Energieübertragungsleitung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen Leiter und innerem Rohr mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, die in flüssigem Zustand verbleibt oder zu einer viskosen, plastischen oder elastischen iasse erstarrt.
9. Energieübertragungsleitung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die inneren Rohre durch scheiben-, stützen- oder trichterförmige Abstandshalter in ihrer Lage gehalten sind.
10. Enerpeübertragungsleitung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die inneren Rohre durch längsverlaufende oder schraubenlinienförmig angeordnete Abstandshalter in ihrer Lage gehalten sind.
11. Energieübertragungsleitung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter als Seil ausgeführt ist, das konzentrisch verseilt ist oder als Segmentleiter, insbesondere als sog. jIilliken-Leiter, ausgeführt ist.
12. Energieübertragungsleitung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Leiterelemente oder -element Natriumleiter dienen.