DE1640078B2

DE1640078B2 - POWERFUL ELECTRIC CABLE

Info

Publication number: DE1640078B2
Application number: DE19671640078
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. 5000 Köln Hetzer
Original assignee: Feiten & Guilleaume Carls werk AG, 5000 Köln
Priority date: 1967-03-23
Filing date: 1967-03-23
Publication date: 1972-02-24
Also published as: DE1640078A1; DE1640078C3; FR1549062A; NL6803970A; GB1168223A

Description

Es ist bekannt, elektrische Starkstromkabel mit einem verflüssigten Gas zu kühlen, um die Betriebswärme des Kabels abzuführen. Nach den britischen Patentschriften 988 030 und 1022 183 besitzt zu diesem Zweck das Kabel einen zentralen Kanal mit durchlässiger Wand, und das Kabel ist ohne äußere undurchlässige Hülle in ein Stahlrohr eingezogen. Zur Kühlung des Kabels wird das verflüssigte Gas durch den zentralen Kanal in das Kabel eingeführt und auf der Außenseite der Isolierung unter vermindertem Druck abgesaugt. Das alte Kühlmittel verwendete Schwefelhexafluorid, ein elektronegatives Gas. füllt dabei nur einen Teil der Isolierung in verflüssigtem Zustand aus. Dieser Stoff dient also in erster Linie als Kühlmittel und ist in einem Teil der isolierung in Gasform vorhanden.It is known to cool electrical power cables with a liquefied gas in order to keep the operating heat of the cable. According to British patents 988 030 and 1022 183, owns to For this purpose, the cable has a central duct with a permeable wall, and the cable is without an exterior impermeable casing drawn into a steel tube. The liquefied gas is passed through to cool the cable the central channel is inserted into the cable and on the outside of the insulation under reduced Pressure sucked off. The old coolant used sulfur hexafluoride, an electronegative gas. fills only part of the insulation in the liquefied state. So this substance serves primarily as a coolant and is present in part of the insulation in gaseous form.

Aufgabe der Erfindung ist es. bei einem Kabel. das eine Isolierung mit Hohlräumen aufweist, unter Verwendung von verflüssigtem Gas die elektrische Durchschlagsfestigkeit tier Isolierung zu erhöhen.It is the object of the invention. with a cable. which has insulation with cavities, under Use of liquefied gas to increase the dielectric strength of the insulation.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,, dnß die isolierung vollständig mit einem verflüsiiigten Gas unter einem solchen Druck gefüllt ist, daß dieses bei der Umgebungstemperatur und bei der Betriebstemperatur des Kabels in flüssiger Form vorliegt. This object is achieved according to the invention in that the insulation is completely treated with a liquefied one Gas is filled under such a pressure that this is at ambient temperature and at the Operating temperature of the cable is in liquid form.

Dnser Stoff dient somit in erster Linie als flüssiges. elekilrisch isolierendes Füllmittel für die Hohlräume der Kabelisolierung und hat mit der Kühlung des Kabels nur insoweit zu tun. als es die im Betriebe entstehende Wärme an die Außenfläche des Kabels weiterleitet. fi5This means that this substance serves primarily as a liquid. electrical insulating filler for the cavities of the cable insulation and has with the cooling of the Cable only to that extent. than the heat generated in the company to the outer surface of the cable forwards. fi5

D'em Bekannten gegenüber ergeben sich dadurch folgende Vorteile: Die Kabelisolierung braucht nur in einem solchen Maße durchlässig zu sein, wie es zur vollständigen Tränkung mit dem verflüssigten Has notwendig ist. Der Festkörperanteil der Isolierung kann also größer sein. Ist die Isolierung nicht aus Papier, sondern aus Kunststoffband gewickelt, so kann unter Umständen auf ein Riffeln oder Aufrauhen der Bandoberfläche verzichtet werden. Durch den größeren Festkörperanteil ist die elektrische Durchschlagsfestigkeit der Isolierung größer. Eine weitere Erhöhung der elektrischen Durchschlagsfestigkeit ergibt sich dadurch, daß keine gaserfüllten Hohlräume mehr vorhanden sind. Aus dem gleichen Grunde ist auch die Ionisationseinsatzspannung des Kabels höher. Auch ohne die aufwendige Verdampfungskühlung hat das Kabel infolge seiner vollständigen Tränkung mit dem verflüssigten Gas eine vergleichsweise gute Wärmeableitung.This results in the following advantages over acquaintances: The cable insulation only needs to be permeable to such an extent as is necessary for complete saturation with the liquefied hare necessary is. The solids content of the insulation can therefore be greater. Is the insulation not off Paper, but rather wrapped from plastic tape, may have a corrugation or roughening the belt surface can be dispensed with. Due to the larger proportion of solids, the electrical Dielectric strength of the insulation is greater. A further increase in the dielectric strength results from the fact that there are no longer any gas-filled cavities. For the same Basically, the ionization threshold voltage of the cable is also higher. Even without the complex evaporative cooling As a result of its complete impregnation with the liquefied gas, the cable has a comparatively good heat dissipation.

Als Füllmittel können außer Schwefelhexafluorid vorteilhaft halogenierte Kohlenwasserstoffe verwendet werden, deren kritische Temperatur so weit über der Betriebstemperatur des Kabels liegt, daß sie bei dieser Temperatur unter nicht allzu hohem Druck verflüssigt werden könne ο. Besonders vorteilhaft sind die wasserstoff- und chlorfreien Derivate von Kohlenwasserstoffen, wie beispielsweise das Octafluorcyclobutan C₄F₁₁, die chemisch besonders stabil sind.In addition to sulfur hexafluoride, halogenated hydrocarbons can advantageously be used as fillers, the critical temperature of which is so far above the operating temperature of the cable that they can be liquefied at this temperature under not excessively high pressure. The hydrogen-free and chlorine-free derivatives of hydrocarbons, such as, for example, octafluorocyclobutane C ₄ F ₁₁ , which are particularly chemically stable, are particularly advantageous.

Das Kabel kann vorteilhaft ähnlich wie die bekannten Ölkabel eine aus Bändern gewickelte Isolierung und innerhalb oder außerhalb oder innerhalb und außerhalb der Isolierung, also im Leiter, unter dem Kabelmantel oder, bei Mehrleiterkabeln, in den zwischen den isolierten Adern befindlichen Zwickelräumen Kanäle für das Füllmittel besitzen. Zum Ausgleich der durch Temperaturänderungen im Betriebe des Kabels bedingten Volumenschwankungen des flüssigen Füllmittels können diese Kanäle in an sich bekannter Weise an außerhalb des Kabels befindliche Ausgleichsbehälters angeschlossen sein, oder es können in den Kanälen selbst drucknachgiebige Behälter angeordnet sein.The cable can advantageously have an insulation wound from tapes, similar to the known oil cables and inside or outside or inside and outside the insulation, i.e. in the conductor, under the cable sheath or, in the case of multi-conductor cables, in the interstices between the insulated wires Have channels for the filler. To compensate for the temperature changes in the company Volume fluctuations of the liquid filler caused by the cable can lead to these channels be connected in a known manner to the expansion tank located outside the cable, or pressure-resilient containers can be arranged in the channels themselves.

Ebenso ist die Erfindung bei Kabeln anwendbar, die eine durch Abstandhalter gestützte Hohlraumisolierung haben. Hierbei werden diese Hohlräume mit dem flüssigen Füllmittel gefüllt. Bei diesen Kabeln kommt insbesondere die Wärmeübertragung durch Konvektion in dem flüssigen Füllmittel zur Geltung.The invention is also applicable to cables which have cavity insulation supported by spacers to have. Here, these cavities are filled with the liquid filler. With these cables In particular, the heat transfer by convection in the liquid filler comes into its own.

Die Zeichnung zeigt in den Fi j. 1 bis 3 schematisch einige Ausfiihriingsformen von Kabeln nach der Erfindung.The drawing shows in Fi j. 1 to 3 schematically some embodiments of cables according to the invention.

Fi g. I stellt im Querschnitt ei : Einlcitcrkabcl dar. dessen Isolierung 1 aus Papier oder aus Kunststoffband gewickelt sein kann und dessen Leiter 2 einen zentralen Kanal 3 für das verflüssigte Gas besitzt.Fi g. I represents in cross section ei: Einlcitcrkabcl. whose insulation 1 can be wound from paper or from plastic tape and whose conductor 2 is a has central channel 3 for the liquefied gas.

Das Kabel nach F i g. 2 ist ein Dreileiterkabel, bei dem die zwischen den Isolierungen 2 der einzelnen Adern befindlichen Zwickelräume 4 als Füllmittclkanäle dienen.The cable according to FIG. 2 is a three-core cable, in which the between the insulation 2 of the individual Cores located gusset spaces 4 as Füllmittclkanäle to serve.

Bei dem in Fig. 3 längs aufgeschnitten dargestellten Kabel wird der Leiter 1 innerhalb des Mantels 5 durch eine Jitützwcndel 6 in Abstand gehalten, die aus einem Band aus Isolierstoff, 7.. B. aus Polykarbonat, gewickelt ist. Statt dessen können auch abstandhaltcndc Scheiben verwendet sein. Der ganze Hohlraum 7 /wischen dem Leiter 1 und dem Mantel 5 ist mit dem verflüssigten Gas gefüllt.In the cable shown in longitudinal section in FIG. 3, the conductor 1 is held at a distance within the sheath 5 by a Jitützwcndel 6 , which is wound from a tape made of insulating material, 7 .. B. made of polycarbonate. Instead, spacer washers can also be used. The entire cavity 7 / between the conductor 1 and the jacket 5 is filled with the liquefied gas.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Electric power cable with insulation with cavities, characterized in that that the insulation is completely filled with a liquefied gas under such a pressure that this is at the ambient and is liquid at the operating temperature of the cable. ίο

2. Cable according to claim 1, characterized by the use of a liquefied halogenated Hydrocarbon as a filler.

3. Cable according to claim 2, characterized in that the filler is a hydrogen and is a chlorine-free hydrocarbon derivative.

4. Cable according to claim 1, characterized by ike the use of liquefied sulfur hexafluoride as a filler.

5. Cable according to one of claims 1 to 4, characterized in that it is an insulation wound from tapes and inside and or outside the same channels for the filler.

6. Cable according to one of claims 1 to 4, characterized in that it has a cavity ^{insulation supported by spacers, which is filled with C 7} Tn filler.