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Vorrichtung zum Beheizen des nicht im Kälteschutz des Erdbodens befindlichen
Teiles eines mit flüssiger Isoliermasse gefüllten Kabels oder der zugehörigen Garnituren
Bei Freiluftstationen für Ölkabelanlagen bestehen Schwierigkeiten, die nicht im
Kälteschutz des Erdbodens befindlichen Kabelteile oder Garnituren, z. B. die aus
dem Erdboden herausragenden Kabelenden, Endverschlüsse, 01- oder Druckausgleichbehälter
usw., im Winter gegen den Einfluß großer Kälte zu schützen. Mit- dem Sinken der
Temperatur, das in manchen Ländern bis zu - q.0° C erfolgen kann, wird das im Kabel
befindliche 01 mehr und mehr zähflüssig, so daß es nicht mehr in einwandfreier Weise
im Kabel zirkulieren kann. Infolgedessen können sich im Kabel Hohlräume bilden,
in welchen Ionisierungserscheinungen auftreten, wodurch Verbrennungen und Durchschläge
des Kabels verursacht werden. Außerdem können bei Stromschwankungen erhebliche dynamische
Drücke im Kabel auftreten, weil die Rohrleitungen das zähflüssige 01 nicht mehr
nach den Ausgleichgefäßen durchlassen. Es ist bereits bekannt, die nicht im Kälteschutz
des Erdbodens
befindlichen Kabelteile sowie die zugehörigen Endverschlüsse
und Druckausgleichgefäße mit einer elektrischen Beheizung zu versehen, bei der der
Heizstrom von einer gewöhnlichen Stromquelle zugeführt wird. Es ist jedoch schwierig,
mittels dieser Vorrichtung das Auftreten hoher dvnamiscller Drücke im Kabel zu verhüten,
falls nicht dauernd ein sehr starker Heizstrom zugeführt wird. Um diese Schwierigkeit
zu vermeiden, ist nach der Erfindung dem Kabel ein unmittelbar von dem Belastungsstrom
des Kabels beeinflußtes Glied zugeordnet. welches die Beheizung der nicht im Kälteschutz
des Erdbodens befindlichen Kabelteile oder Garnituren in Abhängigkeit vom Belastungsstrom
bewirkt.
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In der Zeichnung ist eine Beheizungsvorrichtung nach der Erfindung
in verschiedenen Ausführungsformen schematisch dargestellt Bei der Vorrichtung nach
Fig. i ist am oberen Ende des Gittermastes i einer Freiluftstation ein Endverschluß
2 für das aus dem Erdboden nach oben durch den Gittermast i hindurchgeführte Kabel
3 befestigt. Unterhalb des Gittermastes i ist im Erdboden ein Schacht .I vorgesehen.
In diesem Schacht ist ein Stromwandler 5 angeordnet, durch den das Kabel 3 hindurchgeführt
ist. An den Stromwandler 5 sind die Enden einer Heizwicklung 6 angeschlossen, die
um den nicht im Kälteschutz des Erdbodens befindlichen Teil des Kabels 3 sowie um
den unteren Teil des Endverschlusses 2 herumgeführt ist.
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Die Beheizung des oberhalb des Erdbodens befindlichen Teiles des Kabels
3 und des Endverschlusses 2 erfolgt unter Vermittlung der von dem Stromwandler 5
gespeisten Heizwicklung 6 durch den Belastungsstrom des Kabels 3 selbst. Große Ölbewegungen
treten nur bei erheblichen Belastungsschwankungen auf und setzen daher das Entstehen
oder Verschwinden eines großen Belastungsstromes voraus. Die Geschwindigkeit der
Ölausdehnung hängt somit indirekt von der Stärke des Belastungsstromes ab. und es
ist auch bei großer Kälte durch Beheizung der oberhalb des Erdbodens befindlicheil
Teile der Ölkabelanlage entsprechend der jeweiligen Stromstärke eine genügende Ölzirkulation
gesichert. Infolgedessen ist das Auftreten schädlicher dynamischer Drücke im Kabel
bz-w. ein Versagen der Ausgleichgefäße, wodurch ein Aufplatzen der Metallmäntel
des Kabels verursacht werden könnte, verhütet.
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Erforderlichenfalls kann außer der in Abhängigkeit vom Belastungsstrom
des Kabels betriebenen Heizwicklung 6 um die oberhalb des Erdbodens befindlichen
Teile der Kabelanlage noch eine zweite Heizwicklung herumgeführt sein, die dauernd
von einer beliebigen Stromquelle mit verhältnismäßig schwachem Strom versorgt und
mit deren Hilfe dauernc das Auftreten von Hohlräumen im Kabe' unterdrückt wird.
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Bei der Ausführungsform nach Fig.2 ist der Stromwandler 5 durch eine
Leitung ; mit der Spule eines am Gittermast i angeordneten Solenoids 8 verbunden.
Der Solenoidkern ist an den Kontakthebel 9 einer als Relais wirkenden Stromschließvorrichtung
io an sich bekannter Art angelenkt, die an einer von dem Gittermast i getragenen
Isolierplatte i i angeordnet ist. Der Kontakthebel 9 ist an einem am Gittermast
i befestigten Lager 12
drehbar und steht unter dein Einfluß einer Feder
13, die den Kern aus der Spule des Solenoids 8 herauszuziehen sucht. Mit
Hilfe der Stromschließvorrichtung io kann die Heizwicklung 6, die um die oberhalb
des Erdbodens befindlichen Teile der -Kabelanlage leerumgeführt ist, an Klemmen
14 angeschaltet «-erden, die mit einer gewöhnlichen elektrisehen Stromquelle verbunden
sind.
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Bei dem Auftreten eines starken Belastungsstromes wird mit Hilfe des
Stromwandlers 5 das Salenoid 5 erregt, so daß die Stromschließvorrichtung io geschlossen
wird. Infolgedessen wird die Heizwicklung 6 in Betrieb gesetzt. Die Wirkung der
Heizwicklung 6 in Fig. 2 entspricht der Wirkung der Heizwicklung 6 in Fig. i.
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Auch bei der Ausführungsform nach Fig. 2 kann außer der Heizwicklung
6 um die oberhalb des Erdbodens befindlichen Teile der Kabelanlage noch eine weitere
Heizwicklung herumgeführt sein, die dauernd von einer beliebigen Stromquelle mit
verhältnismäßig schwachem Strom versorgt wird. Die Heizwicklung 6 wird in diesem
Fall nur beim Auftreten eines starken Belastungsstromes mit Hilfe des Relais io
zusätzlich in Betrieb gesetzt.
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Die Beheizung durch die Heizwicklung 6 (Fig. 2) kann zusätzlich von
der Außentemperatur abhängig gemacht werden. Beispielsweise kann in die Leitung
; (Fig. 2) eine Stromschließvorrichtung eingeschaltet sein, die von einem Thermometer
gesteuert wird. Sinkt die Außentemperatur unter ein vorher bestimmtes Maß, so wird
die in die Leitung 7 eingeschaltete Stromschließvorrichtung geschlossen, so daß
nunmehr die Heizwicklung 6 in Abhängigkeit vom Belastungsstrom in Betrieb gesetzt
werden kann. Entsprechend kann die Beheizung in Abhängigkeit von der Außentemperatur
auch bei der Ausführungsform nach Fig. i erfolgen, und zwar kann in diesem Fall
die von einem Thermometer gesteuerte Stromschließvorrichtung unmittelbar in die
Heizwicklung 6 eingeschaltet sein.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 können die nicht im Kälteschutz
des Erd-
Bodens befindlichen Teile der Kabelanlage statt durch elektrische
Beheizung auch durch eine andere Beheizung, z. B. durch eine Heißluftbeheizung,
erwärmt werden.
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Es ist ein Verfahren zum Schutz elektrischer Starkstromkabel mit Ölisolierung
gegen die schädlichen Ölzusammenziehungen bei schwacher oder fehlender Betriebslast
bekannt, bei welchem die Hohlraumbildung dadurch vermieden wird, daß die Erwärmung
des Kabels auf der ganzen Kabelstrecke möglichst gleichmäßig gehalten wird. Dies
kann bei dem bekannten Verfahren durch eine besondere bauliche Ausgestaltung der
Kabelleiter in solcher Weise herbeigeführt werden,, daß der vom Strom durchflossene
Leiterquerschnitt der jeweiligen Kabelbelastung angepaßt wird. Bei dem bekannten
Verfahren können auch durch zusätzliche, auf Grund der Beobachtung von Anzeigegeräten
einschaltbare Heizströme die Kabelleiter oder eine Heizwicklung des Kabels so belastet
werden, daß die gesamte erzeugte Stromwärme und damit die Kabeltemperatur stets
auf gleicher Höhe bleiben. Die Konstanthaltung der Kabeltemperatur erfolgt in diesen
Fällen mit Hilfe von mit Thermo- oder Widerstandselementen versehenen Steuervorrichtungen,
die von der Kabeltemperatur beeinflußt werden. Es muß auch bei dem bekannten Verfahren
zur Erzielung einer Konstanthaltung der Kabeltemperatur stets ungefähr die gleiche
Stromwärme aufgebracht werden, so daß auch beim Leerlauf der Kabelanlage nahezu
die vollen Lastverluste auftreten.
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Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird demgegenüber das beispielsweise
als Transformator ausgebildete Glied 5 unmittelbar vom Belastungsstrom des Kabels,
also nicht unter Vermittlung von auf Wärme ansprechenden Steuergeräten beeinflußt.
Dieses Glied dient auch nicht dazu, die ganze Kabelstrecke auf einer stets gleichbleibenden
Temperatur zu halten, sondern bewirkt nur die Beheizung der nicht im Kälteschutz
des Erdbodens befindlichen Kabelteile oder der Garnituren. Es ist dadurch eine ungehinderte
Strömung des Isoliermittels in diesen Kabelteilen, in den Garnituren oder in den
zugehörigen Rohrleitungen auch dann gewährleistet, wenn bei großer Kälte ein beispielsweise
bei Lastverringerung eintretender niedriger Druck auf die Isolierflüssigkeit einwirkt,
da das Zähwerden dieser Flüssigkeit durch die Beheizung verhindert wird. Ein weiterer
Vorteil der Vorrichtung nach der Erfindung besteht darin, daß diese Vorrichtung
leicht und rasch an vorhandene Kabelanlagen angebaut werden kann.