DE2227905A1 - Kompensationsanlage für mit Isolieröl imprägnierte Starkstromkabel - Google Patents
Kompensationsanlage für mit Isolieröl imprägnierte StarkstromkabelInfo
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Description
DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT
MÖNCHEN HAMBURG
TELEFON: 395314 2000 HAMBU RG 50,
TELEGRAMME: KARPATENT 2227905 KÖNIGSTRASSE 28
W 25 189/72 8/bl
Industrie Pirelli S.p.A. Mailand (Italien)
Kompensationsanlage für mit Isolieröl imprägnierte Starkstromkabel.
Die Erfindung betrifft eine Anlage, die insbesondere, jedoch nicht ausschließlich zum Kompensieren des Imprägniermittels in Starkstromoder
Hochleistungskabeln, die mit Öl unter hohem Druck ( > 10 atm)'gefüllt sind, insbesondere langen
Verbindungskabeln, wie Seekabeln, im Fall von Leckstellen verwendet werden kann und die ohne die
Benutzung von beweglichen mechanischen Elementen die automatische Betätigung einer Vorrichtung ermöglicht,
welche das Öl während einer vorbestimmten Zeitdauer auf einem vorbestimmten Druck hält,
Unter dem Ausdruck "Kompensationsanlage" ist eine Gruppe von Einrichtungen zu verstehen, die
automatisch zu arbeiten vermögen, um einem ölgefüllten Kabel Isolieröl zuzuführen, oder es im
Fall von Leckstellen,oder wenn das Ölvolumen Änderungen zufolge von Temperaturschwankungen erfahren
sollte, aufzunehmen.
Bisher wurde in Kabeln, insbesondere in Kabeln, die hohe Betriebsdrücke erreichen, der Öldruck
im Fall von Kabelleckstellen mit Hilfe von Pumpen
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aufrechterhalten, die, obwohl sie im Fall von Leckstellen eine automatische Wirkung schaffen
können, schwerwiegende Nachteile aufweisen.
Unter diesen Nachteilen sind die folgenden die bedeutsamsten:
Die Pumpen sind oft nicht in der Lage, eine gute Dichtheit zu gewährleisten, das Isoliermedium
kann verunreinigt werden und die bewegbaren mechanischen Elemente erfordern eine dauernde Überwachung,
Ferner sind Arbeitsmechanismen, wie Druckschalter, Relais usw., erforderlich, welche die
Anlage kompliziert und empfindlich machen.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist, eine Kompensationsanlage zu schaffen, die eine Vorrichtung
zum automatischen Aufrechterhalten des Öldrucks in dem Kabel im Fall von Leckstellen aufweist,
das Vorhandensein v;on. umlauf enden Elementen ausschaltet, die Steuersinrichtungen auf ein Minimum
reduziert und,die vorstehend genannten Nachteile behebt.
Im besonderen lisi'ert die Anlage gemäß der
Erfindung eine äußerste Garantie in Bezug, auf NichtVerunreinigung. Sie ist von einfacher Ausbildung
und erfordert, da sie auf im wesentlichen feststehenden Teilen beruht, eine minimale Überwachung
und Wartung im Vergleich zu den herkömmlichen Anlagen, und sie weist infolgedessen außer
den vorstehend genannten technischen Vorteilen auch bemerkenswerte wirtschaftliche Vorteile auf.
Gemäß der Erfindung ist eine Kompensationsanlage für mit Isolieröl imprägnierte Starkstromkabel,
mit einer ersten Gruppe von einem oder mehreren, mit einer Kammer zur relativen Ausdehnung
verbundenen Druckbehältern, welche unter hohen Drücken zu arbeiten vermögen, parallel zueinander
an das Kabel angeschlossen sind und sich an ihrer
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ORKSiNAL
ORKSiNAL
"Preßölseite" (thrust oil side) auf Betriebsdruck befinden, dadurch gekennzeichnet,· daß sie mit wenigstens
einer zweiten Gruppe von einem oder mehreren, mit einer Kammer zur relativen Ausdehnung
verbundenen Druckbehältern versehen ist, die parallel zueinander und zu der ersten Gruppe an das gleiche
Ende des Kabels angeschlossen sind,'und daß die Druckbehälter dieser zweiten Gruppe unter hohem
Druck zu arbeiten vermögen und an ihrer "Preßölseite11 für einen Druck bemessen sind, der kleiner
als der Betriebsdruck des Kabels ist.
Die Druckbehälter sind in bekannter Weise Einrichtungen zum Zuführen und Aufnehmen von Medium,
vorzugsweise Isolieröl, das von dem Preßöl dicht abgetrennt ist.
Die in den Druckbehältern vorgesehene trennende elastische Membran begrenzt zwei Seiten, von denen
die eine Seite durch den von dem Isolieröl eingenommenen Raum gebildet ist und als "Isolierölseite"
bezeichnet wird, während die andere Seite von dem Öl gebildet ist, welches die Aufgabe hat,
auf das Isolieröl über die elastische Membran einen Druck auszuüben, und als "Preßölseite" bezeichnet
wird. Die elastische Membran ist zwischen aiei Anschlagstellungen bewegbar, wobei die eine (obere)
Anschlagstellung dem maximalen Isolierölvolumen entspricht, das in den Druckbehältern aufgenommen
werden kann, während.die andere (untere) Anschlagstellung dem vollständigen Auslassen des Isolieröls
entspricht, das in den Druckbehältern aufgenommen werden kann.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Kompensationsanlage
gemäß der Erfindung.
'MIM« Ii 1 / Π 30?
Fig. 2 ist eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Kompensationsanlage
gemäß der Erfindung*
Fig. 3 ist ein Diagramm, welches das Arbeiten der Kompensationsanlage als Funktion
des in dem Kabel herrschenden Drucks verans chaulicht.
Fig. 4 und 5 sind schematische Schnittansichten
von zwei Ausführungsformen von in der Anlage gemäß der Erfindung verwendbaren
Druckbehältern·
Die in Fig. 1 wiedergegebene bevorzugte Ausführungsform der Kompensationsanlage gemäß der
Erfindung weist wenigstens eine erste Gruppe 10 von Druckbehältern 10' derjenigen Art auf, die
μηΐβΓ hohen Drücken zu arbeiten vermögen. Drücke
über 10 atm werden als hoch angesehen, Jedoch kann die Anlage, wie gesagt, auch für niedrigere Drücke
verwendet werden.,
Die Druckbehälter 10· sind parallel zueinander
angeordnet und an ihrer "Preßölseite" über
eine Rohrleitung 11 mit einer einzigen Ausdehnungskammer 12 verbunden, die mit einem Füll- und Auslaßventil
13 sowie mit einem Einlaßventil 14 versehen ist. Im Grenzfall könnte die Gruppe 10 nur
einen einzigen Druckbehälter 10' aufweisen.
An der Isolierölseite ist die Gruppe 10 von parallelen Druckbehältern 10f über eine Rohrleitung ·
15 mit einer Sammelleitung 16 verbunden, die an dem einen Ende eines zu kompensierenden Kabels C
an dessen Ölkanal angeschlossen ist. Mit anderen Worten kann gesagt werden, daß die Druckbehälter 10·
parallel zueinander an das Kabel C angeschlossen sind.
Mit der Rohrleitung 15 ist außerdem eine Rohrleitung 17 verbunden, die von der Isolierölseite
einer zweiten Gruppe (die im Grenzfall nur
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einen Druckbehälter umfaßt oder mehrerer Gruppen von parallel angeordneten Druckbehältern, beispielsweise
von der Isolierölseite zweier Gruppen 18 und 19, wie in Fig. 1 dargestellt, ausgeht, Die Rohrleitung
17 ist mit einem Flußregelventil 26 und mit einer Alarmvorrichtung 27 ( in,diesem insbesonderen
Fall einem Druckschalter) versehen.
Die die Gruppen 18 und 19 bildenden Druckbehälter
18· und 19' sind sämtlich von gleicher Art und vermögen unter hohen Drücken zu arbeiten. Die
Druckbehältergruppen 18 und 19 sind daher parallel zu der ersten Gruppe 10 und das<
gleiche Ende des Kabels C angeschlossen.
Von der Preßölseite der Gruppen 18 und 19 vpn parallel angeordneten Druckbehältern gegen
Rohrleitungen 20 bzw. 21 aus, die mit einer Leitung 22 verbunden sind, welche an eine zugehörige Ausdehnungskammer 23 angeschlossen ist, die mit einem
Füll- und Auslaßventil 24 sowie mit einem Einlaßventil 25 versehen ist.
Die Rohrleitungen 15 und 17 sind mit Ventilen
28 bzw. 29 versehen, die dazu dienen, die Kompensationsanlage zum Zeitpunkt ihres Installierens
und Bemessens mit Isolieröl zu füllen. Tatsächlich wird zu diesem Zeitpunkt den Druckbehältern, die
nur mit Preßöl gefüllt sind, von der betreffenden Seite her Isolieröl über die Ventile 28 und 29
zugeführt, während das.Auslaßventil 13 der Ausdehnungskammer
12 und das Auslaßventil 24 der Ausdehnungskammer 23 geöffnet sind.
Während des Füllens der Anlage mit Isolieröl strömt das Preßöl aus den Gruppen 10, 18 und 19
der parallel geschalteten Druckbehälter in die Ausdehnungskammern 12 bzw. 23. In jeder Ausdehnungskammer muß das Preßölvolumen wenigstens gleich
dem oder größer als das Ölvolumen sein, welches dem Gesamtfassungsvermögen der Gruppe oder Gruppen
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von Druckbehältern entspricht; es kann mittels der Füll- und Auslaßventile 13 und 24 eingestellt
werden.
Nachdem die Zufuhrventile 28 und 29 geschlossen worden sind, wird komprimierte Luft oder komprimiertes
Gas über die Einlaßventile 14 und 25 zugeführt, um in der Kammer 12 einen Druck p, welcher
dem Betriebsdruck entspricht, und in der Kammer 23 einen vorbestimmten Druck p2 herzustellen, der
kleiner als der Betriebsdruck ist, wobei auch dessen mögliche Änderungen zu berücksichtigen sind.
Beispielsweise soll in einem Toleranzbereich von + 10% ρ sein:
P2 = ρ - 10% p.
Solange' in dem Kabel keine Leckstellen auftreten, bewirkt die Gruppe 10 von Druckbehältern
10' für sich die Kompensation der Volumenänderungen des Isolieröls in dem Kabel, die von Temperaturänderungen
des Kabels hervorgerufen werden und innerhalb der für diese Kabelart angegebenen Toleranzgrenzen
liegen.
Unter diesen Bedingungen können die Gruppen 18 und 19 von Druckbehältern 18' bzw. 19' nicht in
Wirkung treten, weil der auf das Isolieröl ausgeübte Druck ρ höher als der Druck p2 des Preßöls
in der Ausdehnungskammer ist, und daher werden die Trennungsmembranen zwischen der Isolierölseite
und der Preßölseite alle von dem Isolieröl in die (obere) Anschlagstellung gebracht, welche dem
maximalen Isolierölvolumen entspricht, das mit solchen Druckbehältern vereinbar ist.
Die Arbeitsweise der Anlage wird nachstehend anhand des Diagramms gemäß Fig. 3 erläutert, in
welchem auf der Abszisse die Ölvolumen in der Anlage (beispielsweise in mr ausgedrückt) und auf
der Ordinate die Drücke in der Sammelleitung 16
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(beispielsweise in kg/cm ausgedrückt) aufgetragen sind·
Der Nullpunkt der Abszisse entspricht der Ausgangsbedingung des maximalen Isolierölvolumens,
das in der Anlage aufgenommen werden kann, nämlich wenn die Membranen in den Druckbehältern
die obere Anschlagstellung erreicht haben und beispielsweise in der Sammelleitung ein Druck ρ
herrscht.
Wenn angenommen wird, daß auf Grund einer Temperaturänderung (Abnahme) oder eines Lecks Öl
in das Kabel einzuführen ist, dann wird in diesem Fall ein Druckabfall beobachtet, und zwar zufolge
des Stroms von Öl aus der Anlage in das Kabel. Wenn eine Volumen—DruckKurve (die durch Abstraktion
als isothermische Kurve angesehen wird) aufgenommen wird, die der in -Frage kommenden Änderung entspricht,
dann wird eine Kurve A-B erhalten, die einen hyperbolischen Verlauf hat.
Der Punkt B entspricht dem vollständigen Auslassens des Isolieröls, welches von der Druckbehältergruppe
10 zugeführt werden kann, da die Membranen die andere (untere) Anschlagstellung erreicht haben. Die Punkte A und B entsprechen theoretisch
den Grenzen, innerhalb welchen die,zulässigen Volumenänderungen des Isolieröls in dem Kabel
liegen. Offensichtlich liegen in der Praxis solche Änderungen in einem Bereich, der einen angemessenen
Sicherheitsrand mit Bezug auf die extremen Punkte hat. Daher wird der Punkt B nur im Fall eines
Lecks erreicht.
Von dem Punkt B ab strömt eine weitere Ölmenge aus dem Kabel durch das Leck aus, und zwar nur zufolge
der Elastizität der Leitungen (das Kabel eingeschlossen). Daher würde der Druck rasch auf Null
an dem Punkt F sinken, jedoch treten an dem Punkt C,
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welcher dem bemessenen Druck pp der Druckbehälter
18' entspricht, diese Behälter in Wirkung und führen dem Kabel Isolieröl zu.
Von dem Punkt C ab folgt die Höhe der Drücke der Kurve C-D. Auch diese Kurve ist isotherm und
hat einen hyperbolischen Verlauf bis zu dem Punkt D, welcher der unteren Anschlagstellung der Membranen
in den Druckbehältern 18' und 19' entspricht. Falls das Kabel nicht repariert ist, bevor diese
Kurve den Punkt D erreicht, sinkt der Druck schließlich auf Null längs der Strecke D-E, auf welcher
ein Auslecken von Öl aus dem Kabel nur zufolge der Elastizität der Leitungen auftritt.
Das Flußregelventil 26 gewährleistet während des Arbeitens der Druckbehältergruppen 18 und 19,
daß das Isolieröl aus dem Kabel C nicht rasch herausfließt, da es das Kabel mit einer bemessenen
und konstanten Abgabemenge speist, um sowohl das rasche Auslassen des Reserveöls als auch das Eindringen
von Luft bei Erdkabeln oder von Wasser bei Seekabeln an der Leckstelle zu verhindern. Überdies
ist das Fassungsvermögen der Druckbehälter der Gruppen 18 und 19 derart bemessen, daß die
Notölzufuhr sogar für eine gewisse Anzahl von Tagen aufrechterhalten wird, um dem Personal zu ermöglichen,
auf das Kabel bereits zum Zeitpunkt des Warnalarms einzuwirken, der von einer den Druckabfall
anzeigenden Vorrichtung, in dem besonderen Fall von dem Druckschalter 27 erzeugt wird.
Erforderlichenfalls können die Druckbehältergruppen 18 und 19 über das Ventil 29 wiederholt
gefüllt werden, sogar in der Notphase.
Die weitere Ausführungsform der Anlage, die in Fig. 2 wiedergegeben ist (in welcher die Elemente,
die denjenigen der Fig. 1 entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen versehen sind), unterscheidet
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sich von der oben beschriebenen ersten Ausführungsform lediglich darin, daß die beiden Ausdehnungskammern 12 und 23, statt voneinander getrennt zu
sein, an ihren zur Aufnahme von unter Druck stehendem Gas bestimmten oberen Teilen, d.h. an denjenigen
Teilen, die sich oberhalb der betreffenden möglichen obersten Pegel des Preßöls befinden,
miteinander durch eine Rohrleitung 30 verbunden sind, die ein Druckreduzierventil 31 enthält.
Während der Installation der Anlage genügt es daher, die Kammer 13 auf den Betriebsdruck ρ einzustellen,
während der Druck in- der Kammer 23 mittels des Reduzierventils 31 automatisch auf den Wert pp
gebracht wird.
Bei dieser in Fig. 2 wiedergegebenen Anlage ist eine Kammer 23 erforderlich, die mit Bezug auf
diejenige der Anlage, gemäß Fig. 1 ein kleineres Solumen hat, und daher wird diese Anlage bevorzugt,
wenn nur ein reduzierter Raum zur Verfugung steht.
Andererseits ist die Anlage gemäß Fig. 1 wegen ihrer baulichen Einfachheit im Laufe der Zeit zuverlässig.
Die Kompensationsdruckbehälter 10', 18· und
19' sind vorzugsweise von der Art, wie sie nachstehend anhand von Fig. 4 und 5 näher erläutert wird.
Der in Fig. 4 dargestellte Kompensationsdruckbehälter weist ein äußeres Gehäuse 1 auf, dessen
Inneres in eine elastische erste Kammer A, eine zweite Kammer B und eine dritte Ausdehnungskammer
C unterteilt ist.
Die elastische erste Kammer A ist in die zweite Kammer B eingetaucht und weist folgende Bestandteile
auf: eine feststehende starre Grundplatte 6, die gleichzeitig die Basis des Gehäuses 1 bildet«
eine balgenartige Umfangswandung oder elastische Membran 2 aus rostfreiem Stahl, die an einen Flansch
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angeschweißt ist, der mit Dichtringen versehen
und mit vollkommener Abdichtung zwischen der zylindrischen Wandung 5 des Gehäuses 1 und der feststehenden
Grundplatte 6 gehalten ist, und eine bewegbare starre Verschlußlatte 3t die vorzugsweise
aus rostfreiem Stahl besteht und an der oberen Kante der Membran 2 befestigt ist.
Die elastische erste Kammer A, die gegenüber der zweiten Kammer B abgeschlossen ist, enthält
entgasten flüssigen Isolieröl und steht mit dem nicht dargestellten Kabel über ein Absperrventil
7 in Verbindung, das in der Mitte der feststehenden Grundplatte 6 eingesetzt ist. Das Ventil 7 weist
einen hohlen zylindrischen Körper 8 auf, dessen Inneres in einen ersten Raum 10 und einen zweiten
Raum 11 unterteilt ist.
Der erste Raum 10 in dem Körper 8 des Ventils hat eine Endöffnung 9 für den Anschluß an das
Kabel und enthält eine koaxial angeordnete erste Schraubenfeder 12, die mit ihrem einen Ende auf der
die Öffnung 9 umgebenden Fläche ruht und an ihrem anderen Ende mit einem ersten Verschlußglied 13
verbunden ist, das mit einem Dichtring 23 versehen ist, der eine Abdichtung schafft, wenn er mit einem
Sitz 14 für das erste Verschlußglied 13 in Berührung tritt.
Das Verschlußglied 13 ist in dem im Körper des Ventils 7 vorgesehenen zweiten Raum 11 axial
verschiebbar, der eine zweite Schraubenfeder 15 enthält, die steifer als die erste Feder 12 ist
und die mit ihrem einen Ende auf dem Verschlußglied 13 ruht, während ihr anderes Ende an einem
Kolben 16 anliegt, der durch einen kleinen Schaft mit einem außerhalb des Ventils 7 angeordneten
zweiten Verschlußglied 17 verbunden ist, das an seiner inneren Fläche einen Dichtring 18 aufweist.
Das zweite Verschlußglied 17 ist so ausgebildet,
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daß es mit einem entsprechenden Sitz 20 zusammenwirkt, der an der freien Kante 19 des Ventils 7
gebildet ist.
Die zweite Kammer B ist mit einer Flüssigkeit, vorzugsweise Öl, gefüllt und von der Ausdehnungskammer
C durch eine obere Platte 22 abgegrenzt. Ein in der .Platte 22 mittig eingesetztes zweites
Absperrventil 7' bringt die zweite Kammer B mit der Ausdehnungskammer C in Verbindung.
Das zweite Absperrventil 7', dessen Bestandteile
denjenigen des ersten Absperrventils 7 entsprechen, ist in Ausrichtung mit dem ersten Ventil
7, jedoch spiegelbildlich zu diesem angeordnet. In der Ruhestellung befinden sich die beiden Ventile 7
und 71 in einem Abstand von der bewegbaren Platte
3 der balgenartigen Membran 2 in einer solchen Lage, daß sie mit der Platte 3 einen hydraulischen
Schalter bilden und von dieser Platte in den Stufen der Kompression und Expansion der elastischen Kammer
A abwechselnd betätigbar sind. Die Ausdehnungskammer C ist teilweise mit Öl gefüllt, und sie hat
ein größeres Volumen als das in sie fließende Öl für ein maximalen Wandern von Öl aus dem Kabel in
die elastische Kammer A. Der verbleibende Raum der Ausdehnungskammer C ist mit einem unter Druck
stehenden Gas, wie Luft, Stickstoff od. dgl., gefüllt. Das in der Kammer C befindliche 01 hat ein
solches Volumen, daß "sein Vorhandensein stets gewährleistet ist, gleichgültig, wie groß die Verdrängung
von Öl aus der Kammer A in das Kabel ist.
Bei der in Fig. 5 wiedergegebenen Ausführungsform stellt die Ausdehnungskammer C einen von dem
die beiden anderen Kammern A und B enthaltenden Gehäuse 1 getrennten Teil dar, und sie steht mit
der Kammer B über eine zweckentsprechende Rohrleitung 27 in Verbindung, die an das zweite Absperrventil
7' angeschlossen ist. Das die Aus-
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dehnungskammer C enthaltende Gehäuse kann daher
in Jedem beliebigen Abstand von dem die Kammern A und B enthaltenden Gehäuse angeordnet werden.
Das unter Druck stehende Gas wird aus einem von dem Gehäuse 1 abgestützten Gefäß D (nur in
Fig. 4 dargestellt) zugeführt, jedoch ist es auch möglich, das Gefäß D an der Längsseite oder an der
Oberseite der Ausdehnungskammer C anzubringen oder es, wie in Fig. 5 dargestellt, mit der Ausdehnungskammer
C zusammenfallen zu lassen.
Das Gefäß D gemäß Fig. 4 (bzw. die Ausdehnungskammer C gemäß Fig. 5), das auch mehreren parallel
angeordneten Druckbehältern gemeinsam sein könnte, ist mit einem Warndruckschalter 24, der einen ungenügenden
Druck anzeigt, einem Sicherheitsventil 25 und einem Füllhahn 26 versehen. Das Gefäß D hat
Abmessungen, welche derart proportioniert sind, daß die Änderugen des Gasdrucks innerhalb der für
den Öldruck vorgesehenen Grenzen beschränkt werden, und es wird vorbelastet, wenn es erwünscht ist,
den Öldruck immer über einem bestimmten Wert zu halten.
Das Öl, das beim Arbeiten des Kabels aus diesem in die Kammer A eintritt oder umgekehrt aus
der Kammer A in das Kabel wandert, bewirkt eine Verlängerung bzw. Verkürzung der elastischen balgenartigei
Membran 2 und verdrängt ein gleiches Volumen Öl aus der Kammer B in die Kammer C oder umgekehrt.
Die Hube der elastischen balgenartigen Membran bzw. ihre Verlängerungen und Verkürzungen werden durch
die Ventile 7 und 7' hydraulisch begrenzt, welche abwechselnd von der bewegbaren Platte 3 betätigt
werden und welche verhindern, daß an der von der balgenartigen Wandung der Membran 2 beträchtliche
Druckdifferenzen zwischen ihrer Innen- und Außenseite auftreten, so daß die elastische Membran 2
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ausschließlich als Trennorgan zwischen dem in der Kammer A befindlichen Öl (entgastes Isolieröl)
und dem in der Kammer B befindlichen Öl (Öl, das mit dem Gas der Kammer C in Berührung ist)
wirkt.
Wenn beispielsweise zufolge einer Abkühlung des Kabels entgastes Öl aus der Kammer A in Richtung
gegen das Kabel fließen sollte, würde die elastische balgenartige Membran 2 sich zusammenziehen, bis
ihre bewegbare Platte 3 das Verschlußglied 17 des Ventils 7 berührt und dann den Kolben 16 im Ventil 7
abwärts verschiebt, wobei die Feder 15, die steifer als die Feder 12 ist, ihrerseits das Verschlußglied
13 mit seinem Dichtring 23 auf den zugehörigen Sitz 14 drückt, wodurch das Ventil 7 geschlossen
wird. Wie er/sichtlich, macht es die Feder 15
möglich, das Verschlußglied 13 mit einer vorher
eingestellten Kraft und nicht mit der ganzen Kraft zu schließen, welche die Platte 3 unter Druckdifferenzen,
die-'sogar sehr gering sein können, auszuüben vermag. Von diesem Zeitpunkt an kann kein
weiteres Öl die Kammer A verlassen, und in den Kammern A und B befinden sich die Flüssigkeiten auf
dem gleichen Druck, was unter dieser Bedingung die vernachlässigbaren hydrostatischen Drücke und die
gleichfalls vernachlässigbare geringe Druckdifferenz zwischen der elastischen Kammer A und der zweiten
Kammer B ausschließt,'welche durch die geringe Reaktion der balgenartigen Membran 2 verursacht wird,
wenn diese sich nicht in ihrer Ruhestellung befindet.
Falls der Dichtring 23 keine vollkommene Abdichtung gewährleisten würde, würde ein fortdauernder
Ölfluß gegen das Kabel bestehen, der bewirken würde, daß die bewegbare Platte 3 zufolge
der Zusammendrückung der Feder 15 weiter abwärts sinkt, bis das Verschlußglied 17 sich mit seinem
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2*1 r"· '" ·" ' Γι Γ" 1 L I -Ö U
Dichtring 18 auf den zugehörigen Sitz 20 aufsetzt. Dieser zweite Verschluß bildet eine Sicherheit
gegen ein mögliches Nichtarbeiten des Verschlußgliedes 13.
Falls demgegenüber das Kabel sich erhitzen und demzufolge das Volumen des Öls sich vergrößern
und Öl·aus dem Kabel in die Kammer A wandern sollte, würde die Platte 3 der balgenartigen Membran
2 hochsteigen, und Öl würde aus der zweiten Kammer B entgegen dem Druck des über d'em Öl befindlichen
Gases durch das Absperrventil 7' hindurch in die Ausdehnungskammer C bewegt, bis die
Platte 3 mit dem Verschlußglied 17f des Absperrventils
71 in Berührung kommt, wodurch dieses Ventil geschlossen würde« Die Arbeitsweise des
zweiten Absperrventils 7' entspricht derjenigen des oben beschriebenen ersten Ventils 7.
Zufolge der Einwirkung der Platte 3 auf das Verschlußglied 17,' des Ventils 7* drückt der
Kolben 16' die Feder 15' nach oben, die, da sie steifer als die Feder 12' ists die Feder 12'
zwingt, sich zusammenzuziehen, wodurch das Verschlußglied 13' mit seinem Dichtring 23' mit dem
Sitz 14' in Berührung gebracht und so ein erster Verschluß des Absperrventils 7' bewirkt wird. Wenn
jedoch zufolge einer schlechten Abdichtung des Dichtringes 23' Öl weiter in Richtung gegen die
Ausdehnungskammer C fließt, bringt eine leichte Weiterbewegung der bewegbaren Platte 3 den Dichtring
18' des Verschlußgliedes 17' mit dem an der Kante 19' gebildeten Sitz in Berührung.
Die Absperrventile 7 und 7', welche mit der
bewegbaren Platte 3 die Funktion von hydraulischen Schaltern haben, verhindern, daß die elastischen
balgenartige Umfangswandung der Membran 2 Druckdifferenzen an der Innen- und Außenseite unterworfen
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ORfQJNAL INSPECTED
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wird, wodurch ihr Ermüdungswiderstand auf ein Maximum erhöht wird.
Die baulichen Einzelheiten des Kompensationsdruckbehälters können natürlich entsprechend den
jeweiligen Erfordernissen geändert werden. Beispielsweise kann zwischen den Ventilen und dem
Kabel bzw. zwischen den Ventilen und der Ausdehnungskammer C mehr als eine Verbindung vorgesehen
sein, oder es kann jedes Absperrventil mehr als zwei in Reihe miteinander liegende Räume aufweisen.
?Π98δ1/Ρ9Ο2
Claims (10)
1. Kompensationsanlage für mit Isolieröl
imprägnierte Starkstromkabel, mit einer ersten Gruppe von einem oder mehreren, mit einer Kammer
zur relativen Ausdehnung verbundenen Druckbehältern, welche unter hohen Drücken zu arbeiten
vermögen, parallel zueinander an das Kabel angeschlossen sind und sich an ihrer "Preßölseite"
auf Betriebsdruck befinden, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit wenigstens einer zweiten Gruppe (18, 19)
von einem oder mehreren, mit einer Kammer (233
zur relativen Ausdehnung verbundenen Druckbehältern versehen ist, die parallel zueinander
und zu der ersten Druckbehältergruppe (10) an das gleiche Ende des Kabels angeschlossen sind,
und daß die Druckbehälter dieser zweiten Gruppe unter hohem Druck zu arbeiten vermögen und an ihrer
"Preßölseite" für,einen Druck bemessen sind, der
kleiner als der Betriebsdruck des Kabels ist.
2. Kompensationsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßölseite der
ersten Druckbehältergruppe (10) über die Ausdehnungskammern (12, 23) mit der Preßölseite der zweiten
Druckbehältergruppe (18, 19) mittels einer Rohrleitung (30) verbunden ist, welche die mit unter
Druck stehendem Gas gefüllte Teile der Ausdehnungskammern (12, 23) miteinander verbindet und mit
einem Druckreduzierventil (31) versehen ist, welches den Betriebsdruck auf der Preßölseite der zweiten
Druckbehältergruppe (18, 19) auf einen Wert herabsetzt, der kleiner als der Druck auf der Preßölseite
der ersten Druckbehältergruppe (10) ist.
3. Kompensationsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßölseite der
zweiten Druckbehältergruppe (18, 19) mit dem Ölkanal
des Kabels verbindende Leitung (17) mit einem
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Flußregelventil (26) versehen ist.
4. Kompensationsanlage nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die die Preßöls'eite der
zweiten Druckbehältergruppe (18, 19) mit dem Ölkanal
des Kabels verbindende Leitung (17) mit einer Vorrichtung (27) zum Anzeigen des Druckabfalls
versehen ist.
5. Kompensationsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Druckbehälter von derjenigen Art sind, die ein einziges Außengehäuse aufweist, das wenigstens
eine erste Kammer (A) und eine ,zweite Kammer (B) enthält, von denen die elastische erste Kammer
(A), die mit dem entgasten Öl des mit ihr in Verbindung stehenden Kabels gefüllt ist, in die zweite
Kammer (B) eingetaucht und gegenüber dieser abgeschlossen ist, wobei die zweite Kammer mit einer
Flüssigkeit, vorzugsweise Öl, gefüllt ist und mit einer eine dritte Kammer bildenden Ausdehnungskammer
(C) in Verbindung steht, ferner die elastische erste Kammer (A) eine feststehende starre Grundplatte
(6), eine elastische balgenartige Umfangswandung (2) und eine bewegbare starre Verschlußplatte
(3) aufweist, daß die Verbindung zwischen der elastischen ersten Kammer (A) und cbm Kabel
mittels wenigstens eines ersten Absperrventils (7) bewirkt ist, das an der Grundplatte (6) in
Ausrichtung und in spiegelbildlicher Beziehung zu einem zweiten Absperrventil (71) angeordnet ist,
welches in eine obere Platte (22) der zweiten Kammer (B) eingesetzt ist, und das erste Absperrventil
(7) und das zweite Absperrventil (71) im Ruhezustand sich im Abstand von der bewegbaren
Platte (3) in einer solchen Lage befinden, daß sie mit der Platte (3) einen hydraulischen Schalter
bilden und von dieser Platte in den Stufen der Zu_
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sammendrückung oder Ausdehnung der elastischen
Kammer (A) abwechselnd betätigbar sind.
6. Kompensationsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Absperrventile
(7, 71) einen hohlen zylindrischen Körper (8) besitzt, der mit einer Endöffnung (9) versehen
ist und einen ersten Hohlraum (10) aufweist, der eine koaxiale erste Schraubenfeder (12) enthält,
die an ihrem einen Ende auf der die Öffnung (9) umgebenden Fläche ruht und an ihrem anderen Ende
an einem ersten Verschlußglied (13) anliegt, das mit einem Dichtring (23) versehen und in einem in
dem Ventilkörper (8) vorgesehenen zweiten Hohlraum (11) axial bewegbar ist, der mit dem ersten Hohlraum
(10) des Ventilkörpers (8) in Reihe liegt, von diesem durch einen Sitz (14) für das erste
Verschlußglied (13) getrennt ist und eine zweite Schraubenfeder (15) enthält, die steifer als die
erste Schraubenfeder (12) ist und mit ihrem einen Ende an dem Verschlußglied (13) anliegt und sich
mit ihrem anderen Ende an einem Kolben (16) abstützt, der durch einen kleinen Schaft mit einem
an der Außenseite des Ventilkörpers (8) befindlichen zweiten Verschlußglied (17) verbunden ist,
das auf seiner Innenfläche einen ßichtring (18) trägt und mit einem von der freien Kante (19)
des Ventilkörpers (8) gebildeten Sitz (20) zusammenarbeitet.
7. Kompensationsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausdehnungskammer
(C), die teilweise mit der gleichen Flüssigkeit wie die zweite Kammer (B) gefüllt ist und die einem
unter Druck stehenden Gas unterworfen ist, ein größeres Volumen als die Flüssigkeit hat, die sie
unter Bedingungen maximaler wanderung des Kabelöls in die elastische Kammer (A) aufnehmen kann,,
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8. Kompensationsanlage nach einem der Ansprüche
5 his 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Ausdehnungskammer (C) in einer Entfernung von dem die erste Kammer (A) und die zweite Kammer (B)
enthaltenden Gehäuse (1) angeordnet und mit diesem Gehäuse durch eine an das zweite Absperrventil
(7f) angeschlossene Leitung (27) verbunden ist.
9. Kompensationsarilage nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
balgenartige Umfangswandung (2) der elastischen Kammer (A) aus rostfreiem Stahl besteht.
10. Kompensationsanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
bewegbare Abschlußplatte (3) der elastischen Kammer (A) aus rostfreiem Stahl besteht.
INSPECTED
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Leerse i te
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Date | Code | Title | Description |
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