DE2227905A1

DE2227905A1 - Kompensationsanlage für mit Isolieröl imprägnierte Starkstromkabel

Info

Publication number: DE2227905A1
Application number: DE19722227905
Authority: DE
Inventors: Antonio Monza Ferrentino (Italien)
Original assignee: Pirelli SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA
Priority date: 1971-06-11
Filing date: 1972-06-08
Publication date: 1972-12-14
Also published as: FR2140387B1; AU469124B2; BR7203705D0; FR2140387A1; ZA723821B; JPS5619176B1; GB1342199A; CA954007A; DE2227905C2; US3739803A; IE36398L; AU4322772A; ES403608A1; IE36398B1

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

"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.

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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 10^f 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 3_t 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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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 17^f 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' ist_s 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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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.

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Claims

Patentansprüche

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 (7^f) 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.

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