DE3622763A1 - Hochspannungskabel mit eingebauten druckelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Hochspannungskabel mit einem Leiter, der in einer Isolierung mit innerer und äußerer Leitschicht zentral angeordnet ist, mit einem Metallmantel, der von einer Druckbandage und einem Außenmantel aus Kunststoff umschlossen ist, und mit eingebauten, langgestreckten Druckelementen. Es versteht sich, daß die Druckelemente, z.B. in Ölkabeln, auch als Volumen-Ausgleichselemente wirken.

Bei den Hoch- und Höchstspannungskabelanlagen ist es für deren Betriebssicherheit unerläßlich, daß unter allen Umständen - bei durch Belastungsänderungen und sonstigen Faktoren beding­ ten Wärmedehnungen und Kontraktionen des Kabels und seiner Bau­ teile oder bei gravitätsbedingtem Isoliermittelfluß - jedwede Hohlraum- oder Spaltenbildung in der Kabelisolierung bzw. zwi­ schen dieser und dem Leiter verhindert wird, so daß auch bei hoher elektrischer und thermischer Belastung des Kabels darin keine Ionisierung auftreten kann. Diese würde bei den hier in Betracht kommenden hohen elektrischen Spannungen zur Zerstö­ rung des Kabels führen. Dies wird je nach Bauart des Kabels durch innere oder äußere Druckanwendung wie bei Gasinnendruck- oder Gasaußendruckkabeln oder durch unter Druck stehendes Iso­ lieröl im Kabel erreicht, das alle vorhandenen oder entstehen­ den Hohlräume wirksam isolierend ausfüllt, wie dies bei Ölka­ beln oder Oilostatic-Kabeln der Fall ist.

Hierzu werden in der Regel Druck/Volumen-Ausgleichsgefäße oder Öltanks mit eingebauten vorkomprimierten Druckkörpern längs der Kabelstrecke in Abständen außerhalb des Kabels installiert und über die Garnituren mit dem Kabelinneren kommunizierend verbunden, oder die Kabel werden innerhalb von gas- oder ölgefüllten und mittels einer Druckhalte­ vorrichtung unter Druck gehaltenen Stahlrohrleitungen verlegt.

All dies ist sehr kostenaufwendig, da die Größe dieser außer­ halb des Kabels angeordneten Druck/Volumen-Ausgleichsgefäße gegenüber jener des Kabel- oder Stahlrohrquerschnittes er­ heblich ist. Zudem ist deren Montage und notwendige Wartung in schwierigem Gelände oder auf dem Meeresgrund nur mit gro­ ßen Schwierigkeiten oder gar nicht möglich. Das gleiche gilt für die Druckhaltevorrichtungen anderer Arten von Hochspan­ nungskabeln, z.B. Gasinnendruck- oder Gasaußendruckkabeln.

Daher wurde schon seit langem nach Möglichkeiten gesucht, um die äußeren Ausgleichsgefäße durch in das Kabel eingebaute Druckelemente zu ersetzen oder zumindest deren Anzahl zu ver­ ringern bzw. deren Abstände zu vergrößern.

So ist aus der DE-PS 6 49 761 ein Papier/Masse-isoliertes Hoch­ spannungskabel bekannt, in dessen - mit einem die Tränkmasse führenden Hohlkanal ausgebildeten - Leiter ein elastischer Schlauch oder ein durch entsprechende Wellung expandierfähi­ ges Metallrohr zentral angeordnet ist. Dieses zentrale Druck­ element ist mit einem gasförmigen oder flüssigen Druckmittel gefüllt und vom Ende des Kabels her oder vom Ende einer Teil­ länge desselben mittels einer dort installierten Druckerzeu­ gungs- bzw. Druckhaltevorrichtung so unter Druck gehalten, daß vorbestimmte Sollwerte des Drucks weder über- noch unter­ schritten werden. Dabei dient der so rings um das Druckelement geschaffene Ringraum innerhalb des Leiters als Vorratsraum für das Isolieröl, das bei fallender Temperatur und ent­ sprechender Kontraktion der Kabelisolierung von dem rohrför­ migen Druckelement durch den vieldrähtigen Leiter hindurch in die Isolierung gedrückt, und bei steigender Temperatur und entsprechender Erweiterung des Tränkmittels der Isolie­ rung aus dieser wieder in den Ringraum abgegeben wird. Hier­ zu ist aber eine zusätzliche Einrichtung, z.B. ein Ausgleichs­ gefäß am Ende des Kabels oder jeder Teilstrecke desselben, er­ forderlich, die mit dem Ringraum im Leiter kommunizierend ver­ bunden ist und zur Aufnahme eines Teiles des abgegebenen oder für den Zufluß eines Teiles des zuzuführenden Isoliermittels dient. Außerdem sind zum Zweck der Aufrechterhaltung eines gleichmäßigen Druckes im Isoliermittel und zur Kontrolle die­ ses Druckes von diesem beeinflußbare Kontrolleinrichtungen in Abständen an diesem Kabel notwendig, die bei Druckabwei­ chung vom vorgegebenen Sollwert Impulse an ein am Druckmittel­ behälter am Kabelende vorgesehenes Regelventil oder dergleichen abgeben, um den Sollwert des Druckes im wesentlichen konstant zu halten.

Bei diesem Kabel kann also letztlich auf die Installation von außerhalb desselben angeordneten Druck/Volumen-Ausgleichsge­ fäßen trotz des eingebauten Druckelementes nicht verzichtet werden. Außerdem ist es trotz des zentralen Druckelementes für höhere Betriebsspannungen von mehr als etwa 35 kV nicht einsetzbar, da die Druckeinwirkung auf die Isolierung und deren Tränkung nur mittelbar über den Ringraum erfolgt und daher die Ausschließung von Hohlräumen oder Spalten darin nicht mit Sicherheit zu gewährleisten vermag.

Ferner ist aus DE-AS 10 43 442 ein Ein- oder Mehrleiter-Öl­ druckkabel bekannt, dessen als Druckelement zentral im hohlen Leiter oder in den Aderzwickeln angeordneter, druck­ mittelgefüllter elastischer Schlauch nur abschnittsweise aus einem elastischen Material wie ölfestem Gummi besteht, wobei Zwischenabschnitte desselben durch Metallschlauchstücke ersetzt sind. Die genannte Schrift verweist sehr eingehend auf die Nachteile der bekannten Bauarten von Hoch- und Höchst­ spannungskabeln und gibt an, daß diese durch den Einsatz eines nur abschnittsweise elastischen Druckelementes im Kabel­ inneren verhindert werden sollen. Es ist aber auch bei diesem bekannten Kabel notwendig, den Druck in dem abschnittsweise elastischen Schlauch vom Kabelende her aufrecht zu erhalten, mit dem Erfordernis zusätzlicher Betriebseinrichtungen außer­ halb des Kabels und der ständigen Kontrolle und Wartung der­ selben und den übrigen vorausgehend beschriebenen Nachteilen. Die gemäß dieser Schrift vorgesehene Maßnahme bezweckt zu verhindern, daß in den tieferen Punkten der Kabelverlegung über Gefällstrecken - infolge des hohen statischen Druckes der allmählich gegen die Tiefpunkte wandernden Isoliermasse oder des Isolieröles - der als Druckelement dienende, nur abschnittsweise elastische Schlauch eingedrückt oder ganz zu­ sammengepreßt wird, womit ein durchgehender freier Fluß des Druckmittels verhindert würde. Diese Maßnahme verringert aber erheblich die gewünschte Wirkung des eingebauten Schlauches oder der eingebauten Schläuche als Druckelement, weshalb auch bei diesem Kabel die Anordnung von zusätzlichen Ausgleichsele­ menten außerhalb des Kabels unerläßlich ist. Auch ist die Vor­ ausbestimmung der relativen Lage jedes druckstabilen Metall­ schlauch-Zwischenabschnittes äußerst schwierig.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein wartungs­ freies Hoch- oder Höchstspannungskabel zu schaffen, dessen Be­ triebssicherheit ohne Erfordernis äußerer Ausgleichsgefäße und/ oder Druckhaltevorrichtungen gewährleistet ist, und das in gro­ ßen Längen auf unwegsamer Kabelstrecke oder in See problemlos verlegt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe ist mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 angegeben.

Sie besteht im wesentlichen in der Ausbildung der Druckelemente als im Querschnitt nieren- oder trapezförmige Formteile, die über jede Fertigungslänge des Kabels in wenigstens einer an die Isolierung und/oder den Leiter angrenzenden Lage in das Kabel eingeseilt sind. Diese Druckelemente sind so mit Gas- Überdruck oder mit Federkraft eingerichtet, daß sie stets mit Überdruck auf die Kabelisolierung einwirken und darin jedwede Hohlraumbildung verhindern. Das neue Kabel könnte da­ her treffend als "Kompressionskabel" bezeichnet werden. Die­ ses Kompressionskabel ist als völlig neuer Kabeltyp zu werten, dessen eingebaute Druckelemente den Druck in der Isolierung fast jeder üblichen Kabelart nach der Montage so erhöhen, daß Hohlräume darin sicher verhindert werden und die Spannungs­ festigkeit beachtlich erhöht wird, wobei dieses Kabel wartungs­ frei ist und über weite Strecken keine Ausgleichseinrichtung oder Druckhaltevorrichtung benötigt.

Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen, von denen die Ansprüche 2 bis 4 die Ausbildung der im Querschnitt nierenförmigen Formteile als expandierende Druckröhrchen sowie deren Druckgasfüllung und innere Abstützung, die Ansprüche 5 bis 8 die Anordnung dieser Druckröhrchen im Kabel bei verschiedenen Bauarten von Hoch- und Höchstspannungskabeln, und die Ansprüche 9 bis 13 eine unterschiedliche Variante der Erfindung betreffen, bei welcher die Formteile als langgestreckte federbelastete Form­ drähte und deren Lage bestimmende Führungsformdrähte ausge­ bildet, und samt den Federn der ersteren beispielsweise im Hohlkanal des Kabelleiters peripher angeordnet sind. Es ver­ steht sich, daß auch diese Variante der Erfindung für den Einsatz bei verschiedenen Kabeltypen geeignet ist.

Die Vorteile der Erfindung liegen vor allem darin, daß die so ausgebildeten Kabel keine äußeren Ausgleichsgefäße oder Druckhaltevorrichtungen benötigen, sondern werksmäßig zu gro­ ßen Lieferlängen von mehreren Kilometern durchverbunden werden können, die sich gut in der See oder auf unwegsamer Strecke verlegen lassen.

Die Erfindung eignet sich für den vorteilhaften Einsatz bei den meisten gebräuchlichen Hochspannungskabelarten: Durch ihren Einsatz bei einem Papier/Masse-isolierten Kabel wird dieses ohne äußere Druckhaltevorrichtung zu einem Kabel mit Eigenschaften eines sogenannten "thermisch stabilisierten Kabels", also zur betriebssicheren Verwendung mit höheren Spannungen von mehr als 60 kV, z.B. 110 kV. Auch wird zufolge der auf die Isolierung unmittelbar einwirkende Druckelemente Masseabwanderung an Steilstrecken weitgehend verhindert.

Bei einem erfindungsgemäß ausgebildeten Ölkabel erübrigt sich nicht allein die Anordnung äußerer Druck/Volumen-Ausgleichs­ gefäße oder Öltanks, sondern es kann auch auf den zentralen Ölkanal verzichtet werden, mit dem zusätzlichen Vorteil, daß die jeweils im Kabel vorhandene Menge des Isolieröles ver­ hältnismäßig gering ist, so daß im Schadensfall nur wenig Öl umweltschädlich austritt. Das Kabel ist problemlos zu verlegen und wartungsfrei ohne Verlust seiner sonstigen guten Eigen­ schaften. Gleiches gilt für innenwassergekühlte Hochleistungs­ kabel. Zufolge seiner besonderen Ausbildung kann auch mit die­ sem Kabel bei Steilstrecken auf Sperrmuffen verzichtet werden. Ohne Ausgleichstanks wird der Öldruck im Kabel mittels der neuen Druckelemente auch bei sehr großen Verlegelängen, z.B. bei Seekabeln, problemlos aufrechterhalten.

Bei Anwendung der Erfindung in kunststoffisolierten Kabeln bewirkt die von den Druckelelementen ausgehende Druckerhöhung in der Isolierung eine höhere dauernde Spannungsfestigkeit des Kunststoffes, da dadurch Tree-Entwicklungen darin stark vermindert werden.

Vier Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden unter Angabe weiterer Vor­ teile näher beschrieben. Es zeigen im Querschnitt

Fig. 1 ein Papier/Masse-isoliertes Hochspannungskabel,

Fig. 2 ein innenwassergekühltes Hochleistungskabel und

Fig. 3 ein kunststoffisoliertes Höchstspannungskabel, jeweils mit eingebauten Druckelementen in Form von Druckröhrchen, und

Fig. 4 den mit einem Hohlkanal ausgebildeten Leiter eines Öl­ kabels mit Druckelementen in Form von federbelasteten Formdrähten.

Bezeichnet sind mit

•  1 rohrförmiger Innenleiter
   2 Leiter eines Hochspannungskabels
   3 Leiterdrähte
   4 Leitbandwendel
   5 Druckröhrchen
   6 Stützdrähte innerhalb der Druckröhrchen
   7 innere Leitschicht
   8 Isolierung des Kabels
   9 äußere Leitschicht
  10 Metallmantel
  11 Druckbandage um den Metallmantel
  12 Außenmantel aus Kunststoff
  13 Hohlkanal im Leiter
  14 innere Verseillage der Druckröhrchen
  15 äußere Verseillage der Druckröhrchen
  16 Verseillage der trapezförmigen Formteile (17-19)
  17 Führungsformdraht
  18 federbelasteter Formdraht
  19 Doppelblattfeder
  20 seitliche Vorsprünge des Führungsformdrahtes
  21 seitliche Vorsprünge des federbelasteten Formdrahtes
  22 Vorsprünge am Kopf des Führungsformdrahtes
  23 expandierbarer Schlauch

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Kabel sind die Druckelemente als im Querschnitt nierenförmige Druckröhrchen 5 ausgebildet, und eine Anzahl dieser Druckröhrchen 5 ist in einer inneren Ver­ seillage 14 so um den Leiter 2 auf diesen aufgeseilt, daß er von diesen umschlossen ist. Es ist jedoch vorsorglich innerhalb dieser Verseillage ein Leitbandwendel 4 rings um die Leiter­ oberfläche zur Vergleichmäßigung der Oberfläche des aus einer Vielzahl von Leiterdrähten 3 bestehenden Leiters 2 aufgebracht. Die Außenflächen der Druckröhrchen 5 dieser Verseillage sind von einer inneren Leitschicht 7 der aus einem vielschichtig aufgebrachten, massegetränkten Papier bestehenden Isolierung 8 des Kabels unmittelbar fest umschlossen, die ihrerseits mit einer äußeren Leitschicht 9 versehen ist.

Der Metallmantel 8 aus Blei oder Aluminium umfaßt eng angren­ zend die äußere Leitschicht 9 der Kabelisolierung, und er ist seinerseits mit einer Druckbandage 11 versehen, die ihm die er­ forderliche Druckfestigkeit verleiht und eine Ausdehnung des Metallmantels 10 praktisch verhindert. Darüber ist schließlich noch ein Außenmantel 12 aus Kunststoff, PVC oder PE, aufgebracht.

Sämtliche Druckröhrchen 5 enthalten ein unter Überdruck stehen­ des inertes Gas, dessen Druck bei diesem Kabeltyp zwischen 3 und 20 bar betragen kann. Die Höhe dieses Druckes richtet sich nach der Spannung, für die dieses Kabel ausgelegt ist, der Dicke der dieser entsprechenden Isolierung und der Höhe der Übertra­ gungsleistung sowie der vorgesehenen einstückigen Lieferlänge dieses Kabels, die eine Mehrzahl der üblichen Fertigungslängen betragen kann. Es versteht sich, daß in jedem Fall der Metall­ mantel 10 mit seiner Druckbandage 11 dementsprechend ausgebildet sein muß, um dem hohen Gasdruck innerhalb der Röhrchen 5 stand­ halten zu können. Es kann jedoch insbesondere bei Seekabeln eine geringere Stärke des Metallmantels 10 ausreichend sein, unter Berücksichtigung des statischen Druckes des von außen auf das am Meeresgrund verlegte Kabel einwirkenden Wassers.

Das Kabel wird werksmäßig in großen Lieferlängen hergestellt, wobei die Enden mehrerer Fertigungslängen in speziellen Spleiß­ muffen miteinander so durchverbunden werden, daß jedes einzelne Druckröhrchen von Endmuffe zu Endmuffe durchgehend verläuft. Die Druckröhrchen 5 werden erst nach dem Verlegen des Kabels von den Endmuffen her mit dem Druckgas gefüllt und in diesen dicht verschlossen. Sie sind so bemessen, daß sie ständig mit großer Kraft gegen die Kabelisolierung drücken und dadurch jed­ wede Hohlraumbildung in dieser verhindert wird.

Bei einer Kontraktion der massegetränkten Isolierung werden die Außenflächen sämtlicher Druckröhrchen 5 mit dem nahezu kon­ stant bleibenden Druck so gegen die Innenfläche der Isolierung bzw. deren Leitschicht gedrückt, daß keine Hohlräume entstehen können. Der stetige hohe Druck verhindert auch weitgehend ein Abwandern der Tränkmasse an Tiefstellen des verlegten Kabels.

Bei einer temperaturbedingten Ausdehnung der Kabelisolierung werden die Außenflächen der Druckröhrchen 5 mit einem in der Isolierung aufgebauten örtlichen Druck, welcher höher ist als der Innendruck der Röhrchen, eingedrückt. Um hierbei eine zu große Verengung dieser Röhrchen bzw. deren plastische Verfor­ mung zu verhindern, sind innerhalb der Druckröhrchen 5 wenig­ stens je ein Stützdraht 6, vorzugsweise 2 bis 3 Stützdrähte, angeordnet und so bemessen, daß sie die Membrane-Funktion der Druckröhrchen 5 nicht beeinträchtigen.

Auch die Wandstärke dieser im Querschnitt nierenförmigen Druck­ röhrchen 5 richtet sich nach deren vorbestimmten Innendruck, der seinerseits nach den vorausgehend angegebenen Kriterien be­ stimmt wird. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Kabeltyp werden Druck­ röhrchen 5 mit einer Wandstärke von etwa 0,3 mm bevorzugt. Es versteht sich, daß die Wandstärke auch von der Festigkeit des Werkstoffes, z.B. Kupfer oder Edelstahl abhängig ist, aus dem sie hergestellt sind.

Zufolge des innerhalb des Kabelmantels 10 im wesentlichen kon­ stant gehaltenen hohen Druckes besitzt dieses Papier/Masse-iso­ lierte Kabel Eigenschaften, die einem thermisch stabilisierten Kabel nahekommen, so daß dieses hinsichtlich seiner elektrischen Festigkeit und Übertragungsleistung etwa einem Gasaußendruck­ kabel entspricht, jedoch ohne die Notwendigkeit der Verlegung desselben in Stahlrohren und deren Unterdruckhaltung mittels zumindest an den Enden angeordneter Druckhaltevorrichtungen wie Kompressoren, die ständig kontrolliert werden müssen.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Kabel ist außerhalb der ölgetränk­ ten vielschichtigen Papierisolierung 8 desselben eine äußere Verseillage 15 der im Querschnitt etwa nierenförmigen Druck­ röhrchen 5 unmittelbar um die äußere Leitschicht 9 der Isolie­ rung 8 fest aufgeseilt und ihrerseits von dem ebenfalls mit einer Druckbandage 11 fest umschlossenen Kabelmantel 10 aus Me­ tall umschlossen. Auch bei dieser Variante eines erfindungsge­ mäß ausgebildeten Kabels ist ein Außenmantel 12 aus Kunststoff vorgesehen. Das hier gezeigte Kabel ist ein innenwassergekühltes Hochleistungskabel, dessen Kühlwasser führender zentraler Hohl­ kanal 13 von einem rohrförmigen Innenleiter 1 umschlossen ist, auf welchen die übrigen als Formdrähte ausgebildeten Leiter­ drähte 3 des Leiters 2 fest aufgeseilt sind. Es versteht sich, daß die äußere Verseillage 15 der nierenförmigen Druckröhrchen 5 eine größere Anzahl derselben aufweist, so daß auch die Summe von deren Vorlumen und somit die Membrane-Wirkung derselben größer ist, als bei dem in Fig. 1 gezeigten Kabel. Sie bilden daher insgesamt ein sehr wirksames Druck/Volumen-Ausgleichsge­ fäß, das unmittelbar in das Kabel integriert ist, so daß dieses keiner äußeren Öltanks oder dergleichen bedarf.

Entsprechend der höheren Spannung und der größeren Leistung, für die dieses Kabel ausgelegt ist, sind hierbei die Druckröhrchen mit einem unter höherem Druck von 15 bis 50 bar stehenden Gas gefüllt und dementsprechend mit einer Wandstärke bis zu etwa 1,0 mm dimensioniert. Dementsprechend muß auch der Metallmantel 10 des Kabels für den vorgesehenen hohen Betriebsdruck ausgelegt sein. Dieser vom Inneren der nierenförmigen Druckröhrchen aus­ gehende Druck verändert sich jedoch entsprechend den Betriebs­ bedingungen, insbesondere bei Ein- und Abschaltung des Kabels, so, daß der bei dessen Erwärmung entstehende Überdruck die In­ nenfläche der Röhrchen in den durch die Stützdrähte 6 vorge­ gebenen Grenzen einzudrücken vermag, hingegen bei Abschaltung und entsprechender Erkaltung des Kabels stark gegen die Iso­ lierung drückt und jewede Hohlraumbildung darin verhindert. Dieses innenwassergekühlte Kabel entspricht in seiner Wirkungs­ weise einem Ölkabel bzw. Öl-Druckkabel, jedoch ohne Erforder­ nis von außen angeordneten Druck/Volumen-Ausgleichsgefäßen für das Öl, Öltanks oder sonstigen bei den üblichen Ölkabeln notwen­ digen Einrichtungen.

In Fig. 3 ist ein kunststoffisoliertes Hochspannungskabel dar­ gestellt, bei dem sowohl innerhalb der inneren Leitschicht 7, also zwischen dieser und dem Leiter 2, als auch unmittelbar um die äußere Leitschicht 8 je eine innere Verseillage 14 bzw. äußere Verseillage 15 der nierenförmigen Druckröhrchen 5 ange­ ordnet ist. Auch bei diesem Kabel ist, wie bei diesem Typ sonst unüblich, ein die äußere Verseillage 15 der Röhrchen 5 fest umschließender Metallmantel 10 vorgesehen, der seinerseits von einer festen Druckbandage 11 und einem Außenmantel 12 aus Kunst­ stoff umschlossen ist.

Auch bei diesem Kabel können mehrere Herstellungslängen werks­ mäßig zu großen Lieferlängen zusammengeschlossen werden, wobei die Druckröhrchen der beiden Verseillagen 14 bzw. 15 durchver­ bunden werden. Dies erleichtert die Verlegung des Kabels, da sich hierbei eine Anzahl von Verbindungsmuffen, die sich am Montageort nur mit Schwierigkeiten setzen bzw. herstellen (Kunststoff) lassen, erübrigen. Auch bei diesem Kabel werden sämtliche Druckröhrchen erst nach der Montage von den Enden einer Kabelstrecke her mit dem Druckgas gefüllt und unter Über­ druck gesetzt sowie in den dort vorhandenen Endmuffen ver­ schlossen.

Durch die dauernde gleichmäßige äußere und innere Druckeinwir­ kung auf die Kunststoffisolierung, z.B. aus Polyäthylen, wird eine Verminderung hinsichtlich aller Tree-Entwicklungen er­ zielt. Zufolge des besonderen Aufbaues dieser kunststoffiso­ lierten Kabel können diese mit erhöhter Betriebssicherheit für höchste Spannungen von beispielsweise 400 kV eingesetzt werden.

In der hier beschriebenen und in Fig. 3 gezeigten Weise, näm­ lich mit einer auf die innere Leitschicht 7 drückenden inne­ ren Verseillage 14 der Druckröhrchen sowie einer auf die äuße­ re Leitschicht 9 drückenden äußeren Verseillage 15 der Druck­ röhrchen können auch Ölkabel, insbesondere Hochdruckölkabel, ausgebildet werden. Die verdoppelte Druckwirkung der beiden Verseillagen erhöht deren Volumen, so daß auch große Schwan­ kungen des Öldrucks im Kabel, wie sie beispielsweise beim plötzlichen Ein- oder Ausschalten entstehen, aufgenommen und absorbiert werden können, ohne daß hierzu äußere Einrichtungen wie Drucktanks oder Druckhaltemittel erforderlich sind. Um das Volumen der Druckröhrchen noch weiter zu erhöhen, können auch insbesondere außerhalb der Isolierung zwei Verseillagen die­ ser Druckröhrchen 5 innerhalb des armierten Metallmantels an­ geordnet sein.

Es können aber auch Ölkabel mit nur einer oder zwei inneren Verseillagen 14 ausgestattet sein, die mantelfrei mit relativ geringem Spiel in zuvor verlegte Rohrleitungen eingezogen wer­ den. Auch hierbei werden die Druckröhrchen 5 erst nach der Verlegung des Kabels von dessen Enden her gefüllt und unter Druck gesetzt, wobei sich die Isolierung des Kabels bis zur An­ lage an der Innenwand der Rohre erweitert und hiernach darin festgesetzt ist. Der freie Ölfluß wird hierbei dadurch nicht verhindert, daß dieses Ölkabel wie üblich mit einem das Öl führenden Hohlkanal im Leiter ausgebildet ist. Bei anderen Aus­ führungsformen des Ölkabels erübrigt sich auch die Anordnung eines solchen Hohlkanals mit dem Vorteil, daß das Kabel ver­ hältnismäßig wenig Öl enthält, welches bei einer Beschädigung desselben umweltschädlich ausfließen kann.

In Fig. 4 ist eine völlig andere Variante der Erfindung ge­ zeigt, nämlich der Leiter eines Kabels, in dessen zentralem Hohlkanal 13 eine Mehrzahl von Druckelementen peripher ange­ ordnet ist, die als federbelastete Formdrähte 18 bzw. deren Lage bestimmende Führungsformdrähte 17 ausgebildet sind, wo­ bei die federbelasteten Formdrähte stetig gegen auf ihre dem Leiter zugewendeten Rückflächen drückenden Doppelblattfedern 19 gehalten sind. Diese sind mit ihren Rändern an beidseitig vorragenden Vorsprüngen 22 am Kopf jedes Führungsformdrahtes 17 abgestützt. Dabei sind die zwischen jeweils zwei Führungs­ formdrähten 17 angeordneten federbelasteten Formdrähten 18 samt den mit ihnen zusammenwirkenden Doppelblattfedern 19 so als innere Verseillage 16 verseilt, daß sie einen den Hohl­ kanal 13 des Kabels begrenzenden rohrförmigen Strang bilden. Auf diesen sind in weiterer Folge die als Formdrähte ausgebil­ deten Leiterdrähte 3 des Leiters 2 aufgeseilt. Auf den so ge­ fertigten Leiter können verschiedene Arten der Isolierung auf­ gebracht werden, entsprechend dem gewünschten Kabeltyp und der vorgesehenen Betriebsspannung, wie dies vorausgehend anhand der Fig. 1 bis 3 beschrieben ist.

Bei dieser Ausführungsform des Kabels ist in dessen Hohlkanal 13 ein expandierbarer Schlauch 23 aus Gummi oder einem elasti­ schen Kunststoff, wie PVC, Polyamid oder Polyurethan, angeord­ net, und das Kabel ist, wie zuvor beschrieben, mit einer Isolie­ rung und einem diese umschließenden Metallmantel samt Druckban­ dage aufgebaut, oder es ist mantelfrei in eine Rohrleitung ein­ ziehbar. Erst nach dem Verlegen dieses Kabels auf der Strecke wird dessen expandierbarer Schlauch 23 von den Kabelenden her - ähnlich wie die zuvor beschriebenen Druckröhrchen 5 - unter einen hohen Druck von beispielsweise 15 bar gesetzt, wobei er sich ausdehnt und die zwischen den Führungsformdrähten 17 ge­ haltenen federbelasteten Formdrähte 18 gegen die Kraft der Federn 19 auswärts drückt.

Die federbelasteten Formdrähte 18 haben einen im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt, und sie haben an ihren beiden Flan­ kenflächen wenigstens je einen Vorsprung 21, der in den ent­ sprechenden Vorsprüngen 20 auf den Flankenflächen der - im Querschnitt im wesentlichen rechteckig geformten - Führungs­ drähte 17 verrastet ist. Die Verrastung erfolgt so, daß die Formdrähte 18 zwar von innen gegen den Druck der Feder 19 radial auswärts gedrückt werden können, jedoch Einwärtsbewegungen ge­ sperrt sind. Somit drücken die Formdrähte 17 und Federn 19 mit gleichmäßiger mechanischer Kraft gegen das Innere des darüber aufgeseilten Leiters 2 und über diesen gegen das Innere der Kabelisolierung, die somit ebenfalls ständig druckbelastet ist, so daß darin keine Hohlräume entstehen können.

Zur Bewirkung dieser dauerhaften Verrastung der federbelasteten Formdrähte 18 zwischen den Führungsformdrähten 17 sind die Vor­ sprünge 20 an deren beiden Flanken etwa sägezahnförmig profi­ liert, bei entsprechendem Gegenprofil des oder jedes Vorsprunges 21 an den Flanken der federbelasteten Formdrähte 18. Zufolge der so bewirkten Verrastung der federbelasteten Formdrähte 18 in der gewünschten Drucklage gegenüber jener der anliegenden Doppelblattfedern 19, bleibt dieses durch die Expansion des Schlauches 23 hervorgerufene und durch die so vorgespannten Fe­ dern rein mechanisch bewirkte Drucksystem dauerhaft erhalten. Daher kann der expandierbare Schlauch 23 nach diesem Vorgang aus dem Kabel wieder entfernt werden, so daß der in dessen Leiter vorhandene Hohlkanal 13 als Ölkanal oder dergleichen dienen kann.

Es ist auch möglich, anstatt einen expandierbaren Schlauch 23 im Hohlkanal 13 des Kabels einzusetzen und ihn nach der Kabel­ verlegung unter Druck zu setzen, einen sich selbst antreibenden Spreizmotor durch den Hohlkanal zu schicken.

Der Vorteil dieser Ausführungsform, die sich ebenfalls für den Einsatz in verschiedenen Kabeltypen eignet, liegt vor allem darin, daß in dem Kabel nur massive Teile und gegen diese drückende mechanische Federn vorgesehen sind, so daß in einem solchen Kabel ein Druckverlust ausgeschlossen ist.

Claims (13)

1. Hochspannungskabel mit einem Leiter (2), der in einer Iso­ lierung (8) mit innerer und äußerer Leitschicht (7 bzw. 9) zentral angeordnet ist, mit einem Metallmantel (10), der von einer Druckbandage (11) und einem Außenmantel (12) aus Kunststoff umschlossen ist, und mit eingebauten, langge­ streckten Druckelementen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Druckelemente als im Querschnitt nierenförmige oder trapezförmige und profilierte Formteile (5 bzw. 17 bis 19) ausgebildet sind, und über jede Ferti­ gungslänge des Kabels in mindestens einer an die Isolierung (8) und/oder den Leiter (2) angrenzenden Lage (14, 15, 16) in das Kabel eingeseilt sind.

2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die im Querschnitt nierenförmigen Form­ teile als biegsame, expandierbare und umfänglich glatte Druckröhrchen (5) aus einem korrosionsfreien Metall, z.B. Edelstahl oder Kupfer, mit geringer Wandstärke, vorzugsweise zwischen 0,1 und 1,0 mm, ausgebildet sind.

3. Kabel nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Druckröhrchen (5) mit einem inerten Gas, z.B. Stickstoff, unter Überdruck, vorzugsweise zwischen 3 und 50 bar, gefüllt und in den Verbindungsmuffen des Ka­ bels an ihren Enden gasdicht verschlossen sind.

4. Kabel nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die im Querschnitt nierenförmigen Druckröhrchen (5) im hohlen Inneren wenigstens einen in Achsrichtung verlaufenden Stützdraht (6) enthalten.

5. Kabel nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es mit mindestens einer Verseillage (14) der Druckröhrchen (5) ausgestattet ist, die unter Zwi­ schenlage einer Leitbandwendel (4) rings um den zentralen, mehrdrähtigen Leiter (2) geseilt ist, und darüber die innere Leitschicht (7) der Isolierung (8) eng anliegend angeordnet ist (Fig. 1).

6. Kabel nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens eine Verseillage (15) der Druckröhrchen (5) auf die äußere Leitschicht (9) der Isolie­ rung (8) aufgeseilt, und darüber der Metallmantel (11) eng anliegend angeordnet ist (Fig. 2).

7. Kabel nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß darin sowohl mindestens eine der inne­ ren Leitschicht (7) der Isolierung (8) anliegende, als auch mindestens eine auf die äußere Leitschicht (9) der Isolie­ rung (8) aufgeseilte Verseillage (14 bzw. 15) der Druckröhr­ chen (5) angeordnet ist, welches Kabel vorzugsweise als kunststoffisoliertes Kabel oder als kanalfreies Ölkabel aus­ gebildet ist (Fig. 3).

8. Kabel nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es in an sich bekannter Weise als Hochspannungsdruckkabel, z.B. Gasinnen- oder Gasaußen­ druckkabel, als innenwassergekühltes Hochleistungskabel oder als kunststoffisoliertes Höchstspannungskabel ausgebildet ist.

9. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Formteile (16) in einem an sich be­ kannten axialen, im Querschnitt kreisförmigen Hohlkanal (13) des Leiters (2) peripher angeordnet, und als radial ver­ schiebbare, gegen innen federbelastete Formdrähte (18) und als deren periphere Lage bestimmende Führungsdrähte (17) ausgebildet sind (Fig. 4).

10. Kabel nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder federbelastete Formdraht (18) zwischen jeweils zwei Führungsformdrähten (17) angeordnet, und mit seiner dem Hohlkanal (13) abgewandten Rückfläche gegen eine langgestreckte Doppelblattfeder (19) gehalten, und gegen diese Feder drückbar ist.

11. Kabel nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in dem von den federbelasteten Form­ drähten (18) und den Führungsformdrähten (17) umschlossenen Hohlkanal (13), den Formdrähten anliegend, eine Stützspirale oder ein expandierbarer Schlauch (23) angeordnet ist.

12. Kabel nach Anspruch 10 oder 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die federbelasteten Formdrähte (18) trapezförmigen Querschnitt, hingegen die Führungsform­ drähte (17) mehr rechteckförmigen Querschnitt haben, und die letzteren an ihren beiden Flanken mit langgestreckten, vorzugsweise sägezahnförmig profilierten Vorsprüngen (20) ausgebildet sind, die in mindestens je einen korrespondie­ rend profilierten Vorsprung an den beiden Flanken jedes federbelasteten Formdrahtes (18) so eingreifen, daß diese Formdrähte zwar durch den auf sie einwirkenden Druck aus­ wärts drückbar sind, jedoch Einwärtsbewegungen gesperrt sind.

13. Kabel nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Doppelblattfedern (19) gegen an deren Rändern angreifende, beidseitige Vorsprünge (22) am Kopf jedes Führungsformdrahtes (17) gehalten sind.