FR2615333A1

FR2615333A1 - ENERGY TRANSPORT SYSTEM WITH HIGH-VOLTAGE ELECTRICAL CABLES WITH PLASTIC INSULATION

Info

Publication number: FR2615333A1
Application number: FR8806149A
Authority: FR
Inventors: Hans Schadlich
Original assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1987-05-13
Filing date: 1988-05-06
Publication date: 1988-11-18
Anticipated expiration: 2008-05-06
Also published as: DE3715899A1; DE3715899C2; FR2615333B1

Abstract

SYSTEME DE TRANSPORT D'ENERGIE SE COMPOSANT D'UN CABLE ELECTRIQUE HAUTE TENSION A ISOLATION EN MATIERE PLASTIQUE ET D'UNE FERMETURE TERMINALE D'OBTURATION COMPORTANT UN BOITIER CONTENANT UN AGENT D'ISOLATION SOUS FORME GAZEUSE AU MOINS A LA TEMPERATURE DE SERVICE, CARACTERISE EN CE QUE LE BOITIER DE LA FERMETURE TERMINALE 2 EST RELIE SPATIALEMENT AVEC DES CAVITES PREVUES DANS LE CABLE 4, ORIENTEES LONGITUDINALEMENT ET RESULTANT DE LA FABRICATION ETOU DE LA CONSTRUCTION.ENERGY TRANSPORT SYSTEM CONSISTING OF A HIGH VOLTAGE ELECTRIC CABLE WITH PLASTIC INSULATION AND A SHUTTER TERMINAL CLOSURE CONTAINING A BOX CONTAINING AN INSULATION AGENT IN GASEOUS FORM AT LEAST AT OPERATING TEMPERATURE, CHARACTERIZED IN THAT THE TERMINAL CLOSURE HOUSING 2 IS SPATIALLY CONNECTED WITH CAVITIES PROVIDED IN CABLE 4, LONGITUDINALLY ORIENTED AND RESULTING FROM THE MANUFACTURING OR CONSTRUCTION.

Description

Système de transport d'énergie avec câbles électriques haute tension àEnergy transmission system with high voltage electric cables

isolation en matière plastique La présente invention concerne un système de transport d'énergie se composant d'un câble électrique haute tension à isolation en matière plastique et d'une fermeture terminale d'obturation comportant un boîtier contenant un agent d'isolation sous forme gazeuse au plastic insulation The present invention relates to an energy transport system consisting of a high voltage electric cable with plastic insulation and a terminal closure closure comprising a housing containing an insulation agent in gaseous form. at

moins à la température de service. less at serving temperature.

Des fermetures terminales, contenant une masse isolante ou également un remplissage d'huile pour des câbles à isolation en matière plastique sont connues d'une façon générale. Ces fermetures terminales se sont confirmées en pratique depuis longtemps mais elles créent cependant également des difficultés. Ainsi l'huile logée dans le boîtier pose des problèmes d'étanchéité et de compatibilité par rapport aux matières plastiques utilisées dans la fabrication des câbles; de l'humidité contenue dans l'air et pénétrant par des zones de fuites dans le bottier traverse l'huile et produit ainsi Terminals, containing an insulating mass or also an oil filling for cables with plastic insulation are generally known. These terminal closings have been confirmed in practice for a long time, but they also create difficulties. Thus the oil housed in the housing poses problems of tightness and compatibility with respect to the plastics used in the manufacture of cables; moisture contained in the air and penetrating through leakage zones in the casing crosses the oil and thus produces

des défauts alors que de l'huile s'échappant a l'exté- faults while oil escaping outside

rieur par des zones de fuites peut être nocive pour l'environnement et être en outre dangereuse du point de laughing through leaking areas can be harmful to the environment and can also be dangerous from

vue de l'incendie.view of the fire.

Pour éviter ces difficultés, on a également To avoid these difficulties, we also

déjà proposé ( DE-OS 35 42 054) des fermetures termi- already proposed (DE-OS 35 42 054) of termi-

nales du type décrit qui ne sont pas remplies d'une nales of the type described which are not filled with a

huile isolante mais d'une charge de gaz. Cependant égale- insulating oil but with a charge of gas. However,

ment dans ce cas, il subsiste comme auparavant le problème de l'étanchéité correcte, qui rend nécessaire In this case, there remains as before the problem of correct sealing, which makes it necessary

des mesures particulières.specific measures.

Sur la base de cet art antérieur, l'invention a pour objet de créer un système de transport d'énergie qui soit d'un fonctionnement sûr et sans inconvénient pour l'environnement et qui permette également de résister On the basis of this prior art, the object of the invention is to create an energy transport system which is safe to operate and does not harm the environment and which also makes it possible to resist

à de très fortes sollicitations en tension. to very high stress loads.

Ce problème est résolu conformément à l'inven- This problem is solved in accordance with the invention.

tion en ce que, dans le cas d'un système de transport d'énergie du type précité, le boîtier de la fermeture tion in that, in the case of an energy transport system of the aforementioned type, the housing of the closure

terminale est en liaison spatiale avec les cavités longi- terminal is in spatial connection with the long cavities

tudinales existant dans le câble et résultant des condi- tudinal existing in the cable and resulting from the condi-

tions de fabrication et/ou de construction. L'invention est basée sur la connaissance que le fait d'éliminer l'étanchéité,jusqu'àlors. classique et mê m e prescrite., entre le boîtier de la fermeture terminale contenant l'agent d'isolation et l'extrémité du câble élimine non seulement les problèmes connus d'étanchéité dans cette zone mais contribue simultanément dans une large mesure à augmenter la capacité de résistance à la tension du système. La liaison spatiale entre le bottier rempli d'un agent d'isolation sous forme gazeuse et le volume intérieur du câble fait en sorte notamment que l'agent d'isolation agisse simultanément dans le câble avec un effet de stabilisation de tension par le fait qu'il remplit des cavités existant dans la structure du câble, mais également pénètre par diffusion dans l'isolation en matière plastique du câble et augmente manufacturing and / or construction. The invention is based on the knowledge that the fact of eliminating sealing, until then. classic and even prescribed., between the terminal closure box containing the insulating agent and the end of the cable not only eliminates known sealing problems in this area but simultaneously contributes to a large extent to increasing the capacity resistance to system voltage. The spatial connection between the shoemaker filled with an insulating agent in gaseous form and the internal volume of the cable means in particular that the insulating agent acts simultaneously in the cable with a tension stabilizing effect by the fact that '' it fills cavities existing in the cable structure, but also penetrates by diffusion into the plastic insulation of the cable and increases

ainsi la résistances 1a tension.thus the resistances 1a tension.

Cet effet permet à l'utilisateur de systèmes de transport d'énergie existants de faire intervenir, lorsqu'il utilise l'invention, des tensions de service supérieures. Lors de la réalisation de nouveaux systèmes de transport d'énergie, il est possible entre autres, pour des tensions de service prédéterminées, d'utiliser maintenant dans un câble de plus faibles épaisseurs d'isolation, ce qui se traduit par une économie importante en ce qui concerne un matériau d'isolation de This effect allows the user of existing energy transport systems to use higher operating voltages when using the invention. When producing new energy transport systems, it is possible, among other things, for predetermined operating voltages, to now use smaller thicknesses of insulation in a cable, which translates into a significant saving in regarding an insulation material of

haute qualité.high quality.

Dans le cadre de l'invention rentrent tous les câbles à isolation en matière plastique, pouvant être fortement sollicités et utilisés habituellement à l'heure actuelle. Notamment dans de nouvelles installations, il peut cependant être avantageux, dans le cas d'un câble haute tension comportant un ou plusieurs brins isolés se composant d'un grand nombre de fils individuels, de laisser les fils individuels dans une condition non Within the framework of the invention, all cables with plastic insulation fit, which can be highly stressed and usually used at present. In particular in new installations, it may however be advantageous, in the case of a high voltage cable comprising one or more insulated strands consisting of a large number of individual wires, to leave the individual wires in a non

compactée. De cette manière, on crée un volume addi- compacted. In this way, we create an addi-

tionnel permettant la pénétration de l'agent isolant tional allowing the penetration of the insulating agent

dans le câble à partir de la fermeture terminale corres- in the cable from the corresponding terminal closure

pondante. Une autre possibilité avantageuse dans le même but consiste à faire en sorte que le ou les conducteurs du câble haute tension soient des conducteurs profilés laying. Another advantageous possibility for the same purpose consists in ensuring that the conductor or conductors of the high-voltage cable are profiled conductors

comportant des canaux longitudinaux. having longitudinal channels.

Le système de transport d'énergie peut contenir une longueur de câble qui est obturée à une extrémité par une fermeture terminale constituant par exemple la transition avec un conducteur aérien The energy transport system may contain a length of cable which is closed at one end by a terminal closure constituting for example the transition with an overhead conductor

et qui est engagéeen son autre extrémité dans une instal- and which is engaged at its other end in an installation

lation de distribution.distribution lation.

Lorsque, dans une variante, le câble haute tension ne se présente pas sous la forme d'une longueur continue mais se compose de deux ou plus de deux tronçons individuels, on prévoit alors avantageusement, dans la zone de liaison correspondante, en vue d'un prolongement des cavités longitudinales du premier dans le second tronçon de câble, ou inversement, de petits tubes ou des flexibles de liaison. A cet égard, il est important que le passage de l'agent d'isolation ne soit pas entravé. Par exemple dans le cas d'un câble haute tension à un brin, le conducteur sert au transport de l'agent d'isolation sous forme gazeuse et la liaison des extrémités de conducteurs est réalisée par soudage ou par brasage, on peut alors avantageusement mettre en place dans la zone de liaison de petits tubes en céramique, qui sont introduits dans les extrémités correspondantes des conducteurs et qui dépassent par leurs extrémités de la zone de soudage. De petits tubes métalliques, par exemple en acier, mais le cas échéant également en cuivre ou en aluminium, sont utilisés avantageusement lorsque les extrémités des conducteurs ne sont pas assemblées par soudage ou par brasage mais par des liaisons par compression. When, in a variant, the high-voltage cable is not in the form of a continuous length but consists of two or more than two individual sections, provision is then advantageously made, in the corresponding connection zone, for an extension of the longitudinal cavities of the first in the second section of cable, or vice versa, of small tubes or connecting hoses. In this regard, it is important that the passage of the insulating agent is not impeded. For example in the case of a high-strand cable with one strand, the conductor is used for transporting the insulating agent in gaseous form and the connection of the ends of the conductors is carried out by welding or by soldering, it is then advantageously possible to put in place in the connection zone of small ceramic tubes, which are introduced into the corresponding ends of the conductors and which protrude by their ends from the welding zone. Small metal tubes, for example steel, but possibly also copper or aluminum, are advantageously used when the ends of the conductors are not assembled by welding or brazing but by compression connections.

Comme agent d'isolation, on utilise avantageuse- As an insulating agent, advantageous-

ment un gaz isolant. A cet égard, il est recommandé par an insulating gas. In this regard, it is recommended by

exemple d'employer également le gaz résistant aux déchar- example of also using gas resistant to discharges

ges qui était utilisé jusqu'à maintenant dans des instal- ges which was used until now in instal-

lations de distribution ou dans des câbles isolés par gaz, distribution lations or in gas insulated cables,

à savoir SF6 ( hexafluorure de soufre). namely SF6 (sulfur hexafluoride).

Les flexibles ou petits tubes prévus déjà dans la zone des jonctions de câble peuvent également être disposés avantageusement et additionnellement dans les volumes de remplissage du câble. Pour que le gaz isolant puisse exercer intégralement son action stabilisatrice de tension également sur toute l'isolation du câble, ces flexibles ou petits tubes comportent avantageusement une paroi perméable au gaz. Pour permettre le passage de l'agent d'isolation, il peut également être judicieux de prévoir des spirales de soutien disposées dans la zone des conducteurs ou bien dans la structure de couches du câble. The flexible or small tubes already provided in the area of the cable junctions can also be advantageously and additionally arranged in the cable filling volumes. So that the insulating gas can fully exert its voltage stabilizing action also on the entire insulation of the cable, these hoses or small tubes advantageously have a wall permeable to gas. To allow the passage of the insulating agent, it may also be advisable to provide support spirals arranged in the area of the conductors or else in the layer structure of the cable.

Le système de transport d'énergie revendi- The energy transport system claimed

qué peut contenir un câble à un ou plusieurs brins de structure quelconque. Dans le cadre de l'invention, il est particulièrement approprié cependant d'utiliser des câbles électriques à un ou plusieurs brins qui sont isolés de l'extérieur par une gaine métallique. Le volume situé à l'intérieur de la gaine métallique est alors en liaison spatiale avec le boîtier de la fermeture terminale, de sorte qu'une diffusion du gaz isolant vers l'extérieur soit empêchée. Le contrôle du système de transport est simplifié considérablement par le fait que généralement il est suffisant d'effectuer un contrôle de pression dans ia fermeture terminale à des intervalles that may contain a cable with one or more strands of any structure. In the context of the invention, it is particularly suitable, however, to use electrical cables with one or more strands which are isolated from the outside by a metal sheath. The volume located inside the metal sheath is then in spatial connection with the terminal closure housing, so that diffusion of the insulating gas towards the outside is prevented. The control of the transport system is considerably simplified by the fact that it is generally sufficient to carry out a pressure control in the terminal closure at intervals

de temps plus ou moins grands.more or less long.

La gaine métallique proprement dite peut être une gaine en plomb ou en aluminium, par exemple sous une forme comprimée et, pour des raisons de poids et pour améliorer la manipulation tout en obtenant une plus grande souplesse du câble, on peut cependant utiliser The metal sheath itself can be a lead or aluminum sheath, for example in a compressed form and, for reasons of weight and to improve handling while obtaining greater flexibility of the cable, it is however possible to use

avantageusement ce qu'on appelle une gaine ondulée. Celle- advantageously what is called a corrugated sheath. That-

ci est fabriquée à partir d'une bande métallique en acier, this is made from a metal steel strip,

en cuivre, en aluminium ou analogue, auquel cas générale- of copper, aluminum or the like, in which general case

ment une bande amenée longitudinalement est progressive- ment a strip brought longitudinally is progressive-

ment formée en tube sur l'âme du câble, elle est sou- ment formed in a tube on the cable core, it is

dée en ses bords et finalement cette gaine tubulaire dée in its edges and finally this tubular sheath

est ondulée.is wavy.

Dans le cadre de l'invention, on peut cepen- In the context of the invention, however,

dant également utiliser ce qu'on appelle une gaine stratifiée, qui comporte dans sa structure au moins une feuille étanche à la diffusion et se composant d'un dant also use what is called a laminated sheath, which comprises in its structure at least one sheet impervious to diffusion and consisting of a

matériau métallique. Celui-ci peut être une feuille d'alu- metallic material. This can be an aluminum foil

minium ou de cuivre ou également une feuille de plomb, mais dans chaque cas également il se présente sous une minium or copper or also a lead sheet, but in each case also it appears under a

forme revêtue de matière plastique. plastic coated form.

L'invention va être expliquée de façon plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés The invention will be explained in more detail with the aid of illustrated embodiment examples

sur les figures 1 à 3.in Figures 1 to 3.

La figure 1 représente sous une forme schémati- Figure 1 shows in schematic form

que un système de transport d'énergie conforme à l'invention pour des tensions de service par exemple supérieures à 110 kV. La liaison entre l'installation as an energy transport system according to the invention for operating voltages for example greater than 110 kV. The link between the installation

de distribution 1 isolée par gaz et la fermeture termi- distribution box 1 gas-insulated and closed

nale 2, qui constitue simultanément le raccord avec le rail collecteur ou le conducteur aérien 3, est établie par le câble haute tension 4. La fermeture terminale de l'installation de distribution est désignée par 5 et elle est placée à l'intérieur du boîtier 6; le passage nale 2, which simultaneously constitutes the connection with the collecting rail or the overhead conductor 3, is established by the high-voltage cable 4. The terminal closure of the distribution installation is designated by 5 and is placed inside the housing 6; the passage

7 établit la transition avec l'installation de distribu- 7 establishes the transition with the installation of distribu-

tion proprement dite.tion proper.

Le câble 4 n'est pas rendu étanche par rapport au The cable 4 is not sealed against the

boîtier, contenant un gaz isolant, de la fermeture termi- case, containing an insulating gas, of the termi-

nale 2 ou de l'installation de distribution 1 et, après remplissage, par exemple de la fermeture terminale 2, avec ce gaz isolant, celui-ci pénètre dans le câble et produit une " imprégnation " de toute la longueur du câble nale 2 or of the distribution installation 1 and, after filling, for example of the terminal closure 2, with this insulating gas, this penetrates into the cable and produces an "impregnation" of the entire length of the cable

jusqu'à l'installation de distribution 1. up to the distribution installation 1.

Le câble proprement dit peut par exemple être à un seul brin comme indiqué sur la figure 2. Dans ce cas, le conducteur 8 est avantageusement réalisé non compacté, il est recouvert par la couche conductrice intérieure 9 et l'isolation 10 placée à la suite. On a désigné par 11 la couche conductrice extérieure; la gaine ondulée extérieure 12, formée d'une bande de cuivre, entoure l'âme du câble de façon étanche à la diffusion et elle The cable itself can for example be a single strand as indicated in FIG. 2. In this case, the conductor 8 is advantageously made non-compacted, it is covered by the inner conductive layer 9 and the insulation 10 placed in succession. . The outer conductive layer has been designated by 11; the outer corrugated sheath 12, formed of a copper strip, surrounds the core of the cable in a diffusion-tight manner and it

empêche ainsi des fuites de gaz isolant. this prevents leakage of insulating gas.

En variante la figure 3 représente un câble As a variant, FIG. 3 represents a cable

haute tension à plusieurs brins, dont les brins indivi- high-voltage multi-strand, including the individual strands

duels isolés et de section circulaire 13 sont maintenus assemblés par un bandage 14. La gaine extérieure 15 étanche à la diffusion contient la feuille d'aluminium ou de plomb 16, revêtue par exemple de matière plastique et dont les bords longitudinaux sont collés, soudés ou brasés. A la place des brins de section circulaire 13 représentés, il est évidemment possible d'utiliser également des brins ayant des sections en forme de secteurs ou ovales. Il est également essentiel dans ce cas de prévoir dans les conducteurs des brins individuels ou bien dans l'âme, des canaux orientés longitudinalement et constitués le cas échéant par des petits tubes ou des flexibles disposés additionnellement et qui permettent un isolated duels and circular section 13 are held together by a bandage 14. The outer sheath 15 diffusion-tight contains the aluminum or lead sheet 16, coated for example with plastic and whose longitudinal edges are glued, welded or brazed. Instead of the strands of circular section 13 shown, it is obviously possible to also use strands having sections in the form of sectors or ovals. It is also essential in this case to provide in the conductors of the individual strands or else in the core, longitudinally oriented channels and constituted where appropriate by small tubes or hoses added additionally and which allow a

passage de l'agent d'isolation sous forme gazeuse. passage of the insulating agent in gaseous form.

Claims

1. Energy transmission system consisting of a high voltage electric cable with insulation in

plastic material and a closing closure

tion comprising a housing containing an insulating agent in gaseous form at least at the operating temperature,

characterized in that the boot of the closure ends

nale is spatially connected with cavities provided c'4) in the cable, oriented longitudinally and resulting

of manufacturing and / or construction.

2. Energy transport system according to claim 1, comprising a high voltage cable provided with one or more insulated strands, formed of a large number of individual wires, characterized in that the wires

are not compact.

3. Energy transmission system according to

claim 1, characterized in that the conduction (s)

high voltage cable are profiled conductors

having longitudinal channels.

4. Energy transport system according to claim 1, characterized in that it is provided, in the corresponding connection zone, in order to allow an extension of the longitudinally oriented cavities from a first until the second length of cable, or conversely, small tubes or flexible hoses.

5. Energy transmission system according to

claim 1 or one of claims 2 to 4,

comprising a cable consisting of two individual lengths connected in the form of a total length,

characterized in that the connection is established by the inter-

medium of gas permeable conductor connectors.

6. Energy transport system according to

claim 1 or one of claims 2 to 5,

characterized in that an insulating gas is used as

insulation agent.

2 6 1 5 3 3 3

7. Energy transport system according to claim 6, characterized in that the

SF6 as insulating gas.

8. Energy transport system according to claim 1 or one of claims 2 to 7, characterized

as provided, in the longitudinal oriented cavities

also existing in the cable, in addition, small tubes or hoses with a gas permeable wall

for the passage of the insulation agent.

9. Energy transmission system according to

claim 1 or one of claims 2 to 8, comprising

a high-voltage cable, sealed by an external metal sheath, characterized in that the volume located below the metal sheath is in spatial connection with the

terminal closure boot.

10. Energy transport system according to claim 9, characterized in that the metal sheath

is wavy.

11. Energy transport system according to

claim 1 or one of claims 2 to 10, comprising

a high voltage cable sealed by an external laminated sheath, characterized in that the volume located below the laminated sheath is in spatial connection with the shoemaker

of terminal closure.