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Verfahren zur Entfernung von freiem Gas aus elektrischen ölkabelanlagen
Elektrische ölkabelenthalten im Gegensatz zu den sog. Massekabeln ein dünnflüssiges
Öl. Um zu verhindern, daß -durch etwaige Undichtigkeiten in den Verschraubungen
o. dgl. Gas (meist atmosphärische Luft) in die Kabelanlage eindringen kann, wird
das Öl stets unter einem gewissen Überdruck gehalten. Besonders groß ist die Gefahr
für das Eindringen von Gas beim Versand und bei ;dem Einbau des Ölkabels sowie bei;
der Herstellung der ölkabehnuffen und Ölkabelendverschlüsse. Geeignete Maßnahmen,
um auch in diesen Fällen das Eindringen von Gas im allgemeinen zu verhindern, sind
bekannt. Am besten bewährt-hat sich das Verfahren, das Ölkabel auch beim Versand
und bei der Verlegung unter einem igeeigneben Überdruck zu halten.
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Die Erfahrung lehrt nun aber, daß es trotz aller Vorsichtsmaßnahmen
nicht immer möglich ist, das Eindringen von Gas in die Kabelanlage völlig zu unterbinden.
Hat man bei einer größeren Leckstelle den Fehler erst so spät bemerkt, daß der zu
dem hetreffenden Abschnitt gehörige ölspeisebehälter inzwischen leergelaufen ist,
so kann sehr leicht Gas in das Kabel eintreten. Ebenso kann Gas in das Kabel gelangen,
wenn eine der roden ölspeisebehältern vörhandenen Gasdruckzellen undicht werden
sollte. Beim Versand kann der Bruch der Ölverbindungsleitung zwischen dem Kabel
und dem an der Kabeltrommel befindlichen Ölspeisebehälter zum Leerlaufen fast des
gesamten Kabels führen. Dies bedeutet einen ganz besonders großen Gaseintritt in
das Kabel. Schließlich ist es bei der Verlegung nicht immer einfach, den Überdruck
geeignet zu wählen. Wählt man ihn zu hoch, so ist die am offenen Ende ausfließende
Ölmenge unangenehm groß, wählt man ihn zu niedrig (durch Drosseln des ölspeiseb:ehälters
am anderen Kabelende), so ist die Gefahr gegeben, daß Gas in den Ölkanal gelangt.
Besonders begünstigt wird dabei der Gaseintritt, wenn das Kabel in abschüssigem
oder unebenem Gelände verlegt wird.
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In eine ölkabelanlage eingedrungenes Gas
muß vor dem
Unterspannungsetzen des Kabels unbedingt wieder völlig aus der Anlage entfernt werden,
denn selbst kleine Reste von Gas, soweit sie in Form von Blasen oder Bläschen im
öl vorhanden sind, können zur raschen Zerstörung des Kabels führen. Beim Herausbringen
des Gases aus dem Kabel wird gegebenenfalls verscbieden verfahren, je nachdem ob
das Gas nur im ölkanal sitzt oder bereits auch in die Isolierung eingedrungen ist.
Für beide Fälle sind schon Vorschläge zum Entfernen des Gases aus dem Kabel bekanntgeworden,
so für den ersten Fall das einfache Durchspülen des ölkanals mit entgastem öl und
für den zweiten Fall das Spülen unter wechselnden Drücken, die sog. Druckwellenspülung.
Bei beiden Verfahren wird das öl dem Kabel an einem Ende zugeführt, während es am
anderen Ende wieder herausläuft. Die erforderliche ölströmüng wird in beiden Fällen
erreicht durch überdruck am .Speiseende oder Unterdruck am Auslaulfende oder durch
beides gemeinsam. Bei der Druckwellenspülung wird jedoch im Gegensatz zur einfachen
Spülung noch zusätzlich so verfahren, daß während er Spülung der ölstrom fortgesetzt
abwechselnd am Speiseende und am Auslaufende gedrosselt wird. Hierdurch wird das
Kabel dauernden Druckschwankungen unterworfen, wind es soll erreicht werden, daß
auch in die Isolierung eingedrungenes Gas vom spülenden Ölstrom mit erfaßt wird,
was bei der einfachen Spiilung nicht der Fall ist.
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In der Praxis liegen nun aber die Umstände häufig so, daß sowohl das
eine als auch das andere Verfahren nicht oder nur sehr langsam zum Ziele führen.
Bei der Betrachtung dieser Fälle soll zunächst angenommen werden, daß das Gas nur
im Ölkanal sitzt; hinterher werden dann auch die Vorgänge erörtert werden, die sich
beim Herausholen des Gases aus der Isolierung abspielen.
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Das Herausbringen des Gases aus dem Ölkanal ist ,dann besonders schwierig,
wenn das Kabel in unebenem Gelände liegt und die Gasblasen beiderseits von Ölsäcken
eingeschlossen sind. Auch wenn das Kabel in senkrechter Richtung in Wellenform ausgelegt
ist, wie es vielfach zur Unschädlichmachung der Leiterlängsausdehnung ,geschieht,
können sich Ölsäcke bilden, die die Beseitigung des an den höchsten Stellen sitzenden
Gases sehr erschweren. Schließlich können solche Ölsäcke auch vorbanden sein, -wenn
im Anschluß an eine Muffe eine künstliche Senke im Kabel vorgesehen ist. Eine solche
Senke soll verhindern, daß in die Muffe hineingeratenes Gas weiter in das Kabel
vordringt. Bei kleinen Gasmengen wird dies auch ohne weiteres erreicht. Sind die
Gasmengen jedoch so groß, daß sie sich noch über die Senke hinüber erstrecken, so
ist dann das Herausbringen des Gases durch dir Senke sehr erschwert.
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Die Vorgänge, die sich in diesen Fällen beim einfachen Durchspülen
lm Ölkanal abspielen, sind die folgenden: Die Gasblasen sitzen an den höchsten Stellen
und werden vom ü1 umströmt. Bei rascher ülströniung; kann etwas Gas unmittelbar
vom ü1 mitgerissen werden. Arbeitet man am Ausströmende des Kabels mit Unterdruck,
so kann dies zur Folge haben, daß auch der Druck in den Blasen sich erniedrigt.
Die Blasen werden sich in diesem Falle ausdehnen und reichen dabei unter Umständen
mit einem Teil über die tiefste Stelle im Kabel hinweg. Dieser Teil kann dann, sofern
nur ein ö1-sack vorhanden ist, unmittelbar aus dem ülkanal herausgespült werden.
Vor allen, wenn viel Gas im Kabel vorhanden ist. wird man durch die Anwendung von
Unterdruck bereits .einen großen Teil des Gases entfernen können. Ein Rest von Gas
wird aber stets zwischen den ölsäcken verbleiben. Dieser Rest ist um so größer,
je weiter die hetreffende Gasblase vom Unterdruckende entfernt ist, da mit der Entfernung
vom Unterdruckende wegen des D,rtickabfalls des striimenden Öles auch der Druck
in dieser ßLabe größer wird, was bei einem hestininjteii Blasenvolumen gleichbedeutend
ist mit einer größeren Gasmenge in der Blase.
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Ein Teil des Gases wird sich allmählich im öl lösen und kann so durch
den ülsack hindurchbewegt werden. Wegen des verhältnismäßig geringen Druckes in
- der Blase ist aber die Lösungsfähigkeit, die bekanntlich dem absoluten Druck verhältnisgleich
ist, nur gering, so daß man eine sehr lange Zeit benötigt, um das Gas auf diese.
Weise nach dein einfachen Spülverfahren aus dem Kabel herauszuholen. Auch tritt
zum Teil das bereits gelöste Gas auf seinem Wege zum Ausströmende hin in Form von
Blasen oder Bläschen wieder aus dem ü1 heraus, da der Druck und damit die Lösungsfähigkeit
zunt Ausströmende hin immer kleiner werden. Diese Erscheinung wird nvar durch Diffusion
und Mischung des stärker gasbeladenen ölen mit weniger beladenem 01 etwas vermindert,
jedoch keineswegs aufgehoben. Je nachdem, ob nun diese Blasenbildung in einem steigenden
oder fallenden Kabelabschnitt erfolgt, kann sie bezüglich- des Herausbringctis des
Gases ohne Nachteil sein oder aber dazu führen, daß das Gas wieder zurückperlt an
den Ort, von dem es gekommen ist. Im letzteren Falle. wird die zum Herausholen des
Gases ohnehin schon sehr lange Zeit
noch um ein Vielfaches vergrößert..
Ganz besonders schwierig werden die Verhältnisse, -nenn das mit gelöstem Gas beladene
Öl nacheinander verschiedene Ölsäcke zu passieren hat und das beim Weiterbiewegen
wieder austretende Gas sich an: "den nächstfolgenden höchsten Stellen im Kabel fängt.
Auf diese Weise können aus einer ;einzigen ursprünglich vorhanden gewesenen Gasblase
viele einzelne Blasen an verschiedenen Stellen im Kabelentstehen.
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U m die Zeit zum Herausholen des Gases zu verkürzen, hat man schon
vorgeschlagen, zunächst das gesamte Öl .aus dem Hohlleiter des Kabels abzulassen
und danach mit einem besonders gut löslichen Gas, z. B. Kohlensäure, zu spülen.
Hierauf soll dann das Kabel .evakuiert und neu mit Öl gefüllt werden. Die verbleibenden
Gasreste sind in diesem Falle Kohlensäure, welche sich in Öl etwa 5- bis 6mal so
gut -lös;t wie atmosphärische Luft. Sofern die restlichen Gasmengen nicht größer
sind als die Menge der zuvor eingedrungen ;gewesenen atmo.sphärischen Luft, kami
auf diese Weise die Dauer für den Entgasungsprozeß auf etwa den 5. bis 6. Teil herabgesetzt
werden. Vielfach werden jedoch die=Gas.reste nach dem Durchspülen wesentlich größer
sein als die Menge der zuvor im Kabel enthalten gewesenen Luft, so - daß dann durch,
das Durchspülen mit Kohlensäure kein Vorteil mehr-erreicht wird.
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Wendet man in 'den vorstehenden. Fällen an Stelle der einfachen Spülung
die Dmuckwellenspülung an, so ergeben sich folgende Vorgänge: Drosselt man den Aüs,fluß,
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kommt die Gasblase unter -einen höheren Druck, so daß sich entsprechend
mehr Gas im Öl löst. Hebt man dann die Ausflußdrosselung auf, gegebenenfalls unter
gleichzeitiger Drosselung des Zuflusses, so -wird der Druck in der Gasblase wieder
geringer, so daß das gelöst gewesene Gas zum größten Teil wieder aus detü Öl heraustritt.
Sitzt die Gasblase in der Nähe des Ausströmendes, so ist durch die Diruckwellenspülung
ein gewisser Vorteil gegeben, insofern, als zur Gasabgabe stets :eine gewisse Zeiterforderlich
ist und in diesem -Falle das nach- dem Aufheben der Ausfiußdrosselung ausfließende
Öl noch ziemlich reichlich mit Gas beladen sein kann. Zum Teil ist dann auch in
erhöhtem Maße ein unmittelbares Mitreißen des Gases durch das Öl möglich, da das
Öl sofort nach dem Öffnen des Ausflußdrosselhahnes rascher ausfließt als beim stationären-
Durchspülen. _ _ Ist die Gasblase weit vom Vakuumende entfernt, so--läßt sich jedoch
mit der Druckwellenspülung kein Vorteil erzielen, da: dann das Öl auf dem Wege zum
Ausströmende hin genügend Zeit -hat; Gas wieder abzugeben. Insbesondere wenn mehrere
Ölsäcke hintereinander durchlaufen werden oder wenn die Gasabgab.6 im fällenden
Teil der Kabelstrecke erfolgt, ist aus .diesem Grunde die Anwendung -von Druckwellen
zwecklos. Weiterhin aber lassen. sieh auch nach - diesem Verfahren in keinem Falle
die allerletzten Reste von Gas, entfernen, da mit dem Beginn der Druckminderung
an der Stelle, wo- die Gasblase zunächst mehr oder weniger in Lösung gegangen ist,
auch sofort das Gas in Bläschenform aus dem Öl wieder auszutreten beginnt. Da das
völlige Austreten aus der Lösung eine gewisse- Zeit erfordert, -wird etwas Gas durch
das plötzlich abfließende ü1 mitgenommen, der größere Teil wird aber stets ,in Blasenform
wieder austreten und an Ort und Stelle verbleiben.
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Bei dem Verfahren gemäß der Exfindung wird nun von der Erkenntnis
ausgegangen, daß eine Gasbeförderung durch Ölsäcke hindurch praktisch- nur in gelöster
Form möglich ist. Es muß also dafür gesorgt werden, daß das Gas einerseits möglichst
gut und rasch in Lösung geht und andererseits auch beim Weiterbewe- gen bis zum
Austritt aus dem Kabelende möglichst vollständig in ,gelöstem Zustande verbleibt.
Nach der Erfindung wird dies folgendermaßen erreicht:- An einem Ende wird dem .
Kabelabschnitt unter D,ru,(#k gut entgastes. Öl zugeführt. : Am anderen Kabelende
läuft das Öl aus dem Kabel heraus. Dieser Auslauf erfolgt aber nicht in ein Vakuum
oder frei in .die atmosphärische Luft hinein; vielmehr wird am Auslaufende ein Gegendruck
aufrechterhalten, gegen den das Öl anströmen muß. Selbstverständlich muß, damit
das Öl überhaupt strömen kann, dieser Gegendruck -kleiner sein als. der Druck am
Speiseende des Kabels zuzüglich ;eines etwaigen Druckes .infolge Höhenunterschiede
zwischen Speise- und Ausströmende. Durch den Gegendruck wird zunächst erreicht,
daß das- ganze Kabel sich ziemlich gleichmäßig auf einem hohen Druck befindet, so
daß Gasblasen, an welcher Stelle sie im Kabel auch sitzen mögen, sich recht gut
im Öl lösen können. Diabei ist es. für die Gleichmäßigkeit und Geschwindigkeit des
Inlös.ungg@ehens .sehr wesentlich, daß - die Gasblasen im Gegensatz zur Druckwelle:aspülung
nicht dauernd wechselnden' Drücken ausgestetzt sind und unter Umständen unter Druck
Überhaupt nur von ruhendem Öl umgeben sind, sondern daß sie unter. einem -gleichbleibenden
hohen Druck von strömendem Öl umspült werden. - ° Sodann ergibt sich infolge . des
durch den- Gegendruck verringerten Dmuckunterschiedes längs.- dis Kabels;- daß der
Wiederaustritt
des bereits gelösten Gases aus dem Öl bei der Wanderung des Öles zum Ausflußende
des Kabels hinentsprechend vermindert wird.
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Um die Entgasung zu beschleun%!en, wählt man zweckmäßig den Druck
am Speiseende des Kabels möglichst hoch, so wie er für die Kabelanlage noch zulässig
ist. Bei, der Wahl des Gegendruckes am Auslaufende des Kabels ist folgendes zu berücksichtigen:
Je höher man den Gegendruck wählt, desto mehr Gas kann sich in einer bestimmten
Menge Öl, das an der Gasblase vorbeifließt, lösen, aber desto geringer ist auch
die Ström;geschwind'igkeit des Öles, so daß also die Blase dann in der Zeiteinheit
mit weniger Frischöl in Berührung kommt als bei niedrigerem Druck. An und für sich
ist dabei noch zu berücksichtigen, daß sich bei höherem Druck auch die Blasenoberfläche
verkleinert. Diese Erscheinung hat aber nur bei, sehr kleinen Gasblasen einen gewissen
Einfluß. Bei. etwas größeren Blasen, die einen bestimmten Teil des Ölkanals praktisch
ganz ausfülRen und die in ihrer Längserstreckung von einem dwnnen zylindrischen
oder prismatischen Ölfilm umflossen werden, geht die Gasabgabe an das vorbeiströmende
Öl so rasch vor sich, daß die Teilchen des Ölfilms praktisch bereits mit Gas gesättigt
sind, wenn sie die Längserstreckung der Blase nur zu einem Teil zurückgelegt haben.
In diesem am häufigsten vorkommenden Falle hat also die Größe der Blasenoberfläche
praktisch keinen Einfluß auf die Größe der Gasaufnahme. Ist die Gasblase von vornherein
kleiner oder ist sie im Laufe der Entgasung so klein geworden, daß sie nicht mehr
mit einem Teil. ihrer Oberfläche eine praktische Sättigung der vorbetfließenden
Teilchen des Ölfilms erzielen kann, so ist natürlich ein gewisser Ennfluß der Oberflächengröße
vorhanden. Dabei ist aber zu berücksichtigen, daß die Gasaufnahme in den ersten
Augenblicken der Berührung des Öles mit der Blasenoberfläche wesentlich rascher
vor sich geht als in den folgenden Augenblicken. Trägt man die Gasaufnahme über
der Zeit auf, so erhält man eine in ihrem wesentlichen Verlauf nach unten gekrümmte
Kurve, die ihre größte Steigung in unmittelbarer Nähe des Nullpunktes besitzt und
sich asymptotisch nach sehr langer Zeit dem Sättigungswert nähert. Hat man demnach
bei gleichbleibender Strötngeschvindigkeit des Öles und bei gleichem Druck und gleicher
Temperatur zwei Blasen, deren Oberflächen sich beispielsweise wie 2.1 verhalten,
so wird die Gasaufnahme bei der kleineren Blase nicht etwa halb so groß, sondern
unter Umständen fast ebenso groß sein wie bei der größeren Blase. Bei sehr kleineu
Gasblasen, die so klein sind, daß sie sich .in ihrer Form nicht mehr dem Ölkanal
anpassen müssen, sondern mehr kugelförmig sind, kommt noch hinzu, daß bei einer
Verdoppelung des absoluten Druckes in der Blase bzw. :einer Halbierung ihres Volumens
die Oberfläche der Blase nicht etwa auf die Hälfte, sondern nur auf etwa den o,63sten
Teil zurückgeht, da das Volumen der dritten Potenz, die Oberfläche aber nur der
zweiten Potenz der linearen Abmessungen der Blase proportional ist.
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Betrachtet man zuerst eine Blase, die so groß ist, daß ihre Oberfläche
praktisch überhaupt keinen Einfluß auf die Gasabgabe an das vorbeiströmende Öl hat,
so ist diese Gasabgabe proportional dem Produkt aus absolutem Druck in der Gasblase
und Geschwindigkeit des vorbeiströmenden Öles. Befindet sich die Blase in der Nähe
des Ausströmendes, so ist ihr Druck praktisch proportional dem Gegendruck, dagegen
ist die Ölströmgeschwindigkeit proportional der Differenz zwischen Speise- und Gegendruck.
Rechnet man aus diesen Bedingungen denjenigen Gegendruck aus, dem die höchste Gasabgabe
aus der Blase entspricht, so erhält man für diesen günstigsten absolut gemessenen
Gegendruck die Hälfte des absolut gemessenen Speisedruckes zuzüglich des Druckes
infolge etwaiger Höhenunterschiede zwischen Speise- und Ausströmende des Kabels.
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Ist die Blase so klein, daß der Oberflächenein-Ruß berücksichtigt
«erden muß, so ist die Gasabgabe proportional dem Produkt aus absolutem Druck in
der Gasblase, Geschwindigkeit des vorbeiströmenden Öles und Oberfläche der Gasblase.
Die Oberfläche wiederum ist proportional der 2/sten Potenz des Blasenvolumens bzw.
umgekehrt proportional der 2/sten Potenz des absoluten Druckes in der Blase. Rechnet
man den günstigsten absoluten Gegendruck aus diesen Bedingungen aus, so erhält man
diesmal 2/3 des absoluten Speisedruckes zuzüglich .des Druckes infolge etwaiger
Höhenunterschiede.
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Befindet sich die Gasblase nicht in der Nähe des Ausströmendes, so
ist ihr Druck nicht mehr als proportional dem Gegendruck anzusehen: Die günstigste
Gasabgabe aus der Blase ist dann nicht mehr gegeben, wenn der absolute Gegendruck
am Ausströmende, sondern der absolute Druck in der Gasblase selbst die Hälfte oder
2/3 des absoluten Speisedruckes zuzüglich des Druckes durch Höhenunterschiede beträgt;
d. h. der Gegendruck müßte in diesem Falle kleiner sein. Bei der Wanderung des Öles
zum Ausströmende hin kann aber unter Umständen noch wieder etwas Gas abgegeben werden.
Muß
man dies berücksichtigen, 'indem das abgegebene Gas nicht frei
austreten kann, sondern sich an ,anderen Stellen wiederum im Kabel fängt, so empfiehlt
es sich, auch wenn die erste Gasblase weiter vom Ausströmende entfernt sitzt, doch
die oben angegebenen Werte für den Gegendruck zu benutzen. -Man wird dies um so
im!ehr ganz allgemein tun, als man häufig den Sitz der Gasblase nicht genau kennt.
Praktisch wählt man also den absoluten Gegendruck am Ausströmende zu etwa i/2 bis
2/3 des absoluten Speisedruckes am Einströmende zuzüglich des Druckunterschiedes
infolge :etwaiger Höhenunterschiede zwischen den beiden Enden des betreffenden Kabelabschnittes.
Eine genaue Einhaltung dieser Drücke ist nicht nötig, da das Maximum: bei der Besthntnung
des günstigsten Gegendruckes ziemlich flach verläuft. Andererseits ist es unter
Umständen vorteilhaft, entsprechend der mit fortschreitender Entgasung eintretenden
Blasenverkleinerung für den Gegendruck zunächst den kleineren der genannten Werte
zu wählen und ihn allmählich auf den größeren zu steigern.
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Es soll jetzt der Fall betrachtet werden, daß das Gas sich nicht allein
im Ölkanal befindet, sondern auch. bereits in die Isolierung eingedrungen ist. Wie
schon erwähnt, führt die einfache Spülung in diesem Falle praktisch nicht zum Ziel.
Betrachtet man ferner die Vorgänge bei der Druckwellenspülung genauer, so zeigt
sich, @daß wohl anfänglich eine gewisse Menge von Gasaus der Isolierung heraus in
den Ölkanal hineinbewegt werden kann, daß aber die Entfernung der letzten Reste
von Gas durch die Druckschwankungen kaum vorteilhaft beeinflußt werden dürfte. Bei
der Drucksteigerung wird eine in Zwischenräumen der Isolierung sitzende Gasblase
verkleinert. Das Frischöl aus dem Ölkanal dringt weiter in die Isolierung ein, mischt
sich in den der Blase zunächst befindlichen Teilen mit gashaltigem Öl und nimmt
an der Berührungsfläche mit der Blase aus dieser auch unmittelbar Gas auf. Beider
Druckminderung dehnt sich die Gasblase wieder aus und treibt das in die Isolierung
eingedrungene Öl zum Teil wieder zurück in den Ölkanal. Da die Lösungsfähigkeit
von Gas in Öl dem Druck proportional ist, tritt infolge der Druckminderung ein Teil
des' gelösten Gases wieder aus dem Öl aus und geht wieder- in die Gasblase zurück.
, Dieser Vorgang wiederholt sich bei jeder Drucksteigerung und ,'minderung. Ist
die Blase auch bei gemiridertetn Druck noch durch zahlreiche Isolierschichten vom
Ölkanal getrennt, so ist das aus dem Ölkanal in die Isolierung ein-und umgekehrt
austretende Öl stets Frischöl und eine unmittelbare - -.Herausspülung von Gas, sei
es auch in gelöster Form, unmöglich. Wohl ist eine gewisse Entfernung von gelöstem
Gas durch Diffusion gegeben. Dabei ist @es dann von Vorteil, daß durch dasradiale
Hinundherfließen des Öles die gasaufnehmende Oberfläche des Öles vergrößert und
die Weglänge für die Gasbewegung verkleinert wird. Von Nachteil ist aber andererseits,
daß bei jeder Druckminderung die Gasaufnahmefähigkeit des öles wieder kleiner wird
und bereits gelöstes Gas aus dem Öl wieder austritt und somit für die Entfernung
durch Diffusion zunächst verlorengeht. Ist die in der Isolation enthaltene Gasmenge
von vornherein so klein oder durch die dargestellten Vorgänge allmählich so klein
geworden, daß sie .auch bei gemindertem! Druck in Lösung- verbleibt, so ist eine
Druckschwankung vollends praktisch ohne jeden Vorteil für die Ggsabgabe zum Ölkanal
hin.
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Nachdem die vorbeschriebenen Vorgänge erfolgt sind, befindet sich
das Gas aber Ferst im Ölkanal, aus dem- @es noch herauslgeholt werden muß. Hierbei
treten dann wieder die oben dargelegten Schwierigkeiten auf.
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Wendet man an Stelle der Druckwellenspülung die erfindungsgemäße Gegendruckspülung
an, so kann ebenfalls das Gas nur durch Diffusion aus der -Isolierung herausgeholt
werden. Dabei kann aber der Druck des vorbeifließenden Frischöles durch einen geeignet
gewählten Gegendruck möglichst hoch eingestellt werden, so das man in Richtung zum
Ölkanal ein möglichst großes Konzentrationsgefälle erhält. Besonders beim Herausholen
der letzten Reste von Gas kann entsprechend den obigen Ausführungen die Entgasung
nur durch die Vergrößerung des Konzentrationsgefälles, nicht aber durch Druckschwankungen
beschleunigt werden. Das Konzentrationsgefälle kann aber nur bei der Gegendruckspülung
dauernd .auf einem möglichst großen Wert gehalten werden, während bei Druckschwankungen
dieser Wert günstigenfalls zeitweise vorhanden ist, wobei dann eine stationäre starke
Diffusionswirkung nicht erreicht wird.
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Da die Diffusion durch die Isolation hindurch erfolgen muß und dementsprechend
langsam vor sich geht, :empfiehlt sich im vorliegenden Falle bei der Gegendruckspülung
ein langsamer Ölstrom im Ölkanal, d. h. man wird den Gegendruck beim Entgasen der
Isolation fast genau so hoch wählen wie den Speisedruck zuzüglich des Druckes durch
Höhenunterschiede. Daraus ergibt sich für die praktische Durchführung der Gegendruckspülung,
daß man mit den weiter oben genannten
niedrigen Werten für den
Gegendruck beginnt und diesen allmählich immer weiter steigert, bis man schließlich
nur noch eine ganz langsame Ölströmung im Kabel hat.
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Da die Löslichkeit von Gas in Öl mit steigender Temperatur abnimmt,
empfiehlt es sich, das Gegendruckspülverfahren gemäß der Erfindung bei möglichst
niedriger Temperatur durchzuführen. Das Kabel ist also während der Entgasung tunlichst
abzuschalten. Dies ist auch aus dem Grunde zweckmäßig, da, solange noch Gasblasen
im Kabel vorhanden sind, das Kabel sehr stark gefährdet ist. Andererseits ist es
günstig, während des letzten Teiles der Entgasung ab und zu Heizzyklen am Kabel
durchzuführen, damit auch eine gewisse radiale Ölbewegung erfolgt und so für die
Gasteile, die in die Isolierung eingedrungen sind, die Diffusionsoberflächen vergrößert
und die Diffusionsweglängen verkleinert werden. Auf diese Weise ist es möglich,
die obengenannten Vorteile der Druckwellenspülung mit den Vorteilen der erfindungsgemäßen
Gegendruckspülung zu vereinigen.
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Günstig ist es, vor allem wenn größere Gasmengen in das Kabel eingedrungen
sind, die bekannten Verfahren mit dem Verfahren nach der Erfindung zu vereinigen.
Da man im voraus nicht weiß, ob die eingedrungene Gasmenge zwischen Ölsäcken sitzt
oder nicht, und da das Verfahren gemäß der Erfindung vor allem zur Entfernung der
letzten Reste von Gas besonders geeignet ist, wird man im allgemeinen zunächst die
bekannten Spülverfahren anwenden. Führen diese Verfahren bereits zur vollkommenen
Entgasung, so hat die vorhanden gewesene Gasblase nicht zwischen Ölsäcken gesessen
und ist nicht in die Isolierung eingedrungen gewesen. Die Anwendung des Gegendruckspülverfahrens
nach der Erfindung .erübrigt sich in diesem Falle. Zeigen dagegen vorgenommene Druckänderungsmessungen,
daß nach Anwendung der bekannten Verfahren immer noch Gas im Kabel verblieben ist,
so ist dann das Verfahren nach der Erfindung am Platze.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung hat ,dabei gegenüber den Vakuumverfahren
noch den Vorteil, daß es bei ihm wegen des über druckes im gesamten Kabel unmöglich
ist, daß bei der Durchführung des Verfahrens selbst durch undichte Muffenverschraubungen
o. dgl. hindurch noch zusätzlich Gas angesaugt wird, wie es bei den Vakuumverfahren
leicht vorkommen kann.
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Die praktische Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung soll
an Hand der Zeichnung erläutert werden. i ist ein Ölvorratsbehälter, welcher gut
entgastes Öl enthält. Hierfür kann ohne weiteres ein üblicher Zellenbehälter genügender
Größe verwendet werden. 2" und 2b sind die -eigentlichen Druckspeisegefäße. Diese
sind so eingerichtet, daß das in ihnen befindliche Ö l mit Hilfe einer Druckgasflasche
q. unter einen geeigneten Überdruck gesetzt werden kann. ohne daß das Öl dabei Gas
aufnimmt. Es ist also eine Trennwand zwischen Öl und Gas erforderlich, die jedoch
eine Druckübertragung ermöglicht. In der Zeichnung ist diese Trennwand beispielsweise
aus elastischen Metallmembranen 3" und 31, zusammengesetzt. Es kann aber
ebensogut ein schlapper Sack aus ölunlöslichem Gummi benutzt werden. Auch kommt
ein auf dem Öl schwimmender frei beweglicher Kolben o. dgl. in Frage. Die Anwendung
zweier Druckspeisegefäße ist vorteilhaft, um eine ununterbrochene Speisung durchführen
zu können. Während das eine Gefäß Öl an das Kabel .abgibt, kann das andere aus dem
Vorratsbehälter i gefüllt werden und umgekehrt. Zur Ölabgabe an das Kabel werden
wahlweise die Hähne ;," oder 7U geöffnet. Dabei müssen zugleich wahlweise die entsprechenden
Hähne 8" oder 8b offen sein, um den Flaschendruck auf das betreffende Gefäß geben
zu können. Zum Füllen des jeweils entleerten Gefäßes werden wählweise die Hähne
6" oder 6" geöffnet. Dabei müssen gleichzeitig auch die entsprechenden Hähne 9"
oder 9L offen sein, damit man den Überdruck, der andernfalls das Füllen unmöglich
machen würde, ablassen kann. Hahn 5 dient zum zusätzlichen Abschluß des ölvorratsbehälters
i für den Fall, daß man bei länger dauernder Entgasung auch diesen noch gegen einen
anderen auswechseln muß. io ist ein Druckmesser zur Messung des Speisedruckes, den
man, wie schon gesagt, zweckmäßig so hoch wählt, wie es für die Kabelanlage noch
zulässig ist. I(' ist das zu entgasende Kabel. Den Gegendruck auf der anderen Seite
des Kabels kann man beispielsweise dadurch erzeugen, daß das ausfließende Öl in
ein Gefäß läuft, an welches eine Gasdruckflasche angeschlossen ist. Um einen ununterbrochenen
Betrieb durchführen zu können, wählt man auch wieder zweckmäßig zwei Gefäße, die
abwechselnd in Benutzung sind. Einfacher ist es. mit nur einem Gefäß und ohne Gasdruckflasche
zu arbeiten. Auch in diesem Falle ist ein dauernder Betrieb möglich. Das Gefäß muß
dazu einen seitlichen Ablluh für das Öl haben, während das aus dem Kabel kommende
Öl dem Gefäß von unten zugeführt wird. Läßt man den seitlichen Abflußhahn i zunächst
geschlossen, so steigt das aus dem Kabel kommende Öl im Gefäß, welches vollkommen
dicht
geschlossen sein muß, hoch und verdichtet dabei die über dem Öl befindliche Luft.
Hat sich dann nach einiger Zeit der gewünschte Gegendruck eingestellt, so öffnet
man den seitlichen Abflußhahn so weit, daß Abfluß und Zufluß sich die Waage halten.
Noch einfacher ist es jedoch, auf jegliches Gefäß zu verzichten und zur Erzeugung
des Gegendruckes nur einen Drosselhahn i i zu benutzen. Durch geeignete Drosselung
des Ölausflusses kann auf der zum Kabel hin gerichteten Seite des Hahnes jeder beliebige
Gegendruck, soweit dieser kleiner ist als der Speisedruck, eingestellt werden. Selbstverständlich
ist hierbei ohne weiteres ein ununterbrochener Betrieb gegeben. Als Drosselhahn
kann jedes regelbare Ventil oder aber auch eine einfache Schlauchklemme o. dgl.
verwendet werden. Eine Schlauchklemme ist sogar besonders vorteilhaft, da sie eindn
geradlinigen Durchfluß ermöglicht. Ein geradliniger Durchfluß ist deshalb von Bedeutung,
weil infolge der Druckminderung im Drosselhahn bereits im Hahn oder Ventil selbst
Gas aus dem Öl austritt und bei einem umständlichen Strömungsweg sich leicht im
Hahn oder Ventil fängt. Bei einer Schlauchklemme kann dies durch eine geeignete
Anordnung, bei der das Gas nach oben steigen kann, unschwer vermieden werden. 12
ist ein Druckmesser zur Messung des Gegendruckes, den man, wie bereits erwähnt,
zu Beginn der Gegendruckspülung zu etwa 1/2 des Speisedruckes zuzüglich des Druckes
durch Höhenunterschiede wählt und den man allmählich auf etwa 2/3 und schließlich
bis fast auf 1/1 der genannten Drücke steigert. Zweckmäßig richtet man den Druckmesser
so ein, daß er nicht nur Überdrücke anzeigt, sondern auch bei etwa vorhandenen Unterdrücken
benutzt werden kann. Dies ist von Vorteil, wenn man zunächst das einfache Spülverfahren
mit Vakuum am Auslaufende anwendet. Man wird dabei den Hahn i i völlig öffnen und
an das Ausflußende einen Vakuumtopf anschließen. Nach Beendigung des Vakuumverfahrens
wird der Hahn i i geeignet gedrosselt und das Verfahren gemäßder Erfindung durchgeführt.
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Hinter dem Drosselhahn i i kann man das durchgespülte Öl frei ablaufen
lassen. Man kann es aber auch in ein Gefäß bzw. eine Anordnung laufen lassen, mit
welcher in bekannter Weise der Entgasungsgrad unter Aufrechterhaltung eines bestimmten
Vakuums gemessen wird. So kann man sich von Zeit zu Zeit Klarheit über den Fortschritt
der Entgasung verschaffen.
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Selbstverständlich ist die Anordnung nach der. Zeichnung nur eine
beispielhafte. Abgesehen von derr. bereits genannten verschiedenen Möglichkeiten
am Ausströmende kann auch am Speiseende eine abweichende Anordnung vorgenommen werden.
Unter Umständen können beispielsweise die Druckspeisegefäße 2" oder 2b und die Druckgasflasche
q. vollkommen entbehrt werden. Dies kommt vor .allem dann in Frage, wenn zwischen
Speise- und Ausströmende ein so großes Gefälle vorhanden ist, daß ein zusätzliches
Unterdrucksetzen des Öles am Speiseende nicht nötig ist. Natürlich sind auch noch
sonstige Abwandlungen möglich. Wesentlich ist nur, daß die Einrichtung es ermöglicht,
daß dem Kabel an einem Ende unter einem geeigneten Druck entgastes Öl zugeführt
und daß. am Ausströmende des Kabels ein passender Gegendruck aufrechterhalten werden
kann.