CH668512A5 - Feuerschutzdurchfuehrung fuer kabel. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung zum Abschwächen des Durchgangs von pulsförmigen, hochfrequenten elektromagnetischen Wellen durch einen Feuerschutzdurchgang, welcher metallumhüllte elektrische Kabel aufnimmt, welche eine äussere Isolierung aufweisen und durch eine Öffnung in einer Metallwand durchgeführt sind, wobei der Durchgang einen Metallrahmen aufweist, dessen Hohlraum teilweise mit modulhaft dimensionierten Füllteilen gefüllt ist, von denen zumindest einer Durchgangslöcher für den Durchgang von Kabeln aufweist; ferner mit Abstandshaltern aus Metall, welche zwischen horizontale Reihen von Füllteilen eingeführt sind, um den von den Füllteilen geformten Block zu stabilisieren, welche Abstandshalter mit dem Rahmen mechanisch verbunden sind; und mit einer Kompressionseinrichtung zur Komprimierung des Blocks.

Es ist seit langem bekannt, dass atmosphärische Entladungen in Gewittern wegen ihrer in kurzen Wellen auftretenden elektromagnetischen Einstreuungen ernsthafte Störeffekte auf das Stromnetz, auf Telekomunikations- oder Signalsysteme haben können, wodurch manchmal empfindliche Komponenten zu Fehlleistungen oder gar zum Zusammenbruch gebracht werden können. In den letzten Jahrzehnten wurden zunehmend Beobachtungen gemacht, betreffend zerstörerischer Einflüsse, verursacht durch nukleare Entladungen, welche in vieler Hinsicht den atmosphärischen Entladungen ähneln, jedoch grössere Schäden verursachen, da sie mit höheren Energien und Frequenzen erfolgen. Eine nukleare Reaktion erzeugt einen elektromagnetischen Impuls, kurz EMP genannt, der einer sehr kurzen hochfrequenten Welle entspricht, die starke Ströme und Spannungen erzeugt, welche in Kabelnetze induziert werden, an welchen elektronische Geräte hängen. Letztere enthalten Halbleiterelemente, welche auf EMP besonders empfindlich sind und daher leicht gestört werden. Während Gewitter mehr oder weniger lokal begrenzt sind, können EMP sehr grosse Bereiche erfassen, wobei die zerstörende Wirkung hierbei weitaus grösser ist.

Bis heute wurden Anstrengungen unternommen, um Schutz gegen die elektromagnetischen Impulse vom EMP Typ zu bieten, beispielsweise durch Einbetten von elektrisch geladenen Teilchen in die Füllteile, beispielsweise aus Aluminium. Durch Kompression und Deformieren der Füllteile sollen diese Teilchen zueinander bewegt werden können, wobei sie eine elektrisch leitende Abschirmung bilden. Es gibt jedoch keinerlei Informationen betreffend Form, Grösse, Orientierung etc. dieser Teilchen, so dass diese schildbildende Wirkung wahrscheinlich gar nicht existiert. Andererseits könnte zumindest hoffnungsvollerweise ein Netz mit stark unterschiedlicher Maschenweite existieren, welches jedoch keinen Schutz gegen jene EMP bildet.

Eine Durchführung wie eingangs erwähnt und beispielsweise aus der SE-PS 152 815 bekannt ist, lässt einen Schutz gegen jede Art von Einstreuung, inklusive EMP, vermissen.

Die Erfindung hat daher zur Aufgabe eine Schutzeinrichtung für die genannte Art von Durchführung zu entwickeln, welche in effizienter Weise die durch EMP in Kabeln induzierten Ströme gegen Erde ableitet, wobei hierdurch direkte Einstreuung durch den Rahmen hindurch unterbunden wird, und welche ferner einfach zu konstruieren ist. Die Schutzeinrichtung ist im besonderen zu Gebrauch bei relativ schwachen Kabeln beabsichtigt, wie sie bei Telekommunikations- und Signalsystemen verwendet werden.

Entsprechend der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, dass Abschirmplatten aus Metall in jedes einzelne Füllteil eingebracht sind, in einer Ebene parallel zum Block aus Füllteilen, wobei jede Abschirmplatte für durchbohrte Füllteile eine der Aussendimension der Kabelumhüllung angepasste Öffnung aufweist und der Rand dieser Öffnungen mit der Kabelumhüllung elektrisch verbunden ist, so dass die Abschirmplatten zusammen mit den durchgeführten Kabeln die gesamte Querschnittsfläche jedes Füllteils abdecken, wobei sie nach der Kompression des Blocks ein zusammenhängendes Metallschild bilden, welches mit dem Rahmen, den Abstandshaltern sowie den Kabelumhüllungen elektrisch verbunden ist.

Dank der Konstruktion der Schutzeinrichtung als zusammenhängendes Metallschild sind die zuvor erwähnten Nachteile eines Netzes mit grösseren oder kleineren Maschen eliminiert. Durchgeführte Tests zeigen an, dass der Abschwächungsfaktor etwa 50 000 : 1 beträgt, gemessen an der Vor- und Rückseite der Durchführung, wodurch völlig harmlose Werte für Halbleiterkomponenten gemessen werden konnten.

Im folgenden wird die Erfindung im Detail anhand der Zeichnung erläutert, wobei die

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Durchführung entsprechend dem Stand der Technik zeigt, an der die Erfindung angewandt wurde; die

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Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht entsprechend der Schnittlinie II-II der Fig. 1; die

Fig. 3 zeigt einen Schnitt entsprechend der Schnittlinie IIIIII der Fig. 2; und die

Fig. 4 ist eine Perspektivansicht eines Füllteils ohne Durchgangslöcher für Kabel.

Die Durchführung entsprechend der Fig. 1 weist einen Metallrahmen 1 auf, welcher beispielsweise mittels Schweissen in einer Öffnung der Wand 2 aus Stahl befestigt ist, wie im Unterteil der Fig. 2 dargestellt ist, wobei der Rahmen als solcher eine Öffnung bildet, welche in bekannter Weise teilweise mit modulhaft dimensionierten Füllteilen 3 und 4, teilweise mit Abstandshaltern 5 aus Metall, welche zwischen Reihen von Füllteilen angeordnet sind und zum Stabilisieren des Blocks aus Füllteilen 3, 4 dienen, und teilweise mit einer Kompressionsanordnung für den besagten Block mit konventionellen Elementen, wie einer Pressplatte 6, einer Enddichtung 7 mit Kiemmitteln 8 und einer nicht dargestellten Anzugsschraube ausgeführt ist. Alle diese Teile bestehen aus Metall.

Die Füllteile können entweder sogenannte Nullmodule 4 sein, welche nicht für den Durchgang von Kabeln beabsichtigt sind, und daher keine Durchgangslöcher für diesen Zweck aufweisen, oder sie können solche mit Durchgangslöchern sein. Die Durchgangsbohrungen bestehen aus halbkreisförmigen Einschnitten in den Oberflächen von identischen Füllteilhälften. Eine Füllteilhälfte dieser Art mit einem derartigen Einschnitt ist in Fig. 3 näher dargestellt. Alle Füllteile 3, 4 bestehen vorteilhafterweise aus der Art von Material wie beispielsweise in der SE-PS 176 057 beschrieben ist, und haben besondere Feuerschutzeigenschaften.

Entsprechend der Erfindung sollten die elektrischen Kabel 9, wie in den Fig. 1-3 dargestellt, mit einer ununterbrochenen Umhüllung 10 aus Metall ausgestattet sein, gewöhnlich aus Blei oder Aluminium, welche normalerweise zur Verstärkung und Isolierung noch umhüllt ist. Die Kabel 9 sind primär dazu vorgesehen, Steuer- und Informationssignale zu übertragen und sie sind aus diesem Grund von vergleichsweise geringer Dimension. Wo immer stärkere Dimensionen in den Figuren dargestellt sind, so geschah dies um die Konstruktion besser zu verdeutlichen.

Die Abstandshalter 5 sollten ferner aus Messing oder einem anderen Metall mit guter Leitfähigkeit hergestellt sein.

Um die Abschwächung der pulsförmigen Einstreuung, wie in der Einleitung erwähnt, zu erhalten, ist in jedem Füllteil 3, 4 eine Abschirmplatte eingeführt, und zwar in einer zu dem

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Block aus Füllteilen parallelen Ebene, so dass die Platte mit dem etwaigen Kabel die Querschnittsfläche des Füllteils völlig verdeckt, wobei hierdurch ein durchgehendes Metallschild gebildet wird.

Jede Abschirmplatte 11 besteht vorzugsweise aus Messing und hat eine Dicke in der Grössenordnung von 0,1 mm und wird in einer Ebene angeordnet, welche senkrecht zur Dicke des Rahmens 1, bzw. zur Richtung des Verlaufes der Kabel 9 durch die Rahmenöffnungen liegt.

Um die Einführung der Abschirmplatten in einen Nullmodul 4 zu ermöglichen, ist dieser Modul in zwei Hälften geteilt, und zwar in einer Ebene senkrecht zur Richtung der Kabel 9, wobei die Platte 11 hiernach beispielsweise mittels Kleben an der Schnittfläche einer Hälfte befestigt wird, worauf die zweite Hälfte auf ähnliche Weise auf die Platte geklebt wird. Falls die Füllteile in Richtung der Kabel kürzer sind als die Rahmendicke ist selbstverständlich kein Durchschneiden nötig.

Das durchbohrte Füllteil 3, welches aus zwei Hälften besteht, wird gleich durchschnitten wie ein Nullmodul 4. In diesem Fall ist die Abschirmplatte 11 ebenso wie die entsprechende Füllhälfte mit einem halbkreisförmigen Ausschnitt versehen, dessen Radius derart ist, dass der Ausschnitt der Abschirmplatte in den Ausschnitt der Füllteilhälfte hineinragt, wobei dessen Rand, welcher dem Kabel entgegensteht, derart umgebogen wird, dass er einen Kragen 13 bildet, der den elektrisch leitenden Kontakt zum Kabel bzw. dessen Metallumhüllung 10 herstellt, nachdem die eventuelle Isolierung hiervon entfernt wurde. Dies ist in Fig. 3 dargestellt.

Um ferner eine befriedigende Verbindung zu garantieren, hat die Abschirmplatte für jede Füllteilhälfte einen Rand zwischen den Bereichen 12, 13, wie in Fig. 3 beispielsweise gezeigt, welcher zu einem Flansch gebogen wird, der beim Zusammensetzen der Füllteilhälften in Anschlag mit dem entsprechenden Flansch der Abschirmplatte einer anderen Füllteilhälfte kommt.

Als Folge dieser Konstruktion der Abschirmplatte wird ein kontinuierliches Metallschild erhalten, welches im elektrischen Kontakt mit dem Rahmen 1, mit den Abstandshaltern 5 und mit den metallischen Umhüllungen der Kabel 9 steht.

Die Spannung, die bei Auftreten eines elektromagnetischen Impulses erzeugt wird, wird derart über den Rahmen 1 und die Wand 2 gegen Ende abgeleitet.

Um die Entladewege zu verkürzen, ist es ratsam, die Abstandshalter 5 untereinander zu verbinden, beispielsweise mittels Verbindungsstäben 14, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

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1. Schutzeinrichtung zum Abschwächen des Durchgangs von pulsförmigen, hochfrequenten elektromagnetischen Wellen durch einen Feuerschutzdurchgang, welcher metallumhüllte (10) elektrische Kabel (9) aufnimmt, welche eine äussere Isolierung aufweisen und durch eine Öffnung in einer Metallwand (2) durchgeführt sind, wobei der Durchgang einen Metallrahmen(l) aufweist, dessen Hohlraum teilweise mit modulhaft dimensionierten Füllteilen (3, 4) gefüllt ist, von denen zumindest einer Durchgangslöcher für den Durchgang von Kabeln (9) aufweist; ferner mit Abstandshaltern (5) aus Metall, welche zwischen horizontale Reihen von Füllteilen (3, 4) eingeführt sind, um den von den Füllteilen geformten Block zu stabilisieren, welche Abstandshalter mit dem Rahmen mechanisch verbunden sind; und mit einer Kompressionseinrichtung (6 - 8) zur Komprimierung des Blocks, dadurch gekennzeichnet, dass Abschirmplatten (11) aus Metall in jedes einzelne Füllteil (3, 4) eingebracht sind, in einer Ebene parallel zum Block aus Füllteilen, wobei jede Abschirmplatte (11) für durchbohrte Füllteile (3) eine der Aussen-dimension der Kabelumhüllung (10) angepasste Öffnung aufweist und der Rand dieser Öffnungen mit der Kabelumhüllung (10) elektrisch verbunden ist, so dass die Abschirmplatten (11) zusammen mit den durchgeführten Kabeln (9) die gesamte Querschnittsfläche jedes Füllteils abdecken, wobei sie nach der Kompression des Blocks ein zusammenhängendes Metallschild bilden, welches mit dem Rahmen (1), den Abstandshaltern (5) sowie den Kabelumhüllungen (10) elektrisch verbunden ist.

2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Abschirmplatte (11) entlang ihren äusseren Rändern umgebogen ist und einen Flansch (12) bildet, welcher ausserhalb des Füllteils (3, 4) mit den korrespondierenden Flanschen (12) der Abschirmplatte (11) benachbarten Füllteile, mit den Abstandshaltern (5) sowie mit der inneren Öffnung des Wandrahmens (1) in elektrischem Kontakt steht.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung in jeder Abschirmplatte (11), welche mit einem durchbohrten Füllteil (3) verbunden ist, mit seinem Rand in die Bohrung des Füllteils geschoben ist, wobei der Rand derart umgebogen wird, dass er einen kragenförmigen Flansch (13) bildet, der in elektrisch leitendem Anschlag mit der Kabelumhüllung (10) steht, nach dem die äussere Isolierung von diesem entfernt worden ist.

4. Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshalter (5) durch Verbindungsstäbe (14) aus Metall miteinander elektrisch verbunden sind.