CH709972A2 - Elektrokabel. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektrokabel für die Versorgung von Flugzeugen und ähnlichen Einrichtungen mit Hochfrequenzstrom von vorzugsweise 400 Hz. Das Kabel ist mit einem zentralen Neutral- und/oder Rückleiter (1) und mindestens sechs konzentrisch um ihn herum verteilt angeordneten Phasenleitern (2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b) ausgestattet, wobei jede Phase auf zwei symmetrisch gegenüberliegenden Phasenleitern (2a, 2b, 3a, 3b bzw. 4a, 4b) aufgeteilt ist. Der Neutral- und/oder Rückleiter (1) ist aus vorzugsweise sechs einzeln isolierten Nullleitern (16) aufgebaut, deren Gesamtquerschnitt dem Querschnitt eines einzelnen massiven Nullleiters annähernd entspricht. Dadurch wird mit sechsfacher Redundanz das Risiko eines Nullleiterbruches reduziert, ohne die elektrischen Eigenschaften des Kabels zu beeinträchtigen.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft ein Elektrokabel für die Versorgung eines Flugzeugs, Motors oder ähnlichem, mit Hochfrequenzstrom von vorzugsweise 400 Hz, mit einem zentralen Neutral- und/oder Rückleiter und mindestens sechs konzentrisch um letzteren herum verteilt angeordneten Phasenleitern, wobei jede Phase auf zwei symmetrisch gegenüberliegende Phasenleiter aufgeteilt ist.

[0002] Derartige Elektrokabel werden für den Transport von grossen Strömen mit höheren Frequenzen in der Luft und im Erdreich eingesetzt. Durch den symmetrischen Aufbau und die auf je zwei Leiter aufgeteilte Phasenkonstruktion weisen sie ebenfalls symmetrische und optimal reduzierte induktive Spannungsabfälle mit minimiertem Skin-Effekt auf, und werden daher insbesondere für längere Strecken eingesetzt. Insbesondere bei Flugzeugen hat die elektrische Versorgung mit Hochfrequenz-Strom bekanntlich den Vorteil, dass dadurch im Flugzeug leichtere Generatoren, Motoren und ähnliche insbesondere induktiv wirkende Bauelemente einsetzbar sind.

[0003] Bei den bisher bekannten Elektrokabeln dieser Art ist der Neutral- und/oder Rückleiter als einteiliger, massiver bzw. flexibler Nullleiter ausgebildet, wobei der symmetrische Aufbau des Kabels es mit sich bringt, dass der Nullleiter im Zentrum des Kabels geführt ist. Dieser Stand der Technik befriedigt vollkommen, wenn das Elektrokabel fest verlegt wird.

[0004] Bei Verwendung des Kabels als flexibles Andienkabel, wie das bei Anwendung desselben als elektrisches Versorgungskabel für Flugzeuge der Fall ist, besteht aber dann der Umstand, dass im Zentrum des Kabels eine aktive Einzelader liegt, die durch Torsion einer starken mechanischen Belastung ausgesetzt ist, weil die Versorgungskabel wiederkehrend einer Biegung ausgesetzt sind. Bei Nichtgebrauch werden sie auf Trommeln gerollt bzw. beim Andocken ans Flugzeug abgerollt und dabei auf dem Asphaltboden oder ähnlichem entlang gezogen.

[0005] Dadurch entsteht die Gefahr, dass der Neutral- und/oder Rückleiter des Kabels durch die starke Biegebeanspruchung beschädigt und das Kabel damit funktionsunfähig wird. In der Vergangenheit ist versucht, worden, diesen Nachteil durch einen mechanisch verstärkten Kern im zentralen Nullleiter zu kompensieren. Dennoch kann eine solche Konstruktion je nach Belastung und Lebensdauer des Kabels auch zu einem Bruch der Zentrums-Leiter führen, jedoch zu einem späteren Zeitpunkt als bei vergleichbaren Elektrokabeln mit unverstärktem Zentralleiter.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Elektrokabel der eingangs genannten Art zu schaffen, welches eine optimale Flexibilität und Torsionsresistenz aufweist, aber dennoch optimale elektrische Werte gewährleistet, dies ohne die Gefahr eines Bruches des zentralen Neutral- und/oder Rückleiters.

[0007] Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Neutral- und/oder Rückleiter aus mehreren einzeln isolierten Nullleitern aufgebaut ist, deren Gesamtquerschnitt dem Querschnitt eines einzelnen massiven Zentralleiters annähernd entspricht.

[0008] Durch diese Konstruktion ergibt sich ein Aufbau des Kabelzentrums mit nur einem belastbaren, nicht elektrischen Zentralleiter, durch welche bessere mechanische Eigenschaften entstehen, ohne dass das Kabelzentrum aber dicker als bei herkömmlichen Konstruktionen wird. Dadurch müssen die Phasenisolationen nicht unnötig dicker bemessen werden, um die geometrischen Abmessungen für die Lagenverseilung zu erfüllen.

[0009] Durch die erfindungsgemässe Konstruktion des Kabels ist es auch möglich, trotz des neuartigen Aufbaus des zentralen Neutralleiters den geringen Induktivitätsbelag beizubehalten. Das ist gerade bei Hochfrequenzströmen von 400 Hz sehr wichtig, da jede Induktivitätserhöhung einen 8mal höheren Spannungsabfall bewirkt, als dies bei 50Hz-Strömen der Fall wäre.

[0010] Die neue Kabelkonstruktion erlaubt zugleich eine Redundanz des zentralen Neutral- und/oder Rückleiters, da bei ihm, anders als bei herkömmlichen Konstruktionen mit nur einem massiven Nullleiter praktisch ausgeschlossen ist, dass alle sechs Einzelleiter des mehrteiligen Nullleiters gelichzeitig brechen können. Im Ergebnis wird damit das Risiko eines Nullleiterbruches sehr stark herabgesetzt, da sich kein aktiver Leiter mehr im Zentrum des Elektrokabels befindet und eine mehrfache Redundanz wirksam ist.

[0011] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen gekennzeichnet.

[0012] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt: <tb>Fig. 1<SEP>einen Querschnitt eines erfindungsgemässen Elektrokabels.

[0013] Das in der Fig. 1 gezeigte Elektrokabel besitzt eine zentrale Ader als Neutral- und/oder Rückleiter 1 sowie sechs konzentrisch um diese herum gleichmässig verteilt angeordnete Phasenleiter 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b, wobei jede Phase auf zwei symmetrisch gegenüberliegende Phasenleiter 2a, 2b, 3a, 3b, bzw. 4a, 4b aufgeteilt ist.

[0014] Die sechs Phasenleiter 2a bis 4b haben einen Querschnitt von 35 mm<2>und sind aus Kupferlitzen 5, blank und feindrahtig hergestellt. Diese Kupferlitzen 5 sind nach IEC 60228, Klasse 5 ausgelegt, wobei jeder Phasenleiter mit einer Isolation 6 aus EPR vernetzt versehen ist.

[0015] Das Elektrokabel umfasst ausserdem in den Aussenspickeln 10 sechs gleichmässig über den Umfang verteilte Spickelleiter 11 als Vierer von je 4x1 mm<2>, deren Leiter 12 auch aus Kupferlitzen, die verzinnt und fein drahtig sind, hergestellt und mit einer Isolation aus Polyolefin Copolymer versehen sind.

[0016] Das Elektrokabel ist ferner mit einem Innenmantel 13 aus orangefarbigem Polyurethan als Abriebanzeige sowie einem Aussenmantel 14 aus gelbfarbigem Polyurethan mit dazwischenliegender Kunstfaserverstärkung 15 ausgestattet. Selbstverständlich könnten auch andere Farben verwendet werden.

[0017] Erfindungsgemäss ist das Elektrokabel aus sechs einzeln isolierten Nullleitern 16 mit SRC-Seelen mit einem Querschnitt von je 6 mm<2>aufgebaut, also total 36 mm<2>, was dem Querschnitt eines herkömmlichen nicht aufgeteilten Nullleiters entspricht.

[0018] Bei einem bekannten massiven Nullleiter sind üblicherweise eine Anzahl von Litzen seilförmig um ein Zentrum verseilt, die aus Kupferlitzen 8, blank und feindrahtig, mit einer Isolierung 9 aus EPR, vernetzt, hergestellt sind.

[0019] Die einzelnen Nullleiter 16 des aufgeteilten Neutral- und/oder Rückleiters 1 sind um eine Blindader 17 aus Kunststoffmaterial angeordnet und weisen eine sie umfassende dünne Ummantelung 18 auf, ebenfalls aus Isoliermaterial. Die Nullleiter 16 sind aus Kupferlitzen verzinkt und feindrahtig hergestellt und mit einer Isolation aus Polyolefin Copolymer elektronenstrahlvernetzt einzeln isoliert.

[0020] Durch den erfindungsgemässen Aufbau des zentralen Neutral- und/oder Rückleiters 1 kann gegenüber dem Stand der Technik das Risiko eines Zentralleiterbruchs stark verringert werden, ohne den Gesamtquerschnitt des Kabels zu verändern und dessen hervorragenden elektrischen Eigenschaften negativ zu beeinflussen. Da praktisch nicht alle sechs einzelnen Nullleiter 16 gleichzeitig brechen können, ergibt sich eine mehrfache Redundanz des erfindungsgemäss aufgeteilten Nullleiters, die eine starke Reduzierung des Risikos eines Nullleiterbruchs mit sich bringt, zumal im geometrischen Zentrum des Kabels kein aktiver Leiter vorhanden ist.

[0021] Die zusätzlichen Neutralleiter in den Aussenspickeln des Kabels haben ihrerseits den Vorteil, dass sie eine Erhöhung des Gesamtquerschnitts des Neutral- und/oder Rückleiters auf den vollen Phasenquerschnitt ermöglichen.

Claims (8)

1. Elektrokabel für die elektrische Versorgung eines Flugzeugs, Motors oder ähnlichem mit Hochfrequenzstrom von vorzugsweise 400 Hz, mit einem zentralen Neutral- und/oder Rückleiter (1) und mindestens sechs konzentrisch um letzteren herum verteilt angeordnete Phasenleiter (2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b), wobei jede Phase auf zwei symmetrisch gegenüberliegende Phasenleiter (2a, 2b, 3a, 3b bzw. 4a, 4b) aufgeteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Neutral- und/oder Rückleiter (1) aus mehreren einzeln isolierten Nullleitern (16) aufgebaut ist, deren Gesamtquerschnitt dem Querschnitt eines einzigen massiven Zentralleiters annähernd entspricht.

2. Elektrokabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Neutral- und/oder Rückleiter (1) aus sechs um eine Blindader (17) angeordnete Nullleiter (16) mit einer sie umfassenden Ummantelung (18) zusammensetzt.

3. Elektrokabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nullleiter (16) einen kompakten flexiblen Kupferaufbau aufweisen und mit einer sehr dünnen und vernetzten Kunststoffisolation versehen sind.

4. Elektrokabel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupferaufbau der jeweiligen Nullleiter (16) aus SRC-Litzen oder Unilay-Litzen hergestellt ist.

5. Elektrokabel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Nullleiter (16) aus Würgelitzen bestehen und diese jeweils durch eine Folie isoliert sind.

6. Elektrokabel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in den Aussenspickeln (10) eine Anzahl von Zusatzadern als zusätzliche Spickelleiter (11) geführt sind.

7. Elektrokabel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zusätzlichen Spickelleiter (11) aus je vorzugsweise vier Einzelleitern (12) zusammensetzen, die zu Messungs-, Steuerungs- und/oder Regelungszwecken verwendbar sind.

8. Elektrokabel nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenleiter (2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b) und die zusätzlichen Spickelleiter (11) von einem diese umfassenden Innenmantel (13) aus einem farbigen Kunststoff und einem letzteren umgebenden Aussenmantel (14) aus einem andersfarbigen Kunststoff umschlossen sind.