CH709972B1

CH709972B1 - Elektrokabel.

Info

Publication number: CH709972B1
Application number: CH01213/14A
Authority: CH
Inventors: Studer Christoph
Original assignee: Studer Christoph
Priority date: 2014-08-11
Filing date: 2014-08-11
Publication date: 2018-12-14
Also published as: US20170229215A1; JP2017525119A; WO2016023872A1; CH709972A2; US10049790B2; EP3180794A1; CN107148656A; CN107148656B; EP3180794B1

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 gegenüberliegende Phasenleiter (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

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Elektrokabel für die Versorgung eines Flugzeugs, Motors oder Àhnlichem, mit Hochfre-quenzstrom 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 Stromen mit hoheren 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 Spannungsabfâlle mit minimiertem Skin-Effekt auf und werden daher insbesondere für lângere Strecken eingesetzt. Insbesondere bei Flugzeugen hat die elektrische Versorgung mit Hochfrequenzstrom von 400 Hz bekanntlich den Vorteil, dass dadurch im Flugzeug leichtere Generatoren, Motoren und âhnliche 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 Versor-gungskabel 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 Àhnlichem entlanggezogen.

[0005] Dadurch entsteht die Gefahr, dass der Neutral- und/oder Rückleiter des Kabels durch die starke Biegebeanspru-chung beschâdigt und das Kabel damit funktionsunfâhig wird. In der Vergangenheit ist versucht, worden, diesen Nachteil durch einen mechanisch verstârkten Kern im zentralen Nullleiter zu kompensieren. Dennoch kann eine solche Konstruk-tion je nach Belastung und Lebensdauer des Kabels auch zu einem Bruch der Zentrums-Leiter führen, jedoch zu einem spâteren Zeitpunkt als bei vergleichbaren Elektrokabeln mit unverstârktem Zentralleiter.

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

[0007] Diese Aufgabe ist erfindungsgemâss dadurch gelost, dass der Neutral- und/oder Rückleiter aus mehreren einzeln isolierten Nullleitern aufgebaut ist, deren Gesamtquerschnitt dem Querschnitt eines einzelnen massiven Zentralleiters annàhernd 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 herkommlichen Konstruktionen wird. Dadurch müssen die Phasenisolationen nicht unnotig dicker bemessen werden, um die geometrischen Abmessungen für die Lagenverseilung zu erfüllen.

[0009] Durch die erfindungsgemâsse Konstruktion des Kabels ist es auch moglich, trotz des neuartigen Aufbaus des zentralen Neutralleiters den geringen Induktivitâtsbelag beizubehalten. Das ist gerade bei Hochfrequenzstromen von 400 Hz sehr wichtig, da jede Induktivitâtserhohung einen 8-mal hoheren Spannungsabfall bewirkt, als dies bei 50 Hz-Stromen der Fall wâre.

[0010] Die neue Kabelkonstruktion erlaubt zugleich eine Redundanz des zentralen Neutral- und/oder Rückleiters, da bei ihm, anders als bei herkommlichen Konstruktionen mit nur einem massiven Nullleiter, praktisch ausgeschlossen ist, dass aile sechs Einzelleiter des mehrteiligen Nullleiters gelichzeitig brechen konnen. 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 nâher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt eines erfindungsgemâssen 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 gleichmâssig 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 mm2 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 Aussenfüllungen 10 sechs gleichmâssig über den Umfang verteilte Spickelleiter 11 als Vierer von je 4 x 1 mm2, deren Leiter 12 auch aus Kupferlitzen, die verzinnt und feindrâhtig 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 Kunstfaserverstârkung 15 ausgestattet. Selbstverstândlich konnten auch andere Farben verwendet werden.

[0017] Erfindungsgemâss ist das Elektrokabel aus sechs einzeln isolierten Nullleitern 16 mit SRC-Seelen mit einem Querschnitt von je 6 mm2 aufgebaut, also total 36 mm2, was dem Querschnitt eines herkommlichen nicht aufgeteilten Nullleiters entspricht.

[0018] Bei einem bekannten massiven Nullleiter sind üblicherweise eine Anzahl von Litzen seilformig um ein Zentrum verseilt, die aus Kupferlitzen 8, blank und feindrâhtig, 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 Kunst-stoffmaterial angeordnet und weisen eine sie umfassende dünne Ummantelung 18 auf, ebenfalls aus Isoliermaterial. Die Nullleiter 16 sind aus Kupferlitzen verzinkt und feindrâhtig hergestellt und mit einer Isolation aus Polyolefin Copolymer elektronenstrahlvernetzt einzeln isoliert.

[0020] Durch den erfindungsgemâssen 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 verândern und dessen hervorragende elektrische Eigenschaften negativ zu beeinflussen. Da praktisch nicht aile sechs einzelnen Nullleiter 16 gleichzeitig brechen konnen, ergibt sich eine mehrfache Redundanz des erfindungsgemâss 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 zusâtzlichen Neutralleiter in den Aussenfüllungen des Kabels haben ihrerseits den Vorteil, dass sie eine Erho-hung des Gesamtquerschnitts des Neutral- und/oder Rückleiters auf den vollen Phasenquerschnitt ermoglichen.

Claims

Patentansprüche

1. Elektrokabel für die elektrische Versorgung eines Flugzeugs oder eines Motors mit Hochfrequenzstrom von vorzugsweise 400 Hz, mit einem zentralen Neutral- und/oder Ftückleiter (1) und mindestens sechs konzentrisch um Letzteren herum verteilt angeordnete Phasenleiter (2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b), wobei jede Phase auf zwei symmetrisch gegenüber-liegende Phasenleiter (2a, 2b, 3a, 3b bzw. 4a, 4b) aufgeteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Neutral-und/oder Ftückleiter (1) aus mehreren einzeln isolierten Nullleitern (16) aufgebaut ist, deren Gesamtquerschnitt dem Querschnitt eines einzigen massiven Zentralleiters annâhernd entspricht.
2. Elektrokabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Neutral- und/oder Ftückleiter (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 flexiblen Kupferaufbau aufweisen und mit einer vernetzten Kunststoffisolation versehen sind.
4. Elektrokabel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupferaufbau der jeweiligen Nullleiter (16) aus 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 Aussenfüllungen (10) eine Anzahl von Zusatzadern als zusâtzliche Spickelleiter (11) geführt sind.
7. Elektrokabel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zusâtzlichen Spickelleiter (11) aus je vorzugsweise vier Einzelleitern (12) zusammensetzen, die zu Messungs-, Steuerungs- und/oder Ftegelungszwecken ver-wendbar sind.
8. Elektrokabel nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenleiter (2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b) und die zusâtzlichen Spickelleiter (11) von einem diese umfassenden Innenmantel (13) aus einem farbigen Kunststoff und einem Letzteren umgebenden Aussenmantel (14) aus einem andersfarbigen Kunststoff umschlossen sind.