DE1140989B

DE1140989B - Coaxial high frequency power cable with high dielectric strength and spacer insulation

Info

Publication number: DE1140989B
Application number: DES75637A
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Horst-Edgar Martin; Dipl-Ing Dietrich Dosse
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1961-09-07
Filing date: 1961-09-07
Publication date: 1962-12-13

Description

Koaxiales Hochfrequenzenergiekabel mit hoher Spannungsfestigkeit und einer Distanzscheibenisolierung Zusatz zum Patent 1102 228 Die Erfindung betrifft ein koaxiales Hochfrequenzenergiekabel mit Distanzscheibenisolierung. Derartige koaxiale Kabel, deren Distanzscheibenisolierung vorzugsweise aus Polyvinylkarbazol gebildet ist und deren Außenleiter aus einem längs verlaufenden, rohrförmig gebogenen Band oder zwei Bändern besteht, werden insbesondere als Antennen-Sendekabel für das Mittel-und Kurzwellengebiet zur Übertragung großer Leistungen verwendet. Die Entwicklung auf diesem Gebiet geht dahin, immer höhere Leistungen zu übertragen. Dabei treten Spitzenspannungen auf, die nahe der durch die Spannungsfestigkeit des Kabels gegebenen Grenze liegen oder sie sogar überschreiten.Coaxial high-frequency power cable with high dielectric strength and spacer insulation Addendum to patent 1 102 228 The invention relates to a coaxial high-frequency power cable with spacer insulation. Such coaxial cables, whose spacer insulation is preferably made of polyvinyl carbazole and whose outer conductor consists of a longitudinally extending, tubularly curved band or two bands, are used in particular as antenna transmission cables for medium and shortwave areas for the transmission of high powers. The development in this area is towards transferring ever higher levels of power. Peak voltages occur that are close to or even exceed the limit given by the dielectric strength of the cable.

Um die Spannungsfestigkeit von Hochfrequenzenergiekabeln mit Distanzscheibenisolierung und damit die mit diesen Kabeln übertragbare Leistung zu vergrößern, ist es durch das Hauptpatent bekanntgeworden, auf die stromführenden Leiteroberffächen einen dünnen Lackfilm auf Silikonharzbasis aufzutragen, der alle Unebenheiten bzw. Rauhigkeiten in der Oberflächenstruktur der koaxialen Leiter bedeckt. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die Beschaffenheit dei Leiteroberflächen von maßgeblichem Einfluß auf die Spannungsfestigkeit des Kabels ist. Insbesondere sind in diesem Zusammenhang die Unebenheiten und die Scharfkantigkeit der rauhen Stellen der spannungführenden Oberflächen von Bedeutung, die weitgehend von der Art der Bearbeitung abhängen und bei ungünstiger Ausbildung Anlaß zu örtlich begrenzten hohen Feldstärken geben können. Diese störende Oberflächenstruktur der leitenden Oberflächen läßt sich auch nicht durch Polieren der Leiteroberflächen auf elektrischem Wege, wie dies an sich bekannt ist, ausreichend verbessern, da auch auf einem polierten Leiter während der Fertigung wieder oberfl ' ächliche Unebenheiten entstehen und Verschmutzungen auftreten können.In order to increase the dielectric strength of high-frequency energy cables with spacer insulation and thus the power that can be transmitted with these cables, the main patent has made it known to apply a thin film of lacquer based on silicone resin to the current-carrying conductor surfaces, which covers all unevenness or roughness in the surface structure of the coaxial conductors. It has been shown that the condition of the conductor surfaces has a decisive influence on the dielectric strength of the cable. In particular, the unevenness and sharpness of the rough areas of the live surfaces are important in this context, which largely depend on the type of processing and can give rise to locally limited high field strengths in the event of an unfavorable design. This disturbing surface structure of the conductive surfaces also can not be by polishing the surface of conductors by electrical means, as is well known, sufficiently improve, also back surface-'ächliche on a polished conductors during manufacturing irregularities arise and dirt occur.

Es hat sich nun gezeigt, daß in manchen Fällen der gemäß dem Hauptpatent zur Erhöhung der Spannungsfestigkeit des Koaxialkabels auf die stromführenden Leiteroberffächen aufgetragene Silikonharzfilm insbesondere im Dauerbetrieb des Kabels, bei dem höhere Temperaturen auftreten können, Haarrisse zeigt und im Laufe der Zeit zum Abblättern neigt. Dies liegt offenbar daran, daß das Silikonharz auf einigen Leiterwerkstoffen, insbesondere Kupfer, nicht haftet, sondern daß das Kupfer bezüglich dieses dielektrischen Materials als Katalysator wirkt.It has now been shown that in some cases according to the main patent to increase the dielectric strength of the coaxial cable on the live conductor surfaces applied silicone resin film especially in continuous operation of the cable, with the higher Temperatures can occur, showing hairline cracks and peeling over time tends. This is obviously due to the fact that the silicone resin on some conductor materials, especially copper, does not adhere, but that the copper is dielectric with respect to this Material acts as a catalyst.

Die Erfindung beschäftigt sich mit der Aufgabe, die geschilderten Schwierigkeiten bei einem koaxialen Hochfrequenzenergiekabel mit Distanzscheibenisolierung, dessen stromführende Leiteroberflächen gemäß dem Hauptpatent zur Erhöhung der Spannungsfestigkeit mit einer dielektrischen Schicht auf Silikonharzbasis bedeckt sind, zu vermeiden. Erfindungsgemäß ist der Innenleiter von einer das Ablösen des Lackfilms von der stromführenden Innerileiteroberfläche verhindernden Hülle umschlossen. Während also bei dem bekannten Hochfrequenzenergiekabel mit einem Silikonharzfilm dieser sich selber durch Verkleben mit der zu bedeckenden leitenden Oberfläche verbindet und sich selber an dieser halten muß, sieht die Erfindung eine zusätzliche Stützung der dielektrischen Schicht am Innenleiter vor, so daß sie auch dann noch an der leitenden Oberfläche gehalten wird und diese bedeckt, wenn ihre durch Verkleben hergestellte Verbindung mit der leitenden Oberfläche beispielsweise infolge eine längeren Erwärmung aufgehoben ist.The invention is concerned with the task described Difficulties with a coaxial radio frequency power cable with spacer insulation, its current-carrying conductor surfaces according to the main patent to increase the dielectric strength are covered with a dielectric layer based on silicone resin. According to the invention, the inner conductor is the detachment of the paint film from the current-carrying inner conductor surface preventing sheath enclosed. So while in the case of the known high-frequency power cable with a silicone resin film this itself connects itself by gluing to the conductive surface to be covered and has to adhere to this itself, the invention provides additional support the dielectric layer on the inner conductor, so that it is still on the conductive surface is held and this covered when its by gluing produced connection with the conductive surface, for example as a result of a prolonged warming is canceled.

Die Hülle wird man vorzugsweise aus einem Glasspeidenband oder einem Material mit ähnlichen Eigenschaften bilden. Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform ist das Glasseidenband mit dem Silikonharz getränkt und mit Überlappung gewickelt. Durch Zusammenkleben der einzelnen Windungen an den Überlappungsstellen bildet das Glasseidenband dann eine die stromleitende Oberfläche allseitig dicht umgebende geschlossene Hülle. Die überlappung wird man dabei relativ klein wählen, um Materialanhäufungen und damit zusätzliche dielektrische Verluste zu vermeiden. Das Verkleben der einzeinen Windungen an ihren überlappungsstellen geschieht unter Ausnutzung der Klebewirkung des tränkenden Silikonharzes.The sheath is preferably made of a glass fiber tape or a Form material with similar properties. In a particularly expedient embodiment the fiberglass tape is impregnated with the silicone resin and wrapped with an overlap. By gluing the individual turns together at the points of overlap, the Glass silk tape then surrounds the conductive surface tightly on all sides closed shell. The overlap will be chosen to be relatively small in order to avoid accumulations of material and thus avoiding additional dielectric losses. The gluing of the single Windings at their points of overlap are made using the adhesive effect of the soaking silicone resin.

Zwar ist bereits ein luftraumisoliertes Koaxialkabel bekanntgeworden, bei dem unmittelbar über dem Innenleiter eine verhältnismäßig dünne Isolationsschicht mit kleiner Dielektrizitätskonstante und niedrigem dielektrischeni Verlustwinkel angeordnet ist, aber dieses Kabel unterscheidet sich sowohl aufgabenals auch lösungsmäßig von dem neuen Hochfrequenzenergiekabel. Die Isolationsschicht bei dem bekannten Kabel dient nämlich dazu, eine metallene Berlihrung zwischen Innen- und Außenleiter bei einer stärkeren Biegung des Kabels zu verhindern. Um keinen Einfluß auf die Feldverteilung auszuüben, besteht die Isolationsschicht aus einem Material kleiner Dielektrizitätskonstante. Demgegenüber ist bei dem Hochfrequenzenergiekabel nach der Erfindung gerade eine dielektrische Schicht, d. h. eine solche mit großer Dielektrizitätskonstante, vorgesehen, da ein Abbau der Feldstärke an der Oberfläche der Leiter des Kabels, d. h. eine Beeinflussung der Feldverteilung, vorgenommen werden soll. Darilber hinaus muß die dielektris--he Schicht bei dem neuen Kabel eine, gute Wärmefestigkeit haben, die die aus einer Polyvinylverbindung bestehende Isolationsschicht bei dem bekannten Kabel nicht aufweist.An airspace-insulated coaxial cable has already become known in which a relatively thin insulation layer with a low dielectric constant and low dielectric loss angle is arranged directly above the inner conductor, but this cable differs from the new high-frequency power cable in terms of both tasks and solutions. The insulation layer in the known cable is used to prevent metal contact between the inner and outer conductors when the cable is bent to a greater extent. In order not to exert any influence on the field distribution, the insulation layer consists of a material with a low dielectric constant. On the other hand, in the high-frequency power cable according to the invention, just one dielectric layer, i. H. one with a high dielectric constant is provided, since a reduction in the field strength on the surface of the conductor of the cable, i. H. the field distribution is to be influenced. In addition, the dielectric layer in the new cable must have good heat resistance which the insulation layer consisting of a polyvinyl compound does not have in the known cable.

Weiterhin ist ein Hochfrequenzkabel bekanntgeworden, dessen Innenleiter mit einem schwarzen Lacküberzug versehen ist oder zusätzliche Schichten in Form schwarzgefärbter Folien trägt. Diese schwarzen Schichten haben die Aufgabe, eine gute Wärmeableitung bzw. -strahlung zu erzielen. Demgegenüber befaßt sich die Erfindung mit dem Problem der Frhöhung der Spannungsfestigkeit bei einem koaxialen Hochfrequenzenergiekabel und iin besonderen mit der Aufgabe, ein gutes Haften des hierzu verwendeten dünnen Lackfflms auf Silikonharzbasis auf die Leiteroberfläche zu gewährleisten. Weder aufgaben- noch lösungsmäßig berührt das bekannte Hochfrequenzkabel den Gegenstand der Erfindung.Furthermore, a high-frequency cable has become known, its inner conductor is provided with a black lacquer coating or additional layers in the form black colored foils. These black layers have the task of creating a to achieve good heat dissipation or radiation. In contrast, the invention is concerned with the problem of increasing the dielectric strength in a high frequency coaxial power cable and in particular with the task of ensuring good adhesion of the thin material used for this purpose To ensure lacquer film based on silicone resin on the conductor surface. Neither In terms of tasks and solutions, the well-known high-frequency cable touches the object the invention.

In der Zeichnung ist als AusfÜhrungsbeispiel ein koaxiales Hochfrequenzenergiekabel nach der Erfindung perspektivisch dargestellt. Das Kabel besteht aus dem aus zwei halbschalenförmigen Bändern 10 gebildeten Innenleiter, den Distanzscheiben 11, dem aus zwei längs verlaufenden halbschalenförmigen, in Ab- ständen gesickten Bändern 12 bestehenden Außenleiter, der leitenden Bandwicklung 13 und dem wasserdichten Kabelmantel 14. Dabei ist die Außenfläche des Innenleiters 10 mit einer Silikonlackschicht be- deckt die durch Silikenharztränkung der als Träger verwendeten Wicklung 10' aus Glasseidenband gebildet ist und von diesem gegen die Oberfläche des Innenleiters gedrückt wird. Diese Wicklung ist mit geringer überlappung hergestellt, so daß durch Zusammenkleben. der einzelnen Windungen an den überlappungssteHen eine die stromleitende Oberfläche bedeckende geschlossene Hülle gebildet ist.In the drawing, a coaxial high-frequency power cable according to the invention is shown in perspective as an exemplary embodiment. The cable consists of the half-shell consists of two belts 10 formed inner conductor, the spacers 11, which consists of two longitudinal half-shell-shaped, stands in the absence beaded tapes 12 outer conductor, the conductive tape winding 13 and the waterproof cable jacket 14. In this case, the outer surface of the inner conductor 10 loading with a silicone coating layer covers formed by Silikenharztränkung of the winding 10 used as a carrier 'of glass silk band and is pressed from this against the surface of the inner conductor. This winding is made with little overlap, so that by gluing together. of the individual turns at the overlapping faces, a closed sheath covering the conductive surface is formed.

Der Innenleiter 10 kann aus einem einzigen rohrfönnigen Band oder zwei halbschalenförmigen Bändem bestehen oder auch als massiver oder rohrförmiger Leiter ausgebildet sein.The inner conductor 10 can consist of a single tubular band or two half-shell-shaped bands, or it can also be designed as a solid or tubular conductor.

Der Träger kann auch durch eine auf den Silikonlackfilm zusätzlich aufgebrachte Schicht aus einem Harz mit geeigneten mechanischen Eigenschaften gebildet sein.The carrier can also be applied to the silicone lacquer film in addition applied layer formed from a resin with suitable mechanical properties be.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Coaxial high-frequency power cable with high dielectric strength and spacer insulation, preferably made of polyvinyl carbazole, the outer conductor of which consists of a longitudinal, tubular, curved band or two bands with a semicircular cross-section, with a thin film of varnish based on silicone resin on the current-carrying conductor surfaces to increase the electric strength is applied, which covers all unevenness or roughness in the surface structure of the coaxial, alen conductor, according to patent 1 102 228, characterized in that the inner conductor is enclosed by a sheath preventing the paint film from detaching from the current-carrying inner conductor surface.

2. Coaxial high-frequency power cable according to spoke 1, characterized in that the sleeve is formed from a glass silk tape. 3. Coaxial high-frequency power cable according to claim 2, characterized in that the fiberglass tape impregnated with the silicone resin is wound with preferably little overlap. Documents considered. German Patent No. 913 300-