DE1163416B

DE1163416B - Elektrisches Kabel

Info

Publication number: DE1163416B
Application number: DES73330A
Authority: DE
Inventors: Hubert Louedec
Original assignee: Societe de Prospection Electrique Schlumberger SA
Current assignee: Services Petroliers Schlumberger SA
Priority date: 1960-04-29
Filing date: 1961-04-05
Publication date: 1964-02-20

Description

Elektrisches Kabel Die Erfindung betrifft ein elektrisches Kabel mit wenigstens einem Leiter, der aus einer bestimmten Anzahl schraubenförmig um einen zentralen Draht aufgewickelter Drähte gebildet, mit Isoliermaterial bedeckt und unter einer Armierung aus Stahldrähten angeordnet ist.
Es sind zugfeste elektrische Kabel bekannt, die ein Leiterseil aus einer elektrisch gut leitenden Seele und um dessen Umfang verseiften mechanisch gut belastbaren Drähten aufweisen, die symmetrisch angeordnet sind. Derartige Kabel sind mit Rücksicht auf eine möglichst hohe mechanische Belastbarkeit aufgebaut, wobei auf den elektrischen Widerstand des Kabels weniger Rücksicht genommen ist. Die Zahl und der Querschnitt der mechanisch gut belastbaren Drähte ist so bemessen, daß bei betriebsmäßiger Belastung keine bleibende Dehnung auftreten kann.
Bei Kabeln der eingangs genannten Art, die hauptsächlich mit Rücksicht auf geringen elektrischen Widerstand konstruiert sind, besteht jedoch das Problem, daß sich bereits dadurch bleibende Dehnungen ergeben können, daß das Kabel auf einer längeren Strecke frei hängt. Die Elastizitätsgrenze der elektrisch gut leitenden Materialien, vor allem natürlich des Kupfers, ist bekanntlich nicht sehr groß. Eine Verhinderung dieser bleibenden Dehnung würde es erforderlich machen, einen sehr großen Teil mechanisch gut belastbarer Stahldrähte statt der elektrisch gut leitenden Drähte vorzusehen, wodurch sowohl das Kabelgewicht als auch die Biegsamkeit des Kabels nachteilig beeinfiußt würden, ganz abgesehen von der Erhöhung des elektrischen Widerstandes.
An sich kann die Dehnung des Leiters normalerweise ohne weiteres in Kauf genommen werden, es besteht lediglich die Gefahr, daß bei Entlastung des Kabels die Armierungsdrähte, die keiner bleibenden Dehnung unterworfen waren, sich auf ihre ursprüngliche Länge zusammenziehen und dadurch kürzer werden als die bleibend gedehnten Leiterdrähte. Zum Ausgleich dieser Längendifferenz bilden sich Schlingen im Leiter, und vor allem in den Leiterumfangsdrähten, die zu einer Durchbrechung der Isolation und damit zu Kurz- oder Erdschlüssen führen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schlingenbildung zu verhindern; das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß einer der Umfangsdrähte des Leiters durch einen Stahldraht gleichen Durchmessers ersetzt wird, der auf dem zentralen Draht gleichzeitig mit den anderen Umfangsdrähten verkabelt ist, um eine leichte Wellung des zentralen Drahtes hervorzurufen. Es kommt dabei darauf an, daß dieser Stahldraht unsymmetrisch angeordnet wird, anderenfalls wird die angestrebte Wellung nicht erreicht. Durch diese Wellung ergibt sich aber einerseits bei Ausdehnung des Kabels unter Belastung die Möglichkeit, daß die Länge durch Streckung des zentralen Drahtes erreicht wird, zum anderen wird ein spiralenförmiges Zusammenziehen des gestreckten Leiters erreicht, wenn sich die elastisch gedehnten Armierungsdrähte bei Entlastung des Kabels wieder auf ihre ursprüngliche Länge zusammenziehen.
Um eine möglichst große Wellung des zentralen Drahtes hervorzurufen, wird vorgeschlagen, daß die Steigung der Verkabelung der Umfangsdrähte des Leiters höchstens gleich dem Sechsfachen des Durchmessers des Leiters ist.
Aus Gründen der Kleinheit der Steigung der Verkabelung dieser Drähte bilden diese mit der geometrischen Erzeugenden des Kabels einen Winkel, der nicht vernachlässigbar ist, und folglich ist ihr Querschnitt durch eine senkrecht auf der Achse des Kabels stehende Ebene nicht mit ihrem geraden Querschnitt übereinstimmend. Dieser Querschnitt stellt sich in Form einer Ellipse dar, deren große Achse länger ist als der Durchmesser des Drahtes. Folglich muß zur Sicherung einer genauen Verkabelung der zentrale Draht der Ader einen Durchmesser aufweisen, der geringfügig größer als derjenige der Umfangsdrähte ist. Die zugehörigen Figuren veranschaulichen beispielsweise Ausführungsformen von Leitern gemäß der Erfindung, und zwar zeigt F i g. 1 eine Ansicht des durch einen Stahldraht umwickelten zentralen Drahtes eines Leiters, F i g. 2 eine Schnittansicht des blanken Leiters mit seinem Stahldraht, F i g. 3 eine Ansicht eines Teilstückes des blanken Leiters mit seinem Stahldraht und F i g. 4 eine Schnittansicht durch ein armiertes elektrisches Kabel mit mehreren isolierten Leitern. In den F i g. 1 und 2 bezeichnet das Bezugszeichen 1 den zentralen Draht des Leiterkerns, 2 die Außenadern und 3 den Stahldraht, der eine der Außenadern 2 ersetzt.
Aus F i g. 1 ist klar ersichtlich, daß der zentrale Draht 1 unter der Einspannwirkung des Stahldrahtes 3 eine wendelförmige Gestalt annimmt. Aus dieser Figur ist ferner ersichtlich, daß der Stahldraht 3 auf einem Durchmesser A aufgewickelt ist, der kleiner als der Durchmesser B des zentralen Drahtes 1 ist.
Aus F i g. 3 ergibt sich gleichfalls, daß der Außendurchmesser der durch den Stahldraht 3 gebildeten Schraubenwendel kleiner als der Außendurchmesser der durch die anderen leitenden Drähte 2 gebildeten Schraubenwendel ist.
F i g. 4 zeigt ein Kabel herkömmlicher und bekannter Bauart mit mehreren isolierten Leitern, die um einen isolierten zentralen geraden Leiter verdrillt sind, wobei Dichtungsmittel in die zwischen den Leitern befindlichen Zwischenräume eingelagert sind und die Gesamtheit in einer Armierung angeordnet ist.
Wie eingangs gesagt worden ist, genügt es bei einem derartigen Kabel, lediglich den zentralen Leiter mit einem Stahldraht nach der Erfindung auszurüsten.
Trotz der Vorteile im Hinblick auf die Widerstandsfestigkeit bei Zugbeanspruchung hat das Kabel nach der Erfindung ein Gewicht und einen Durchmesser, die nicht größer als diejenigen eines herkömmlichen Kabels sind, und eine Geschmeidigkeit, die in keiner Weise verringert ist.

Claims

Patentansprüche: 1. Elektrisches Kabel mit wenigstens einem Leiter, der aus einer bestimmten Anzahl schraubenförmig um einen zentralen Draht aufgewickelter Drähte gebildet, mit Isoliermaterial bedeckt und unter einer Armierung aus Stahldrähten angeordnet ist, und bei dem eine bleibende Dehnung unter der Wirkung einer auf das Kabel ausgeübten Zugbeanspruchung, die zu einer Schlingenbildung führen könnte, wenn das Kabel unter der Wirkung der Elastizität seiner weiteren Bauelemente seine ursprüngliche Länge wieder einnimmt, vermieden ist, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß einer der Umfangsdrähte des Leiters durch einen Stahldraht gleichen Durchmessers ersetzt ist, der auf dem zentralen Draht gleichzeitig mit den anderen Umfangsdrähten verkabelt ist, um eine leichte Wellung des zentralen Drahtes hervorzurufen.
2. Elektrisches Kabel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der Verkabelung der Umfangsdrähte des Leiters höchstens gleich dem Sechsfachen des Durchmessers des Leiters ist.
3. Elektrisches Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Draht einen Durchmesser besitzt, der geringfügig größer ist als derjenige der Umfangsdrähte.
4. Elektrisches Kabel nach Anspruch l mit mehreren isolierten Leitern, die jeweils schraubenförmig um einen isolierten zentralen Leiter gewickelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich bei dem zentralen Leiter ein Umfangsdraht durch einen Stahldraht ersetzt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 564 805; deutsche Gebrauchsmuster Nr. 1794 265, 1745647.