DE1515847C

DE1515847C - Fernmeldekabel

Info

Publication number: DE1515847C
Authority: DE
Inventors: Ernst Dip) Ing 3012 Langenhagen Scheffler
Original assignee: Kabel und Metallwerke Gutehoffnungs hütte AG, 3000 Hannover
Publication date: 1971-08-19

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fernmeldekabel, dessen Adern mit Polyäthylen-Schaumstoff isoliert und von einem alle Adern umfassenden Mantel umgeben sind. In axialer Richtung ist das Kabel durch gas- und wasserdichte Wände unterteilt, welche im rechten Winkel zur Kabelachse verlaufen. Die Wände bestehen aus der Schaumstoffisolierung der Adern und einem die Zwickel zwischen den Adern sowie den Adern und dem Mantel ausfüllenden Gießharz oder ähnlichem Material.

Fernmeldekabel mit kunststoffisolierten Adern und einem Kunststoffmantel oder mit einem mit einer Kunststoffschicht bedeckten Metallmantel sind, im Gegensatz zu Fernmeldekabeln mit papierisolierten Adern, gegenüber Wassereinbrüchen relativ empfind-Hch, da sich das Wasser ungehindert längs der Adern ausbreiten kann und nicht durch quellendes Papier aufgehalten wird. Ein Vorteil der kunststoffisolierten Fernmeldekabel besteht darin, daß sie nur eine geringe Korrosionsfähigkeit besitzen.

Um bei kunststoffisolierten Fernmeldekabeln ein Ausbreiten des Wassers längs der Adern zu verhindern, sind die Kabel durch Wände in Überwachungsabschnitte unterteilt, die mit einem unter Druck stehenden Gas gefüllt sind. Tritt nun in einem derartigen Überwachungsabschnitt ein Wassereinbruch " auf, so kann sich das Wasser nur in diesem Abschnitt ausbreiten. Durch Erhöhung des Gasdruckes in dem Überwachungsabschnitt kann der Wassereinbruch vermindert oder sogar verhindert werden. Die Wände der Überwachungsabschnitte — nachfolgend kurz Stopfen genannt — sind so aufgebaut, daß auf eine bestimmte Länge die zwischen den Adern auftretenden Zwickel und ebenso die zwischen den Adern und dem Mantel liegenden Zwickel mit einem Kunststoff, meist einem Gießharz, ausgefüllt sind. Die so aufgebauten Stopfen haben bei einer festen und glatten Kunststoffisolierung der Adern eine hohe Gas- und Wasserdichtigkeit.

Beim Übergang zu schaumstoffisolierten Adern — der aufgeschäumte Kunststoff hat eine wesentlich niedrigere Dielektrizitätskonstante und einen kleineren Verlustwinkel als der nicht geschäumte, so daß durch das Aufschäumen die Übertragungseigenschaften des Fernmeldekabels verbessert werden — sinkt jedoch die Gas- und Wasserdichtigkeit der Stopfen beträchtlich ab, da die Schaumstoffe gegenüber Gas und zum Teil auch Wasser, bedingt durch den porenreichen Aufbau, durchlässig sind.

Es hat sich herausgestellt, daß die Durchlässigkeit der Stopfen zwei Effekte beinhaltet: Einmal tritt eine direkte axiale Durchlässigkeit auf, zum anderen eine Kombination von radialer und axialer Durchlässigkeit, wobei die letzte überwiegt. Bei dieser dringt das Gas durch die relativ dünne Wand der Schaumstoffisolierung der Adern bis zu den Leitern und gelangt zwischen Leiter und Schaumstoffisolierung in die benachbarten Uberwachungsabschnitte. Dieser Effekt beruht darauf, daß die Schaumstoffisolierung, insbesondere die Polyäthylen-Schaumstoffisolierung, keine genügende Haftfestigkeit am Leiter besitzt und somit sich zwischen Schaumstoffisolierung und Leiter Kanäle ausbilden können.

Es ist versucht worden, diese Art der Durchlässigkeit dadurch zu verhindern, daß die Stopfen in Stopfenbreite ringförmig zusammengedrückt wurden, um die geringe Haftfestigkeit der Schaumstoffisolierung am Leiter durch einen erhöhten Anpreßdruck auszugleichen. Es zeigte sich jedoch, daß damit nur eine geringfügige Dichtigkeitserhöhung erzielt werden konnte. Die erforderliche Dichtigkeit konnte auch nicht durch eine Oxydschichtbildung am Leiter, die ihrerseits wieder die Polyäthylen-Schaumstoffoberfläche oxydiert und dadurch eine gute Adhäsion zwischen Metall und Kunststoff hervorruft, erreicht werden. Um eine gute Gasdichtigkeit zu erhalten, ist die Adhäsion zu gering.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Fernmeldekabel der eingangs geschilderten Art anzugeben, welches gegen das ■ Eindringen von Gas und Wasser in Längsrichtung abgedichtet ist. Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß zwischen dem Leiter und der Schaumstoffisolierung jeder Ader eine am Leiter gut haftende, mit der Schaumstoffisolierung verschweißte, dünne Kunststoffschicht aus einem Ionomer des Polyäthylens am geordnet ist.

Mit Hilfe dieser Kunststoffschicht ist es möglich, die gewünschte, zum einwandfreien Überwachen der Kabelabschnitte notwendige Dichtigkeit zwischen den einzelnen Abschnitten zu erhalten. Die nun noch auftretenden Leckverluste von einem Abschnitt zum anderen hängen nur von der direkten axialen Durchlässigkeit des Schaumstoffs ab und sind je nach Anforderung durch die Herstellung einer bestimmten Stöpfendicke vernachlässigbar klein,

Die Kunststoffschicht kann aus den verschiedensten Werkstoffen aufgebaut sein und muß lediglich der Forderung nach guter Haftfestigkeit an Kupfer oder Aluminium — je nachdem, welches Metall für die Adern benutzt wird — genügen und gleichzeitig mit der darüberliegenden Schaumstoffschicht verschweißbar sein. Ein Ionomer des Polyäthylens hat jedoch eine vorzügliche Haftfestigkeit am Leiter, insbesondere an Kupfer, und läßt sich darüber hinaus gut mit der darüberliegenden Polyäthylen-Schaumstoffschicht verschweißen.

Die Dicke der Kunststoffschicht hängt unter anderem von der benötigten Haftfestigkeit ab, die eine möglichst große Schichtdicke verlangt, und von der Konstanz der elektrischen Übertragungseigenschaften gegenüber dem Normalkabel — also ohne Kunststoffschicht —, die eine möglichst kleine Schichtdicke fordert. Als vorteilhaft hat sich eine Schichtdicke von etwa 20 μ. erwiesen, die eine gute Haftfestigkeit ergibt.,. -- _T,.^.··

- Eine nur 20 μ starke — also sehr dünne — Kunststoffschicht ändert die elektrischen Eigenschaften einer Kabelader gegenüber einer Kabelader ohne diese Kunststoffschicht nur unwesentlich. Anders ausgedrückt bedeutet das, daß bei gleichen elektrischen Eigenschaften einer Ader mit Kunststoffschicht und einer Ader ohne Kunststoffschicht sich nur geringfügige Unterschiede der Außendurchmesser der Adern ergeben. Zur weiteren Erläuterung dient das in der Zeichnung dargestellt Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie ein Zahlenbeispiel. ■

Mit 1 ist der Leiter einer Kabelader bezeichnet, welcher den Durchmesser d₀ besitzt. Die der Übersichtlichkeit halber stark übertrieben dargestellte Kunststoffschicht 2 besitzt den Außendurchmesser d und die relative Dielektrizitätskonstante C₁. Die Schaumstoffisolierung der Kabelader ist mit 3 bezeichnet und weist den Außendurchmesser D sowie die relative Dielektrizitätskonstante e_a auf.

Die Gesamtkapazität C_ma eines gemäß der Zeichnung aufgebauten Kabels ist:

Die Ader mit der Kunststoffschicht 2 ist also nur um 2,4% dicker als eine Ader ohne Kunststoffschicht, was durchaus den Fertigungstoleranzen entspricht.

D d

E₁ In Y B₂ In

d i/₀

wobei K eine Proportionalitätskonstante ist. Die Kapazität C₀ einer Kabelader ohne die Kunststoffschicht 2 beträgt

wobei D₀ der Außendurchmesser dieser Kabelader ist. Da nun die beiden Kapazitäten C_gea und C₀ gleich sein sollen, ergibt sich durch Umformen

20

In— =11 -I In- .

D₀ \ S₁I i/₀

Im praktischen Fall ist bei einem Polyäthylen-Schaumstoff ε₂ = 1,5 und bei einem geeigneten Haft-Vermittler (Kunststoff schicht 2) E₁ = 2,4. Mit d₀ = 0,6 mm und einer oben angegebenen Stärke der Kunststoffschicht von 20 μ wird d = 0,64 mm, so daß ' sich für das Durchmesserverhältnis D₀ = 1,024 ergibt.

Claims

Patentansprüche:

1. Fernmeldekabel, dessen Adern mit Polyäthylen-Schaumstoff isoliert und von einem alle Adern umfassenden Mantel umgeben sind, welches in axialer Richtung durch gas- und wasserdichte, im rechten Winkel zur Kabelachse stehende Wände unterteilt ist, die aus der Schaumstoffisolierung der Adern und einem die Zwickel zwischen den Adern sowie den Adern und dem Mantel ausfüllenden Gießharz od. dgl. bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Leiter (1) und der Schaumstoffisolierung (3) jeder Ader eine am Leiter (1) gut haftende, mit der Schaumstoffisolierung (3) verschweißte, dünne Kunststoffschicht (2) aus einem Ionomer des Polyäthylens angeordnet ist.

2. Fernmeldekabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht (2) eine die elektrischen Übertragungseigenschaften vernachlässigbar ändernde Dicke, vorzugsweise von etwa 20 μηι hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen