DE1540595A1 - Electric cable made of prefabricated, assemblable elements - Google Patents
Electric cable made of prefabricated, assemblable elementsInfo
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Description
Antonio SCARPETTA, Turin, Italien.Antonio SCARPETTA, Turin, Italy.
Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Leitungen aus vorgefertigten, zusammensetzbaren Elementen, die insbesondere für industrielle Anlagen verwendet werden.The invention relates to electrical lines made of prefabricated, assemblable elements, in particular for industrial Attachments are used.
Elektrische Leitungen der angegebenen Art sind bekannt, bei denen die Elemente je aus einer Anzahl von Modularabschnitten bestehen, die je eine Aussenumhüllung aus Isolierwerkstoff aufweisen, in welcher der Leiter aus kanalförmig umgebogenen Metallstreifen eingebettet ist, wobei die Anzahl der Abschnitte gleich der Anzahl der Leitungsphasen ist, bzw. ein Mehrfaches derselben darstellt.Electrical lines of the specified type are known in which the elements each consist of a number of modular sections, which each have an outer covering made of insulating material, in which the conductor is embedded from metal strips bent in the shape of a channel, the number of sections being the same the number of line phases, or represents a multiple thereof.
Solche vorgefertigte Leitungen bekannter Art weisen schwere Nachteile auf. Such prefabricated lines of known type have serious disadvantages.
Von einem mechanischen Standpunkt aus sind die Leitungselemente an sich ungeeignet, das eigene Gewicht und die elektrodynamischen Beanspruchungen aufzunehmen, welchen sie ausgesetzt sind, so dass Hilfsrnetallgerüste zum Tragen und Verbinden herangezogen werden müssen, wodurch die Gestehungskosten erhöht werden und das Einrichten schwieriger gestaltet wird. From a mechanical point of view, these are the ductwork elements unsuitable in itself to absorb their own weight and the electrodynamic stresses to which they are exposed, so that Auxiliary metal frameworks are used for carrying and connecting must, whereby the prime costs are increased and the set-up is made more difficult.
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Von einem elektrischen Standpunkt aus weisen solche Leitungen durch das kanalförtnige Profil des Leiters und das Vorhandensein der abstützenden Metallmasse eine hohe spezifische Reaktanz, die zu einem hohen Spannungsabfall führt, welcher bei Hochfrequenz strömen, die für industrielle Anwendungen in zunehmenden Masse verwendet werden, unzulängliche Verte annimmt.From an electrical standpoint, such leads are pointed by the conduit profile of the conductor and presence the supporting metal mass has a high specific reactance, which leads to a high voltage drop, which occurs at high frequency streams, which are increasingly used for industrial applications, assumes inadequate values.
Die Erfindung bezweckt, eine elektrische Leitung der angegebenen Art zu schaffen, bei welcher die Leiteruinhüllung eine ausreichende Steifheit aufweist, wodurch Hilfsiaetallgerüste entfallen können.The aim of the invention is to create an electrical line of the specified type in which the conductor sheath is sufficient Has rigidity, which eliminates auxiliary metal frameworks can.
Ferner sollen die Leiter derart angeordnet werden, dass die Grosse des zusammenhängenden magnetischen Flusses erniedrigt wird, um die spezifische Reaktanz der Leitung herabzusetzen.Furthermore, the conductors should be arranged in such a way that the The magnitude of the coherent magnetic flux is decreased, to reduce the specific reactance of the line.
Schliesslich sollen die Elemente derart ausgebildet werden, dass Abzweigstecker an sogar diametral entgegengesetzten Leitungsstellen angeordnet werden können, wobei die Umhüllung der Leiter bei Hochspannungsleitungen einen den Spannungsverlauf innerhalb des Leiters angepassten Isolieranstieg aufweist, wodurch eine Isolation überflüssig wird und hierdurch die Kosten und das Gewicht weiter erniedrigt werden.Finally, the elements should be designed in such a way that Branch plugs at even diametrically opposed line points can be arranged, wherein the sheathing of the conductor in high-voltage lines a voltage curve within of the conductor has adapted insulation increase, whereby an insulation is superfluous and thereby the cost and weight be further degraded.
Um den obigen Anforderungen zu entsprechen, schafft die Erfindung eine, aus einer Anzahl von Elementen zusammengesetzte Leitung, deren Elemente je aus einer Anzahl von isolierenden elektrische Leiter einbettenden Umhüllungen bestehen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Umhüllungen je eines Leitungselementes durch Querstreben miteinander verbunden sind, ein schachtelförmiges Profil aufweisen, in dessen Innenhohlraum streifenförniigeIn order to meet the above needs, the invention provides a line composed of a number of elements, the elements of which each consist of a number of sheaths embedding insulating electrical conductors, which are characterized by is that the sheaths of a line element are connected to one another by cross struts, a box-shaped one Have profile, strip-shaped in the inner cavity
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» Leiter an den inneren Seitenwaiidungen eingebettet sind, und durch“Ladder embedded on the inner sidewalls, and through
die Umhüllungen mit ihren Querstreben den sich aus dieser Ausbildung ergebenden Querschnitt/in ihrerthe sheaths with their cross struts the cross-section resulting from this training / in their
dieser Gesamtheit als Tragkörper wirken und/Wich gegenüber liegen, um innerhalb jeder Umhüllung einen Kanal zur Aufnahme von Kontaktstücken für die Abgriffe zu begrenzen.this whole act as a support body and / wich are opposite to a channel for receiving contact pieces within each envelope for the taps limit.
Die Umhüllung stellt ein mehrschichtiges Gebilde dar, welches durch Überlagerung unter der Wirkung, von Wärine und Druck verschiedener mit wäriiiehUrtenden Kunststoffen durchtränkten Lagen, welche je nach dem Spannungsanstieg innerhalb des Leiters gewählt werden.The envelope is a multilayer structure, which by superimposition under the effect of heat and pressure different layers impregnated with heat-retaining plastics, which can be selected depending on the increase in voltage within the conductor.
Gomäss einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung weisen die Umhüllungen der Elemente ein rechteckiges Profil auf und werden durch in Längsrichtung abstehende Streben verbunden, wobei die linhüllunße η und Streben beim Giessen des Isolierwerkstoffes einstückig erhalten werden. ■According to an advantageous embodiment of the invention, the Wrappings of the elements have a rectangular profile and become connected by struts protruding in the longitudinal direction, the linhüllunße η and struts in one piece when the insulating material is poured can be obtained. ■
Geraiiss einer Abwandlung der Erfindung, die insbesondere für Niederspannung und starke Ströme führende Leitungen geeignet ist, weisen die Umhüllungen für die Leiter ein kreisförmiges Profil auf und sind diese Umhüllungen lurch Umfangsringe miteinander verbunden, mit welchen Abstand- bzw. Fes thaiteplatten zusammenwirken, welche in das Itinginnere eingezwängt werden können. Geraiiss of a modification of the invention, in particular for low voltage and lines carrying high currents are suitable, the sheaths for the conductors have a circular profile and these sheaths are connected to one another by circumferential rings, with which spacer or Fes thaiteplatten cooperate, which can be squeezed into the interior of iting.
Die leitenden Streifen innerhalb der Umhüllungen können entwederThe conductive strips inside the sheaths can either
- sich- themselves
flach oder C-förmig abgebogen sein und/jetrennt gegenüber liegen, um ein geschlossenes Profil zu bilden. Letztere Ausführung ist besonders für starke, gegebenenfalls llocuf requenzströme durch den niedrigen Wert der spezifischen Reaktanz geeignet, die sich auf der Erniedrigung des zusammenhängenden magnetischen Flusses ergibt.be bent flat or in a C-shape and / or be separated from each other, to form a closed profile. The latter version is particularly suitable for strong, possibly llocuf frequency currents due to the low value of the specific reactance, the results from the lowering of the coherent magnetic flux.
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Die Anzahl der Umhüllungen je LeItungselement ist gleich, bzw» ein Vielfaches der Anzahl der Leitungsphasen; im letzteren Falle verfügen die Phasen je über mehrere, parallel verbundene Leiter.The number of covers per line element is the same or » a multiple of the number of line phases; in the latter case, the phases each have several conductors connected in parallel.
Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus nachstehender, ausführlicher Beschreibung unter Bezugnahme auf beiliegende Zeichnungen, die Beispiele darstellen. Auf der Zeichnung zeigt:Further features and advantages result from the following, detailed description with reference to accompanying drawings which illustrate examples. The drawing shows:
Fig. 1 eine Draufsicht eines Leitungsabschnittes gemäss der Erfindung, die insbesondere die Kupplung zweier aneinanderliegender Elemente zeigt,Fig. 1 is a plan view of a line section according to the invention, which shows in particular the coupling of two adjacent elements,
Fig. 2 eine Draufsicht, die insbesondere einen Abzweigstecker zeigt,Fig. 2 is a plan view particularly showing a branch connector,
Fig. 3 eine Schnittansicht in grösserem Masatab nach Linie III-III der Fig. 1,3 shows a sectional view in a larger Masatab along line III-III of Fig. 1,
Fig. k eine Teilschnittansicht in grösserem Masstab durch den Abzweigstecker nach Linie IV-IV der Fig. 2,FIG. K shows a partial sectional view on a larger scale through the branch plug along line IV-IV of FIG. 2,
Fig. 5 eine Schnittansicht nach Linie V-V der Fig. U, Fig. 5 is a sectional view along line VV of Fig. U,
Fig. 6 eine Schnittansicht in grösserem Masstab nach Linie VI-VI der Fig. 2,6 shows a sectional view on a larger scale along line VI-VI in FIG. 2,
Fig. 7 eine Teilansicht in Richtung des Pfeiles VII-VII der Fig. 6,FIG. 7 is a partial view in the direction of the arrow VII-VII in FIG. 6,
Fig. 8 eine Schnittansicht in grösserem Masstab nach Linie VIII-VIII der Fig. 1,8 shows a sectional view on a larger scale along the line VIII-VIII of Fig. 1,
Fig. 9 eine Draufsicht des einen Verbindungsteils gemäss Fig. 1 und 8,FIG. 9 is a plan view of the one connecting part according to FIG. 1 and 8,
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Pig» Ίο - 12 elektrische Leitungen gemäss verschiedenen Abwandlungen im Querschnitt undPig »Ίο - 12 electrical lines according to various modifications in cross section and
Fig. 13 eine Draufsicht in verkleinertem Masstab der Fig. 12.FIG. 13 shows a plan view on a reduced scale from FIG. 12.
Gemäss den Fig. 1-9 besteht die elektrische Leitung erfindungsgemäss aus einer Anzahl vorgefertigter Elemente 1, welche entweder gerad- oder krummlinig ausgebildet werden können, um nach beliebigen Bahnen verlegt zu werden und die durch Verbindungsteile miteinander verbunden werden, welche insgesamt durch 2 bezeichnet sind.According to FIGS. 1-9, the electrical line is made according to the invention from a number of prefabricated elements 1, which can be formed either straight or curvilinear in order to suit any Tracks to be laid and which are connected to one another by connecting parts, which are denoted by 2 as a whole are.
Die Leitungseleinente weisen ferner mehrere in Längsrichtung abstehende Öffnungen 3 zum Einführen von Abzweigsteckern k auf. Bei entferntem Stecker werden die Öffnungen durch auseinandernehmbare Pfropfen 5 abgeschlossen.The line elements also have a plurality of openings 3 protruding in the longitudinal direction for inserting branch plugs k . When the plug is removed, the openings are closed by plugs 5 which can be dismantled.
Die oben beschriebenen Leitungseleraente umfassen eine Umhüllung aus Isolierwerkstoff 1a, welche durch Giessen, Strangpressen oder sonstiges Verfahren erhalten wird und im wesentlichen aus übereinanderliegenden Lagen verschiedener Art besteht, die mit wärmehärtenden Kunststoffen durchtränkt sind. Die Lagen bestehen z.B. aus Zellulosepapier,« Geweben aus vollsynthetischen, Pflanzenoder Glasfasern, wobei die Tränkungskunststoffe insbesonde Phenolbzw. Heiaminharze sind.The line elements described above include a sheath made of insulating material 1a, which by casting, extrusion or other method is obtained and consists essentially of superimposed layers of various types, with thermosetting Plastics are soaked. The layers are made of e.g. Are Heiaminharze.
Erfindungsgemäss sind die Umhüllungen la von schachteiförmigem Profil derart ausgebildet, dass sie innere Längsräume 6 aufweisen und durch einstückig erhaltene Querstreben 7 miteinander verbunden sind, so dass deren widerstandsfähiger Querschnitt ein ausreichendes Trägheitsmoment aufweist, um die Umhüllungen zu einemAccording to the invention, the casings la are box-shaped Profile designed in such a way that they have inner longitudinal spaces 6 and are connected to one another by cross struts 7 obtained in one piece are, so that their resistant cross-section is a sufficient Has moment of inertia to the envelopes to one
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tragenden Gerüst zu machen.to make load-bearing scaffolding.
Im Innern 6 der Umhüllungen befinden sich die elektrischen Leiter,
die aus Metallstreifen 8, vorteilhafterweise aus elektrolytischem
Kupfer bestehen, die an den inneren Seitenwandungen
der Umhüllungen eingebettet sind und sich gegenüber liegen, um eine
Innenrinne zu begrenzen, die das Einführen der Kontaktstücke für
die Abzweigstecker k und den Umlauf von Kühlluft gestattet.Inside 6 of the sheaths are the electrical conductors, which consist of metal strips 8, advantageously of electrolytic copper, which are attached to the inner side walls
of the sheaths are embedded and face each other to delimit an inner channel that allows the introduction of the contact pieces for the branch connector k and the circulation of cooling air.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführung bestehen die Leiter 8
aus flachen Streifen. Diese Ausführung ist insbesondere vorteilhaft, um die Stärke des zusammenhängenden magnetischen Flusses
und die damit verknüpfte Reaktanz der Leitung herabzusetzen. Die gegenüberliegenden Leiter der in den Umhüllungen werden je durch
Ströme durchflossen, die gleichgerichtet sind, wodurch sich die
Magnetflusslinien gegenseitig ausgleichen.In the embodiment shown in Fig. 3, the conductors 8 consist of flat strips. This embodiment is particularly advantageous in order to increase the strength of the coherent magnetic flux
and decrease the associated reactance of the line. The opposite conductors in the sheaths are each traversed by currents that are rectified, whereby the
Compensate magnetic flux lines mutually.
Wie oben erwähnt, greifen in die Aufnahmen 6 durch Schlitze 3
die Abzweigstecker ein, die im wesentlichen aus Metall-Leitern 9
bestehen, welche durch Blattfedern 1o aufgespreizt werden, wobei
die Kontaktfläche 9a der Leiter vorteilhafterweise gerändelt ist,
um den Kontakt zu verbessern.As mentioned above, the receptacles 6 engage through slots 3
the branch plugs, which essentially consist of metal conductors 9 which are spread apart by leaf springs 1o, the contact surface 9a of the conductor advantageously being knurled in order to improve the contact.
Weiter weisen die Leiter 9 einen Schaft 9b auf, welcher unter
Zwischenschaltung einer isolierenden Hülle 11 durch einen Träger
12 hindurchgeführt wird, an dem die Anschlussfahnen des Abzweigkabels
13 z.B. mittels Druckmuttern befestigt sind.Furthermore, the conductors 9 have a shaft 9b, which under
Interposition of an insulating sheath 11 is passed through a carrier 12 to which the connection lugs of the branch cable 13 are fastened, for example by means of pressure nuts.
Zum Aufhängen der oben beschriebenen Elemente 1 an Gebäudewänden bzw. Tragpfeilern sind Bügel lk vorgesehen, welche die Elemente
umgreifen, und an letzteren durch durchgehende Bolzen 15 ge-To hang the above-described elements 1 on building walls or support pillars, brackets lk are provided, which the elements
reach around, and on the latter by continuous bolts 15
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spannt worden, deren glatter Teil 15a zweckmäasig isoliert ist.* Die DoIbon 15 dianon gleichzeitig zum Verankern an den Tragwerkon. been stretched, the smooth part 15a of which is appropriately insulated. * The DoIbon 15 dianon for anchoring to the supporting structure at the same time.
Gomäss einer· vorteilhaften Ausführung der Erfindung bestehen die Verbindungsmittel 2 der einzelnen Umhüllungen je aus einem Loiter, einem Profil mit geschlossenem Querschnitt 16 vorzugsweise aus Bronze, welches die Umhüllung umschliesst und an taindootens einer dessen Innenflächen entgegengesetzt geneigte Vandungem aufweist, mit welchen Keile 17 zusammenarbeiten, die unter der Wirkung von Druckschrauben 18 die Leiter 8 in feste Kontaktberührung an ein Zwischenglied 19 drücken, welches den ununterbrochenen Strcmfluss durch die .Leiter sichert. Das Zwischenglied 19 ist als mit gerändelten Seitenflächen versehener Streifen ausgebildet. Das Zwischenglied 19 wird in die Hohlräume 6 dor benachbarten Umhüllungen 1a über an den einander zugewandten Enden der letzteren auegesparte Öffnungen eingeschoben, wobei die Öffnungen je durch einen Pfropfen 2o aus nachgiebicem Werkstoff abgeschlossen werden.According to an advantageous embodiment of the invention the connecting means 2 of the individual casings each consist of one Loiter, a profile with a closed cross-section 16 preferably made of bronze, which encloses the cover and on taindootens one of the inner surfaces of which has oppositely inclined Vandungem, with which wedges 17 cooperate, the below the action of pressure screws 18 the ladder 8 in solid Contact contact press against an intermediate member 19, which secures the uninterrupted flow of currents through the .Lleiter. The intermediate link 19 is more than provided with knurled side surfaces Strips formed. The intermediate member 19 is in the cavities 6 dor adjacent sheaths 1a inserted over openings cut out at the mutually facing ends of the latter, the openings each through a plug 2o made of flexible Material to be completed.
Die Abwandlung nach Fig. Io unterscheidet sich durch die Ausbildung des Leiters 8, welcher Endflügel Sa aufweist» die derart ungebogen sind, das« die beiden Leiter je einer Phase ein C-fÖrmiges Profil einnehra&n. Dio gegenüberliegenden Leiter weisen ein echachtelförmiges Profil auf, welches lediglich durch Sndtinschnitte 21 unterbrochen wird, die relative Bewegungen zulassen. Durch dieses Profil wird die spezifische Reaktanz der Leitung weiter herabgesetzt, wodurch die Streulinien des magnetischen Flusses meistens behoben werden. Der Leiter nimmt dadurch la wesentlichen eine Rohnorts ein, die zum Leiten von Hochfrequens;-The modification according to FIG. 10 differs in the design of the conductor 8, which has end wings Sa "which are so unbent that" the two conductors each have a C-shaped profile in one phase. The opposite conductors have a box-shaped profile, which is only interrupted by Sndtinschnitte 21, which allow relative movements. This profile further reduces the specific reactance of the line, which mostly eliminates the stray lines of the magnetic flux. The head thus occupies substantially la Rohnorts that for conducting Hochfrequens; -
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strom besonders geeignet ist, der bekanntlich die Hautwirkung bewirkt.Strom is particularly suitable, which is known to cause the skin effect.
Bei den Abwandlungen gemäss den Fig. 11 bis 13 liegen die ein halbkreisförmiges Profil aufweisenden Leiter sich gegenüber in isolierenden zylinderförmigen Umhüllungen 22, welche durch Umfangehalteringe 23 zusammengehalten werden, mit welchen Abstand- bzw. Halteplatten 2k zusammenarbeiten, die in die Ringe eingezwängt werden. Die Ringe und Platten bestehen vorzugsweise aus Kunststoff.In the modifications according to FIGS. 11 to 13, the conductors having a semicircular profile lie opposite one another in insulating cylindrical sheaths 22 which are held together by circumferential retaining rings 23, with which spacer or retaining plates 2k cooperate and which are wedged into the rings. The rings and plates are preferably made of plastic.
Sie oben beschriebene Leitung wird etwa durch Erdkabel ergänzt. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel werden die als Kupferplatte bzw. -geflecht 25 bzw. 26 ausgebildeten Erdkabel durch nichtmagnetische Metallträger 27 abgestützt, welche durch in Gewindebohrungen der Streben 7 eingreifende Schrauben 28 befestigt werden. Vorteilhafterweise können Kabel der mit 25 bzw. 26 bezeichneten Art an den vier Ecken des Leitungequerschnitts angeordnet werden, wodurch die vier die Leitung umrandenden Leiter als Schutzdrähte dienen.The line described above is supplemented by underground cables, for example. In the example shown in FIG. 3, the underground cables, which are designed as copper plates or braids 25 and 26, are passed through non-magnetic metal carrier 27 supported, which by in threaded holes bolts 28 engaging the struts 7 are fastened. Advantageously, cables can be designated by 25 and 26, respectively Kind of arranged at the four corners of the line cross-section The four conductors surrounding the line serve as protective wires.
Durch die besondere, oben beschriebene, schichtweise Ausbildung der Umhüllung 1a kann dieselbe derart hergestellt werden, dass sie einen nach aussen allmählich abnehmenden Isolierverlauf aufweist. Dies ist deshalb besonders vorteilhaft, da unter Gewährleistung der erforderlichen Isolierung des Leiters die Stärke des Isolierwerkstoffes geringer bemessen und der ganze Leitungeaufbau von geringerem Gewicht gemacht werden kann.Due to the special, above-described, layered design of the sheath 1a, the same can be produced in such a way that it has a gradually decreasing insulation profile towards the outside. This is particularly advantageous because the strength of the conductor is ensured while ensuring the required insulation of the insulating material can be made smaller and the entire line structure can be made of lighter weight.
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Ferner sind die für die Durchtränkung der Umhüllung eingesetzten wärmehärtenden Harze wasserabstossend, so dass die Leitung auch im Freien aufgestellt werden kann.Furthermore, those are used for the impregnation of the envelope thermosetting resins water-repellent, so the line too can be set up outdoors.
Statt einer einzigen Leiterurohüllung für jede Leitungsphase können mehrere Umhüllungen je Phase vorgesehen werden, deren Leiter parallel arbeiten, wodurch die erfindungsgemässe Leitung zum Leiten äusserst starker Ströme verwendet werden kann.Instead of a single conductor sheath for each line phase several sheaths are provided per phase, the conductors work in parallel, whereby the inventive line to Conducting extremely strong currents can be used.
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