DE19753526A1 - Flexible elektrische Leitung - Google Patents
Flexible elektrische LeitungInfo
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
- H01B7/04—Flexible cables, conductors, or cords, e.g. trailing cables
- H01B7/041—Flexible cables, conductors, or cords, e.g. trailing cables attached to mobile objects, e.g. portable tools, elevators, mining equipment, hoisting cables
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- Insulated Conductors (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine flexible elektrische Leitung für den Schleppeinsatz mit
mindestens drei aus isolierten Leitern bestehenden Adern, mindestens einem für alle Adern
wirksamen Schutzleiter und einem gemeinsamen, alle Adern umgebenden elektrischen Schirm
(Katalog K 37, Juli 1994, "Kabel und Leitungen" der U.I. LAPP GmbH & Co. KG, Stuttgart,
Seite 57).
Derartige Leitungen werden beispielsweise als Verbindungsleitungen zwischen einem
Elektromotor und einem Frequenzumrichter eingesetzt. Beim Betrieb entsprechender Anlagen
werden die Leitungen speziell in Schleppketten dauernd bewegt. In dem erwähnten Katalog
sind sowohl geschirmte als auch ungeschirmte Leitungen aufgeführt. Die geschirmte Version
wird dann verwendet, wenn besondere Anforderungen an die Elektromagnetische
Verträglichkeit (EMV) gestellt werden.
Bedingt durch den unsymmetrischen Aufbau treten bei solchen geschirmten Leitungen
zwischen den Adern und dem Schutzleiter je nach Schirmnähe unterschiedliche
Betriebskapazitäten und Induktivitäten auf, die im Betrieb zu Ausgleichsströmen gegen Erde
führen. Darüber hinaus ist der Schirm zum Schutzleiter hin isoliert ausgeführt. Das hat zur
Folge, daß zwischen dem Schirm und dem Schutzleiter ebenfalls Leitungsbeläge (Kapazitäten
und Induktivitäten) bestehen. Es kann sich daher im Oberwellenbereich (MHz-Bereich)
insbesondere bei relativ langen Leitungen ein Resonanzkreis aufbauen, der zu unkontrollierten
Ausgleichsströmen gegen Erde führt. Das kann ein ungewolltes Ansprechen des
Fehlerstromschutzschalters zur Folge haben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderte Leitung so zu gestalten,
daß störende Ausgleichsströme weitgehendst vermieden werden können.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,
- - daß der Schutzleiter unter Beibehaltung seines elektrisch wirksamen Querschnitts so auf die drei Adern aufgeteilt ist, daß jede Ader rundum von einem separaten Teilschutzleiter umgeben ist und
- - daß über jedem Teilschutzleiter eine halbleitende Schicht angebracht ist.
Mit einer solchen Leitung werden Ausgleichsströme vermieden, da für alle Adern gleiche
Betriebskapazitäten und Induktivitäten vorliegen. Wegen der halbleitenden Schicht über jeder
Ader bestehen insbesondere keine Teilkapazitäten zwischen den Teilschutzleitern selbst
sowie zwischen dem Schirm und den Teilschutzleitern. Die Leitung ist daher besonders als
Schleppleitung zur Verbindung eines Frequenzumrichters mit einem Motor geeignet.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen Querschnitte von drei unterschiedlichen Ausführungen der Leitung
nach der Erfindung.
Die in Fig. 1 im Querschnitt dargestellte Leitung weist drei Adern 1, 2 und 3 auf, die
miteinander verseilt sind. Die Adern 1, 2 und 3 sind von einem gemeinsamen elektrischen
Schirm 4 umgeben, über dem ein aus Kunststoff, wie beispielsweise Polyurethan, bestehender
Mantel 5 aufgebracht ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Leitung drei Adern. Es
können aber auch mehr als drei Adern vorhanden sein.
Jede Ader 1 bzw. 2 oder 3 besteht aus einem gut biegbaren elektrischen Leiter 6, der
beispielweise als Litzenleiter aus Kupferdrähten aufgebaut ist. Über dem Leiter 6 ist eine
beispielweise aus vernetzten Polyethylen bestehende Isolierung 7 angebracht, die von einem
Teilschutzleiter 8 umgeben ist. Der Teilschutzleiter 8 ist von einer halbleitenden Schicht 9
umgeben. Der Aufbau der Adern 1, 2 und 3 ist in Fig. 1 der Übersichtlichkeit halber nur für die
Ader 1 mit Bezugszeichen versehen. Die in den Zwickeln zwischen den Adern 1, 2 und 3
angebrachten Füllelemente 10 bestehen aus Kunststoff. Dabei kann ebenfalls halbleitendes
Material eingesetzt sein.
Die Adern 1, 2 und 3 liegen aneinander an, so daß ihre halbleitenden Schichten 8 einander
berühren. Sie berühren außerdem den Schirm 4. Die halbleitenden Schichten 8 können
beispielweise aus einem halbleitenden Vlies oder einem metallisierten Vließ bestehen. Die drei
Teilschutzleiter 8 bestehen vorzugsweise aus Kupfer. Sie können beispielweise aus Drähten
bestehen, die um die Isolierung 7 der Adern 1, 2 und 3 herumgeseilt sind. Die Teilschutzleiter
8 können aber auch als Geflecht aus Kupferdrähten ausgeführt sein. Der Querschnitt der
Teilschutzleiter 8 ist so bemessen, daß er etwa einem Drittel des Querschnitts eines für solche
Leitungen erforderlichen Querschnitts entspricht. Dessen elektrisch wirksamer Querschnitt muß
durch die drei Teilschutzleiter 8 gewährleistet sein.
Alle Adern 1, 2 und 3 haben bei diesem Aufbau der Leitung gleiche Betriebskapazität und
Induktivität. Es bestehen außerdem keine Teilkapazitäten zwischen den Adern 1, 2 und 3
untereinander und zwischen den Adern 1, 2 und 3 und dem Schirm 4. Störende
Ausgleichsströme treten bei dieser Leitung nicht auf.
Bei der Ausführungsform der Leitung nach den Fig. 2 und 3 ist neben den Adern 1, 2 und 3
ein Steueraderpaar 11 vorgesehen, das aus zwei isolierten elektrischen Leitern 12 und 13
besteht. Derartige Steueradern dienen der Übertragung von Signalen zur Prozeßsteuerung,
beispielsweise zum Ein- und Ausschalten eines mittels der Leitung angeschlossenen Motors.
Das Steueraderpaar 11 kann gemäß Fig. 2 von einem gemeinsamen elektrischen Schirm 14
umgeben sein, über dem ebenfalls eine halbleitende Schicht 9 liegt. Der Schirm 14 kann ein
Geflecht aus Kupferdrähten sein. Zusätzlich kann zum Schirm 14 auch eine
kunststoffkaschierte Metallfolie gehören.
Es ist gemäß Fig. 3 auch möglich, nur eine aus Isoliermaterial bestehende Umwicklung 15
über dem Steueraderpaar 11 anzubringen. Das reicht im Normalfall für eine effektive
Schirmung aus, da das Steueraderpaar 11 mit den Teilschutzleitern 8 und dem gemeinsamen
Schirm 4 vollkommen von Schirmen umgeben ist. Die Füllelemente 16 und 17 des
Steueraderpaars 11 bestehen aus Kunststoff.
Der gemeinsame Schirm 4 kann zusätzlich von einer halbleitenden Schicht 18 mit gleichem
Aufbau wie die Schichten 9 umgeben sein, über welcher der Mantel 5 liegt. Der sonstige
Aufbau der Leitung entspricht dem nach Fig. 1. Auch bei den Ausführungsformen der Leitung
nach den Fig. 2 und 3 sind Ausgleichsströme vermieden.
Claims (10)
1. Flexible elektrische Leitung für den Schleppeinsatz mit mindestens drei aus isolierten
Leitern bestehenden Adern, mindestens einem für alle Adern wirksamen Schutzleiter und
einem gemeinsamen, alle Adern umgebenden elektrischen Schirm, dadurch
gekennzeichnet,
- - daß der Schutzleiter unter Beibehaltung seines elektrisch wirksamen Querschnitts so auf die drei Adern (1, 2, 3) aufgeteilt ist, daß jede Ader (1, 2, 3) rundum von einem separaten Teilschutzleiter (8) umgeben ist und
- - daß über jedem Teilschutzleiter (8) eine halbleitende Schicht (9) angebracht ist.
2. Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilschutzleiter (8) aus
Drähten bestehen, die um die Isolierung (7) der Adern (1, 2, 3) herumgeseilt sind.
3. Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilschutzleiter (8) als
Geflecht ausgebildet sind.
4. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß neben den
Adern (1, 2, 3) ein aus zwei isolierten Leitern (12, 13) bestehendes Steueraderpaar (11)
vorhanden ist.
5. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
Steueraderpaar (11) von einem gemeinsamen elektrischen Schirm (14) umgeben ist.
6. Leitung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm (14) ein Geflecht ist.
7. Leitung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm (14) aus einem
Geflecht und einer kunststoffkaschierten Metallfolie besteht.
8. Leitung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das geschirmte
Steueraderpaar (11) von einer halbleitenden Schicht (9) umgeben ist.
9. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die halbleitende
Schicht (9) ein halbleitendes Vlies ist.
10. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die halbleitende
Schicht (9) ein metallisiertes Vließ ist.
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