DE202007007507U1 - Behälter zur Schirmung von Magnetfeldern niedriger Frequenz - Google Patents

Behälter zur Schirmung von Magnetfeldern niedriger Frequenz Download PDF

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Abstract

Behälter zur Schirmung von Magnetfeldern niedriger Frequenz, wobei der Behälter wie folgt aufgebaut ist,
– aus mindestens einem Innenbehälter (4) aus Isoliermaterial,
– aus einem Außenbehälter aus Isoliermaterial,
– wobei der Raum zwischen mindestens einem Innenbehälter und dem Außenbehälter ausgefüllt ist mit einer ferromagnetischen Materialschicht (3) hoher magnetischer Permeabilität,
dadurch gekennzeichnet, dass der Außenbehälter gegenüber dem mindestens einen Innenbehälter (4) mit Distanzhalterelementen (6) abgestützt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Behälter zur Schirmung von Magnetfeldern niedriger Frequenz, wobei der Behälter insbesondere zur Aufnahme von elektrischen Vorrichtungen oder Bauteile vorgesehen sein kann.
  • Bekannt sind beispielsweise Abschirmbehälter mit einer hochpermeablen Materialschicht, in der das magnetische Material als Folienmaterial eingelegt ist und in denen zwischen Behälterteilen Öffnungen verbleiben ( EP 1274 103 B1 ). Abschirmbehälter, die nicht ringsum geschlossen sind, dürften nur eine begrenzte Schirmwirkung haben.
  • Besonders starke Quellen von Magnetfeldern niedriger Frequenz (f < 1 kHz) sind elektrische Kabel und Leitungen. Da vermehrt Forderungen zur Reduzierung magnetischer Wechselfelder erhoben werden, treten Maßnahmen immer stärker in den Vordergrund, die geeignet sind, derartige Felder zu vermeiden oder Wechselfelder vorhandenen Felderzeuger zu schwächen. So ist einer der Diskussionspunkte die Feldstärke an der Erdoberfläche bei erdverlegten Drehstromkabeln. Eine magnetische Abschirmung von erdverlegten Drehstromkabeln kann dadurch erreicht werden, dass man die drei Adern des Kabelsystems in ein hochpermeables Rohr einzieht, beispielsweise in ein handelsübliches Stahlrohr.
  • Nachteil eines Stahlrohres zur Abschirmung ist die Tatsache, dass es einerseits aus mechanischen Gründen und zum Zweck der Abschirmung eine große Wanddicke von einigen Millimetern (etwa 4 bis 10 mm) aufweisen muss und dass es andererseits dadurch nicht flexibel ist und in kurzen Rohrabschnitten zusammengeschweißt werden muss. Zudem muss es gegen Korrosion durch die Bodenfeuchte dadurch geschützt werden, dass es außen mit einem Kunststoffmantel und innen meist mit einer Auffüllung aus Beton versehen wird.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung mit hoher Abschirmwirkung gegen magnetische Wechselfelder vorzuschlagen, die leicht und flexibel aufgebaut ist.
  • Die Lösung wird vorgestellt in den Merkmalen des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Ausbildungen finden sich in den jeweiligen Unteransprüchen.
  • Der Kern der Erfindung ist ein Schirmungssystem, bestehend aus einem zweischaligen Behälter mit hochpermeabler Zwischenschicht und bei dem der Außenbehälter gegenüber dem Innenbehälter mit Distanzhalterelementen abgestützt ist.
  • Als Material für den Behälter wird Kunststoff vorgeschlagen, wobei das Material vorzugsweise von der Konsistenz und/oder seiner Wanddicke so auszuwählen ist, dass der Behälter, bzw. der innere und/oder der äußere Behälter flexibel ist. Die Wahl des Kunststoffs ist kaum eingeschränkt. Es können synthetische Kunstharze oder andere Polymere verwendet werden. Vorteilhaft sind Kunststoffe, mit denen Innen- und Außenbehälter durch Extrusion oder durch Spritzgießen herstellbar sind.
  • Vorzugsweise kann der Behälter rohrförmig, insbesondere zylindrisch ausgebildet sein, somit wäre er als zweiseitig offener Behälter zu verstehen. Es sind jedoch auch andere Rohrquerschnitte, beispielsweise rechteckige Querschnitte für den gewünschten Zweck einsetzbar.
  • Vorzugsweise kann der Außenbehälter als Wellrohr ausgebildet sein, da ein Wellrohr ebenfalls sehr flexibel ist.
  • Zum Aufbau der Materialschicht gibt es verschiedene Möglichkeiten.
  • Man erzeugt die Materialschicht als Umhüllung von Bändern aus hochpermeablem Material auf dem Innenbehälter in einem kontinuierlichen Wickelverfahren. Ein durch eine Wickelvorrichtung laufender Innenbehälter wird mit diesen Bändern in einer oder mehreren Lagen umwickelt. Wichtig ist, dass die Materialschicht möglichst magnetisch dicht ist, damit der magnetische Durchgriff minimal wird. Es sollte eine so hohe Überdeckung der Bandränder vorhanden sein, dass möglichst nur eine geringe Einschränkung der Biegsamkeit vorliegt.
  • Die Bandlagen werden – vorzugsweise bei der zylindrischen Ausbildung – schraubenförmig randüberlappend oder mit einer Lücke aufgewickelt (mit kurzem Schlag aufgebracht). Die Bänder sollten beim Biegen des Rohres noch gegeneinander verschieblich bleiben, sodass das bebänderte Kunststoffrohr flexibel bleibt. Es kann auf Kabeltrommeln aufgetrommelt und in größeren Längen verlegt werden.
  • Die Materialschicht aus Elektrobändern kann in Form von Standardbändern (Breite z.B. 35 mm) überlappend und, je nach Aufgabenstellung, auch in mehreren Lagen, mit einem Spinner aufgebracht werden. Über die Materialschicht aus Elektrobändern ist anschließend eine zweite Schutzschicht (im folgenden als äußere Schutzschicht bezeichnet) aufzubringen, die als äußerer Korrosionsschutz dient.
  • Als Materialien für die Materialschicht eignen sich sehr gut sogenannte Elektrobänder aus kaltgewalztem, kornorientiertem Silizium-Stahl; auch spezielle, kristalline Nickel-Eisenlegierungen (z.B. von der Fa. Vacuumschmelze) können eingesetzt werden. Die Kornorientierung in den Bändern sollte in Längsrichtung der Bänder liegen, wenn die Ausführungsform für Elektrokabel vorgesehen ist, weil dann die Bänder quer zur Längsrichtung des Kabels zu liegen kommen.
  • Die vorgenannten Materialien haben hervorragende magnetische Eigenschaften. Wichtig ist die hohe Permeabilität des Bandmaterials, so dass nur ein bis zwei bzw. nur wenige Bandlagen aufgebracht werden müssen. Ihre Kosten erscheinen für die angesprochenen Anwendungszwecke durchaus akzeptabel. Für besondere Anwendungen können auch Bänder aus metallischen Gläsern (Metglas) vorgesehen sein, doch sind diese schwer mechanisch bearbeitbar und haben allerdings einen relativ hohen Marktpreis.
  • Der vorgesehene Verbundaufbau (Materialschicht zwischen einem hermetisch dichten Innen- und einem hermetisch dichten Außenbehälter) hat den besonderen Vorteil, dass das hochpermeable Material gegen äußere Einflüsse geschützt ist. Sollte allerdings die Materialschicht den Umwelteinflüssen zugänglich sein, sollte ein Korrosionsschutz für die Materialschicht vorgesehen werden.
  • Die magnetische Eigenschaft der Materialschicht soll eine relative Permeabilität von mehr als 1.000, insbesondere mindestens 10.000, und vorzugsweise 20.000 haben.
  • Bei der Herstellung der aus Elektrobändern bestehenden Materialschicht bildet sich auf deren Oberfläche eine Forsterit-Schicht, der sogenannte Glasfilm. Darüber liegt eine dünne, anorganische und ebenfalls isolierende Schicht von 2...5 μm Dicke. Als Korrosionsschutz der Bänder reicht diese Beschichtung allerdings nicht aus. Das kornorientierte Material selber ist stark korrosionsanfällig. Kleinste Störungen, d.h. kleine Löcher und prinzipiell auch ihre Schnittkanten bieten Ansatzstellen für Korrosion.
  • Die Elektrobänder müssen zum Korrosionsschutz also entweder in einem weiteren Arbeitsgang zusätzlich beschichtet, z.B. lackiert werden, oder sie müssen mit einer wasserdichten, bzw. wasserdampfdichten Schicht umhüllt und zudem längswasserdicht gehalten werden. Längswasserdichtigkeit kann beispielsweise durch Auftragen eines Klebers auf die einzelnen Bandlagen während des Wickelvorgangs oder durch Einbringen von Quellpulver in die Wickelfugen erreicht werden.
  • Erste Variante zur Ausführung der inneren Schutzschicht:
    Die innere Schutzschicht (Variante I) besteht aus schraubenlagig überlappend um den Innenbehälter gewickelte Kunststoffbänder. Diese werden miteinander (ggfs. unter Hitzeeinwirkung) verklebt oder es kann auf der Lage Kunststoffbänder eine Kleberschicht aufgetragen werden, in die hinein die Elektrobänder gewickelt werden. Auf die aus den einzelnen Lagen der Elektrobänder bestehende Materialschicht kann ebenfalls ein Kleber aufgetragen werden.
  • Zweite Variante zur Ausführung der inneren Schutzschicht:
    Die innere Schutzschicht (Variante II) ist eine schraubenlagig überlappend aufgebrachte, beschichtete Al-Folie, deren Lagen unter Hitzeeinwirkung miteinander verschweißen. Die Al-Bänder müssen hinreichend überlappen, um eine Wasserdampfdiffusion gering zu halten. Auch auf diese Schicht kann eine Kleberschicht aufgetragen werden, in die hinein die Elektrobänder gewickelt werden.
  • Varianten der Ausführung der äußeren Schutzschicht sind:
    Die äußere Schutzschicht (Variante I) besteht aus schraubenlagig überlappend auf die Elektrobänder gewickelten Kunststoffbändern, die miteinander (ggfs. unter Hitzeeinwirkung) verklebt werden oder die in eine zuvor auf die äußere Lage der Elektrobänder aufgetragene Kleberschicht gewickelt werden. Geeignet ist auch ein Material, wie es bei Schrumpfschläuchen verwendet wird.
  • Die äußere Schutzschicht (Variante II) ist eine schraubenlagig überlappend aufgebrachte, beschichtete Al-Folie, deren Lagen unter Hitzeeinwirkung miteinander verschweißt werden. Diese Al-Bänder müssen hinreichend überlappen, um eine Wasserdampfdiffusion gering zu halten. Auch auf diese Schicht kann eine äußere Korrosionsschutzschicht aufgetragen werden.
  • Die äußere Schutzschicht (Variante III) kann als marktübliches Isolier- oder Dichtungssystem ausgeführt sein, ggfs. mit integrierter Metallfolie. Solche Isolier- oder Dichtungssystem sind aus den Angebote im Dachdecker- oder Installationsbereich bekannt, bzw. bei den Techniken zur Isolierung von Großrohren eingesetzt. Beispielsweise bietet die Firma Denso (Leverkusen) ein selbstverschweißendes, temperaturbeständiges Band an, und eine mobile Wickelmaschine für dieses Band. Diese Bänder werden bei Erdverlegung in Kombination mit einem äußeren Schutzband aufgebracht.
  • Bemerkenswert ist, dass Metallfolien, die in eine der Schutzschichten integriert sind, zusätzliche elektromagnetische Schirmwirkungen ermöglichen. So kann z.B. mit Hilfe eingelegter Aluminiumfolien bei entsprechender Auslegung eine verbesserte Schirmwirkung bei HF-Störungen (Oberschwingungen) und auch bei Nullströmen erreicht werden.
  • Der umwickelte oder bandagierte Innenbehälter wird in einen zweiten Behälter eingebracht, wobei ein zylindrischer Innenbehälter in ein Kunststoffrohr größeren Durchmessers (Außenbehälter) eingezogen werden kann.
  • Unter Distanzhalterelemente können ein einstückiges Element, beispielsweise ein Kunststoff-Faden oder eine Vielzahl von Elementen verstanden werden. Ein Kunststoff-Faden kann in gewendelter oder schraubenförmiger Lage zwischen Innenbehälter und Außenbehälter angeordnet sein. Andere Distanzhalterelemente können vorzugsweise als auf den Innenbehälter spannbare Bänder ausgebildet sein.
  • Für den Einsatz in der vorzugsweisen Ausbildung der Behälter in Rohrform, können die Distanzhalter als Ringkörper ausgebildet sein. Solche Ringkörper können dann in mehr oder weniger regelmäßigen Abständen im Zwischenraum zwischen Innen- und Außenbehälter angeordnet sein.
  • Typische und für die Erfindung einsetzbare Distanzhalter werden aus HD-Polyethylen (oder auch aus Nylon) hergestellt und von der Fa. Franken Plastik (Fürth) angeboten. Von der Fachwelt werden sie auch mit Gleitkufenringe oder Noppenringe bezeichnet.
  • Vorzugsweise kann können der oder die Distanzhalterelemente besonders gleitfähig ausgebildet oder mit Mitteln zur Verminderung der Reibung ausgestattet sein. Damit soll ein relativ leichtes Verschieben bzw. Gleiten des inneren Rohrs (Innenbehälter) im Außenrohr (Außenbehälter) ermöglicht werden. Die Gleitfähigkeit kann durch die Wahl des Materials bestimmt werden, wobei beispielsweise Nylon oder ähnliche Kunststoffe einsetzbar sind. Die Gleitfähigkeit kann auch durch die besondere Ausbildung der Distanzhalterelemente gefördert sein. Hierzu bietet sich die Ausbildung von Noppen oder Stacheln an, die eine kleinflächige, vorzugsweise punktförmige Berührung der Behälter liefern.
  • Gleitnoppen oder Gleitkufen stellen ein leichtes Einziehen und eine Zentrierung des inneren im äußeren Rohr sicher. Auch bei dieser Variante kann das äußere Rohr (Außenbehälter) ein Wellrohr sein. Die Anwendung bekannter Gleitkufenbänder ist beispielsweise zur Erhöhung der Gleitfähigkeit von Versorgungsrohren vorgesehen, die bei der Erdverlegung in vorhandene Schutzrohre eingezogen werden.
  • Besonders geeignete Ringkörper können mit Gleitkufen ausgestattet sein, die im wesentlichen radial und axial abstehen. Der Ringkörper kann einstückig ausgebildet sein, der um den Innenbehälter herumgelegt wird. Ein Distanzhalterelement kann jedoch auch als Band ausgebildet sein oder aus Ringsegmenten bestehen. Die Enden eines Bandes oder die Enden der Ringsegmente werden miteinander verbunden und bei Bedarf können die Ringkörper nachträglich mit einem Spannwerkzeug werden (beispielsweise mit Schellen mit Gleitkufen) oder aus eigener Elastizität ohne Werkzeug gespannt sein, so dass die Distanzhalter unverrückbar festsitzen.
  • Vorzugsweise können die Distanzhalterelemente auf die Materialschicht hoher magnetischer Permeabilität aufgebracht und unverrückbar festgespannt sein.
  • Der verbleibende Hohlraum zwischen Innenbehälter und Außenbehälter kann mit einer fließfähigen, aushärtenden Masse ausgefüllt sein. Diese aushärtende Masse sollte eine gute mechanische Festigkeit und zudem eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen, um die Verlustwärme der in den Abschirmbehälter angeordneten elektrischen Vorrichtungen und Bauteile gut an die Umgebung abführen zu können. Hierzu kommt beispielsweise sogenannter Fließbeton („Dämmer") infrage.
  • Zur Erzielung eines besonders guten Wärmedurchgangs kann ein mit Graphitteilchen gefüllter Fließbeton verfüllt werden. Ein kommerziell erhältliches Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von mehr als 2,0 W/(K m) wird beispielsweise von der Firma HeidelbergCement als „ThermoCem" vertrieben.
  • Zur Erzielung einer besonders hohen Wärmekapazität kann der Fließbeton zudem mit Mikroteilchen (z.B. auf Paraffinbasis) gefüllt werden, die als Latentwärmespeicher wirken und so die Erwärmung des Abschirmbehälters verzögern. Ein solches Wärmespeicher-Material wird beispielsweise von der Firma BASF vertrieben und bereits zur Herstellung besonders gut wärmespeichernder Rigipsplatten im Baubereich eingesetzt.
  • Als besondere Ausführungsform kann anstelle eines einzigen Innenbehälters, eine Mehrzahl von Innenbehältern verwendet werden. Bei Drehstromkabelsystemen sind dies vorzugsweise drei Innenrohre, nämlich für je ein einadriges Kabel ein Innenrohr aus Kunststoff. Es entsteht eine Anordnung von Einleiterelektrokabeln in einer dichten Dreiecksanordnung.
  • Es werden drei Kunststoff-Leerrohre, in die später die Kabeladern eingezogen werden, miteinander verseilt. Um alle Kabelquerschnitte für Spannungen von 110 kV bis 380 kV abzudecken, müssen Rohrdurchmesser von etwa 100 mm bis 180 mm vorliegen. Der Außendurchmesser des Verseilverbundes liegt damit bei 250 mm bis 400 mm.
  • Zur Anlieferung und Verarbeitung der Kunststoffrohre sei kurz erwähnt, dass die Kunststoff-Leerrohre in Bündeln oder auf Trommeln in größeren Längen geliefert und verarbeitet werden können. Es läßt sich so die Anzahl von Rohrmuffen in Grenzen halten.
  • Besonders große Lieferlängen lassen sich realisieren, wenn Spezialtrommeln mit langer Achse entwickelt werden, die längsstehend auf Tiefladern transportiert werden können. Solche langgestreckten Fertigungstrommeln haben beispielsweise folgende Merkmale: Rohrdurchmesser 180 mm; Mindestbiegeradius 0,5 m; maximaler Durchmesser 2,2 m; Lange Spule mit 1 m Innendurchmesser und 2,2 m Außendurchmesser, bei einer Länge von 10 Metern; Anzahl der Schläge nebeneinander: 50; Anzahl der Schläge übereinander: 3; Rohrlänge rd. 750 m; Gewicht ca. 3 to. Zum Vergleich seien die Daten einer ,normalen' Kabelspule erwähnt: Innendurchmesser = 1 m, Außendurchmesser = 4,2 m, Länge = 2,2 m; Anzahl der Schläge nebeneinander: 11; Anzahl der Schläge übereinander: 7; Rohrlänge rd. 650 m; Gewicht ca. 2,6 to.
  • Günstig ist hierbei das verhältnismäßig geringe Gewicht der Kunststoff-Leerrohre und ihr kleiner Mindestbiegeradius. Die Rohre werden über entsprechende Abwickler von dem Verladefahrzeug heruntergezogen.
  • Die verseilten Kunststoff-Leerrohre werden zunächst mit einer Schutzschicht umgeben, welche die Aufgabe hat, in die Zwickelräume eingedrungene Feuchtigkeit von der darüberliegenden Materialschicht aus Elektrobändern fernzuhalten. Zur Ausführung dieser inneren Schutzschicht geht man genauso vor, wie oben bei der Ausführung einer aus einem einzelnen Innenbehälter bestehenden Anordnung schon beschrieben wurde. Beide angesprochenen Varianten der inneren Schutzschicht kommen infrage.
  • Die Materialschicht (vorzugsweise als hochpermeables Bandmaterial) wird um das Bündel der mehreren Rohre (vorzugsweise drei) gewickelt. Das bebänderte Bündel bleibt flexibel, da die Bänder sich gegeneinander verschieben können.
  • Die Weiterverarbeitung kann wie schon zuvor beschrieben erfolgen. Es werden Gleitkufenringe als Distanzhalter aufgebracht, und das Bündel kann in ein äußeres Rohr aus Kunststoff größeren Durchmessers eingezogen werden.
  • Mit der erfindungsgemäßen hochpermeablen Materialschicht lassen sich sehr gute Schirmwirkungen erzielen. Allerdings gibt es – wenn es sich um Drehstromkabelsysteme handelt – zwei Einschränkungen:
    • – Solche ferromagnetische Schichten verlieren bei höheren Frequenzen zunehmend ihre Schirmwirkung, da die Permeabilität mit der Frequenz sinkt.
    • – Die drei Ströme eines symmetrischen Drehstromsystems ergänzen sich in jedem Augenblick zu Null. Fließt hingegen innerhalb der Schirmhülle ein Nullstrom oder, einfacher ausgedrückt, ein resultierender Wechselstrom, so geht für diesen die Schirmwirkung verloren.
  • Beide Probleme löst man in der EMV-Technik durch hochleitfähige Hüllen, z.B. aus Kupfer oder Aluminium. Es wird daher ergänzend vorgeschlagen, für solche Anwendungsfälle die Materialschicht zu kombinieren mit einer weiteren Schicht aus Kupfer- oder Aluminiumbändern. Dabei wird die beste Wirkung erzielt, wenn die hochleitfähigen Bänder innen liegen und von der magnetischen Materialschicht umhüllt werden.
  • Eine solche Konstruktion wäre beispielsweise für Abschirmbehälter im Bereich der Hausinstallationen erforderlich, da man es bei den Niederspannungskabeln meist mit unsymmetrischen, oft einphasigen Strömen zu tun hat. Auch Kabel der Nachrichtentechnik (z.B. Lautsprecherkabel, Antennenkabel) benötigen eine solche Konstruktion wegen ihrer hochfrequenten Ströme.
  • Befinden sich in den in einem Abschirmbehälter verlegten Kabeln Leitschichten oder zusätzliche Kompensationsleiter, so sind deren Enden in den Zonen, in denen verlegte Abschirmbehälter auf Stoß, jedoch mit Lücke oder ohne durchgehende Materialschicht vorhanden sind, entweder durchzuverbinden oder aber zu erden.
  • Stoß- oder Übergangsstellen von Abschirmbehältern, wie sie beispielsweise in Muffenbereichen von Kabeln in Längsrichtung eines Abschirmrohrs auftreten, werden durch die Übergangsstellen überlappende Umhüllungen geschirmt, die nach demselben Prinzip aufgebaut sind, wie die erfindungsgemäße Anordnung, so dass in diesen Bereichen der Durchgriff von Magnetfeldern minimiert oder beseitigt ist.
  • Das vorgeschlagene System eines Innenbehälters bestehend aus drei Kunststoff-Leerrohren mit äußerer magnetischer Schirmung kann vorzugsweise immer dann eingesetzt werden, wenn drei Einleiterkabel in einem Stahlrohr verlegt werden müssen, wie dies beispielsweise bei Dükerungen oder Unterquerungen von Eisenbahntrassen der Fall ist. Hier verhindert die Materialschicht (als hochpermeable Schicht aus Elektrobändern) die ansonsten in erheblichem Maße auftretenden Ummagnetisierungs- und Wirbelstromverluste im Stahlrohr. Mit dieser Maßnahme können somit nicht nur Verlustkosten gespart, sondern die Kabelbelastbarkeit spürbar heraufgesetzt werden. Das Einziehen eines Innenbehälters bestehend aus drei Kunststoff-Leerrohren kann, noch ohne Kabeladern, mit Hilfe von Gleitkufen vorgenommen werden.
  • Als Variante der Herstellung des Innenbehälters aus drei Kunststoff-Leerrohren kann man während der Rohrverseilung Zusatzleiter mit in die Zwickelräume einlaufen lassen. Diese Zusatzleiter können einerseits dazu eingesetzt werden, um die wirksamen Schirmquerschnitte zwecks Führens besonders hoher Kurzschluss-Ströme zu vergrößern. Andererseits bieten sie die Möglichkeit, die magnetische Schirmwirkung weiter zu verbessern, da sie in der Lage sind, durch in ihnen induzierte Gegenströme beispielsweise Nullströme des Übertragungssystems zu kompensieren.
  • Eine weitere Möglichkeit und Variante des Innenbehälters aus drei Kunststoff-Leerrohren besteht darin, in den Zwickelräumen der Kunststoffrohre zusätzliche flexible Kunststoffrohre mitzuverseilen. Diese könnten als Kühlrohre dazu dienen, thermische Engpässe zu beseitigen, beispielsweise bei der Unterquerung von Eisenbahntrassen. Sie können allerdings auch als Leerrohre dazu dienen, andere Systeme wie z.B. Datenkabel (LWL-Kabel) aufzunehmen.
  • Die Erfindung ist zur magnetischen Schirmung und Verlustminderung bei Kabeln besonders dann wirkungsvoll einsetzbar, wenn die Kabelkonstruktion mit äußeren magnetisierbaren Aufbauelementen erweitert ist.
  • Kabel mit äußeren magnetisierbaren Aufbauelementen (wie Armierung oder Stahlrohr/Düker) haben hohe Zusatzverluste. Bei Drehstrom-Dreileiterkabel können in deren Stahldrahtarmierungen Zusatzverluste von z.B. 80 % der Leiterverluste entstehen. Hierbei empfiehlt es sich, zur Verminderung der Zusatzverluste eine Umwickeln des Aderverbandes mit Elektrobändern vorzunehmen, um durch die Feldschwächung die Verluste in diesen Aufbauelementen zu verringern.
  • Der erfindungsgemäße Abschirmbehälter hat eine hohe Flexibilität und ist dafür sehr geeignet, (in Rohrform) in großen Längen in Kabelgräben oder Kabelkanälen verlegt zu werden. Im Rahmen dieser Verwendung des Abschirmbehälters können elektrische Versorgungsleitungen, vorzugsweise Mittel- und Hochspannungskabel eingezogen werden.
  • Ausführungsformen der Erfindung werden in zwei Figuren näher dargestellt. Diese zeigen:
  • 1a ein magnetisch geschirmtes, armiertes Dreileiterkabel,
  • 1b, wie 1a, aber zusätzliche Kompensationsleiter innerhalb der Materialschicht und
  • 2 ein Gleitkufensystem.
  • Die 1a und 1b zeigen eine Anordnung mit einem in einen Innenbehälter 2 eingezogenen Kabel mit drei verseilten Adern 1, wobei auf dem Innenbehälter 4 die magnetisch schirmende Materialschicht 3 aufgebracht ist. Unterhalb der Materialschicht 3 ist eine Schicht aus leitfähigem Material 2, beispielsweise aus Aluminium-Folie vorhanden. Ein Außenbehälter ist nicht dargestellt.
  • In 1b sind mit den drei verseilten Adern 1 noch zusätzliche Kompensationsleiter 5 mit in den Verbund eingebracht.
  • Die 2 zeigt einen Ring 6 mit Gleitkufen, der als Ringkörper zur Distanzhaltung zwischen Innen- und Außenbehälter verwendet werden kann.

Claims (15)

  1. Behälter zur Schirmung von Magnetfeldern niedriger Frequenz, wobei der Behälter wie folgt aufgebaut ist, – aus mindestens einem Innenbehälter (4) aus Isoliermaterial, – aus einem Außenbehälter aus Isoliermaterial, – wobei der Raum zwischen mindestens einem Innenbehälter und dem Außenbehälter ausgefüllt ist mit einer ferromagnetischen Materialschicht (3) hoher magnetischer Permeabilität, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenbehälter gegenüber dem mindestens einen Innenbehälter (4) mit Distanzhalterelementen (6) abgestützt ist.
  2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter rohrförmig, vorzugsweise zylindrisch ausgebildet ist.
  3. Behälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass drei rohrförmige Innenbehälter (4) vorhanden sind.
  4. Behälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die drei rohrförmigen Innenbehälter (4) miteinander verseilt sind.
  5. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzhalterelemente (6) auf die Materialschicht (3) aufgebracht und unverrückbar festgespannt sind.
  6. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzhalterelemente (6) als auf den oder die Innenbehälter (4) spannbare Bänder ausgebildet sind.
  7. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzhalterelemente (6) gegenüber dem Außenbehälter einen kleinen Reibungskoeffizienten aufweisen oder mit Mitteln zur Verminderung der Reibung ausgestattet sind.
  8. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum zwischen Innenbehälter/n (4) und Außenbehälter mit einer fließfähigen, aushärtenden Masse ausgefüllt ist.
  9. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum zwischen Innenbehälter/n (4) und Außenbehälter mit einer Masse hoher Wärmeleitfähigkeit ausgefüllt ist.
  10. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialschicht (3) aus mindestens einer Lage von Bändern aus weichmagnetischem Material besteht.
  11. Behälter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bänder Kornorientierung aufweisen.
  12. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialschicht (3) eine relative Permeabilität von mehr als 1.000, insbesondere mindestens 10.000, und vorzugsweise 20.000 hat.
  13. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialschicht (3) eingebettet ist in mindestens einer Schicht als Schutzschicht gegen Korrosion.
  14. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenbehälter als Wellrohr ausgebildet ist.
  15. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass elektrische Versorgungsleitungen (1), vorzugsweise Mittel- und Hochspannungskabel in den oder die Innenbehälter (4) eingezogen sind.
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