DE202018103405U1

DE202018103405U1 - Elektrische Leiter für Abschirmung

Info

Publication number: DE202018103405U1
Application number: DE202018103405.7U
Authority: DE
Original assignee: Tekkon Metal Agency Srl
Current assignee: Tekkon Metal Agency Srl
Priority date: 2018-06-18
Filing date: 2018-06-18
Publication date: 2018-06-22
Anticipated expiration: 2028-06-19

Abstract

Metallischer Leiter zur Abschirmung von elektrischen Kabeln, der mindestens einen koaxial von einer Isolierung abgedeckten zentralen Leiter umfasst, auf dem ein metallisches Abschirmgeflecht aus einem oder mehreren der oben genannten Metallleiter aufgelegt ist, gekennzeichnet durch die Tatsache, dass der Metallleiter einen elliptischen leitenden Abschnitt mit einem Wert zwischen 0,0012 mmund 0,100 mmund mit einem Verhältnis der Hauptachse in Bezug auf die Nebenachse der Ellipse zwischen 1,5 und 10 aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Leiter, insbesondere dessen transversalen geometrischen Querschnitt, der insbesondere zur Abschirmung von Koaxialkabeln geeignet ist.
Stand der Technik
Die üblichen für elektrische Leiter verwendeten Geometrien sind hauptsächlich Konische und Viereckige. Die Wahl und die Merkmale der Art sind für die jeweiligen Formen in der endgültigen Anmeldung geeignet, da sie ihre eigenen Besonderheiten aufweisen. Die Hauptverwendungen von elektrischen Kabeln liegen in dem Energietransport und in der Signalübertragung. Darüber hinaus ist es für jede Verwendung und Dimensionierung des Kabels wichtig, bestimmte Parameter wie die Betriebsspannung, den Betriebsstrom, den Leistungsfaktor des Benutzers, die Verlegungsbedingungen und die Länge zu kennen. Wir sollten hinzufügen, dass neben einer spezifischen Kabelkonstruktion die endgültige Entscheidung oft auf kommerzielle elektrische Kabel fällt, die bestimmte nationale Normen erfüllen müssen, sowohl Harmonisierte als auch Nicht-Harmonisierte.
In einigen Fällen, wie dem Energietransport, werden nur für sehr große Querschnitte Leiter hergestellt, wie beispielsweise Platten, die im Allgemeinen einen rechteckigen Querschnitt haben. Der Zweck dieser großen Abmessungen besteht allgemein darin, einen Querschnitt vorzusehen, der für den Durchgang eines hohen Stroms geeignet ist und dadurch die Stromdichte pro Einheitsfläche innerhalb akzeptabler Grenzen hält, einschließlich eines thermischen Gesichtspunkts. Diese Platten haben jedoch einen sehr signifikanten Nachteil, wie zum Beispiel ein hohes elektrisches Feld in der Nähe der Ränder der Ecken. Auch wenn es darum geht, einen Hochfrequenzstrom zu führen, wird aus diesem Grund der Skin-Effekt signifikant mit schwerwiegenden Nachteilen in der Nähe der äußeren Ränder der Umfangsgrenze des Leiters. Außerdem gibt es Lösungen wie ovale Querschnitte speziell für die Übertragung von beträchtlichen Mengen an Energie und daher für den Einsatz mit höheren Spannungen geeignet. Andere Konfigurationen sind die rechteckigen Querschnitte zur Herstellung von Schienen, wieder geeignet für die Übertragung von hohen Strömen, bei denen elektrodynamische Phänomene relevant sind. Die gebräuchlichste Verwendung ist definitiv die von Leitern mit kreisförmigem Querschnitt.
Insbesondere auf dem Gebiet der Signalübertragung und insbesondere für den Einsatz bei hohen Frequenzen werden Leiter verwendet, die einen kreisförmigen Querschnitt für kommerzielle Querschnitte aufweisen, die ein paar cm² erreichen können.
Die Vorteile dieses Querschnitts sind wohlbekannt, das heißt die Leichtigkeit der Verarbeitung und Konstruktion, insbesondere mittels Ziehen, Symmetrie der Verwendung, weitverbreitete Verfügbarkeit, Leichtigkeit der Anpassungsfähigkeit und Verbindungen usw. und sind daher anderen Konfigurationen vorzuziehen.
Die Probleme, die mit der Verwendung verbunden sind, sowie die Studien und Forschungen zu den Wirkungen und Lösungen auf dem Gebiet der elektromagnetischen Verträglichkeit betreffen daher hauptsächlich Kreisquerschnitte. Es gibt Anwendungen, bei denen ihre Verwendung äußerst wichtig und kritisch für das korrekte intrinsische Ergebnis der Funktion ist und oft Abstriche mit Konsequenzen für die mit ihnen verbundenen Einheiten gemacht werden müssen. Zum Beispiel dürfen die Kabel, die zum Austausch oder zum Transport von Informationen oder Signalen zwischen installierten Geräten verwendet werden oder die besonders aggressive Umgebungen durchlaufen, niemals das übertragene Signal verändern oder verschlechtern. Typische Phänomene aufgrund von Störungen sind die elektromagnetischen Kopplungen oder mögliche kapazitive oder induktive Kopplungen, die in einigen Fällen die zu übertragende Information verschlechtern können und als Folge möglicherweise das Gerät/die Einheit, mit der sie verbunden sind, beschädigen können. Aus diesen Gründen müssen Maßnahmen ergriffen werden, um solche Nachteile zu verringern und häufig zu beseitigen. Daher ist die kostengünstigste und am weitesten verbreitete Lösung, um den Grad der Immunität dieser Kabel zu erhöhen, die Verwendung eines Schutzschirms oder einer Schutzabschirmung.
Im Allgemeinen erfüllt die Leiterabschirmung unter dem Gesichtspunkt der elektromagnetischen Verträglichkeit im Wesentlichen zwei Aufgaben: die Erste besteht darin, die Abstrahlung eines elektromagnetischen Feldes nach außen zu verhindern, das andere Geräte beeinträchtigen könnte, und die Zweite besteht darin, zu verhindern, dass die externen Strahlungsemissionen einkoppeln und somit die Störung oder Beeinträchtigung übertragen. Im Allgemeinen wird ein Signal, das durch ein Kabel (verdrilltes Paar, koaxial, Lichtwellenleiter) gesendet wird, drei bekannten unerwünschten Effekten ausgesetzt: Dämpfung, Verzerrung und Beeinträchtigung.
Bei Koaxialkabeln, die für die Signalübertragung weit verbreitet sind, sind sie aufgrund ihrer Konfiguration ausreichend immun gegen diese Phänomene. Dies ist ein Grund, warum es oft notwendig ist, das Kabel mit einem geeigneten Schutz durch Abschirmung zu konfigurieren.
Der wichtigste Parameter für die Qualifizierung einer Abschirmung ist seine Wirksamkeit in der Abschirmung, die vom analytischen Standpunkt aus durch die Beziehung zwischen dem Modul des einfallenden elektrischen (oder magnetischen) Feldes auf der Abschirmung und dem Modul des durch die Abschirmung übertragenen elektrischen oder magnetischen Feldes definiert ist. Die Faktoren, die sich auf die Effizienz der Abschirmung auswirken und diese beeinflussen, sind zahlreich und allgemein bekannt, von der Konfiguration der Abschirmung, dem verwendeten Material und seiner Positionierung bis zu der Art von Schutz, den Sie erreichen möchten, wie nachfolgend gezeigt.
Eine hervorragende Abschirmung könnte mit einer kontinuierlichen Kupfer- oder Aluminiumschicht außerhalb des Leiters oder der Leiter in der Mitte und in geeigneter Entfernung von diesen durch einen geeigneten Isolator realisiert werden.
Mit einem solchen Schutz würde die Abschirmung vollständig und umfassend werden, wodurch das zentrale Kabel für externe Signale undurchlässig wird; aber mit dieser Methode würde das Kabel übermäßig starr und nicht einfach zu handhaben sein.
Eine Lösung, die in einigen Anwendungen verwendet wird, ist, dass die Abschirmung auf eine Kunststoff-Harz-Materialschicht reduziert wird, die einfach aluminisiert ist, jedoch ist die Abschirmdämpfung eher mittelmäßig und sehr oft unzureichend. Wie bereits erwähnt, ist die Abschirmkapazität an mehrere Faktoren gebunden, einschließlich des Abdeckindexes und der Metallmasse, die die Abschirmung bilden.
Aus den oben genannten Gründen, wo es nicht möglich oder praktisch ist, die Abschirmung mit einigen zuvor gezeigten Lösungen zu verwenden, wird die Abschirmung mit einer Reihe von leitenden Drähten mit einem kreisförmigen Querschnitt durchgeführt. Angesichts ihrer weit verbreiteten Verfügbarkeit und ihrer geringen Kosten bilden sie in geeigneter Verflechtung einen gewirkten Leiter.
Abhängig von der Webart, die durch die Reihe solcher Drähte mit kreisförmigem Querschnitt erzeugt wird, wird ein gewisses Maß an Abschirmkapazität erzeugt. Natürlich unterscheiden sich die verschiedenen Hersteller durch ihre Kenntnisse in der Verwendung einer geringeren Anzahl von Drähten mit einem kleineren Querschnitt voneinander, um einen Abschirmungsindex zu erhalten, der die erwartete Dämpfung erfüllt und den geltenden Vorschriften des Sektors entspricht.
Es wurde festgestellt, dass der Abschirmungsindex sowohl der Masse des Drahtes als auch dem kreisförmigen Querschnitt der Drähte und der von diesen Drähten abgedeckten Fläche proportional ist und daher proportional zu ihrem Durchmesser ist, da diese Dimension durch die einfallenden elektromagnetischen Signale freigelegt und aufgefangen wird.
Wie oben erwähnt, werden unter Verwendung eines geflochtenen oder gewirkten Außenleiters anstelle eines durchgehenden Koaxialkabels Koaxialkabel erhalten, die wendiger und robuster sind, jedoch zulasten eines Verlustes der effektiven Abschirmung. Für Anwendungen, bei denen eine hochwirksame Abschirmung erforderlich ist, werden Kabel verwendet, bei denen beispielsweise der Außenkabel aus zwei überlappenden Maschen (Doppelschirmkabel) oder auch einer dünnen Schicht (möglicherweise eine zu einer Spirale gedrehte und daher besser handhabbare Folie) besteht, mit der eine Abschirmung überlappt ist, oder in festen Installationen können halbstarre Kabel verwendet werden, wenn der äußere Leiter ein tatsächliches festes Rohr ist.
Selbst wenn daher eine sehr große Anzahl von Drähten mit kreisförmigem Querschnitt eine größere Abdeckung und damit Abschirmung bieten könnte, ist diese Lösung aufgrund der Verarbeitungs- und Abdeckkosten eingeschränkt, zusätzlich zu der Tatsache, dass durch übermäßige Reduzierung der Masse des Abschirmmaterials, ein ausreichender Grad an Abschirmung sowieso nicht erhalten wird.
Unglücklicherweise erzeugt das Abschirmgeflecht eine unvollkommene Abschirmung mit Brüchen, den besagten Löchern. Um die Eigenschaften eines Abschirmgeflechts zu quantifizieren, werden zwei Parameter definiert: der optische Abdeckfaktor und der Füllfaktor, die miteinander in Beziehung stehen.
Der optische Abdeckfaktor, ausgedrückt in Prozent, drückt die Beziehung zwischen der von der Geflechtabschirmung abgedeckten Fläche und der Gesamtfläche (bedeckt plus freiliegend) aus. Dieser Faktor spielt daher eine entscheidende Rolle für die Wirksamkeit der Abschirmung.
Aufgabe der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen isolierten Draht zur Abschirmung zur Verfügung zu stellen, der die zuvor erwähnten Nachteile überwinden kann.
Eine wichtige Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen isolierten Draht zur Abschirmung zur Verfügung zu stellen, der einen oder mehrere der Nachteile des Standes der Technik überwindet.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen isolierten Draht zur Abschirmung zur Verfügung zu stellen, der eine alternative Form in Bezug auf die Kreisform bereitstellt, die auch durch Ziehen erhalten werden kann.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen isolierten Draht zur Abschirmung zur Verfügung zu stellen, der in den üblichen Systemen behandelt werden kann.
Eine wichtige Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen isolierten Draht zur Abschirmung zur Verfügung zu stellen, der klare wirtschaftliche Vorteile für die Herstellung und/oder Verarbeitung und/oder für das Endprodukt ermöglicht.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen leitenden Draht zur Abschirmung zur Verfügung zu stellen, der in jedem Fall einen besseren Abschirmungsindex liefert, der mit der gleichen verwendeten Masse erhalten wird.
Eine ähnliche Aufgabe wie die vorhergehende der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen isolierten Draht zur Abschirmung zur Verfügung zu stellen, der es ermöglicht, bei gleichem Abschirmungsindex eine Materialersparnis und damit eine geringere Masse zu erzielen.
Diese Aufgaben, die zuvor dargelegt wurden, und andere, die in der Fortsetzung der Beschreibung ersichtlich werden, werden durch ein isoliertes elektrisches Kabel zur Abschirmung mit einem bestimmten Querschnitt, wie unten gezeigt, erreicht und sind gemäß dem kennzeichnenden Teil der beigefügten Ansprüche gekennzeichnet.
Erläuterung der Erfindung
Insbesondere ist der Abschirmdraht gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Querschnitt, der mit denjenigen kompatibel ist, die durch Ziehen erhältlich sind, das heißt mit Querschnitten im Bereich von 0,0012 mm² bis 0,100 mm², durch einen elliptischen Querschnitt und ein Verhältnis zwischen der Hauptachse und der Nebenachse zwischen 1,5 und 10 gekennzeichnet. Dieser elliptische Leiter ist in der Endanwendung der Abschirmung eines Kabels ein grundlegendes Element bei der Realisierung des sogenannten gewirkten oder geschirmten Leiters, bei dem die typische Konfiguration mehrere Geflechte verwendet oder auch mehrere elliptische Leiter, deren jeweilige Hauptseite zur Außenfläche des Kabels hin angeordnet ist und mit einer Vielzahl von Leitern eine Fläche bilden, die eine teilweise Abdeckung des Kabels ermöglicht. Die Zusammensetzung einer Vielzahl von Geflechten, die das Kabel auf der Außenseite umgeben und daher aus einer Vielzahl von Wicklungen um das Kabel bestehen, die in geeigneter Weise hergestellt sind, erzeugt somit eine Abschirmung, der mit einem kontinuierlichen Leiter vergleichbar ist.
Vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung Vorteilhafterweise kann der elliptische Querschnitt durch Ziehen mit den üblichen Systemen mit normalen Produktionsgeschwindigkeiten erhalten werden, wobei die einzige Variante die zum Erhalt des beanspruchten Querschnitts modifizierten Formen sind.
Vorteilhafterweise ist der elliptische Querschnitt derjenige, der eine Selbstanpassung während des Wickelvorgangs ermöglicht.
Ein anderer Vorteil besteht in der Einsparung der Masse des Drahtes der Erfindung, die für die Abschirmung eines außen abgeschirmten Koaxialkabels in Bezug auf einen entsprechenden Draht mit einem kreisförmigen Querschnitt mit dem gleichen Abschirmungskoeffizienten verwendet wird, der 27% erreichen kann.
Vorteilhafterweise wird eine wesentliche Verringerung des Gesamtaußendurchmessers des Kabels, das mit dem erfindungsgemäßen Draht abgeschirmt ist, erhalten, wodurch eine bessere Verformbarkeit des Kabels und eine Einsparung bei der Menge der erforderlichen äußeren Isolierung erreicht wird.
Vorteilhafterweise wird eine bessere Nebeneinanderstellung zwischen den verschiedenen elliptischen Drähten erhalten, da der Raum zwischen den Reihen leer ist und daher mit der minimalen „Luft“ zwischen den nebeneinander liegenden Drähten und überlappenden gekreuzten Drähten, wodurch die Abschirmung verbessert wird.
Vorteilhafterweise wird ein besserer elektrischer Wirkungsgrad erhalten, weil durch die Erhöhung des nutzbaren Ableitungsquerschnitts eine größere Wärmeableitung erfolgt. Vorteilhafterweise wird ein besserer Glühprozess erhalten.
Figurenliste
Die technischen Merkmale der Erfindung gemäß den oben erwähnten Aufgaben sind deutlich im Inhalt der nachfolgenden Ansprüche zu sehen, und ihre Vorteile werden in der folgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen erfolgt, deutlicher, welche eine bevorzugte Ausführungsform darstellen, die rein beispielhaft und nicht einschränkend ist, in welcher:

1 einen ersten, stark vergrößerten Querschnitt des erfindungsgemäßen Drahtes mit einem Achsenverhältnis von 1:10 zeigt.
2 einen zweiten, stark vergrößerten Querschnitt des erfindungsgemäßen Drahtes mit einem 1: 5-Achsenverhältnis zeigt.
3 einen dritten, stark vergrößerten Querschnitt des erfindungsgemäßen Strangs mit einem Achsenverhältnis von 1: 1,5 zeigt.
4 einen vierten, stark vergrößerten Querschnitt des erfindungsgemäßen Drahtes mit einem Querschnitt von 0,127 × 0,065 mm zeigt.
5 ein Diagramm der Abschirmdämpfung mit linearer Skala mit einem Kabel zeigt, dessen Abschirmung Drähte mit einem Querschnitt wie in 4 verwendet.
6 das Diagramm von 5 mit logarithmischem Maßstab zeigt.
7 durch Vergleich ein Diagramm der Abschirmungsdämpfung mit linearer Skala eines Kabels zeigt, dessen Abschirmung Drähte mit einem kreisförmigen Querschnitt verwendet, die den gleichen Grad an Abschirmung wie die Drähte wie in 4 erhalten können aber mit einer Zunahme des Querschnitts (Masse) um 24%.
Die 8, 9 und 10 zeigen andere Beispiele mit verschiedenen Ausformungen und Querschnitten, die mit den 5, 6 und 7 vergleichbar sind.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Die Zeichnungen von 1 bis 4 zeigen vergrößerte Querschnitte von isolierten Drähten 1, 2, 3 und 4, die durch eine unterschiedliche elliptische Form gekennzeichnet sind, die alle durch den Herstellungsprozess des Ziehens erhalten werden.
Es ist offensichtlich, dass die vorteilhafte Verwendung dieser Querschnitte nur als ein Leiter zur Herstellung der Abschirmung konfiguriert ist, während sie zahlreiche Nachteile aufweisen würde, wenn sie als ein einzelner Draht für die Übertragung von Strom hoher Dichte verwendet werden würde. In der Tat wird ein Stromleiter sowohl wegen der Dichte des elektrischen Flusses als auch wegen seiner physikalischen Eigenschaften in einer optimalen Weise nur dann verwendet, wenn die Konfiguration symmetrisch ist, wie die Kreisförmige, um zu vermeiden, dass mit der Zunahme der Frequenz ein Mangel an Einheitlichkeit darin besteht, bis zu dem bekannten Hochfrequenz-Skin-Effekt, der nur den äußeren Umfangsteil betrifft. Auch von einem praktischen Gesichtspunkt aus kann ein Leiter mit einem kreisförmigen Querschnitt leicht gehandhabt werden, da er ohne Rücksicht auf die Installation oder den Durchgang innerhalb der quer verlaufenden Kanäle, die vergraben oder anderweitig sind, behandelt werden kann.
Um das völlig neue und vorteilhafte Verhalten der Leiter, die wie in der Erfindung konfiguriert sind, zu überprüfen und zu bestätigen, ist es notwendig, mit den Leitern mit einem entsprechenden Querschnitt zu vergleichen, um die relativen Qualitäten zu bestätigen. Aus diesem Grund wurden praktische Vergleichstests der elektromagnetischen Leistungen gemäß den Normen CEI EN50289-1-6 durchgeführt, die üblicherweise als Triaxialrohr-Verfahren bezeichnet werden.
Kabelabschirmung ist ein Verfahren, bei dem typischerweise 16, 24 oder mehr Geflechte verwendet werden und bei denen jedes Geflecht aus 3-4-5- -12 oder mehr Kupferdrähten mit unterschiedlichen Durchmessern entsprechend den gewünschten Abschirmungsindex besteht. Diese Drähte sind um einen zentralen Leiter herum geflochten, der gemäß den technischen Spezifikationen zuerst mit einem Film aus Kunststoffmaterial oder dergleichen beschichtet wurde.
Wie zuvor erwähnt, hängt die Dämpfung des Rauschens bei den verschiedenen Frequenzen von dem Abdeckgrad ab, der durch den Abschirmdraht und seine Masse gegeben ist. In einem durchgeführten Experiment wurde ein Vergleich der Dämpfung, siehe 7, des Störsignals eines Kabels, das mit einem Standardprozess abgeschirmt wurde, durchgeführt, das heißt unter Verwendung von 16 Geflechten, wobei jedes Geflecht aus 9 Drähten mit einem Durchmesser von 0,1 mm für eine gesamte bedeckte Fläche von 0,9 mm für jedes Geflecht bestand und, siehe 5 und 6, einen Leiter, der auf die gleiche Weise hergestellt wurde, jedoch mit Drähten, die einen elliptischen Querschnitt von 0,127x0,065 mm aufwiesen und wo die gesamte bedeckte Fläche für jede Spirale 1143 mm betrug, aber wo die Masse geringer war. Die Ergebnisse sind diejenigen der beiden Grafen von 7 und 5:
Diagramm Nr. 5 repräsentiert die Dämpfung unter Verwendung von 9 ovalen Drähten, deren Messung zwischen 0,065 × 0,127 mm und 0,0655 × 0,128 mm liegt und Diagramm Nr. 7 repräsentiert die Dämpfung mit 9 herkömmlichen Runddrähten von 0,10 mm.
Wie wir sehen können, zeigten beide Lösungen bei der kritischen Frequenz von 35 Hz fast das gleiche Verhalten, während oberhalb dieser Frequenz die Dämpfungswerte für beide Kabel weit unterhalb der auferlegten Grenzwerte blieben. Der Unterschied zwischen den beiden Leitern kann jedoch in einer Reduktion der Kupfermasse von 22% im Falle der Verwendung der elliptischen Form gefunden werden: Genauer ausgedrückt, das Gewicht pro Meter 9 × (0,065 × 0,127) × 16 Geflecht betrug 8,03 g, während für die Ausformung von Runddrähten von 9 × 0,10 × 16 Geflechte das Gewicht 10,30 g betrug mit einem mehr als 22% größeren Gewichtsunterschied.
Ein nachfolgendes Experiment wurde durchgeführt, um die Reaktion eines Kabels zu vergleichen, das unter Verwendung von Runddraht und Draht mit einem elliptischen Querschnitt mit der gleichen Menge an verwendeter Kupfermasse hergestellt wurde. Es wurden 16 Geflechte verwendet und jedes Geflecht bestand aus 8 Drähten: Die Abdeckfläche für den Runddraht betrug gleich 0,776 mm für jedes einzelne Geflecht, während die für die Drähte mit elliptischem Querschnitt 1,080 mm für jedes Geflecht betrug. Das mit dem Runddraht abgeschirmte Kabel war bei einer kritischen Frequenz von 35 MHz um etwa 5 dB schlechter als das mit dem Draht mit elliptischem Querschnitt hergestellte Kabel, wie in dem Diagramm in 8 dargestellt (elliptischer Draht), bestehend aus 8 Elementen × (0,073×0,135) × 16 Geflechten und der Grafik in 10 (Runddraht) bestehend aus 8 Drähten × 0,097 × 16 Geflechte, beide mit einem Durchschnittsgewicht von 8,93 g pro Meter.
Dieses Ergebnis bestätigt die Wechselwirkung zwischen Masse und Abdeckfläche bei der Dämpfung des Außengeräuschs und die Möglichkeit, eine geringere Verwendung von Kupfer zu kompensieren, indem die Breite jedes einzelnen Elements erhöht wird.
Weitere Tests, siehe Graf in 11, haben gezeigt, dass es durch Erhöhen der Breite der Achsen des elliptischen Querschnitts und proportional der Dicke möglich ist, höhere Dämpfungswerte zu erhalten als das mit Runddraht abgeschirmte Kabel: Der Schutz des Leiters ist in der Tat sehr verbessert, das heißt, in Bezug auf die Dämpfung in dB liegt er deutlich unter dem Grenzwert, der von den Regulierungsstandards am kritischen Punkt von 35 MHz um mehr als 10 dB vorgegeben wird. Die verwendete Ausformung war 9x (0,07 × 0,130) × 16 Geflechte und auf jeden Fall war auch in diesem Test die Metallmasse um etwa 12% niedriger.
Um die Ergebnisse der vorhergehenden Versuche mit einer völlig anderen Drahtausformung als der vorher verwendeten zu vergleichen und um ein Modell zur Bestimmung der Abmessungen der den Runddrähten entsprechenden elliptischen Drähte zu erstellen, wie in den 12 und 13, wurde eine aus Runddrähte bestehende Ausformung in der Anzahl der Geflechte 7 × 0,15 × 16 untersucht. Basierend auf den mathematischen Berechnungen der vorherigen Tests wurde herausgefunden, dass die entsprechende Ausformung mit elliptischen Ersatzdrähten Folgendes war: 7 Elemente × (0,095 × 0,190) × 16 Geflechte, siehe 14 und 15.
Die Grafen 16 und 17 sind Vergleichsgrafen beider oben dargelegten Ergebnisse. Das Verhalten des Leiters war in Bezug auf die Dämpfung nahezu gleich und die Reduktion der Metallmasse betrug etwa 22% wie in den vorhergehenden Tests, das heißt 14,8 g pro Meter des elliptischen Drahtes gegenüber 19,0 g des Runddrahts. All dies machte es möglich festzustellen, dass eine Erhöhung der Leiterabdeckfläche zwischen 26% und 27% und eine Verringerung der Dicke zwischen 54% und 58% es ermöglicht, die Ausformungen durch Runddraht zu ersetzen, wobei jedoch die Masse des verwendeten Metalls mit demselben Ergebnis merklich verringert wird. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass jede Variation des Verhältnisses zwischen Masse und Flächenabdeckung die Dämpfung stark beeinflusst, die in Abhängigkeit von der vom Kabel benötigten Leistung erhalten werden kann.
Der elliptische Draht kann daher auf alle Kabelschirme aufgebracht werden, die einen Runddraht mit einem Durchmesser von 0,04 mm bis 0,36 mm verwenden. Darüber hinaus bedeutet die verringerte Dicke der Abschirmung und das Aufweiten der Abdeckfläche, Folgendes:

1. Der endgültige Umfang des zu isolierenden Leiters ist reduziert
2. Der Leerraum zwischen den Schnittpunkten der einzelnen Drähte, aus denen die Abschirmung besteht, wird reduziert
3. Der Abstand zwischen den Schnittpunkten der einzelnen Geflechte, aus denen die Abschirmung besteht, ist verringert und daher wird die Menge an Kunststoffisolierung für die endgültige Umhüllung geringer sein, und der Durchmesser des endgültigen Kabels wird reduziert sein.

Es kann daher geschlossen werden, dass mit der elliptischen Form der Erfindung eine Abdeckfläche der Abschirmung erhalten wird, die wichtiger ist als die Masse, weshalb die Realisierung eines Drahts mit einer elliptischen Form diejenige ist, die die Abdeckfläche vergrößert und die Masse reduziert, wobei ihr Umfang mit dem gleichen Querschnitt größer ist. Daher ermöglicht die Vergrößerung der bedeckten Fläche selbst bei einer Verringerung der Masse die Erzielung der gleichen Ergebnisse wie bei einem Runddraht mit einem größeren Querschnitt, jedoch mit einer wesentlichen Verringerung des verwendeten Rohmaterials. Bei gleicher Masse kann der Leiter mit elliptischem Querschnitt den Leiterschutzindex erheblich verbessern. Außerdem wird der elliptische Draht der Erfindung durch einen Standard-Ziehprozess genau wie der runde Draht hergestellt.
Dies macht es möglich, die Vorteile dieses Verformungsprozesses beizubehalten, wie z. B. die Prozessgeschwindigkeit, die Menge des in der Zeiteinheit erzeugten Materials (in Bezug auf Mehrdrahtmaschinen) oder das leichte Weben von Drähten mit metallischen Beschichtungen verschiedener Arten (Silber, Zinn, Nickel usw.).
Gleichzeitig scheint die elliptische Form die Verteilung der Linien der Dichte des Stromflusses, die nahezu konstant bleibt, nicht wesentlich zu beeinflussen.
Ein zusätzlicher Vorteil des elliptischen Querschnitts kann in dem Glühprozess gesehen werden. Tatsächlich werden bei der Herstellung von Kupferdrähten typischerweise Durchlaufglühöfen mit Joule-Heizung, Glockenglühöfen und Rohrglühöfen verwendet. Im Fall des ersteren wird der Draht zwischen zwei Ringen verschoben, zwischen denen eine Potenzialdifferenz erzeugt wird. Der Strom, der infolge des Joule-Effekts folglich in dem Draht fließt, der den Stromkreis schließt, führt zu einer Erhöhung der Drahttemperatur und folglich zu deren Glühen. In diesem speziellen Fall sorgt die elliptische Form für einen besseren Kontakt zwischen dem Draht und den Ringen und sorgt folglich für ein tieferes und homogeneres Glühen, wodurch Streckgrenz- und Bruchlastwerte erhalten werden, die niedriger als diejenigen des Runddrahts sind, und sorgt folglich für eine bessere Bearbeitbarkeit. Beim Glühen in einem Glockenofen oder mit einem Rohrofen ermöglicht die größere Fläche des Drahts mit einer elliptischen Geometrie, dass mehr Wärme mit der Umgebung ausgetauscht wird: die Glühzeiten werden so reduziert, was eine höhere Produktivität begünstigt.

Claims

Metallischer Leiter zur Abschirmung von elektrischen Kabeln, der mindestens einen koaxial von einer Isolierung abgedeckten zentralen Leiter umfasst, auf dem ein metallisches Abschirmgeflecht aus einem oder mehreren der oben genannten Metallleiter aufgelegt ist, gekennzeichnet durch die Tatsache, dass der Metallleiter einen elliptischen leitenden Abschnitt mit einem Wert zwischen 0,0012 mm² und 0,100 mm² und mit einem Verhältnis der Hauptachse in Bezug auf die Nebenachse der Ellipse zwischen 1,5 und 10 aufweist.
Metallischer Leiter zur Abschirmung elektrischer Kabel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Tatsache, dass der elliptische Abschnitt durch Ziehen mit den üblichen Geräten und bei den normalen Produktionsgeschwindigkeiten erhalten werden kann.
Metallischer Leiter zur Abschirmung von elektrischen Kabeln nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Tatsache, dass sich der elliptische Abschnitt während des Wickelns anpasst.
Metallischer Leiter zum Abschirmen elektrischer Kabel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Tatsache, dass die Masse des elliptischen Abschirmdrahtes bei gleichem Abschirmkoeffizienten um mindestens 22% geringer ist als die Masse eines Runddrahtes.
Metallischer Leiter zur Abschirmung von elektrischen Kabeln nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Tatsache, dass bei gleichem Abschirmungskoeffizienten der äußere Gesamtaußendurchmesser des mit dem elliptischen Draht abgeschirmten Kabels kleiner ist als der Außendurchmesser eines mit einem Draht mit kreisförmigem Querschnitt abgeschirmten Kabels.
Metallischer Leiter zur Abschirmung von elektrischen Kabeln nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Tatsache, dass die Nebeneinanderreihung der verschiedenen elliptischen Drähte des Abschirmgeflechts dichter beieinander liegt als bei Runddrähten, wobei weniger Leerraum im Zwischenraum der Reihen und daher mit minimaler „Luft“ zwischen nebeneinander liegenden Drähten und überlappenden geflochtenen Drähten vorgesehen ist.
Metallischer Leiter zur Abschirmung elektrischer Kabel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Tatsache, dass er auf der Außenseite eine größere thermische Fläche aufweist.
Metallischer Leiter zur Abschirmung von elektrischen Kabeln nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Tatsache, dass er aufgrund des Joule-Effekts aufgrund der größeren Fläche, die in Kontakt mit den Ringen steht, die während dieses Vorgangs einem unterschiedlichen Durchlaufpotenzial ausgesetzt sind, einen besseren Glühprozess aufweist.
Metallischer Leiter zur Abschirmung von elektrischen Kabeln nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Tatsache, dass die elliptische Fläche den Auswirkungen des Glühens unter Verwendung eines glockenförmigen Ofens oder eines Rohrofens stärker ausgesetzt ist.