DE2050123A1

DE2050123A1 - Abstandhalter fur koaxiale Kabel und Garnituren

Info

Publication number: DE2050123A1
Application number: DE19702050123
Authority: DE
Inventors: Hans Leo 5060 Refrath Ditscheid
Original assignee: Felten and Guilleaume Kabelwerke GmbH
Current assignee: Felten and Guilleaume Kabelwerke GmbH
Priority date: 1970-10-13
Filing date: 1970-10-13
Publication date: 1972-05-04
Also published as: FR2116357A1; GB1327655A; FR2116357B1; SE383058B; US3758700A

Description

Anmelder: FELTEII & CUILlBAUiIE KABELWERKE AG

5 Köln 80

Schanzenstraße 24

Pl pg,0? KÖln-MUlheLn, den 2ü. September 1970

Abstandhalter für koaxiale Kabel und Garnituren

Die Erfindung betrifft einen Abstandhalter für koaxiale K<u;el und Garnituren, insbesondere für Hoehfrequenzleistungskabel und Garnituren dafür.

Koaxialkabel, die Hoohfrequenzle is tunken von 100 kW und mehr im Meter- und Dezimeterwellenbereich übertragen sollen, werden aus Gründen der Wirtschaftlichkeit häufig so ausgelegt, daß sie im Betrieb Temperaturen von mehr als 100 ⁰C annehmen,Als Werkstoff für die Abstandhalter solcher Kabel kommen daher nur temperaturbeständige Stoffe in Betracht, wie z.B. Glas oder Keramik, insbesondere aus Magnesiumsilikat oder Aluminiumoxid. Diese Werkstoffe weisen praktisch keine Biegsamkeit auf. Da Kabel für den Transport und die Montage biegsam sein sollen, wird die Isolierung im allgemeinen durch einzelne in regelmäßigen

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Abständen angebrachte Isolierstücke ausgebildet. Bei der übertragung von Hochfrequenzleistungen in der Größenordnung von einigen Hundert Kilowatt treten bei den normalerweise verwendeten Wellenwideretänden in der Größenordnung von 50 0hm Betriebspannungen zwischen Innen- und Außenleiter des Kabels von mehreren Kilovolt auf. Bei Schalt- und Abstimrn-Vorgängen treten Spannungen auf, die ein Vielfaches der Betriebsspannung betragen. An die Spannungsfestigkeit der Isolation werden deshalb besondere Anforderungen gestellt.

Aus der DOS 1 923 501 ist ea bekannt, die Spannungsfestigkeit der Isolation eines Koaxialkabels dadurch zu verbessern, daß man den Isolator in radialer Richtung unterteilt und durch metallische Zwischenlagen auf definierte Potentiale bringt. Die hierfür aufzuwendende Montagearbeit ist beträchtlich und eignet sich nicht für die wirtschaftliche Fertigung von größeren Kabellüngen. Isolatoren dieser Art eignen sich auch wenig für Stecker und Garnituren, insbesondere dann nicht, wenn das Kabel mit Druckgas gefüllt sein soll und die Garnituren druckdicht sein müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abstandhalter für Koaxialkabel und Garnituren zu schaffen, der Temperaturen wesentlich über 100 ⁰C am Innenleiter verträgt, der sich für druckdichten Einbau eignet und wirtschaftlich in der Herstellung und bei der Montage ist. Besondere Beachtung wird der Spannungsfestigkeit gewidmet, di3 meist durch den Einsatz von Glimmentladungen begrenzt 1st.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die den Innenleiter berührenden Flächen dee Abetandhaltere gegenüber den den Außenleiter berührenden FlÄohen senkrecht zu den das elektrische Feld veranschaulichenden Feldlinien derart versetzt angeordnet sind, daß sie nicht von den gleiohen elektrischen Feldlinien geschnitten werden. In einer Aueführungefortn besteht der Abstandhalter danach

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aus einem etv/a hohlzylindrischen Hittelteil und inneren und äußeren Stegen. Hit Rücksicht auf den möglichst unverzerrten Verlauf der elektrischen Feldlinie kann es vorteilhaft sein, wenn der Abstand des hohlzylindrischen Hittelteils vorn Innenleiter anders Gewählt wird als der Abstand vom Außenleiter. Als vorteilhaft hat sich ferner herausgestellt, wenn die Länge des hohlzylindrischen Mittelteils zwischen Inneren und äußeren Stegen größer ist als der radiale Abstand zwischen Innen- und Außenleiter»

Für die Anwendung bei Kabeln ^ ' :.r::lvui'en, die uit Druckgas gefüllt sind, ist es mit Rücksicht, auf die mechanischen und thermischen Beanspruchungen besonders vorteilhaft, wenn das Mittelteil als Doppelhohlkegelstumpf oder als Hohlkegelstumpf Gestaltet ist. Den Kegelwinkel wählt man dann zweckmäßig zwischen 40 und 60 Grad. In einer weiteren Ausgestaltung wird der Hohlkegelstumpf den mechanischen Beanspruchungen dadurch angepaßt, daß die Wanddicke mit zunehmendem Durchmesser größer wird.

Ein nach der Erfindung gestalteter Abstandhalter bietet folgende Vorteile:

Die Mehrzahl der das elektrische Feld veranschaulichenden Feldlinien verläuft über eine relativ lengf» Gas- oder Luftstrecke· Dadurch werden die hohen örtlichen Feldstärken vermieden, die sonst in kleinen gewollten oder ungewollten Spalten zwischen Isolator und Leitern entstehen. Es ist jetzt ohne Gefahr von örtlich einsetzenden Glimmentladungen möglich, die aus Gründen der unterschiedlichen Wärmedehnung von Isolierstoff und Metall nötige Abstände zwischen Leitern und Abstandhalter so reichlich auszulegen, daß keine zusätzliche mechanische Beanspruchung des Isolierstoffes durch die Wärmedehnung auftritt. Diese Abstände brauchen nicht mehr durch Metallisierung oder Einfügung von elastischen Isolierstoffen gegen Glimmeinsatζ gesichert worden. Die

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wee-entlich erhöhte Sicherheit gegen Glimmeinsatz erlaubt es auch, das gefüllte Koaxialkabel bei geringeren 13etrlebsdrücken zu betreiben« Dadurch können erhebliche Kosten vermieden v/erden.

Mechanische Spannungen durch Temperaturunterschiede innerhalb des Abstandhalten (die Temperatur des Innenleiters Ist meistens erheblich höher als die des Außenleiters) sind in erfindungsgemMßen Abstandhaltern wesentlich verringert, da einmal das Tempsraturgefälle je Längeneinheit verkleinert 1st, andererseits Bereiche niedriger Temperatur nicht mehr über sondern neben solchen Stellen liegen, die Infolge ihrer Ubertemperatur eine Dehnung erfahren haben. Die Abgabe der durch die elektrischen Verluste entstandenen Wärme Im Abstandhalter ist durch die vergrößerte Oberfläche verbessert. Die Gestaltung eines Abstandhalters als Hohlkegelstumpf ist ferner eine günstige Annäherung an die für hohe Druckfestigkeit günstigste Form einer Halbkugelschale.

Einige Ausführungsforruen der Erfindung sind In den Zeichnungen dargestellt und werden Im folgenden erläutert» Es zeigen

Fi.3* 1 einen /'bstandhalter mit hohlzylindrischem Mittelteil, 25Wf:l Innenstegen und einem Außensteg.

Fiiio 2 einen /'-bstandhalter mit hohlzylindrischem Mittelteil, einem Imiensteg und. zwsl Außenstellen*

Fig» Z> einem. Abstandhalter mit hohl zylindrischem Mittelteil uwj. ;}e Z^! längs verlaufenden Innen- und

«Inen Abstandhalter* dar als Doppeihohlkegelstumpf Isto

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BAD ORIGINAL

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Γΐ£» :3 einer, druckfest ausgebiiä&tcr. Λ.:)?:·:.^n--"'ialter. e'er als Hohlkocelsturapf gestaltet i*t-

In Pig, 1 ist mit 1 der Außenleiter uru* ;p.ib C der I:n:e.;Xelv;er eines Koaxialkabels bezeichnet, deren Abstand voneinandi::· r, ist. Der Abstandlialter besteht auc einer:. hohlzylinclri3n^:::eL> Mittelteil mit. zwei Inneren Stegen 6 unr'i eAnam äußeren 3te^ 5· Die Fläche,, die den Außenleiter i berünrt ic" mit 3 De^eii-hnet,, während 4 die den Innenleiter berührenden Flüchen drrst-sllen. Mit L ist die Länge des hohlzyliriuri.achsn Mit.telteils zwischen Innenstegeunc Außenstec 5 bezeichnet.

2 seigt wiederum ein Koaxialkabel in Lknsaschiiiνΐ r,it-Auß«nleiter I und Innenleiter 2 im Abstand f.. Der Abstandhalter besteht; aus hohlzylindrischem Mittelteil 'J >. einem leinenstes 6 und zwei Außenstegen 5» In Pis# ;; ist. ein Koaxiales Kaoei n;it AuSonleiter 1 und Innenieiter 2 Im iiuerschnitt dargestellt« Der Abstandhalter besteht aus hohlsylindriäschern Mittelteil 7 nr.it Je 3 radialen, sich in Längsrichtung erstrec-Kender. AuSenstagen 5 und Innenstegen 6₈

In Pig« 4 wird ein Abstandhalter geseigt_ä b«i dem die αβη Inner;» leiter berührenden Flächen 4 und die d*n Außenleiter den Fläohen J> durch einen Doppe !hohl kegel-stumpf 0 mi verbunden sind.

Piß« 5 stellt einen Längsschnitt durch einen Teil einer Hoaxiai» Kabelgarnitur dar, in welcher der Abstandhalter druokdioht eingebaut 1st. Außenleiter 1 und Innenleiter 2 haben den Abstand R. Der Außensteg des Abstandhalten 3 unc der Innenstec 6 sind duroh das hohlkegelsturapfförmige Mittelteil 9 verbunden. Der Abstandhalter ist mit Rücksicht auf die zu erwartenden hohen Tempera«

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türen Im Botrieb so bemessen, daß die Flächen 3 und 4 im leiten Zustand einen gewissen Abstand von Außenleiter 1 und Innenleiter 2 haben. Der Kegelwinkel des Hohlkegelsturapfes 1st mit U bezeichnet, die Lance L des Mittelteils g 1st groß gegen den Abstand R zwischen Außenleiter 1 und Innenleiter 2. Die Wanddicke D des Mittelteils wächst mit zunehmendem Durchmesser. Die Belastung durch den Druck des Gases, rait v/elchern das sich nach links anschließend zu denkende Kabel gefüllt ist, ist durch Pfeile P angedeutet. Mit 11 sind Isothermen angedeutet, die sich beim Betrieb des Kabels im Abstandhalter einstellen. Die erforderlichen Dichtungsringe sind mit 12 bezeichnet. Es ist zu erkennen, daa der im wesentlichen hohlkegelotumpfförmige Abstandhalter in seiner Form eine erste Annäherung an die für maximale Druckbelastung günstigste Form einer Halbkugelschale darstellt.

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Claims

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5. Abstandhalter naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelteil (3) als Doppel-Hohlkegelstumpf gestaltet ist.

6. Abstandhalter naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelteil (9) als Hohlkegelstumpf gestaltet 1st.

7. Abstandhalter nach einem der Ansprüche 1, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel (Λ) des Hohlkegelstumpfes (9) zwischen 40°und 60° liegt.

8. Abstandhalter nach einem der Ansprüche 1, 5, 6 oder 7# dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke (D) des Hohlkegelstumpfes mit zunehmendem Durchmesser größer wird.

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