DE2452290C3 - Längenkompensationseinrichtung für ein elektrisches Kabel. - Google Patents
Längenkompensationseinrichtung für ein elektrisches Kabel.Info
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Längenkompensationseinrichtung
für ein elektrisches Kabel mit einem Stützkörper aus einem Isolationsmaterial und mindestens
einer auf dem Stützkörper aufgebrachten Leiterlage aus auf Tieftemperatur zu kühlenden
Metalldrähten, insbesondere supraleitenden Drähten, die schraubenlinienförmig um den Stützkörper gewikkelt
sind mit einem Steigungswinkel Θ zur Kabelachse der in Abhängigkeit von der Formel arc sin /TTgewählt
ist und maximal 25° beträgt, wobei k das Verhältnis des mittleren Ausdehnungskoeffizienten der Metalldrähte
zu dem des Isolationsmaterials des Stützkörpers ist und einen vorbestimmten Wert hat.
Als elektrische Leiter für tiefgekühlte Kabel können elektrisch normalleitende Metalle hoher Reinheit
beisDielsweise hochreines Aluminium, verwendet werden. Da der ohmsche Widerstand dieser Metalle bei
tiefen Temperaturen wesentlich kleiner ist als bei Raumtemperatur, können durch eine Kühlung solcher
Leiter die elektrischen Verluste im Kabel stark herabgesetzt werden. Besonders geeignet für derartige
Kabel sind supraleitende Metalle, deren ohmscher Widerstand bei Abkühlung auf eine Temperatur
unterhalb der vom jeweils verwendeten Supraleitermaterial abhängigen kritischen Temperatur, der sogenannten
Sprungtemperatur, praktisch verschwindet Als Supraleitermaterialien kommen dabei insbesondere die
Metalle Niob und Blei und sogenannte Hochfeldsupraleitermaterialien in Frage. Als Hochfeldsupraleitermaterialien
sind beispielsweise supraleitende Legierungen aus Niob und Zirkon oder Niob und Titan,
gegebenenfalls mit Zusätzen weiterer Stoffe, und intermetallische supraleitende Verbindungen wie Niob-Zinn
bekannt Zur sogenannten Stabilisierung werden die Supraleiter vorteilhaft noch mit elektrisch normalleitenden
Metallen wie Kupfer oder Aluminium gut elektrisch leitend und wärmeleitend verbunden. Beispielsweise
können die Supraleiter in diese elektrisch normalleitenden Metalle eingebettet sein.
Zur Kühlung von Leitern aus elektrisch normalleitendem Metall eignen sich insbesondere Flüssigkeiten mit einer Siedetemperatur unterhalb von 150K, wie beispielsweise flüssiger Wasserstoff, flüssiger Stickstoff oder auch flüssige Erdgase sowie kalte Gase entsprechender Temperaturen. Zur Kühlung von Supraleitern kommt praktisch nur flüssiges oder superkritisches Helium, für NbGeAI oder NbjGe gegebenenfalls auch Wasserstoff in Frage.
Zur Kühlung von Leitern aus elektrisch normalleitendem Metall eignen sich insbesondere Flüssigkeiten mit einer Siedetemperatur unterhalb von 150K, wie beispielsweise flüssiger Wasserstoff, flüssiger Stickstoff oder auch flüssige Erdgase sowie kalte Gase entsprechender Temperaturen. Zur Kühlung von Supraleitern kommt praktisch nur flüssiges oder superkritisches Helium, für NbGeAI oder NbjGe gegebenenfalls auch Wasserstoff in Frage.
Solche Kabel zur Gleich- oder Wechselstromübertragung
lassen sich vorteilhaft flexibel ausbilden. Sie enthalten dann beispielsweise in ihrem Inneren einen
hohlen, flexiblen Stützkörper, auf dem eine oder mehrere Lagen aus draht- oder bandförmigen Leitern
aufgebracht sind. Ein entsprechendes Kabel mit mehreren konzentrisch zur Kabelachse angeordneten
Leiterlagen ist aus der deutschen Auslegeschrift 18 14 036 bekannt. Dieses Kabel ist mit einem
Isolierstoffkern als Stützkörper versehen, auf dem mehrere, durch bandförmiges Isoliermaterial untereinander
beabstandete Leiterlagen angeordnet sind. Die Leiterlagen bestehen aus elektrisch leitfähigen Metalldrähten,
die mit einem supraleitenden Material überzogen sind. Die Metalldrähte sind schraubenlinienförmig
gewickelt, und zwar mit einem Winkel θ zur Kabelachse, der gleich arc sin (TFisi. Dabei bedeutet k
das Verhältnis des bei einer Abkühlung in dem entsprechenden Temperaturbereich gegebenen mittleren
Ausdehnungskoeffizienten der Metalldrähte zu dem des Isoliermaterials des Stützkörpers oder der Isolationsschicht
zwischen zwei benachbarten konzentrisehen Leiterlagen. Mit dieser Wahl des Steigungswinkels
der Metalldrähte wird vermieden, daß aufgrund der unterschiedlichen Schrumpfungskoeffizienten des Isolationsmaterials
und der Metalldrähte eine unterschiedliche Längenänderung bei Abkühlung des Kabels auftritt.
Der Steigungswinkel Θ der Metalldrähte bezüglich der Kabelachse kann beispielsweise bei Verwendung von
Aluminiumdrähten ungefähr 25° betragen, wenn das verwendete Isoliermaterial bei einer Temperaturabnahme
von 300 K auf 25 K eine Schrumpfung von 2% aufweist. Der Aluminiumdraht schrumpft bei dieser
Temperaturänderung gleichzeitig um etwa 4,2%o.
Eine derartige vollständige Längenkompensation für ein flexibles Kabel mit supraleitenden Einzeldrähten,
speziell für einen flexiblen Phasenleiter eines Wechselstromkabels,
kann jedoch bei Verwendung von Leiterund Isoliermaterialien mit anderen Schrumpfungswerten,
insbesondere bei Abkühlung auf die Temperatur des flüssigen Heliums, mit Schwierigkeiten verbunden sein.
Diese Schwierigkeiten können zu Einschränkungen bei der Auswahl des Träger- und des Isoliermaterials
führen. Zwar ergibt sich bei der Verwendung eines Niob-Aluminiumleiters mit einer Schrumpfung von
3,2% in Verbindung mit dem sehr stark schrumpfenden ic Kunststoff Polyäthylen, das eine Schrumpfung von 2 bis
2^5% aufweist, ein erwünschter Steigungswinkel von 20
bis 25°. Dieser Winkel ist auch mit den bekannten Kabelwickelmaschinen verhältnismäßig leicht zu erreichen.
Außer bei Polytetrafluoräthylen oder Propylen, die nahezu den gleichen Schrumpfungskoeffizienten wie
Polyäthylen besitzen, aber verhältnismäßig kostspielig sind, haben jedoch alle weiteren verwendbaren
Kunststoffe und auch Papiere eine geringere Schrumpfung. Das Verhältnis Jt des mittleren Au jdehnungskoeffizienten
der Metalldrähte zu dem diese Kunststoffe oder Papiere liegt somit über 0,16.
Bei Verwendung von Materialien mit geringerer Schrumpfung als bei Verwendung von massivem
Polyäthylen ergeben sich jedoch zu einer vollständigen Längenkompensation gemäß der Formel I = arc sin/Έ
Steigungswinkel, die größer als 25° sind. Dies hat unter anderem zur Folge, daß der elliptische Drahtquerschnitt
des Supraleiters bei einem Schnitt senkrecht zur Leiterachse an Exzentrizität zunimmt. Damit wird bei 3u
einem vorgegebenen Durchmesser der in einzelne Drähte aufgelösten Leiterlage die Anzahl der Drähte
reduziert und somit die Stromtragfähigkeit des Leiters, insbesondere des Phasenleilers eines Wechselstromkabels,
verringert Ferner nimmt dann auch die lnduktivitat
des Wechselstromphasenleiters und damit auch das magnetische Feld im Inneren des Kabels, d. h. innerhalb
des Stützkörpers, zu. Hierdurch erhöht sich der induktive Widerstand und damit der induktive Spannungsabfall
liings des Kabels. Auch können dann in metallischen Meßsonden oder bei einer Heliumzuleitung
Wirbelströme erzeugt werden. Darüber hinaus wird mit einer Vergrößerung des Steigungswinkels auch
die Wickeltechnik erschwert.
Zur Bewicklung des Kabels wird deshalb für die Drähte im allgemeinen ein Steigungswinkel von
maximal 25° vorgegeben. Hierdurch ist die Auswahl der Isolationsmaterialien stark eingeschränkt, da zu einer
vollständigen Längenkompensation gemäß der genannten Formel dann nur Materialien mit einem verhältnismäßig
großen Schrumpfungswert von beispielsweise größer als 2% verwendet werden können. Das bedeutet,
daß das Verhältnis k des bei der Schrumpfung gegebenen mittleren Ausdehnungskoeffizienten der
Metalldrähte zu dem entsprechenden Ausdehnungskoeffizienten der Isolationsmaterialien höchstens 0,18
betragen darf.
Ferner hat sich gezeigt, daß die Werte für die Schrumpfung bei gleichem Ausgangsmaterial, jedoch
verschiedenen Herstellungs- oder Verarbeitungsverfahren sehr unterschiedlich sind. So hat z. B. Niederdruckpolyäthylenband
mit einei '·'-ke von 100 μΐη bei einer
Abkühlung auf Tieftemperatur eine Schrumpfung von etwa 2,65%, während Niederdruckpolyäthylenband mit
einer Stärke von 45 μίτι nur 1,4% Schrumpfung aufweist.
Massives Niederdruckpolyäthylen hingegen schrumpft um 2,2%. Werden jedoch Polyäthylenvliese vorgesehen,
die vorteilhaft zur Isolation zwischen konzentrischen Leiterlagen von Phasenleitern eines Wechselstromkabels
verwendet werden, so liegt die Schrumpfung dieses Materials bei Abkühlung auf Tieftemperatur etwa
zwischen 0,75 und 0,95%.
Es hat sich außerdem herausgestellt, daß von
Niederdruckpolyäthylen mit seinen für eine gemäß tier genannten Formel vollständige Längenkompensation
günstigen großen Schrumpfungswerten hohe Zugräfte beim Abkühlen auf die drahtförmigi_n Leiter ausgeübt
werden. Polyäthylenvliese hingegen weisen gute Gleiteigenschaften zwischen den drahtförmigen Leitern und
dem Kunststoffmaterial auf. Es ergeben sich somit geringere Zugkräfte beim Abkühlen; der zu einer
vollständigen Längenkompensation erforderliche Steigungswinke! Θ beträgt jedoch für dieses Kunststoffmaterial
41°, da das Verhältnis k des mittleren Ausdehnungskoeffizienten der Metalldrähte zu dem entsprechenden
Ausdehnungskoeffizienten dieses Kunststoffmaterials etwa 0,43 beträgt
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die bekannte Längenkompensationseinrichtung für ein elektrisches
Kabel der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß für den Stützkörper Materialien vorgesehen
werden können, die eine geringere Schrumpfung als massives Polyäthylen aufweisen, und daß dennoch eine
weitgehende Längenkompensation ermöglicht wird, ohne daß dabei ein vorbestimmter Maximalwert des
Steigungswinkels Θ überseht itten werden muß.
Diese Aufgabe wird für eine Längenkompensationseinrichtung
der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für eine Kabelstrecke
vorgegebener Länge ein solches Isolationsmaterial des Stützkörpers gewählt ist, daß das Verhältnis k der
Ausdehnungskoeffizienten größer 0,18 ist, und daß in einem Kabelteilstück den Metalldrähten bei Raumtemperatur
jeweils die Form einer Schlaufe solcher Länge gegeben ist, daß sie bei Tieftemperatur zumindest
annähernd gestreckt an dem entsprechenden Stützkörperteilstück anliegen.
Der vorgegebene maximale Steigungswinkel Θ ist dabei zu klein, um bei Abkühlung der Kabelstrecke eine
vollständige Längenkompensation gemäß der Formel Θ = arc sin/Έ zu ermöglichen. Mit den Schlaufen
vorbestimmter Länge können jedoch die dann noch verbleibenden axialen Dehnungsunterschiede zwischen
dem Stützkörper und der ihm zugeordneten Leiterlage vollständig kompensiert werden.
Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß ein nach fertigungstechnischen Gesichtspunkten
günstiger Steigungswinkel der Drähte von maximal 25° vorzusehen ist. Dennoch kann für den
Stützkörper ein Isolationsmaterial verwendet werden, das ein verhältnismäßig reibungsarmes Gleiten der
Drähte der Leiterlage auf dem Stützkörper ermöglicht, obwohl dieses Material einen verhältnismäßig geringen
mittleren Ausdehnungskoeffizienten in dem Temperaturbereich der Abkühlung hat.
Falls konzentrische Leiterlagen, beispielsweise für den Phasenleiter eines supraleitenden Drehstrom- oder
Wechselstromkabels, vorgesehen sind, die durch eine hohlzylinderförmige Isolationsschicht voneinander getrennt
sind, bildet diese Isolationsschicht für die auf ihr angeordnete Leiterlage einen Teil des Stützkörpers. Für
diese Isolationsschicht kann vorteilhaft ein Material mit einem sehr geringen dielektrischen Verlustfaktor
gewählt werden, das ebenfalls ein reibungsarmes Gleiten der Drähte der konzentrischen Leiterlagen
gewährleistet.
Nach einer Ausbildung der Längenkompensationseinrichtung gemäß der Erfindung können Mittel zur
Fixierung der gestreckten Metalldrähte auf dem Stützkörperteilstück längs des Kabelteilstücks bei
Tieftemperatur vorgesehen sein. Die Mittel zur Fixierung können beispielsweise Ringe sein, die über die
Leiterlagen aus den gestreckten Metalldrähten geschoben werden. Es lassen sich somit Leiterbewegungen, die
bei Verwendung von supraleitenden Drähten zu deren Normalleitung führen können, ausschließen.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung und deren in den Unteransprüchen gekennzeichneten Weiterbildungen
wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in deren Figur schematisch eine Ausbildungsmöglichkeit einer
Längenkompensationseinrichtung gemäß der Erfindung veranschaulicht ist.
In der Figur ist in einem schematischen Längsschnitt ein flexibles, supraleitendes Kabel mit einer Längenkompensationseinrichtung
gemäß der Erfindung teilweise angedeutet. Die auf der linken Seite bezüglich einer Achse A angeordnete Hälfte soll sich dabei auf
Raumtemperatur von etwa 300 K befinden, während die rechte Hälfte auf Tieftemperatur, beispielsweise auf 4 K
abgekühlt sein soll. Eine mit ^bezeichnete Kabelslrecke vorgegebener Länge dient beispielsweise als Innenleiter
eines Drehstromphasenleiters. Sie enthält einen Stützkörper 3, der beispielsweise aus einer Kunststoffspirale
besteht Er kann ebenfalls ein Kunststoffwellschlauch oder ein anders geformter, flexibler Kunststoff-Stützkörper
sein. Um diesen Stützkörper 3 ist eine Leiterlage 4 aus einzelnen, auf der Mantelfläche des Stützkörpers
in Umfangsrichtung nebeneinanderliegenden supraleitenden Drähten 5 angeordnet. Die supraleitenden
Drähte, beispielsweise Aluminiumdrähte mit einer supraleitenden Niob-Schicht, sind untereinander isoliert
und mit einem Steigungswinkel 6 gegenüber der Kabelachse A um den Stützkörper 3 gewickelt Sie
werden beispielsweise entweder durch aufgebrachte Folienbänder der Isolierung oder, wie im Ausführungsbeispiel gezeigt, durch Bandagebänder 6 auf dem
Stützkörper 3 gehalten. Die Bandagebänder sind mit öffnungen 7 versehen, die an einzelnen Stellen einem
Kühlmittel den direkten Zutritt zu den supraleitenden Drähten 5 ermöglichen.
Ein in der Figur mit |S_ bezeichnetes Kabelteilstück
bildet beispielsweise ein Endstück des supraleitenden Kabels und ist mit einem normalleitenden Anschlußstück
_9 verbunden. Im Kabelteilstück 8_ ist das entsprechende Teilstück des Stützkörpers als starres
Stützrohr 10 ausgebildet, auf dem die supraleitenden Drähte, von denen in der Figur zwei diametral
angeordnete Drähte i i und i2 gezeigt sind, paraiiei zur
Richtung der Kabelachse A geführt sind. Diese Drähte 11 und 12 enden an einer gut- und normalleitenden,
ringförmigen Metallplatte 13 des normalleitenden Anschlußstücks J^ Mit dieser Platte 13 sind ferner
Normalleiterlitzen 14 elektrisch leitend verbunden, beispielsweise angelötet Sie stellen Teile einer Stromzuführung
von Raumtemperatur auf Tief temperatur dar und können sich im Gasstrom eines verdampften
Kühlmittels befinden.
Mit der ringförmigen Metallplatte 13 des Anschlußstücks _9_ ist ebenfalls das starre Stützrohr 10, das zum
Kühlmitteldurchtritt noch durchbrochen sein kann, fest verbunden.
Die supraleitenden Drähte 5 der Leiterlage 4 sind nur bis zur Verbindungsstelle 15 zwischen der supraleitenden
Kabelstrecke 2 und dem Kabelteflstück 8 mittels der Bandagebänder 6 auf dem Stützkörper 3 gehalten.
Gemäß der Darstellung im linken Teil der Figur sind diese Drähte in dem Kabelteilstück 8^bei Raumtemperatur
jeweils zu einer Schlaufe 16 gebogen. Diese Schlaufe ist in der Figur nur für einen einzigen Leiter 12
veranschaulicht. Das oberste Stück des Leiters 12 ist bis zur Anschlußplatle 13 des Anschlußstücks _9_ durch
aneinanderliegende Ringe 17 und 18 auf das Stützrohr 10 gepreßt und dadurch fixiert An dem unteren, der
Kabelstrecke _2_ zugewandten Ring 18 ist mindestens eine Schubstange 19 befestigt, die durch entsprechende
Bohrungen der Ringe 17 sowie der Anschlußplatte 13 parallel zur Kabelachse A geführt ist Zur Abdichtung
der Durchführung durch diese Anschlußplatte 13 kann auf der Seite des Anschlußstücks 9 die Schubstange über
einen Wellkörper 20 abgedichtet sein.
Die Länge der Schlaufen 16 wird bei Raumtemperatur so bemessen, daß der bei Abkühlung des Kabels
auftretende axiale Längenunterschied zwischen der Leiterlage 4 aus den Drähten 5 und deren Slützkörper 3
ausgeglichen wird. Dieser Längenunterschied ergibt sich, weil die supraleitenden Drähte 5 mit einem
Steigungswinkel Θ gewickelt sind, der kleiner als arc sin /Xist Dabei stellt k das Verhältnis zwischen den
Ausdehnungskoeffizienten des Leitermaterials und dem des Isolationsmaterials des Stützkörpers 3 dar.
Bei einem Abkühlungsvorgang werden nun die Schlaufen 16, die der noch verbleibenden Verkürzung
des Leiters bei der Schrumpfung entsprechen, abgebaut.
bis die supraleitenden Drähte 12 straff gespannt sind.
Diese straffe Spannung ist im rechten Teil der figur
durch die supraleitenden Drähte 11 veranschaulicht Diese Drähte 11 sind im supraleitenden Zustand gegen
Bewegungen, die beispielsweise durch das eiektromagnetische Feld erzeugt werden können, in hohem Maße
empfindlich. Derartige Leiterbewegungen führen nämlich zur Erhöhung der Leiterverluste bzw. zum Normalleitendwerden
der Supraleiter. Deshalb ist vorgesehen, daß die gespannten Leiterenden nach erfolgter
Abkühlung auf Tieftemperatur in ihrer Lage auf dem Stützrohr 10 fixiert werden können. Die Schubstangen
19 können deshalb in Pfeilrichtung, wie in der figur veranschaulicht ist, betätigt werden und schieben die
Ringe 17, 18 über den jetzt gestreckten supraleitenden Draht 11, der somit etwa bis zur Verbindungsstelle 15
zwischen dem Kabelteilstück 8. und der supraleitenden Kabelstrecke 2_ fixiert wird. Um einen definierten,
gleichmäßigen Abstand der Ringe 17 untereinander zu gewährleisten, können Abstandselemente 21, beispielsweise
Schrauben, Hülsen, Drähte oder Winkelstücke aus Kunststoff dienen, die beim Bewegen der Schubstange
Ringe 17 in einem vorgegebenen Abstand nachfolgen lassen. In der Figur ist nur eines dieser Abstandselemente
21 zwischen dem untersten der Ringe 17 und dem ihm benachbarten Ring 18 angedeutet Die Betätigung der
Schubstangen kann manuell oder pneumatisch in konventioneller, bekannter Weise durch das Anschlußstückjthindurch
erfolgen.
Bei einer Verwendung eines Wellschlauchs als Stützkörper 3 kann dieser bis zur Anschlußplatte 13 des
Anschlußstücks _9_ hochgezogen und gegen Knicken mittels eines Kunststoffrohrs in seinem Inneren zu
einem starren Stützrohr 10 versteift werden.
Neben der in der Figur dargestellten Ausführungsform einer Längenkompensationseinrichtung mit innerem
Stützkörper und äußeren Leitern kann anstelle des starren Stützrohrs 10 auch ein äußerer, hohlzylinderför-
miger Kunststoffkörper verwendet werden, auf dessen Innenseite die Leiter 11 bzw. 12 und die Ringe 17 und 18
angeordnet sind.
Ferner können auch anstelle der Schubstange 19 zwei diametral zueinander liegende Stangen verwendet
werden, die etwa der Schubstange 19 für den Leiter 11
entsprechen und die jeweils in einer Öffnung der Anschlußplatte 13 gelagert und mit Halbringen
versehen sind. Diese Schubstangen lassen sich scherenartig auseinander und zueinander bewegen und können
mittels der an ihnen befestigten Halbringe eine Fixierung der Leiter 11 bewirken.
In der Figur ist eine Längenkompensationseinrichtung
gemäß der Erfindung im Zusammenhang mit einem Anschlußstück _9_ eines Kabelendverschlusses veranschäüücht.
Diese Lsn£TenkomnenSii
sind in entsprechenden Anordnungen auch bei Muffen möglich, wenn man die supraleitende Kabelstrecke 2_
und das Kabelteilstück jS.spiegelbildlich an die Platte 13
anbringt. Hierbei vereinfacht sich die Anordnung durch Wegfall der dann nicht erforderlichen Dehnungskörper
20 für die Schubstangen 19.
In der Figur ist nur eine Lage aus supraleitenden Drähten 5, 11, 12 auf einem Stützkörper 3 bzw. 10
wiedergegeben. Solche einlagigen Anordnungen lassen sich beispielsweise für supraleitende Gleichstromkabel
verwenden. Für supraleitende Wechselstromkabel können konzentrische Anordnungen von zwei oder mehr
Leiterlagen verwendet werden, deren Aufbau entsprechend dem in der Figur gezeigten ist. Als Stützkörper
für deren Leiterlagen dienen dann der Stützkörper 3 und die zwischen benachbarten Leiterlagen angeordneten
Isolationsschichten. Die Auswahl des Isolationsmaterials des Stützkörpers und dieser Isolationsschichten
ist nach elektrischen Gesichtspunkten frei. Zur Fixierung mehrerer konzentrischer Lciterlagen ist nur
erforderlich, daß die Materialien für diesen Stützkörper und für diese Isolationsschichten sowie gegebenenfalls
auch für die Bandagebänder die gleichen Schrumpfungswerte besitzen. Diese Schrumpfung ist für Kunststoffe
mit guten Gleiteigenschaften der auf ihnen aufgebrachten Metalldrähte sowie mit geringen dielektrischen
ίο Verlusten im allgemeinen kleiner als 2,2%, während die
Schrumpfung der Leiter etwa 3,2°/oo beträgt. Da man die leitenden Drähte auf dem Stützkörper bzw. der
Isolierung unter einem Winkel schraubenlinienförmig wickelt, der für die Leiterherstellung und die Auftrommelung
des Kabels am günstigsten ist, beispielsweise unter einem Winke! von 20°, weist eine solche
Kabelstrecke nur eine teilweise Längenkompensation auf. Zur völligen Kompensation sind die Zusatzmaßnahmen
in Form der Längenkompensationseinrichtung gemäß der Erfindung erforderlich. Die supraleitenden
Drähte 5 der Kabelstrecke 2_ müssen dabei relativ zu ihren Bandagebändern 6 bzw. ihrer äußeren Isolation
und zu dem Stützkörper 3 gleiten können, damit sie bei Abkühlung der Kabelstrecke auf Tieftemperatur sich
auf einer vorgegebenen Länge der Kabelstrecke gleichmäßig straffen können und somit die zusätzliche
Leiterlänge in den Schlaufen 16 eliminieren. Hierdurch wird auch eine Zugentlastung auf die Drähte in den
Leiterlagen erreicht. Da das Gleiten der Bandagen bzw. der Isolierung aufeinander beim Abkühlen um den
Weganteil, der durch die Schlaufen aufgenommen wird, reduziert ist, sind entsprechend die auftretenden
Zugkräfte ebenfalls reduziert.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. LäiigenkoiKpensationseinrichtung für ein elektrisches
Kabel mit einem Stützkörper aus einem Isolationsmaterial und mindestens einer auf dein
Stützkörper aufgebrachten Leiterlage aus auf Tieftemperatur zu kühlenden Metalldrähten, insbesondere
supraleitenden Drähten, die schraubenlinienförmig um den Stützkörper gewickelt sind mit
einem Steigungswinkel Θ zur Kabelachse der in Abhängigkeit von der Formel arc sin fT gewählt ist
und maximal 25° beträgt, wobei k das Verhältnis des mittleren Ausdehnungskoeffizienten der Metalldrähte
zu dem des Isolationsmaterials des Stützkörpers ist und einen vorbestimmtenWert hat, da
dadurch gekennzeichnet, daß für eine Kabelstrecke (2) vorgegebener Länge ein solches
IsolationsmateTIäl des Stützkörpers (3) vorgesehen ist, daß das Verhältnis k der Ausdehnungskoeffizienten
größer 0,18 ist, und daß in einem Kabelteilstück (8) den Metalldrähten (12) bei Raumtemperatur
jeweils die Form einer Schlaufe (16) solcher Länge gegeben ist, daß sie bei Tieftemperatur zumindest
annähernd gestreckt an dem entsprechenden Slützkörperteilstück
(10) anliegen.
2. Längenkompensationseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß M'ttel zur
Fixierung der gestreckten Metalldrähte (11) auf dem Stützkörperteilstück (10) längs des Kabelteilstücks
(8) bei Tieftemperatur vorgesehen sind.
3. Längenkompensationseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur
Fixierung Ringe (17,18) sind, die über die Leiterlage aus den gestreckten Metalldrähten (11) bei Tieftemperatur
geschoben werden.
4. Längenkompensationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
in dem Kabelteilstück (8) eine Befestigung der Metalldräht.e (11, 12) am Stützkörperteilstück (10)
vorgesehen ist.
5. Längenkompensationseinrichkung nach Anspruch
4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalldrähte (11, 12) und das Stützkörperleilstück (10) an
einer ringförmigen Platte (13) befestigt sind.
6. Längenkompensationseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (13)
ein Teil eines normalleitenden Kabelanschlußstücks
(9) oder einer Kabelmuffe ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2452290A DE2452290C3 (de) | 1974-11-04 | 1974-11-04 | Längenkompensationseinrichtung für ein elektrisches Kabel. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2452290A DE2452290C3 (de) | 1974-11-04 | 1974-11-04 | Längenkompensationseinrichtung für ein elektrisches Kabel. |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2452290A1 DE2452290A1 (de) | 1976-05-06 |
DE2452290B2 DE2452290B2 (de) | 1980-07-31 |
DE2452290C3 true DE2452290C3 (de) | 1981-04-23 |
Family
ID=5929995
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2452290A Expired DE2452290C3 (de) | 1974-11-04 | 1974-11-04 | Längenkompensationseinrichtung für ein elektrisches Kabel. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2452290C3 (de) |
-
1974
- 1974-11-04 DE DE2452290A patent/DE2452290C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2452290B2 (de) | 1980-07-31 |
DE2452290A1 (de) | 1976-05-06 |
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Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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