DE3878022T2 - Anordnung bestehend aus einem abschirmantel fur ein kabel und damit verbundene verschraubung. - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft eine Montage eines Kabelabschirmmantels zum Schutz gegen elektromagnetische Strahlen, insbesondere im Bereich von quadratkilometrischen und kilometrischen Wellen, und einer Schraubverbindung.
• Ein besonderes Problem besteht hinsichtlich der Abhärtung bei elektromagnetischen Störungen (EMI) von Sende- oder Empfangsanlagen mit sehr niedrigen (VLF) und niedrigen Frequenzen (LF) sowie von akustischen Erfassungsanlagen, oder von anderen Systemen, die in diesem Frequenzbereich funktionieren.
• Man versucht ebenfalls, das Strahlen von Energie führenden Kabeln abzuschwächen, die häufig VLF- und LF- Störungsquellen sind (z.B. kann die Oberwelle der Reihe 170 des 60 Hertz den Omega-Empfang bei 10,2 KHz stören). Bei einer vorherigen Ausführung besteht die Abhärtung, d.h. die Unempfindlichkeit gegenüber elektromagnetischen Störungen bei niedrigen und sehr niedrigen Frequenzen, darin, den geradlinig verlaufenden Teil der Kabel mit Stahlmetallrohren abzuschirmen. An den gekrümmten Teilen der Verkabelung verwendet man einen Schlauch aus austenitischem Inoxstahl.
• Die Vielfalt der spezifischen Verbindungsorgane zwischen diesen verschiedenen Produkten erfordert die Einzelfertigung von mehr oder weniger komplexen Anpassungsteilen.
• Ist das dicke Stahlrohr eine wirksame Abschirmung gegenüber diesen Frequenzen, so hat der Schlauch aus austenitischem Inoxstahl nur wenig Interesse, da die magnetische Durchlässigkeit dieser Inoxstähle fast 1 beträgt.
• Die Unterlage FR-A-2520548 beschreibt einen mehrschichtigen, konzentrischen Abschirmmantel mit einem Schirm mit einem hohen magnetischen Durchlässigkeits-Koeffizienten, der aus der abwechselnden Überlagerung von Schichten aus homogenen Bahnen von leitenden, nicht ferromagnetischen Elementen und von Schichten aus ferromagnetischen Elementen besteht.
• Man kennt ebenfalls das Patent FR 2 532 463, das einen Kabelschutzmantel gegen elektromagnetische Störungen und Korrosion beschreibt, wobei dieser Mantel eine kennzeichnende Kombination von ferromagnetischen Schichten mit niedrigem Magnetisierungsvermögen, wie Flusstahl, und mit hohem Magnetisierungsvermögen, wie Siliziumstahl, aufweist, die in ein leitendes Füllmaterial eingefügt werden, wobei sich dieses Fül1material selbst zwischen zwei leitenden Kunststoffschichten befindet. Dieser Mantel eignet sich nicht für elektromagnetische Niedrigfrequenzstrahlungen.
• Es ist bekannt, dass die Wirksamkeit der Abschirmung bei Frequenzen von 10 bis 100 Khz ungemein verbessert wird, wenn man einen Schirm mit einem hohen magnetischen Durchlässigkeitskoeffizienten benutzt. Die Komponente H der elektromagnetischen Welle ist bei niedrigen Frequenzen aktiver, als bei hohen Frequenzen.
• Die optimale Abschirmwirksamkeit wird dann erreicht, wenn man einerseits das Kraftfeld und andererseits das Magnetfeld der Welle abschwächt.
• Beherrscht man die Abschirmungstechnologie des Kraftsfeldes, so hat diejenige des Magnetfelds die auf den Rohstoffen beruhende Entwicklung nicht gefolgt.
• Das Patent FR 2 461 342 beschreibt jedoch ein Kabel mit hoher Störfestigkeit gegenüber elektromagnetischen Strahlungen. Das Kabel ist von einer elastischen Verkleidung ummantelt, die hauptsächlich aus einem magnetischen Verbundwerkstoff besteht, der zwischen zwei leitenden elastischen Abschirmungen eingesetzt ist. Diese Verkleidung ist jedoch mechanisch mit dem Leiterkabel verbunden und weist keine Möglichkeit radialer Elastizität auf, um an Kabel von auch nur leicht abweichenden Abmessungen angepasst werden zu können.
• Diese Erfindung lindert die o.g. Nachteile, indem sie einen Mantel vorschlägt, der eine gewisse axiale und radiale Geschmeidigkeit aufweist und somit seine Anpassung an verschiedene Kabeltypen und
• -konfigurationen gestattet, einen wirksamen Schutz dieser Kabel gegenüber elektromagnetischen Strahlungen im Bereich der quadratkilometrischen und kilometrischen Wellen bietet und mit Standardverbindern ausgestattet werden kann.
• Ziel der Erfindung ist daher eine Montage gemäss dem Patentanspruch 1.
• Der Schirm besteht vorzugsweise aus zwei übereinander angeordneten, in nebeneinander liegenden Windungen gewickelten Mu-Metallstreifen, die zwischen zwei Geflechten aus verzinntem Kupfer angebracht sind.
• Der Abschirmmantel gestattet es, die Anlage gleichmässig abzuhärten. Er weist eine gewisse Geschmeidigkeit auf, wodurch das gleiche Produkt über die gesamte Verkabelungslänge verwendet werden kann (gerader oder gekrümmter Teil), und er kann mit Verbindern ausgestattet werden, die an der Verbindung des Einpackungskörpers mit ihrem Gewindeteil über einen elastischen Kontakt verfügen, was den Einsatz des Produkts vereinfacht.
• Die Verwendung von Verbindern, die an jeden Anschluss oder an jede Stopfenbuchse angepasst sind, verstärkt die allgemeine Wirksamkeit der Abhärtung durch die Verbesserung der elektromagnetischen Störfestigkeit, dank der Einschränkung der elektromagnetischen Undichtigkeitsrisiken.
• Die Überlagerung von Metallschichten mit hoher magnetischer Durchlässigkeit in Berührung mit Metallgeflechten gewährleistet eine wirksame galvanische Koninuität.
• Weitere Vorteile gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von beispielsweisen und unbegrenzten, schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen hervor. Es zeigen:
• - Die Fig. 1 eine explodierte Ansicht des Mantels.
• - Die Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Verbinders.
• Der Abschirmungsmantel besteht aus von innen nach aussen um ein Stromkabel 20 herum konzentrisch angeordneten, wie folgt definierten Schichten.
• Die erste Schicht 1 ist ein Inoxstahldraht mit einem Durchmesser von 2 mm, der als Spirale mit einer Teilung von 10 mm aufgerollt ist. Dieser Draht dient zur Gewährleistung der mechanischen Festigkeit des Produkts gegenüber radialen Kräften.
• Die zweite Schicht 2 ist eine Isolierfolie, die dazu dient, den direkten Kontakt des Inoxstahldrahtes mit dem Elastomer zu vermeiden, der bei der Ausführung erforderlich sein kann.
• Danach findet man eine dritte Schicht 3 aus Elastomer, einem selbstverlöschenden Silikongummi, das weder Halogennoch Giftgase entwickelt.
• Die vierte Schicht 4 besteht aus einer sehr dünnen Isolierfolie, die die obere Kupferschicht vom Elastomer trennt. Dieser Film erleichtert die Blosslegung des Mantels.
• Der Schirm mit hohem Durchlässigkeitskoeffizienten folgt auf eine fünfte Schicht 5, die aus einem Geflecht aus verzinntem Kupfer mit hohem Überdeckungsvermögen besteht. Danach findet man zwei ca. 25 mm breite und 1/10tel mm dicke Schichten 6 und 7 aus Mu-Metall, die zu nebeneinander liegenden Windungen gewickelt sind, z.B. mit einem Winkel von 60º im Verhältnis zur Längsachse des Mantels. Die relative magnetische Durchlässigkeit des Metalls muss mindestens 50 000 betragen.
• Der mit dem Streifen 6 identische Streifen 7 aus Mu-Metall dient zur Gewährleistung einer Überdeckung des daneben liegenden Teils des vorherigen Streifens.
• Das Mu-Metall kann von einer strukturlosen, ggfs. Phosphor enthaltenden Legierung aus Eisen-Nickel-Bor ersetzt werden, wie diejenige, die unter dem Handelsnamen "MET GLAS" bekannt ist, und die selbst nach einer eventuellen mechanischen Verformung eine hohe magnetische Durchlässigkeit beibehält.
• Der Schirm ist von einem Geflecht 8 aus verzinntem Kupfer mit hohem Überdeckungsvermögen bedeckt, das wiederum von einer mit der Schicht 2 identischen Schicht 9 und mit einer mit der Schicht 3 identischen Elastomerschicht 10 bedeckt ist.
• Ausserdem soll eine Verkleidung 11 gegen mechanische und chemische Angriffe, insbesondere in militärischer Umgebung, Schutz bieten.
• Bei der Montage der Mäntel können die herkömmlichen Schraubverbinder auch im Magnetformungsverfahren aufgequetscht werden. Da die Verwendung eines austenitischen Inoxstahls auszuschliessen ist, und zur Gewährleistung der galvanischen Konituität zwischen den magnetischen und elektrischen Abschirmungen mit den Masseebenen, verwendet man einen martinsitischen oder ferritischen, rostfreien Werkstoff, um eine ordnungsgemässe Korrosionsbeständigkeit und eine einwandfreie magnetische Durchlässigkeit zu verbinden.
• Die Fig. 2 zeigt einen spezifischen Verbinder 21, der dem erfindungsgemässen Mantel angepasst ist, mit einem Einpackungsbereich 22, der durch einen elastischen Kontakt 24, z.B. aus Phosphorbronze oder aus Kupfer, von einem Schraubring 23 getrennt ist, um die galvanische Kontinuität zwischen dem Einpackungsbereich 22 und dem Ring 23 zu gewährleisten. Ein Stahlring 25 gewährleistet die mechanische Halterung der Teile 22 und 23. Letztlich gestattet ein Schraubring den mechanischen Anschluss an eine Kabeldichtung 26.

Claims (9)

1 - Montage von konzentrischen, mehrschichtigen, elastischen Abschirmungsmänteln für Stromkabel (20), insbesondere zum Schutz gegen elektromagnetische Strahlung bei niedrigen Frequenzen, wobei die Mäntel zwischen zwei Isolierschichten (2-4, 9-10) über einen Schirm (5-8) mit einem hohen magnetischen Durchlässigkeitskoeffizienten verfügen, der aus mindestens zwei Streifen aus Eisen- Nickel-Legierung mit Gefügeausbildung oder aus einer strukturlosen Eisen-Nickel-Bor-Legierung besteht, die zwischen zwei Metallgeflechten (5, 8) mit geringer elektrischer Leitfähigkeit und hohem Überdeckungsvermögen angeordnet sind, und wobei die Montage über Schraubverbinder verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubverbinder aus einem rostfreien, martinsitischen oder ferritischen Werkstoff bestehen, ausserdem durch Magnetformung aufgequetscht sind, und an der Verbindung des Einpackungskörpers mit dem Gewindeteil des Verbinders über einen elastischen Stromkontakt (24) verfügen.

2 - Montage gemäss dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwischen zwei Isolierschichten (2-4, 9-10) über einen Schirm (5-8) mit hohem magnetischen Durchlässigkeitskoeffizienten verfügt, der aus mindestens einem Mu-Metallstreifen (6) besteht, der zwischen zwei Metallgeflechten (5,8) mit geringer elektrischer Leitfähigkeit und hohem Überdeckungsvermögen angeordnet ist.

3 - Montage gemäss dem Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm aus zwei übereinander angeordneten, in nebeneinander liegenden Windungen gewickelten Mu- Metallstreifen (6, 7) besteht, die zwischen zwei Metallgeflechten (5, 8) angebracht sind.

4 - Montage gemäss dem Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mu-Metallstreifen jeweils eine Breite von ca. 25 mm und eine Dicke von ca. 1/10tel mm aufweisen.

5 - Montage gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallgeflechte (5, 8) aus verzinntem Kupfer bestehen.

6 - Montage gemäss dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die interne Isolierschicht (2-4) aus, von innen nach aussen nacheinander angeordnet, einer Isolierfolie (2), einer Silikon-Elastomer-Schicht (3) und einer Isolierfolie (4) besteht.

7 - Montage gemäss dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die externe Schicht (9-10) aus, von innen nach aussen angeordnet, einer Isolierfolie (9) und einer Silikon-Elastomer-Schicht (10) besteht.

8 - Montage gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem über einen internen, spiralenförmig angeordneten Inoxstahldraht (1) verfügt.

9 - Montage gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem über eine aus einem Kunststoff bestehende Aussenverkleidung (11) zum mechanischen und chemischen Schutz verfügt.