DE408191C - Krarup-Leiter ohne magnetisches Laengsfeld - Google Patents

Description

• Krarup-Leiter ohne magnetisches Längsfeld. Es ist seit Krarup bekannt, daß sich die Selbstinduktion von Leitungen durch Umspinnung mit Draht oder Band in zweckmäßiger Weise erhöhen läßt. Um die Wirkung der magnetischen Schicht auf die Selbstinduktion und auf Widerstandserhöhung rechnerisch zu verfolgen, wird im allgemeinen angenommen (vgl. z. B. L a r s e n, E.T.Z. r908, S. 103o), daß sich alle magnetischen Induktionslinien nach einem Umlauf um den Leiter schließen, indem der Luftspalt, der bei dem schraubenartigen Aufbau der magnetischen Hülle vorhanden, ist, überbrückt wird. Eine eingehendere Untersuchung des magnetischen Feldes zeigt jedoch, daß es sehr viel verwickelter zusammengesetzt ist, und daß insbesondere eine von der Schraubenstruktur der magnetischen Hülle herrührende Komponente der magnetischen Induktion in Richtung der Leiterachse vorhanden ist. Diese Komponente muß auf einen den Leiter umschließenden, elektrisch leitenden Kreis, auch wenn dessen Ebene senkrecht zur Leiterachse steht, induzierend wirken; wenn also in dem mit Krarup-Umspinnung versehenen Leiter Wechselstrom fließt, wird auch in dem umhüllenden Kreis Wechselstrom fließen. Diese theoretischen Betrachtungen, die auch in Versuchen volle Bestätigung gefunden haben, sind für die praktische Verwendung von Krarup-Leitern von großer Bedeutung. Die in Richtung der Leiterachse verlaufende Komponente der magnetischen Induktion (Längsinduktion) kann erstens das Cbersprechen auf in der Nähe verlaufeAde Leitungen in unerwünschter Weise vergrößern. Zweitens können infolge dieser Komponente zusätzliche Widerstandserhöhungen auftreten, falls nämlich irgendwelche elektrisch leitende, den Leiter umgebende Schichten vorhanden sind, die dann wie Kurzschlußwindungen an einem Transformator wirken. Letztere Bedingung ist bei einadrigen i Kabeln fast stets erfüllt; als solche Schichten kommen sowohl das Seewasser, ein Man-' tel zum mechanischen Schutz als auch das bei Guttäperchakabeln zum Schutz gegen den Toredo herumgelegte Messingband in Betracht. Die Richtung der schädlichen magnetischen Komponente hat entgegengesetztes Vorzeichen, je nachdem, :ob die Krarup-Umspinnung eine Rechts- oder Linksschraube darstellt. Zur Vermeidung der genamaten Nachteile wird daher auf Grund der Erfindung vorgeschlagen, zwei oder mehr Krarup-Umspinnungen mit entgegengesetzter Drehrichtung um den Leiter zu legen und die einzelnen Lagen so zu bemessen, daß die über alle Lagen erstreckte Summe der magnetischen Induktion in Richtung der Leiterachse ganz oder angenähert gleich Null ist. Man hat auch früher schon aus mechanischen und anderen Gründen mehrere Lagen von Krarup-Umspinnungen verwendet, die aber im allgemeinen gleiche Abmessungen erhielten. Nun ist aber bei den hochwertigen Krarup-Umspinnungen die Permeabilität des magnetischen Materials sehr stark von der W ,ärmebehandlung abhängig, die nach Umspinnung des Leiters vorgenommen wird. Wegen der verschiedenen Abkühlungsgeschwindigkeit der Einzellagen werden sie daher eine verschiedene Permeabilität besitzen, und demgemäß wird auch die Längsinduktion verschieden sein. Das Ziel der Erfindung wird also durch derartige, zufällig gewählte Anordnungen nicht erreicht. Die Stärke der Längsinduktion hängt außer von der Permeabilität von der Dicke der Krarup-Schicht, der Breite des Bandes oder Drahtes und der Breite des Luftspaltes ab. Es ist notwendig, alle diese Größen so aufeinander abzustimmen, daß die Summe der Längsinduktion Null wird; das kann mit Hilfe von Versuchen oder durch Rechnung geschehen. - -Die Messung der Längsinduktion geschieht in der Weise, daß über den Krarup-Leiter eine, Spule geschoben wird, so daß die Achse der Spule mit der Achse des Leiters zusammenfällt. Die in der Spule induzierte Spannung ist dann der Längsinduktion proport:ö_?al. Sie kann entweder bei Benutzung von Gleichstrom mit dem ballistischen Galvanometer oder bei '\i'echselstrom mit einem Kompensationsverfahren gemessen werden. Durch Messung an Probestücken von verschieden bewickelten Krarup-Leitungen läßt sich so die günstigste Konstruktion feststellen.
• Aus der theoretischen Untersuchung des magnetischen Feldes ergibt sich die Größe der Längsinduktion angenähert proportional wobei b die Breite, b die Dicke und t, die Permeabilität des magnetischen Bandes, rt die Anzahl der Umwindungen pro Längeneinheit und r der mittlere Radius der Umspinnung ist; dabei ist vorausgesetzt, daß der magnetische Widerstand des Luftspaltes groß gegen den Widerstand des magnetischen Materials ist, beide genommen für einen ringförmig den Leiter umgebenden Induktionsfluß. Letztere Bedingung ist bei allen praktisch vorkommenden Fällen mit genügender Genauigkeit erfüllt. Die Maße der Einzelgrößen sind also so zu wählen; daß angenähert wobei die Summe über alle Schichten zu erstrecken-ist und die Glieder bei Rechtsschrauben entgegengesetztes Vorzeichen erhalten wie bei Linksschrauben.

Claims (2)

1. PATENT-ANSPRÜCHE: i. Mit einer Krarup-Hülle versehener Leiter, bei dem zwei oder mehrKrarup-Umwicklungen mit entgegengesetzter Drehrichtung um den Leiter gelegt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Permeabilität, die Dicke und Breite des magnetischen Bandes oder Drahtes und die Anzahl der Umwindungen pro Längeneinheit in den verschiedenen Schichten so aufeinander abgestimmt sind, daß die über alle Schichten erstreckte Summe der magnetischen Induktionen in Richtung der Leiterachse ganz . oder nahezu gleich Null ist.
2. 2. Verfahren zur Herstellung eines Krarup-Leiters nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Güte der Abstimmung durch Messung der Längsinduktion mit Hilfe einer über den Krarup-Leiter geschobenen Spule kontrolliert wird.