DE535532C

DE535532C - Deep sea cable for telecommunication purposes

Info

Publication number: DE535532C
Application number: DEE37900D
Authority: DE
Original assignee: Electrical Research Products Inc
Current assignee: Electrical Research Products Inc
Priority date: 1927-08-24
Filing date: 1928-08-23
Publication date: 1931-10-12
Also published as: FR662152A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Tiefseekabel für Fernsprech- und Telegraphierzwecke von der Art, die gewöhnlich eine Guttapercha- oder Balata'isolierung besitzt. Insbesondere betrifft die Erfindung Kabel der erwähnten Art, bei welchen der metallische Leiter induktiv belastet ist.The invention relates to subsea cables for telephone and telegraph purposes of the kind usually having gutta-percha or balata 'insulation. In particular, the invention relates to cables of the mentioned type in which the metallic conductor is inductively loaded.

Es wurde nun gefunden, daß in solchen Kabeln die Übertragung von in rascher Reihenfolge abgegebenen Telegraphierzeichen und von Strömen mit Fernsprechfrequenzen in hohem Grade erleichtert wird, wenn die spezifische Kapazität des Kabels verringert wird, ohne Rücksicht darauf, 9b die Wirkungen der spezifischen Kapazität durch die Belastung schon zum Teil ausgeglichen sind oder nicht. Bei der Verringerung der Kapazität dürfen jedoch die übrigen elektrischen Kennzeichen und die physikalischen Eigenschäften des Kabels, insbesondere diejenigen der Isolation, nicht in schädlicher Weise beeinflußt werden.It has now been found that in such cables the transmission of in faster Sequence of telegraph characters issued and of streams with telephone frequencies is greatly facilitated when the specific capacitance of the cable is reduced becomes, regardless of 9b, the effects of the specific capacity by the load are already partially balanced or not. In reducing capacity however, the other electrical characteristics and physical properties are allowed of the cable, especially those of the insulation, are not adversely affected will.

Um gemäß der Erfindung die spezifische Kapazität eines Unterseekabels zu verringern, welches mit einem thermoplastischen Material isoliert ist, wird als Isolation für den metallischen Leiter eine Masse verwendet, die bedeutende Gummimengen enthält. Gummi, insbesondere die gewöhnliche Handelsvrare, besitzt aber, wenn allein verwendet, weder die physikalischen Eigenschaften, die seine Verwendung bei Unterseekabeln wünschenswert machen, noch die für eine Unterseekabelisolation notwendige Stabilität und niedrige spezifische Leitfähigkeit. Der gewohnliche Gummi ist nicht imstande, die Eigenschaften der bisher üblichen Isolationsmischungen für Unterseekabel für längere Zeit zu verbessern, wenn derselbe als Bestandteil derartiger Mischungen verwendet wird.In order to reduce the specific capacity of a submarine cable according to the invention, which is insulated with a thermoplastic material is called insulation for the metallic conductor uses a mass that contains significant amounts of rubber. But rubber, especially the common commodity, has, when used alone, neither the physical properties that make its use in submarine cables desirable nor those for submarine cable insulation necessary stability and low specific conductivity. The common one Rubber is incapable of maintaining the properties of the previously common insulation compounds for undersea cables for longer periods Time to improve when used as part of such mixtures will.

Es wurde schon vorgeschlagen, für die Isolierung eines Seekabels an Stelle von Guttapercha synthetischen Kautschuk zu verwenden. Bei der Herstellung dieses synthetischen Kautschuks ist darauf acht zu geben, daß nicht Unreinigkeiten in den Kautschuk gelangen. Hierdurch wird nämlich dann durch denselben Wasser aufgesaugt, was für die elektrischen Eigenschaften des Isolationsmaterials nachteilig ist. Aus diesem Grunde ist die Herstellung von synthetischem Kautschuk sehr kostspielig, und infolgedessen ist dieses Produkt viel teurer als der Natur- gummi, ,so daß praktisch der synthetische Kautschuk für die Verwendung als Isolationsmaterial für Seekabel nicht in Frage kommt. It has already been suggested for the insulation of a submarine cable in place of gutta-percha to use synthetic rubber. When manufacturing this synthetic rubber, care should be taken to ensure that no impurities get into the rubber. This is because then through the same water absorbed, which affects the electrical properties of the insulation material is disadvantageous. Because of this, the manufacture of synthetic rubber very expensive, and as a result this product is much more expensive than natural rubber, , so that practically the synthetic rubber for use as insulation material for submarine cables is out of the question.

Erfindungsgemäß erhält der Naturgummi eine besondere Behandlung, um seine mechanischen Eigenschaften zu verbessern und dasAccording to the invention, the natural rubber receives a special treatment to its mechanical To improve properties and that

535332535332

Material derart zu beeinflussen, daß es sich nicht ändert, selbst wenn es äußerst lange unter dem Einfluß von Seewasser steht. .Die Behandlung bewirkt insbesondere eine. Zer-Setzung der im Gummi immer vorhandenen Proteine. Die Behandlung des Gummis kann zum Teil während des Mischens erfolgen, kann aber auch vor der Mischung oder während derselben vollständig ausgeführt werden. Die Zusätze können beispielsweise mehr als 25°/₀ der Gesamtmasse betragen und .aus Balata, Guttapercha, Montanwachs und Montanpech o. dgl. bestehen. Die verschiedenen Stoffe werden derart behandelt und zusarnmengearbeitet, daß in dem resultierenden Gemisch weniger als 0,15 °/₀ stickstoffhaltiger Bestandteile .in der Masse vorhanden sind.To influence material in such a way that it does not change, even if it is under the influence of seawater for an extremely long time. The treatment causes in particular a. Decomposition of the proteins that are always present in the rubber. The treatment of the rubber can take place partly during the mixing, but can also be carried out before the mixing or during the same completely. The additives may, for example, more / ₀ of the total mass amount as 25 ° and .from balata, gutta-percha, montan wax and montan pitch o. The like. Exist. The various materials are treated so zusarnmengearbeitet and that in the resulting mixture is less than 0.15 ° / ₀ nitrogenous components are present .in the composition.

Massen dieser Art besitzen nicht nur die für die erwähnten Zwecke erforderlichen allgemeinen physikalischen -Eigenschaften und behalten diese bei, sondern weisen "auch eine niedrige spezifische Leitfähigkeit und eine verhältnismäßig niedrige Dielektrizitätskonstante auf. Es wurde sogar ,gefunden, daß derartige Massen unter den Verhältnissen, die auf dem Meeresboden herrschen, eine niedrigere spezifische Leitfähigkeit und eine niedrigere Dielektrizitätskonstante Taesitzen als Guttapercha oder Balata unter ähnlichen Verhältnissen. Hierzu kommt, daß nach den-Materialpreisen für das Jahr 1928 die Kosten der Massen gemäß der Erfindung nur ein Drittel bis die Hälfte der Kosten für Guttapercha betragen wurden.Masses of this kind have not only the general ones required for the purposes mentioned physical properties and retain them, but also have "one low specific conductivity and a relatively low dielectric constant on. It has even been found that such masses under the circumstances that prevail on the sea floor, a lower specific conductivity and a lower dielectric constant Taesitzen than gutta-percha or balata among similar ones Circumstances. In addition, after the material prices for 1928, the costs of the masses according to the invention are only a third to half the cost of gutta-percha were amount.

Durch Zersetzung der Proteine wird der '-"- Stickstoffgehalt -des Gummis vorzugsweise derart verringert, daß nach der Hinzufügung der übrigen Stoffe -weniger als 0,150/0 des Stiekstoffgehaltes in der Masse vorhanden sind. In gewissen Fällen ist es wünschenswert, daß der Stickstoffgehalt nur 0,1 °/o oder noch weniger beträgt. Die übrigen thermoplastischen Isolationsstoffe werden vorzugsweise entharzt, bevor sie mit dem entproteinisierten Gummi gemischt werden. (Entproteinisierter Gummi ist ein Gummi, dessen Stickstoff inhalt verringert ist.) Die besten Ergebnisse werden anscheinend erzielt, wenn der Stickstoffgehalt des in der Isolationsmasse verwendeten Gummis weniger als - 0,15 Gewichtsprozent des Gummis beträgt.By decomposing the proteins, the '-' - nitrogen content - of the gum becomes preferential so reduced that after the addition of the remaining substances-less than 0.150 / 0 des Stiekstoffhaltes are present in the mass. In certain cases it is desirable that the nitrogen content is only 0.1% or less. The rest of the thermoplastic Insulation materials are preferably removed from the resin before they are deproteinized Rubber to be mixed. (Deproteinized gum is a gum with reduced nitrogen content.) The The best results are apparently achieved when the nitrogen content of the insulation material is used rubber used is less than - 0.15 percent by weight of the rubber.

Eine zweckmäßige Isolationsmasse wurde aus 35 Teilen entproteinisiertem Gummi (Gummi mit weniger als 0,15 °/₀ Stickstoffinhalt), 30 Teilen entharzter Balata und 35 Teilen gereinigtem Montanwachs hergestellt. Massen mit einem größeren oder geringeren Gummiinhalt können ebenfalls verwendet werden.An appropriate insulating composition was prepared from 35 parts of deproteinized rubber (rubber having less than 0.15 ° / ₀ nitrogen content), 30 parts entharzter balata and 35 parts of purified montan wax. Masses with a greater or lesser gum content can also be used.

Für die Isolation eines richtig konstruierten Kabels gemäß der Erfindung -wurde eine Dielektrizitätskonstante festgestellt, die nicht größer als 2,8 ist, während die spezifische Leitfähigkeit nicht mehr als 15 X 10—^G Mikrohm je cm³ beträgt, wenn mit Wechselstrom von 1000 Hz gemessen wird.For the insulation of a properly constructed cable according to the invention a dielectric constant has been found to be no greater than 2.8, while the specific conductivity is no more than 15 X 10- ^G microhms per cm ³ when measured with alternating current of 1000 Hz will.

Gemäß der Erfindung können in einem Unterseetelegraphenkabel oder -fernsprechkabel die obenerwähnten elektrischen Kennzeichen mit Belastungen für den metallischen Leiter kombiniert werden, wobei die Kennzeichen und Menge des Belastungsmaterials unter Berücksichtigung der verbesserten elektrischen Kennzeichen der Isolation gewählt werden. Es wurde gefunden, daß ein plastisch isoliertes Unterseekabel für Fernsprech- und Telegraphierzwecke entsteht, welches bei gegebenen Abmessungen einen größeren Nutzeffekt hat als die bis jetzt bekannten Kabel und bei dem ein gegebener- Nutzeffekt sich bei geringeren Abmessungen erzielen läßt, als bis jetzt möglich war, wenn die folgende Kombination verwendet wird:
a) ein metallischer Leiter; ■b) eine Isolation, die aus Gummi und einem oder mehreren vorzugsweise entharzten Zusätzen, wie Balata oder Montanwachs, ■besteht und auf Grund des geringeü Proteingehaltes des Gummis eine geringe spezifische Leitfähigkeit sowie eine niedrige Dielektmi- -tä-tskonstante besitzt;According to the invention, in a submarine telegraph cable or telephone cable, the aforementioned electrical characteristics can be combined with loads for the metallic conductor, the characteristics and the amount of the loading material being selected taking into account the improved electrical characteristics of the insulation. It has been found that a plastically insulated submarine cable for telephone and telegraph purposes is created which, given the dimensions, has a greater efficiency than the cables known up to now and in which a given efficiency can be achieved with smaller dimensions than was previously possible, when the following combination is used:
a) a metallic conductor; ■ b) an insulation which consists of rubber and one or more preferably resin-removed additives, such as balata or montan wax, ■ and, due to the low protein content of the rubber, has a low specific conductivity and a low dielectric constant;

c) eine ununterbrochene Belastung für den Leiter, welche aus -einer Nickel-Eisen-Legierung (mit oder ohne Kobalt) besteht, die einer derartigen Hitzebehandlung unterworfen worden ist, daß sie eine hohe Permeabilität und einen niedrigen Hysteresisverlustfaktor besitzt. Hierbei müssen die elektrischen Kennzeichen und die Mengen der Isolation und des Belastungsmaterials unter Berücksichtigung der Größe des metallischen Leiters und der zu übertragenden Frequenzen gewählt werden.c) an uninterrupted load for the conductor, which is made of a nickel-iron alloy (with or without cobalt), which is subjected to such a heat treatment has been shown to have a high permeability and a low hysteresis loss factor owns. This must include the electrical characteristics and the amounts of insulation and the loading material in consideration of the size of the metallic conductor and the frequencies to be transmitted can be selected.

^: Ein geeignetes -magnetisches Material für Belastungszwecke ist beispielsweise die bekannte hitzebehandelte Nickel-Eisen-Legierung mit liohem Nickelinhalt und einem Zusatz an Kobalt. Die Anfangspermeabilität der zur Verwendung kommenden Legierung muß zwischen 300 und 1500 -liegen, und die Permeabilitätsveränderung muß, wenn der Fluß sich von Null bis 100 C. G. S.-Einheiten ändert, weniger als io°/₀ betragen. Eine Belastungsinduktivität von 3 bis 20 Millihenry je Seemeile hat sich "als zweckmäßig er-115 wiesen. ^: A suitable magnetic material for loading purposes is, for example, the well-known heat-treated nickel-iron alloy with a low nickel content and an addition of cobalt. The initial permeability of the alloy used must be between 300 and 1500 and the change in permeability when the flux changes from zero to 100 CGS units must be less than 10 ° / ₀ . A load inductance of 3 to 20 millihenry per nautical mile has "proven to be useful."

Einige der Stoffe, die hier isolierende thermoplastische Stoffe benannt werden, . B. Montanwachs u. dgl., sollten vielleicht richtiger Stoffe, die der Masse thermoplastische Eigenschaften verleihen, benannt werden. Der Einfachheit halber wurde aberSome of the substances that are named insulating thermoplastic substances here, . B. montan wax, etc., should perhaps more correct substances that are thermoplastic in the mass To give properties, to be named. But for the sake of simplicity

für die zuletzt erwähnten und für äquivalente Stoffe in der Beschreibung wie in den Ansprüchen die Bezeichnung isolierende thermoplastische Stoffe benutzt. Der Ausdruck Gummi mit niedrigem Stickstoffgehalt soll auch gewisse Gummiderivate decken, die bei der Behandlung, um den Stickstoffgehalt zu verringern, einige der für Gummi eigentümlichen Eigenschaften verloren haben und ίο beispielsweise klebrig geworden sind.for the last mentioned and for equivalent substances in the description as in the Claims the term insulating thermoplastic materials are used. The expression Low nitrogen rubber is also said to cover certain rubber derivatives that in the treatment to decrease the nitrogen content, some of those peculiar to rubber Have lost properties and ίο have become sticky, for example.

Claims

Patent claims:

i. Deep-sea cable for telecommunication purposes with a metallic conductor and an insulation which consists of considerable amounts of natural rubber mixed with one or more thermoplastic materials such as balata, gutta-percha or montan wax, characterized in that the rubber before, during or after mixing with a or several additives has been deproteinized to such an extent that it contains nitrogen! only 0.15 ° / ₀ of the rubber weight or contain less.

2. Deep sea cable according to claim 1, characterized in that the rubber component of the insulation, if it is tested under conditions which are equal to those prevailing on the sea floor, has a dielectric constant which does not exceed the value 2.8 and a specific conductivity which does not is greater than 15.1 o— ⁶ microhms per cm ³ when measuring with an alternating current of 1000 Hz.

3. deep sea cable according to claim 1 and 2, characterized in that the cable is loaded with a magnetic material which has an initial permeability between 300 and 1500, while the change in permeability is less than 10 ° / ₀ when the flow is from zero to changes to 100 CGS units, and that the cable is loaded so that the inductance per nautical mile is 3 to 20 millihenry.