DE558223C - In zusammenhaengende Mantelabschnitte unterteiltes Kabel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein in zusammenhängende Abschnitte unterteiltes Kabel. Der Zweck der Erfindung besteht darin, die in der Kabelumhüllung induzierten Ströme herabzusetzen. Im folgenden werden diese Ströme als Umhüllungsströme bezeichnet.

Bekanntlich induziert der in einem einzigen Kabelleiter pulsierende Strom oder induzieren die nicht im Gleichgewichtszustande befindliehen pulsierenden Ströme eines Mehrfachkabels in der metallischen Kabelumhüllung eine elektromotorische Kraft, die eine gefährliche Potentialdifferenz zwischen der Kabelumhüllung und der Umgebung erzeugt, wenn die Abschirmung oder die metallischen Umhüllungen nicht mit dem Erdboden oder anderen Leiterwegen verbunden sind. Ein Zweck der Erfindung besteht in der Herabminderung und, wenn möglich, in der völligen Neutralisierung dieser Wirkung.

Wenn die Umfüllung mit anderen Leiterwegen metallisch verbunden ist, dergestalt, daß ein vollständiger Stromkreis gebildet wird, dann fließt Strom. Dieser sogenannte Umhüllungsstrom verursacht einen Energieverlust und hat die Wirkung, das Kabel zu erhitzen und dadurch den zulässigen Strom des Kabelleiters zu verringern.

Um diese Umhüllungsströme herabsetzen und zu gleicher Zeit das Kabel erden zu können, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Mantelabschnitte durch Leiter so miteinander zu verbinden, daß die in einem Abschnitt induzierte elektromotorische Kraft der in einem anderen Abschnitt induzierten elektromotorisehen Kraft entgegenwirkt. Es ist bereits für zwei benachbarte, gegeneinander isolierte Mantelabschnitte vorgeschlagen worden, diese durch einen Leiter zu verbinden, indessen lag diesem Vorschlage nicht die Absicht zugrunde, die in einem Abschnitt induzierte elektromotorische Kraft der in dem benachbarten Abschnitt induzierten entgegenwirken zu lassen, sondern der Gedanke war hier der, eine Drossel zu bilden, in dem der Leiter um einen magnetischen Kern herumgelegt wurde. Auf diese Weise entsteht infolge der magnetischen Sättigung des Kernes eine Flußausbildung durch die den Kern umgebende Wicklung, die einen Bruchteil des Flusses darstellt, der sich bei ununterbrochenem Kabelmantel ausbilden könnte.

Zusätzlich zu dem bereits angegebenen erfindungsgemäßen Aufbau kann im Rahmen der Erfindung ein Glied aus magnetisierbarem Baustoff hinzugefügt werden, das durch den in dem Leiter des Kabels oder in den Kabelleitern fließenden Strom magnetisiert wird. Dieses Glied kann gegebenenfalls mit einem Luftspalt ausgerüstet werden. Auf jeden Fall wirken die obenerwähnten Leiterstücke mit einem der

Umhüllungsabschnitte als Spule für den magnetisierbaren Baustoff. Dieselbe Maßnahme kann an Kabelmuffen angewendet werden, in denen die angrenzenden Enden zweier Kabelabschnitte miteinander verbunden werden und in denen die eingangs erwähnten Schwierigkeiten ebenfalls auftreten.

Die Erfindung kann des weiteren noch dergestalt ausgebaut werden, daß in der Nähe der to in Abschnitte unterteilten Hülle Glieder aus magnetisierbarem Baustoff mit einstellbarem Luftspalt an einer geeigneten Stelle untergebracht werden, so daß diese magnetisierbaren Glieder durch den Strom oder die Ströme, die in dem Kabelleiter oder in den Kabelleitern fließen, magnetisiert werden. Diese magnetisierbaren Glieder werden mit eigens für diesen Zweck ausgebildeten Spulen ausgestattet. Die Wicklung des magnetisierbaren Körpers verurao sacht eine elektromotorische Kraft und wird derart angeschlossen, daß sie die Wirkung der in irgendeinem Abschnitt der Umhüllung induzierten elektromotorischen Kraft herabmindert oder, wenn möglich, völlig neutralisiert. Die Ver-

. as bindungen zwischen der Spule und der Um- _ hüllung werden vorteilhaft an den Unterbrechungsstellen der Umhüllung angebracht oder dadurch hergestellt, daß ein Ende der Spule mit einer Stelle der Umhüllung und das andere Ende mit der Erde verbunden wird. Da jedoch die in der Umhüllung induzierte elektromotorische Kraft proportional dem Strom ist, der in dem Kabelleiter fließt, bzw. proportional der Vektorsumme der in den Leitern fließenden Ströme ist, so ergibt sich in allen Fällen, daß durch geeignete Verbindung der Umhüllungsabschnitte untereinander die Wirkung der in irgendeinem Umhüllungsabschnitt induzierten elektromotorischen Kraft neutralisiert werden kann. In den weiter oben erwähnten Fällen, wo ein aus magnetisierbarem Baustoff gebildetes Glied für einen Umhüllungsabschnitt vorgesehen ist, kann dieses Glied solche Abmessungen erhalten, daß es unter der Sättigungsgrenze arbeitet, damit bei allen Belastungen völlige Neutralisation erzielt wird. Wird.jedoch völlige Neutralisation bei stärkeren Belastungen nicht gewünscht, dann kann das magnetisierbare Glied jenseits der Sättigungsgrenze arbeiten.

Auf der Zeichnung sind in mehreren Abbildungen mehrere Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.

Es zeigen: Abb. ι eine beispielsweise Ausführung der Erfindung; Abb. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel, nach dem ein Glied aus magnetisierbarem Baustoff dem Aufbau gemäß Abb. ι zugefügt ist; Abb. 3 ein noch anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung; Abb. 4 die Anwendung der Erfindung für Kabelmuffen, in denen zwei angrenzende Enden "von Kabelabschnitten verbunden werden.

Nach Abb. 1 ist 1 ein Kabel, das entweder zu der Gattung von Einfach- oder Mehrfachkabeln gehört. Das Kabel ist mit einer aus Abschnitten 2, 3f-4, 5, 6, 7', 8 usw. bestehenden Umhüllung versehen. Die angrenzenden Kabelabschnitte sind voneinander bei 9 isoliert.

An den Abschnitt 2 der Umhüllung ist ein Ende eines Leiters 10 angeschlossen. Das andere Ende dieses Leiters ist mit dem Ende des angrenzenden Abschnittes 3, das dem Abschnitt 2 abgewandt ist, verbunden. An das andere Ende dieses Abschnittes 3, also an das Ende, das an den Abschnitt 2 angrenzt, ist ein Leiter 11 angeschlossen. Das andere Ende dieses Leiters 11 ist mit dem Ende des Umhüllungsabschnittes 4 verbunden, das sich an den Umhüllungsabschnitt 3 anschließt. Der Leiter 10 ist bei 12 geerdet.

Das Ende des Umhüllungsabschnittes 4, das dem Umhüllungsabschnitt 5 benachbart ist, ist bei 13 geerdet; mit der Erde und dem Ende des Umhüllungsabschnittes 5, das dem Umhüllungsabschnitt 4 abgewandt ist, steht ein Leiter 14 in Verbindung. Mit dem Ende des Umhüllungsabschnittes 5, der dem Umhüllungsabschnitt 4 benachbart ist, ist ein Leiter 15 verbunden. Das andere Ende dieses Leiters 15 steht mit dem Ende des Umhüllungsabschnittes 6 in Zusammenhang, das dem Umhüllungsabschnitt 15 benachbart ist. Das entgegengesetzte Ende des Umhüllungsabschnittes 6, also das Ende, das dem Umhüllungsabschnitt 5 abgewandt ist, ist bei 16 geerdet; eine Verbindung zwischen dieser Erdungsstelle und dem Ende des Umhüllungsabschnittes 7, das dem Abschnitt 6 abgewandt ist, wird durch einen Leiter 17 hergestellt. 18 ist ein Leiterstück, dessen eines Ende mit dem Ende des Umhüllungsabschnittes 7 verbunden ist, das dem UmhüUungsabschnitt 6 benachbart ist, während das andere Ende dieses Leiters mit dem UmhüUungsabschnitt 8 an dem dem UmhüUungsabschnitt 7 benachbarten Ende verbunden ist. Dieser Aufbau ist, wie bereits erwähnt worden ist, sowohl für Einfachkabel als auch für Mehrfachkabel verwendbar. Die in einem UmhüUungsabschnitt induzierte elektromotorische Kraft ist der in einem anderen UmhüUungsabschnitt induzierten elektromotorischen Kraft entgegengeschaltet. Das trifft insbesondere für die elektromotorische Kraft zu, die in dem benachbarten UmhüUungsabschnitt durch Induktion entsteht. Beispielsweise sind die Umhüllungsabschnitte 5 und 6 so miteinander durch den Leiter 15 verbunden, daß die elektromotorische Kraft, die durch den Leiterstrom oder die Leiterströme des Kabels in dem UmhüUungsabschnitt 6 induziert wird, der in dem UmhüUungsabschnitt 5 induzierten elektromotorischen Kraft entgegengesetzt ist.

Es bedarf keiner näheren Erklärung, daß mit einem derartigen Aufbau der UmhüUungsstrom

nicht nur herabgemindert, sondern gänzlich neutralisiert werden kann, vorausgesetzt, daß die verschiedenen Umhüllungsabschnitte geeignete Längen zwecks gegenseitigen Ausgleichs besitzen. Der Aufbau wird praktisch erst verwendbar, wenn die Längsstrecken der Leiter io, Ii usf., d. h. die Leiterteile, die parallel mit der Kabelumhüllung verlaufen, in einigem Abstand von dem Kabel untergebracht oder gegen die magnetische Einwirkung des Kabelstromes oder der Kabelströme geschützt werden. Während nach dem eben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Umhüllungsstrom durch geeignete Unterteilung der Umhüllung herabgemindert und sogar neutralisiert werden kann, wird in manchen Fällen einem Aufbau gemäß Abb. 2 der Vorzug gegeben werden. Nach diesem Ausführungsbeispiel ist die Kabelumhüllung in derselben Weise in Abschnitte eingeteilt. Um einen dieser Abschnitte greift ein rohrartiges, mit einem einstellbaren Luftspalt ausgerüstetes, aus magnetisierbarem, lamelliertem Baustoff hergestelltes Glied. Dieses Glied ist bei dem in Abb. 2 gezeichneten Ausführungsbeispiel dem Abschnitt 3 der Kabelumhüllung zugeordnet. Dieses Glied bewirkt, daß die vom Kabelleiterstrom oder den Kabelleiterströmen in dem Umhüllungsabschnitt 3 induzierte Spannung steigt. Die Leiter 10 und 11 verbinden die Umhüllungsabschnitte 2, 3 und 4 derart, daß die in dem Umhüllungsabschnitt 3 induzierte elektromotorische Kraft der in den benachbarten Abschnitten 2 und 4 induzierten elektromotorischen Kraft entgegengesetzt gerichtet ist. Durch das Glied 19 wird, wie bereits erwähnt worden ist, die in dem Umhüllungsabschnitt 3 induzierte Spannung gesteigert. Mithin kann durch einen verhältnismäßig kurzen Ümhüllungsabschnitt ein längerer Umhüllungsabschnitt neutralisiert werden.

Die Einstellung des Luftspaltes 20 erfolgt durch Verstellung der lamelliert en Teile 19, die bei 21 gelenkig verbunden sind. Der lamellenartige Aufbau des Gliedes 19 kann durch Zusanimensetzung fester Ringsegmente hergestellt werden. Durch Veränderung der Anzahl der Ringe und der damit in Zusammenhang stehenden Veränderung des Widerstandes des magnetischen Kreises des Gliedes 19 läßt sich dieselbe Wirkung auf elektrischem Wege erhalten.

Bei beiden bislang beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die in einem Umhüllungsabschnitt induzierte elektromotorische Kraft der in einem anderen Umhüllungsabschnitt induzierten elektromotorischen Kraft entgegengesetzt gerichtet. Das gilt, wie bereits erwähnt worden ist, vor allem für den benachbarten Umhüllungsabschnitt. Gemäß Abb. 2 ist nicht nur die in einem Umhüllungsabschnitt induzierte elektromotorische Kraft der in einem einzigen benachbarten Umhüllungsabschnitt induzierten elektromotorischen Kraft entgegengesetzt gerichtet, sondern der in zwei benachbarten Umhüllungsabschnitten induzierten elektromotorischen Kraft.

Nach Abb. 3 besitzt das mit 22 bezeichnete Kabel Umhüllungsabschnitte 23 und 24, die voneinander bei 25 isoliert sind. Um das Kabel herum ist ein lameliiertes Glied aus magnetisierbarem Baustoff 26 angeordnet. Die Einstellung des Luftspaltes 27 dieses Gliedes 26 ist durch Verschwenkung der Lamellenteile um die Drehgelenkachse 28 möglich. Mit diesem einstellbaren Luftspalt 27 wird eine solche Einstellung bezweckt, daß ein Gleichgewichtszustand erhalten werden kann, ohne daß die Spule 29, die um das magnetisierbare Glied 26 herumgelegt ist, geändert zu werden braucht. Die Spule ist bei 30 geerdet. Ein Ende der Spule ist bei 31 mit dem Umhüllungsabschnitt 24 leitend verbunden, während das andere Ende mit dem Umhüllungsabschnitt 23 bei 32 leitend vereinigt ist. Die Spule wird zweckmäßig bei 30 geerdet.

In Abb. 4 sind 33 und 34 die Enden zweier Abschnitte eines Kabels, das zu der Einfachoder Mehrfachleiterart gehören kann. Die Verbindung dieser Kabelabschnittsenden ist mit Hilfe einer Kabelmuffe 35 ausgeführt. Diese Muffe besitzt zwei metallische Enden 36 und 37, die leitend mit den angrenzenden Kabelumhüllungen verbunden sind. Außerdem weist die Muffe einen mittleren metallischen Abschnitt 38 auf, der jedoch aus nichtmagnetischem Baustoff hergestellt ist. Dieser dazwischengeschaltete Abschnitt 38 steht mechanisch mit den Endteilen 36 und 37 in Zusammenhang, ist jedoch von diesen durch Isolationszwischenlagen 39 elektrisch getrennt.

Um den Teil 38 der Kabelmuffe ist ein Zylinder 40 aus magnetisierbarem Baustoff angeordnet. Zwischen diesem Zylinder und dem metallischen Teil des Abschnittes 38 liegt eine Isolationsschicht 41. Der Zylinder 40 ist im Aufbau den Gliedern 19 und 26 ähnlich. Er ist mithin lamelliert, wobei die Lamellierung so ausgeführt ist, daß ein einstellbarer Luftspalt 42 erhalten wird. Elektrisch kann dieselbe Wirkung dadurch erreicht werden, daß einige der Lamellen weggenommen werden oder einige Lamellen hinzugefügt werden, je nachdem, wie die Verhältnisse es erfordern. Ein Ende eines Leiters 43 ist mit der Umhüllung des Kabelabschnittes 33 verbunden, während das andere Ende mit dem Ende des mittleren Abschnittes 38 der Muffe in Zusammenhang steht, das dem Kabelabschnitt 33 abgewandt ist. In derselben Weise ist ein Leiter 44 mit einem Ende mit der metallischen Endplatte 37 der Muffe verbunden. iao Das Ende kann aber auch mit dem Kabelabschnitt 34 in Zusammenhang stehen. Das

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entgegengesetzte Ende dieses Leiters ist jedoch an das Ende des mittleren Abschnittes 38 der Kabelmuffe angeschlossen, das dem Kabelabschnitt 34 abgewandt ist. Die so angeschlossenen Leiter 43 und 44 wirken mit dem dazwischengeschalteten Abschnitt 38 der Kabelmuffe als eine in einem Sinne neutralisierende Spule für das Stück 40 zusammen. Die in der Umhüllung des Kabelabschnittes 33 und in der Umhüllung des Kabelabschnittes 34 induzierten elektromotorischen Kräfte werden von der in dem mittleren Abschnitt 38 der Kabelmuffe induzierten elektromotorischen Kraft aufgehoben (wie im Fall der Abb. 2).

Die Abschnitte 36, 37 und 38 können als ein Ganzes ausgebildet werden. In diesem Falle muß dann die Isolation 39 zwischen die Endplatten 36, 37 einerseits und die Umhüllungen der Kabelabschnitte 33 und 34 anderseits einzo gebaut werden. Des weiteren ist das Ende des Leiters 44, das nach dem eben beschriebenen Ausführungsbeispiel mit der Endplatte 37 in Zusammenhang steht, mit der Umhüllung des Kabelabschnittes 34 zu verbinden, während das Ende des Leiters 43, das gemäß Abb. 4mit der Endplatte 36 verbunden ist, an die Umhüllung des Kabelabschnittes 33 angeschlossen werden muß.

Bei sämtlichen Ausführungsbeispielen werden die Umhüllungsströme, gleichgültig, ob es sich um Kabel der Einzel- oder Mehrfachleiterart handelt, herabgesetzt oder gegebenenfalls völlig neutralisiert. Dadurch wird ein Zustand geschaffen, bei dem nicht mehr die nachteiligen und gefährlichen Potentialdifferenzen in der Kabelumhüllung auftreten, also kein mit unerwünschter Wärmeerzeugung verbundener Stromfluß stattfindet. Die zur Verwendung kommenden Mittel sind je nach den vorliegenden Verhältnissen an bestimmten Stellen mit Bezug auf die Kabelabschnitte oder die Verbindungsstellen zweier angrenzenden Kabelabschnitte anzuordnen. Die Glieder 19 und 26 brauchen nicht genau in der Art ausgeführt zu werden, wie das in den Abb. 2 und 3 angegeben ist. Es kommt wesentlich nur darauf an, daß ein körperliches Gebilde geschaffen wird, das durch den in dem Kabelleiter oder den Kabelleitern fließenden Strom oder Ströme magnetisiert wird.

Mit dem Ausdruck Umhüllung sollen alle go metallischen Kabelleiterbelegungen umschrieben werden. So bezieht sich die Erfindung gleichmäßig auf Bleikabel und auf die sogenannten armierten Kabel. Bei den letztgenannten Kabelarten besteht die Bewehrung gewöhnlich aus magnetisierbarem Baustoff; die Bewehrung ist dabei von der Bleiumhüllung, wenn eine solche überhaupt vorhanden ist, auf jeden Fall aber von dem Leiter oder den Leitern des Kabels isoliert. 1

Wie bereits erwähnt worden ist, ist die Anordnung der zur Anwendung der Erfindung erforderlichen Einrichtungen stets nach den gegebenen Verhältnissen zu wählen, so daß eine bestimmte Festlegung der Einrichtungen zu den Kabelabschnitten oder den Verbindungen der aneinander angrenzenden Kabelabschnitte nicht möglich ist.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Kabelanordnung mit Unterteilung in isolierte Mantelabschnitte, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelabschnitte desselben Kabels durch Leiter so miteinander verbunden sind, daß die in einem Abschnitt induzierte elektromotorische Kraft der in einem anderen Abschnitt desselben Kabels induzierten elektromotorischen Kraft entgegenwirkt.

2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus magnetisierbarem Baustoff bestehendes Glied den Kabelabschnitt umhüllt.

3. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelabschnitte durch einen Leiter verbunden sind, der als Wicklung auf einem mit einem einstellbaren

\ Luftspalt versehenen, einen der Abschnitte mantelförmig umhüllenden, aus lamellierten Gliedern eines magnetisierbaren Stoffes bestehenden Körper angebracht ist.

4. Kabel nach Anspruch 1, bei dem die angrenzenden Enden zweier Mantelabschnitte mit Hilfe einer Muffe vereinigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus magnetisierbarem Baustoff bestehender Körper gemäß Anspruch 2 oder 3 die Muffe umgibt.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen