DE7037719U - Abstandhalter fur koaxiale Kabel und Garnituren - Google Patents

Description

Anmelder: FELTEN ft GUILLEAUME KABELWERKE AG 5 Köln 80 Schanzenstraße 24

Fl 3905 Köln-Mülheim, den 26. September 1970

Abstandhalter für koaxiale Kabel und Garnituren

Die Erfindung betrifft einen Abstandhalter fUr koaxiale Kabel und Garnituren, insbesondere für Hochfrequenzlelstungskabel und Garnituren dafür.

Koaxialkabel« die Hochfrequenzleistungen von 100 kW und mehr im Meter- und Dezlmetervrellenbereich übertragen sollen« werden au« Gründen der Wirtschaftlichkeit häufig so ausgelegt, daß sie im Betrieb Temperaturen von mehr als 100 ⁰C annehmen,Als Werkstoff für die Abstandhalter solcher Kabel kommen daher nur temperaturbeständige Stoffe in Betracht, wie z.B. Glas oder Keramik, insbesondere aus Magnesiumsilikat oder Aluminiumoxyd. Diese Werkstoffe weisen praktisch keine Biegsamkeit auf. Da Kabel für den Transport und die Montage biegsam sein sollen, wird die Isolierung im allgemeinen durch einzelne in regelmäßigen

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Abständen angebrachte Isolieretücke ausgebildet. Bei der Übertragung von Hoohfrequenzlelstungen in der Größenordnung von einigen Hundert Kilowatt treten bei den normalerweise \ ^wendeten Wellenwideretänden in der Größenordnung von 50 Ohm B^riebspannungen zwischen Innen- und Außenleiter des Kabels von meheren Kilovolt auf. Bei Schalt- und Abetimrn-Vorgängeη treten Spannungen auf, die ein Vielfaches der Betriebsspannung betragen. An die Spannungsfestigkeit der Isolation werden deshalb besondere Anforderungen gestellt.

Aus der DOS λ 92} 501 1st es bekannt, die Spannungsfestigkeit der Isolation eines Koaxialkabels dadurch zu verbessern, daß man den Isolator in radialer Richtung unterteilt und durch metallische Zwisohenlagen auf definierte Potentiale bringt. Die hierfür aufzuwendende Montagearbeit ist beträchtlich und eignet sich nicht für die wirtschaftliche Fertigung von größeren Kabellängen. Isolatoren dieser Art eignen sich auch wenig für Stecker und Garnituren, insbesondere dann nicht, wenn das Kabel mit Druckgas gefüllt sein soll und die Garnituren druckdicht sein müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abstandhalter für Koaxialkabel und Garnituren zu schaffen, der Temperaturen wesentlich über 100 ⁰C am Innenleiter verträgt, der sich für druckdichten Einbau eignet und wirtschaftlich in der Herstellung und bei der Montage ist. Besondere Beachtung wird der Spannungsfestigkeit gewidmet, die meist durch den Einsatz von Glimmentladungen begrenzt 1st.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die den Innenleiter berührenden Flächen des Abstandhalters gegenüber den den Außenleiter berührenden Fläohen senkrecht zu den das elektrische Feld veranschaulichender. Feldlinien derart versetzt angeordnet sind, daß sie nicht von den gleiohen elektrischen Feldlinien geschnitten wurden. In einer AusfUhrungaform besteht der Abstandhalter danach

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aus einem etwa hohlzylindrischen Mittelteil und inneren und äußeren Stegen. Mit Rücksicht auf den möglichst unverzerrten Verlauf der elektrischen Feldlinie kann es vorteilhaft sein, -wenn der Abstand des hohlzylindrischen Mittelteile vom Innenleiter anders gewählt wird als der Abstand vom Außenleiter. Als vorteilhaft hat sich ferner herausgestellt, wenn die Länge des hohlzylindrischen Mittelteils zwischen inneren und äußeren Stegen größer ist als der radiale Abstand zwischen Innen- und Außenleiter.

Pur die Anwendung bei Kabeln und Garnituren, die mit Druckgas gefüllt sind, ist es mit Rücksicht auf dia mechanischen und thermischen Beanspruchungen besonders vorteilhaft, wenn das Mittelteil als Doppelhohlkegelstumpf oder als Hohlkegelstumpf gestaltet ist. Den Kegelwinkel wählt man dann zweckmäßig zwischen 40 und 60 Grad. In einer weiteren Ausgestaltung wird der Hohlkegelstumpf den mechanischen Beanspruchungen dadurch angepaßt, daß die Wanddicke mit zunehmendem Durchmesser größer wird.

Ein nach der Erfindung gestalteter Abstandhalter bietet folgende Vorteile:

Die Mehrzahl der das elektrische Feld veranschaulichenden Feldlinien verläuft über eine relativ lange Gas- oder Luftstrecke. Dadurch werden die hohen örtlichen Feldstärken vermieden, die sonst in kleinen gewollten oder ungewollten Spalten zwischen Isolator und Leitern entstehen. Es ist Jetzt ohne Gefahr von örtlich einsetzenden Glimmentladungen möglich, die aus Gründen der unterschiedlichen Wärmedehnung von Isolierstoff und Metall nötige Abstände zwischen Leitern und Abstandhalter so reichlich auszulegen, daß keine zusätzliche mechanische Beanspruchung des Isolierstoffes durch die Wärmedehnung auftritt. Diese Abstände brauchen nicht mehr durch Metallisierung oder Einfügung von elastischen Isolierstoffen gegen Glimmeinsatz gesichert werden. Die

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wesentlich erhöhte Sicherheit gegen Gllmmelnsatz erlaubt es auch, das gefüllte Koaxialkabel bei geringeren Betriebsdrücken zu betreiben. Dadurch können erhebliche Kosten vermieden werden.

Mechanische Spannungen durch Temperaturunterschiede Innerhalb des Abstandhalters (die Temperatur des Innenleiters ist meistens erheblich höher als die des Außenleiters) sind in erfindungegemäßen Abstandhalten! wesentlich verringert, da einmal das Temperaturgefälle je Längeneinheit verkleinert ist, andererseits Bereiche niedriger Temperatur nicht mehr über sondern neben solchen Stellen liegen, die infolge ihrer Übertemperatur eine Dehnung erfahren haben. Die Abgabe der duroh die elektrischen Verluste entstandenen Wärme im Abstandhalter ist durch die vergrößerte Oberfläche verbessert. Die Gestaltung eines Abstandhalters als Hohlkegelstumpf 1st ferner eine günstige Annäherung an die für hohe Druckfestigkeit günstigste Form einer Halbkugelschale .

Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden erläutert. Es zeigen

Pig. 1 einen Abstandhalter mit hohlzylindrischem Mittelteil, zwei Innenstegen und einem Außensteg.

Pig. 2 einen Abstandhalter mit hohlzylindrischom Mittelteil, einem Innensteg und zwei Außenstegen.

Pig. 2 einen Abstandhalter mit hohlzylindrischem Mittelteil und je 3 längs verlaufenden Innen- und Außenstegen.

Fig. 4 einen Abstandhalter, der als Doppelhohlkegelstumpf ausgebildet ist.

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Pig· 5 einen druckfest ausgebildeter. Abstandhalter, der als HohlkegelstUEipf gestaltet istt

In Pig. 1 ist mit 1 der Außenleiter und mit 2 der Innenleiter einee Koaxialkabels bezeichnet, deren Abstand voneinander R ist. Der Abstandhalter besteht aus einen hohlzylindrischen Mittelteil mit zwei inneren Stegen 6 und einem äußeren Steg 5· Die Fläche, die den Außenleiter 1. berührt ist mit 3 bezeichnet, während 4 die den Innenleiter berührenden Flächen darstellen. Mit χ, ist die Länge des hohlzylindrischen Hittelteils zwischen Innensteggund Außensteg 5 bezeichnet.

Pig. 2 zeigt wiederum ein Koaxialkabel im Längsschnitt mit Außenleiter 1 und Innenleiter 2 im Abstand R. Der Abstandhalter besteht aus hoMzylindrischem Mittelteil 7» einem Innensteg 6 und zwei Außenstegen 5· In Pig. 3 ist ein koaxiales Kabel mit Außenleiter 1 und Innenleiter 2 im Querschnitt dargestellt. Der Abstandhalter besteht aus hohlzylindrischem Mittelteil 7 mit Je 2 radialen, sich in Längsrichtung erstreckenden Außenstegen und Innenstegen 6.

Zn Pig. 4 wird ein Abstandhalter gezeigt, bei dem die den Innenleiter berührenden Flächen 4 und die den Außenleiter berührenden Flächen 3 durch einen Doppelhohlkegelstumpf 8 miteinander verbunden sind.

Fig· 5 stellt einen Längsschnitt durch einen Teil einer Koaxialkabelgarnitur dar, in welcher der Abstandhalter druckdicht eingebaut 1st. Außenleiter 1 und Innenleiter 2 haben den Abstand R, Der Außensteg des Abstandhalters 5 und der Innensteg 6 sind durch das hohlkegelstumpfförmige Mittelteil 9 verbunden. Der Abstandhalter 1st mit Rücksicht auf die zu erwartenden hohen Tempera-

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türen im Betrieb so bemessen, daß die Flächen 3 und 4 im kalten Zustand einen gewissen Abstand vor. Außenleiter 1 und Innenleiter 2 haben. Der Kegelwinlcel des Hohl^geASturapfeß ist mit et bezeichnet, die Länge L des Mittelteile c ist groß gegen den /bstand R zwischen Außenleiter 1 und Imenleiter 2 = Die Vianddicke D des Mittelteils wächst mit zunehmendem Durchmesser. Die Belastung durch den Druck des Gases, mit welchem das sich nach links anschließend zu denkende Kabel gefüllt ist, ist durch Pfeile P angedeutet. Mit 11 sind Isothermen angedeutet, die sich beim Betrieb des Kabels im Abstandhalter V- einstellen. Die erforderlichen Dichtungsringe sind mit 12 bezeichnet. Es ist zu erkennen, das der im wesentlichen hohlkeGelsturapfförmige Abstandhalter in seiner Form eine erste Annäherung an die für maximale Druckbelastung günstigste Form einer Halbkugelschale darstellt.

Claims (1)

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   Ansprüche t

   1. Abstandhalter für koaxiale Kabel und Garnituren, insbesondere für Hochfrequenz-Leistungskabel und Garnituren dafür, dadurch gekennzeichnet, daß seine den Innenleiter (2) berührenden Flächen (4) gegenüber den den Außenleiter (1) berührenden Flächen (3) senkrecht zu den das elektrische Feld veranschaulichenden Feldlinien derart versetzt angeordnet sind, daß sie nioht von den gleichen elektrischen Feldlinien geschnitten werden.

   2. Abstandhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem etwa hohlzylindrischen Mittelteil (7( und inneren (6) und äußeren Stegen (5) besteht.

   5. Abstandhalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des hohlzylindrischen Mittelteils (7) vom Innenleiter (2) mit Rücksicht auf den Verlauf der Feldlinien verschieden ist vom Abstand des hohlzylindrisehen Mittelteile (7) vom Außenleiter (1).

   4. Abstandhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (L) des hohlzylindrischen Mittelteils (7) zwischen inneren Stegen (6) und äußeren Stegen (5) größer ist als der radla3e Abstand (R) zwischen Innen- (2) und Außenleiter (1).

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   5. Abstandhalter nftoJi Anenrusb. 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelteil (3) als Dcppel-Hohlkege'¹ stumpf gestaltet 1st.

   6. Abstandhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß das Hittelteil (9) als Hohlkegelstumpf gestaltet ist.

   7. Abstandhalter nach einem der Ansprüche i, 5 öder S, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel (°<) des Hohlkegelstumpfe» (9) zwischen 40°und 60° liegt.

   8. Abstandhalter nath einem der Ansprüche t₀ 5, 6 oder 7# dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke (D) des Hohlkegelstumpfes mit zunehmendem Durchmesser größer wird.