DE735365C

DE735365C - Method and device for drying or vulcanizing the insulation of electrical lines or cables in a high-frequency electrical field

Info

Publication number: DE735365C
Application number: DES126796D
Authority: DE
Inventors: Paul Klucker
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1937-04-13
Filing date: 1937-04-13
Publication date: 1943-05-13

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen oder Vulkanisieren der Isolierung elektrischer Leitungen oder Kabel in einem elektrischen Hochfrequenzfeld Es ist bekannt, daß in nichtleitenden Stoffen, die in ein elektrisches Hochfrequenzfeld gebracht werden, dielektrische Verluste entstehen, die eine Erwärmung des Stoffes zur Folge haben. Besonders wirksam sind in dieser Beziehung erfahrungsgemäß Kurzwellenfelder mit einer Wellenlänge zwischen 5 und 5o m. Es sind bereits zahlreiche Vorschläge bekannt, diese Erscheinung für die verschiedensten Zwecke auszunutzen. Unter anderem ist auch bereits bekannt, diese Wirkung von Hochfrequenzfeldern bei der Herstellung elektrischer Kabel zu verwenden, indem bei papierisolierten Kabeln die Trocknung oder bei gummiisolierten Kabeln die Vulkanisation der Isolierung dadurch erfolgen soll, daß sie der Einwirkung eines Hochfrequenzfeldes ausgesetzt werden. Zu diesem zweck sollen die Adern des Kabels als eine Elektrode und der Bleimantel als zweite Elektrode verwendet werden. Da aber die Wellenlänge der zur Verwendung kommenden Kurzwellen im Verhältnis zu der Längenausdehnung der Kabel gering ist, können sich längs der Elektroden stehende Wellen ausbilden. In den Knoten dieser Wellen ist dann die Erwärmung schwächer und die Trocknung bzw. Vulkanisierung wird ungleichmäßig. Außerdem verhindert der äußere Schutzmantel des Kabels die Abfuhr der bei der Trocknung der Papierisolierung frei werdenden Feuchtigkeit aus der Isolierung.Method and device for drying or vulcanizing insulation electrical wires or cables in a high frequency electrical field It is known that in non-conductive substances that are in a high-frequency electric field are brought about, dielectric losses arise, which cause the material to heat up have as a consequence. Experience has shown that shortwave fields are particularly effective in this regard with a wavelength between 5 and 50 m. Numerous proposals have already been made known to use this phenomenon for various purposes. Among other things is also already known, this effect of high-frequency fields in the production Use electrical cables by drying paper-insulated cables or in the case of rubber-insulated cables, this causes the insulation to vulcanize should that they are exposed to the action of a high frequency field. To this The purpose is to use the wires of the cable as one electrode and the lead sheath as the second Electrode can be used. But since the wavelength of the used Shortwaves in relation to the length expansion of the cable is small, can form standing waves along the electrodes. In the knot of these waves is then the heating becomes weaker and the drying or vulcanization becomes uneven. In addition, the outer protective sheath of the cable prevents the drainage during drying the paper insulation releases moisture from the insulation.

Die Erfindung unterscheidet sich von diesem Verfahren grundsätzlich dadurch, daß die Kabelseele bzw. die Leitung, vorzugsweise in aufgewickeltem Zustand, vor Aufbringen eines Schtrtzlriantels der Einwirkung eines -Hochfrequeilzfeldes voll etwa (i bis 6o Millioten Hz derart ausgesetzt wird, (laß sie von dein Feld in allen Punkten senkrecht zu der Achse der Leitung durchsetzt wird ohne Heranziehung der Adern des Kabels 17w. der Leitung zur Weiterübertragung der Hochfrequenzenergie.The invention differs fundamentally from this method in that the cable core or the line, preferably in the coiled state, before applying one Protection against the action of a high frequency field fully about (i to 60 milliots Hz is exposed in such a way, (let them out of your field is penetrated at all points perpendicular to the axis of the line without being drawn of the wires of the cable 17w. the line for the onward transmission of the high-frequency energy.

Es ist bereits bekannt, zum Vulkan isiereil voll gummiisolierten Leitungen in dein Leiter selbst durch elektrische Ströme Wärme zu erzeugen. Die Ströme in dem Leiter werden dabei auf induktivem Wege hervorgerufen, indem der Leiter durch zwei Spulen, durch die die Leitung hindurchgezogen wird, all dein Stromkreis angekoppelt wird. Es ist auch bereits bekannt, hierbei höhere Frequenzen bis zu i -Million Hz zu verwenden. Bei diesem '"-erfahren wird aber eine direkte Erwärmung der Isolierung nicht erzielt. Demgegenüber wird bei dem Verfahren gemäß der Erfindung die Wärme direkt durch V erschiebströme im Dielektrikuln erzeugt, so daß eine vollkommen gleichmäßige Erwärmung erreicht wird. Darüber hinaus ist es gemäß der Erfindung auch möglich, Isolierschläuche o. dgl., die keine metallischen Leiter enthalten, zu vulkanisieren oder zu trocknen.It is already known to use fully rubber-insulated cables for Vulkan isieril to generate heat in your conductor itself by means of electrical currents. The currents in the conductor are induced inductively by the conductor through two coils, through which the line is pulled, coupled to all of your circuit will. It is also already known to use higher frequencies up to i million Hz to use. With this' "experience, however, the insulation is heated directly not achieved. In contrast, in the method according to the invention, the heat generated directly by displacement currents in the dielectric, so that a completely uniform Warming is achieved. In addition, it is also possible according to the invention To vulcanize insulating hoses or the like that contain no metallic conductors or to dry.

Die Leitung bzw. (las Kabel kann zu diesem Zweck auf eine Kabeltrommel ge-,vickelt werden, wobei es sich empfiehlt, die Elektroden an diese Trommel anzubauen oder sie in diese einzubauen. Besonders zweckmäßig ist es jedoch, Teile der Trommel oder die ganze Trommel unmittelbar als Elektroden zu gestalten. Beispielsweise werden die Seitenscheiben der Trommel als Ringelektroden ausgebildet. Bei einer solchen Ausführung empfiehlt es sich, an den inneren einander zugekehrten Seiten der Elektroden Rippen, insbesondere aus Isolierstoff, anzubringen, die ein unmittelbares Anlegen der Leitung bzw. des Kabels an die Elektroden verhindern.- Hierdurch wird erreicht, daß sich die gesamte Leitung bzw. das gesamte Kabel in einem liomogellen Kurzwellenfeld befindet und dadurch eine besonders gleichmäßige Erwärmung erhält.For this purpose, the line or the cable can be attached to a cable drum It is advisable to attach the electrodes to this drum or to build them into them. However, it is particularly useful to have parts of the drum or to design the whole drum directly as electrodes. For example be the side panes of the drum are designed as ring electrodes. With such a It is recommended to run on the inner facing sides of the electrodes Ribs, in particular made of insulating material, to be attached that allow direct contact prevent the line or cable from reaching the electrodes - this will ensure that the entire line or the entire cable is in a liomogellen shortwave field and thereby receives a particularly uniform heating.

Um bei der Trocknung von papierisolierten Leitungen oder Kabeln mittels der Erfindung die aus der Isolierung frei werdende Feuchtigkeit abzuführen und somit Kondenswasserbildung zu verhindern, empfiehlt es sich, die Trocknung itn Vakuum vorzunehmen. Zu diesem Zweck lassen sich solche Elektrodentromrnelrl ohne Schwierigkeiten in die bekannten Vakuumgefäße einsetzen.To help dry paper-insulated lines or cables the invention to dissipate the moisture released from the insulation and thus To prevent the formation of condensation, it is advisable to dry in a vacuum to undertake. For this purpose, such electrode drums can be used without difficulty insert into the known vacuum vessels.

An. Stelle der Ringelektroden können aber auch andere Elektrodenformeii und Anordnungen angewandt werden. Beispielsweise kann in die die Leitung bzw. das-Kabel trageil(le"I'roitnnel eilte vorzugsweise zylindrische Elektrode eingebaut werden, wobei dann die Gegenelektrode voll vorzugsweise ebenfalls zvliiidrisclier Form die Kabeltrommel konzentrisch umgibt. Gegebenenfalls kann eine besondere Kabeltrommel wegfallen und dic° innere Zvlinderelektrode unmittelbar zur Aufnahrne der Leitung bzw. des Kabels dienen. Falls eine solche Vorrichtung zum Vulkanisieren von gummiisolierten Leitungen oder Kabeln verwendet wird, empfiehlt es sich, die Kabeltrollnnel bzw.. die innere Zvlinderelektrode mit schraubenförmig verlaufenden Rillen zu versehen, um ein gegenseitiges Berühren der Windungen zu verhindern.At. However, other electrode shapes can also be used in place of the ring electrodes and arrangements are applied. For example, in the line or the cable carrying (le "I'roitnnel hurried preferably cylindrical electrode to be installed, in which case the counter-electrode preferably also has a zvliiidrisclier shape Surrounds the cable drum concentrically. If necessary, a special cable drum can be used omitted and the inner cylinder electrode directly to take up the cable or the cable. If such a device for vulcanizing rubber-insulated If lines or cables are used, it is advisable to use the cable trollnnel or .. to provide the inner cylinder electrode with helical grooves, to prevent the coils from touching each other.

Eine aus einer inneren und einer äußeren !@ Zvlinderelektrode bestehende Vorrichtung läßt sich in besonders zweckmäßiger `'eise für ein Durchlaufverfahren zurTrocknung von papierisolierten Leitungen oder Kabeln verwenden. Zu diesem Zweck wird die Kabeltrommel schwach konisch ausgebildet. Die Leitung bzw. das Kabel wird durch eine Üffnung in der äußeren Elektrode auf die in ständige Drehung versetzte Kabeltrommel, in deren Innern sich die zweite Elektrode befindet oder die selbst als Elektrode ausgebildet ist, einlagig aufgewickelt. Infolge der Drehung der Trommel drücken sich die einzelnen Windungen selbsttätig nach dem sich verjüngend(li Ende der Trommel ab und die Leitung bz«-. das Kabel wandert somit von dem einen Ende der Trommel zu dem anderen Ende. wo die Leitung bzw. das Kabel durch eine zweite Üffnung in der äußeren Elektrode abgezogen wird. Es empfiehlt sich, zur Vermeidung von Wärmeverlusten die äußere Zylinderelektrode mit eitler Wärmeisolierung zu versehen. Zur Verhinderung von Kondenswasserbildung im Innern der Vorrichtung wird zweckmäßig Warmluft zwischen den Elektroden hindurchgeblasen.One consisting of an inner and an outer! @ Cylinder electrode The device can be used in a particularly expedient manner for a continuous process Use for drying paper-insulated lines or cables. To this end the cable drum is slightly conical. The line or the cable is through an opening in the outer electrode to which is set in constant rotation Cable drum with the second electrode inside or the one itself is designed as an electrode, wound in a single layer. As a result of the rotation of the drum the individual turns push themselves automatically after the tapering (left end the drum off and the line bz «-. the cable thus travels from one end the drum to the other end. where the line or the cable through a second Opening in the outer electrode is withdrawn. It is best to avoid it to provide the outer cylinder electrode with vain thermal insulation to prevent heat losses. It is advisable to prevent condensation from forming inside the device Warm air blown through between the electrodes.

Um ein langes Lagern an freier Luft zu vermeiden, wodurch der erzielte Trockrlungsgrad wieder herabgesetzt werden könnte, eilipfiehlt es sich; die aus der Troclcen@-orriclitunri austretende Leitung bzw. das Kabel unmittelbar mit einem Schutzmantel zu versehen. So kann z. B. ein mit einem Bleimantel zu versehendes Kabel unmittelbar aus der Trock--nungsvorrichtung in eine Bleipresse einlaufen. In der Zeichnung ist die Erfindung in je einem Beispiel der beiden zuvor erwähnten Ausführungsmöglichkeiten dargestellt.In order to avoid long periods of storage in the open air, which resulted in the The degree of drying could be reduced again, it is recommended; from the line or the cable exiting the Troclcen @ -orriclitunri directly with a To provide protective sheath. So z. B. one to be provided with a lead sheath Run the cable straight from the drying device into a lead press. In the drawing, the invention is in each case one example of the two previously mentioned Execution options shown.

Abb. i zeigt eine Kabeltrommel i, deren Seitenscheiben 2 als Ringelektroden ausgebildet sind. An diesen Elektroden sind Rippe"' 3 aus Isolierstoff angebracht, die das Kabel q von den Elektroden abhalten. Die Elektroden sind gegeneinander durch den Trommelkörper selbst isoliert, der aus beliebigen isolierenden Stoffen hergestellt sein kann, während die Isolierung gegen Erde durch eine beliebig isolierte Lagerung der Trommelwelle erfolgen kann.Fig. I shows a cable drum i, the side plates 2 of which are ring electrodes are trained. Ribs "'3 made of insulating material are attached to these electrodes, that keep the cable q away from the electrodes. The electrodes are through against each other the drum body itself insulates, which is made of any insulating material can be while the isolation against earth by any isolated storage of the drum shaft can be done.

Abb. 2 zeigt eine zur Trocknung von papierisolierten Leitungen oder Kabeln im Durchlaufverfahren dienende Vorrichtung. Die Kabeltrommel i ist als Zylinderelektrode ausgebildet und wird von einer Gegenelektrode 5 konzentrisch umgeben, die ebenfalls zylindrische Gestalt hat. Die innere Elektrode i ist schwach konisch ausgebildet, so daß das Kabel 4 bei Drehung der Trommel i selbsttätig v o@n' der Auflaufstelle nach dem verjüngten Ende der Trommel zu wandert. In der äußeren Elektrode 5 sind Öffnungen 6, 7 angebracht, durch die das Kabel ein- bzw. austritt. Die äußere Elektrode ist mit einer Wärmeisolierung. 8 umkleidet. An dieser Elektrode ist ein Rohrstutzen 9 angebracht, durch den warme Luft zwischen die Elektroden geblasen werden kann, die durch Rohrstutzen io wieder austritt. Zur gegenseitigen Isolierung der beiden Elektroden bestehen die Seitenscheiben i i und 12 der inneren Elektrode sowie -13 und 14 der äußeren; Elektrode aus Isolierstoff, während die Isolierung gegen Erde z. B. durch eine Aufstellung auf schematisch angedeutete Isolatoren 15 und 16 erfolgt. Die Stromzuführung zu der äußeren Zylinderelektrode erfolgt in einfacher Weise über eine Anschlußklemme 17, während zur Zuführung zu der inneren Elektrode ein Schleifring 18 dient, von dem aus dann die Leitung i9 durch die Hohlwelle zur Elektrode führt.Fig. 2 shows one for drying paper-insulated lines or Device serving cables in a continuous process. The cable drum i is a cylinder electrode formed and is surrounded concentrically by a counter electrode 5, which also has a cylindrical shape. The inner electrode i is slightly conical, so that the cable 4 automatically v o @ n 'of the run-up point when the drum i rotates migrates towards the tapered end of the drum. In the outer electrode 5 are Openings 6, 7 attached through which the cable enters and exits. The outer electrode is with thermal insulation. 8 changed. There is a pipe socket on this electrode 9, through which warm air can be blown between the electrodes, which exits again through the pipe socket io. To isolate the two from each other Electrodes consist of the side panes i i and 12 of the inner electrode and -13 and 14 of the outer; Electrode made of insulating material, while the insulation against earth z. B. is carried out by listing on schematically indicated isolators 15 and 16. The power supply to the outer cylinder electrode takes place in a simple manner via a connection terminal 17, while a slip ring for the supply to the inner electrode 18 serves, from which line i9 then leads through the hollow shaft to the electrode.

In Abb. 3 ist schematisch die Anordnung einer solchen Trocknungsv orrichtimg und einer Bleipresse dargestellt, bei welcher das Kabel unmittelbar nach der Trocknung mit einem Bleihantel versehen werden soll. Das Kabel 4. läuft von einer Vorratstrommel 2o in die Trockenvorrichtung 21 ein, die gemäß Abb. 2 ausgebildet ist. Von hier aus läuft das Kabel unmittelbar durch eine Bleipresse 22, in der es mit einem Bleimantel versehen wird. Anschließend wird es auf eine Vorratstrommel 23 aufgewickelt. Es kann aber unmittelbar auch in bekannter Weise mit weiteren Schutzhüllen oder Bewehrungen versehen werden.In Fig. 3 the arrangement of such a drying valve is schematically orrichtimg and a lead press shown, in which the cable immediately after should be provided with a lead coat before drying. The cable runs 4. from a storage drum 2o in the drying device 21, which is formed according to FIG is. From here, the cable runs directly through a lead press 22 in which it is provided with a lead jacket. It is then placed on a storage drum 23 wound up. However, it can also be used directly in a known manner with further protective covers or reinforcements are provided.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for drying or vulcanizing electrical Cables or lines in a high-frequency electrical field, characterized in that that the cable core or the line, preferably in the coiled state; before Applying a protective jacket to the action of a high frequency field of about 6 to 60 million Hz is exposed in such a way that it is out of your field at all points is penetrated perpendicular to the axis of the line. without using the veins of the cable or line for further transmission of the high-frequency energy.

2. Device for carrying out the method according to claim i, characterized by special Cable drums in which the electrodes are built into or attached to.

3. Device according to claim 2, characterized in that the side disks of the cable drum are designed as ring electrodes.

Device according to claim 3, characterized by means of ribs made of insulating material attached to the mutually facing sides of the electrodes.

5. The device according to claim 2, characterized by one arranged in the cable drum expediently cylindrical electrode possibly formed by the drum body itself and a second, expediently also cylindrical, electrode concentric to the drum includes in the form of a metal jacket.

6. Method of drying electrical Cable or lines with a device according to Claim 5, characterized in that that the cable core or line through an opening in the outer electrode the rotating drum or inner.electrode, is wound up by the layers continuously pushed towards the tapered end of the drum, and from There it is withdrawn again through a second opening in the outer electrode.