DE826939C - Koaxiales oder symmetrisches Hochfrequenzenergiekabel - Google Patents

Koaxiales oder symmetrisches Hochfrequenzenergiekabel

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DE826939C
DE826939C DEP799A DEP0000799A DE826939C DE 826939 C DE826939 C DE 826939C DE P799 A DEP799 A DE P799A DE P0000799 A DEP0000799 A DE P0000799A DE 826939 C DE826939 C DE 826939C
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DE
Germany
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coolant
liquid
inner conductor
frequency power
cooling liquid
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DEP799A
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English (en)
Inventor
Ernst Fischer
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Siemens and Halske AG
Siemens AG
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Siemens and Halske AG
Siemens AG
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B11/00Communication cables or conductors
    • H01B11/18Coaxial cables; Analogous cables having more than one inner conductor within a common outer conductor
    • H01B11/1882Special measures in order to improve the refrigeration

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)

Description

  • Koaxiales oder symmetrisches Hochfrequenzenergiekabel Um die beispielsweise zur Speisung von Sendeantennen benutzten koaxialen Hochfrequenzenergiekabel möglichst großen Belastungen unterwerfen zu kiiiinen, ohne das Kabel in schädlicher Weise zu erwärmen, ist es bereits bekanntgeworden, durch den rohrförmig ausgebildeten Innenleiter ein Kühlmittel, vorzugsweise eine Kühlflüssigkeit, zu leiten. Zu diesem Zweck wird entweder der Innenleiter selbst luft- bzw. flüssigkeitsdicht ausgeführt, oder es wird innerhalb des Innenleiters ein dicht an der Innenleiterwandung anliegendes luft- bzw. fliissigkeitsdichtesKühl rohr angeordnet. Die Rückführung des liühlmittels erfolgt bei den bekannten Ausführungen durch eine besondere Rohrleitung außerhalb des Kabels. I?s ist auch bekanntgeworden, unmittelbar über dem Außenleiter zwei konzentrisch zueinander liegende Rohre anzuordnen, wobei der Außendurchmesser des inneren Rohres kleiner als der Innendurchmesser des äußeren Rohres ist und beide Rohre im gegenseitigen Abstand gehalten werden, so daß der Hohlraum zwischen den beiden Rohren zur Rückführung der Kühlflüssigkeit ausgenutzt werden kann. Diese bekannten Ausführungen erfordern jedoch einen verhältnismäßig großen Aufwand an Material und Kosten.
  • Die Erfindunpgeht von der Erkenntnis aus, daß die größten Strombelastungen bei Hochfrequenzenergiekabeln, die z.B.durch eineFehlanpassung,derAntenne an das Kabelentstehen, im allgemeinen nur stoßweise bzw. kurzzeitig und' ferner nur an bestimmten Stellen, und zwar an den Stellen der sog. Strombäuche auftreten. Unter Ausnutzung der weiteren Erkenntnis, daß eine Kühlflüssigkeit die Eigenschaft hat, kurzzeitig bzw. nur örtlich auftretende Erwärmungen in sich zu verteilen und auszugleichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, bei koaxialen bzw. symmetrischen Hochfrequenzenergiekabeln den bzw. die rohrförmigen Innenleiter oder das bzw. die innerhalb der rohrförmigen Innenleiter angeordneten Kühlrohre an einem oder beiden Enden des Kabels abzudichten und mit einer ruhenden, vorzugsweise unter Überdruck stehenden Kühlflüssigkeit zu füllen. Die Erfindung verzichtet also auf die bekannte Technik, das Kühlmittel während des Betriebes dauernd in Fluß zu halten.
  • Als Kühlflüssigkeiten werden zweckmäßig solche verwendet, die wegen der Wärmekonvektion neben einer guten Wärmeleitfähigkeit eine hohe, auf das Volumen bezogene Wärmekapazität aufweisen und ferner leichtflüssig sind. In erster Linie kommt die Verwendung von Wasser in Frage, das zudem den Vorteil der Billigkeit hat. Dabei werden dem Wasser vorteilhaft zusätzliche Mittel, wie Äthylenglukol o. dgl., beigemischt, um bei Kälte ein Gefrieren des Wassers zu vermeiden. Da die Kühlflüssigkeit eine mehr oder weniger große Masse darstellt, können die kurzzeitigen, oberflächlich und nur an bestimmten Stellen auftretenden Erwärmungen sich auf die nicht erwärmten Zonen ausgleichen. Zu diesem Zweck wird das Volumen der Kühlflüssigkeit möglichst groß gehalten. Für die Erfindung eignen sich daher solche Hochfrequenzenergiekabel, bei denen der Innenleiter möglichst dünnwandig und flüssigkeitsdicht ausgebildet ist und somit ein möglichst großer Hohlraum im Innern des Innenleiters verbleibt.
  • Die Unterdruckhaltung der Kühlflüssigkeit kann in einfacher Weise durch ein mit der Kühlflüssigkeit gefülltes und mit dem Innenleiter verbundenes Gefäß erfolgen, das höher als der höchste Punkt des Kabels angeordnet ist. Die Unterdruckhaltung der Kühlflüssigkeit ist nötig, damit sich die durch die Temperaturschwankungen hervorgerufenen Volumenänderungen der Kühlflüssigkeit ausgleichen können. Zweckmäßiger ist es jedoch, die Kühlflüssigkeit durch besondere Druckluft, z. B. mittels einer besonderen Druckpumpe, unter Druck zu halten. Da das Kühlmittelgefäß mit dem unter Spannung stehenden Innenleiter verbunden ist, empfiehlt es sich, das Gefäß und die Druckpumpe von Erde und/oder von dem oder den Innenleitern zu isolieren. Zu diesem Zweck kann es auch von Vorteil sein, zur Kühlung eine elektrisch isolierende Kühlflüssigkeit, z. B. Öl, flüssige Silikone o. dgl., zu verwenden.
  • Mit besonderem Vorteil ist die Erfindung anwendbar für senkrecht geführte Hochfrequenzenergiekabel zur Übertragung sehr kurzer Wellen, bei denen auf dem senkrecht geführten Teil mehrere Stromknoten und -bäuche in kurzen aufeinanderfolgenden Abständen auftreten können, da in diesem Falle ein besonders guter und schneller Ausgleich der Temperaturunterschiede innerhalb der Kühlflüssigkeitssäule eintritt.
  • Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele riäher erläutert.
  • In der Fig. i ist zunächst der Aufbau eines koaxialen Hochfrequenze.nergiekabels gezeigt, das sich für die Anwendung der Erfindung besonders eignet. Hiernach besteht der Innenleiter io des Kabels aus einem nahtlosen dünnwandigen Rohr aus Kupfer bzw. Aluminium, in das in regelmäßigen Abständen die Querrillen i i eingedrückt j sind, die gleichzeitig die Biegsamkeit, die Druckfestigkeit sowie die Dehn- und Stauchbarkeit des Innenleiters vergrößern. Die Vergrößerung der Dehn- und Stauchbarkeit ist wichtig zum Ausgleich der durch die Temperaturschwankungen hervorgerufenen Längenänderungen des Innenleiters. Die Luftraumisolierung des Kabels wird in bekannter Weise durch die in Abständen auf den Innenleiter aufgereihten, beispielsweise aus verlustarmen, keramischen Isolierstoffen bestehenden Distanzscheiben 12 gebildet. Der Außenleiter besteht aus den beiden halbschalenförmigen Bändern 13 und 14, die zur Erhöhung der Biegsamkeit und zum Festhalten der Distanzscheiben die Querrillen 15 aufweisen, wobei die Querrillenstellen der beiden Außenleiterbänder in Längsrichtung gegeneinander versetzt sind. Über den Außenleiterbändern 13 und 14 sind die Bandwicklung 16 aus Kupfer, Aluminium o. dgl. und der vorzugsweise aus Blei oder Aluminium bestehende Kabelmantel 17 angeordnet. Zwischen dem Außenleiter und dem Kabelmantel ist somit eine gute Wärmeleitung gewährleistet.
  • Die Fig. 2 zeigt als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Einrichtung für Hochfrequenzenergiekabel, wobei zur Unterdruckhaltung der Kühlflüssigkeit eine Druckpumpe dient. Das schematisch angedeutete Kabel 18 ist an den Enden mittels der Isolatoren i9 und 2o abgeschlossen, durch die der flüssigkeitsdichte Innenleiter io hindurchgeführt ist. Zweckmäßig erfolgt innerhalb der Isolatoren i9 und 2o auch die Überführung des dünnwandigen Innenleiters in ein starkwandiges, gut leitendes Rohr, um in dieses Absperrventile, Rohrabzweigungen u. dgl. einbauen zu können. Im dargestellten Beispiel sind die Absperrventile 21 und 22 eingebaut, um den Innenleiter in der erfindungsgemäß vorgesehenen Weise an den Enden des Kabels abzudichten. Mit 23 ist die zu speisende Antenne schematisch angedeutet. Am Anfang des Kabels ist an der Stelle 24 die Rohrleitung 25 abgezweigt, die zum Flüssigkeitsbehälter 26 führt, der zum Teil mit der Kühlflüssigkeit 27 gefüllt ist. Mittels der Druckpumpe 28 wird über die Rohrleitung 29 Druckluft in den oberen Teil des Flüssigkeitsbehälters hineingedrückt und dadurch die Kühlflüssigkeit unter Druck gehalten, so daß eine Ausfüllung aller Hohlräume innerhalb des Innenleiters io gewährleistet ist. Um den Flüssigkeitsbehälter 26 gegen Erde zu isolieren, ist derselbe auf einem Tisch aufgestellt, von dem die Platte 30 und/oder die Füße 31 aus Isolierstoff bestehen. Gegebenenfalls kann auch die Rohrleitung 29 ganz oder zum Teil aus Isolierstoff hergestellt sein, um die Druckpumpe zii isolieren. In die Rohrleitung 29 ist das Absperrventil 32 eingebaut, 33 ist ein an die Rohrleitung angeschlossenes Manometer zur Messung des Luftdruckes.
  • Abweichend voll der Fig. 2 ist nach der Fig.3 der Flüssigkeitsbehälter34 mittelsdesVerbindungsrolires 35 gegenüber dem Kabel 18 hochgestellt und isoliert angeordnet. Die Druckpumpe 28 ist über (las aus Isolierstoff bestehende Zuführungsrohr 29 mit dem Behälter 34 verbunden, so daß die Isolierung des Flüssigkeitsbehälters gegen Erde gewährleistet ist.
  • Die Fig. 4 zeigt in Anlehnung an die Fig. 3 eine Anordnung, bei der die Inbetriebhaltung einer Druckluftpumpe während des Betriebes der Anlage wegfällt. Vor Beginn der Inbetriebnahme des Kabels bzw. der Anlage wird die Kühlflüssigkeit nach Öffnen des Absperrventiles 21 in den Innenleiter io und ferner durch das Verbindungsrohr 35 in den Luft- und flüssigkeitsdichten Behälter 37 hineingedrückt, bis der gewünschte Druck, der am Manoineter 38 abgelesen werden kann, erreicht ist. Darauf wird das Absperrventil 21 geschlossen, so daß der eingestellte Flüssigkeitsdruck erhalten bleibt. I@ei eintretenden Temperaturschwankungen und dainit verbundenen I)i#uckänderungen dient der Luft-bzw. Gasraum im oberen Teil des Behälters 37 als Polster, so (laß sich die Volumenänderungen der Kühlflüssigkeit auswirken können.
  • Die Anwendung der Erfindung bei symmetrischen llochfrequenzenergiekabeln erfolgt in sinngemäßer \\'eise. Bei derartigen Kabeln, bei denen die miteinander verdrillten Innenleiter als flüssigkeitsdichte dünnwandige Rohre ausgebildet sind, war nach den bekannten Vorschlägen vorgesehen, das Kühlmittel durch den einen Leiter hin- und durch den anderen Leiter zurückzuführen. Der hierbei auftretende Nachteil, daß beide Leiterverschieden stark gekühlt werden, wird durch die Erfindung vermieden. _ Im übrigen ist die Erfindung nicht auf die angegebenen Ausführungsmöglichkeiten beschränkt. Beispielsweise kann die Zuführung der Kühlflüssigkeit auch am anderen Ende, gegebenenfalls auch an beiden Enden erfolgen. Zur Kontrolle der Flüssigkeitsfüllung können automatisch wirkende Signaluni Steueranlagen dienen, die beispielsweise mit (lein Kontrollmanometer in Verbindung stehen, so (laß bei Beschädigungen oder Störungen am Kabel Anzeige- oder Alarmvorrichtungen in Gang gesetzt werden. Auch ist es möglich, mit Hilfe besonderer .\lizeige- und Überwachungsgeräte die Temperatur der Kühlflüssigkeit im Innern des Innenleiters zu überwachen.
  • Die Distanzscheiben zur Bildung der Luftraumisolierung können auch aus nicht keramischen Isolierstoffen, wie Polystyrol, Polyvinylcarbazol, Polyäthylen o. dgl., bestehen. Ferner kann das Dielektrikum des Kabels durch eine Luftraumisolierung unter Verwendung fortlaufender Abstandhalter oder auch durch eine Vollisolierung gebildet sein. Neben der Kühlung des Innenleiters voll innen her können weitere Mittel und Maßnahmen allgewendet werden, um den Temperaturunterschied zwischen dem Innen- und Außenleiter des Kabels herabzusetzen, z. B. die Ausfüllung der Hohlräume zwischen dem Innen- und Außenleiter mit einem gas- bzw. dampfförmigen oder flüssigen Medium, das die Wärme besser als Luft leitet, sowie die Dunkelfärbung der Oberfläche des Innenleiters, um die Wärmeabstrahlung zu verbessern.

Claims (7)

  1. PATE\TANSYRI;CHE: i. Koaxiales oder symmetrisches Hochfrequenzenergiekabel, dadurch gekennzeichnet, (laß der bzw. die rohrförmigen Innenleiter oder (las bzw. die innerhalb der rohrförmigen Innenleiter angeordneten Kühlrohre an einem oder beiden Enden des Kabels abgedichtet und mit einer ruhenden, vorzugsweise unter Überdruck stehenden Kühlflüssigkeit gefüllt sind.
  2. 2. Einrichtung für Hochfrequenzenergiekabel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich der durch die Temperaturschwankungen hervorgerufenen Volumenänderungen der Kühlflüssigkeit ein besonderes mit dem Innenleiter verbundenes Kühlflüssigkeitsgefäß dient.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlflüssigkeitsgefäß zwecks Erzeugung des Kühlflüssigkeitsdruckes höher als der höchste Punkt des Kabels gelagert ist.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeit durch besondere Druckluft- bzw. Druckgaszufuhr, z. B. mittels einer Druckpumpe, unter Druck gehalten wird.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlflüssigkeitsgefäß allseitig abgedichet und zum Teil mit Druckluft gefüllt ist, so daß der Druck während des Betriebes aufrechterhalten bleibt und das Druckluft- bzw. Druckgaspolster im Kühlmittelgefäß den Ausgleich der Volumenänderungen der Kühlflüssigkeit gewährleistet.
  6. 6. Einrichtung für Hochfrequenzenergiekabel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem oder den Innenleitern bzw. Kühlrohren in leitender Verbindung stehenden, zur Lieferung der Kühlflüssigkeit dienenden Einrichtungen, wie Flüssigkeitsbehälter, Druckpumpe o. dgl., gegen Erde isoliert sind.
  7. 7. Einrichtung für Hochfrequenzenergiekabel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Lieferung der Kühlflüssigkeit dienenden Einrichtungen, wie Flüssigkeitsbehälter, Druckhumpe o. dgl., gegen den oder die Innenleiter isoliert sind, z. B. durch Verwendung von aus Isolierstoffen bestehenden Zuleitungsrohren'für die Kühlflüssigkeit und durchVerwendung einer elektrisch isolierenden Kühlflüssigkeit, wie Ö1, flüssige Silikone o. dgl. Q. Hochfrequenzenergiekabel nachAnspruch r, gekennzeichnet durch die Verwendung von Wasser als Kühlflüssigkeit, dem gegebenenfalls ein das Gefrieren des Wassers vermeidendes Mittel, wie Äthylenglukol o. dgl., beigemischt ist. g. Hochfrequenzenergiekal>el nach:lnspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die rohrförmigen Innenleiter als dünnwandige flüssigkeitsdichte Rohre init in Abständen angeordneten, nach innen gerichteten Querrillen versehen sind.
DEP799A 1948-12-16 1948-12-16 Koaxiales oder symmetrisches Hochfrequenzenergiekabel Expired DE826939C (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1221727B (de) * 1961-10-12 1966-07-28 Ero Starkstrom Kondensatoren Fluessigkeitsdicht in ein Gehaeuse eingebauter elektrischer Kondensator mit koaxialer Durchfuehrung
US3600709A (en) * 1967-10-06 1971-08-17 Felten & Guilleaume Carlswerk Terminal assembly for the end portion of a fluid-cooled coaxial cable

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1221727B (de) * 1961-10-12 1966-07-28 Ero Starkstrom Kondensatoren Fluessigkeitsdicht in ein Gehaeuse eingebauter elektrischer Kondensator mit koaxialer Durchfuehrung
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