DE839213C - Hochfrequenzenergiekabel - Google Patents

Description

• Hochfrequenzenergiekabel

  I)ie Erfindung lietriftt Iloch frequenzenergiel:abel

  und hezweckt, <las Kabel gegen schädliche Cber-

  spannungen und Strombelastungen zu schützen.

  lieson<lers gef:ih@rdet sind hinsichtlich dies Auf-

  tretens \ rni (11rarsl)annuiugen und großen Strom-

  1>clastungen llochfrecItuenzeilergiek,al>el zur Spei-

  sung \-<yii Sendeantennen, 1>ei denen infolge von

  Vehlanpassung der Antenne an <las Kabel stehende

  \Vellen entshehe.n, die Strom- und Spannungs-

  knoten -li:iticlue ini Kabel zur Folge haben.

  Nlan ist z\Var liemiilit, die einzelnen Teile der An-

  lage beziiglich ihrer \@'ellen@@iderstündie einattder

  anzupassen, <(a hui genauer Wellenwiderstands-

  anpassung nicht nur die Spannungsbeansl>ruchun-

  geti im hahel, sondern auch die Verlust.leistungen prozentual am geringsten sincl, doch bleibt trot@z-<lem die Gefahr des Auftretens stehender Wellen bestehen, z. B. bei Wellenwilderstandsänderungen der Antenne oder hei unbeabsichtigter Anschal,tun;g einer nicht angepaßten Antenne an das Kabel. Ferner können extrem hohe Spannungen im Kabel durch die Addition cdner durch eine atmosphärische Entladung induzierten Spannung und der Spitzenspanntung einer mäßigen stehenden Welle entstehen.
• Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß es nicht möglich ist, di-e zur Übertragung sehr kurzer W elfen dienenden Hochfrequenze@nergiekal>el durch die sonst üblichen Schutzmittel, wie

  Üherspannungsableiter, Stromsicherungen usw.,

  gegeit schädliche Spannungen und Ströme zu

  schützen, und "zwar desballb flicht, weil nicht mit

  Sicherheit vorauszusehen ist, an welcher SiteIle des

  Kabels die durch stehende Wellen entstehenden

  Strom- und Spannungsbäuche. auftreten. Erfin-

  dungsg@enl*iß wird der Schutz von Hochfrequenz-

  energiekabeln gegen schädliche Überspannungen

  und/oder Strombelastiungen dadurch ermöglicht,

  claß ein kurzer Teil des Kabels durch ein leicht

  auswechselbares Kabellstück (Schutzkabel) mit

  gleichem Wellenwiderstand, aber mit geringerer

  Spailnungsfestigkeit gebildet wird.

  Auf diese Weise wird erreicht, daß nicht ver-

  meidbar" Spannungsüberschläge stets @in dem leicht

  aiiswechselbaren Schutzkabel=stück erfolgen. Der

  Schutz des Kabels gegen unerwünschte Strom-

  1>z#lastuiigen wird insofern indirekt erreicht, als

  Strom- und Spannungsbauch bei steigender Fehl-

  anpassung konform anwachsen. Die begrenzte

  Sl>anilungsfestiig@keit des Schutzkabels bedeutet da.-

  licr gleichzeitig eine Begrenzung für den Strom.

  Die Länge dies leicht auswechselbaren SChu tz-

  kal.,el@s wird vorteilhaft gleich der hallen Wellen-

  länge der zu übertragenden längsten Welle

  macht. Vorzugsweise wind an beiden Enden des

  Kabels ein kurzes Schutzkabelstück anigeschaltet.

  Innerhalb des Schutzkabels werden vorteilhaft

  nlelirere gleichmäßig verteilte Stellen geringerer

  Spannungsfestigkeit vorgesehen. Dahei muß dier

  gegen>@eitige Abstand dieser Stellen so klein sein,

  daß zwischen dar Maxi@malspannu.ng im Span-

  nungsbauch und der an der dem Spannungsbauch

  1>"iiaclil>arteii Stelle verringerter Spannungsfestig-

  keit auftretenden Spannung kein wesentlicher

  Unterschied ist. Zu beachten ist dabei, daß der vor-

  Spannungsunterschied. größer wird, wenn

  die I# requeuiz steigt bzw. ,die Welle kürzer wird.

  Zweckmäßig wird der gegenseitige Abstand der

  Stellen geringerer Spannungsfestigkeit etwa gleich

  1/l0 1>'s 1/12 der zu übertragenden kürzesten Welle

  Beinacht.

  Die Erfindung wird im folgenden an Hand des

  in <kr Figur dargestellten Ausführungsbeispiels

  näher erläutert.

  Bei dein dargestellten Ausführungsbeispiel ist

  für <las Schutzkabel der gleicheAufl>uu wie für das

  übrige Kabel (Hauptkabel) vorgesehen. Das mit 1o

  bezeichnete Hochfrequenzkalrel besteht aus dem

  hinenleiter 1 t und dem aus zwei 'halbschalen-

  förniigen Bändern 12 und 13 gebilde;ten Außen-

  leiter. Die Figur zeigt die obere Hälfte des Kal>elis

  im Schnitt, die untere Hälfte in Ansicht. Die über

  <Lein Außenleiter liegenden Schichten" wie Halte-

  1>aiidw-ickluitgen,KabeImantel und sonstige Schutz-

  schichten, sind nicht mit dargestellt, da sie nicht

  Gegensta.ud der Erfindung" sind. Die Zentrierung

  des Innenleiters iunerha.lb des Auß-enlent@ers erfolgt

  durch die in Abständen angeordneten Disrtanz-

  sch,eibxn 14. Zur Erhöhung der Biegsamkeit des

  .Außenleiters sind in dile halbschatenförmigen

  Außenleiterbänder 12 und 13 in Abstanden die

  Querrillen 15 eingedrückt. Lrfindumgsge@nläß ist an

  (las Ende des Hauptkabels 1o mittels der schemratisch angedeuteten Steckverbindung 16 das Schutzkabel 17 angeschaltet, <las nm wesentlichen in gleicher Weise wie ,das Hauptkabel aufgebaut isst, sich aber vom Hauptkabel dadurch unterscheidet, daß einzelne Querrillen, im dargestellten Fall die Querrillen 18 (Schutzrillen), tiefer als die Querrillen 15 ausgeführt sind, so daß der radiale Abstand a der tiefsten Stelle dieser Rillen vom Innt@-n@ leiter kleiner ist als bei den Rillen 15. Dadurch ergibt sich an den Querrillenstel.len 18 eine geringere Spannungsfestigkeit. Der Abstand a wird so bemessen, daß der Spannungsdurchschlag bei einer bestiunm,ten Spannung erfolgt, die: sich nach den jeweils vorliegenden Verhältnissen richtet., beispielsweise bei einer Spannung von 5000 Volt. Ist U1 die Maximalspannung des in der Nähe des Kabelanfangs liegenden Spannungsbauches hei der größten zulässigen Fehlanpassung, so isst die Spannungsfestigkeit U 2 an dun Schutzrillenstellen 18 gleich Ui * F1, woben Fi ciii Faktor größer als t ist. Die Spannungsfestigkeit U3 an den Querrillenstellten 15 des Hauptkabuls muß noch größer sein, d. h. ebenfalls um einen Faktor größer als 1. Bezeichnet man den letzteren Faktor mit F2, so ergibt sich für die Spannungsfestigkeit an den Querrillen 15 der Wert @s = U1 F1 F2. Die Länge des Schutzkabels wird, wie bereits angegeben, zweckmäßig ,gleich der halben Wellenlänge der zu übertragenden längsten Welle gemacht, um die Gewähr zu haben, daß e-tNvaige auftretende Spannungsl>äuche .stets in dien Bereich des Schutzkabels fallen. Um ferner zu gewährltisten, daß der Span nungsbauch mit einer der Schutzrillen 18 örtlich bzw. angenähert örtlich zusammenfällt, werden im Schutzkabel mehrere, gleichmäßig verteilte Schutz riLlen vorgesehen und ihr gegenseitiger Abstand etwa gleich 1/l0 bis 112 der Wellenlänge der zu übertragenden kürzeist@en Welle gewähilt.
• Im darges@telltenBeilspicl sind die Schutzrillen, 18 abwechselnd auf die beiden Atxße:nleite;rbände.r verteilt, derart, daß diese Rillen in den lielAeriBändern in Längsrichtung gegerwinander versetzt sind. Das hat den Vorteil, @daß die ;beiden Außenlleiterbänder des Schutzkabels den gleichen Aufbau erhalten können. Es ist aber auch möglich, alle= Schutzrillen in einem der leiidenAußenleirt@erbänder anzuordnen. 1 Die durch dien kleineren Abstand der tiefsten Stelle der Querrillen 18 vom Innenleiter bedingte erhöhte Kapazität kann durch einen größeren gegenseitigen Abstand der Querrillen im Schutzkabel ausgeglichen werden. Bei einem Kal-Pel mit Distanzlscheilbenluftraumilsolierun;g kann diese Kapazitätserhöhung auch durch einen größeren gegenseitigen Abstand der D isitanzscheiiben unidJoder durch Verwendung von Distanzscheiben mit anderen Abmessungen oder mit einer kleineren DielektrizitätskonstantC ausgeglichen werden. Eine weitere Möglichkeit zum Ausgleich der durch die Qwerrillien 18 bedingten erhöhten Kapazität bestuhlt in der Wahl eines größeren Verhältnisses zwischen dem Innen@durc.hmesser des Außenleiters und dem Außendurchmesser des l n iienloiters.

  Die 1#.rfindung ist siitngcni:iß- auch laei symnietri-

  schen 1-li>chtrequenzencrgiekalyeln anwendbar, bei

  denen zwei Leiter um eine gemeinsame Achse rnit-

  einander verdrillt und mit einem gut leitenden

  Schirm umgelreti sind, der in :ihnlicher Weise wie

  der Auf.kiileiter eines koaxialen Kabels ausge-

  bildet sein kann. .auch ist die Anwendung der Er-

  findung unabhängig vom Aufbau des- Dielektri-

  kums, <las beispielsweise auch als Vollisolierung

  oder auch als "ryiile kontinuierliche Luftraum-

  isoliertiiig unter Verwendung fortlaufender Ab-

  standhalter ausgebildet sein kann. Das erfind@ungs-

  gem:iß vorgesehene Schutzkabel kann auch an

  anderen Stellen des Kabels eingebaut werden, was

  beispielsweise bei längeren Kabelstrecken in Be-

  tracht kommt. Auch kalin das Schutzkabel im

  Bedarfsfall eine größere Länge, als der halben

  Wellenlänge der zu Übertragenden längsten Welle

  entspricht, aufweisen.

  Die verringerte Spanntnigsfestigkek des Schutz-

  kahels kann auch durch kontinuierlich angewandte

  Mittel und Maßnahmen, z. B. durch in das

  Ditlektrikuin vorstellende Rippen, Spitzen od. dgl.,

  erreicht @@-erctcn. Eine diesbezügliche Möglichkeit

  li'esteht bei einem Außenleiter bzw. Schirm aus

  einem liings verlaufenden rohrförmig gebogenen

  Band oder all.,; zwei längs verlaufenden halb-

  schalenffiiruiigen Kindern beispielsweise darin, zu-

  mindest einen der Seitenränder der Außenleite.r-

  bäivder nach innen in radialeRicht.ung umzubiegen.

  l@c#rtier köiitteii um (teil Innenleiter leitende Fäden

  oilei- Kinder in ofteneii Windungen gewickelt

  w,c.rdrn.

  I?ie 1#Irfitidtiiig ist ferner auch anwendbar bei

  l lochfrciluenzl:alheln atickrer Art, z. B. bei Breit-

  zur Feriiseliiilrertragttiig (xd. dgl.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. f @t,chfre<luenzenergiekaliel, dadurch ge- l.@ennzc°iclnic,t, daß eiii kurzer Teil des Kabels durch ein l,aiclit auswechselbare, Ka.beIstück (Sclititzl<al)el) finit gleichem VVellemwiderstand, alrcr mit geringerer Spannungsfestigkeit. g"-- bildet wird. Hochfrecluenzenergiekalral Bach All- spruch t , dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Scliti,tzkalrels gleich der halben WellenlÄnge der zti übertragenden längsten @Vtllr ist. ;. Ilochfrecluenzenergiekalrel nach Ail- sprucii i, dadurch gekennzeichnet, daß beide I_ircteti des Kabels durch kurze Schutzkabel- stücke gelrild.ct wcr<ten. liochfredu enzenergitl:atxil nach An- i, dadurch gekennzeichnet, daß das Spruch Schutzkabel mehrere gleichmäßig verteilte Stallen gerüigerer S1>atitittngsfestiigkeit auf- wei st. 3. lioclifi-e(Iueiizeiiergiekal).el nach An- spruch 4. dadurch gekennzeichnet, <laß dfer gegenseitige Abstand der Ste llen geringerer Spännungsfestigkeit etwa 1/1o bis 1%I2 der Wellenlänge der zu Übertragenden kürzesten Welle ist. 6. Hochfrequenzenergiekabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzkabel in :gleicher bzw. angenähert gleicher Weise wie das Hauptkabel aufgebaut ist. 7. Hochfrequ,enzenergi,ekali-el nach Anspruch 6, in dessen Außenleiter bzw. Schirm zur Erhöhung der Biegsamkeit nach innen gerichtete Riillen eingedrückt sind, dadurch gekennzeichnet, diaß zumindest einige Riiliien (Schutzriill@en) im Schutzkabel einen kleineren Abstand ihrer tiefsten Stelle vom Innenleiter aufweisen als die Rillen im Hauptkabel. B. Hochfrequenzenergiekabel nach Anspruch ;, dadurch gekennzoichnet, daß der kleinere Abstand der tiefsten Ste,lile der Schutzrillen im Schutzkabel bei gleichem Innen@durch@ messer des Außenleiters bzw. Schirmes durch tiefer geformte Rillen erreicht ist. g. Hochfrequenzenergiekabel nach Anspruch 7 mit eitlem Außenleiter bz.w. Schirm aus längs verlaufenden halbschalemförmigen Bändern, dadurch gekennzeic.hinet, daß die Schutzrillen im Schutzkabel in Längsrichtung ab-,vechselnd in beiden Bändern angeordnet sind. i o. Hoclifrequenzenergiekabel nach Anspruch 7 mit einem Außenleiter bzw. Schirm aus zwei Eings verlaufenden halbschalenförmigen Bändern, dadurch glekennzeichmet, diaß' die Schutzrillen ,im Schutzkabel in ein und demselben Band angeordnet sind. 11. Hoch frequenzenergiekahel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Schutzrillen nni Schutzkabel bedingte erhöhte Kapazität durch einen größeren gegenseitigen Abstand der Rillen im Schutzkabel ausgeglichen -ist. 12. Hochfrequenzenergiekabel nach Anspruch 7 mit einer durch Dista,nzse:heiiben giebilcieten Lufbraumi@solation, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Sc.hutzrilllen im Schutzkabel bedingte erhöhte Kapazität durch einen größeren @giegenseitigen Abstand der Distanzschei!hen und/oder duxch Verwendung von Distanzscheiben mit anderen Abmessungen ockr einer kleineren Dielektrizitätskonstante ausgeglichen ist. 13- Ilochfrequenzenergiekabel nach An-Spruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Schutzrillen im Schutzkabel bedingte erhöhte Kapazität durch ein größeres Verhältnis zwischen dem Innendurchmesser desAußenleiters bzw. Schnvrne@s und dem Außendurchmesser des Innenleiters ausgeglichen ist. 14. Hochfrequenzemergiekabel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die verringerte Spannungsfesttiigkeit dies Schutzkabels durch koii@tinu,ierl@ich angewandte Mittel und Maßnahmen erreicht isst, z. B. durch in das Dielektrikum vorstehende Rippen, Spitzen od. dgl. 15. Hochfrequenzenergiekabel nach Anspruch i i mit einem Außenleiter bzw. Schirm aus einem längs verlaufenden rohrförmig gebogenen Band oder aus zwei längs verlaufenden halbschalanförmigen Bändern, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der Seitenränder dies Baltdes bzw. -der Bänder nach innen in radialer Richtung umgebogen ist.