DE2443656A1 - Cable joint has two inner conductors soldered one inside other - with joints enclosed in insulating material inside outer conducting sleeve - Google Patents
Cable joint has two inner conductors soldered one inside other - with joints enclosed in insulating material inside outer conducting sleeveInfo
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Abstract
Description
Kabelverbindung Die vorliegende Erfindung betrifft eine gelötete Verbindung zweier metallunmantelter, mineralisolierter elektrischer Kabel. Derartige Kabel, beispielsweise mit Chrom-Nickel-Leitern, Edelstahlmantel und einer Isolierung aus Magnesium-Oxyd eignen. sich besonders für den Einsatz als Hochtemperatur-Heizkabel unter anderem in Begleitheizungen von Kernenergieanlagen, die mit flüssigem Natrium gekühlt werden. Cable Joint The present invention relates to a soldered one Connection of two metal-coated, mineral-insulated electrical cables. Such Cables, for example with chrome-nickel conductors, stainless steel sheath and insulation made of magnesium oxide. particularly suitable for use as a high-temperature heating cable among other things in trace heating of nuclear power plants with liquid sodium be cooled.
Als Zuleitung für solche eizkabel werden vorzugsweise ähnlich aufgebaute sogenannte Kaltkabel verwendet, mit Leiter und Mantel aus Kupfer und gleichfalls einer Isolierung aus Magnesium-Oxyd. Eine Verbindung solcher Kabel untereinander muß wie die Kabel selbst warmfest sein und einen ausreichenden Isolationswiderstand zwischen Leiter und Mantel aufweisen und zudem vakuumdicht sein, da, Magnesium-Oxyd stark hygroskopisch ist.The supply line for such electrical cables is preferably of a similar design so-called cold cables are used, with conductors and sheaths made of copper and likewise an insulation made of magnesium oxide. A connection between such cables like the cables themselves, it must be heat-resistant and have sufficient insulation resistance have between conductor and jacket and also be vacuum-tight, since magnesium oxide is very hygroscopic.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Verbindung für metallummantelte, mineralisolierte elektrische Kabel, die die genannten Anforderungen erfüllt und ein Verfahren zu ihrer Herstellung, das es unter Verzicht auf Hilfsteile, wie Lötnippel oder Kompensatoren gestattet, schnell und sicher zu arbeiten.The object of the present invention is a connection for metal-sheathed, mineral-insulated electrical cables that meet the stated requirements and a process for their production that does without auxiliary parts such as soldering nipples or expansion joints allowed to work quickly and safely.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die Verbindungsstelle der-Kabelleiter in einer aus zwei miteinander verlöteten Teilen bestehenden Hülse angeordnet ist, wobei je ein Hülsenteil an den Metallmantel eines der Kabel angelötet ist und daß der Innenraum der Hülse mit einem elektrisch isolierenden Material, vorzugsweise ebenfalls Magnesium-Oxyd gefüllt ist. Durch die dichte Verbindung der Hülse mit den Kabelmänteln wird die an der Verbindungsstelle offenliegende Isolierung der Kabel gegen das Eindringen von Feuchtigkeit gesichert, und zugleich wird die Verbindung der Kabelleiter mechanisch entlastet. Zugleich wird auch an der Verbindungsstelle eine ausreichende elektrische Isolierung zwischen den Kabelleitern und ihren hier durch die Hülse ersetzten Mänteln gewährleistet.To solve this problem, it is proposed that the connection point der cable ladder in a sleeve consisting of two parts soldered together is arranged, with one sleeve part soldered to the metal jacket of one of the cables is and that the interior of the sleeve with an electrically insulating material, preferably Magnesium oxide is also filled. Due to the tight connection of the sleeve with the cable sheaths are exposed to the insulation at the junction Cable secured against the ingress of moisture, and at the same time the connection is made the cable ladder is mechanically relieved. At the same time it will also be at the junction adequate electrical insulation between the cable ladders and theirs here Coats replaced by the sleeve guaranteed.
Der Kupferleiter eines Kaltkabels weist einen erheblich größeren Querschnitt auf als der Chrom-Nickel-Leiter des eigentlichen Heizkabels, da der elektrische Widerstand des ersteren soweit vermindert sein muß, daß in ihm keine nennenswerte Wärmeentwicklung stattfindet. Insbesondere fiir diesen Fall wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, daß der Leiter des einen Kabels in eine Bohrung im Leiter des anderen Kabels geschoben und dort verlötet ist. Diese Bohrung ist vorzugsweise axial. Bei der Verbindung zweier Kabel mit Leitern, die gleichen oder ähnlichen Querschnitt haben, kann zwischen beide !,eiter ein Zwischenstück geschoben werden, das den zum Anbringen einer axialen Bohrung ausreichenden Querschnitt aufweist.The copper conductor of a cold cable has a considerably larger cross-section on than the chrome-nickel conductor of the actual heating cable, since the electrical The resistance of the former must be reduced to such an extent that there are none worth mentioning in it Heat development takes place. In particular for this case, according to a further Feature of the invention proposed that the conductor of a cable in a bore is pushed into the conductor of the other cable and soldered there. This hole is preferably axially. When connecting two cables with conductors, the same or have a similar cross-section, an intermediate piece can be pushed between the two! which has the cross-section sufficient for making an axial bore.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Eferstellung einer Kabel verbindung; wie sie oben beschrieben ist, ist durch die Aufeinanderfolge folgender Schritte gekennzeichnet: Als erstes werden die Leiter der Kabel miteinander verlötet.The inventive method for producing a cable connection; as described above is through the sequencing of the following steps marked: First the conductors of the cables are soldered together.
Danach wird ein erster Teil der Hülse mit dem Mantel des einen Kabels verlötet, wobei dieser Hülsenteil so bemessen sein soll, daß er die Verbindungsstelle überdeckt, d.h. denjenigen Teil, wo die Isolierung der Kabel entfernt ist. Dieser Hülsenteil wird in einem weiteren Schritt mit einem Isoliermaterial gefüllt, sodaß die offenliegenden Kabel leiter überdeckt sind und eine lückenlose Isolierung im Bereich der Verbindungsstelle gewährleistet ist. Danach werden die beiden flülsenteile miteinander verlötet in der Art, daß ihr Innenraum vollständig mit dem Isoliermaterial gefüllt bleibt. Schließlich wird der zweite Hülsenteil mit dem Mantel des anderen Kabels verlötet. Bei der vorgesehenen Verwendung zumindestens eines Teils der Kabel als Ileizkabel werden die Lötungen zweckmäßigerweise als Hartlötungen ausgeführt. Es liegt im Rahmen der Erfindung, wenn die Leiter und Mäntel der Kabel, sowie die Hülse bei Vorliegen entsprechender Gegebenheiten miteinander verschweißt werden.Then a first part of the sleeve with the jacket of one cable soldered, this sleeve part should be dimensioned so that it is the connection point covered, i.e. the part where the insulation of the cables has been removed. This In a further step, the sleeve part is filled with an insulating material, so that the exposed cables ladders are covered and a gapless Isolation in the area of the connection point is guaranteed. After that, the both sleeve parts are soldered together in such a way that their interior is completely remains filled with the insulating material. Finally, the second sleeve part comes with soldered to the jacket of the other cable. At least for the intended use part of the cables as Ileizkabel, the soldering is expediently as hard soldering executed. It is within the scope of the invention if the conductors and sheaths of the cables, as well as the sleeve welded to one another if appropriate conditions exist will.
In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgeschlagen, daß als Isoliermaterial ein mineralisches Pulver verwendet wird, das im ersten Hülsenteil durch Vibration verdichtet wird. Es ist sicher zweckmäßig, als Isoliermaterial für die Verbindungsstelle dasselbe Material zu verwenden, wie es auch für die Isolierung der Kabel selbst benutzt wird. Auch hier ist insbesondere bei Verwendung in Kernenergieanlagen dem Magnesium-Oxyd wegen seiner Strahlenbeständigkeit der Vorzug zu geben. Durch das Einrütteln des Pulvers wird sichergestellt, daß die Isolierung die nötige Dichte erhält und auch keine Hohlräume bestehen bleiben. Das erforderliche Trocknen des Isoliermaterials findet durch die mit dem Verlöten der beiden Hülsenteile miteinander einhergehende Wärmeentwicklung statt. Da zu diesem Zeitpunkt der Spalt zwischen der Hülse und dem Mantel des zweiten Kabels noch nicht geschlossen ist, kann auf die Anordnung von Entgasungsbohrungen in der Hülse verzichtet werden.In a further embodiment of the method it is proposed that as Insulating material a mineral powder is used, which is in the first sleeve part is compacted by vibration. It is certainly useful as an insulating material for the junction to use the same material that was used for the insulation the cable itself is used. Here, too, is particularly important when used in nuclear power plants to give preference to magnesium oxide because of its resistance to radiation. By Shaking in the powder ensures that the insulation has the necessary density and no cavities remain. The required drying of the Isolation material takes place by soldering the two sleeve parts together accompanying heat development instead. Since at this point the gap between the sleeve and the jacket of the second cable is not yet closed, can on the arrangement of degassing holes in the sleeve can be dispensed with.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung erfolgt die Verlötung der Leiter der Kabel mit einem Lot, dessen Schmelzpunkt um mindestens 500K über demjenigen des für die restlichen Lötverbindungen verwendeten Lotes liegt. Dadurch wird sichergestellt, daß die im Verlaufe des Herstellungsverfahrens nicht mehr zugängliche Lötstelle zwischen den beiden Kabelleitern durch die bei den folgenden Lötverbindungen auftretende Wärmeentwicklung nicht gefährdet wird.According to a further feature of the invention, the soldering takes place Conduct the cable with a solder whose melting point is at least 500K above that of the solder used for the remaining solder connections. This ensures that the soldering point that is no longer accessible in the course of the manufacturing process between the two cable conductors through the soldered connections that follow Heat development is not endangered.
In der Zeichnung ist ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Kabelverbindung dargestellt, und zwar eines Heizkabels 1 mit Chrom-Nickel-Leiter 2, Edelstahlmantel 3 und Magnesium-Oxyd-Isolierung 4 mit einem Kaltkabel 5 mit Kupferleiter 6, Kupfermantel 7 und ebenfalls Magnesium-Oxyd-Isolierung 8.In the drawing is an example of a cable connection according to the invention shown, namely a heating cable 1 with chrome-nickel conductor 2, stainless steel jacket 3 and magnesium oxide insulation 4 with a cold cable 5 with copper conductor 6, copper sheath 7 and also magnesium oxide insulation 8.
Im Bereich der Verbindung sind die Leiter 2 und 6 in der üblichen Weise abgesetzt und werden an einer ersten Lötstelle 9 miteinander verbunden. Der Leiter 6 des Kabels 5 ist mit einer Axialbohrung versehen, in die Hartlot, beispielsweise der Sorte L-Ag44 nach DIN 8513 in Form eines Drahtabschnittes eingebracht wurde. Bei Erwärmen des Leiters 6 auf eine Arbeitstemperatur von z.B. 1.000 K schmilzt dieses Hartlot und wird durch das Einschieben des Leiters 2 in die Bohrung spaltfüllend verdrängt. Die Verbindungsstelle der beiden Leiter 2 und 6 wird durch eine aus zwei Teilen 10 und 11 bestehende Hülse überdeckt. Das erste Hülsenteil 10.In the area of the connection, conductors 2 and 6 are normal Way and are connected to one another at a first soldering point 9. Of the Head 6 of the cable 5 is provided with an axial bore into which hard solder, for example the type L-Ag44 according to DIN 8513 was introduced in the form of a wire section. When the conductor 6 is heated to a working temperature of 1,000 K, for example, it melts this hard solder and is gap-filling when the conductor 2 is pushed into the hole repressed. The junction of the two conductors 2 and 6 is made by one of two Parts 10 and 11 covered existing sleeve. The first sleeve part 10.
wird mit dem Mantel 7 des Kabels 5 mittels einer zweiten Lötung 12 verbunden, wobei beispielsweise (ebenso wie für die weiter unten beschriebene dritte Lötstelle 13 und vierte Lötstelle 14) ein Hartlot der Sorte L-Ag40Cd Verwendung finden kann. Da für die Verarbeitung dieses Hart lots nur eine Arbeitstemperatur von 880 K erforderlich ist, wird die erste Lötstelle 9 bei der Herstellung der weiteren Lötstellen-nicht gefährdet. Die zweite Lötstelle 12 wird als kombinierte Fugen/ Spaltlötung ausgeführt. AnschließenA wird das erste Hülse teil 10 mit einer Füllung 15 aus Isoliermaterial, vorzugsweise Magnesium-Oxyd soweit gefüllt, daß die abgesetzten Teile der Leiter 2 und 6 überdeckt sind. Mittels eines hier nicht dargestellten Gerätes wird das isolierende Pulver 15 eingerüttelt und anschließend werden das erste Hülsenteil 10 und das zweite Hülsenteil 11 an einer dritten Lötstelle 13 miteinander verbunden. Diese Lötung wird als Spaltlötung ausgeführt, wobei das Hartlot als entsprechendes Formteil im Spalt zwischen den Hülsenteilen 10 und 11 vorhanden ist. Zweckmäßigerweise ist letzteres mit einer Ringnut 16 versehen, um ein Abstreifen des Hartlotformteiles während des Einschiebens des zweiten llülsenteiles 11 in das erste Hülsenteil 10 zu verhindern. Im letzten Arbeitsgang wird das zweite Hülsenteil 11 mit dem Mantel 3 des Kabels 1 mittels einer vierten Lötung 14, ebenfalls einer Spaltlötung verbunden. Die vierte Lötung 14 wird zweckmäßigerweise unmittelbar im Anschluß an die dritte Lötung 13 durchgeführt, sodaß sich das vorher erhitzte erste Hülsenteil 10 abkühlen kann. Dadurch wird ein Ausblasen von erhitzter Luft oder Gas durch den Spalt zwischen zweitem Hülsenteil 11 und Kabel 1 vermieden, der die Herstellung der vierten Lötverbindung 14 beeinträchtigen könnte.is connected to the jacket 7 of the cable 5 by means of a second soldering 12 connected, for example (as for the third Solder point 13 and fourth solder point 14) a hard solder of the type L-Ag40Cd use Can be found. As there is only one working temperature for processing this hard solder of 880 K is required, the first soldering point 9 is used in the production of the next Solder joints-not endangered. The second solder joint 12 is used as a combined joint / Gap soldering carried out. ConnectA is the first sleeve part 10 with a filling 15 made of insulating material, preferably magnesium oxide so far filled that the settled Parts of the conductors 2 and 6 are covered. By means of a not shown here Device, the insulating powder 15 is shaken and then the first sleeve part 10 and the second sleeve part 11 at a third solder joint 13 tied together. This soldering is carried out as a gap soldering, with the hard solder as a corresponding Molded part in the gap between the sleeve parts 10 and 11 is present. Appropriately the latter is provided with an annular groove 16 to allow stripping of the Braze molding during the insertion of the second sleeve part 11 into the first sleeve part 10 to prevent. In the last step, the second sleeve part 11 is made with the jacket 3 of the cable 1 by means of a fourth soldering 14, also connected by a gap soldering. The fourth soldering 14 is expediently immediately following the third Soldering 13 carried out so that the previously heated first sleeve part 10 cools down can. This will blow out heated air or gas through the gap between second sleeve part 11 and cable 1 avoided, the production of the fourth soldered connection 14 could affect.
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