DE767791C

DE767791C - Hochfrequenzkabel

Info

Publication number: DE767791C
Application number: DEL93280D
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr-Ing Gutzmann; Rudolf Dr-Ing Hintze
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1937-09-17
Filing date: 1937-09-17
Publication date: 1953-08-24
Also published as: FR843314A; CH205040A; BE430112A

Description

Als Hochfrequenzkabel, die z. B. in Sendern zur Speisung der Antenne oder an anderen Stellen zur Fortleitung von hochfrequenten Strömen dienen, verwendet man häufig koaxiale Leitersysteme, die aus einem Innen- und einem rohrförmigen Außenleiter bzw. mehreren Rohrleitern bestehen.. Derartige Hochfrequenzkabel wurden bisher unter Verwendung eines gasförmigen Dielektrikums aufgebaut. In den meisten Fällen wurde der

ίο Innenleiter durch in gewissen Abständen angeordnete Scheiben aus keramischem Material od. dgl. getragen. Im übrigen bestand das Dielektrikum aber im wesentlichen aus Luft. Diese Art von Kabeln muß man zur Gruppe spannungsbegrenzter Kabel rechnen, d. h. die Kabel können bei gegebenem Innendurchmesser des Außenleiters und bekanntem Feldstärkengrößtwert mit einer bestimmten höchstzulässigen Spannung betrieben werden, wenigstens für höhere Leistungen und im Bereich der Mittel- und Langwellen. Infolge' der verhältnismäßig geringen Durchschlagsfestigkeit der Luft, meist von atmosphärischem Druck, bedingt diese Bauweise sehr große Abmessungen, d. h, hohes Gewicht und großen Rohstoffaufwand. Es sind weiterhin Kabel bekanntgeworden, die eine koaxiale Anordnung aufweisen und bei denen der Innenleiter selbst aus einem Geflecht bzw. einer Litze besteht und mit einem festen Dielektrikum umgeben ist, auf dem sich wieder

ein geflochtener Leiter befindet, der gegebenenfalls wieder mit einer festen Isolierhülle umgeben sein kann. Bei dieser Kabelanordnung ist das Dielektrikum zwischen Innen- und Außenleiter ein festes. Femer ist angeregt worden, Poly isobutylen als Isolation für elektrische Kabel und Leitungen zu verwenden. Die Erfindung schlägt nun ein Hochfrequenzkabel z. B. als Antennenspeisekabel in Sendela anlagen vor, das aus koaxial angeordneten, aus Teilleitern zusammengesetzten Leitern besteht, zwischen denen eine Isolierschicht aus plastischem Material angeordnet ist, und bei dem erfindungsgemäß der Innenleiter aus Hochfrequenzlitze, die Isolierschicht aus einer hochpolymerisierten Kohlenwasserstoffverbindung mit einem Verlustwinkel, dessen trigonometrische Tangente kleiner als io"³ ist, und der Außenleiter aus einem biegsamen, aus einer Anzahl von Leitern gebildeten Geflecht besteht.

In der Abbildung ist eine beispielsweise Ausführung eines derartigen Hochfrequenzkabels dargestellt. Der Innenleiter 1 besteht aus Hochfrequenzlitze und ist mit einer Schicht 2 aus plastischem Material als Dielektrikum umgeben, das eine hochpolymere Kohlenwasserstoffverbindung geringer Verluste ist. Auf dieses Isoliermaterial aus hochpolymerer Kohlenwasserstoffverbindung, die den Innenleiter ohne jeglichen Lufteinschluß umgibt, d. h. aufgespritzt ist, wird als Außenleiter ein biegsames Geflecht 3 aus einer Vielzahl von Einzelleitern aufgebracht, der sich wiederum innigst an das Isoliermaterial anschmiegt, so daß hier infolge der Plastizität Lufteinschlüsse vermieden werden. Der Aufbau des erfindungsgemäßen Kabels weist folgende grundsätzliche Einzelheiten auf: i. Der Innenleiter besteht aus Hochfrequenzlitze; hierunter ist ein Leiter zu verstehen, der aus dünnen für sich isolierten Drähten zusammengesetzt ist; 2. als Isoliermaterialist ein plastisches Material mit dielektrischen Verlusten, die kleiner als 10-³ sind, verwendet, und zwar besteht dieses Isoliermaterial aus hochpolymerisierten Kohlen-Wasserstoffverbindungen; 3. als Außenleiter wird ein biegsames Geflecht benutzt, das beispielsweise aus einer Vielzahl von Einzelleitern besteht und sich entsprechend fest an das ■ Isoliermaterial anpreßt. j

Als Dielektrikum kann jede hochpolymere j plastische Kohlenwasserstoffverbindung verwendet werden, beispielsweise polymerisierte Butylenverbindungen fwie sie im Vortrag von j A. Schwarz "Über Kunststoffe unter be- \ sonderer Berücksichtigung der Bedürfnisse der j Gummi-Industrie-, gehalten vor der Hauptversammlung der DKG am 5. bis 7. 7. 37 in Frankfurt M., dargelegt und im "Kunststoffhandbucli.. von Dr. F. Pabst, 2. Auflage, S. S7, beschrieben sind), sofern sie, wie ange- ^! geben, plastisch sind und einen Verlustwinkel 1 haben, der kleiner als io"³ ist. Durch die Verwendung des Isolierstoffes aus hochpolymeren Kohlenwasserstoffverbindungen ist das Kabel j sehr beweglich. Des weiteren ist es durch die

Verwendung des genannten Isolierstoffes im j Gegensatz zu den bisherigen Hochfrequenzkabeln möglich geworden, jeden Lufteinschluß zu vermeiden. Dadurch, daß jeglicher Luft- ^! einschluß vermieden wird, wird die Durch- ! Schlagsfestigkeit bedeutend heraufgesetzt. Der ι plastische Isolierstoff schmiegt sich dem Inneni leiter innigst an. Es ist hierbei zu beachten, daß in bezug auf die Durchschlagsfestigkeit die I Umgebung in der Nähe des Innenleiters infolge

seines kleinen Krümmungskreises elektrisch ' die am stärksten beanspruchte Stelle ist. Der ; Vorteil der sehr geringen Dämpfung und der '■■ Kapazitätsarmut von luftrauniisolierten Hochi frequenzkabeln geht auch bei dem erfindungs- ! gemäßen Hochfrequenzkabel nicht verloren.

■ Ein Kabel mit Masseisolierung hat bei gleicher i Leiterbauart mehr Dämpfung als ein luftraum-I isoliertes. Diesen Mangel weist aber die erfindungsgemäße Anordnung nicht auf, da der

j Innenleiter verlitzt ist. Man erzielt dadurch '■ eine Kabeldämpfung, die genau so klein ist wie diejenige eines gleich starken Luftraumkabels. Beispielsweise sei auf ein erfindungsgemäßes Kabel mit einem Außenleiterdurchmesser von 32 mm und einem Seelendurchmesser von 8 mm

■ hingewiesen, welches einen Z-Wert von 57 Ohm j hat. Ein optimal dimensioniertes Luftkabel mit Volleiter hätte nach einem Aufsatz in der E. T. Z., 1935, S. 1246 und 1247, eine Dämpfung von 0,1 bzw. 0,09 Np/km bei einer Frequenz von .1 MHz, je nachdem, ob man gleichen Innenoder gleichen Außendurchmesser wählt, wie bei dem erfindungsgemäßen Kabel. Demgegenüber sind bei dem Hochfrequenzvollkabel gemaß der Erfindung mit Litzenleiter Dämpfungen von nur o,oS Np;km vorhanden. Der Nachteil des Volldielektrikums (2,4) ist durch die günstige Verlitzung des Innenleiters mehr als aufgehoben worden. Gleichzeitig ist bei dem erfindungsgemäßen Kabel zu beachten, daß große Luftraumkabel nicht in bezug auf die Dämpfung, sondern nur hinsichtlich der Spannungssicherheit dimensioniert werden. Die dann dabei auftretende Dämpfung ist wesentlich kleiner als notwendig. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Kabels liegt weiterhin in dem wesentlich kleineren Bauvolumen bei gleicher Leistung. Durch das bedeutend kleinere Bauvolumen ergibt sich eine bedeutende Ersparnis an Rohmaterial, insbesondere an Kupfer, Blei und Eisen. Da das spezifische Gewicht des verwendeten Isolierstoffs etwa kleiner als 1 ist, tritt auch beim Dielektrikum keine Gewichtsvermehrung gegenüber der Ausführung mit Luftdielektrikum und keramischen Abstandsringen ein. Das Gewicht des erfindungsgemäßen

Hochfrequenzkabels beträgt nur etwa 12% des Gewichts der bisher verlegten sog. Schalenkabel, und zwar in der schweren Ausführung für Erdverlegung nur etwa 4 kg/m. Die Materialersparnis ist im einzelnen die folgende:

Material	Ersparnis	Verbleibender · Bedarf
10 Kupfer Eisen Blei	rd. 83% rd. 87% rd. 100%	rd. 17 ο/« rd. 13% rd. 0%

Das erfindungsgemäße Kabel hat noch den weiteren Vorteil, daß es ohne Bleimantel in der Erde verlegt werden kann, da das Isoliermaterial unhygroskopisch ist, während die Durchschlagsfestigkeit von Luft bei Schalenkabeln sehr stark von der Luftfeuchtigkeit abhängig ist.

Claims

Patentanspruch:

Hochfrequenzkabel zur Übertragung großer Energien, z. B. als Antennenspeisekabel in Sendeanlagen, das aus koaxial angeordneten, aus Teilleitern zusammengesetzten Leitern besteht, zwischen denen eine Isolierschicht aus plastischem Material angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenleiter aus Hochfrequenzlitze, die Isolierschicht aus einer hochpolymerisierten Kohlenwasserstoffverbindung mit einem Verlustwinkel, dessen trigenometrische Tangente kleiner als 10-³ ist, und der Außenleiter aus einem biegsamen, aus einer Anzahl von Leitern gebildeten Geflecht besteht.

Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:
Deutsche Patentschriften Nr. 181 461, 317 406 601 253, 622 516;

USA.-Patentschriften Nr. 1781093, 1841473, 1856204, ι 981 968, 2018353, 2029421, 2034033, 2086629;

britische Patentschriften Nr. 21377 vom Jahre 1892, 322 811, 332 573, 407 718, 408 472,

443772;
französische Patentschriften Nr. 47 443 Zus.

z.Patent 775306, 794429; .
schweizerische Patentschrift Nr. 161 989;
Telegraphen- und Fernsprechtechnik 1933,

S. 219 bis 225, insbesondere S. 221 und 224; Zs. f. techn. Physik 1935, S. 629 bis 633,

insbesondere S. 631;
Druckschriften der LG. FarbenindustrieA.G.

vom 23. 4. 1936 »Oppanol B Merkblatt f. d.

Elektrotechnik«, vom 26. 4. 1937 »Oppa-

nol Bd-;
Zeitschr. Kautschuk 1937, S. 183 bis 188.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

1 5345 8.53