DE535532C - Tiefseekabel fuer Fernmeldezwecke - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Tiefseekabel für Fernsprech- und Telegraphierzwecke von der Art, die gewöhnlich eine Guttapercha- oder Balata'isolierung besitzt. Insbesondere betrifft die Erfindung Kabel der erwähnten Art, bei welchen der metallische Leiter induktiv belastet ist.

Es wurde nun gefunden, daß in solchen Kabeln die Übertragung von in rascher Reihenfolge abgegebenen Telegraphierzeichen und von Strömen mit Fernsprechfrequenzen in hohem Grade erleichtert wird, wenn die spezifische Kapazität des Kabels verringert wird, ohne Rücksicht darauf, 9b die Wirkungen der spezifischen Kapazität durch die Belastung schon zum Teil ausgeglichen sind oder nicht. Bei der Verringerung der Kapazität dürfen jedoch die übrigen elektrischen Kennzeichen und die physikalischen Eigenschäften des Kabels, insbesondere diejenigen der Isolation, nicht in schädlicher Weise beeinflußt werden.

Um gemäß der Erfindung die spezifische Kapazität eines Unterseekabels zu verringern, welches mit einem thermoplastischen Material isoliert ist, wird als Isolation für den metallischen Leiter eine Masse verwendet, die bedeutende Gummimengen enthält. Gummi, insbesondere die gewöhnliche Handelsvrare, besitzt aber, wenn allein verwendet, weder die physikalischen Eigenschaften, die seine Verwendung bei Unterseekabeln wünschenswert machen, noch die für eine Unterseekabelisolation notwendige Stabilität und niedrige spezifische Leitfähigkeit. Der gewohnliche Gummi ist nicht imstande, die Eigenschaften der bisher üblichen Isolationsmischungen für Unterseekabel für längere Zeit zu verbessern, wenn derselbe als Bestandteil derartiger Mischungen verwendet wird.

Es wurde schon vorgeschlagen, für die Isolierung eines Seekabels an Stelle von Guttapercha synthetischen Kautschuk zu verwenden. Bei der Herstellung dieses synthetischen Kautschuks ist darauf acht zu geben, daß nicht Unreinigkeiten in den Kautschuk gelangen. Hierdurch wird nämlich dann durch denselben Wasser aufgesaugt, was für die elektrischen Eigenschaften des Isolationsmaterials nachteilig ist. Aus diesem Grunde ist die Herstellung von synthetischem Kautschuk sehr kostspielig, und infolgedessen ist dieses Produkt viel teurer als der Natur- gummi, ,so daß praktisch der synthetische Kautschuk für die Verwendung als Isolationsmaterial für Seekabel nicht in Frage kommt.

Erfindungsgemäß erhält der Naturgummi eine besondere Behandlung, um seine mechanischen Eigenschaften zu verbessern und das

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Material derart zu beeinflussen, daß es sich nicht ändert, selbst wenn es äußerst lange unter dem Einfluß von Seewasser steht. .Die Behandlung bewirkt insbesondere eine. Zer-Setzung der im Gummi immer vorhandenen Proteine. Die Behandlung des Gummis kann zum Teil während des Mischens erfolgen, kann aber auch vor der Mischung oder während derselben vollständig ausgeführt werden. Die Zusätze können beispielsweise mehr als 25°/₀ der Gesamtmasse betragen und .aus Balata, Guttapercha, Montanwachs und Montanpech o. dgl. bestehen. Die verschiedenen Stoffe werden derart behandelt und zusarnmengearbeitet, daß in dem resultierenden Gemisch weniger als 0,15 °/₀ stickstoffhaltiger Bestandteile .in der Masse vorhanden sind.

Massen dieser Art besitzen nicht nur die für die erwähnten Zwecke erforderlichen allgemeinen physikalischen -Eigenschaften und behalten diese bei, sondern weisen "auch eine niedrige spezifische Leitfähigkeit und eine verhältnismäßig niedrige Dielektrizitätskonstante auf. Es wurde sogar ,gefunden, daß derartige Massen unter den Verhältnissen, die auf dem Meeresboden herrschen, eine niedrigere spezifische Leitfähigkeit und eine niedrigere Dielektrizitätskonstante Taesitzen als Guttapercha oder Balata unter ähnlichen Verhältnissen. Hierzu kommt, daß nach den-Materialpreisen für das Jahr 1928 die Kosten der Massen gemäß der Erfindung nur ein Drittel bis die Hälfte der Kosten für Guttapercha betragen wurden.

Durch Zersetzung der Proteine wird der '-"- Stickstoffgehalt -des Gummis vorzugsweise derart verringert, daß nach der Hinzufügung der übrigen Stoffe -weniger als 0,150/0 des Stiekstoffgehaltes in der Masse vorhanden sind. In gewissen Fällen ist es wünschenswert, daß der Stickstoffgehalt nur 0,1 °/o oder noch weniger beträgt. Die übrigen thermoplastischen Isolationsstoffe werden vorzugsweise entharzt, bevor sie mit dem entproteinisierten Gummi gemischt werden. (Entproteinisierter Gummi ist ein Gummi, dessen Stickstoff inhalt verringert ist.) Die besten Ergebnisse werden anscheinend erzielt, wenn der Stickstoffgehalt des in der Isolationsmasse verwendeten Gummis weniger als - 0,15 Gewichtsprozent des Gummis beträgt.

Eine zweckmäßige Isolationsmasse wurde aus 35 Teilen entproteinisiertem Gummi (Gummi mit weniger als 0,15 °/₀ Stickstoffinhalt), 30 Teilen entharzter Balata und 35 Teilen gereinigtem Montanwachs hergestellt. Massen mit einem größeren oder geringeren Gummiinhalt können ebenfalls verwendet werden.

Für die Isolation eines richtig konstruierten Kabels gemäß der Erfindung -wurde eine Dielektrizitätskonstante festgestellt, die nicht größer als 2,8 ist, während die spezifische Leitfähigkeit nicht mehr als 15 X 10—^G Mikrohm je cm³ beträgt, wenn mit Wechselstrom von 1000 Hz gemessen wird.

Gemäß der Erfindung können in einem Unterseetelegraphenkabel oder -fernsprechkabel die obenerwähnten elektrischen Kennzeichen mit Belastungen für den metallischen Leiter kombiniert werden, wobei die Kennzeichen und Menge des Belastungsmaterials unter Berücksichtigung der verbesserten elektrischen Kennzeichen der Isolation gewählt werden. Es wurde gefunden, daß ein plastisch isoliertes Unterseekabel für Fernsprech- und Telegraphierzwecke entsteht, welches bei gegebenen Abmessungen einen größeren Nutzeffekt hat als die bis jetzt bekannten Kabel und bei dem ein gegebener- Nutzeffekt sich bei geringeren Abmessungen erzielen läßt, als bis jetzt möglich war, wenn die folgende Kombination verwendet wird:
a) ein metallischer Leiter; ■b) eine Isolation, die aus Gummi und einem oder mehreren vorzugsweise entharzten Zusätzen, wie Balata oder Montanwachs, ■besteht und auf Grund des geringeü Proteingehaltes des Gummis eine geringe spezifische Leitfähigkeit sowie eine niedrige Dielektmi- -tä-tskonstante besitzt;

c) eine ununterbrochene Belastung für den Leiter, welche aus -einer Nickel-Eisen-Legierung (mit oder ohne Kobalt) besteht, die einer derartigen Hitzebehandlung unterworfen worden ist, daß sie eine hohe Permeabilität und einen niedrigen Hysteresisverlustfaktor besitzt. Hierbei müssen die elektrischen Kennzeichen und die Mengen der Isolation und des Belastungsmaterials unter Berücksichtigung der Größe des metallischen Leiters und der zu übertragenden Frequenzen gewählt werden.

^: Ein geeignetes -magnetisches Material für Belastungszwecke ist beispielsweise die bekannte hitzebehandelte Nickel-Eisen-Legierung mit liohem Nickelinhalt und einem Zusatz an Kobalt. Die Anfangspermeabilität der zur Verwendung kommenden Legierung muß zwischen 300 und 1500 -liegen, und die Permeabilitätsveränderung muß, wenn der Fluß sich von Null bis 100 C. G. S.-Einheiten ändert, weniger als io°/₀ betragen. Eine Belastungsinduktivität von 3 bis 20 Millihenry je Seemeile hat sich "als zweckmäßig er-115 wiesen.

Einige der Stoffe, die hier isolierende thermoplastische Stoffe benannt werden, . B. Montanwachs u. dgl., sollten vielleicht richtiger Stoffe, die der Masse thermoplastische Eigenschaften verleihen, benannt werden. Der Einfachheit halber wurde aber

für die zuletzt erwähnten und für äquivalente Stoffe in der Beschreibung wie in den Ansprüchen die Bezeichnung isolierende thermoplastische Stoffe benutzt. Der Ausdruck Gummi mit niedrigem Stickstoffgehalt soll auch gewisse Gummiderivate decken, die bei der Behandlung, um den Stickstoffgehalt zu verringern, einige der für Gummi eigentümlichen Eigenschaften verloren haben und ίο beispielsweise klebrig geworden sind.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Tiefseekabel für Fernmeldezwecke mit einem metallischen Leiter und einer Isolation, die aus beträchtlichen Mengen von Naturgummi in Mischung mit einem oder mehreren thermoplastischen Stoffen, wie Balata, Guttapercha oder Montanwachs, besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Gummi vor, während oder nach der Mischung mit einem oder mehreren Zusatzstoffen in einem solchen Ausmaß entproteinisiert worden ist, daß er an Stickstof! nur noch 0,15 °/₀ des Gummigewichts oder weniger enthält.
2. 2. Tiefseekabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gummibestandteil der Isolation, wenn er unter Verhältnissen geprüft wird, die den am Meeresboden herrschenden gleichkommen, eine Dielektrizitätskonstante hat, die den Wert 2,8 nicht übersteigt, und eine spezifische Leitfähigkeit, die nicht größer als 15,1ο—⁶ Mikrohm je cm³ ist, wenn mit Wechselstrom von 1000 Hz gemessen wird.
3. 3. Tiefseekabel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel mit einem magnetischen Material belastet ist, welches eine Anfangspermeabilität zwischen 300 und 1 500 besitzt, während die Permeabilitätsveränderung geringer als 10 °/₀ ist, wenn der Fluß sich von Null bis auf 100 C. G. S.-Einheiten ändert, und daß das Kabel derart belastet ist, daß die Induktanz je Seemeile (engl.) 3 bis 20 Millihenry beträgt.