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Die vorliegende Erfindung betrifft Netzkabel zum Schutz der
Kabel vor elektromagnetischen Einflüssen mit einer
Kabelabschirmung zur Abschirmung der Kabel von elektrischen
Wechselfeldern.
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Heutzutage sind im wesentlichen alle gebräuchlichen Netzkabel
nicht abgeschirmt.
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Jedes nicht abgeschirmte Netzkabel strahlt ein elektrisches
Wechselfeld aus. Dieses Feld beeinflußt andere elektrische
Geräte in seiner Umgebung. Beispielsweise erhält man ein
Brummen in Hifi-Anlagen, wenn die
Niederspannungsverbindungskabel nicht abgeschirmt werden. Man erhält
Störungen bei einer Datenübertragung und Prozeßsteuerungen,
wenn die Übertragungskabel und empfindliche Teile der Geräte
nicht abgeschirmt werden. Störungen können ebenso von
Einschwingvorgängen in dem Netzwerk ausgehen, die von anderen
Netzgeräten, beispielsweise thyristorgesteuerten Lampen und
Maschinen, verursacht werden.
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FR,A,2 096 389 offenbart ein Kabel mit einer metallischen
Abschirmung, die isolierte Leiter umgibt. Einer der Leiter ist über
eine Vorrichtung mit der Abschirmung verbunden.
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FR,A, 2 108 141, GB,A, 1 312 890 und GB,A, 1 463 470
offenbaren jeweils ein Kabel mit einer Kabelabschirmung, die isolierte
Leiter und ein oder mehrere Erd- oder Nulleiter umgeben. Jeder
Erd- oder Nulleiter verfügt über eine Umhüllung, die aus einem
halbleitenden Material gefertigt ist und mit der Abschirmung in
Kontakt steht.
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Keines der bekannten Kabel kann als gewöhnliches Kabel
gehandhabt werden.
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Weiterhin gibt es eine Diskussion über das elektrische Feld und
seinen Einfluß auf Menschen. Die Beeinflussung ist eine
physikalische Tatsache, allerdings gibt es verschiedene Auffassungen
darüber, ob dies gesundheitlich bedenklich ist oder nicht. Somit
ist die vollständige Harmlosigkeit nicht nachgewiesen.
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Eine Möglichkeit zur Vermeidung dieser Probleme ist die
Abschirmung der Netzkabel. Tatsächlich gibt es abgeschirmte
Kabel auf dem Markt. Allerdings sind sie aufwendig zu
installieren, da sie neben dem herkömmlichen Erdleiter mit einem
zusätzlichen Abschirmungsverbindungsleiter ausgestattet sind.
Dies dient dazu, die getrennte Isolierung und Markierung des
Erdlleiters mit grün/gelber Farbe in Übereinstimmung mit den
Sicherheitsbestimmungen zu gestatten. Diese sind auf den IEC-
Statuten begründet.
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Diese verfügbaren abgeschirmten Netzkabel sind als ein
herkömmliches dreiadriges Netzkabel aufgebaut, jedoch mit einer
äußeren Abschirmung aus Aluminiumfolie ausgestattet, wobei
innerhalb dieser Aluminiumabschirmung ein blanker Draht
entlang des gesamten Kabels in Kontakt mit der Abschirmung ist.
Dieser blanke Draht dient als ein Abschirmungsverbindungsleiter.
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Das vordringliche Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine
Anordnung in bezug auf Netzkabel zu erhalten, welche eine
Abschirmung des Kabels ohne den zusätzlichen
Abschirmungsverbindungsleiter schafft und bei der das Kabel wie ein
herkömmliches Netzkabel gehandhabt werden kann.
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Das oben genannte Ziel wird mittels Netzkabel gemäß der
vorliegenden Erfindung erzielt, die dadurch gekennzeichnet ist, daß
zwischen Bereichen mit Isolierung, die zum Umschließen eines
Erdleiters, der auf der Innenseite einer sich entlang des Kabels
erstreckenden Abschirmung aufgenommen ist, angeordnet ist,
ein elektrisch leitender Verbindungsleiter vorgesehen ist, der aus
halbleitendem Kunststoff besteht und zur Verbindung des
Erdleiters mit der Kabelabschirmung spiralförmig um den Erdleiter
verlaufend angeordnet ist.
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Die abhängigen Ansprüche geben bevorzugte Ausgestaltungen
der Erfindung an.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten
Ausgestaltung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, bei denen
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Fig. 1 eine Schnittansicht eines abgeschirmten
Netzinstallationskabels gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt, das drei Leiter aufweist, und
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Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Erdleiters gemäß der
Erfindung darstellt.
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Mit dem neuen Kabel ist die zusätzliche Abschirmverbindung
beseitigt, und das Kabel kann wie jedes herkömmliche dreiadrige
Kabel gehandhabt werden.
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Die Idee besteht darin, zwischen dem grünen und dem gelben
Bereich auf der Isolierung des Erdleiters eine schwarze
Markierungslinie einzufügen. Diese Markierungslinie besteht aus
halbleitendem Kunststoff. Somit bildet sie eine Verbindung
zwischen dem Erdleiter und der Oberfläche der Isolierung
entlang der Linie, die wiederum in Verbindung mit der Abschirmung
ist. Auf diese Weise erhält man eine automatische
Abschirmverbindung.
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Nun verbleibt noch die Sicherung vor einem elektrischen Schlag,
beispielsweise falls eine Person in einer Hand den Erdleiter und
mit der anderen Hand einen an die Phase angeschlossenen Teil
hält. Weiterhin darf kein gefährlicher Strom fließen, wenn der
Erdleiter einen anderen stromführenden Teil berührt.
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Messungen von elektrischen Wechselfeldern und
Abschirmungseffekten zeigen, daß die Verbindung zwischen der Abschirmung
und der Erde mit einem verhältnismäßig hohen Widerstand
behaftet sein kann, ohne daß der Abschirmungseffekt wesentlich
beeinträchtigt wird. Weiterhin ist die
Abschirmverbindungsoberfläche des halbleitenden Kunststoffs wesentlich größer als
die Oberfläche, die eine andere stromführende Komponente oder
einen Teil des menschlichen Körpers berühren könnte, so daß es
möglich ist, dem halbleitenden Kunststoff einen hohen Wert von
Ohm x Meter zu bewahren.
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Somit besteht das Ziel darin, die Leitfähigkeit des halbleitenden
Kunststoffs auf ein Gefahrlosigkeitsniveau herunter anzupassen,
das nach Freigabe durch die für die elektrische Sicherheit
zuständigen Behörden durch SEMKO bestätigt werden kann.
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Das Kabel muß ebenso gegen inneren elektrischen
Überlastdurchlag gesichert sein. Eine Isolierung aus PVC kann Poren
aufweisen, die durchgängig sind, wobei derartige Poren einen
elektrischen Überlastdurchlag hervorrufen können. Somit ist für
den Erdleiter eine Isolierung ähnlich wie die Isolierung bei den
beiden anderen Leitern notwendig. Somit besteht immer eine
doppelte Isolierung zwischen beliebigen zwei Leitern, und es ist
in höchstem Maße unwahrscheinlich, daß zwei durchgängige,
miteinander verbundene Poren vorliegen. Allerdings ist die
Außenseite des Erdleiters des vorliegenden Kabels infolge der
halbleitenden Linie nicht vollständig mit PVC isoliert. Dies wird
dadurch gelöst, daß statt dessen eine doppelte Isolierung bei
jedem der beiden stromführenden Leiter vorgesehen ist. Damit
bleibt die Wahrscheinlichkeit von zwei durchgängigen,
miteinander verbundenen Poren in entsprechender Weise gering.
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Gemäß der Erfindung wird eine Anordnung 1 bei einem
Netzkabel 2, welche zu einer Abschirmung des Kabels von einem
elektrischen Wechselfeld führt, das E-Feld genannt wird, so
ausgelegt, daß zwischen Bereichen 3, 4 einer elektrischen
Isolierung, die zum Umschließen eines Erdleiters 5, beispielsweise
eines herkömmlichen konzentrischen, aus einer Vielzahl von
Litzen aufgebauten Kupferleiters mit einem Litzendurchmesser
und einem ohmschen Widerstand in Übereinstimmung mit den
Bestimmungen, angeordnet und die innerhalb eines rohrartigen
Hohlraums 6 in einer sich entlang des Kabels 2 erstreckenden
Verbindungsabschirmung 7 aufgenommen ist, ein Leiter 8, 9
aufgenommen ist, der zur Verbindung des Erdleiters 5 mit der
Oberfläche 10A seiner Isolierung 10 zur leitenden Verbindung mit
der Verbindungsabschirmung 7 des Netzkabels 2 eingerichtet ist.
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Genauer gesagt besteht der Leiter 8, 9 vorzugsweise aus
halbleitendem Kunststoff, der als eine kreisbogenförmige Linie
ausbildbar ist, die sich zwischen dem Erdleiter 5 und der Isolierung
10 zu der Verbindungsoberfläche längs der Linie 8, 9 erstreckt.
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Vorzugsweise verlaufen die Verbindungsleiter 8, 9, die
vorzugsweise an dem Erdleiter 5 als zwei einander gegenüberliegende
Leiter ausgebildet sind, spiralförmig um den Erdleiter 5.
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Die Isolierung 3, 4 ist aus Kunststoffmaterial, vorzugsweise PVC,
hergestellt und weist bei genauerer Betrachtung zwei
verschieden gefärbte Bereiche 3, 4 einer Isolierung grün/gelb auf,
die in Längsrichtung jeweils entlang der seitlichen Kanten 8A, 8B,
9A, 9B durch die Verbindungsleiter 8, 9 begrenzt sind, die sich
zur oberflächenseitigen Verbindung mit den seitlichen Kanten 3A,
3B, 4A, 4B der isolierenden Bereiche 3, 4 entlang des Erdleiters
5 erstrecken. Die zwischenliegenden Verbindungsleiter 8, 9 sind
schwarz gefärbt.
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Der Erdleiter 5 sowie zusätzliche Leiter 11, 12 können von
einzelnen isolierenden Schichten 13, 14, vorzugsweise von
Doppelschichten 13, 13A; 14, 14A aus PVC umgeben sein.
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Eine halbleitende Nylonabschirmung 7 bildet bevorzugt
außenseitig eine Kabelabschirmung um alle Leiter 5, 11, 12, und die
Leiter 5, 11, 12, die innerhalb der halbleitenden
Nylonabschirmung 7 gleichverteilt sind, sind ebenso von einer äußeren
isolierenden, sich um die Nylonabschirmung 7 erstreckenden
Umhüllung 15 aus einem elektrisch isolierenden Material,
vorzugsweise aus PVC, umgeben.
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Durchgeführte Messungen haben gezeigt, daß der
Isolierwiderstand, das heißt der Kontaktwiderstand, zwischen der
Abschirmung 7 und dem Erdleiter 5 ein verhältnismäßig hoher
Widerstand sein kann, ohne daß der Abschirmeffekt
verlorengeht. An 6 Meter langen Kabeln wurden Messungen
durchgeführt, wobei Widerstände mit bis zu 1 Mohm zwischen dem
Erdleiter 5 unter der Abschirmung 7 angeschlossen und noch
immer zufriedenstellende Ergebnisse erzielt wurden. (Vergleiche
das IEC-Erfordernis eines Isolierwiderstands für H05 VV-F, der
0,011 Mohm · km ist). Somit kann der leitende Kunststoff einen
verhältnismäßig hohen Wert Mohm · km aufweisen.
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Somit führt eine Dehnung der Verbindung von einigen
Zentimetern zu einem Widerstand von einigen 100 Mohm für den
Erdleiter über den halbleitenden Kunststoff bei einer
unerwünschten Verbindung zwischen einem nicht umhüllten
Erdleiter und anderen elektrischen Teilen, was für Menschen als
sicher betrachtet werden dürfte.
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Der Zweck bei dieser Netzkabelauslegung bestand ursprünglich
darin, den Aufnahmestudiomarkt sowie Radio/Fernsehstationen
zur Befreiung der Studios von Interferenzrauschen zu versorgen,
allerdings liegt ein sogar noch größerer Markt in der Befreiung
von Wechselfeldern in Umgebungen, in denen sich an
elektrischer Allergie leidende Personen aufhalten. Weiterhin sollte es
für neue Einrichtungen einen erheblichen Marktanteil geben.
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Die gewünschten Eigenschaften, das heißt hinsichtlich der
elektrischen Leitfähigkeit und Farbe, aufweisende Kabel können
beispielsweise durch Hinzufügen geeigneter Zusätze zu dem
elektrisch leitenden oder halbleitenden fraglichen
Polymermaterial, das gefärbt werden kann, hergestellt werden. Um
Polymermischungen zu erhalten, die jeweils grün und gelb
gefärbt sind, besteht eine Ausführung darin, Verbindungsgemische
mit der jeweiligen Bezeichnung CEE 0841 und CEE 0851 des
Unternehmens Borealis Compounds AB zuzusetzen.
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Die Auslegung besteht darin, daß eine halbleitende
Nylonabschirmung eins Netzkabel mit drei Leitern umgibt, wobei der
Erdleiter nicht isoliert ist, sondern mit einer Umhüllung aus
gelb/grünem halbleitenden Kunststoff versehen ist. Der
gelb/grüne Kunststoff liegt an der Abschirmung an, so daß die
Abschirmung automatisch angeschlossen ist.
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Die Biegeermüdungsgrenze der Nylonabschirmung ist sehr viel
höher als die einer herkömmlichen Kupferverdrillung. Weiterhin
ist die Unempfindlichkeit gegenüber Umwelteinflüssen sehr viel
größer, soweit der kapazitive Einfluß von Feuchtigkeit betroffen
ist, und weiterhin ist die Unempfindlichkeit gegenüber
Interferenzen höher.
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Die Idee der Erfindung liegt darin, es gelb/grün zu färben und auf
diesem Weg den Abschirmungsanschluß zu automatisieren
sowie weiterhin die Anforderungen zu erfüllen.
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Ein abgeschirmtes Kabel, bei dem es nicht notwendig ist, die
Abschirmung mit einem separaten Sekundärleiter anzuschließen,
sondern der mittels des gelb/grünen Erdleiters automatisch
abgeschirmt ist. Die grundlegende Idee der Erfindung ist die
Verwendung von gelb/grün gefärbtem halbleitenden Kunststoff.
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Im Hinblick auf die Sicherheit, soweit ein innerer elektrischer
Überlastdurchlag in dem Kabel betroffen ist, kann dies mittels
einer zweifachen Isolierung der zwei stromführenden Leiter
gelöst werden.
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Die Verwendung von leitendem Kunststoff als Füllmaterial
innerhalb des Kabels würde ebenso den Kontakt mit der
Abschirmung erhöhen, sogar wenn man den Widerstand in der
gelb/grünen halbleitenden Isolierung des Erdleiters erhöhen
würde.
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Die Erfindung ist jedoch nicht auf die oben beschriebenen und in
den Zeichnungen dargestellten Ausgestaltungen beschränkt,
sondern kann ohne Abweichung von der Idee der Erfindung
innerhalb des Bereichs der Patentansprüche abgewandelt
werden.