BRPI0803759A2

BRPI0803759A2 - cabo elétrico que suporta propagação de arco elétrico

Info

Publication number: BRPI0803759A2
Application number: BRPI0803759-0A
Authority: BR
Inventors: Pascal Clouet; Jean-Pierre Ferlier; Silva Rui Manuel Da
Original assignee: Nexans
Priority date: 2007-09-21
Filing date: 2008-08-14
Publication date: 2010-06-15
Also published as: FR2921511B1; EP2040267A1; RU2008131702A; FR2921511A1; US7750246B2; EP2040267B1; CN101393780A; ES2576640T3; RU2467421C2; US20090090552A1; CN101393780B

Abstract

A presente invenção refere-se a um cabo elétrico compreendendo: - um condutor elétrico circundado por uma primeira camada compreendendo pelo menos um enrolamento de fita de mica, a dita fita de mica sendo composta de partículas de mica depositadas por meio de um aglutinante de polímero em um reforço, - uma segunda camada compreendendo pelo menos um enrolamento de uma fita de poliimida e - uma terceira camada compreendendo pelo menos um enrolamento de uma fita de politetrafluoroetileno (PTFE), a primeira camada sendo submetida ao tratamento térmico em uma temperatura de pelo menos 400<198>C e a razão R do peso por comprimento unitário do PTFE sobre a soma dos pesos por comprimento unitário do aglutinante de polímero e do poliimida sendo tal que: - R é maior do que ou igual a 2 quando a seção do condutor elétrico não é maior do que 0,2 mm2 e preferivelmente se situa na faixa de 0,1mm2 a 0,2mm2, - R é maior do que ou igual a 4 quando a seção do condutor elétrico é estritamente maior do que 0,2 mm2 e estritamente menor do que 0,6 mm2, - R é maior do que ou igual a 6 quando a seção do condutor elétrico é igual a 0,6 mm2 e - R é maior do que ou igual a 12 quando a seção do condutor elétrico é estritamente maior do que 0,6 mm2, e preferivelmente não maior do que 3 mm2.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CABO ELÉ-TRICO QUE SUPORTA PROPAGAÇÃO DE ARCO ELÉTRICO".

A presente invenção refere-se a um cabo elétrico, e ela se apli-ca particularmente, mas não exclusivamente, a cabos elétricos para uso emaviação, por exemplo, a bordo de aviões.

Esse tipo de cabo elétrico precisa satisfazer numerosos critériospara uso na aviação, em particular quando colocados em condições de incêndio.

Por exemplo, um critério de segurança é garantir que o cabo e-létrico continue a operar em altas temperaturas da ordem de 1100°C por al-guma duração de tempo mínima especificada, geralmente da ordem de 5minutos (min) a 15 min, sem seu condutor elétrico derreter, e sem propagaro fogo, e que ele deve também suportar vibração e ser borrifado com águaou fluidos de extensão de incêndio, enquanto continuando a garantir a conti-nuidade elétrica para seus circuitos e enquanto conservando algum nívelmínimo de resistência do isolamento na chama, geralmente da ordem de10.000 ohms (Q).

Outros critérios podem também ser considerados tais como opeso e o diâmetro do dito cabo, cujo peso e diâmetro não devem ser exces-sivos, a temperatura máxima na qual o dito cabo pode ser usado em umabase contínua, cuja temperatura máxima precisa ser tão alta quanto possí-vel, geralmente de cerca de 260°C por pelo menos 20.000 horas e a capaci-dade do dito cabo ser marcado de modo a permitir que ele seja identificado.

Um critério mais recente exige um cabo elétrico de segurançapara operar bem quando associado com outros cabos elétricos para consti-tuir um chicote.

O documento FR 2 573 910 descreve um cabo elétrico para avi-ação que compreende um condutor elétrico circundado por uma primeiracamada constituída por dois enrolamentos de fita de mica.

A primeira camada é coberta em uma segunda camada de po-límero termostável que pode ser constituído, por exemplo, por uma fita depolitetrafluoroetileno (PTFE) ou por uma resina de poliimida.Finalmente, a segunda camada é coberta em uma camada in-termediária de fibras de vidro, e em uma camada externa do mesmo tipocomo a segunda camada.

Contudo, embora esse cabo elétrico da técnica anterior satisfa-ça os critérios de segurança especificados acima, ele não é bom na satisfa-ção de um outro critério de segurança, a saber, esse da resistência à propa-gação do arco elétrico como especificado pelo padrão NF EN 3475-604 (ummétodo de avaliação da resistência à propagação do arco elétrico quandoseco) e padrão EN 2346-005 (um padrão definindo o desempenho mínimorequerido de um cabo elétrico de aviação em termos de resistência ao in-cêndio e à propagação do arco elétrico).

Esse critério de segurança torna possível garantir que o isola-mento do dito cabo apresente resistência suficiente para evitar a precipita-ção e a propagação de arcos elétricos entre cabos elétricos e/ou entre caboselétricos e uma estrutura condutora.

O problema técnico a ser resolvido pela matéria exposta da pre-sente invenção é propor um cabo elétrico que torne possível evitar os pro-blemas da técnica anterior, em particular provendo resistência à propagaçãodo arco elétrico que satisfaça as exigências do padrão EN 2346-005 comrelação ao teste de propagação de arco e padrão NF EN 3475-604, enquan-to mantendo as boas propriedades de resistência ao incêndio e operação emchama como especificado nos padrões NF EN 3475-408 e prEN 3475-417.

De acordo com a presente invenção, a solução para o problematécnico imposto se situa em que o cabo elétrico compreende:

- um condutor elétrico circundado por uma primeira camadacompreendendo pelo menos um enrolamento de fita de mica, a dita fita demica sendo composta de partículas de mica depositadas por meio de umaglutinante de polímero em um reforço,

- uma segunda camada compreendendo pelo menos um enro-lamento de uma fita de poliimida e

- uma terceira camada compreendendo pelo menos um enrola-mento de uma fita de politetrafluoroetileno (PTFE),a primeira camada sendo submetida ao tratamento térmico emuma temperatura de pelo menos 400°C e

a razão R do peso por comprimento unitário do PTFE sobre asoma dos pesos por comprimento unitário do aglutinante de polímero e dopoliimida sendo tal que:

- R é maior do que ou igual a 2 quando a seção do condutor elé-trico não é maior do que 0,2 milímetros quadrados (mm2), e preferivelmentese situa na faixa de 0,1 mm2 a 0,2 mm2,

- R é maior do que ou igual a 4 quando a seção do condutor elé-tricô é estritamente maior do que 0,2 mm2 e estritamente menor do que 0,6mm2,

- R é maior do que ou igual a 6 quando a seção do condutor elé-trico é igual a 0,6 mm2 e

- R é maior do que ou igual a 12 quando a seção do condutorelétrico é estritamente maior do que 0,6 mm2, e preferivelmente não maiordo que 3 mm2.

A requerente descobriu, surpreendentemente, que para umadada faixa de seções de condutor elétrico, conceder tratamento térmico es-pecífico na primeira camada em combinação com uma razão R de peso porcomprimento unitário de PTFE sobre a soma dos pesos por comprimentounitário do aglutinante de polímero mais o poliimida torna possível obter re-sistência à propagação de arco elétrico seco maior do que 75%, como espe-cificado pelos padrões NF EN 3475-604 e EN 2346-005.

Além disso, o cabo elétrico, mais vantajosamente, retém boa re-sistência térmica ao fogo e garante a continuidade de circuito elétrico bem,enquanto apresentando peso e diâmetro que são relativamente pequenos,de modo a satisfazer os critérios requeridos na aviação.

Em uma modalidade preferida, a primeira camada é submetidaao tratamento térmico por uma duração t que é pelo menos 30% mais longado que a duração to necessária para desgasificar a primeira camada, a ditaduração t_preferivelmente sendo de pelo menos 1 minuto.

De acordo com uma característica preferida, a fita de mica incluino máximo 20% em peso de aglutinante de polímero, a fita de mica preferi-velmente incluindo 13% em peso de aglutinante de polímero.

Por meio de exemplo preferido, o dito aglutinante de polímero éuma resina de silicone.

De acordo com uma outra característica preferida, a sobreposi-ção percentual de uma fita de mica sobre ela própria durante o enrolamentoe/ou de uma fita de poliimida sobre ela própria durante o enrolamento não émaior do que 49%.

Essa porcentagem vantajosamente torna possível garantir umarazão otimizada R, dessa forma melhorando a resistência à propagação doarco elétrico por ser combinada com a quantidade mínima apropriada dePTFE.

De acordo com uma outra característica preferida, a segundacamada compreende um único enrolamento de fita de poliimida.

De acordo com uma outra característica preferida, a terceiracamada compreende pelo menos dois enrolamentos de fita de PTFE.

Essas características preferidas servem vantajosamente paraminimizar a quantidade de aglutinante de polímero e de poliimida, e conse-qüentemente para aumentar a razão R de modo a melhorar a resistência docabo elétrico à propagação do arco elétrico, enquanto preservando seu pesofinal e diâmetro e suas propriedades de resistência ao incêndio.

Em uma modalidade particularmente vantajosa, as partículas demica são do tipo flogopita.

Por meio de partículas desse tipo, melhor resistência do isola-mento é obtida na chama.

Em uma outra modalidade, a fita de poliimida compreende umacamada de poliimida coberta em cada uma das suas faces em uma cobertu-ra de copolímero de propileno etileno fluorado (FEP).

As coberturas de FEP servem, em particular, para obter a liga-ção entre as sobreposições respectivas e/ou enrolamentos da(s) fita(s) depoliimida, e a ligação entre a segunda camada e a terceira camada.

Nessa modalidade, a segunda camada é submetida ao trata-mento térmico em uma temperatura mais alta do que a temperatura de fusãodas camadas de FEP.

A terceira camada pode também ser submetida ao tratamentotérmico em uma temperatura mais alta do que 340°C, assim possibilitandoque o PTFE seja sinterizado e provendo a ligação entre as sobreposiçõesrespectivas e/ou enrolamentos da(s) fita(s) de PTFE.

Vantajosamente, o tratamento térmico da segunda camada po-de ser executado simultaneamente com o tratamento térmico da terceiracamada.

Em uma outra modalidade, o cabo elétrico também inclui umacamada externa (superfície) que é adequada para ser marcada.

Por meio de modalidade particularmente vantajosa, a terceiracamada também inclui a dita camada externa, cuja camada externa é prefe-rivelmente uma fita de PTFE incluindo pigmento branco de oxido de titânio.

A presente invenção também prove um chicote elétrico incluindopelo menos um cabo elétrico como definido acima.

De preferência, o chicote combina uma pluralidade de cabos e-létricos da presente invenção, os ditos cabos elétricos formando um conjuntoque é coberto em um revestimento protetor do tipo de proteção mecânicaque é bem-conhecido para o versado na técnica.

Por meio de exemplo, o revestimento protetor compreende umaou mais trancas de metal feitas de cobre ou aço.

O dito revestimento protetor pode também ser coberto por umatrança de material têxtil que suporta abrasão e que não propaga o incêndio,por exemplo, do tipo de poliamido aromático.

Outras características e vantagens da presente invenção apare-cem à luz dos exemplos seguintes fornecidos com referência à figura co-mentada única, cujos exemplos e figura são fornecidos por meio de ilustra-ção não-limitadora.

A figura 1 é uma vista em perspectiva diagramática mostrando aestrutura de um cabo elétrico 1 de acordo com a presente invenção.

O cabo elétrico 1 compreende um condutor elétrico 2, por e-xemplo, de cobre ou de liga de cobre coberto em uma camada de níquel, depeso compreendendo pelo menos 27% de níquel e geralmente do tipo demúltiplos filamentos.

O dito condutor elétrico 2 é circundado por uma primeira cama-da 3, a dita primeira camada 3 compreendendo pelo menos um enrolamentode uma fita de mica, de preferência um único enrolamento da fita de mica.

A fita de mica é tipicamente composta de partículas (ou flocos)de mica mantidas por meio de um aglutinante de polímero em um reforço dafita compreendendo fibras de vidro que são geralmente trançadas, mas quenão precisam ser trançadas.

A mica pode ser do tipo muscovita ou do flogopita, e por meiode exemplo, o aglutinante de polímero pode ser do tipo de resina de silicone,do tipo de poliimida, do tipo de poliamida-imida ou de qualquer outro tipo depolímero termostável.

A seguir, a primeira camada 3 é circundada por uma segundacamada 4, a dita segunda camada 4 compreendendo pelo menos um enro-lamento de uma fita de poliimida, de preferência um único enrolamento dafita de poliimida.

Finalmente, a segunda camada 4 é circundada por uma terceiracamada 5, a dita terceira camada 5 compreendendo pelo menos um enrola-mento de uma fita de PTFE, a fita de PTFE preferivelmente sendo livre dequaisquer pigmentos.

A superfície ou a camada externa da terceira camada 5 podevantajosamente compreender uma camada de PTFE pigmentado, onde opigmento é constituído por bióxido de titânio, por exemplo, de modo a possi-bilitar que a superfície da camada externa seja marcada por meio de um la-ser de UV.

Tipicamente, as fitas sucessivas são enroladas em direções o-postas de modo a evitar que a fita se solte durante a fabricação do dito cabo.

De preferência, a porcentagem de sobreposição de cada fita demica sobre ela própria e de cada fita de poliimida sobre ela própria não émaior do que 49% (coeficiente de sobreposição Kr não maior do que 0,49).Vantajosamente, essa porcentagem de sobreposição torna pos-sível garantir uma razão otimizada R de peso por comprimento unitário dePTFE sobre a soma do peso por comprimento unitário do aglutinante de po-límero e do poliimida que é adaptado à seção do condutor elétrico (núcleoelétrico), ou em outras palavras para limitar os pesos por comprimento unitá-rio da primeira e segunda camadas, assim tornando possível melhorar a ca-pacidade do cabo elétrico em suportar a propagação do arco elétrico.

Durante a fabricação do cabo elétrico da presente invenção, acolocação da segunda e terceira camadas pode incluir uma etapa de trata-mento térmico.

Depois que a primeira camada foi colocada (enrolada com fita),o condutor elétrico como isolado dessa maneira é submetido ao tratamentotérmico em um forno em uma temperatura não menor do que 400°C. Essa éa etapa de degradar termicamente a fita de mica e em particular seu agluti-nante de polímero.

Por meio de exemplo, esse tratamento térmico é executado poruma duração t que é pelo menos 30% maior do que a duração t0 que é re-querida para desgasificar a dita fita.

O tempo to necessário para desgasificar é geralmente determi-nado experimentalmente, e a desgasificação é tipicamente executada emuma temperatura de aproximadamente 3409C.

Mais particularmente, t0 é determinado a partir do momentoquando as camadas colocadas sobre a camada para desgasificar não mais"formam bolhas" sob o efeito do gás sendo emitido durante o tratamentotérmico ("cozimento") das camadas externas em uma temperatura não me-nor do que 340°C.

Assim, a desgasificação serve para limitar os compostos volá-teis residuais na primeira camada, cujos compostos podem levar a defeitosde isolamento durante as etapas subseqüentes do tratamento térmico, talcomo, por exemplo, aplicação do tratamento térmico na segunda e terceiracamadas.

Além do mais, em maneira particularmente vantajosa, esse tra-tamento térmico também torna possível facilitar a obtenção de um cabo elé-trico com resistência à propagação do arco que é suficiente (maior do que75%) quando sua temperatura é pelo menos 400°C.

Por meio de exemplo não-limitador, um condutor elétrico tendouma seção de 0,6 mm2, isolado com uma primeira camada compreendendoum único enrolamento de fita de mica é passado através de um forno quemede 8 metros (m) de comprimento, com seis zonas de aquecimento decomprimento idêntico, as seis zonas de aquecimento tendo as seguintestemperaturas respectivas sucessivas: 340°C - 400°C - 400QC - 4509C -450QC-4505C.

O tempo necessário para desgasificar a fita de mica é tipica-mente 40 segundos (t0), dada uma velocidade de percurso de 12 metros porminuto através do forno tendo um comprimento de 8 m.

Pela adição de pelo menos 30% em to, uma duração mínima t éobtida de aproximadamente 1 minuto, isto é, uma velocidade através do for-no de 8 m por minuto.

Assim, a fita de mica atinge uma temperatura de pelo menos400°C gastando um tempo (t) de 1 minuto no forno acima descrito.

Se a fita de mica fosse para passar através do dito forno em 40segundos (to), então ela poderia atingir uma temperatura não maior do queaproximadamente 340°C.

Depois que a segunda camada foi colocada (ou enrolada com fi-ta) e quando a fita de poliimida compreende uma camada de poliimida co-berta em ambas as faces em camadas respectivas de um copolímero depropileno etileno fluorado (FEP), o condutor elétrico como isolado dessa ma-neira pode ser submetido ao tratamento térmico em um forno em uma tem-peratura mais alta do que a temperatura de fusão das camadas externas doFEP na fita de poliimida.

Tipicamente, essa temperatura de fusão é mais alta do que260°C. Essa é a etapa de vedação térmica da segunda camada.

Depois que a terceira camada foi colocada (ou enrolada com fi-ta), o condutor elétrico como isolado dessa maneira pode ser submetido aotratamento térmico em um forno em uma temperatura mais alta do que atemperatura de fusão do PTFE, isto é, uma temperatura de 342°C a fim desinterizar o PTFE.

Em maneira particularmente preferida, as etapas de enrolamen-to da fita na segunda e terceira camadas são executadas uma depois daoutra e elas são seguidas por uma etapa única de aplicação de tratamentotérmico na segunda e terceira camadas em uma temperatura que é mais altado que 340°C, e mais particularmente que é igual a 342°C.

A segunda e terceira camadas são assim submetidas ao trata-mento térmico simultaneamente.

Por meio dessa etapa única de tratamento térmico que envolveambas a vedação térmica do poliimida e a sinterização do PTFE, é garantidoque toda a espessura da fita na segunda e terceira camadas fique ligadaentre si (sobreposições e enrolamentos) e também que a segunda e terceiracamadas fiquem ligadas entre si.

Finalmente, o cabo elétrico pode incluir vantajosamente umacamada externa que possibilita que o cabo elétrico da presente invençãoseja marcado, preferivelmente por marcação a laser com UV.

Essa camada externa pode circundar a terceira camada, entre-tanto, ela pode ser incluída na terceira camada e formar parte dela, ou emoutras palavras, a camada externa é da mesma forma um enrolamento defita de PTFE, entretanto, essa camada externa sendo adequada para mar-cação a laser com UV.

Tipicamente, ela compreende uma fita de PTFE pigmentada quepreferivelmente inclui pigmento de bióxido de titânio branco em uma quanti-dade não maior do que 5% em peso da dita fita de PTFE.

É preferível evitar exceder esse valor de 5%, ou na realidade,usar um valor menor, desde que a presença do pigmento de bióxido de titâ-nio pode ser nociva em termos da capacidade de suportar a propagação doarco elétrico.

A fim de demonstrar as vantagens dos cabos elétricos da pre-sente invenção, as tabelas 1 a e 1 b abaixo listam várias estruturas de cabopara as quais a capacidade de suportar a propagação do cabo elétricoquando seco e a razão R do peso de PTFE por comprimento unitário sobre asoma dos pesos do aglutinante de polímero e do poliimida por comprimentounitário foram investigadas.

Do topo para a base, as tabelas 1a e 1b mostram a sucessãodas várias fitas da primeira, segunda e terceira camadas que compõem ocabo elétrico (ou fio elétrico isolado).

As primeira, segunda e terceira camadas dos cabos elétricosDW24A a DW14C citados nas tabelas 1a e 1b foram submetidas ao trata-mento térmico de acordo com o método acima descrito de fabricação, com aexceção da primeira camada do cabo elétrico DW20A.

Os detalhes do tratamento da primeira camada, os coeficientesde sobreposição Kr e as espessuras das várias fitas são também especifica-dos nas tabelas 1a e 1b.

As origens dos vários ingredientes nas tabelas 1a e 1b são co-mo segue.

A fita de mica era uma fita Cablosam 366 20-80 vendida pelofornecedor Von Roll-lsola tendo uma espessura de aproximadamente 0,1 mm.

Essa fita tem partículas de mica de flogopita e uma quantidadede 13% em peso de aglutinante de polímero do tipo de resina de silicone, ouem outras palavras ela compreende 17 gramas por metro quadrado (g/m2)de resina de silicone para uma fita de mica apresentando um peso total de30 g/m2.

A fita de poliimida (ou fita de poliimida com adesivo fluorado) erauma fita 616 de poliimida vendida pelo fornecedor DuPont de Nemours. Es-sas fitas de poliimida compreendem uma película de poliimida tendo umaespessura de 0,025 mm revestida em cada uma das suas faces em umacamada de resina de FEP tendo uma espessura situando-se na faixa de0,0015 mm a 0,0025 mm. A quantidade de poliimida é igual a 76,5% em pe-so da dita fita.

A fita de PTFE não-sinterizada e que não pode ser marcada alaser com UV e a fita de PTFE não-sinterizada e que não pode ser marcadacom UV de cor branca são vendidas em particular pelo fornecedor PlasticOmnium 3P.Tab. 1a

<table>table see original document page 13</column></row><table><table>table see original document page 14</column></row><table>Tabela 1B

<table>table see original document page 15</column></row><table>As tabelas 2a e 2b abaixo mostram a razão R de peso por com-primento unitário de PTFE sobre a soma dos pesos por comprimento unitáriode resina de silicone e de poliimida, e também a capacidade dos vários ca-bos elétricos das tabelas 1a e 1b para suportar a propagação do arco elétri-co.

Tabela 2a

Tabela 1B

<table>table see original document page 16</column></row><table>

Tabela 2b

Cabo elétrico <table>table see original document page 16</column></row><table>

A razão R do peso por comprimento unitário de PTFE sobre asoma dos pesos por comprimento unitário do aglutinante de polímero e dopoliimida é calculada a partir dos pesos iniciais respectivos:

- do PTFE vindo da(s) fita(s) de PTFE (terceira camada),

- do aglutinante de polímero cobrindo a(s) fita(s) de mica (pri-meira camada) e

- do poliimida vindo da(s) fita(s) de poliimida (segunda camada).

As espessuras, as composições e as estruturas das fitas e o co-eficiente de sobreposição Kr são naturalmente considerados quando calcu-lando a razão R.

Mais particularmente, o peso de cada uma das camadas de PT-FE (fita(s) de PTFE), do aglutinante de polímero (fita(s) de mica) e de polii-mida (fita(s) de poliimida) é obtido pelo cálculo da área ocupada por cadauma das camadas e pela multiplicação pela densidade relativa respectiva decada camada.As seguintes equações, portanto, se aplicam:

Peso de PTFE:

Peso de PTFE = (área(s) ocupada(s) pela(s) fita(s) de PTFEnão-sinterizada) x (densidade relativa = 1,62)

O peso de PTFE é calculado antes da operação de cozimentoda "sinterização" que leva a uma contração de 25% na espessura radial doPTFE não-sinterizado.

Peso do aglutinante de polímero:

Peso da(s) fita(s) de mica = (área(s) ocupada(s) pela(s) fita(s)de mica) x (densidade relativa = 1,30).

O peso do aglutinante de polímero é deduzido do peso da(s) fi-tais) de mica pela multiplicação dela pelo conteúdo do aglutinante de polí-mero da fita de mica, cujo conteúdo é especificado pelo fornecedor.

Peso do aglutinante de polímero = (peso(s) da(s) fita(s) de mica)x (conteúdo do aglutinante de polímero (%) da(s) fita(s) de mica).

Peso de poliimida:

O peso do poliimida é calculado multiplicando o peso da fita depoliimida que tem em cada uma das suas faces uma camada de adesivofluorado (FEP) e pela multiplicação do dito peso pelo conteúdo de poliimidada dita fita.

Peso de poliimida = (área ocupada pela fita de poliimida) (den-sidade relativa = 1,50) x (conteúdo de poliimida (%) da fita de poliimida comadesivo fluorado = 76,5%).

Finalmente, a área ocupada por uma camada é calculada sub-traindo da área de um círculo de diâmetro igual ao diâmetro externo (De) dadita camada a área de um círculo de diâmetro igual ao diâmetro interno (Di)da dita camada usando a seguinte fórmula:

área ocupada por uma camada = 7t/4 x (De2 - Di2)

Para a primeira camada de isolamento, o diâmetro interno é i-gual ao diâmetro do condutor.

O diâmetro externo da camada é igual à soma do diâmetro in-terno mais duas vezes a espessura radial (ER) da camada, isto é:De = Di + 2 x ER

A espessura radial (ER) de uma camada de fita é dada pela e-quação seguinte:

ER = espessura da fita em mm /1 - (sobreposição Kr da fita em 5 %).

Por meio de exemplo, a razão para o cabo elétrico DW20D écalculada como descrito abaixo, com o método de cálculo sendo idênticopara os outros tipos DW de cabo elétrico especificados nas tabelas 1a e 1 b.

Vários padrões, bem-conhecidos para o versado na técnica, sereferem aos ditos cabos elétricos DW e eles especificam o diâmetro do con-dutor elétrico como uma função da sua seção, o número de filamentos de fiocondutor e o diâmetro de cada um dos ditos filamentos e também o grau pa-ra o qual os ditos filamentos do condutor são compactados.

Por meio de exemplo, de acordo com o padrão EN 2346-005, odiâmetro do condutor elétrico dos cabos elétricos citados nas tabelas 1 a e 1 bé como especificado na tabela 3 abaixo.

Tabela 3

<table>table see original document page 18</column></row><table>

Um outro exemplo do dito diâmetro, de acordo com o padrão NFEN 4434 é especificado na tabela 4 abaixo.

Tabela 4

<table>table see original document page 18</column></row><table>Os diâmetros dos condutores DW24, DW20 e DW14 nas tabelas1a e 1b são esses especificados, respectivamente, na coluna "diâmetro má-ximo do condutor elétrico" na tabela 4 de acordo com o padrão EN 4434, osditos diâmetros sendo fornecidos por meio de ilustração não-limitadora.

Diâmetro Condutor 0,97 mm

Primeira camada:

Espessura da fita de mica = 0,100 mm

Sobreposição da fita de mica Kr = 37%Densidade relativa da fita de mica = 1,30

Conteúdo de aglutinante de polímero da fita de mica = 13%Diâmetro interno da fita de mica = 0,97 mm

Área do círculo tendo diâmetro de 0,97 mm = 0,7390 mm2

Espessura radial da fita de mica =0,1587 mm = 0,100/(1 -0,37)

Diâmetro externo da camada de mica = 1,2875 mm = 0,97 + 2 x 0,1587

Círculo da área tendo diâmetro de 1,2875 mm = 1,3018 mm2

Área da camada da fita de mica = 0,5629 mm2 = 1,3018 - 0,7390

Peso da camada da fita de mica = 0,731 = 0,5629 x 1,30

Peso do aglutinante de polímero na fita de mica =0,0951 = 0,7319x0,13

Segunda camada:

Espessura da fita de poliimida com adesivo fluorado = 0,030 mmSobreposição Kr da fita de poliimida com adesivofluorado = 30%Densidade relativa da fita de poliimida com adesivofluorado = 1,53Conteúdo de poliimida da fita de poliimida com adesivofluorado = 76,5%Diâmetro interno da camada de poliimida com adesivofluorado = 1,2875 mm

Área do círculo de diâmetro 1,2875 mm = 1,3018 mm2

Espessura radial da fita depoliimida com adesivo fluorado = 0,0435 mm = 0,03048 /<table>table see original document page 20</column></row><table><table>table see original document page 21</column></row><table><table>table see original document page 22</column></row><table>

Cada cabo elétrico nas tabelas 1a e 1b foi submetido ao testecom relação à resistência à propagação do arco elétrico usando o método deteste especificado no padrão NF EN 3475-604.

Esse teste torna possível, de maneira controlada, produzir osefeitos de falhas que são representativas do que pode acontecer em usoquando um feixe de cabos elétricos é danificado pelo desgaste, tal que arcoselétricos são causados entre os cabos elétricos e/ou entre os cabos elétricose uma estrutura condutora.

O teste consiste em submeter 18 feixes de 7 cabos elétricos ca-da (tendo um comprimento de 0,5 m) em sucessão a 6 valores diferentes decorrente de curto-circuito, 3 dos 18 feixes sendo testados no mesmo valorpara capacidade de reprodução do teste.

Para cada feixe de 7 cabos, dois cabos elétricos são voluntari-amente danificados e curto-circuitados, dando um total de 18 x 5 = 90 caboselétricos para os quais o dano colateral é medido.

Para satisfazer as exigências do padrão EN 2346-005, é neces-sário que menos do que 25% (dano colateral) entre os 90 cabos elétricossejam danificados ou identicamente que a resistência à propagação do arcoseja pelo menos 75% (onde a resistência à propagação do arco elétrico =100 danos colaterais).

Dano colateral é a razão entre o número de cabos elétricos da-nificados pelo arco elétrico e o número total de cabos elétricos submetidosao teste e não deliberadamente danificados.

Assim, dos 90 cabos elétricos, é necessário que pelo menos 67cabos suportem a propagação do arco elétrico quando secos.

Para essa finalidade, o dano colateral da camada externa de 5cabos elétricos é inicialmente inspecionado visualmente.

A seguir, os 5 cabos colaterais do feixe são submetidos a umteste da sua capacidade de suportar a tensão em água usando o método dopadrão EN 3475-302, esse sendo feito sobre um período de tempo e usandouma tensão alternada como definido pelo padrão EN 2346-005.

Os resultados das tabelas 2a e 2b mostram claramente que oscabos elétricos da invenção (DW24A, DW20B, DW20C, DW20D, DW14B,DW14C) apresentam resistência à propagação do arco elétrico de pelo me-nos 75% ou, na realidade, pelo menos 90% em concordância com as exi-gências do padrão NF EN 3475-604.

Resultados idênticos foram também obtidos com um cabo elétri-co tendo construção idêntica ao cabo DW20B, mas com uma seção de con-dutor elétrico de 0,34 mm2 (DW22) com uma razão R que é maior do que ouigual a 4.

Pode assim ser observado que a maior temperatura do trata-mento térmico aplicado na primeira camada nos cabos elétricos da presenteinvenção melhora a obtenção de resistência muito melhor à propagação doarco elétrico.

Por exemplo, a resistência à propagação do arco elétrico de80% é obtida para DW20B, ao contrário do cabo elétrico DW20A para o qual56% foram obtidos.

Outros testes relacionados com a resistência ao incêndio foramtambém executados na aplicação dos métodos dos padrões NF EN 3475-408 e prEN 3475-417.

Pode ser claramente observado que cabos elétricos da presenteinvenção apresentam resistência ao incêndio que é melhor do que as exi-gências do padrão EN 2346-005, isto é, a resistência do isolamento do caboelétrico na chama por 15 minutos (de acordo com NF EN 3475-408) ou por 5minutos (de acordo com prEN 3475-417) deve ser maior do que 10.000 Q.

Por exemplo, o teste de resistência ao incêndio NF EN 3475-408 executado no cabo elétrico DW20D da tabela 1a forneceu resistência doisolamento situada na faixa de 64.000 Q a 242.000 Q.

Por exemplo, o teste de resistência ao incêndio PrEN 3475-417executado no cabo elétrico DW20D da tabela 1a em várias configurações dechicote proporcionou uma resistência do isolamento situada na faixa de54.000 Q a 2.300.000 Q.

Em paralelo, pode ser deduzido disso que o tratamento térmicoaplicado na primeira camada de acordo com a presente invenção não é no-civo em termos da capacidade do cabo para suportar incêndios.

A presente invenção não é limitada aos exemplos acima descri-tos de cabos elétricos e ela se aplica mais geralmente a qualquer cabo elé-tricô que possa ser planejado com base nas indicações gerais providas nadescrição da invenção.

Claims

1. Cabo elétrico compreendendo:- um condutor elétrico circundado por uma primeira camadacompreendendo pelo menos um enrolamento de fita de mica, a dita fita demica sendo composta de partículas de mica depositadas por meio de umaglutinante de polímero em um reforço,- uma segunda camada compreendendo pelo menos um enro-lamento de uma fita de poliimida e- uma terceira camada compreendendo pelo menos um enrola-mento de uma fita de politetrafluoroetileno (PTFE),a primeira camada sendo submetida ao tratamento térmico emuma temperatura de pelo menos 400°C ea razão R do peso por comprimento unitário do PTFE sobre asoma dos pesos por comprimento unitário do aglutinante de polímero e dopoliimida sendo tal que:- R é maior do que ou igual a 2 quando a seção do condutor elé-trico não é maior do que 0,2 mm2 e preferivelmente se situa na faixa de 0,1mm2 a 0,2 mm2,- R é maior do que ou igual a 4 quando a seção do condutor elé-tricô é estritamente maior do que 0,2 mm2 e estritamente menor do que 0,6mm2,- R é maior do que ou igual a 6 quando a seção do condutor elé-trico é igual a 0,6 mm2 e-Ré maior do que ou igual a 12 quando a seção do condutorelétrico é estritamente maior do que 0,6 mm2, e preferivelmente não maiordo que 3 mm2.

2. Cabo elétrico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a primeira camada é submetida ao tratamento térmico poruma duração t que é pelo menos 30% mais longa do que a duração to ne-cessaria para desgasificar a primeira camada, a dita duração t preferivel-mente sendo de pelo menos 1 minuto.

3. Cabo elétrico, de acordo com a reivindicação 1 ou reivindica-ção 2, caracterizado pelo fato de que a fita de mica inclui no máximo 20%em peso de aglutinante de polímero, a fita de mica preferivelmente incluindo-13% em peso de aglutinante de polímero.

4. Cabo elétrico, de acordo com qualquer reivindicação prece-dente, caracterizado pelo fato de que o dito aglutinante de polímero é umaresina de silicone.

5. Cabo elétrico, de acordo com qualquer reivindicação prece-dente, caracterizado pelo fato de que a sobreposição percentual de uma fitade mica sobre ela própria durante o enrolamento e/ou de uma fita de poliimi-da sobre ela própria durante o enrolamento não é maior do que 49%.

6. Cabo elétrico, de acordo com qualquer reivindicação prece-dente, caracterizado pelo fato de que a segunda camada compreende umúnico enrolamento de fita de poliimida.

7. Cabo elétrico, de acordo com qualquer reivindicação prece-dente, caracterizado pelo fato de que a terceira camada compreende pelomenos dois enrolamentos de fita de PTFE.

8. Cabo elétrico, de acordo com qualquer reivindicação prece-dente, caracterizado pelo fato de que as partículas de mica são do tipo flo-gopita.

9. Cabo elétrico, de acordo com qualquer reivindicação prece-dente, caracterizado pelo fato de que a fita de poliimida compreende umacamada de poliimida coberta em cada uma das suas faces em uma cobertu-ra de polímero de propileno etileno fluorado (FEP).

10. Cabo elétrico, de acordo com a reivindicação 9, caracteriza-do pelo fato de que a segunda camada é submetida ao tratamento térmicoem uma temperatura mais alta do que a temperatura de fusão das camadasde FEP.

11. Cabo elétrico, de acordo com qualquer reivindicação prece-dente, caracterizado pelo fato de que a terceira camada é submetida ao tra-tamento térmico em uma temperatura mais alta do que 340°C.

12. Cabo elétrico, de acordo com qualquer reivindicação prece-dente, caracterizado pelo fato de que a terceira camada também inclui umacamada externa que é adequada para ser marcada.

13. Chicote elétrico incluindo pelo menos um cabo elétrico comodefinido nas reivindicações precedentes.