CN104428845A - 用于电导体或光导体的容器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电导体或光导体的容器、透气、耐热并优选地机械柔性或弹性的壳体的使用、以及用于产生电缆连接或电缆连结的构造套件。该容器包括绝缘部(102)，所述绝缘部由填充有阻燃装置并且可被安装至所述导体(100)以至少部分地环绕所述导体的绝缘体制成。还提供有外壳体(104)，所述外壳体由透气、耐热材料制成，并且所述外壳体环绕所述绝缘部(102)使得所述绝缘部的功能在起火的情况下维持一段特定的时间。本发明还涉及用于产生电缆连接或电缆连结的相关的构造套件。

Description

用于电导体或光导体的容器
技术领域
本发明涉及一种用于电导体或光导体的容器、在这样的容器中的透气、耐热并优选地机械地柔性的壳体的使用、以及用于产生电缆连接的构造套件。
背景技术
在信息或能量经由电导体或光导体传输的大多数情况下，存在对在起火的影响的情况下维持运转的严格需求。为此，已知使用诸如玄武岩、硅石、陶瓷材料或玻璃纤维的无机纺织材料的多层遮盖与填充有诸如例如在WO2012/033609 A1或US 2007/0251595 A1所图示的阻燃装置的硅树脂涂层的组合。另一种具有内部玻璃纤维覆层的和施加在其上的硅树脂橡胶覆层的保护遮盖从EP 0127432 A2中已知。
这些已知的保护遮盖是基于向纺织无机载体提供外部阻燃涂层的想法，以将电缆或线尽可能长时间地维持在运行状态，即使是在起火的影响的情况下。
如在Peter Burger的文章"Zwei Welten:Isolations-und Funktionserhalt,Sicherheitskabel für den Brandfall"(两个世界：维持绝缘和运行，起火情况下的安全电缆)Bulletin SEV/VSE 23/05，27-28页中所述的，用在商业高楼、百货商场、医院或隧道和核电站中的电缆必须符合根据IEC 60331的绝缘维护测试和涉及根据DIN 4102-12的功能维护的测试。
因此，已知的布置用例如填充有硼的特别高质硅树脂橡胶层包围纺织载体。
已知的布置中的缺点是必须被处理的相对高材料复杂度以及特别是当在原处产生电缆连接时更难的组装能力。
发明内容
本发明的目的在于提供用于电缆连接的构造套件和容器，其能够以成本有效和简单的方式被装配并且还能够确保在起火的情况下，最大可能的程度地维持电缆组件的运行。
该目的是通过独立专利权利要求的主题而实现的。根据本发明的主题的有利发展例在从属权利要求中被阐述。
本发明是基于突然的发现：如果电导体或光导体的绝缘部(绝缘部在工厂中施加并且例如设置有矿物阻燃装置)能够成功地保持在原始位置上，甚至在燃烧状态下，也能够实现在起火的情况下对电导体或光导体的运行的充分维持，导体的电绝缘和其他运行能力被维持充分长的时间段，以从而符合关于维持绝缘和运行的技术安全要求。
根据本发明，这能够通过提供包括透气、耐热材料的外壳体来实现。透气性允许在起火情况下产生的气体或蒸汽能够消散。由于外壳体本身是耐热的，其并不由于热的影响而退化，或仅在绝缘部或导体材料之后很久才退化。
根据本发明的外壳体优选地具有机械柔性或弹性，使得在起火情况下绝缘部的维护可从而以特定的充分和可靠的方式符合，因为机械柔性或弹性使得在起火情况下能够随机发生导体或电缆股线的变向。
能够示出的是，由于电缆接头连接，简单的电绝缘元件(例如，基本上具有与原始提供的绝缘材料的相同性能的内壳体的形式)和根据本发明的安装在电绝缘元件上的外壳体的装配已经产生符合用于维持电缆组件的运行的要求的电缆结构。特别地，根据本发明，无需额外缠绕云母带，并且也无需装配额外的绝缘管。
有利地，根据本发明的外壳体至少部分地由石英和玄武岩制成。以一种特别简单的方式，这样的外壳体能够被生产为针织织品、编织织品或机织织品。例如，能够使用包括高达99.95％以上的二氧化硅并且为细丝形式的石英材料。
这些石英细丝具有5微米到15微米之间的直径，优选地为11微米的直径。本身已知的是，透气、机械柔性管能够由这样的石英细丝通过编织、针织或机织而制成。然而，替代地，还可提供这样的实施例，其中外壳体由意于绕导体缠绕的带或长方形的垫形成。
当使用环绕导体或电缆股线的垫时，有利地提供有环绕导体的绝缘部以具有膨胀性能，也就是说其在发热的作用下起泡沫并且以这种方式闭合可能存在的任何分离连结处。
具有一个或多个上文所述性质的外壳体根据本发明被用作在起火的情况下用于维持绝缘部的运行的透气、耐热的壳体。
根据本发明的壳体材料的有利性质在用于连接电缆的构造套件中特别明显。根据本发明，在电触头已经被闭合后，仅简单地需要在连接的导体端部上推动仅仅一个绝缘元件并且接着装配外壳体材料，该绝缘元件填充有阻燃装置，并且绝缘部已经从所述导体端部移除。为了确保所需的耐潮性，还能够最终装配气密绝缘外塑料套管。除了所需的元件(例如，用于压接或挤压电导体所需的元件)之外，根据本发明的构造套件仅需要包括电绝缘材料并且例如构造为内壳体的绝缘元件和包括石英和/或玄武岩的外壳体材料。
本发明下面参考附图和实施例以更详细的方式被说明。如果与这些特征连接的具体优势不相关或不是特别相关的话，在下列实施例中提供的特征可根据上述说明而被省略或者以不同的方式组合。对于本发明中相同的元件，或是在结构和/或功能上是相同类型的元件，在各附图中分别使用相同的附图标记。
附图说明
在图中：
图1示出了根据第一有利实施例的容器；
图2示出了根据第二有利实施例的容器；
图3示出了根据第三有利实施例的容器；
图4示出了用于生产根据示例性有利实施例的电缆连接的操作步骤；
图5示出了用于生产根据示例性有利实施例的电缆端盖的操作步骤；
图6示出了根据另一有利实施例的容器；
图7示出了根据另一有利实施例的容器；
图8示出了根据另一有利实施例的容器。
具体实施方式
参考图1，根据第一有利实施例的容器在下文中说明。如能够从图1中看出的，电导体或光导体100被绝缘部102和外壳体104环绕，外壳体104可例如以电绝缘的方式构造。导体100可例如是低压电缆组件的铜线，绝缘部已经在工厂中被装配。当然，本发明也可用于光电缆。
绝缘部102包括填充有阻燃装置并且方便与这样的电缆或端盖一起使用的绝缘材料。如在图1中示意性地示出的，装配有作为外壳体104的管形式的编织物，其由根据有利实施例的石英制成。该外壳体104形成用于在起火情况下闭合剩余的绝缘部的容器。由于外壳体104是透气的，发生的气体燃烧产物可被排出，而不会使外壳体显著变形。绝缘部102的剩余部分(主要是绝缘部102的矿物残留部分)在起火的情况下被外壳体104保留在其原始位置，从而绝缘部的运行能力维持特定的时间段。下列的表1列出了特别适合外壳体的石英材料的机械和物理性能。
表1
本发明的另一个显著的优势在于外壳体104可在起火的情况下跟随受热的导体100的变形，并且当导体100已经从其原始位置显著地偏转时剩余的绝缘材料102从而也可在原处保持运行。外壳体104例如通过编织操作而形成，以形成管。然而，替代地，其也可由针织织物、机织织物、羊毛或毡形成。
对于本领域的常规技术人员，不言而喻的是，绝缘部也可被根据本发明的外壳体维持，该外壳体在最终组装状态中是刚性的。
根据本发明的外壳体104从而在起火的情况下将燃烧的绝缘材料的大部分固定在位，而同时气体和蒸汽可消散。在起火的情况下剩余的绝缘材料固定在原始位置上，并且功能性持久的绝缘部从而维持一段特定的时间。特别是在不同极的紧邻地布置的多个电缆股线的情况下，可维持股线绝缘。
此外，通过外壳体104固定在位的燃烧的绝缘部102还形成温度屏障，其暂时地延迟外部温度，例如在铜导体上的作用。
图2示出了替代实施例，其中外壳体不是由机织织物形成，而是由具有膜状结构的导管状的管形成。例如，玻璃纤维或石英纤维滤膜适合于生产这种外壳体104'。
图3示出了根据本发明的外壳体104”的另一变型。根据该实施例，外壳体104”由垫形成，该垫例如在初始状态下为矩形，并且在箭头106的方向上围绕绝缘部102放置在导体或电缆股线100上。处于预组装状态中的垫的坯可自然地具有任意的形状。在组装后，边缘可通过粘合剂粘接的方式被固定。有利地，在该实施例中，绝缘102除了包含无机阻燃装置外，还包含膨胀阻燃装置，该膨胀阻燃装置在起火的情况下引起泡沫产生，并且从而填充可能在连结位置处存在的任意间隙。
图4借由示例的方式示意性地示出了大量电缆股线通过使用根据本发明的容器的连接。在该处示出的四束股线的单独的股线或导体100a、100b、100c和100d在它们意于被连接到对应的相对件，并且借由导电连接件108，例如通过压接连接的方式而被连接到彼此的区域中绝缘部被移除。
如图4-1所示，连接区域108的每一个随后设置有电绝缘部102，该电绝缘102能够在例如形成为电绝缘内壳体的连接区域上被推动，该绝缘部在其性能上大致对应于在工厂中应用的并且被移除以用于连接的单独股线的股线绝缘部。
根据本发明，图4-2示出，外壳体104在股线或导体的每一个上被推动。随后，处于示于图4-2中的状态中的股线布置是已经完全可用的并且受热保护的。示于图4-3和4-4中的步骤涉及气密地密封外套管110的额外安装，例如使用热缩技术。替代地，本发明还可与冷缩或树脂浇注技术结合使用。可选地装配的外套管主要用于在布置在其相对于机械和/或化学负载需要特定保护的环境中的电缆中气密地密封。
电缆端盖的使用根据本发明的容器的装配将参考图5在下文中说明。相比于产生在电缆之间的连接，在该处安装有作为单独的股线或导体100a、100b、100c和100d的闭合件的电缆接线片112，并且连接位置分别遮盖有绝缘材料(在图5中不可见)。随后，如图5-1所示，外壳体104被向前尽可能远地推至电缆接线片112的触头区域。
图5-2和5-3示出了用于气密地密封并且电防护示出的端盖布置的额外的第一和第二外套管110和110'的组装。
当然，本发明的参考图1-3说明的实施例也可被转换到电缆端盖的情况中。这在图6-8中示意性地示出。
如能够从图6中看出的，具有电缆接线片112的电导体被绝缘部102和外壳体104环绕，该外壳体104可例如以电绝缘的方式构造。根据本发明的外壳体104从而在起火的情况下将已燃烧的绝缘材料的大部分固定在位，而同时气体和蒸汽能够消散。在起火的情况下剩余的绝缘材料保留在原始位置上，并且功能上持久的绝缘部从而维持一段具体的时间。特别是在借由直接邻接布置的接线片112连接的具有不同极性的多条电缆股线的情况下，可维持股线绝缘。此外，如上所述，通过外壳体104固定在位的已燃烧的绝缘部102还形成温度屏障，其暂时地延迟外部温度在例如铜导体上的作用。
图7示出了替代实施例，其中外壳体不是由机织织物形成，而是由具有类似隔膜结构的导管状的管形成。例如，玻璃纤维或石英纤维滤膜适合于这种外壳体104'的生产。
图8示出了根据本发明的外壳体104”的另一变型。根据该实施例，外壳体104”由垫形成，该垫例如在初始状态下为矩形，并且在箭头106的方向上围绕绝缘部102放置在电缆接线片112上。
作为石英的替代，或额外地，还可以使用石英玄武岩用于根据本发明的外壳体。玄武岩是深灰色到黑色、密集的中粒火山石。玄武岩纤维是100％无机、矿物的连续细丝，其也可被制为具有11.0微米的直径。玄武岩的物理性能在下文中的表2中阐述。
表2
物理性质 单元
直径[μm] 11.0
抗剪强度[mN/tex] 433
弹性模量[GPa] 91-110
线性密度[tex] 121
可燃性(LOI)[％] 0.4
热应用范围[℃]最小值 -260
压力下的最大值 +450
无压力的最大值 +700
起火限制的运行温度 +1200
熔点[℃] 1450
吸湿性 ≤0.1
线性膨胀系数[x10-7/K] 5.5
热导系数[W/m.K] 1.67
烘烤3小时后的重量损失[％]
H2O 99.6
0.5N NaOH 93.4
2N NaOH 6.4–77.3
2N H2SO4 66.4–98.5
除了已经提到的优点之外，本发明还能够实现外壳体的简单的组装、在组装之后导体或电缆连接的定位，也就是说在水平和竖直空间方向上的定向，而对维护功能没有影响。
本发明可有利地不仅与连续的导体或电缆股线或电缆连接一起使用，也可以与电缆端盖一起使用。
附图标记列表：
附图标记 描述
100 导体
102 绝缘部
104,104',104” 外壳体
106 缠绕方向
108 连接件
110,110' 外套管
112 电缆接线片

Claims (15)

1.一种用于电导体或光导体(100)的容器，包括：
绝缘部(102)，其由填充有阻燃装置的绝缘体制成，并且能够被安装至所述导体(100)以至少部分地环绕所述导体；
外壳体(104)，所述外壳体由透气、耐热材料制成，并且所述外壳体环绕所述绝缘部(102)使得所述绝缘部的功能在起火的情况下维持一段特定的时间。
2.根据权利要求1所述的容器，其中所述外壳体(104)由柔性或弹性材料制成。
3.根据权利要求1或2所述的容器，其中所述外壳体(104)包含石英和/或玄武岩。
4.根据前述权利要求的任意一项所述的容器，其中所述外壳体(104)包括针织织物、编织织物或机织织物。
5.根据前述权利要求的任意一项所述的容器，其中所述外壳体(104)被构造为管或垫。
6.根据前述权利要求的任意一项所述的容器，其中所述外壳体(104)由石英细丝制成，所述石英细丝的直径在5微米到15微米之间，优选地为11微米。
7.根据前述权利要求的任意一项所述的容器，其中所述绝缘部(102)包括矿物阻燃装置。
8.用于在起火情况下维持绝缘部(102)的功能的透气、耐热的壳体(104)的使用，所述壳体(104)由填充有阻燃装置并且至少部分地环绕电导体或光导体(100)的绝缘体(100)制成。
9.用于产生电缆连接或电缆连结的构造套件，包括
电绝缘材料(102)，其由填充有阻燃装置并且用于使连结区域或电缆连接的连接区域(108)绝缘的绝缘体制成，
外壳体材料(104)，其由透气、耐热的材料制成，并且用于在起火的情况下至少在所述连接区域(108)中维持所述绝缘材料(102)的功能。
10.根据权利要求9所述的构造套件，其中所述外壳体材料(104)在最终组装状态中是机械柔性或弹性的。
11.根据权利要求9或10所述的构造套件，其中所述外壳体材料(104)包含石英和/或玄武岩。
12.根据权利要求9到11任意一项所述的构造套件，其中所述外壳体材料(104)包括针织织物、编织织物或机织织物。
13.根据权利要求9到12任意一项所述的构造套件，其中所述外壳体材料构造为管或垫。
14.根据权利要求9到13任意一项所述的构造套件，其中所述外壳体材料(104)由石英细丝制成，所述石英细丝的直径在5微米到15微米之间，优选地为11微米。
15.根据权利要求9到14任意一项所述的构造套件，其中所述电绝缘材料(102)包括矿物和/或膨胀阻燃装置。
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