CZ2012357A3 - Sdelovací kabel s izolací z napenené silikonové pryze - Google Patents

Abstract

Sdelovací kabel dle Obr. 1 s izolací z napenené silikonové pryze, vyuzitelný zejména v oblasti, kde jsou zvýsené pozadavky na maximální provozní kapacitu pri soucasném zachování pozární bezpecnosti a funkcnosti zarízení, sestává z prvku (3) tvorených stocením zil sestávajících z vodivého medeného, prípadne pocínovaného medeného jádra (1), izolovaného souvislou izolací z napenené silikonové pryze (2), kde prvky (3) kabelu jsou stoceny do kabelové duse (4), která je obalena páskami (5) plnící funkci stínení kabelu. Nad páskami (5) je souvislá extrudovaná smes (6) a kabelový plást (7). Izolace má permitivitu .epsilon..sub.r.n.<2.5. Kabel dosahuje provozní kapacity C.sub.P.n.<49 nF/km.

Description

Dosavadní stav techniky

V posledních letech byl kladen především důraz na vývoj bezhalogenových oheň retardujících (HFFR) energetických kabelů s funkční schopností izolace a funkční schopností celého kabelového systému. Tento vývoj se odehrával napříč všemi kabelovnami v České republice (dále jen ČR) a vycházel z požadavků jak domácí, tak zahraniční poptávky.

Požadavky na vývoj HFFR vnějších sdělovacích kabelů párových a čtyřkovaných s funkční schopností byly v ČR dlouho opomíjeny. Tradiční výrobci telefonních kabelů PRAKAB PRAŽSKÁ KABELOVNA, s.r.o. a KABELOVNA Děčín Podmokly, s.r.o. jsou v současné době schopni nabídnout HFFR vnější sdělovací kabely párové a čtyřkované jen v provedení bez funkční schopnosti.

Společnost PRAKAB má ve svém výrobním programu vnějších sdělovacích HFFR kabelů pouze kabely v provedení bez funkční schopnosti (TCEKH-R, TCEKFLHZH-R). Na izolaci těchto kabelů je použit plný polyethylen (dále jen PE) , který má dobré přenosové vlastnosti (nízká dielektrická konstanta s_r « 2.1). Obecně platí, že čím nižší je tato dielektrická konstanta a čím je větší souměrnost páru nebo čtyřky, tím nižší je provozní kapacita žíly každého páru, resp. čtyřky a tím lepší je přenos elektrického

-2signálu. Dielektrická konstanta může být snížena diky použití napěněného PE až na E_r « 1.7.

PE má sám o sobě obecně velmi špatné chování v případě požáru. Nemá žádné oheň retardující účinky, spíše naopak oheň šíří. To je jeho velká nevýhoda, která brání použití PE jako izolace pro kabely s funkční schopností izolace během požáru.

V případě párových sdělovacích vnitřních kabelů, kde nejsou kladeny tak vysoké požadavky na přenos elektrického signálu s funkční schopností (např. SXKFH-V180) je na izolaci jádra použita kombinace síťovaného PE (dále jen XLPE) a sklo-slídové pásky. XLPE má lepší mechanické a elektrické vlastnosti než PE, ale také neobsahuje žádné retardéry hoření, které by zabraňovaly šíření ohně. Kabely pouze s XLPE izolací tak nemohou vést signál během požáru. V případě tohoto kabelu právě sklo-slídová páska plní funkci izolace v případě požáru. Tato páska obsahuje drobné vrstvy slídy, které vlivem vysoké teploty slinou a vytvoří tak skleněnou trubičku kolem měděného jádra, která zabraňuje zkratu mezi žilami i při vysoké teplotě.

V případě použití sklo-slídové pásky zajišťující funkční schopnost kabelu se jedná o konvenční technologii. V současné době se však používá nové technologie, která spočívá v použití izolace ze silikonové pryže, která v případě havárie-požáru zkeramizuje a zajišťuje funkčnost kabelu (přenos elektrické energie nebo informace).

Silikonová pryž pro izolaci energetických bezpečnostních kabelů vykazuje vedle dobrého zpracování také dobré chování v případě požáru. Jeho velkým negativem pro použití jako izolace sdělovacích kabelů párových a čtyřkovaných je jeho vysoká dielektrická konstanta ε_; « 4.5, která má zásadní vliv na hodnotu provozní kapacity, což je důležitý přenosový parametr. Tento handicap na první pohled vyřazuje silikon ze hry.

-3Podstata vynálezu

Podstata vynálezu spočívá v použiti izolace z napěněné silikonové pryže. Díky přítomnosti vzduchových bublin v izolaci napěněného silikonu může dojít k výraznému snížení dielektrické konstanty na téměř poloviční hodnotu oproti nenapěněné (plné) silikonové izolaci používané pro energetické kabely.

Bezhalogenový vnější sdělovací kabel s funkční schopností celého kabelového systému se skládá z vodivého měděného, případně pocínovaného měděného jádra nebo eventuelně jádra ze stříbra, izolovaného souvislou izolací z napěněné silikonové pryže. Izolované žíly jsou stočeny do párů, složených ze dvou žil, nebo do tzv. „čtyřek, složených ze čtyř žil. Páry, resp. čtyřky jsou stočeny do kabelové duše, která je obalena páskami plnící funkci stínění kabelu. Nad páskami je souvislá extrudovaná výplňová směs a vnější plášť kabelu.

Výplňová směs a plášť kabelu jsou z bezhalogenových oheň retardujících materiálů tak, aby samotný kabel jako celek dále splňoval třídu reakce na oheň B2ca sldO dle evropské směrnice 2006/751/EC. Díky použití izolace z napěněné silikonové pryže s permitivitou s_r< 2.5 kabel dále dosahuje provozní kapacity hotového kabelu C_P < 49 nF/km a splňuje přenosovou kategorii CAT 3 dle normy ANSI-TIA-EIA 568.

Pojmy:

Vnitřní sdělovací kabely - jedná se o kabely určené do budov, které slouží pro rozvody informačních a zabezpečovacích systémů se šířkou pásma do 16 MHz. Ve většině případů se jedná o kabely, kde základním prvkem jsou žíly stočené do páru.

Vnější sdělovací kabely - slouží pro tvorbu dálkových datových a sdělovacích přenosů. Základní prvek těchto kabelů jsou žily stočené do párů nebo do čtyřek.

-4• · *

Relativní permitivita - fyzikální veličina popisující izolační vlastnosti izolačních materiálů ve vztahu k vakuu.

Provozní kapacita - jedná se o elektrickou kapacitu mezi sousedními žilami v páru nebo čtyřce. Elektrická kapacita vyjadřuje schopnost vodiče uchovávat elektrický náboj. V případě sdělovacích kabelů platí, že čím nižší je provozní kapacita, tím lepší je přenos elektrického signálu.

HFFR kabely bez funkční schopnosti - jedná se o bezhalogenové oheň retardující kabely splňující následující vlastnosti v případě požáru:

nešíří plamen, uvolněné plyny při hoření jsou netoxické a nekorozívní, mají nízkou emisi kouře.

HFFR kabely s funkční schopností - kabely, které vedle vlastností HFFR kabelů bez funkční schopnosti navíc za podmínek požáru jsou schopny vést elektrický proud v případě energetických kabelů nebo přenášet elektrické signály a

informace	v případě sdělovacích	kabelů.
Tyto	kabely jsou zkoušeny	podle normy ČSN IEC	60331, při
které se	zkouší jeden vzorek	kabelu	připojený na	jmenovité
napětí a	při které je kabel	teplotně	namáhán při	konstantní
teplotě.

HFFR kabel s funkční schopností celého kabelového systému jedná se o další nadstavbu co se týče vyšších nároků na funkčnost kabelu v případě požáru.

Kabely jsou navíc zkoušeny dle zkušebního předpisu

ZP

27/2008, resp. normy STN 92 0205 nebo DIN VDE 4102-12.

Při zkoušce je testován celý kabelový systém, tzn. kabely a kabelové nosné konstrukce. Výsledek zkoušky tak závisí nejen na vlastnostech kabelů, ale také na odolnosti všech prvků používaných ve skutečné kabelové instalaci.

Zkouška je prováděna v komoře, ve které jsou kabely zkoušeny na nosných systémech (kabelové žlaby, žebříky, jednotlivé příchytky) . Během zkoušky jsou kabely připojeny na jmenovité napětí a spolu s nosnými systémy jsou vystavovány narůstajícímu teplotnímu zatížení, které způsobuje deformaci nosných systémů.

Zkouška je velmi náročná a blíží se reálným podmínkám v případě požáru. Jde o nejnáročnější požárně bezpečnostní zkoušku, která se na kabelech spolu s nosnými systémy provádí.

Třída reakce na oheň - kabel v případě požáru uvolňuje malé množství tepla a kouře dle evropské směrnice 2006/751/EC.

Přehled obrázků na výkresech

Obrázek 1 je boční pohled a příčný průřez sdělovacího kabelu párového

Obrázek 2 je boční pohled a příčný průřez sdělovacího kabelu čtyřkovaného

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Sdělovací kabel párový na Obr. 1 sestává z prvků 3 tvořených stočením dvou žil sestávajících z vodivého měděného jádra JL izolovaného souvislou izolace z napěněné silikonové pryže 2. Prvky 3 kabelu jsou stočeny do kabelové duše 4, která je obalena páskami 5 plnící funkci stínění kabelu. Nad páskami 5 je souvislá extrudovaná směs 6 a kabelový plášť 7_.

Příklad 2

- 6 ·· ·· ·· ··· * ·

Sdělovací kabel čtyřkovaný na Obr. 2 je sestaven z prvků 3 tvořených stočením čtyř žil sestávajících z vodivého pocínovaného měděného jádra 1_ izolovaného souvislou izolace z napěněné silikonové pryže 2. Prvky 3 kabelu jsou stočeny do kabelové duše _4, která je obalena páskami 5 plnící funkci stíněni kabelu. Nad páskami 5 je souvislá extrudovaná směs 6 a kabelový plášť 7_·

Průmyslová využitelnost

Vynález je průmyslově využitelný v elektrotechnickém průmyslu.

·· · · · · · · β»

Seznam vztahových značek

- jádro

- napěněná silikonová pryž

- prvek kabelu

- kabelová duše

- stínící páska

- extrudovaná směs

- kabelový plášť

Claims (6)

1. PATENTOVÉ NÁROKY 2£M2- -

   1. Sdělovací kabel vyznačující se tím, že zahrnuje alespoň jeden prvek (3) utvořený stočením alespoň jedné žily z vodivého měděného jádra (1) a izolovaný souvislou izolací z napěněné silikonové pryže (2), kde prvek/-y (3) kabelu jsou stočeny do kabelové duše (4), která je obalena páskami (5) plnící funkci stínění kabelu a nad páskami (5) je souvislá extrudovaná směs (6) a
2. 2. Sdělovací kabel podle nároku měděné jádro je pocínované.
3. 3. Sdělovací kabel podle nároku 1, (6) a/nebo plášť (7) kabelu retardujících materiálů.
4. 4. Sdělovací kabel podle nároku izolace z napěněné silikonové s_r<2.5.
5. 5. Sdělovací kabel podle nároku 1, dosahuje provozní kapacity C_P <

   kabelový plášť (7).

   1, vyznačující se tím, že vyznačující se tím, že směs jsou z bezhalogenových oheň

   1, vyznačující se tím, že pryže (2) má permitivitu vyznačující se tím, že kabel

   49 nF/km.
6. 6. Použití napěněné silikonové pryže (2) k izolaci sdělovacího kabelu.