DE10131569A1 - Kabel mit Polyethylenmantel und Verfahren zur Herstellung eines Kabels - Google Patents

Abstract

Es wird ein im Wasser und in feuchter Umgebung verlegbares Kabel vorgeschlagen, mit einem Polyethylenmantel (3), welcher einen Kabelkern (2) umschließt, wobei auf dem Polyethylenmantel (3) eine Brandschutzschicht (4) exdrudiert ist und das Material dieser Brandschutzschicht (4) folgende Eigenschaften aufweist: DOLLAR A - Das Material ist schwerentflammbar. DOLLAR A - Das Material geht eine haftende Verbindung mit dem Polyethylenmantel (3) ein. DOLLAR A - Die Extrusionstemperatur des Materials ist ähnlich der Extrusionstemperatur des Polyethylenmantels (3). DOLLAR A - Das Material ist halogenfrei. DOLLAR A Des weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung eines Kabels vorgeschlagen, bei welchem in einem Arbeitsschritt sowohl der Polyethylenmantel als auch die Brandschutzschicht extrudiert werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kabel mit Polyethylenmantel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf ein Verfahren zur Herstellung eines Kabels. Die Erfindung kann beispielsweise bei Hoch- und Höchstspannungskabeln verwendet werden, ist aber bei allen in Wasser und im feuchten Erdreich verlegbaren Kabeln mit PE-Mantel, für die Schwerentflammbarkeit gefordert wird, anwendbar (beispielsweise Lichtleiterka­ bel).

Hoch- und Höchstspannungskabeln mit Polyethylenmantel werden üblicherweise nach ihrer Herstellung mit einem Brandschutzanstrich versehen, wenn Schwerentflammbar­ keit gefordert wird. Dieser Brandschutzanstrich kann erst nach Verlegung der Kabel aufgebracht werden. Dieses erfordert zusätzliche Zeit und zusätzlichen Personaleinsatz und ist daher relativ kostenaufwendig. Die dauerhaft gute Haftung des Brandschutzan­ striches ist von der sorgfältigen Vorbereitung des Untergrundes abhängig. Es besteht das Risiko, daß der Brandschutzanstrich in feuchter Umgebung (Einbauort des Kabels) weich wird und abblättert, wodurch ein zuverlässiger Brandschutz nicht mehr sicherge­ stellt ist. Allgemein ist es von Nachteil, daß diese Art eines Brandschutzes im Herstell­ werk nicht vorgeprüft werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mit einfachen Maßnahmen gegen Brand geschütztes und im Wasser und im feuchten Erdreich verlegbares Kabel mit Polyethy­ lenmantel der eingangs genannten Art anzugeben.

Des weiteren soll ein Verfahren zur Herstellung eines gegen Brand geschützten Kabels angegeben werden.

Die Aufgabe wird hinsichtlich des Kabels in Verbindung mit den Merkmalen des Ober­ begriffes erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Aufgabe wird hinsichtlich des Herstellverfahrens in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 4 ange­ gebenen Merkmale gelöst.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß kein zu­ sätzlicher Zeitaufwand und kein zusätzlicher nachträglicher Personalaufwand erforder­ lich sind, so daß der Brandschutz des Kabels sehr kostengünstig erzielt wird. Die gute Haftung zwischen der Brandschutzschicht und dem Polyethylenmantel ist stets ge­ währleistet. Eine Vorprüfung im Herstellerwerk ist möglich. Auch bei Verlegung im Wasser und in feuchter Umgebung (feuchtes Erdreich) ist eine Langzeitstabilität des Brandschutzes gegeben.

Weitere Vorteile sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeich­ net.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der einzigen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. In der Figur ist ein Abschnitt eines Kabels - im spezi­ ellen Fall handelt es sich um ein Starkstromkabel, die Erfindung ist jedoch auch bei Lichtleiterkabeln anwendbar - 1 gezeigt, welches in allgemein bekannter Art und Weise aus einem Kabelkern 2 mit mindestens einem elektrischem Leiter und einem elektrisch isolierenden Polyethylenmantel (PE-Mantel) 3 aufgebaut ist, wobei die Herstellung des Kabels 1 gemäß dem Extrusionsverfahren erfolgt. Unter dem Kabelkern 2 wird folgen­ der Schichtaufbau verstanden: elektrischer Leiter, innere Leitschicht, elektrische Isolie­ rung, äußere Leitschicht, Bebänderung, Schirm aus elektrisch leitfähigen Drähten, Be­ bänderung.

Es handelt sich dabei um ein Kabel mit einer Isolierung aus vernetztem Polyethylen mit Wanddicken bis 35 mm und mehr und damit entsprechend hoher Brandlast - d. h. mit einer großen Menge an brennbarem Material - versehen mit dem ebenfalls leicht brennbaren Polyethylenmantel 3 mit Wanddicken bis zu 5 mm und mehr. Der Polye­ thylenmantel 3 - reines Polyethylen mit ca. 2,5% fein verteiltem Ruß, aber ohne große Mengen anorganischer Füllstoffe - genügt bestimmten Anforderungen, wie sie insbe­ sondere VDE 0620, Mischung DMP 2 oder IEC 62067, ST 7 definieren, insbesondere ist dabei die geringe Wasserdampfdurchlässigkeit des Polyethylens von großer Be­ deutung. Kabel mit solchem Polyethylenmantel 3 dürfen im Wasser und im feuchten Erdreich verlegt werden. Auf der anderen Seite ist ein solcher Polyethylenmantel 3 aber nicht flammwidrig.

Durch zusätzliche Extrusion einer im Verhältnis zur Dicke des Polyethylenmantels 3 dünnen Brandschutzschicht 4 auf dem Polyethylenmantel 3 bereits während der Man­ telextrusion ist das gegen Brand geschützte Kabel 1 in einem Arbeitsschritt fertigge­ stellt. Die Wanddicke der Brandschutzschicht 4 beträgt etwa 1/3 . . . 1/4 der Wanddicke des Polyethylenmantels 3, d. h. bei einer Wanddicke des Polyethylenmantels von 4 mm beträgt die Wanddicke der Brandschutzschicht 1 mm. Die ursprünglichen Eigenschaften des Kabels ohne die Brandschutzschicht 4 - insbesondere die Möglichkeit des Verle­ gens in Wasser oder feuchtem Erdreich - bleiben vorteilhaft vollständig erhalten.

Als Brandschutzschicht 4 wird ein Material mit folgenden Eigenschaften ausgewählt:

• - Das Material muß schwerentflammbar sein.
• - Das Material muß eine gut haftende Verbindung mit dem Polyethylenmantel 3 eingehen.
• - Die Extrusionstemperatur des Material muß ähnlich der Extrusionstemperatur des Polyethylenmantels 3 sein.
• - Das Material darf die mechanischen Eigenschaften des Polyethylenmantels 3 nicht verschlechtern.
• - Das Material muß halogenfrei sein.

Vorzugsweise wird ein Polyethylen Copolymer mit speziellen flammhemmenden Füll­ stoffen bzw. Zusatzstoffen als Brandschutzschicht 4 verwendet. Die Haftung einer sol­ chen Brandschutzschicht auf dem Polyethylenmantel 3 ist immer einwandfrei, da sie zusammen mit dem PE des Mantels 3 extrudiert wird und mit diesem verschweißt. Die Wirksamkeit der extrudierten Schicht 4 auf einem Hoch- bzw. Höchstspannungskabel entspricht den Anforderungen hinsichtlich des Brandschutzes und ist vergleichbar mit der Wirksamkeit der üblicherweise nachträglich aufgebrachten Brandschutzschicht. Es ist dabei ausreichend, wenn die Brandschutzschicht 4 die an übliche PVC-Mäntel ge­ stellten Anforderungen hinsichtlich des Brandschutzes erfüllt.

Vielfach wird gewünscht, daß der Kabelmantel nach Verlegung des Kabels auf Unver­ sehrtheit überprüft werden kann. Für die hierzu erforderliche elektrische Prüfung ist es erforderlich, daß die Außenfläche des Kabelmantels elektrisch leitfähig ist. Diese Leit­ fähigkeit kann beispielsweise durch Einreiben mit Graphit erreicht werden. Die bevor­ zugte Herstellung einer solchen elektrisch leitfähigen Schicht 5 erfolgt jedoch durch Ex­ trusion eines elektrisch leitfähigen Polymermaterials auf die Brandschutzschicht 4, wo­ bei die Extrusion dieser elektrisch leitfähigen Schicht 5 vorzugsweise in einem Arbeits­ schritt zugleich mit der Extrusion der Brandschutzschicht 4 und der Mantelfertigung er­ folgt.

Selbstverständlich ist es alternativ auch möglich, die drei Schichten Polyethylenmantel 3, Brandschutzschicht 4, elektrisch leitfähige Schicht 5 nacheinander zu extrudieren.

Vorteilhaft beeinträchtigt die elektrisch leitfähige Schicht 5 aus einem leitfähigen Poly­ mermaterial - die Art des Polymermaterials ist beliebig wählbar - die Brandschutzei­ genschaften der Brandschutzschicht 4 in keiner Weise.

Claims (5)

1. Im Wasser und in feuchter Umgebung verlegbares Kabel mit Polyethy­ lenmantel, welches einen beliebigen Kabelkern (2) umschließt, dadurch gekennzeich­ net, daß auf dem Polyethylenmantel (3) eine Brandschutzschicht (4) extrudiert ist, wo­ bei das Material dieser Brandschutzschicht (4) folgende Eigenschaften aufweist:

• 1. Das Material ist schwerentflammbar.
  • - Das Material geht eine haftende Verbindung mit dem Polyethylenmantel (3) ein.
  • - Die Extrusionstemperatur des Materials ist ähnlich der Extrusionstemperatur des Polyethylenmantels (3).
  • - Das Material ist halogenfrei.

2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polyethylen Copolymer mit speziellen flammhemmenden Füllstoffen bzw. Zusatzstoffen als Brand­ schutzschicht (4) verwendet wird.

3. Kabel nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brandschutzschicht (4) mit einer elektrisch leitfähigen Schicht (5) aus einem Polymer­ material beschichtet ist.

4. Verfahren zur Herstellung eines Kabels mit Polyethylenmantel, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Arbeitsschritt sowohl der Polyethylenmantel (3) als auch eine Brandschutzschicht (4) auf dem Polyethylenmantel extrudiert werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Ar­ beitsschritt sowohl der Polyethylenmantel (3) als auch eine Brandschutzschicht (4) und eine elektrisch leitfähige Schicht (5) auf dem Polyethylenmantel extrudiert werden.