DE102009021287A1 - Electric cable for e.g. on-board power supply in automotive industry, has cable insulation comprising latent heat accumulator absorbing heat in range of load temperature reliable for cable by phase transition - Google Patents

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Abstract

The cable (2) has an electric conductor (4), and a cable insulation (6) comprising a latent heat accumulator (8) for increasing thermal resistance of the cable. The accumulator absorbs heat in a range of load temperature reliable for the cable by phase transition. A set of individual discrete storages of the accumulator is provided in the insulation, and the accumulator is formed by enantiotropic salt i.e. barium titanate, or modified hydrocarbon chain. The accumulator is made of a material e.g. copper tin alloy or copper zinc alloy.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Kabel umfassend einen elektrischen Leiter sowie eine Kabelisolierung.The The invention relates to an electrical cable comprising an electrical Ladder and a cable insulation.

Insbesondere im Automobilbereich werden erhebliche Anstrengungen zur Gewichtseinsparung unternommen. Dazu gehört auch, dass für das Bordnetz Kabel verwendet werden, die möglichst leicht sind bzw. einen möglichst kleinen Querschnitt aufweisen. Dabei müssen die Kabel jedoch eine ausreichende Temperaturbeständigkeit aufweisen, so dass z. B. auftretende Stromimpulse, die eine kurzzeitige, rasante Temperaturerhöhung des elektrischen Leiters bewirken, nicht zum Ausfall des Kabels führen.Especially In the automotive sector, considerable efforts are being made to reduce weight. This includes also that for the electrical system cables are used, which are as easy as possible or one preferably have small cross section. However, the cables must have one sufficient temperature resistance have, so that z. B. occurring current pulses, the short-term, rapid temperature increase of the electrical conductor, not to the failure of the cable to lead.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Kabel mit einer verbesserten Temperaturbelastbarkeit anzugeben.Of the Invention is based on the object with an electric cable indicate an improved temperature resistance.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein elektrisches Kabel umfassend einen elektrischen Leiter sowie eine Kabelisolierung, welches zur Erhöhung der Temperaturbelastbarkeit einen Latentwärmespeicher aufweist, der im Bereich einer für das Kabel zulässigen Belastungstemperatur durch eine Phasenumwandlung Wärme aufnimmt.The The object is achieved by an electrical cable comprising an electrical conductor as well a cable insulation, which increases the temperature resistance a latent heat storage which is in the range of one for the Cable permissible Loading temperature by a phase transformation absorbs heat.

Die Erfindung basiert auf der Überlegung, dass eine besonders gute Temperaturbelastbarkeit, insbesondere Kurzzeit-Temperaturbelastbarkeit des Kabels erreicht wird, indem im Kabel eine oder mehrere Komponenten eingebracht sind, die sogenannte latente Wärme aufnehmen können und dabei einen Übergang von einer Phase in eine andere ausführen (z. B. von fest nach flüssig oder von einer Kristallmodifikation in eine andere). Unter Phasenübergang wird allgemein der reversible Übergang zwischen zwei Zuständen des den Latentwärmespeicher bildenden Materials unter Aufnahme bzw. Abgabe von Wärme verstanden. Die Aufnah me der latenten Wärme erfolgt isotherm, d. h. die führt nicht zu einer Temperaturerhöhung des Kabels, so dass eine Erhöhung der Temperatur der Kabelisolierung zumindest verzögert wird. Diese Komponenten wirken daher als Wärmesenken und erlauben es, die Endtemperatur des Kabels für einen gewissen Zeitraum niedrig zu halten. Solange der Phasenübergang in den Komponenten nicht vollständig ist, nimmt der Latentwärmespeicher weiterhin Wärme auf und erst nachdem ein vollständiger Phasenübergang aller Komponenten erfolgt ist, führt die zugeführte Wärme ausschließlich zu einer Temperaturerhöhung des Kabels, d. h. sowohl des Isoliermaterials als auch des Latentwärmespeichers. Der Latentwärmespeicher ist derart gewählt, dass die Phasenumwandlung innerhalb einer zulässigen Belastungstemperatur geschieht, die niedriger ist als die Schmelztemperatur der Kabelisolierung, so dass die Kabelisolierung dabei nicht beschädigt wird. Dank der Phasenumwandlung kann bei kurzzeitig hochbestromten Leitungen der bisher ohne einen derartigen Latentwärmespeicher erforderliche Kabelquerschnitt geeignet herabgesenkt werden und/oder es kann für die Kabelisolierung ein Isolierwerkstoff einer niedrigeren Temperaturklasse verwendet werden.The Invention is based on the consideration that a particularly good temperature resistance, in particular short-term thermal stability of the cable is achieved by using one or more components in the cable are introduced, which can absorb so-called latent heat and doing a transition from one phase to another (eg from solid to liquid or from one crystal modification to another). Under phase transition is in general, the reversible transition between two states of the latent heat storage forming material under absorption or release of heat understood. The Aufnah me the latent heat is isothermal, d. H. that leads not to a temperature increase of the cable, allowing an increase in the Temperature of the cable insulation is at least delayed. These components therefore act as heat sinks and allow the end temperature of the cable to be low for a period of time to keep. As long as the phase transition not complete in the components is, takes the latent heat storage continue to heat on and only after a complete Phase transition all components is done leads the supplied Heat exclusively a temperature increase of the cable, d. H. both the insulating material and the latent heat storage. The latent heat storage is chosen that the phase transformation is within a permissible load temperature which is lower than the melting temperature of the cable insulation, so that the cable insulation is not damaged. Thanks to the phase transformation can in short-term high-powered lines of the previously without a such latent heat storage required cable cross-section are lowered suitable and / or it can be for the cable insulation uses an insulating material of a lower temperature class become.

Vorzugsweise ist der Latentwärmespeicher in der Kabelisolierung vorgesehen. Ein Teil der Wärme wird daher in der Kabelisolierung gespeichert, ohne dass dies von einer Temperaturerhöhung begleitet ist.Preferably is the latent heat storage in provided the cable insulation. Part of the heat is therefore in the cable insulation stored without this being accompanied by a temperature increase is.

Bevorzugt ist in der Kabelisolierung eine Vielzahl von einzelnen diskreten Einlagerungen des Latentwärmespeichers vorgesehen. Als Latentwärmespeicher sind insbesondere Einlagerungen aus einem geeigneten Material vorgesehen, die diskret nach Art von Körnern im restlichen Isoliermaterial verteilt sind. Die Körner weisen beispielsweise eine Größe im Bereich von 10 μm–100 μm auf.Prefers is in the cable insulation a variety of individual discrete Storage of latent heat storage intended. As latent heat storage In particular, deposits of a suitable material are provided, the discreet way of grains distributed in the remaining insulating material. The grains point for example, a size in the range of 10 μm-100 μm.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Latentwärmespeicher durch enantiotrope Salze, insbesondere durch Bariumtitanat, gebildet. Enantriope Salze weisen zwei oder mehrere unterschiedliche feste Kristallphasen auf, die durch Änderung der Temperatur reversibel ineinander umgewandelt werden können. Dabei nehmen die Salze Wärme auf (bzw. geben diese ab), ohne dass sich die Temperatur der Salze verändert. Dieser Vorgang wird als „struktureller Phasen übergang” bezeichnet. Ein enantiotroper Salzkristall ist z. B. Bariumtitanat, das vier perowskitische Modifikationen aufweist, die ineinander überführbar sind. Beispielsweise ausgehend von einer tetragonalen Kristallgitterform tritt bei Temperaturen über 120°C ein Übergang in die kubische Modifikation auf.According to one preferred embodiment of the latent heat storage by enantiotropic Salts, in particular by barium titanate formed. Enantriope salts have two or more different solid crystal phases, by change the temperature can be converted reversibly into each other. there the salts take heat on (or give up), without affecting the temperature of the salts changed. This process is called "structural Phase transition ". An enantiotropic salt crystal is z. Barium titanate, the four perovskite Has modifications that are interconvertible. For example starting from a tetragonal crystal lattice form occurs at temperatures above 120 ° C, a transition into the cubic modification.

Alternativ oder ergänzend zu den enantiotropen Salzen ist der Latentwärmespeicher gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung durch modifizierte Kohlenwasserstoffketten gebildet. Als bevorzugter Latentwärmespeicher werden aliphatische Kohlenwasserstoffe mit 16, 17 oder 18 Kohlenstoffatomen sowie deren Gemische eingesetzt.alternative or in addition to the enantiotropic salts is the latent heat storage according to a Another preferred embodiment by modified hydrocarbon chains educated. As a preferred latent heat storage are aliphatic hydrocarbons used with 16, 17 or 18 carbon atoms and mixtures thereof.

Im Hinblick auf eine effiziente Wirkung des Latentwärmespeichers ist sein Anteil in der Kabelisolierung (6) bevorzugt im Bereich zwischen 5 und 25 Vol.%.With regard to an efficient effect of the latent heat storage, its share in the cable insulation ( 6 ) preferably in the range between 5 and 25% by volume.

Nach einer bevorzugten Variante ist der Latentwärmespeicher in der gesamten Kabelisolierung verteilt. Insbesondere ist dabei das Material des Latentwärmespeichers homogen in der Kabelisolierung eingebracht, wodurch eine sehr gute Temperaturverteilung in der Kabelisolierung erfolgt.To A preferred variant is the latent heat storage throughout Cable insulation distributed. In particular, the material of the Latent heat storage homogeneously incorporated in the cable insulation, creating a very good Temperature distribution in the cable insulation takes place.

Nach einer alternativen bevorzugten Variante ist um den elektrischen Leiter eine innere Isolierschicht der Kabelisolierung angeordnet, welche den Latentwärmespeicher enthält. Hierbei ist der Latentwärmespeicher besonders nahe an dem elektrischen Leiter, in dem die abzuführende Wärme entsteht, angeordnet. Eine solche innere Isolierschicht kann z. B. durch zusätzliche Mantelextrusion oder Extrusion eines modifizierten Lackdrahtes hergestellt werden.To an alternative preferred variant is the electric Conductor arranged an inner insulating layer of the cable insulation, which the latent heat storage contains. Here is the latent heat storage especially close to the electrical conductor in which the dissipated heat arises, arranged. Such an inner insulating layer may, for. B. by additional Mantelextrusion or extrusion of a modified enameled wire produced become.

Vorzugsweise liegt ein Temperaturbereich der Phasenumwandlung zwischen 80°C und 150°C. Dieser Temperaturbereich ist niedrig genug, damit die Schmelztemperatur der Kabelisolierung während des Phasenübergangs nicht erreicht ist und somit die restlichen Bestandteile der Kabelisolierung intakt bleiben.Preferably is a temperature range of the phase transformation between 80 ° C and 150 ° C. This Temperature range is low enough so that the melting temperature the cable insulation during the Phase transition is not reached and thus the remaining components of the cable insulation stay intact.

Zur weiteren Verbesserung der Temperaturbeständigkeit des Kabels weist vorzugsweise auch der elektrische Leiter selbst ein als Latentwärmespeicher geeig netes Material auf, so dass die Wärmeaufnahmefähigkeit weiter verbessert ist. Dies ist insbesondere durch die Verwendung einer Kupferlegierung mit definiertem Einbau von Legierungsbestandteilen zum Zwecke einer Phasenumwandlung erreicht. Allgemein wird durch diese Maßnahme ein Teil der bei einer kurzzeitigen Temperaturerhöhung entstehenden Wärme unmittelbar im elektrischen Leiter aufgenommen, ohne die Isolierung zu belasten.to Further improvement of the temperature resistance of the cable preferably has Also, the electrical conductor itself as a latent heat storage Appropriate netes material, so that the heat absorption capacity is further improved. This is especially true through the use a copper alloy with defined incorporation of alloying constituents achieved for the purpose of a phase transformation. General is by This measure Part of the resulting from a brief increase in temperature Heat immediately received in the electrical conductor, without burdening the insulation.

Im Falle eines Litzenleiters kann das als Latentwärmespeicher geeignete Material nur in einzelnen Litzendrähten (beispielsweise in einer konzentrischen Anordnung oder im Zentrum des verseilten Leiters) oder auch in allen Litzendrähten eingebracht werden. Alternativ können einzelne Litzendrähte auch komplett aus einem als Latentwärmespeicher wirkenden Material bestehen. Vorteilhafterweise umfasst der elektrische Leiter mehrere Litzendrähte, wobei nur ein Teil der Litzendrähte, insbesondere etwa 1/3 oder die Hälfte, das als Latentwärmespeicher geeignete Material aufweist. Insbesondere umfasst der elektrische Leiter sieben Litzendrähte, von denen z. B. drei die Fähigkeit aufweisen durch einen Phasenübergang Wärme zu speichern und abzugeben. Durch diese Kombination ergibt sich außerdem als positiver Nebeneffekt für Leiter mit einem Querschnitt < 0,35mm2 eine Erhöhung der mechanischen Zugfestigkeit.In the case of a stranded conductor, the material suitable as latent heat storage material can be introduced only in individual stranded wires (for example in a concentric arrangement or in the center of the stranded conductor) or in all stranded wires. Alternatively, individual stranded wires can also consist entirely of a material acting as latent heat storage material. Advantageously, the electrical conductor comprises a plurality of stranded wires, wherein only a part of the stranded wires, in particular about 1/3 or half, has the material suitable as latent heat storage material. In particular, the electrical conductor comprises seven stranded wires, of which z. For example, three have the ability to store and release heat through a phase transition. This combination also results in a positive side effect for conductors with a cross section <0.35 mm 2, an increase in the mechanical tensile strength.

Zweckdienlicherweise ist das als Latentwärmespeicher geeignete Material CuSn (Bronze), insbesondere CuSn 0,3, und/oder CuZn (Messing), insbesondere CuZn 0,5. Der Latentwärmespeicher ist dabei derart ausgebildet, dass bei der Phasenumwandlung ein Übergang von einer Kristallphase in eine andere, wie z. B. von der α-Phase in die β- oder γ-Phase erfolgt. In der α-Phase liegt ein Mischkristall mit einem kubisch flächenzentrierten Gitter vor, welches beim Übergang in die β-Phase verzerrt wird, so dass das Kristallgitter in eine kubisch raumzentrierte Packung übergeht. Als besonders geeignet für den Einsatz in Kabeln haben sich die Legierungen mit den Bezeichnungen CuSn 0,3 und CuZn 0,5 erwiesen.Conveniently, is that as latent heat storage suitable material CuSn (bronze), in particular CuSn 0.3, and / or CuZn (brass), in particular CuZn 0.5. The latent heat storage is designed such that in the phase transformation, a transition from one crystal phase to another, such as B. from the α-phase in the β or γ phase occurs. In the α phase there is a mixed crystal with a cubic face-centered lattice, which at the transition into the β-phase is distorted so that the crystal lattice merges into a cubic body-centered packing. As particularly suitable for Cables are used for alloys with designations CuSn 0.3 and CuZn 0.5 proved.

Dank der verbesserten Temperaturbelastbarkeit des Kabels kann sein Querschnitt reduziert werden. Die vorgeschlagene Modifikation der Kabelisolierung und/oder des elektrischen Leiters ist u. a. für dünne und ultradünne Leitungen (z. B. für Rundleiter, Flachleiter, Rasterstegleitungen) sowie für Signalleitungen mit sehr kleinen Querschnitten (Signalleitungen für Ultraleichtbordnetz) verwendbar. Ebenfalls sind Leitungen für Kurzzeitstromimpulse, wie z. B. Kupferleitungen für Fensterhebermotoren, mit einer Latentwärmespeicher aufweisende Kabelisolierung ausführbar, was entsprechende Kosten- und Gewichtsvorteile nach sich zieht. Vor diesem Hintergrund ist ein elektrisches Kabel vorgesehen, welches zweckdienlicherweise einen Querschnitt kleiner als 0,5 mm2, insbesondere kleiner als 0,1 mm2, beispielsweise 0,05 mm2 aufweist.Thanks to the improved temperature resistance of the cable, its cross-section can be reduced. The proposed modification of the cable insulation and / or of the electrical conductor can be used, inter alia, for thin and ultra-thin lines (eg for round conductors, flat conductors, raster line cables) as well as for signal lines with very small cross-sections (signal cables for ultralight electrical systems). Also, lines for short-time power pulses, such. As copper cables for window regulator motors, with a latent heat storage having cable insulation executable, which entails corresponding cost and weight advantages. Against this background, an electrical cable is provided, which expediently has a cross section smaller than 0.5 mm 2 , in particular smaller than 0.1 mm 2 , for example 0.05 mm 2 .

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen schematisch und stark vereinfacht:embodiments The invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Herein schematically show and greatly simplified:

1 in einem Querschnitt ein elektrisches Kabel mit in seiner Kabelisolierung eingebrachten Latentwärmespeichern, 1 in a cross-section of an electrical cable with introduced in its cable insulation latent heat storage,

2 in einem Querschnitt ein elektrisches Kabel mit einer inneren Isolierschicht mit eingebrachten Latentwärmespeichern, und 2 in a cross section, an electrical cable with an inner insulating layer with introduced latent heat storage, and

3 in einem Querschnitt ein elektrisches Kabel mit zwei elektrischen Leitern und einer gemeinsamen Kabelisolierung mit eingebrachten Latentwärmespeichern. 3 in a cross section, an electrical cable with two electrical conductors and a common cable insulation with introduced latent heat storage.

In den Figuren sind gleich wirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures are the same acting parts with the same reference numerals Mistake.

1 zeigt in elektrisches Kabel 2, welches im Wesentlichen einen elektrischen Leiter 4 und eine Kabelisolierung 6 umfasst. Der elektrische Leiter 4 weist eine Vielzahl von Litzendrähten 5, 5a auf, die parallel verlaufen oder miteinander verflochten sind. Die Kabelisolierung 6 schützt den elektrischen Leiter 4 vor äußeren Einflüssen und dient zur elektrischen Abschirmung des Leiters 4. Die Kabelisolierung 6 ist beispielsweise aus schwerentflammbarem PVC gebildet, jedoch kann sie auch andere Kunststoffe wie Polyurethan oder Polyethylen enthalten. 1 shows in electrical cable 2 which is essentially an electrical conductor 4 and a cable insulation 6 includes. The electrical conductor 4 has a variety of stranded wires 5 . 5a on, which are parallel or intertwined. The cable insulation 6 protects the electrical conductor 4 against external influences and serves for electrical shielding of the conductor 4 , The cable insulation 6 For example, it is made of flame retardant PVC, but it may also contain other plastics such as polyurethane or polyethylene.

In der gesamten Kabelisolierung 6 sind gemäß 1 homogen verteilte Latentwärmespeicher 8 vorgesehen, welche durch einen Phasenübergang in dem Lei ter 4 erzeugte Abwärme aufnehmen. Die Latentwärmespeicher 8 verhindern oder zumindest verzögern einen Temperaturanstieg im Kabel 2 und wirken somit als Wärmesenken und sorgen für eine gute Temperaturbeständigkeit des Kabels 2.In the whole cable insulation 6 are according to 1 homogeneously distributed latent heat storage 8th provided, which by a phase transition in the lecturer 4 to absorb generated waste heat. The latent heat storage 8th prevent or at least delay a temperature increase in the cable 2 and thus act as heat sinks and ensure a good temperature resistance of the cable 2 ,

Die Latentwärmespeicher 8 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel enantiotrope Salze, z. B. Bariumtitanat, die diskrete Salzkristalleinlagerungen in der Kabelisolierung 6 gebildet haben und als Wärmesenken fungieren (resultierend aus der Schmelzwärme der Salzkristalleinlagerungen). Bei einer kurzzeitigen, rasanten Erhöhung der Temperatur des elektrischen Leiters 4, beispielsweise aufgrund eines Stromimpulses, geht Bariumtitanat von einer Kristallgitterform in eine andere über (z. B. von tetragonalen in kubische Kristallgitterform). Bei diesem strukturellen Phasenübergang wird die Abwärme des Leiters 4 von den Latentwärmespeichern 8 aufgenommen und gespeichert, so dass kein Temperaturanstieg in der Kabelisolierung 6 erfolgt. Der Temperaturbereich für die Phasenumwandlung liegt hierbei zwischen 80°C und 150°C und liegt somit unter der Schmelztemperatur des Materials der Kabelisolierung 6, so dass während der Phasenumwandlung die Kabelisolierung 6 nicht zerstört wird.The latent heat storage 8th are in the embodiment shown enantiotropic salts, eg. Barium titanate, the discrete salt crystal deposits in the cable insulation 6 have formed and act as heat sinks (resulting from the heat of fusion of the salt crystal deposits). For a brief, rapid increase in the temperature of the electrical conductor 4 For example, due to a current pulse, barium titanate changes from one crystal lattice form to another (eg, from tetragonal to cubic crystal lattice form). In this structural phase transition, the waste heat of the conductor 4 from the latent heat storage 8th recorded and stored, so no temperature increase in the cable insulation 6 he follows. The temperature range for the phase transformation lies between 80 ° C and 150 ° C and is thus below the melting temperature of the material of the cable insulation 6 so that during the phase transformation the cable insulation 6 not destroyed.

Alternativ zu den enantiotropen Salzen können als Latentwärmespeicher 8 Kohlenwasserstoffketten, wie z. B. Paraffin, eingesetzt werden.Alternatively to the enantiotropic salts can be used as latent heat storage 8th Hydrocarbon chains, such as. As paraffin, are used.

Einige der Litzendrähte 5 sind aus einem für einen elektrischen Leiter 4 gebräuchlichen Material wie Kupfer, eine Kupferlegierung oder Aluminium ausgebildet. Die restlichen Litzendrähte 5a, im gezeigten Fall drei der sieben Litzendrähte 5, 5a sind aus einem als Latentwärmespeicher geeigneten Material ausgebildet. Beim Erhitzen des Kabels 2 erfolgt in den Litzendrähten 5a ebenfalls ein Phasenübergang, insbesondere von einer Kristallphase in eine andere Kristallphase, so dass in den Litzendrähten 5a Wärme gespeichert wird. Die Litzendrähte 5a sind in diesem Ausführungsbeispiel aus einer Kupferlegierung wie z. B. CuSn 0,3 mit einem Zinn-Anteil von etwa 0,3 Vol.% oder CuZn 0,5 mit einem Zink-Anteil zwischen 0,1 und 1,0 Vol.%.Some of the stranded wires 5 are from one for an electrical conductor 4 common material such as copper, a copper alloy or aluminum formed. The remaining stranded wires 5a , in the case shown, three of the seven stranded wires 5 . 5a are formed of a suitable latent heat storage material. When heating the cable 2 takes place in the stranded wires 5a also a phase transition, in particular from one crystal phase to another crystal phase, so that in the stranded wires 5a Heat is stored. The stranded wires 5a are in this embodiment of a copper alloy such. B. CuSn 0.3 with a tin content of about 0.3 vol.% Or CuZn 0.5 with a zinc content between 0.1 and 1.0 vol.%.

Das Integrieren eines Materials, welches als Latentwärmespeicher geeignet ist, in der Kabelisolierung 6 und im elektrischen Leiter 4 stellt zwei voneinander unabhängige Modifikationen des Kabels 2 dar, die sowohl in Kombination, wie aus 1 ersichtlich, als auch einzeln realisiert werden können.The integration of a material which is suitable as latent heat storage, in the cable insulation 6 and in the electrical conductor 4 represents two mutually independent modifications of the cable 2 which, in combination, as well as 1 can be seen as well as individually realized.

Die Kabelisolierung 6 mit Latentwärmespeichern 8 führt insgesamt zu einer Verbesserung der Temperaturbelastbarkeit des Kabels 2, so dass die Kabelisolierung 6 dünner ausgebildet werden kann im Vergleich zu einem Kabel ohne integrierte Latentwärmespeicher 8. Die vorgeschlagene Lösung ist geeignet auch für dünne und ultradünne Kabel, dessen Querschnitt weniger als 0,5 mm2 beträgt. Beispielsweise liegt der Querschnitt des in 1 gezeigten Kabels 2 bei 0,1 mm2.The cable insulation 6 with latent heat storage 8th Overall leads to an improvement in the temperature resistance of the cable 2 so the cable insulation 6 Thinner can be formed compared to a cable without integrated latent heat storage 8th , The proposed solution is also suitable for thin and ultra-thin cables whose cross section is less than 0.5 mm 2 . For example, the cross section of in 1 shown cable 2 at 0.1 mm 2 .

In der Ausführungsvariante in 2 ist eine innere Isolierschicht 10 vorgesehen, welche zwischen dem elektrischen Leiter 4 und der Kabelisolierung 6 angeordnet ist und die Latentwärmespeicher 8 enthält. Die Latentwärmespeicher 8 sind z. B. durch ein Tauchverfahren oder ein Extrusionsverfahren in der inneren Isolierschicht 10 eingebettet. Die innere Isolierschicht 10 ist z. B. aus demselben Material wie die Kabelisolierung 6 ausgebildet und wird lediglich durch die eingebetteten Latentwärmespeicher 8 ergänzt. Die innere Isolierschicht 6a ist direkt um den Umfang des elektrischen Leiters 4 angebracht, so dass die im Leiter 4 entstehende Wärme von den Latentwärmespeichern 8 aufgenommen werden kann, noch bevor sie die äußere Kabelisolierung 6 erreicht hat. Dadurch wird insbesondere die Temperatur der Kabelisolierung 6 niedrig gehalten.In the embodiment in 2 is an inner insulating layer 10 provided, which between the electrical conductor 4 and the cable insulation 6 is arranged and the latent heat storage 8th contains. The latent heat storage 8th are z. B. by a dipping method or an extrusion process in the inner insulating layer 10 embedded. The inner insulating layer 10 is z. B. of the same material as the cable insulation 6 is formed and is only by the embedded latent heat storage 8th added. The inner insulating layer 6a is right around the perimeter of the electrical conductor 4 attached, so that in the ladder 4 resulting heat from the latent heat storage 8th can be taken even before the outer cable insulation 6 has reached. This will especially the temperature of the cable insulation 6 kept low.

In 3 ist eine dritte Ausführungsvariante eines elektrischen Kabels 2 gezeigt, welches sich von dem Kabel 2 gemäß 1 im Wesentlichen dadurch unterscheidet, dass zwei elektrische Leiter 4 vorgesehen sind, die von einer und derselben Kabelisolierung 6 ummantelt sind, in der Latentwärmespeicher 8 verteilt sind.In 3 is a third embodiment of an electrical cable 2 shown which is different from the cable 2 according to 1 essentially different in that two electrical conductors 4 are provided by one and the same cable insulation 6 are encased in the latent heat storage 8th are distributed.

22
elektrisches Kabelelectrical electric wire
44
elektrischer Leiterelectrical ladder
5, 5a5, 5a
Litzendrähtestranded wires
66
Kabelisolierungcable insulation
6a6a
innere Isolierschichtinner insulating
88th
LatentwärmespeicherLatent heat storage

Claims (13)

Elektrisches Kabel (2) umfassend einen elektrischen Leiter (4) sowie eine Kabelisolierung (6), welches zur Erhöhung der Temperaturbelastbarkeit einen Latentwärmespeicher (8) aufweist, der im Bereich einer für das Kabel (2) zulässigen Belastungstemperatur durch eine Phasenumwandlung Wärme aufnimmt.Electric cable ( 2 ) comprising an electrical conductor ( 4 ) as well as a cable insulation ( 6 ), which to increase the thermal stability of a latent heat storage ( 8th ), which is in the range of one for the cable ( 2 ) permissible load temperature by a phase change absorbs heat. Elektrisches Kabel (2) nach Anspruch 1, wobei der Latentwärmespeicher (8) in der Kabelisolierung (6) vorgesehen ist.Electric cable ( 2 ) according to claim 1, wherein the latent heat storage ( 8th ) in the cable insulation ( 6 ) is provided. Elektrisches Kabel (2) nach Anspruch 2, wobei in der Kabelisolierung (6) eine Vielzahl von einzelnen diskreten Einlagerungen des Latentwärmespeichers (8) vorgesehen ist.Electric cable ( 2 ) according to claim 2, wherein in the cable insulation ( 6 ) a plurality of individual discrete inclusions of the latent heat storage ( 8th ) is provided. Elektrisches Kabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Latentwärmespeicher (8) durch ein enantiotropes Salz, insbesondere durch Bariumtitanat, gebildet ist.Electric cable ( 2 ) after one of the before claims, wherein the latent heat storage ( 8th ) is formed by an enantiotropic salt, in particular by barium titanate. Elektrisches Kabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Latentwärmespeicher (8) durch modifizierte Kohlenwasserstoffketten gebildet ist.Electric cable ( 2 ) according to one of the preceding claims, wherein the latent heat storage ( 8th ) is formed by modified hydrocarbon chains. Elektrisches Kabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Anteil des Latentwärmespeichers (8) in der Kabelisolierung (6) im Bereich zwischen 5 und 25 Vol.% ist.Electric cable ( 2 ) according to any one of the preceding claims, wherein the proportion of latent heat storage ( 8th ) in the cable insulation ( 6 ) is in the range between 5 and 25% by volume. Elektrisches Kabel (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei der Latentwärmespeicher (8) in der gesamten Kabelisolierung (6) verteilt ist.Electric cable ( 2 ) according to one of claims 2 to 6, wherein the latent heat storage ( 8th ) in the entire cable insulation ( 6 ) is distributed. Elektrisches Kabel (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei um den elektrischen Leiter (4) eine innere Isolierschicht (6a) der Kabelisolierung (6) angeordnet ist, welche den Latentwärmespeicher (8) enthält.Electric cable ( 2 ) according to one of claims 2 to 7, wherein about the electrical conductor ( 4 ) an inner insulating layer ( 6a ) of the cable insulation ( 6 ) is arranged, which the latent heat storage ( 8th ) contains. Elektrisches Kabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Temperaturbereich der Phasenumwandlung zwischen 80°C und 150°C liegt.Electric cable ( 2 ) according to any one of the preceding claims, wherein a temperature range of the phase transformation is between 80 ° C and 150 ° C. Elektrisches Kabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der elektrische Leiter (4) ein als Latentwärmespeicher geeignetes Material aufweist.Electric cable ( 2 ) according to one of the preceding claims, wherein the electrical conductor ( 4 ) has a suitable latent heat storage material. Elektrisches Kabel (2) nach Anspruch 10, wobei der elektrische Leiter (4) mehrere Litzendrähte umfasst und wobei nur ein Teil der Litzendrähte das als Latentwärmespeicher geeignete Material enthält.Electric cable ( 2 ) according to claim 10, wherein the electrical conductor ( 4 ) comprises a plurality of stranded wires and wherein only a portion of the stranded wires contains the suitable latent heat storage material. Elektrisches Kabel (2) nach Anspruch 10 oder 11, wobei das als Latentwärmespeicher geeignete Material eine CuSn-Legierung, insbesondere CuSn 0,3, und/oder eine CuZn-Legierung, insbesondere CuZn 0,5, ist.Electric cable ( 2 ) according to claim 10 or 11, wherein the material suitable as a latent heat storage material is a CuSn alloy, in particular CuSn 0.3, and / or a CuZn alloy, in particular CuZn 0.5. Elektrisches Kabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches einen Querschnitt kleiner als 0,5 mm2, insbesondere kleiner als 0,1 mm2, beispielsweise 0,05 mm2 aufweist.Electric cable ( 2 ) according to one of the preceding claims, which has a cross section smaller than 0.5 mm 2 , in particular smaller than 0.1 mm 2 , for example 0.05 mm 2 .
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011083149A1 (en) * 2011-09-21 2013-03-21 Siemens Aktiengesellschaft Radiation detector for parabolic-channel power plant, has receiver pipe comprising heat storage element for buffering temperature fluctuations of heat transfer fluid, where storage element is designed as cable that comprises core
DE102016109550A1 (en) 2016-05-24 2017-11-30 Yazaki Systems Technologies Gmbh Wiring harness and arrangement with such a wiring harness
CN111192707A (en) * 2020-01-06 2020-05-22 湖南湘江电缆有限公司 High-temperature-resistant and aging-resistant power cable
WO2020187841A1 (en) 2019-03-20 2020-09-24 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Cable for conducting an electric current, comprising a phase-change material
CN114622814A (en) * 2022-03-29 2022-06-14 艮玖(北京)门业有限公司 Intelligent monitoring fireproof door

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0012422A1 (en) * 1978-12-12 1980-06-25 The Fujikura Cable Works, Ltd. Heat-resistant electrically insulated wires and a method for preparing the same
EP0146031A2 (en) * 1983-12-01 1985-06-26 Yukitomo Isoda Electric conductor
JPH10154421A (en) * 1996-11-21 1998-06-09 Chubu Electric Power Co Inc Triplex-type cv cable
DE202007007507U1 (en) * 2006-05-24 2007-08-02 Nkt Cables Gmbh Container for shielding magnetic fields of low frequency

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0012422A1 (en) * 1978-12-12 1980-06-25 The Fujikura Cable Works, Ltd. Heat-resistant electrically insulated wires and a method for preparing the same
EP0146031A2 (en) * 1983-12-01 1985-06-26 Yukitomo Isoda Electric conductor
JPH10154421A (en) * 1996-11-21 1998-06-09 Chubu Electric Power Co Inc Triplex-type cv cable
DE202007007507U1 (en) * 2006-05-24 2007-08-02 Nkt Cables Gmbh Container for shielding magnetic fields of low frequency

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011083149A1 (en) * 2011-09-21 2013-03-21 Siemens Aktiengesellschaft Radiation detector for parabolic-channel power plant, has receiver pipe comprising heat storage element for buffering temperature fluctuations of heat transfer fluid, where storage element is designed as cable that comprises core
DE102016109550A1 (en) 2016-05-24 2017-11-30 Yazaki Systems Technologies Gmbh Wiring harness and arrangement with such a wiring harness
EP3249658A3 (en) * 2016-05-24 2018-03-28 Yazaki Systems Technologies GmbH Vehicle wiring harness, assembly comprising such a vehicle wire harness and method
WO2020187841A1 (en) 2019-03-20 2020-09-24 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Cable for conducting an electric current, comprising a phase-change material
FR3094131A1 (en) * 2019-03-20 2020-09-25 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Cable for conducting an electric current comprising a phase change material
CN111192707A (en) * 2020-01-06 2020-05-22 湖南湘江电缆有限公司 High-temperature-resistant and aging-resistant power cable
CN111192707B (en) * 2020-01-06 2020-09-29 湖南湘江电缆有限公司 High-temperature-resistant and aging-resistant power cable
CN114622814A (en) * 2022-03-29 2022-06-14 艮玖(北京)门业有限公司 Intelligent monitoring fireproof door

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