DE2801542A1 - ELECTRIC CABLE - Google Patents
ELECTRIC CABLEInfo
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- H01B7/0208—Cables with several layers of insulating material
Description
,1 3. JAN. 378, 1 3 JAN. 378
78 012 Kü/u78 012 Kü / u
Für diese Anmeldung werden die Prioritäten aus den brischen Patentanmeldungen Nr.1801/77 vom 17.01.1977 und 10267/77 vom 10.03.1977 beansprucht. For this application, the priorities from the British patent applications No. 1801/77 of January 17 , 1977 and 10267/77 of March 10, 1977 are claimed.
Elektrisches KabelElectric cable
Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Kabel und insbesondere auf solche mit Polymer-Isolierung, einer Ummantelung oder anderen Komponenten, die ein geringes Risiko unter Feuerbedingungen darstellen. Kabel, die keine bedeutsame primäre Feuergefahr darstellen in dem Sinne, daß die Isolierung durch die Wirkung eines elektrischen Fehlers in einem richtig geschützten Stromkreis nicht entzündet werden kann, sind nunmehr ohne weiteres erhältlich. Es besteht jedoch die Gefahr, daß polymerische Materialien brennen, wenn sie durch eine äußere Quelle, wie beispielsweise ein-externes Feuer, auf eine hohe Temperatur vorgeheizt werden, mit den Nachteilen, daß (1.) in bestimmten Fällen das Feuer entlang dem Kabelstrang nach anderen Teilen eines Gebäudes übertragen werden kann; (2.) dichter Rauch erzeugt werden kann; und (3.) da PVC und/oder andere halogenhaltige Materialien gewöhnlich vorhanden sind, toxische oder korrosive Dämpfe (wie beispielsweise Chlorwasserstoffgas und/oder Salzsäuretröpfchen) erzeugt werden können.The invention relates to electrical cables and in particular to those with polymer insulation, a sheath or other components that pose a low risk in fire conditions. Cables that are not a significant primary Fire hazard in the sense that the insulation is protected by the action of an electrical fault in a properly protected one Circuit cannot be ignited are now readily available. However, there is a risk that polymeric materials burn when exposed to an external source, such as an external fire, to a high level Temperature are preheated, with the disadvantages that (1.) in certain cases the fire along the harness after others Parts of a building can be transferred; (2.) dense smoke can be generated; and (3.) because PVC and / or other halogen-containing Materials usually present are toxic or corrosive vapors (such as hydrogen chloride gas and / or Hydrochloric acid droplets) can be generated.
Erfindungsgemäß weist ein elektrisches Kabel mindestens einen polymerisolierten Leiter, eine den Leiter umgebende Einbettungs-According to the invention, an electrical cable has at least one polymer-insulated conductor, an embedding layer surrounding the conductor
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schicht aus einer Zusammensetzung auf, die ein härtbares Alkenhomopolymer oder -!copolymer, mindestens 55 % eines inerten Mineral-Füllmittels, einen rauchartnen Weichmacher, ein Härtungsmittel für das Polymer sowie ein Antioxidationsmittel und eine Umhüllung aus einem Material von geringer Entflammbarkeit aufweist. Vorzugsweise sind alle Bestandteile frei oder zumindest im wesentlichen frei von halogenhaltigen Materialien.A layer of a composition comprising a curable alkene homopolymer or copolymer, at least 55 % of an inert mineral filler, a smoke-type plasticizer, a curing agent for the polymer and an antioxidant and a coating made of a material of low flammability. All constituents are preferably free or at least essentially free from halogen-containing materials.
Ist mehr als ein Leiter vorhanden, dann kann der eine (oder mehr als einer, aber nicht alle) von ihnen blank sein.If there is more than one conductor, then one (or more than one, but not all) of them may be bare.
Wenn die elektrischen und physikalischen Bedingungen des Kabels es erlauben, besteht die Isolierung vorzugsweise ebenfalls aus einer härtbaren, minderalgefüllten, plastizierten Alkenhomopolymer- oder -kopolymerzusammensetzung, aber der angemessene Anteil an Füllmittel wird geringer sein als derjenige für die Einbettung. Vorzugsweise beträgt das Gewicht des Füllmittels in jedem Falle nicht mehr als 55 % der gesamten Isolierzusammensetzung. If the electrical and physical conditions of the cable permit, the insulation is preferably also of a curable, under-filled, plasticized alkene homopolymer or copolymer composition, but the appropriate level of filler will be less than that for the embedment. Preferably the weight of the filler in each case is no more than 55 % of the total insulating composition.
Die Zusammensetzung der Einbettung wird gewöhnlich bis zu 80 % des Füllmittels haben und kann sogar mehr enthalten. Ein bevorzugtes Füllmittel ist hydratisiertes Aluminiumoxid von entsprechender Partikelgröße, welches allein oder mit Kalziumkarbonat und/oder Kaolin gemischt verwendet wird; ein Pigmentanteil kann insbesondere in der Isolierung eingeschlossen werden, wobei diese für eine farbliche Kennzeichnung verwendet wird. Bevorzugte Polymere für die Einbettung sind härtbare Äthylen-Propylen-Kopolymergummi (EPR) und Äthylen-Propylen-Dienterpolymere (EPDM). Bevorzugte Weichmacher sind Polyisobutylen und Paraffinharze, -öle oder -wachse, die auch vorteilhaft zusammen verwendet werden können. Ein bevorzugter Bereich von Zusammensetzungen besteht in Gewichtsteilen aus folgenden Bestandteilen: Polymer: härtbares Alkenpolymer 15-35The composition of the embedment will usually be up to 80 % of the filler and can contain even more. A preferred filler is hydrated aluminum oxide of appropriate particle size, which is used alone or mixed with calcium carbonate and / or kaolin; a pigment portion can in particular be included in the insulation, this being used for color identification. Preferred polymers for embedding are curable ethylene-propylene copolymer rubbers (EPR) and ethylene-propylene-diene terpolymers (EPDM). Preferred plasticizers are polyisobutylene and paraffin resins, oils or waxes, which can also be used advantageously together. A preferred range of compositions consists in parts by weight of the following ingredients: Polymer: Curable alkene polymer 15-35
Füllmittel: Aluminiumoxid-Trihydrat mitFillers: alumina trihydrate with
oder ohne Kalziumkarbonat und/oder Kaolin 55-80or without calcium carbonate and / or kaolin 55-80
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Weichmacher: Polyisobutylen und/oderPlasticizers: polyisobutylene and / or
Paraffinwachs 7-20Paraffin wax 7-20
Verarbeitungshilfe: Stearinsäure und/oderProcessing aid: stearic acid and / or
anorganisches Stearat bis zu 5inorganic stearate up to 5
Härtungsmittel und Antioxidationsmittel bis zu 5.Hardeners and antioxidants up to 5.
Der Mantel besteht vorzugsweise aus geeignetem Polymermaterial und kann die gleiche Zusammensetzung wie die Einbettung haben, doch werden Materialien mit höherem Sauerstoffindex bevorzugt; Äthylenvinylazetatkopolymere (EVA), gebunden mit mindestens 55 % eines inerten Mineral-Füllmittels und anderen herkömmlichen Bestandteilen, und zwar mit oder ohne Härtungsmittel, sind sehr geeignet.The jacket is preferably made of a suitable polymer material and can have the same composition as the embedding, but materials with a higher oxygen index are preferred; Ethylene vinyl acetate copolymers (EVA) bound with at least 55 % of an inert mineral filler and other conventional ingredients, with or without a curing agent, are very suitable.
Ähnliche Zusammensetzungen auf der Basis von Gemischen von EVA rait EPR oder EPDM sowie Silikongummi und flammenhemmende Qualitäten von quervernetztem Polyäthylen können ebenfalls verwendet werden.Similar compositions based on mixtures of EVA rait EPR or EPDM, as well as silicone rubber and flame retardant Grades of cross-linked polyethylene can also be used will.
Eine besondere Verbesserung der Eigenschaften kann erzielt werden durch Einsetzen einer Wärmesperrschicht aus einem entsprechenden Material mit niedriger Entflammbarkeit zwischen die Einbettungsschicht und den Mantel. Die geeigneten Materialien umfassen:A particular improvement in properties can be achieved are made by inserting a thermal barrier layer made of a suitable material with low flammability between the embedding layer and the jacket. The suitable materials include:
1) flexibles Metallband oder flexible Metallfolie entsprechend der britischen Patentanmeldung Nr. 1801/77;1) flexible metal tape or foil according to British Patent Application No. 1801/77;
2) wärmebeständiges Kunststoffband, wie beispielsweise Polyimide (beispielsweise jene, die unter dem Markennamen KAPTON im Handel sind); und2) heat-resistant plastic tape, such as polyimides (for example, those sold under the brand name KAPTON are in stores); and
3) faserverstärktes gebundenes Glimmerband entsprechend der britsc.hen Patentanmeldung 33768/76.3) fiber-reinforced bonded mica tape according to the britsc.hen patent application 33768/76.
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Die Wärmesperre bietet auch einen gewissen Widerstand gegen die Emission von flüchtigen Stoffen oder Rauch aus dem Inneren des Kabels.The thermal barrier also offers some resistance to the emission of volatile substances or smoke from the interior of the cable.
Bei einigen Kabeltypen können zusätzliche Bestandteile einer herkömmlichen Art, z. B. eine Draht- oder Bandarmierung und /oder ein Metallmantel beispielsweise zwischen die Teile einer unterteilten Einbettungsschicht und/oder zwischen die Teile eines unterteilten Mantels eingefügt werden.With some types of cables, additional components of a conventional type, e.g. B. a wire or tape armoring and / or a metal jacket, for example, between the parts of a subdivided Embedding layer and / or inserted between the parts of a subdivided jacket.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert:The invention is illustrated in more detail by means of the following examples explained:
Verzinnte Kupferdrähte mit je einem Durchmesser von 0,85 mmTinned copper wires with a diameter of 0.85 mm each
werden mit 0,6 mm radialer Dicke einer herkömmlichen Isolierverbindung (im nachfolgenden Verbindung EPR I genannt) isoliert, bestehend aus:become a conventional insulating joint with a radial thickness of 0.6 mm (hereinafter referred to as compound EPR I) isolated, consisting of:
Äthylen-Propylen-Dienmonomergummi (EPDM) 30-35 % Ethylene propylene diene monomer rubber (EPDM) 30-35 %
Kaolin 50 % Kaolin 50 %
Paraffinische Weichmacher 10-15 % Paraffinic plasticizers 10-15 %
Härtungsmittel und Antioxidationsmittel 5 % Hardener and antioxidant 5 %
(alle Prozentsätze sind Gewichtsprozentsätze der Verbindung)(all percentages are weight percentages of the compound)
Paare dieser isolierten Drähte werden mit einem Rechtsschlag von etwa 40 mm verdrillt, und sieben solcher verdrillten Paare werden mit einem Linksschlag von etwa 100 mm verseilt. Eine stranggepreßte Einbettungsschicht mit einer radialen Nennstärke von 1 mm umschließt die verseilten Adern; diese Einbettungsschicht besteht aus folgender Zusammensetzung (Zusammensetzung EPR 2):Pairs of these insulated wires are twisted with a right lay of about 40 mm, and seven such twisted pairs are stranded with a left lay of about 100 mm. An extruded embedding layer with a nominal radial thickness of 1 mm encloses the stranded wires; this embedding layer consists of the following composition (composition EPR 2):
EPDM 22 % EPDM 22 %
Hydratisiertes Aluminiumoxid (Partikel-Nenngröße 1 Mikrometer) 62 % Hydrated aluminum oxide (nominal particle size 1 micron) 62 %
Weichmacher: Polyisobutylen 7,7 %~) ,, Paraffinwachs 3,3 %J LL * Plasticizer: polyisobutylene 7.7 % ~) ,, paraffin wax 3.3 % J LL *
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Verarbeitungshilfe: Stearinsäure 1 % Processing aid: stearic acid 1 %
Herkömmliche Härtungsmittel und Antioxidationsmittel 4 % Conventional hardeners and antioxidants 4 %
Ober diese Einbettung wird eine Kupferbandabschirmung aus zwei Bändern von je einer Nennbreite von 18 mm und einer Dicke von 0,1 mm, Brechfuge mit gestoßenen Kanten jedes Bandes, aufgebracht. Eine zweite Einbettungsschicht von 1,5 mm Dicke und aus der Verbindung EPR 2 wird über die Abschirmung stranggepreßt.A copper tape shield is made over this embedding two strips, each with a nominal width of 18 mm and a thickness of 0.1 mm, break joint with butted edges of each strip. A second embedding layer 1.5 mm thick and made of the EPR 2 compound is extruded over the shield.
Eine Wärmesperre wird als nächstes dadurch gebildet, daß zwei sil Ikonharzgebundene, glasfasergewebeverstärkte Glimmerbänder aufgewickelt werden. Jedes Band hat eine Dicke von 0,15 mm und eine Breite von 35 mm und wird mit gestoßenen Kanten aufgebracht, wobei die Fugen der beiden Bänder um halbe Bandbreite zueinander versetzt sind.A thermal barrier is next formed by using two silicon resin bonded, fiberglass-reinforced mica tapes be wound up. Each tape has a thickness of 0.15 mm and a width of 35 mm and is applied with butted edges, whereby the joints between the two bands are offset by half a band width.
Ein Außenmantel einer genormten Nylon-Mantel verbindung (Grilon Type 6) mit einer radialen Dicke von 0,4 mm vervollständigt das Kabel, welches einen Gesamtdurchmesser von 16,5 mm aufweist.An outer sheath of a standardized nylon sheath connection (Grilon Type 6) with a radial thickness of 0.4 mm is completed the cable, which has an overall diameter of 16.5 mm.
Dieses ist das gleiche wie Beispiel 1, mit der Ausnahme, daß der Nylonmantel durch einen 1,0 mm dicken Mantel (der den Gesamtdurchmesser auf etwa 17,5 mm vergrößert) von folgender Zusammensetzung ersetzt wird (Zusammensetzung EVA 1):This is the same as Example 1 except that the nylon sheath is replaced by a 1.0 mm thick sheath (corresponding to the Overall diameter enlarged to about 17.5 mm) is replaced by the following composition (composition EVA 1):
60 % Äthylen - 40 % Vinylazetatkopolymer 24 %60% ethylene - 40 % vinyl acetate copolymer 24%
Verarbeitungshilfe: Stearinsäure 2 % Processing aid: stearic acid 2 %
Hydratisiertes Aluminiumoxid (Partikel-NenngrößeHydrated alumina (nominal particle size
1 mi krön) 70 % 1 mi crown) 70 %
Antioxidationsmittel (und ggf. Härtungsmittel) 4 %. Antioxidant (and hardener if necessary) 4 %.
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Beispiel 3:Example 3:
Dieses Kabel ist das gleiche wie bei den Beispielen 1 und bis zur ersten Einbettungsschicht einschließlich, über dieser wird ein einzelnes Glas-Glimmer-Band der gleichen Art und Größe wie bei den vorhergehenden Beispielen aufgebracht, jedoch mit einer 20%igen Überlappung. Zwei Kupferbänder (ebenfalls mit den gleichen Abmessungen wie in den vorhergehenden Beispielen) werden direkt über dem Glas-Glimmer-Band aufgebracht, und zwar ohne eine zweite Einbettungsschicht. Dieses Kabel wird vervollständigt durch einen Außenmantel aus einer herkömmlichen, kommerziell erhältlichen flammenhemmenden Si 1ikongummiverbindung ("Silastic 1603") mit einer radialen Dicke von 1,8 mm (Gesamtdurchmesser etwa 16 mm).This cable is the same as in Examples 1 and up to and including the first embedding layer, above it becomes a single glass-mica tape of the same type and size Applied as in the previous examples, but with a 20% overlap. Two copper bands (also with the same dimensions as in the previous examples) are applied directly over the glass-mica tape, without a second embedding layer. This cable is completed by an outer jacket made of a conventional, commercially available one available flame-retardant silicon rubber compound ("Silastic 1603 ") with a radial thickness of 1.8 mm (total diameter about 16 mm).
Die Leiter, Isolation und Verseilung dieses Kabels sind wie im Beispiel 1. Eine Einbettungsschicht der Zusammensetzung EPR wird über die verseilten Adern stranggepreßt bis zu einer radialen Dicke von 5 mm. Zwei Polyimidbänder ("Kapton", Wz) mit einer Dicke von 0,08 mm und einer Nennbreite von 30 mm werden auf die Einbettungsschicht mit überlappten Stoßen aufgewickelt. Ein Mantel,-1,8 mm dick, aus der gleichen Si 1ikongummiverbindung, wie sie im Beispiel 3 verwendet wird, vervollständigt ein Kabel mit einem Gesamtdurchmesser von etwa 23,7 mm.The conductors, insulation and stranding of this cable are as in example 1. An embedding layer of the composition EPR is extruded over the stranded cores up to a radial thickness of 5 mm. Two polyimide tapes ("Kapton", TM) with one Thickness of 0.08 mm and a nominal width of 30 mm are wound onto the embedding layer with overlapped joints. A Jacket, -1.8 mm thick, made of the same silicon rubber compound, as used in Example 3, completes a cable with an overall diameter of about 23.7 mm.
Die Adern dieses Kabels sind abgeschirmte konzentrische Paare mit einem Innenleiter aus verzinntem Kupfer von einem Durchmesser von 1,53 mm, einem inneren Dielektrikum der Verbindung EPR 1 mit einer radialen Dicke von 1 mm, mit Außenleitern aus fünfunddreißig verzinnten Kupferdrähten mit einem Durchmesser von 0,3 mm, die mit einer Schlaglänge von etwa 38 mm gewickelt sind, einem Außendielektrikum, ebenfalls aus der Verbindung EPR 1 und ebenfalls 1 mm dick, sowie mit einer geflochtenen Abschirmung aus verzinnten Kupferdrähten mit je einemThe cores of this cable are shielded concentric pairs with a tinned copper inner conductor of one Diameter of 1.53 mm, an inner dielectric of the connection EPR 1 with a radial thickness of 1 mm, with outer conductors made of thirty-five tinned copper wires with one Diameter of 0.3 mm, which are wound with a lay length of about 38 mm, an outer dielectric, also from the connection EPR 1 and also 1 mm thick, as well as with a braided shield made of tinned copper wires with one each
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Durchmesser von 0,15 mm, aufgebracht 16-spuiig 4-gängig mit einer Schlaglänge von 11 mm, und zwar zwei-über-zwei-unter-zwei (applied 16 spindles 4 ends with a lay of 11 mm, two-overtwo-under-two). Diameter of 0.15 mm, applied 16-spuiig 4-course with a lay length of 11 mm, namely two-over-two-under-two (applied 16 spindles 4 ends with a lay of 11 mm, two-overtwo-under-two).
Sieben solcher Adern werden mit einem axialen Kern und den übrigen, diesen umgebenden sechs Kernen mit einem Rechtsschlag von etwa 230 mm verseilt. Eine Einbettung aus der Zusammensetzung EPR 2 wird über die verseilten Adern stranggepreßt und hat eine radiale Dicke von 2,5 mm. Zwei Lagen des gleichen Polyimidbandes wie im Beispiel 4 werden in der gleichen Weise auf die Einbettung aufgewickelt, und ein Außenmantel aus der gleichen Silikongummizusammensetzung wie in den Beispielen 3 und 4 mit einer radialen Dicke von 2 mm vervollständigt ein Kabel mit einem Gesamtdurchmesser von etwa 30 mm.Seven of these veins have an axial core and the remaining six cores surrounding them with a right-hand lay about 230 mm stranded. An embedding made of the composition EPR 2 is extruded over the stranded wires and has a radial thickness of 2.5 mm. Two layers of the same polyimide tape as in Example 4 are made in the same way wound onto the embedding, and an outer jacket from the same silicone rubber composition as in Examples 3 and 4 with a radial thickness of 2 mm completes a cable with a total diameter of about 30 mm.
Dieses Beispiel ist genau gleich dem Beispiel 5, mit der Ausnahme, daß die Polyimidbänder weggelassen sind, so daß der Gesamtdurchmesser leicht reduziert wird.This example is exactly the same as Example 5 except that the polyimide tapes are omitted so that the Overall diameter is slightly reduced.
Dieses Beispiel ist genau gleich dem Beispiel 5, mit der Ausnahme, daß der SiIikongummimantel durch einen Mantel der Verbindung EVA 1 mit einer radialen Dicke von 1,5 mm ersetzt ist (Gesamtdurchmesser 29 mm).This example is exactly the same as Example 5, with the exception that the silicone rubber jacket is covered by a jacket of the Compound EVA 1 with a radial thickness of 1.5 mm is replaced (total diameter 29 mm).
Beispiele 8-11:Examples 8-11:
Diese sind genau gleich den Beispielen 1 bis 4, jeweils mit der Ausnahme, daß die massiven Drahtleiter durch verzinnte Kupferlitzen, bestehend aus sieben Drähten mit je einem Durchmesser von 0,3 mm, ersetzt sind, wobei die radiale Dicke der Isolierung 0,8 mm beträgt und die Gesamtdurchmesser entsprechend vergrößert sind.These are exactly the same as Examples 1 to 4, with the exception that the solid wire conductors are tinned through Copper strands, consisting of seven wires with one diameter each of 0.3 mm, with the radial thickness of the insulation being 0.8 mm and the overall diameter correspondingly are enlarged.
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Diese sind gleich den Beispielen 8 und 9, mit der Ausnahme, daß der Mantel aus einer Standard-Nylon-Ummantelungsverbindung in einer Dicke von 0,4 mm (wie im Beispiel 1) besteht.These are the same as Examples 8 and 9, with the exception that the sheath is made from a standard nylon sheath compound in a thickness of 0.4 mm (as in Example 1).
Dieses Beispiel ist gleich dem Beispiel 2, mit der Ausnahme, daß die Wärmesperre durch zwei Polyimidbänder mit einer Dicke von 0,08 mm und einer Nennbreite von 30 mm gebildet wird, die mit versetzt gelagerten Stoßkanten {breaking joint) auf die Einbettungsschicht aufgewickelt sind.This example is the same as Example 2, except that the thermal barrier is provided by two polyimide tapes with one Thickness of 0.08 mm and a nominal width of 30 mm is formed, the with offset bearing edges {breaking joint) on the Embedding layer are wound.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |