DE3007341A1

DE3007341A1 - Brandsicheres kunststoffisoliertes elektrisches kabel oder leitung

Info

Publication number: DE3007341A1
Application number: DE19803007341
Authority: DE
Inventors: Siegfried 3006 Burgwedel Richter; Martin Dr.-Ing. 3012 Langenhagen Völker
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1980-02-27
Filing date: 1980-02-27
Publication date: 1981-09-10

Description

@@andsicheres k.;J»ststoffisoliertes elektrisches Kabel oder Leitung
nie vorliegende Erfindung betrifft ein brandsi cheres kunststoffisoliertes elektrisches Kabel oder eine Leitung, irisbesondere mit einem oder mehreren eitern dünner Querschnitte,mit einer über jedem blanken Leiter angeordneten und unbrennbare Materialien enthaltenden Isolierschicht.
Für besondere Anwendungsfälle, beispielsweise auch im Kernkraftwerksbau, werden an elektrische Kabel und Leitungen erhöhte Anforderungen gestellt. Solche Kabel, die beispielsweise für krafterzeugende Einrichtungen, Kontrolleinrichtungen oder Instrumente eingesetzt werden, sollen, und das ist in neuerer Zeit eine immer häufiger auftretende Forderung, im Brandfalle noch über eine längere Zeit ihre Funktion beil,ehalten, damit noch notwendige Abschaltungen zur Vermeidung von Gefahren für die Umwelt durchgeführt herden können. Aber auch im Schiffsbau und in chemischen Anlagen müssen für eine bestimmte Zeit auch bei Brandtemperaturen noch Schalt- und Kontrollmessungen durchgeführt werden können. Bekannt sind deshalb für diesen Zweck Kabel oder Leitungen (DOS 26 29 540), bei denen der oder die elektrischen Leiter von einer glimmerhaltigen Isolierschicht mit einer darüber befindlichen Isolierschicht aus einem Fluorpolymer bestehen. Die glimmer- haltige Schicht wird durch eine Bewicklung mit glimmerhaltigen Bändern hergestellt.
Schwierigkeiten ergeben sich bei dieser bakannten Konstruktion jed@ch dann, wenn, wie bie Schaltdrähten, Steuerleitungen oder Üb@@ach@@gsleitungen oder -katel, @eiterel@@@nte ver@ältnismäßig dünnen Querschnitts zum Einsatz ko; en. Für diese in der Rc-D:'l ii;en Leiter@uerschnitt von 1,5 bis 2,5 mm2 aufweisende Kabel oder @ei@@gen und in@@@@@dere für Kontrollkabel und -leitungen mit weiter @@@@@@@@ten Querschnitten von z. B. 0,5 mm2 kann das bekannte Verfahren mit Wirtschaftlichen Aufwand nicht eingesetzt werden.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zuyrunde, ein brandsicheres kunststoffisoliertes Kabel oder eine leitung mit sogenanntem Funktionsgehalt über einen längeren Zeitraum zu schaffen, das selbstverständlich die geforderten Bedingungen erfüllt, darüber hinaus aber auch mit üblich@m fertigungstechnischen Aufwand hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die unmittelbar über dem Leiter angeordnete Isolierschicht aus einem Gemisch von mineralischen Stoffen, vorzugsweise auf Silikatbesis, und einer im Brandfall kurzfristig nicht schmelzenden Komponente besteht. Wird, wie in Durchführung der Erfindung vorgesehen, als kurzfristig nicht schmelzende Komponente Glas als Bindemittel verwendet, dann bildet eine so hergestellte Isolierschicht einen flam,-nfesten überzug, der auch bei dünnen Leiterquerschnitten einen sicheren Funktionserhalt, auch nach Beschädigung des restlichen Kahel- oder Leitungsaufbaus, gewährleistet. Gegenüber bekannten Kenstr@ktionen mit einer Bewicklung aus glimmerhaltigen Bändern ergibt sich hier der Vurteil, daß die beim Aufbringen der anschließenden Kunststoffisolierung auftretenden Probleme beim Einführen des bewickelten Leiters in den Extruder, z. B. durch Aufschieben der Bänder, nicht auftreten. Die Beschichtung kann in kontinuierlichem Durchlauf, gegebenenfalls auch in einem Arbeitsgang mit dem Aufbringen der Isolierhülle, erfolgen, ohne daß es zu Betriebsstörungen etwa durch Lösen der unbrennbaren Stoffe vom Trägermaterial kommt.
In Durchführung der Erfindung dient als mineralischer Stoff auf Silikatbasis zwar ebenfalls das bekannte Glimmermaterial, dies wird im vorliegenden Fall jedoch nicht auf Trägermaterialien aufgebracht, die dann auf @@chanischem Wege wiederum über de,n Leiter angeordnet werden müssen, sondern unmittelbar unter Zuhilfenahme von Bindemitteln über de,n Leiter angeordnet. Retten Glimmer können selbstverständlich auch andere rlil-leralischen Stoffe vcr: @ndet werden, c.L;Cnso hat sich auch ein Glas-Keramik-Gemisch als für die Erfindung vorteilhaft erwiesen. Sämtliche mineralischen Stoffe werden in fein ver-teilter Foym eingesetzt, um das Aufbringen zu erleichtern und gleichzeitig für eine ausreichende Durchdringung des Bindemittels im Gemisch zu sorgen.
Als Bindemittel selbst wird vorteilhaft ein niedrig schmelzendes Glas verwendet, das nach einer anschließenden Wannbehandlung von z. B.
4000 C aufschmilzt und die mineralischen Pulverteilchen fest miteinander verbindet.
Die Schichtdicke, die zum Funktionserhalt des Kabels oder der Leitung über dem Leiter selbst angeordnet ist, beträgt in Durchführung des Erfindungsgedankens 1/100 bis 1/10 mm. Diese Schicht aus zum überwiegenden Teil mineralischen Stoffen und nur zum geringeren Teil aus Glas als Bindemittel kann beispielsweise dadurch erzeugt werden, daß das Gemisch aus den mineralischen Material und dem Glaspulver elektrostatisch oder auch in einem Wirbelbettverfahren auf den durchlaufenden Leiter eines Kabels aufgebracht wird. Anschließend erfolgt eine Wärmebehandlung des beschichteten Drahtes, etwa auf 4000 C, so daß die Glasteilchen aufschmelzen und die mineralischen Stoffteilchen nach dem Erkalten fest miteinander verbinden. Ger so beschichtete Leiter wird dann anschließend in das Mundstück eines Extruders eingeführt, wo die Isolierung beispielsweise aus einem Äthylen-Propylen-Gummi-Gemisch (EPR) aufextrudiert wird.
Statt eines elektrostatischen Auftrages oder auch eines Wirbel bettes können auch andere, in der Technik bekannte Verfahren verwendet werden.
So kann das pulvergemisch beispielsweise auch durch Flammspritzen oder Elektrophorese aufgebracht werden.
Die Erfindung sei anhand des in der Fig. als Ausführungsbeispiel d3rg2-stellten Schaltdrahtes nher erläutert.
Der massive Leiter 1, beispielsweise mit einem Querschnitt von 2,5 mm2, ist umgeben von einer aus einem Gli@@er-Glas-G@misch hergestellten Isolierschicht 2, etwa in der Stärke von 1/10@@. Die Isolierschicht ist dadurch erzeugt, daß das Glimmer-Glas-G@misch durch Wirbelsintern auf den z. B. auch vorgewärmten Leiter 1 aufgebracht und durch eine Tenperaturbehandlung und Aufschmelzen es Glases zu einer festhaftenden, feuerfesten Schicht gebracht worden ist.
Oberhalb der Isolierschicht 2 befindet sich die eigentliche Isolierung 3, im vorliegenden Fall etwa aus einem synthetischen Gu;,.ni bestehend, die durch Extrusion aufgebracht ist.
Diese Ader kann entweder mit anderen gleichartig aufgebauten Adern zu einem Kabel verseilt werden, wobei auf die so entstehende Seele ein Schirm und anschließend ein äußerer Schutzmantel aufgebracht werden kann. Für viele Zwecke aber, bei denen einzelne Steueradern Anwendung finden, ist über der Isolierung 3 als Schirm z. B. ein metallisches Geflecht 4 vorgesehen, das von dem Außn-nmantel5aus einem vernetzten oder unvernetzten Werkstoff, beispielsweise auf Basis Polyvinylchlorid oder Kautschuk, überdeckt ist.
Neben den genannten Werkstoffen auf Silikatbasis sind auch andere, z.B.
als Asbest bekannte, geeignet, die ebenfalls in pulverförmigem Zustand mit einem im Brandfalle kurzfristig nicht schmelzenden material, beispielsweise niedrigschmelzenden Glas, mechanisch fest zur Isolierschicht verbunden sind. Unabhängig von der Materialauswahl ist für die Erfindung wesentlich, daß zum Funktio;iserhalt über Minuten oder Stunden eine Mischung aus einer hochschmelzenden Komponente und einer im Brandfalle kurzzeitig nicht schmelzenden Komponente als Isolierschicht für massive oder auch als Litzenleiter ausgebildete Leiterelemente verwendet wird.

Claims

Patentansprüche 1.) Brandsicheres kunststoffisoliertes elektrisches Kabel oder Leitung, insbesondere mit einem oder mehreren Leitern dünner Querschnitte, r1it einer über jedem blanken Leiter angeordneten und unbrennbare liaterialien enthaltenden Isolierschicht, dadurch gekennzeichnet, daß diese Isolierschicht aus einem Gemisch von mi@eralischen Stoffen, vorzugsweise auf Silikatbasis, und einer im Brandfall kurzfristig nicht schmelzenden Komponente als Bindemittel besteht.
2. Kabel oder Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel Glas verwendet ist.
3. Kabel oder Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als mineralischer Stoff auf Silikatbasis Glimmer dient.
4. Kabel oder Leitung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel ein Glas niederer Schmeiztemperatur, vorzugsweise zwischen 350 und 4500 C'ist.
5. Kabel oder Leitung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht aus einem Glas Keramik-Gemisch besteht.
6. Kabel oder Leitung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mineralischen Stoffe in Form feinteiliger Pulver verwendet sind.
7.Kabel oder Leitung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der @@@@wiegende Teil der Isolierschicht aus den mineralischen Stoffen und nur der g@ringere Teil aus Glas bestcht.
8. Kabel oder @eitung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der Isolierschicht 1/100 bis 1/10 mm beträgt.
9. Verfahren zur Herstellung einer Isolierung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der durchlaufende Leiter mit dem pulverförmigen Gemisch aus der kurzzeitig nicht schmelzenden Komponente und den mineralischen Stoffen beschichtet und anschließend einer Temperaturbehandlung zum Zwecke des Aufschmelzens des Bindemittels und der mechanischen Verbindung der Teilchen des pulverförnigen Genisches unterworfen wird, bevor im gleichen oder in einem anschließenden Arbeitsschritt die elektrische Kunststoff- oder Gummiisolierung aufgebracht wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung des durchlaufenden Leiters mit dem pulverförmigen Gemisch auf elektrostatischem Wege erfolgt.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen des pulverförmigen Gemisches auf den durchlaufenden Leiter im Wirbelbettverfahren erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen des Gemisches im Flammspritzverfahren erfolgt.