DE3414643A1

DE3414643A1 - Single-core or multi-core electrical power cable

Info

Publication number: DE3414643A1
Application number: DE19843414643
Authority: DE
Inventors: Egon 3002 Wedemark Matzke
Original assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1984-04-18
Filing date: 1984-04-18
Publication date: 1985-10-24
Also published as: ZA852357B

Abstract

Single-core or multi-core electrical cables having reinforcement consisting of a mesh are used for supplying power to variable position loads. This mesh consists of non-metallic threads of high tensile strength, which are twisted or bunched with copper wires.

Description

Ein- oder mehradriges elektrisches EnergiekabelSingle or multi-core electrical power cable

Die vorliegende Erfindung betrifft ein ein- oder mehradriges elektrisches Kabel, insbesondere in flexibler Ausführung zur Stromversorgung ortsveränderlicher Verbraucher, mit einer über der Seele befindlichen Bewehrung aus einer oder mehreren konzentrischen Lagen aus Drähten oder Litzen oder einem Geflecht sowie einem darüber extrudierten Mantel als äußere Umhüllung.The present invention relates to a single or multi-core electrical Cable, in particular in a flexible design for power supply in a portable manner Consumers, with one or more reinforcement above the core concentric layers of wires or strands or a braid and one above extruded sheath as the outer covering.

Elektrische Energieübertragungskabel weisen oft über der Seele eine sogenannte Bewehrung auf. Diese z. B. aus Stahlbändern, drähten oder auch geflechten bestehenden konzentrischen Lagen haben die unterschiedlichsten mechanischen, aber auch elektrischen Aufgaben zu erfüllen. So ist es Aufgabe einer Bewehrung, die Kabel seele sowie den Kabelmantel vor Beschädigung durch Schlag oder Druck beim Transport oder bei der Verlegung zu schützen, aber auch dafür zu sorgen, daß in diesen Fällen eine erhöhte Zugbeanspruchung nicht zu einer Beschädigung der Kabelseele führt. Darüber hinaus übernimmt aber eine Bewehrung bisweilen auch die Funktion einer Abschirmung, z. B. als sogenannte Induktionsschutzbewehrung, um in benachbarten Kabeln oder Anlagen aufgrund von Fehlerströmen Spannungen zu vermeiden, oder eines Schutzleiters.Electrical power transmission cables often have one over the soul so-called reinforcement. This z. B. from steel strips, wires or braided existing concentric layers have the most varied mechanical, however also to perform electrical tasks. So it is the task of reinforcement, the cables seele and the cable jacket from damage from impact or pressure during transport or to protect during installation, but also to ensure that in these cases an increased tensile stress does not lead to damage to the cable core. In addition, however, reinforcement sometimes also takes on the function of a shield, z. B. as so-called induction protection armor in neighboring cables or systems avoid voltages due to fault currents, or a protective conductor.

Der mechanische Schutz der Kabelseele ist besonders schwierig auszuführen, enn die jeweiligen Kabel oder Leitungen ortsveränderliche Verbraucher mit Energie zu versorgen haben. Hierbei sind nämlich die Kabel und Leitungen härtestens, stark wechselnden mechanischen Belastungen ausgesetzt, die nur schwer zu kontrollieren und nicht immer vorhersehbar sind. Hinzu kommt, daß die Bewehrung die Flexibilität der Kabel oder Leitungen nicht oder nur unwesentlich beeinflussen darf. Solche Fälle sind beispielsweise Versorgungsleitungen für Kräne, Hebezeuge, Bagger und dergleichen, aber auch Kabel für ortsveränderliche Bergbaugeräte, an die besondere Forderungen z. B. hinsichtlich ihrer Reißfestigkeit bei hoher Flexibilität gestellt werden. So werden solche Versorgungsleitungen im Betrieb ständig auf- und abgetronmelt, über Rollen umgelenkt oder sonst wie zwangsläufig geführt. In der üblichen Ausführung werden daher die Kabel oder Leitungen mit tietallbewehrungen, etwa in Form konzentrischer Drahtlagen über der Seele, ausgestattet, oder sie werden beispielsweise mit Fasergeflechten versehen, die auch bei starker mechanischer Beanspruchung eine überbeanspruchung von Leitern und Seele vermeiden sollen.The mechanical protection of the cable core is particularly difficult to implement, hen the respective cables or lines are portable consumers with energy have to take care of. Here are namely the cables and lines hardest, exposed to strongly changing mechanical loads that are difficult to control and are not always predictable. In addition, the reinforcement has the flexibility which may not or only insignificantly influence cables or lines. Such cases are for example supply lines for cranes, hoists, excavators and the like, but also cables for portable mining equipment with special requirements z. B. in terms of their tear strength with high flexibility. Such supply lines are constantly connected and disconnected during operation, deflected by rollers or otherwise inevitably guided. In the usual execution therefore, the cables or lines with metal reinforcement, for example in the form of a concentric Wire layers over the core, or they are, for example, with fiber braids provided, which even with strong mechanical stress an overstress of ladders and soul should avoid.

Während Fasergeflechte zwar hohe Reißfestigkeit aufweisen, also Beanspruchungen in Achsrichtung auszuhalten in der Lage sind, wirken sie nicht gegen Stoßbeanspruchungen in radialer Richtung, so daß für besonders hoch beanspruchte flexible Kabel noch immer Stahldrahtbewehrungen im Einsatz sind. Nachteilig hierbei ist, daß bei starken Biegebeanspruchungen einzelne Stahidrähte z. B.While fiber braids have high tensile strength, i.e. stresses are able to withstand in the axial direction, they do not act against impact loads in the radial direction, so that for particularly highly stressed flexible cables steel wire reinforcements are always in use. The disadvantage here is that with strong Bending stresses individual steel wires z. B.

eines Stahldrahtgeflechts brechen und ihre Enden nach außen oder in die Kabelseele eindringen und Kurzschlüsse verursachen können. Die Drahtlage kann zwar durch eine Bebänderung z. B. aus einem flammenwidrigen Glasseidenband überdeckt sein, solche Glasseidenbänder erfüllen infolge ihrer bekannten Brüchigkeit jedoch nicht immer die gestellten Forderungen, ganz abgesehen davon, daß der oberhalb der Bebänderung befindliche Kunststoffmantel nur lose über der Bewehrung angeordnet ist und bei Biegebeanspruchungen des Kabels oder der Leitung leicht aufschiebt.a steel wire mesh and break their ends outwards or in the cable core can penetrate and cause short circuits. The wire layer can although by strapping z. B. covered from a flame-retardant fiberglass tape However, due to their known brittleness, such glass silk tapes meet not always the demands made, quite apart from the fact that the one above the The plastic jacket located on the straps is only loosely arranged over the reinforcement and easily pushes open when the cable or line is subjected to bending.

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu finden, Schäden an Bewehrungen bei Kabeln und Leitungen durch stark wechselnde mechanische Beanspruchung weitgehend zu unterbinden.The invention is therefore based on the object of one possibility to find damage to armouring in cables and wires by strongly changing to largely prevent mechanical stress.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß die Drähte, Litzen oder das Geflecht aus mit Kupferdrähten verseilten oder verwürgten nichtmetallischen Fäden hoher Zugfestigkeit bestehen. Die Qualität und Lebensdauer eines so aufgebauten Kabels oder einer Leitung wird dadurch wesentlich erhöht. Der Ersatz der bekannten Stahidrähte durch ein isolierendes Garn hoher Reißfestigkeit vermeidet durch Drahtbrüche hervorgerufene Kurzschlüsse im Kabel. Besteht das Garn oder der Faden aus einem Material mit guter Haftungsfähigkeit zum umgebenden Mantelmaterial, ist der beim Ziehen des Kabels geforderte Kraftschluß Mantel/Geflecht erreicht.This object is achieved according to the invention in that the wires, Stranded or braided non-metallic wires twisted or twisted with copper wires Threads of high tensile strength exist. The quality and lifespan of a built in this way Cable or line is significantly increased. The replacement of the known Steel wires through an insulating thread avoids high tear resistance Short circuits in the cable caused by wire breaks. Is the yarn or the Thread made of a material with good adhesion to the surrounding sheath material, the required frictional connection of the sheath / braid when pulling the cable is achieved.

In Durchführung der Erfindung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die nichtmetallischen Fäden hoher Zugfestigkeit Kunststoffäden sind. Kunststoffe auf Polyamid- oder Polyimidbasis, die unter der Handelsbezeichnung Nylon oder Kevlar bekannt sind, können hier eine vorteilhafte Anwendung finden.In carrying out the invention, it has proven to be useful when the high tensile strength non-metallic threads are plastic threads. Plastics based on polyamide or polyimide, sold under the trade name nylon or kevlar are known, can find an advantageous application here.

Aber auch nichtmetallische Fäden oder Garne auf Glasfaserbasis können entsprechend der Erfindung eingesetzt werden, wobei die Fäden oder Garne zusätzlich noch mit einem Kunststoff ummantelt oder mit einem solchen getränkt sein können. Eine Verbesserung der Haftung zum umgebenden Kabelmantel kann hierdurch erreicht werden. Anstatt die Glasfaserfäden oder -garne mit Kunststoff zu umhüllen, können nach einem weiteren Erfindungsgedanken die nichtmetallischen Fäden auch aus miteinander verseilten oder verwürgten Einzelfäden aus Kunststoffen und solchen auf Glasfaserbasis bestehen.But non-metallic threads or yarns based on glass fibers can also are used according to the invention, the threads or yarns in addition can still be coated with a plastic or soaked with such. This can improve the adhesion to the surrounding cable sheath will. Instead of wrapping the fiberglass threads or yarns with plastic, you can according to a further concept of the invention, the non-metallic threads also from one another stranded or twisted single threads made of plastics and those based on glass fibers exist.

Handelt es sich um ein elektrisches Kabel mit einem Geflecht über der Kabelseele, das entsprechend der Erfindung ausgebildet ist, dann hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Flechtfäden mit mehr als einem Kupferdraht verseilt oder verwürgt sind. Damit wird die Sicherheit eines Querkontaktes der Schirmdrähte untereinander wesentlich erhöht.If it is an electrical cable with a braid over the cable core, which is designed according to the invention, then it has Proven to be particularly advantageous when the braiding threads with more than one copper wire stranded or twisted. This increases the safety of a cross contact between the shield wires significantly increased among each other.

Nach der Erfindung aufgebaute Kabel sind besonders für den Einsatz unter erschwersten Bedingungen geeignet, beispielsweise für die Energieversorgung im Bergbau. Hier verursachen Kabel schäden, die ein Au-swechseln der Kabel erforderlich machen, hohe Kosten, so daß Kabel hoher Qualität und langer Lebensdauer verlangt werden. Ein nach der Erfindung aufgebautes Kabel mit einem aus Kupferdrähten und nichtmetallischen Fäden oder Garnen bestehendes Geflecht liefert hierzu einen wesentlichen Beitrag.Cables constructed in accordance with the invention are particularly useful Suitable under the most difficult conditions, for example for energy supply in mining. This is where cables cause damage, which makes it necessary to change the cables make high cost, so high quality and long life cables are required will. A constructed according to the invention with a cable made of copper wires and Braid consisting of non-metallic threads or yarns provides an essential part of this Contribution.

Cie Erfindung sei anhand des in der Fig. als Ausführungsbeispiel dargestellten Mittelspannungskabels näher erläutert.The invention is based on that shown in the figure as an exemplary embodiment Medium voltage cable explained in more detail.

Die als Litzenleiter ausgebildeten Leiter 1 des Kabels, die zur Erhöhung der Flexibilität mit kleiner Schlaglänge im Gleichschlag verseilt sind und dem Energietransport dienen, sind von der Isolierung 2, z. B. aus einem Natur-oder Synthesekautschuk oder auch aus einem sogenannten thermoplastischen Kautschuk umgeben. Im Falle eines Mittelspannungskabels trägt der Leiter 1 die sogenannte innere Leitschicht 3, für Niederspannungskabel oder -leitungen erübrigt sich diese aus elektrischen Gründen vorgesehene Leiterglättung.Trained as a stranded conductor 1 of the cable, the increase the flexibility are stranded with a short lay length in Lang lay and the Energy transport serve, are of the insulation 2, z. B. from a natural or synthetic rubber or surrounded by a so-called thermoplastic rubber. in case of a Medium-voltage cable, the conductor 1 carries the so-called inner conductive layer 3, for Low-voltage cables or lines do not need these for electrical reasons provided conductor smoothing.

Oberhalb der Isolierung befindet sich die mit der Isolieroberfläche fest verschweißte, sofern es sich um Mittelspannungskabel handelt, oder nur "lose" aufextrudierte äußere Leitschicht 4, sofern Niederspannungskabel oder -leitungen nach der Erfindung ausgebildet werden. Die Leitschicht selbst kann z. 3.Above the insulation is the one with the insulating surface firmly welded, if it is a medium voltage cable, or only "loose" Outer conductive layer 4 extruded on, if low-voltage cables or lines be formed according to the invention. The conductive layer itself can, for. 3.

aus einem durch Rußzusatz leitfähigen Ethylen-Vinylacetat-Copolymer bestehen.made of an ethylene-vinyl acetate copolymer that is conductive due to the addition of carbon black exist.

Mit 5 sind aus einem Litzenleiter 6 und einer leitfähigen Umhüllung 7 bestehende Schutz- oder Überwachungsleiter bezeichnet. Die zur Rundung der Seele dienenden Beiläufe 8 bestehen z. B. aus einem Gummi oder aus gummiähnlichem Material.With 5 are made of a stranded conductor 6 and a conductive sheath 7 denotes existing protective or monitoring conductors. The one to round the soul serving side runs 8 exist z. B. made of a rubber or rubber-like material.

Zur Verbesserung der Flexibilität und Erhöhung der Betriebssicherheit sind die Freiräume in der Seele, d. h. die Zwickel zwischen den Energieadern, den Schutzleitern, Bei läufe und dergleichen mit einem z. 8. mit 2 Gew.-% Weichmacher angeölten Graphit 9, das beim Einbringen rieselfähig ist und eine gute Haftfähigkeit aufweist, angefüllt. Umschlossen wird die Seele von einem leitfähigen Faservlies 10, das zweckmäßig auf der der Seele zugekehrten Seite glatt ist, um eine Bewegungsmöglichkeit der Seele zu gewährleisten.To improve flexibility and increase operational reliability are the free spaces in the soul, d. H. the gusset between the energy veins, the Protective conductors, with runs and the like with a z. 8. with 2% by weight plasticizer oiled graphite 9, which is free-flowing when introduced and good adhesion has, filled. The core is enclosed by a conductive fiber fleece 10, which is expediently smooth on the side facing the soul to allow movement to ensure the soul.

Der sogenannte Innenmantel 11, beispielsweise aus einer vernetzten Gummimischung, umschließt die Kabel seele. Darüber ist, gegebenenfalls nach einer Bandbewicklung aus einer geeigneten Kunststoffolie, ein mechanisch hochfestes Mischgeflecht 12 angeordnet. Es besteht aus Kupferdrähten und nichtmetallischen Fäden oder Garnen hoher Zugfestigkeit, wobei die metallischen und die nichtmetallischen Elemente des Geflechts miteinander verseilt oder verwürgt sind.The so-called inner jacket 11, for example from a networked Rubber compound, encloses the cable core. Above that, if necessary after a Tape wrapping from a suitable plastic film, a mechanically high-strength mixed mesh 12 arranged. It is made up of copper wires and non-metallic threads or yarns high tensile strength, with the metallic and non-metallic elements of the Braid are twisted together or twisted.

Gas Mischgeflecht 12 wird umschlossen von dem Mantel 13, beispielsweise aus einem Chloropren-Kautschuk. Dieser Mantel kann einschichtig aufgebaut sein, er kann aber auch, wie dargestellt, aus zwei Schichten, nämlich 14 und 15, bestehen.Gas mixing mesh 12 is enclosed by the jacket 13, for example made of a chloroprene rubber. This coat can be constructed in one layer, but it can also, as shown, consist of two layers, namely 14 and 15.

Claims

Claims 1. Single or multi-core electrical cable, in particular in a flexible design for powering portable consumers, with a reinforcement located above the core consisting of one or more concentric ones Layers of wires, strands or a braid and a jacket extruded over them as an outer covering, characterized in that the wires, strands or the braid made of non-metallic threads of high tensile strength twisted or twisted with copper wires exist.

2. Cable according to claim 1, characterized in that the non-metallic High tensile strength threads are plastic threads

3. Cable according to claim 2s thereby characterized in that the plastic threads are polyamide threads.

4. Cable according to claim 1, characterized in that the non-metallic High tensile strength threads are glass fiber based threads.

5. Cable according to claim 1 or one of the following, characterized in that that the non-metallic threads with plastic-coated threads based on glass fiber are.

6. Cable according to claim 1 or one of the following, characterized in that that the non-metallic threads consist of single threads stranded or twisted together made of plastics and those based on fiberglass.

7. Cable according to claim 1 or one of the following with a braid over the soul, characterized in that the braid threads with at least two Copper wires are stranded or twisted.