DE3821107A1 - Oelfestes und halogenfreies elektrisches kabel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektisches Kabel, insbe­ sondere Marine- bzw. Schiffskabel, mit halogenfreien Isolier- und Mantelwerkstoffen.

Es ist bekannt, in Innenanlagen mit hoher Sachwert- und/oder Personenkonzentration flammwidrig ausgerüstete elektrische Kabel einzusetzen.

Die bisher üblichen halogenhaltigen Kabel, z. B. mit PVC-Isolierung und -Mantel, spalten im Brandfall nach­ teilig stark toxische und korrosive Gase und dichten schwarzen Rauch ab. Dadurch werden nicht nur Menschen­ leben gefährdet und Rettungsarbeiten erschwert, sondern auch Sachgüter in Folge Korrosion beschädigt.

Des weiteren ist bekannt, statt der üblichen halogenhal­ tigen Kabel flammwidrige, halogenfreie Kabel einzuset­ zen, die durch Beimengungen von Metalloxyden und Alumi­ niumhydrate in der Isolierung bzw. im Mantel oberhalb von 200°C Wasser abspalten. Dadurch wird im Brandfall um das Kabel ein sauerstoffverdrängendes Schutzgas ge­ bildet. Der Vorgang, bei dem Wasser abgespaltet wird, verläuft endotherm, so daß das Kabel zusätzlich gekühlt wird.

Halogenfreie Kabel mit derartigen modifizierten Polyäthylen und EPR haben ein günstigeres Brandverhal­ ten als PVC-Kabel. Normale PVC-Kabel brennen im Brand­ versuch oft vollkommen ab; dagegen werden die flammwi­ drigen halogenfreien Kabel nur im Einflußbereich der Zündflamme angegriffen.

Nachteilig an diesen, mit modifizierten halogenfreien Werkstoffen ausgerüsteten Kabeln ist jedoch, daß sie eine geringere mechanische Festigkeit aufweisen und nicht gegen Kohlenwasserstoffverbindungen wie Öle, Fette, etc. oder gewissen anderen Chemikalien beständig sind. Darüber hinaus weisen sie auch geringere dielek­ trische Werte auf. Bezüglich ihres Isolationswiderstan­ des sind sie zudem den herkömmlichen PVC-Kabeln gegen­ über unterlegen.

Insbesondere wirken sich diese Nachteile bei der Verle­ gung in Schiffsrümpfen oder anderen Fahrzeugen aus, da dort häufig durch die beengten Raumverhältnisse eine sorgfältige Verlegung erschwert wird. Die Umgebungsbe­ dingungen in der Nähe der Antriebsaggregate führen außerdem zu chemischen und mechanischen Belastungen der Kabel. In deren Folge werden die Kabel leicht beschä­ digt. Besonders in der Bilsch von Schiffsrümpfen führen die vorhandenen Schwingungen und Vibrationen sowie die Verwindungen des Schiffskörpers in Verbindung mit Öl- und Meerwasser zu ungünstigen Betriebsbedingungen.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein flammwidriges Kabel zu schaffen, das die Vorteile der halogenfreien Kabel mit denen der herkömmlichen Kabel hinsichtlich mechanischer Festigkeit und chemischer Widerstandsfä­ higkeit verbindet sowie gute elektrische Übertragungs­ eigenschaften aufweist.

Diese Aufgabe wird dadurch größer, daß außen eine Hülle aus einem Material aufgebracht ist, das gegen Kohlen­ wasserstoffverbindungen beständig ist.

Besonders Polyurethan und Polyamid weisen eine vorteil­ haft gute Beständigkeit gegen Öle, Fette und gegen son­ stige Chemikalien auf. Obwohl diese Materialien brenn­ bar sind, hat sich überraschenderweise trotzdem eine ausreichende Flammwidrigkeit im Versuch herausgestellt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Kabels ergeben sich aus den Unteransprüchen. Insbesondere haben sich die in den Unteransprüchen gekennzeichneten Dimensio­ nierungen als ein günstiges Optimum zwischen ausrei­ chender Flammwidrigkeit, Chemikalien-Beständigkeit so­ wie erhöhter mechanischer Standfestigkeit erwiesen.

Auch die unterschiedlichen Schichten mit ihren ver­ schiedenen Flammwidrigkeitswerten im Zusammenwirken mit den Schichtstärken führen zu besonders guten flammwi­ drigem Verhalten, ohne die Handhabung des Kabels bei der Verlegung zu erschweren.

Der besonders gelungene Kompromiß der unterschiedli­ chen, an ein Kabel zu stellenden Anforderungen weist dadurch, daß der Kabelleiter eine Isolierhülle aus hochwertigem Isolierwerkstoff aufweist, der nicht flammwidrig ausgerüstet ist, auch besonders günstige elektrische Eigenschaften auf.

Die Erfindung wird nachstehend in Form eines bevorzug­ ten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.

Die Leiter (1) aus Kupfer oder Aluminium sind mit einer Isolierhülle (2) aus geeignetem, vorzugsweise unmodifi­ ziertem, halogenfreiem Isoliermaterial umgeben.

Das Isoliermaterial besteht vorzugsweise aus elektrisch hochwertigem vernetztem oder unvernetztem Polyäthylen oder EPR. Die Isolierwerkstoffe brauchen überraschen­ derweise nicht flammhemmend zu sein.

Ein oder mehrere zusammengefaßte isolierte Leiter sind mit einem Polster (3) aus gummiähnlichem, halogenfreiem Werkstoff umgeben, der eine sehr hohe Flammwidrigkeit, vorzugsweise LOJ <40% aufweist. Das Polster (3) dient als Flammschutzbarriere für die nicht flammwidrige Iso­ lierhülle (2).

Über dem Polster (3) ist ein halogenfreier Mantel (4) aufgebracht. Dieser Mantel ist weitgehenst flammwidrig mit einem LOJ von vorzugsweise <28%. Seine mechani­ sche Festigkeit beträgt vorzugsweise mehr als 8 N/mm² und schützt somit das Kabel gegen Beschädigungen durch mittlere Beanspruchungen während des Verlegens und im Betrieb. Als Mantelmaterial kann ein vernetztes oder unvernetztes Copolymer verwendet werden.

Um diesen Mantel (4) herum ist eine dünne Hülle (5) aus halogenfreiem Polyamid aufgebracht.

Diese Kombination aus den verschiedenen Werkstoffen be­ wirkt das besonders vorteilhafte Eigenschaftsbild des halogenfreien Kabels. Dieses Kabel weist neben guten dielektrischen Eigenschaften auch eine überraschend gute Flammwidrigkeit des Gesamtkabels auf, sowie eine gegenüber den bekannten Kabeln vorteilhaft erhöhte me­ chanische Festigkeit und größere chemische Beständig­ keit, insbesondere gegen Kohlenwasserstoffverbindungen.

Durch die hohe mechanische Festigkeit der Polyamid- Hülle (5) wird das Kabel in seiner mechanischen Halt­ barkeit verstärkt, ohne daß sein flammwidriges Verhal­ ten merkbar beeinträchtigt wird.

Zu der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform sind alle in der Kabeltechnik üblichen Variationen möglich. Zum Beispiel können unter dem Mantel (4) metallische Umhüllungen wie Geflechte, Schirme, Armierungen etc. vorgesehen werden.

Auch können für die Isolierhülle (2) flammwidrig ausge­ rüstete Isolierwerkstoffe in Verbindung mit weiteren Flammschutzbarrieren, z. B. aus Glasschneiden- oder Glim­ mer-Glasseidenband verwendet werden. Diese Ausführung wird dann vorgesehen, wenn eine definierte Standzeit des Isoliervermögens unter Feuereinwirkung gewünscht wird.

Die Leiter (1) und Isolierhüllen (2) können auch in Adergruppen, die einzeln geschirmt sein können, ange­ ordnet sein.

Falls die Flammwidrigkeitsanforderungen niedriger ge­ setzt sind, kann auch auf das Polster (3) zugunsten ei­ ner einfachen Bebänderung oder ähnl. verzichtet werden.

Claims (9)

1. Elektrisches Kabel, insbesondere Marine- bzw. Schiffskabel, mit halogenfreien Isolier- und Man­ telwerkstoffen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß außen eine Hülle (5) aus ei­ nem Material aufgebracht ist, das gegen Kohlenwas­ serstoffverbindungen beständig ist.

2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Hülle (5) aus Polyamid oder Polyurethan besteht.

3. Kabel nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß unter der Hülle ein Mantel (4) aus einer flammwidrig ausgerüsteten Copolymer-Mischung mit einem LOJ von mind. 28% vorgesehen ist.

4. Kabel nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß unter dem Mantel (4) ein Polster (3) aus gummiähnlichem Werkstoff mit hoher Flammwidrigkeit, vorzugsweise mit einem LOJ von mind. 40%, angeordnet ist.

5. Kabel nach Anspruch 1, 3 oder 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Kabelleiter (1) eine Isolierhülle (2) aus hochwer­ tigem Isolierstoff aufweist, der nicht flammwidrig ausgerüstet ist.

6. Kabel nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Hülle (5) eine Schichtdicke aufweist, die zwischen 0,1 bis 0,3 mm, vorzugsweise 0,2 mm, beträgt.

7. Kabel nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, da­ durch gekennzeichnet, daß das Polster (3) eine Schichtdicke aufweist, die zwi­ schen 0,3 bis 2,5 mm, vorzugsweise 1,0 mm, beträgt.

8. Kabel nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Mantel (4) eine Schichtdicke aufweist, die zwi­ schen 0,5 und 3 mm, vorzugsweise ca. 0,8 mm, aufweist.

9. Kabel nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel als Marine- bzw. Schiffskabel verwendet wird.