DE3936682A1 - Hochtemperaturbestaendiges kabel - Google Patents
Hochtemperaturbestaendiges kabelInfo
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- H01B3/02—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
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- H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
- H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
- H01B7/29—Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame
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Description
Die Erfindung betrifft hochtemperaturbeständige Kabel.
Kabel mit Isolationserhalt im Brandfall haben einen breiten
Anwendungsbereich, so bspw. im Bauwesen für Rauchklappen,
Feuerwehr-Aufzüge, Notenergieversorgung im Brandfalle u. dgl.
Für den Isolationserhalt wurden verschiedene Testverfahren
entwickelt, so z. B. der VDE-Test für den Isolationserhalt bei
Flammeinwirkung entsprechend dem Test IEC 331.
Für Bauzwecke wurde der Entwurf DIN 4102 Teil 12 entwickelt,
welcher eine 30, 60 oder 90-minütige Funktionssicherheit
eines Kabels nach Durchlaufen einer Einheitstemperaturkurve
fordert; d. h. keine Ausbildung von Kurzschlüssen zwischen den
Leitern; bei ca. 980°C nach der Einheitstemperaturkurve bei
mindestens 90 min.
Eine erhöhte Flammfestigkeit von Kabeln kann durch die Ver
wendung halogenhaltiger Flammhemmer oder halogenhaltiger
Polymere, wie PVC od. dgl. aber auch durch Zumischen von
hochhalogenhaltigen Flammhemmern zum Grundpolymeren erreicht
werden. Insbesondere Chlor- und Bromverbindungen haben sich
hier besonders bewährt. Diese Materialien spalten bei
Erhitzung freies Halogen ab, das die Verbrennung hindert.
Dieses freie Halogen ist jedoch toxisch, greift andere
Materialien, bspw. Metalle, an und ist hochkorrosiv. Ferner
neigen halogenhaltige Kunststoffe in erhöhtem Maße zu einer
starken Rauchentwicklung während der Temperaturbelastung, die
beim Löschen erheblich hindert und auch die Orientierung in
brennenden Gebäuden stark erschwert bzw. unmöglich macht.
Auch kann kein halogenierter Kunststoff alleine einen
Isolationserhalt vom mehr als 90 Min. gemäß dem DIN-Entwurf
gewährleisten.
Demzufolge ist es erwünscht, halogenfreie hochtemperaturbe
ständige Kabel zu haben, die über einen längeren Zeitraum
eine zufriedenstellende Funktion im Brandfalle oder im Falle
längerer thermischer Belastung sicherstellen.
Zu diesem Zweck wurde einerseits bereits vorgeschlagen, Kabel
in Kabelkanälen aus Fibersilikat mit hervorragenden
Wärmedämmeigenschaften einzuziehen und durch diese Umhüllung
das Kabel vor Temperatureinflüssen zu schützen. Dieses
Verfahren ist zwar wirksam, aber außerordentlich aufwendig
und erfordert zusätzliche bauliche Maßnahmen. Ferner läßt
sich dieser Schutz bei freiverlegten Kabeln nicht einsetzen.
Es wurden auch bereits Kabel mit guter Temperaturbeständig
keit mit einer MgO-Isolation um die Leiterbahnen angeboten.
Dieses Magnesiumoxid ist aber stark hygroskopisch und muß
vor Feuchtigkeitszutritt geschützt werden, was sehr aufwen
dige Abdichtmaßnahmen der Kabel im Bereich von Anschlüssen,
Steckern u. dgl. erfordert. Das Kabel wird außerdem sehr
schwer und inflexibel, sodaß keine zufriedenstellenden
Krümmungsradien erreicht werden können. Derartige Kabel sind
bspw. unter der Bezeichnung PYROTENAX von der Fa BICC im Han
del erhältlich.
Zum Schutz der Leiter wurden auch Glimmerbandierungen vor
geschlagen, da Glimmer ein sehr gutes Wärmeisolationsvermögen
besitzt, aber ein inflexibles, blättchenförmiges Material
ohne irgendeine Biegbarkeit ist. Bisher waren sog. "Mica
tapes", also Glimmerbänder, im Handel, bei denen mittels
nicht temperaturbeständiger flexibler Bindematerialien wie
Epoxidkunststoffen die Glimmerplättchen zu einem flexiblen
Bandmaterial gebunden wurden, die jedoch im Brandfalle
schnell verbrannten und danach die Glimmerblättchen
freisetzten.
Diese Glimmerblättchen ohne Bindemittel hielten keinerlei
dynamischen Beanspruchungen stand und konnten ihre Schutz
funktion nicht mehr erfüllen.
Weiterhin wurde auch versucht, andere anorganische Materia
lien, als Schutz einzusetzen, so bspw. Glasfasergewebe, die
als Bandierung eingesetzt wurden. Diese Glasfasergewebe
hatten eine Temperaturfestigkeit von ca 500 bis 600°C und
verbrannten sodann.
Weiterhin wurden auch Aluminiumhydroxid-gefüllte Kunststoffe
für die Kabel eingesetzt, insbesondere als Adernumhüllung,
wobei bei Erhitzung auf ca. 250°C. das Aluminiumhydroxid
Wasser abspaltet, das die Verbrennung unterdrückt und zu
einer Oxidmasse mit schlechten Wärmeleiteigenschaften
umgewandelt wird. Nichtsdestoweniger war auch diese
Kombination nicht ausreichend, um die erwünschte Langzeit-
Temperaturbeständigkeit zu erzielen.
Es ist demgegenüber Aufgabe der Erfindung, ein temperatur
beständiges Kabel zu entwickeln, das hochflexibel und
leichtgewichtig ist sowie keine Probleme bei der Handhabung
aufweist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß daduch gelöst, daß
das hochtemperaturbeständige Kabel hochtemperaturbeständige
Quarzfasern aufweist.
Es ist besonders bevorzugt, daß alle Gewebe/Bandierungen/Ge
flechte des Kabels aus Quarzfaser bestehen, da daduch die
notwendige Lagerhaltung für die Kabelbestandteile verringert
werden kann.
Quarz ist als hochreines Siliziumdioxid bis auf über 1100
Grad Celsius beständig und besitzt ein sehr gutes Wärmere
flexionsvermögen, wodurch die Flammbeständigkeit von Kabeln
gegenüber den bisher verwendeten Gewebematerialien wie
Glasgewebe oder auch Glimmmer erheblich verbessert wird.
Quarz entwickelt keinen Rauch bei Temperaturbelastung und
auch keine agressiven Abbauprodukte. Bevorzugt werden diese
Quarzfasern als Flammbarriere in Form eines Geflechtes oder
einer Bandierung verwendet, die direkt auf den Leitern auf
gebracht sein kann und dann eine gegenseitige Berührung der
Leiter im Brandfalle vermeidet oder auch als Schutzgeflecht
unter dem Kabelmantel um eine Aderumhüllung aufgebracht sein.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn dieses Quarzmaterial
in Form einer Bandierung mit 100%iger Bedeckung aufgebracht
wird.
Selbstverständlich kann das Kabel in üblicher Weise mit
weiteren flammhemmenden Materialien ausgerüstet sein, wie
auch Glimmerprodukten, wie Glimmerbandierungen als Flamm
schutz.
Es ist besonders bevorzugt, daß das Kabel halogenfreie
Polymere aufweist, wodurch eine Qualmentwicklung im
Brandfalle vermindert werden kann und auch das Auftreten
giftiger/agressiver halogenhaltiger Gase vermieden werden
kann.
Bevorzugt weist das Kabel eine mit mehr als 30 Gew% mit
temperaturbeständigen Mineralien, wie SiO2, Al(OH)3 gefüllte
Polymer-Aderumhüllung aufweist, wie bspw. eine Aderumhüllung
aus Ethylen-Vinylacetat, gefüllt mit bis zu 80 Gew.% Alumi
niumhydroxid.
Nachfolgend soll die Erfindung detaillierter anhand der einen
Kabelquerschnitt durch eine erfindungsgemäßes Kabel darstel
lenden einzigen Zeichnungsfigur näher erläutert werden, wobei
die Erfindung keineswegs auf diese eine Ausführungsform be
grenzt sein soll.
Ein vieradriges Kupferkabel mit miteinander verseilten ein-
oder mehrdrähtigen Kupferleitungen 1 ist hier quer zur Ka
bellängsachse geschnitten schematisch dargestellt. Es wurden
übliche Zugentlastungsfäden, die bspw. aus Aramid oder auch
Glas od. dgl. bestehen können, weggelassen, da sie für die
Hochtemperaturbeständigkeit hier nicht wesentlich sind.
Die Leiter sind von einer an sich bekannten Isolation 2, wie
Silicongummi oder auch Ethylen-Propylen-Gummi umgeben. Dieses
Leiterbündel ist von der Aderumhüllung 3 aus nicht vernetz
tem Ethylen-Vinylacetat umgeben, die mit 80% Aluminium-hy
droxid gefüllt ist. Als Flammbarriere ist eine Quarz-faser
bandierung 4 auf die Aderumhüllung aufgewickelt. Das Kabel
ist sodann durch einen Mantel aus thermoplastischem halogen
freiem Elastomeren nach außen abgeschlossen.
Selbstverständlich sind in beliebiger Weise Abwandlungen
dieses Kabels innerhalb des Schutzbereiches möglich.
Claims (6)
1. Hochtemperaturbeständiges Kabel, dadurch gekennzeichnet,
daß es hochtemperaturbeständige Quarzfasern aufweist.
2. Hochtemperaturbeständiges Kabel nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Kabel Quarzfasern als Flammbarriere
in Form eines Geflechtes oder einer Bandierung aufweist.
3. Hochtemperaturbeständiges Kabel nach einem der vorange
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichtet, daß das Kabel
Glimmerprodukte als Flammschutz aufweist.
4. Hochtemperaturbeständiges Kabel nach einem der vorange
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel ha
logenfreie Polymere aufweist.
5. Hochtemperaturbeständiges Kabel nach einem der vorange
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel eine
mit mehr als 30 Gew% mit temperaturbeständigen Mineralien,
wie SiO2, Al(OH)3 gefüllte Polymer-Aderumhüllung aufweist.
6. Hochtemperaturbeständiges Kabel nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Aderumhüllung aus Ethylen-
Vinylacetat, gefüllt mit bis zu 80 Gew.% Aluminiumhydroxid,
besteht.
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Family Applications (1)
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Country | Link |
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DE (1) | DE3936682A1 (de) |
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1990
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