DE69408369T2

DE69408369T2 - Elektrische Kabel

Info

Publication number: DE69408369T2
Application number: DE69408369T
Authority: DE
Inventors: Mark Davenport; Mervyn John Davies; Anthony Charles Dawson
Original assignee: BICC PLC
Current assignee: Balfour Beatty PLC
Priority date: 1993-06-11
Filing date: 1994-06-10
Publication date: 1998-06-10
Anticipated expiration: 2014-06-11
Also published as: EP0628972A3; EP0628972B1; AU676036B2; EP0628972A2; ATE163105T1; AU6450194A; DE69408369D1

Description

Die Erfindung betrifft elektrische Kabel zur Verwendung in Brandmeldekreisen und anderen Anlagen, in denen die Kreise unter Feuereinwirkung unversehrt bleiben müssen. Auf praktisch all diesen Anwendungsgebieten zeigen mineralisolierte Kabel geeigneter Konstruktion beste Ergebnisse, aber auf einigen davon kann eine begrenztere Überlebensfähigkeit bei Feuer bzw. Feuerbeständigkeit akzeptabel sein, und solche Faktoren wie leichte Installation und Modifikation können auf die Verwendung eines polymerisolierten Kabels mit begrenzter Feuerbeständigkeit hindeuten.
Für derartige Anwendungsgebiete vorgesehene Kabel sind seit einigen Jahren erhältlich, und die Britische Norm BS 7629 wurde für sie verabschiedet. Der gegenwartige Marktführer (GB-A-1500121) verwendet mit Silikonkautschuk isolierte Leiter, die gemeinsam mit einem blanken Erdleiter in einem Verbundmantel eingeschlossen sind, der einen Hauptstrukturmantel aus einer PVC-Verbindung aufweist, der mit einem Aluminiumfolie/Thermoplast-Laminat verkleidet ist. Die Aluminiumfolie weist nach innen und muß den Erdleiter berühren, und die thermoplastische Schicht weist nach außen und gewährleistet die Haftung am Hauptstrukturmantel. Die GB-A-2050041 beschreibt ein ähnliches Kabel, bei dem der Silikonkautschuk durch einen anorganischen Isolierstoff (z. B. Glimmerpapier) ersetzt ist, der in einem Elastomer (z. B. EPR, Ethylenpropylenkautschuk) eingeschlossen ist. In beiden Fällen verbleibt ein anorganischer Rückstand bei wärmedurchschlag des Isolierstoffs.
Da die Aluminiumfolie in diesen Kabeln am Hauptstrukturmantel angeklebt ist, besteht die einzige praktische Möglichkeit zur Vorbereitung des Kabelendes zum Verbinden oder Anschließen darin, den Mantel zurückzuschneiden und eine Länge davon insgesamt zu entfernen. Als Gefahr wurde festgestellt, daß die zurückgeschnittene Kante des harten Verbundmantels mitunter so scharf und gratig sein kann, daß sie die darunter liegende Isolierung aus relativ anfälligem Silikonkautschuk beschädigen kann, wobei es potentiell zu elektrischem Ausfall kommt; und zur wirksamen elektromagnetischer Abschirmung ist die Konstruktion gänzlich auf die zuverlässigkeit des Kontakts zwischen dem Erdleiter und der Aluminiumfolie angewiesen.
Daher besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, eine verbesserte Kabelform bereitzustellen, bei der ohne wesentliche Beeinträchtigung von Brandleistungswerten der Mantel und die Abschiritischicht getrennt zurückgeschnitten werden können und die Abschirmschicht direkt angeschlossen werden kann, ohne auf ihren Kontakt mit einem Erdleiter angewiesen zu sein.
Das erfindungsgemäße Kabel weist auf: mindestens einen isolierten Leiter, der (jeweils) mit einem Isolierstoff auf Polymerbasis isoliert ist, der einen isolierenden anorganischen Rückstand bei wärmedurchschlag hinterläßt; wahlweise einen blanken Erdleiter; eine umgebende Abschirmschicht, die ein Laminat mit einer durch eine Schicht aus Metallfolie gebildeten Fläche ist; und einen extrudierten Mantel aus flammwidrigem Polymermaterial, der die Abschirmschicht umgibt und die andere Seite des Laminats berührt, und ist dadurch gekennzeichnet, daß das Laminat eine Mittelschicht aus Mineralfaserstoff und eine Schicht aus einem organischen Film aufweist, der unterhalb von 200 ºC unschmelzbar ist, wobei diese Schicht die andere Fläche bildet, sowie dadurch, daß der Mantel nicht an der anderen Fläche haftet.
Eine Trennung der Abschirmschicht vom Mantel gewährleistet, daß sie zum Anschließen mit zu vernachlässigender Beschädigungsgefahr der Leiterisolierung und minimaler Beschädigungsgefahr der maßgeblichen Metallschicht des Abschirmlaminats zurückgeschnitten werden kann. Nachdem sie so zurückgeschnitten wurde, kann das vorragende Ende des Laminats über das geschnittene Ende des Mantels zurückgelegt werden, um eine Metallschicht freizulegen, die ausreichend gestützt ist, um eine wirksame Abschirmverbindung durch eine mechanische Einrichtung herzustellen.
Normalerweise bestehen die Leiter aus Kupfer mit oder ohne eine Zinnbeschichtung (um den Kontakt zu erleichtern) oder Nickel (um Oxidation bei hohen Temperaturen zu widerstehen).
Der Isolierstoff basiert vorzugsweise auf Silikonkautschuk, von dem herkömmliche Güten verwendet werden können; alternativ können einige stark gefüllte Güten von Ethylen- Vinylacetat-Copolymer, Ethylen-Propylen-Copolymerkautschuk und Ethylen-Propylen-Dienterpolymerkautschuk zum Einsatz kom-men. Besonders im alternativen Fall kann der Isolierstoff auf Polymerbasis bei Bedarf durch Glimmerband, Glasgewebe oder anderes anorganisches Isoliermaterial ergänzt sein, das vorzugsweise unter dem Isolierstoff auf Polymerbasis aufgetragen ist. Ergänzende organische Isoliermaterialien, die keinen isolierenden anorganischen Rückstand hinterlassen, sollten normalerweise vermieden werden.
Die Mittelschicht des Laminats ist vorzugsweise ein Glasfasergewebe, und seine Innenfläche besteht vorzugsweise aus Aluminiumfolie, wenngleich Kupferfohe verwendet werden und die Abschirmleistung unter Feuereinwirkung, zumindest unter gewissen Umständen, verbessern kann.
Vorzugsweise ist die Filmschicht des Laminats ein vorgeformter Film, der an die Mittelschicht des Laminats mit einem Klebstoff angeklebt ist, wobei jedoch die Verwendung eines Films, der aus einem Material gebildet ist, dessen Beschichtung aus einem flüssigen oder plastischen Zustand erfolgt, nicht ausgeschlossen ist, sofern die freiliegende Oberfläche des Films ausreichend glatt ist, um Haftung bei Auftragen des Mantels zu verhindern. Um den Beitrag zur Brandgefahr auf ein Minimum zu reduzieren, ist vorzugsweise der Film im wesentlichen frei von organisch gebundenem Halogen, Schwefel, Stickstoff und Phosphor. Vorzugsweise ist der Film aus regenerierter bzw. Regeneratcellulose, gehärteten Polyestern (insbesondere gehärteten Isophthalaten) und oberhalb von 200 ºC schmelzenden Polyestern ausgewählt. In wenigen Fällen könnte trotz seines wesentlichen Stickstoffgehalts Polyimidfilm zulässig sein, da er als Dünnfilm mit ausgezeichneten mechanischen und haftungsarmen Eigenschaften verfügbar ist. Verständlich ist, daß Filme mit ähnlicher Zusammensetzung wie der Mantel aufgrund der Schwierigkeit, Haftung zu verhindern, möglichst zu vermeiden sind. Bei Bedarf kann ein Trennmittel (z. B. Talk oder Silikonöl) auf die Laminataußenfläche vor Auftragen des Mantels aufgetragen sein.
Das Laminat in Bandform kann spiralförmig durch einen angetriebenen Wickelkopf aufgetragen werden, vorzugsweise innerhalb des Extrusionsverfahrens; allerdings bevorzugen wir (bei zwei oder mehr Leitern), ein Band aus dem Laminat "tangential" aufzutragen, indem es in das Verseilwerkzeug oder sein Äquivalent aus einer stationären Zufuhr beim gemeinsamen Verseilen der Leiter zugeführt wird, um ein langsames Verdrillen zu erreichen, das dem Schlag der Leiter entspricht.
Verwendet werden können herkömmliche flammwidrige Kabelmantelmaterialien; wir bevorzugen Mantelmaterialien auf PVC- Basis oder "LSF"-Verbindungen auf der Grundlage von halogenfreien Polymeren, die mit einem Füllmittel (z. B. Aluminiumtrihydroxid oder Magnesiumhydroxid) flammwidrig gemacht sind, das unter Feuereinwirkung Wasser entwickelt, in Abhängigkeit davon, ob mechanische Festigkeit oder Abwesenheit von dunklem Rauch oder gefährlichen Säuredämpfen unter Feuereinwirkung höhere Priorität hat.

Beispiel 1

Ein erstes erfindungsgemäßes Kabel weist auf: drei 1,0 mm²-Leiter aus reinem geglühtem Kupfer, die mit Silikonkautschuk in Normalgüte zur Drahtbeschichtung isoliert und auf geeignet farbcodiert sind, sowie einen blanken Erdleiter aus 1,0 mm² verzinntem Kupfer.
Diese werden mit einem Linksschlag von 122 mm verseilt, und gleichzeitig wird ein 23 mm breites Abschirmband eingeführt, um die Leiter einzuschließen. Hergestellt ist dieses Band aus einem Laminat aus Glasgewebe mit 1730 Kettfäden je Meter aus E-Glas mit 68 tex, die regelmäßig mit 1220 Schußfäden je Meter aus der gleichen Faser verwebt sind, wobei eine (auf der Innenseite aufgetragene) Fläche mit einer 0,025 mm dicken Reinaluminiumfolie bedeckt ist und die andere Fläche mit einer 0,020 mm dicken Regeneratcellulosefolie bedeckt ist, die beide mit dem Glasgewebe durch eine Dünnschicht aus wärmehärtbarem Polyurethanklebstoff verbunden sind. Eine extrudierte Schicht aus einer herkömmlichen "LSF"-Mantelverbindung auf der Grundlage eines mit Aluminiumtrihydroxid gefüllten Ethylen-Vinylacetat-Copolymers mit einer minimalen mittleren Radialdicke von 0,90 mm komplettiert ein Kabel, das vollständig die Forderungen von BS 7629 erfüllt und von dem der Mantel leicht zurückgeschnitten werden kann, wobei das Abschirmband an Ort und Stelle verbleibt; anschließend kann das Band über das geschnittene Mantelende zurückgelegt und eine gute elektrische Verbindung mit ihm unabhängig vom Erdleiter durch eine mechanische Einrichtung hergestellt werden, z. B. durch ein Paar konkave Zinklegierungsteile mit einem Krümmungsradius von 8 mm, die mit Schrauben zusammengezogen werden.

Beispiel 2

Dieses Beispiel ähnelt Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß der Mantel aus einer herkömmlichen harten PVC-Mantelgüte hergestellt ist.

Beispiel 3

Dieses Beispiel ähnelt Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß die Regeneratcelluloseschicht durch eine Schicht aus gehärtetem Isophthalatpolyesterfilm gleicher Dicke ersetzt ist.

Claims

1. Elektrisches Kabel mit mindestens einem isolierten Leiter, der (jeweils) mit einem Isolierstoff auf Polymerbasis isoliert ist, der einen isolierenden anorganischen Rückstand bei Wärmedurchschlag hinterläßt; wahlweise einem blanken Erdleiter; einer umgebenden Abschirmschicht, die ein Laminat mit einer durch eine Schicht aus Metallfolie gebildeten Fläche ist; und einem extrudierten Mantel aus flammwidrigem Polymermaterial, der die Abschirmschicht umgibt und die andere Seite des Laminats berührt, dadurch gekennzeichnet, daß das Laminat eine Mittelschicht aus Mineralfaserstoff und eine Schicht aus einem organischen Film aufweist, der unterhalb von 200 ºC unschmelzbar ist, wobei diese Schicht die andere Fläche bildet, sowie dadurch, daß der Mantel nicht an der anderen Fläche haftet.

2. Kabel nach Anspruch 1, wobei der Isolierstoff Silikonkautschuk ist.

3. Kabel nach Anspruch 1, wobei die organische Filmschicht aus Regeneratcellulose, gehärteten Polyestern und oberhalb von 200 ºC schmelzenden Polyestern ausgewählt ist.

4. Kabel nach Anspruch 2, wobei die organische Filmschicht aus Regeneratcellulose und gehärteten Isophthalatpolyestern ausgewählt ist.

5. Kabel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Laminat als Band in das Verseilwerkzeug oder sein Äquivalent beim gemeinsamen Verseilen der Leiter zugeführt wird, um ein langsames Verdrillen zu erreichen, das dem Schlag der Leiter entspricht.

6. Kabel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Mantel aus einer "LSF"-Verbindung auf der Grundlage eines halogenfreien Polymers besteht, das mit einem Füllmittel flammwidrig gemacht ist, das unter Feuereinwirkung Wasser entwickelt.

7. Kabel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das vorragende Ende des Laminats über ein geschnittenes Ende des Mantels zurückgelegt wurde, um eine Metallschicht freizulegen, mit der eine Abschirmverbindung durch eine mechanische Einrichtung hergestellt wurde.