DE9116636U1

DE9116636U1 - Flame retardant electrical cable

Info

Publication number: DE9116636U1
Application number: DE9116636U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1991-09-26
Filing date: 1991-09-26
Publication date: 1993-04-22
Anticipated expiration: 2001-09-27

Description

GR 91 G 4079 Siemens AktiengesellschaftGR 91 G 4079 Siemens Aktiengesellschaft

Flammwidriges elektrisches Kabel
5Flame retardant electrical cable
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Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektrischen Kabel und befaßt sich mit der konstruktiven Ausgestaltung der Aderisolierung eines flammwidrigen Kabels, dessen Funktionen im Brandfall für einen gewissen Zeitraum erhalten bleiben sollen.The invention is in the field of electrical cables and deals with the structural design of the wire insulation of a flame-retardant cable, the functions of which are to be retained for a certain period of time in the event of a fire.

Es ist bereits ein flammwidriges elektrisches Kabel mit Funktionserhalt im Brandfall für eine bestimmte Zeit bekannt, bei dem die Isolierung der einzelnen Leiter in der Weise aufgebaut ist, daß auf den Leiter zunächst eine aufgewickelte Lage von Glimmer und darüber eine aufgeflochtene oder aufgewickelte Lage aus Glasseide angeordnet ist und bei dem auf diese wärmefeste Schicht eine isolierende Polymerschicht extrudiert ist. Mehrere solcher Adern sind miteinander verseilt und von einem Innen- und einem Außenmantel umgeben. Auf den Innenmantel kann eine Armierung aus einem Glasseidengeflecht aufgebracht sein (DE 32 29 352).A flame-retardant electrical cable with functional integrity in the event of fire for a certain period of time is already known, in which the insulation of the individual conductors is constructed in such a way that a wound layer of mica is first arranged on the conductor and on top of this a braided or wound layer of glass silk, and in which an insulating polymer layer is extruded onto this heat-resistant layer. Several such wires are stranded together and surrounded by an inner and an outer sheath. A reinforcement made of glass silk braid can be applied to the inner sheath (DE 32 29 352).

Bei einem anderen bekannten Kabel dieser Art besteht die Aderisolierung aus einer eng anliegenden Bandierung aus Glimmerfolie, bei der es sich um ein Glasfasergeflecht mit einer Glimmerbeschichtung handeln kann. Zwei Bandierungen dieser Art sind mit einer Überlappung von etwa 55 % nacheinander auf den Leiter aufgebracht. Die mit einer weiteren Bandierung aus einem Glasfasergelecht versehenen Adern sind zusammen mit zwei Glasfaserkordeln zu einer Kabelseele verseilt, die ihrerseits von einem Kupferdrahtgeflecht und einer weiteren Bandierung aus einer GlimmerfolieIn another known cable of this type, the core insulation consists of a tight-fitting banding made of mica foil, which can be a glass fiber braid with a mica coating. Two bandings of this type are applied to the conductor one after the other with an overlap of about 55 % . The cores, which are provided with another banding made of glass fiber braid, are stranded together with two glass fiber cords to form a cable core, which in turn is surrounded by a copper wire braid and another banding made of mica foil.

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umgeben ist. Als äußerer Mantel dient eine Bandierung aus einer PTFE-Folie (DE 27 00 672).The outer jacket is made of a band made of a PTFE film (DE 27 00 672).

An elektrische Kabel und Leitungen dieser Art werden zunehmend höhere Anforderungen gestellt. Waren die bekannten Kabel so ausgebildet, daß sie einen Test nach der Vorschrift IEC 331 bestanden haben, d.h. bei einer Flammeinwirkung von 800 "C eine Funktionsfähigkeit von mind. 3 Stunden aufweisen mußten, so wird in neuerer Zeit die Forderung gestellt, Kabel so auszugestalten, daß sie bei einer Flammeinwirkung von 1000 "C einen Funktionserhalt über einen Zeitraum von mind. 90 Minuten aufweisen.Increasingly higher demands are being placed on electrical cables and lines of this type. While the known cables were designed in such a way that they passed a test according to the IEC 331 standard, i.e. they had to function for at least 3 hours when exposed to a flame of 800 °C, there is now a requirement that cables be designed in such a way that they remain functional for at least 90 minutes when exposed to a flame of 1000 °C.

Ausgehend von einem flammwidrigen elektrischen Kabel mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Kabel so auszugestalten, daß es auch den erhöhten Anforderungen bezüglich des Funktionserhaltes genügt.Starting from a flame-retardant electrical cable with the features of the preamble of claim 1, the invention is therefore based on the task of designing the cable in such a way that it also meets the increased requirements with regard to functional integrity.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß als Glimmerband ein glimmerbeschichtetes Glasgewebeband verwendet wird und daß zwischen den beiden Lagen aus Glimmerband eine dünne Schicht eines hochtemperaturfesten Keramikklebers angeordnet ist. Hierbei soll es sich vor allem um einen Kleber auf der Basis wärmebeständiger Fasern und anorganischer Bindemittel handeln, wobei als Fasermaterial insbesondere Aluminiumoxid und als Bindemittel solche auf silikatischer Basis in Betracht kommen. Derartige Keramikkleber sind handelsüblich. - In Weiterbildung der Erfindung ist es zweckmäßig, den auf die miteinander verseilten Adern aufgebrachten Innenmantel mit einem Wärmeschutz zu versehen. Hierzu kommt insbesondere eine Bewicklung aus einem Glasseideband oder aus einem mit Glimmer beschichteten Glasgewebeband in Betracht.To solve this problem, the invention provides that a mica-coated glass fabric tape is used as the mica tape and that a thin layer of a high-temperature-resistant ceramic adhesive is arranged between the two layers of mica tape. This should primarily be an adhesive based on heat-resistant fibers and inorganic binders, with aluminum oxide in particular being considered as the fiber material and silicate-based binders being considered. Ceramic adhesives of this type are commercially available. - In a further development of the invention, it is expedient to provide the inner sheath applied to the stranded wires with heat protection. A winding made of a glass silk tape or a glass fabric tape coated with mica is particularly suitable for this purpose.

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Bei einem derart ausgebildeten Kabel werden die Glimmerschichten, deren mechanischer Zusammenhalt durch die tragenden Glasgewebebänder im Brandfall bei sehr hohen Temperaturen nicht mehr gewährleistet ist, sicher zusammengehalten und durch den inneren Zusammenhalt auch am Leiter fixiert. Mit Hilfe der Zwischenschicht aus dem Keramikkleber, der sowohl eine Isolationsfähigkeit als auch eine gewisse mechanische Verformbarkeit besitzt, wird ein Isolationsversagen verhindert bzw. verzögert. Durch die Verwendung von Glasgewebe- oder Glasseideband über dem Innenmantel wird gegebenenfalls eine Relativbewegung der Leiter untereinander verhindert, die zu einem Abrieb des Glimmermaterials führen könnte. Weiterhin werden auch Relativbewegungen zwischen dem verlegten Kabel und den Befestigungselementen verhindert bzw. vermindert, was sich positiv auf den Funktionserhalt auswirkt. Das über den Innenmantel aufgebrachte Glasseideband stellt im übrigen eine zusätzliche Feuer-bzw. Hitzebarriere dar. Dies trägt dazu bei, bei einer Brandprüfung gemäß DIN 4102, Teil 12 die geforderte Lebensdauer nicht nur zu erreichen sondern zu überschreiten.In a cable designed in this way, the mica layers, whose mechanical cohesion is no longer guaranteed by the supporting glass fabric tapes in the event of a fire at very high temperatures, are held together securely and also fixed to the conductor by the internal cohesion. With the help of the intermediate layer made of ceramic adhesive, which has both insulating properties and a certain mechanical deformability, insulation failure is prevented or delayed. By using glass fabric or glass silk tape over the inner sheath, any relative movement of the conductors between each other is prevented, which could lead to abrasion of the mica material. Furthermore, relative movements between the laid cable and the fastening elements are also prevented or reduced, which has a positive effect on the functional integrity. The glass silk tape applied over the inner sheath also represents an additional fire or heat barrier. This helps not only to achieve but to exceed the required service life in a fire test in accordance with DIN 4102, Part 12.

Ein Ausführungsbeispiel des neuen Kabels ist in der Figur im Querschnitt schematisch dargestellt.An embodiment of the new cable is shown schematically in cross section in the figure.

Die Figur zeigt ein vieradriges elektrisches Kabel, bei dem jede Ader aus einem Leiter 1, einer Glimmerschicht 2, einer Kleberschicht 3, einer weiteren Glimmerschicht 4 und einer extrudierten äußeren Isolierschicht 5 besteht. Die Glimmerschichten 2 und 4 sind dabei von einem glimmerbeschichteten Glasgewebeband gebildet, das mit 50 % Überlappung auf den Leiter aufgewickelt ist. Für die Schicht ist ein hochtemperaturfester Keramikkleber auf der Basis wärmebeständiger Fasern und anorganischer Bindemittel ver-The figure shows a four-core electrical cable, in which each core consists of a conductor 1, a mica layer 2, an adhesive layer 3, another mica layer 4 and an extruded outer insulating layer 5. The mica layers 2 and 4 are formed by a mica-coated glass fabric tape that is wound onto the conductor with a 50 % overlap. A high-temperature-resistant ceramic adhesive based on heat-resistant fibers and inorganic binders is used for the layer.

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wendet. Ein derartiger Kleber kann in pastenförmigem, gegebenenfalls verdünntem Zustand im Durchlaufverfahren auf die erste Glimmerschicht aufgebracht werden. Geeignete Kleber sind handelsüblich und beispielsweise in dem Fachbuch "Kleb- und Dichtstoffe in der modernen Technik" von W. Endlich, Verlag W. Girardet (Essen), 1989, Seite 88ff beschrieben und werden u.a. von der Firma Kager GmbH in Frankfurt/Bundesrepublik Deutschland unter der Bezeichnung "Hochtemperatur-Keramik-Kleber" vertrieben. Besonders geeignet für die Erfindung ist die in einem gleichnamigen Prospekt beschriebene Type 9010, bei der es sich um ein Einkomponentensystem auf der Basis von Alumioniumoxyd und Silikat handelt, welches eine maximale Gebrauchstemperatur von 1650 ^eC aufweist.Such an adhesive can be applied in a paste-like, possibly diluted state in a continuous process to the first mica layer. Suitable adhesives are commercially available and are described, for example, in the specialist book "Adhesives and Sealants in Modern Technology" by W. Endlich, Verlag W. Girardet (Essen), 1989, page 88ff and are sold by the company Kager GmbH in Frankfurt/Federal Republic of Germany under the name "High-temperature ceramic adhesive". Type 9010, described in a brochure of the same name, is particularly suitable for the invention. It is a one-component system based on aluminum oxide and silicate and has a maximum operating temperature of 1650 ^° C.

Die miteinander verseilten Adern sind von einem Innenmantel 6 umgeben. Darüber befindet sich eine Bewicklung 7 aus einem Glasseideband, die ihrerseits von dem aufgeflochtenen oder aufgesponnenen Schirm 8 umgeben ist. Auf den Schirm 8 ist der Außenmantel 9 aufgebracht. - Äußere Isolierschicht, Innen- und Außenmantel können aus vernetzten Werkstoffen bestehen und durch Verwendung entsprechender Additive flammwidrig ausgebildet sein. Für den Fall, daß das Kabel halogenfrei ausgebildet sein soll, werden für die äußere Isolierschicht der Adern, für den Innenmantel und für den Außenmantel entsprechende Werkstoffe verwendet.The stranded wires are surrounded by an inner sheath 6. Above this there is a winding 7 made of a glass silk tape, which in turn is surrounded by the braided or spun-on shield 8. The outer sheath 9 is applied to the shield 8. - Outer insulation layer, inner and outer sheath can consist of cross-linked materials and can be made flame-retardant by using appropriate additives. In the event that the cable is to be halogen-free, appropriate materials are used for the outer insulation layer of the wires, for the inner sheath and for the outer sheath.

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Claims

5 GR 91 G 4079 Protection claims

1. Flame-retardant electrical cable with functional integrity in case of fire,

whose stranded wires are surrounded by an inner and an outer sheath and in which the wire insulation has an inner insulating layer made of two layers of mica tape and an outer insulating layer made of an extruded plastic,

characterized in that the mica tape is a mica-coated glass fabric tape and that a thin layer (3) of a high-temperature-resistant ceramic adhesive is arranged between the two layers (2, 4) of mica tape.

2. Electrical cable according to claim 1, characterized in that the ceramic adhesive is an adhesive based on heat-resistant fibers and inorganic binders.

3. Electrical cable according to claim 2, characterized in that the heat-resistant fibers are those made of aluminum oxide and silicate.

4. Electrical cable according to one of claims 1 to 3, characterized in that a winding (7) made of a glass silk tape or a glass fabric tape coated with mica is applied to the inner sheath (6).

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