DK158998B - Kabel forsynet med et overtraek, som omgiver en leder - Google Patents

Description

DK 158998 B

Den foreliggende opfindelse angår et kabel af den i krav l's indledning angivne art forsynet med et overtræk, som omgiver en leder, og kablet ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved det i krav 1's kendetegnende del anførte.

Overtræk på kabler består almindeligvis af et enkelt, i 5 det væsentlige homogent materiale.

Til underjordisk anvendelse benytter man generelt poly-vinylchlorid som overtræk på kabler til kraftinstallationer og polyethylen som overtræk på kommunikations-10 kabler. Polyvinylchlorid kan ikke anbefales til kommunikationskabler, fordi fugtighed kan trænge ind i polyvinylchlorid med meget større hastighed end i polyethylen. Desuden dannes der ofte små huller i po-lyvinylchloridet under forarbejdningen, hvorved det bli-15 ver muligt for fugt at trænge ind. Når der er tale om kraftkabler, vil varmeudstrålingen fra lederne overvinde dette problem, men i kommunikationskabler er varmeafgivelsen minimal, hvorved der kan opstå problemer.

20

Begge typer af overtræk er generelt udsat for beskadigelse -under installationen, f.eks. ved trækning gennem kanaler eller som følge af efterfyldningsmateriale ved direkte nedgravning i jorden. Når overtrækket beskadiges, kan den indre del af kablet afdækkes for omgivelserne.

-25

For at afhjælpe disse problemer har man foreslået at forsyne kablet med armeringsmetal, at forøge tykkelsen af kablets ydre overtræk eller at anvende et meget hårdt slidbestandigt materiale til fremstilling af overtrækket.

30 Ingen af disse forslag gør imidlertid effektivt op med de ovennævnte ulemper, og desuden resulterer de alle i et kabel, som er væsentligt mindre fleksibelt. Endvidere vil anvendelse af en metalarmering og tykkere overtræk forøge kablets størrelse, således at det bliver vanskeligere at 33 lede kablet gennem kanaler og andre snævre rum.

DK 158998B

2 US patent skri ft nr. 3 422 215 beskriver isolation af kabelledere, som søger at drage fordel af egenskaberne af polytetrafluorethylen og trifluormonochlorethylen, som let kan fjernes fra lederen, men som er bløde og dyre 5 materialer, og af polyimider, som ganske vist er rimeligt hårde og billige materialer, men som til gengæld er vanskelige at fjerne fra lederen. Den foreslåede isolation omfatter tre lag, hvor det første og det tredie lag er af polytetrafluorethylen eller trifluormonochlorethylen, me-10 dens det mellemliggende lag er af polyimid. Polyimidet er bundet til det ene eller det andet af de tilgrænsende lag ved hjælp af en belægning af en fluoreret ethylen-polymer påført på overfladen af polyimid-laget.

15 En lignende konstruktion er beskrevet i US patentskrift nr. 3 616 177, som omhandler isolation af en kabelleder med et ydre lag af polytetrafluorethylen bundet til den ene side af et kernelag af polyimid og et indre lag af polytetrafluorethylen og eventuelt en fluorethylen-copo-20 lymer bundet til den anden side af kernelaget. Disse isolationssamlinger er imidlertid ikke anvendelige som kabelovertræk, fordi det bløde ydre lag af polytetrafluorethylen har meget ringe modstandsdygtighed imod slid og vil blive krænget bort fra de underliggende lag under 25 installationen, hvis samlingen skal benyttes som overtræk. I praksis vil det være nødvendigt at dække de i de ovennævnte US patentskrifter beskrevne arrangementer med et kabelovertræk.

30 Den foreliggende opfindelse tilsigter at løse de med den kendte teknik forbundne problemer. Opfindelsen angår således et kabel forsynet med et overtræk, som omgiver en leder, hvilket overtræk udgør kablets ydre og består af tre sammenbundne lag, og kablet ifølge opfindelsen er 35 ejendommeligt ved, at overtrækket består af et fleksibelt, relativt blødt indre lag (16) af polyethylen med lav massefylde, et relativt hårdt ydre lag (18) af poly-

DK 158998 B

3 pr opy len, som er modstandsdygtigt mod slid og har lave friktionskarakteristika, idet tykkelsen af dette ydre lag er valgt således, at kablets fleksibilitet ikke begrænses væsentligt, og et mellemliggende lag (20), som binder det 5 indre og det ydre lag intimt sammen uden anvendelse af yderligere bindingsmedium, hvilket mellemliggende lag er en blanding af det polyethylen, som er anvendt i det indre lag, og det polypropylen, som er anvendt i det ydre lag.

10 Mængderne af de to materialer i det mellemliggende lag, som binder det indre og det ydre lag sammen, er fortrinsvis lige store med hensyn til volumen, men det er muligt at opnå gode resultater med indbyrdes forskellige mæng-15 der, såsom mængder inden for området 65:35 til 35:65, fortrinsvis 60:40 til 40:60 (volumen/volumen). Det mellemliggende lag kan også indeholde additiver til at imødekomme specifikke tekniske krav. Overtrækket dannes fortrinsvis ved en successiv fremgangsmåde, idet man starter 20 med at sammenbinde det første og det mellemliggende lag og fortsætter på denne måde med det andet lag. Afsætningen af hvert nyt lag på det foregående lag sker fortrinsvis, mens det nye lag er i plastisk tilstand, idet det er en fordel, at også det foregående lag be-25 finder sig i plastisk tilstand. Med hensyn til kabelovertræk, hvor lagene kan være extruderede, kan sådanne overtræk dannes i en enkelt extruderingsoperation, hvori det andet og de efterfølgende lag extruderes på det foregående lag, mens de befinder sig i plastisk tilstand, el-30 ler i en sammensat operation, hvor lagene extruderes på foregående lag, som har fået lov at hærde. Almindelige former for informations- og kraftbærende kabler omfatter en kombination af ledende og ikke-ledende materialer, der er omgivet af et externt overtræk af et ikke-ledende 35 plastmateriale.

DK 158998 B

4

Med den foreliggende opfindelse bliver det muligt at tilvejebringe et kabel med et overtræk, der omfatter et ydre lag med de ønskede externe karakteristika såsom god modstandsdygtighed over for slid og slag. Det yderste lag 5 kan være relativt tyndt sammenlignet med et blødere indre lag, således at der opretholdes fleksibilitet. De hårde og bløde lag er fast bundet sammen, hvilket er af be- . tydning, eftersom det yderste lag ellers kan trækkes fra de underliggende lag. Med opfindelsen opnår man med andre 10 ord fordelene ved et fleksibelt indre lag sammenholdt med en høj styrke af det yderste lag.

En yderligere væsentlig fordel ligger i, at man, hvis man til det ydre lag vælger et polypropylenmateriale, som har 15 lav friktionsmodstand, kan fremstille et kabel, som kan trækkes igennem rør under anvendelse af en væsentligt lavere trækkraft, hvilket indebærer en formindsket risiko for skade på kablet. Man kan ligeledes gennemføre større kabellængder, hvorved man reducerer antallet af nødven-20 dige samlinger i systemet. Materialer med lav friktionsmodstand er almindeligvis overordentlig stive, og hvis man blot påfører et enkelt lag af materialet, opnår man ikke de nævnte fordele, fordi der sker en reduktion af fleksibiliteten af det færdige kabel.

25

Man opnår en passende konfiguration, når forholdet imellem den radiale tykkelse af polyethy-len, bindingslaget og polypropylen ligger i området fra 3:0,4:1 til 2:0,4:1.

30 Polypropylenlaget forbedrer modstanden imod slitage samt den kemiske modstandsdygtighed og giver desuden en meget glat overflade.

Opfindelsen illustreres yderligere ved det følgende ek-35 sempel. Eksemplet henviser til den medfølgende tegning.

DK 158998 B

5

Tegningen viser et forstørret billede af et udsnit af et kommunikationskabel set fra siden.

EKSEMPEL

5

Med henvisning til tegningen består - et kommunikationskabel af en indre leder 10, der f.eks. kan være fremstillet af kobber, omgivet af et dielektrikum 12, som kan være cellulært, og som f.eks. kan være fremstillet af 10 plast såsom polyethylen. Dielektriket er omgivet af en flettet metalbelægning 14, som kan være fremstillet af kobber. Den flettede belægning er omgivet af et laminat, som består af et fleksibelt, relativt blødt første lag 16 af polyethylen med lav massefylde, som er bundet til et 15 andet ydre og hårdere lag 18 af polypropylen ved hjælp af et bindende lag 20, der består af en blanding af materialerne fra lagene 16 og 18.

I et specifikt eksempel på udførelsesformen vist på 20 tegningen er laget 16 fremstillet af polyethylen med lav massefylde og påført over en diameter fra 10,76 mm til 13,0 mm. Det bindende lag 20 er en blanding af lige store volumendele polyethylen med lav massefylde og polypropylen, og dette lag er anbragt på laget 16 til en 25 diameter på 13,4 mm. Endelig er det ydre lag 18 af polypropylen påført det bindende lag til en diameter på 14,45 mm.

Det således fremstillede kabel blev sammenlignet med et 30 kendt kabel, som ikke var påført det ydre lag af polypropylen, men derimod et i det væsentlige homogent ydre lag af polyethylen. Den samlede diameter af det kendte kabel var 13 mm. Den maximale længde af dette kendte kabel, som kunne føres igennem rør eller 35 ledningskanaler, viste sig at være omkring 70 m. En sådan længde krævede mindst to mænd til at trække kablet og en til at skubbe det.

DK 158998 B

6 til at skubbe det.

Kablet ifølge opfindelsen, som var væsentligt større end det kendte kabel, kunne let trækkes igennem en rørkanal 5 af samme størrelse, idet en enkelt mand kunne gennemføre et kabel med en længde på over 240 m. Den ydre overflade af kablet ifølge opfindelsen havde en væsentlig lavere friktionskoefficient end det kendte kabel. Desuden bevirkede det ydre lag, at kablet fik forbedret brudstyrke og 10 kompressionsstyrke sammenlignet med det kendte kabel.

Eksemplet viser klart de fordele, som anvendelsen af den foreliggende opfindelse bevirker i forbindelse med kabler.

15

Eftersom man kan trække større kabellængder igennem rørkanaler, kræves der et mindre antal samlinger til at forbinde de enkelte kabellængder. De herved opnåede besparelser er meget store, eftersom netop udgifterne til 20 samlinger hører til de største udgifter ved kabelinstallationer. Den lethed, hvormed kablet kan trækkes igennem rørkanaler, betyder, at kablet ikke udsættes for store trækbelastninger, men under alle omstændigheder kan kablerne ifølge opfindelsen modstå forøgede trækkræfter 25 på grund af den forøgede trækstyrke, som det laminerede overtræk bibringer kablet. Forøgelsen i såvel trækstyrke som kompressionsstyrke, som opnås ved den foreliggende opfindelse, er af størrelsesordenen 50 %.

30 35

Claims (9)

1. Kabel forsynet med et overtræk, som omgiver en leder 5 (10), hvilket overtræk udgør kablets ydre og består af tre sammenbundne lag, kendetegnet ved, at overtrækket består af et fleksibelt, relativt blødt indre lag (16) af polyethylen med lav massefylde, et relativt hårdt ydre lag (18) af polypropylen, som er modstandsdygtigt 10 mod slid og har lave friktionskarakteristika, idet tykkelsen af dette ydre lag er valgt således, at kablets fleksibilitet ikke begrænses væsentligt, og et mellemliggende lag (20), som binder det indre og det ydre lag intimt sammen uden anvendelse af yderligere bindings-15 medium, hvilket mellemliggende lag er en blanding af det polyethylen, som er anvendt i det indre lag, og det polypropylen, som er anvendt i det ydre lag.

2. Kabel ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det 20 mellemliggende lag (20) er en blanding i intervallet fra 65:35 til 35:65 (v/v) af de materialer, som de indre og ydre lag, der skal bindes sammen, består af.

3. Kabel ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet 25 ved, at det mellemliggende lag (20) er en blanding i intervallet fra 60:40 til 40:60 (v/v) af de materialer, som de indre og ydre lag, der skal bindes sammen, består af.

4. Kabel ifølge ethvert af de foregående krav, ken detegnet ved, at tykkelserne af det indre lag (16), det mellemliggende lag (20) og det ydre lag (18) har et indbyrdes forhold på mellem 3:0,4:1 og 2:0,4:1.

5. Kabel ifølge ethvert af de foregående krav, ken detegnet ved, at lederen (10) er beregnet til overføring af information eller kraft. DK 158998B

6. Kabel ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at lederen (10) er af metal.

7. Kabel ifølge ethvert af kravene 1-5, kendete g-5 net ved, at lederen (10) består af optiske fibre.

8. Kabel ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at lederen (10) er omgivet af et dielektrisk lag (12). 10

9. Kabel ifølge krav 8, kendetegnet ved, at der er indskudt en afskærmning (14) mellem det dielektriske lag (12) og overtrækket. 15 20 25 30 35