EP0430867A1 - Low current overheadline cable with parallel cores - Google Patents

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EP0430867A1
EP0430867A1 EP90810820A EP90810820A EP0430867A1 EP 0430867 A1 EP0430867 A1 EP 0430867A1 EP 90810820 A EP90810820 A EP 90810820A EP 90810820 A EP90810820 A EP 90810820A EP 0430867 A1 EP0430867 A1 EP 0430867A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
overhead line
reinforcing fibers
line cable
wires
low
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP90810820A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Othmar Voser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kupferdraht-Isolierwerk AG Wildegg
Kupferdraht Isolierwerk AG
Original Assignee
Kupferdraht-Isolierwerk AG Wildegg
Kupferdraht Isolierwerk AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kupferdraht-Isolierwerk AG Wildegg, Kupferdraht Isolierwerk AG filed Critical Kupferdraht-Isolierwerk AG Wildegg
Publication of EP0430867A1 publication Critical patent/EP0430867A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/18—Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring
    • H01B7/182—Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring comprising synthetic filaments
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/08—Flat or ribbon cables
    • H01B7/0823—Parallel wires, incorporated in a flat insulating profile

Definitions

  • the invention relates to a low-voltage overhead line cable with a plurality of wires, the wires running parallel to one another and each wire containing metallic conductors and non-metallic, strain relief elements made of fibers and the outer sheaths of the wires being connected to one another.
  • Low power overhead line cables of this type are known from European Patent No. 54 784. These are overhead line cables which are used in the form of two-core cables, in particular as telephone lines.
  • the individual wires consist of several metallic conductors and reinforcing elements with a circular cross-section, which are stranded together.
  • the individual reinforcement elements consist of six bundles of stretch-resistant and twisted, or twisted, synthetic fibers, which are stranded together and thereby stabilized in their shape as well as by an additional impregnating resin. This is necessary to prevent the reinforcement elements from migrating to the center of the core when the tensile load is applied, thereby destroying the structure of the core.
  • the reinforcing elements must first be prepared and pretreated in this way in the manufacture of such overhead line cables and can only then be stranded with the electrical conductors.
  • the manufacturing machines used for this have a production output of around 20 m stranded wires per minute. This production speed is too slow to be in the same Apply an insulation jacket. That is why the raw cable has to be wound onto spools and stored temporarily.
  • the insulating jacket is then applied at a higher speed. Then two such insulated raw cores are brought together at a distance and parallel to one another and enclosed by an outer jacket. The two sheaths of the individual wires are connected to each other via a narrow bridge, so that the outer sheath is made in one piece.
  • This construction of an overhead line cable has the advantage that the cross section of the metallic conductor and the cross sections of the reinforcing fibers can be optimally distributed over the available total cross section of each wire. Due to the arrangement of a single, solid metallic conductor in the center of each wire, no voids are created as in the known cables due to the stranding of several metallic conductors.
  • the reinforcing fibers can be arranged on the largest diameter which surrounds the metallic conductor, which in turn enables the fibers to be arranged in a circular ring without gaps. This concentric arrangement of the fibers around the conductor core makes maximum use of the area available for the power line and the strain relief elements.
  • the outer sheath arranged around a wire With the same outer diameter of the outer sheath arranged around a wire, a larger conductor cross section is made possible compared to the known stranded arrangements, or more reinforcing fibers can be arranged, or both the cross-sectional area of the metallic conductor and the cross-sectional area of the strain relief elements can both be increased together.
  • the same insulation thickness of the outer sheath is retained, although this can be reduced somewhat, since the reinforcing fibers, which are not conductive, are arranged between the metallic conductor and the outer diameter of the outer sheath.
  • the metallic conductor of each wire has a diameter between 0.3 mm and 1.5 mm. With these small diameters, the cable's ability to bend is retained, and the reinforcing fibers arranged on the outer sheath of the metallic conductor are also not exposed to excessive bending loads.
  • a further advantage of the overhead line cable according to the invention is that no stranding machine is required for the production of the individual wires and, moreover, the reinforcing fibers do not first have to be twisted or twisted and also do not have to be converted into stranded bundles.
  • the metallic conductor and the untwisted fiber strands of fibers running in parallel are introduced into a machine of a known type and arranged concentrically in the manner according to the invention and at the same time surrounded with a protective jacket made of known materials.
  • This manufacturing process can run at throughput speeds of, for example, 200-300 m per minute, ie at the manufacturing speed of insulating sleeves.
  • An insulating layer of high and uniform quality is formed.
  • the desired insulated tube can thus be completed in a single operation and in one machine.
  • Two such insulated wires are then inserted into an injection mold of the known type and surrounded here with the common one-piece outer jacket.
  • a thin web is formed between the two sheaths of two wires arranged parallel to one another, which connects the two wires to one another.
  • Another advantage is that all known, suitable man-made fibers can be used to produce the strain relief element arranged in each wire, stretch-resistant plastic fibers in the form of high-strength aramid fibers being particularly suitable. Since the fibers can be used in the commercially available fiber strands, no intermediate operations are necessary, and processing is very simple.
  • an element in this embodiment of a cable, an element can be inserted in each wire between the reinforcing fibers, which element swells under the influence of water.
  • This can be at least one inserted longitudinal thread made of swellable material or a coating of the fibers made of colloidal material, eg starch.
  • the source element can also be introduced in the first operation, whereby it has the property of swelling when moisture penetrates into the cable and sealing the cable in the longitudinal direction against the water.
  • the overhead line cable for low current shown in Figure 1 consists of two identical wires 1, 2 which have a common outer jacket 11.
  • This outer jacket 11 is formed in one piece, a web 12 being present between the two wires 1, 2.
  • This web 12 enables the two wires to be separated by tearing or cutting through without the outer jacket of the individual wires 1, 2 being damaged.
  • This version is necessary and desired to facilitate the execution of the end connections of the overhead line cable.
  • a solid, metallic conductor 3 is arranged, which consists of a single wire with a round cross-section.
  • This metallic conductor 3 of each wire 1, 2 has a diameter of 0.6 mm in the example shown and is made of copper.
  • a layer 4 of parallel, longitudinal reinforcing fibers 5 is arranged around each of the metallic conductors 3.
  • This layer 4 is formed from four untwisted and not twisted Kevlar yarns of 1580 dtex each, the fibers running parallel in the individual yarns.
  • the four Kevlar yarns are arranged around the circumference of the metallic conductor 3 so that they each cover a quarter of the area cover an annulus and bump into each other laterally.
  • Aramid fibers for example with the commercial name Kevlar, are suitable as fibers.
  • two cotton threads 10 are inserted, which are impregnated with a material that swells under the influence of water, for example a colloid in the form of starch.
  • the reinforcing fibers themselves can also be impregnated. These cotton threads 10, or their impregnation, prevent the ingress of moisture into the capillaries between the fibers 5.
  • This protective jacket 7 consists of a plastic of the polyethylene type.
  • the tube 1, 2 thus formed forms a closed conductor with high tensile strength and a smooth surface.
  • the metallic conductors 3 and the reinforcing fibers 5 are already protected against external influences, and the individual wires do not require any special protective measures until further processing.
  • the two wires 1, 2 are surrounded by the outer jacket 11, the diameter of the outer jacket on each wire being 2.2 mm and a polyamide, for example nylon, being used as the material.
  • the web 12 between the two wires 1, 2 has a width of 0.4 mm and a thickness of 0.2 mm.
  • the cable shown here can be produced very easily since the two wires 1, 2 can be produced in the same machine by bringing the metallic conductor together with the reinforcing fibers 5 and overmolding with the protective layer 7. This process can be carried out at the high production speeds that are customary for the encapsulation of cables, for example at 250 m per minute. Directly afterwards or in a second step, the two insulated wires 1, 2 are brought together and overmolded with the outer jacket 11.
  • the described overhead line cable according to the invention has the same outer dimensions as an overhead line cable which is produced in a known manner according to European Patent No. 54 784 and has stranded wires.
  • the cross section of the metallic conductors 3 in each wire 1, 2 is the same size as in the known embodiment with four stranded metal wires, each 0.3 mm in diameter.
  • the number of reinforcing fibers 5 can be increased by up to 50%, which leads to an increased tensile strength of the cable.
  • the strain relief element formed by the reinforcing fibers 5 can absorb a higher tensile force in each wire 1, 2, the diameter of the metallic conductor 3 can be increased with the same external dimensions, without the other characteristic values of the cable and insulation capacity decreasing. If the cross section of the metallic conductor 3 is maintained, larger spans can be bridged between the suspension points of the cable.
  • the overhead line cable according to FIG. 2 is essentially the same as the cable shown in FIG. 1.
  • a metallic conductor 3, which also has a diameter of 0.6 mm here, is also arranged in the core of the two wires 1, 2.
  • the outer jacket 11 and the web 12 between the two wires 1, 2 is also of the same design.
  • the reinforcing fibers 5 are not surrounded by a protective layer, but are embedded in the protective layers 9 of the two wires 1, 2.
  • Aramid fibers of the commercial type Kevlar are also used here as reinforcing fibers 5, these reinforcing fibers being embedded in a known flexible synthetic resin, for example polyurethane.
  • the wires 1, 2 can be produced in a simple manner, since the metallic conductors 3, the reinforcing fibers 5 and that Protective layers 9 synthetic resin can be brought together in the same machine and brought into the desired shape. The synthetic resin is cured to the desired extent in a heating section before the outer jacket 11 is extruded in the subsequent work step.
  • the reinforcing fibers 5 embedded in the protective layers 9 form a composite body, as a result of which the strength of the overhead line cable is additionally increased.
  • either the cross section of the metallic conductors 3 can also be increased in this embodiment or larger spans can be bridged between the suspension points of the overhead line cable.
  • the flexibility of the overhead line cable formed from the two wires 1, 2 is ensured due to the relatively small diameter to the desired extent.

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  • Non-Insulated Conductors (AREA)

Abstract

The low-current overhead line cable has two cores (1, 2) which each have a solid, metallic conductor (3) in the interior. High-strength reinforcing fibres (5) are arranged in a concentric layer (4) around the conductor (3) of each core (1, 2). These reinforcing fibres (5) run parallel and are neither twisted nor turned upwards. The two cores (1, 2) are surrounded by a common jacket (11). The low-current overhead line cable of this type has a higher tensile strength than known cables for the same conductor cross-section. In addition, it can be produced more simply and at a higher production rate. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Schwachstrom-Freileitungskabel mit mehreren Adern, wobei die Adern parallel zueinander verlaufen und jede Ader metallische Leiter und nichtmetallische, aus Fasern hergestellte, Zugentlastungselemente enthält und die Aussenmäntel der Adern miteinander verbunden sind.The invention relates to a low-voltage overhead line cable with a plurality of wires, the wires running parallel to one another and each wire containing metallic conductors and non-metallic, strain relief elements made of fibers and the outer sheaths of the wires being connected to one another.

Schwachstrom-Freileitungskabel in dieser Art sind aus der europäischen Patentschrift Nr. 54 784 bekannt. Dabei handelt es sich um Freileitungskabel welche in der Form von zweiadrigen Kabeln insbesondere als Telefonleitungen Verwendung finden. Die einzelnen Adern bestehen dabei aus mehreren metallischen Leitern und Verstärkungselementen mit kreisförmigem Querschnitt welche miteinander verseilt sind. Die einzelnen Verstärkungselemente bestehen aus sechs Bündeln von dehnungsfesten und hochgedrehten, bzw. verzwirnten, Kunstfasern, welche miteinander verseilt sind und dadurch sowie durch ein zusätzlich eingebrachtes Tränkharz in ihrer Form stabilisiert werden. Dies ist notwendig um zu verhindern, dass die Verstärkungselemente bei Zugbelastung ins Zentrum der Ader wandern, und dadurch die Struktur der Ader zerstört wird. Die Verstärkungselemente müssen bei der Herstellung derartiger Freileitungskabel zuerst in dieser Weise vorbereitet und vorbehandelt werden und können erst anschliessend mit den elektrischen Leitern verseilt werden. Die dazu verwendeten Herstellungsmaschinen haben eine Produktionsleistung von etwa 20 m verseilter Adern pro Minute. Diese Produktionsgeschwindigkeit ist zu klein, um im gleichen Arbeitsgang einen Isolationsmantel aufzubringen. Deshalb muss das Rohkabel auf Spulen aufgewickelt und zwischengelagert werden. In einem zusätzlichen Arbeitsgang wird dann mit höherer Geschwindigkeit der Isoliermantel aufgebracht. Anschliessend werden zwei derartige isolierte Rohadern mit Abstand und parallel zueinander zusammengeführt und von einem Aussenmantel umschlossen. Die beiden Mäntel der einzelnen Adern sind über einen schmalen Steg miteinander verbunden, so dass der Aussenmantel einstückig ausgebildet ist. Die Herstellung derartiger Kabel mit mindestens zwei Adern ist relativ aufwendig, da mehrere Arbeitsschritte mit unterschiedlichen Arbeitsvorgängen notwendig sind. In der bekannten Patentschrift sind noch weitere Ausführungsformen der einzelnen Adern dargestellt, wobei jedoch immer Verstärkungselemente und metallische Leiter, oder mindestens die metallischen Leiter unter sich verseilt sind. Derartige Kabel können somit nur über eine Zwischenbearbeitungsstufe in einer Verseilmaschine hergestellt werden. Wegen der unterschiedlichen Produktionsgeschwindigkeiten können die äusseren Isolationsschichten nicht im gleichen kontinuierlichen Arbeitsgang aufgebracht werden. Daraus ergeben sich die Nachteile eines erhöhten Produktionsaufwandes und mehrerer nacheinander auszuführenden Arbeitsstufen.Low power overhead line cables of this type are known from European Patent No. 54 784. These are overhead line cables which are used in the form of two-core cables, in particular as telephone lines. The individual wires consist of several metallic conductors and reinforcing elements with a circular cross-section, which are stranded together. The individual reinforcement elements consist of six bundles of stretch-resistant and twisted, or twisted, synthetic fibers, which are stranded together and thereby stabilized in their shape as well as by an additional impregnating resin. This is necessary to prevent the reinforcement elements from migrating to the center of the core when the tensile load is applied, thereby destroying the structure of the core. The reinforcing elements must first be prepared and pretreated in this way in the manufacture of such overhead line cables and can only then be stranded with the electrical conductors. The manufacturing machines used for this have a production output of around 20 m stranded wires per minute. This production speed is too slow to be in the same Apply an insulation jacket. That is why the raw cable has to be wound onto spools and stored temporarily. In an additional step, the insulating jacket is then applied at a higher speed. Then two such insulated raw cores are brought together at a distance and parallel to one another and enclosed by an outer jacket. The two sheaths of the individual wires are connected to each other via a narrow bridge, so that the outer sheath is made in one piece. The production of such cables with at least two cores is relatively complex, since several work steps with different work processes are necessary. In the known patent specification, further embodiments of the individual cores are shown, but reinforcing elements and metallic conductors, or at least the metallic conductors, are always stranded among themselves. Such cables can thus only be produced via an intermediate processing stage in a stranding machine. Due to the different production speeds, the outer insulation layers cannot be applied in the same continuous operation. This results in the disadvantages of increased production costs and several work stages to be carried out in succession.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Freileitungskabel dieser Art zu schaffen, welches einfacher herstellbar ist, dessen Herstellung weniger Arbeitsstufen erfordert und höhere Produktionsleistungen zulässt, welches bei gleichem Kabeldurchmesser eine Erhöhung des metallischen Leiterquerschnittes und/oder eine Erhöhung des Querschnittes der Zugentlastungselemente ermöglicht sowie eine optimalere und einfachere Anordnung der die Zugentlastungselemente bildenden Verstärkungsfasern gewährleistet.It is an object of the present invention to provide an overhead line cable of this type, which is easier to manufacture, the production of which requires fewer work steps and which permits higher production outputs, which, with the same cable diameter, enables an increase in the metallic conductor cross section and / or an increase in the cross section of the strain relief elements, as well as a more optimal one and easier arrangement of the reinforcing fibers forming the strain relief elements is ensured.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 definierten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Merkmalen der abhängigen Patentansprüche.This object is achieved by the features defined in the characterizing part of patent claim 1. Beneficial Further developments result from the features of the dependent claims.

Mit dieser Konstruktion eines Freileitungskabels wird der Vorteil erzielt, dass der Querschnitt des metallischen Leiters und die Querschnitte der Verstärkungsfasern optimal auf den verfügbaren Gesamtquerschnitt jeder Ader verteilt werden können. Durch die Anordnung eines einzelnen, massiven metallischen Leiters im Zentrum jeder Ader entstehen keine Hohlräume wie sie bei den bekannten Kabeln durch das Verseilen mehrerer metallischer Leiter entstehen. Im weiteren können die Verstärkungsfasern auf dem grössten Durchmesser welcher den metallischen Leiter umschliesst angeordnet werden, was wiederum die Anordnung der Fasern in einem Kreisring ohne Zwischenräume ermöglicht. Durch diese konzentrische Anordnung der Fasern um den Leiterkern wird die für die Stromleitung und die Zugentlastungselemente verfügbare Fläche maximal ausgenützt. Bei gleichem Aussendurchmesser des um eine Ader angeordneten Aussenmantels wird, gegenüber den bekannten, verseilten Anordnungen, ein grösserer Leiterquerschnitt ermöglicht, oder es können mehr Verstärkungsfasern angeordnet werden, oder sowohl die Querschnittsfläche des metallischen Leiters als auch die Querschnittsfläche der Zugentlastungselemente können beide gemeinsam erhöht werden. Dabei bleibt die gleiche Isolationsdicke des Aussenmantels erhalten, wobei diese noch etwas reduziert werden kann, da zwischen dem metallischen Leiter und dem Ausendurchmesser des Aussenmantels noch die Verstärkungsfasern, welche nicht leitend sind, angeordnet sind. Bei Telefonkabeln weist der metallische Leiter jeder Ader einen Durchmesser zwischen 0,3 mm und 1,5 mm auf. Bei diesen kleinen Durchmessern bleibt die Biefefähigkeit des Kabels erhalten, und auch die am Aussenmantel des metallischen Leiters angeordneten Verstärkungsfasern sind keinen übermässigen Biegebelastungen ausgesetzt.This construction of an overhead line cable has the advantage that the cross section of the metallic conductor and the cross sections of the reinforcing fibers can be optimally distributed over the available total cross section of each wire. Due to the arrangement of a single, solid metallic conductor in the center of each wire, no voids are created as in the known cables due to the stranding of several metallic conductors. In addition, the reinforcing fibers can be arranged on the largest diameter which surrounds the metallic conductor, which in turn enables the fibers to be arranged in a circular ring without gaps. This concentric arrangement of the fibers around the conductor core makes maximum use of the area available for the power line and the strain relief elements. With the same outer diameter of the outer sheath arranged around a wire, a larger conductor cross section is made possible compared to the known stranded arrangements, or more reinforcing fibers can be arranged, or both the cross-sectional area of the metallic conductor and the cross-sectional area of the strain relief elements can both be increased together. The same insulation thickness of the outer sheath is retained, although this can be reduced somewhat, since the reinforcing fibers, which are not conductive, are arranged between the metallic conductor and the outer diameter of the outer sheath. In the case of telephone cables, the metallic conductor of each wire has a diameter between 0.3 mm and 1.5 mm. With these small diameters, the cable's ability to bend is retained, and the reinforcing fibers arranged on the outer sheath of the metallic conductor are also not exposed to excessive bending loads.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Freileitungskabels besteht darin, dass für die Herstellung der einzelnen Adern keine Verseilmaschine benötigt wird und zudem die Verstärkungsfasern nicht zuerst hochgedreht oder verzwirnt und auch nicht zu verseilten Bündeln umgearbeitet werden müssen. Bei der Herstellung werden der metallische Leiter und die unverzwirnten Faserstränge aus parallel laufenden Fasern in eine Maschine bekannter Art eingeführt und in der erfindungsgemässen Weise konzentrisch angeordnet und gleichzeitig mit einem Schutzmantel aus bekannten Materialien umgeben. Dieser Herstellungsvorgang kann mit Durchlaufgeschwindigkeiten von zum Beispiel 200 - 300 m pro Minute ablaufen, d.h. mit der Herstellgeschwindigkeit von Isoliermänteln. Dabei wird eine Isolierschicht von hoher und gleichmässiger Qualität gebildet. Die gewünschte isolierte Rohader kann somit in einem einzigen Arbeitsgang und in einer Maschine fertiggestellt werden. Zwei derartige isolierte Adern werden dann in ein Spritzwerkzeug der bekannten Art eingeführt und hier mit dem gemeinsamen einstückigen Aussenmantel umgeben. Dabei wird zwischen den beiden Mänteln von zwei parallel zueinander angeordneten Adern ein dünner Steg ausgebildet, welcher die beiden Adern miteinander verbindet. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass alle bekannten, geeigneten Chemiefasern zur Herstellung des in jeder Ader angeordneten Zugentlastungselementes verwendet werden können, wobei sich insbesondere dehnungsfeste Kunststoffasern in der Form von hochfesten Aramidfasern eignen. Da die Fasern in den handelsüblich angelieferten Fasersträngen verwendet werden können sind keine Zwischenarbeitsgänge notwendig, und die Verarbeitung ist sehr einfach. Ein zusätzlicher Vorteil ergibt sich dadurch, dass bei dieser Ausführung eines Kabels in jeder Ader zwischen den Verstärkungsfasern ein Element eingebracht werden kann, welches unter Wassereinwirkung aufquillt. Dies kann mindestens ein eingelegter Längsfaden aus quellfähigem Material oder eine Beschichtung der Fasern aus kolloidem Material, z.B. Stärke, sein. Das Quellelement kann ebenfalls im ersten Arbeitsgang eingebracht werden, wobei es die Eigenschaft hat, beim Eindringen von Feuchtigkeit in das Kabel aufzuquellen und das Kabel in Längsrichtung gegen das Wasser abzudichten.A further advantage of the overhead line cable according to the invention is that no stranding machine is required for the production of the individual wires and, moreover, the reinforcing fibers do not first have to be twisted or twisted and also do not have to be converted into stranded bundles. During manufacture, the metallic conductor and the untwisted fiber strands of fibers running in parallel are introduced into a machine of a known type and arranged concentrically in the manner according to the invention and at the same time surrounded with a protective jacket made of known materials. This manufacturing process can run at throughput speeds of, for example, 200-300 m per minute, ie at the manufacturing speed of insulating sleeves. An insulating layer of high and uniform quality is formed. The desired insulated tube can thus be completed in a single operation and in one machine. Two such insulated wires are then inserted into an injection mold of the known type and surrounded here with the common one-piece outer jacket. In this case, a thin web is formed between the two sheaths of two wires arranged parallel to one another, which connects the two wires to one another. Another advantage is that all known, suitable man-made fibers can be used to produce the strain relief element arranged in each wire, stretch-resistant plastic fibers in the form of high-strength aramid fibers being particularly suitable. Since the fibers can be used in the commercially available fiber strands, no intermediate operations are necessary, and processing is very simple. An additional advantage results from the fact that in this embodiment of a cable, an element can be inserted in each wire between the reinforcing fibers, which element swells under the influence of water. This can be at least one inserted longitudinal thread made of swellable material or a coating of the fibers made of colloidal material, eg starch. The source element can also be introduced in the first operation, whereby it has the property of swelling when moisture penetrates into the cable and sealing the cable in the longitudinal direction against the water.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele und weitere Vorteile der Erfindung, anhand der Zeichnungen, näher erläutert. Es zeigen:

  • Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemässes Freileitungskabel und
  • Fig. 2 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemässes Freileitungskabel in welchem die Verstärkungsfasern in die Schutzschicht eingebettet sind.
Exemplary embodiments and further advantages of the invention are explained in more detail below with reference to the drawings. Show it:
  • Fig. 1 shows a cross section through an overhead line cable according to the invention and
  • Fig. 2 shows a cross section through an overhead line cable according to the invention in which the reinforcing fibers are embedded in the protective layer.

Das in Figur 1 dargestellte Freileitungskabel für Schwachstrom besteht aus zwei identischen Adern 1, 2 welche einen gemeinsamen Aussenmantel 11 aufweisen. Dieser Aussenmantel 11 ist einstückig ausgebildet, wobei zwischen den beiden Adern 1, 2 ein Steg 12 vorhanden ist. Dieser Steg 12 ermöglicht das Trennen der beiden Adern durch Aufreissen oder Durchschneiden, ohne dass der Aussenmantel der einzelnen Adern 1, 2 beschädigt wird. Diese Ausführung ist notwendig und gewünscht um die Ausführung der Endanschlüsse des Freileitungskabels zu erleichtern. Im Kern der beiden Adern 1, 2 ist je ein massiver, metallischer Leiter 3 angeordnet, welcher aus einem Einzeldraht mit rundem Querschnitt besteht. Dieser metallische Leiter 3 jeder Ader 1, 2 hat im dargestellten Beispiel einen Durchmesser von 0,6 mm und besteht aus Kupfer. Um jeden der metallischen Leiter 3 ist eine Schicht 4 von parallel laufenden, längsgerichteten Verstärkungsfasern 5 angeordnet. Diese Schicht 4 wird aus vier unverzwirnten und auch nicht hochgedrehten Kevlargarnen von je 1580 dtex gebildet, wobei in den einzelnen Garnen die Fasern parallel verlaufen. Die vier Kevlargarne werden um den Umfang der metallischen Leiter 3 so angeordnet, dass sie je einen Viertel der Fläche eines Kreisringes bedecken und seitlich aneinander anstossen. Als Fasern sind Aramidfasern, zum Beispiel mit der handelsüblichen Bezeichnung Kevlar geeignet. Zwischen den Verstärkungsfasern 5 jeder Ader 1, 2 sind zwei Baumwollfäden 10 eingelegt, welche mit einem unter Wassereinwirkung quellfähigen Material, zum Beispiel einem Kolloid in der Form von Stärke, imprägniert sind. Es können auch die Verstärkungsfasern selbst imprägniert sein. Diese Baumwollfäden 10, bzw. deren Imprägnierung, unterbinden das Eindringen von Feuchtigkeit in die Kapillaren zwischen den Fasern 5. Um diesen Kreisring 4 aus Verstärkungsfasern 5 wird je ein Schutzmantel 7 aus Kunststoff aufgebracht, welcher einen Durchmesser von 1,6 mm aufweist. Dieser Schutzmantel 7 besteht aus einem Kunststoff des Typs Polyethylen. Die so gebildete Rohader 1, 2 bildet in sich einen geschlossenen Leiter mit hoher Zugfestigkeit und glatter Oberfläche. Die metallischen Leiter 3 und die Verstärkungsfasern 5 sind bereits gegen äussere Einflüsse geschützt, und die einzelnen Adern bedürfen keiner speziellen Schutzmassnahmen bis zur weiteren Verarbeitung. Die zwei Adern 1, 2 sind vom Aussenmantel 11 umgeben, wobei der Durchmesser des Aussenmantels an jeder Ader 2,2 mm beträgt und als Material ein Polyamid, zum Beispiel Nylon, verwendet wird. Der Steg 12 zwischen den beiden Adern 1, 2 weist eine Breite von 0,4 mm und eine Dicke von 0,2 mm auf. Das hier dargestellte Kabel lässt sich sehr einfach herstellen, da die beiden Adern 1, 2 in der gleichen Maschine durch Zusammenführen des metallischen Leiters mit den Verstärkungsfasern 5 und Umspritzen mit der Schutzschicht 7 herstellbar sind. Dieser Vorgang kann mit den beim Umspritzen von Kabeln üblichen, hohen Produktionsgeschwindigkeiten erfolgen, z.B. mit 250 m pro Minute. Direkt anschliessend oder in einem zweiten Arbeitsschritt werden die beiden isolierten Adern 1, 2 zusammengeführt und mit dem Aussenmantel 11 umspritzt. Einschliesslich des Umspritzens mit dem Aussenmantel 11 sind somit nur zwei Arbeitsgänge notwendig, was zu einer erheblichen Vereinfachung der Produktion führt. Die Produktionsgeschwindigkeit ist wesentlich höher als bei den bekannten verseilten Ausführungen. Das beschriebene, erfindungsgemässe Freileitungskabel weist die gleichen äusseren Abmessungen auf wie ein Freileitungskabel, welches in bekannter Weise nach der europäischen Patentschrift Nr. 54 784 hergestellt wird und verseilte Adern aufweist. Der Querschnitt der metallischen Leiter 3 in jeder Ader 1, 2 ist gleich gross wie bei der bekannten Ausführung mit vier verseilten Metalldrähten von je 0,3 mm Durchmesser. Die Anzahl der Verstärkungsfasern 5 kann jedoch um bis zu 50% erhöht werden, was zu einer erhöhten Zugfestigkeit des Kabels führt. Da das durch die Verstärkungsfasern 5 gebildete Zugentlastungselement in jeder Ader 1, 2 eine höhere Zugkraft aufnehmen kann, kann bei gleichen Aussenabmessungen der Durchmesser des metallischen Leiters 3 erhöht werden, ohne dass die übrigen Kennwerte des Kabels und Isolationsfähigkeit abnehmen. Wird der Querschnitt der metallischen Leiter 3 beibehalten, können grössere Spannweiten zwischen den Aufhängepunkten des Kabels überbrückt werden.The overhead line cable for low current shown in Figure 1 consists of two identical wires 1, 2 which have a common outer jacket 11. This outer jacket 11 is formed in one piece, a web 12 being present between the two wires 1, 2. This web 12 enables the two wires to be separated by tearing or cutting through without the outer jacket of the individual wires 1, 2 being damaged. This version is necessary and desired to facilitate the execution of the end connections of the overhead line cable. In the core of the two wires 1, 2, a solid, metallic conductor 3 is arranged, which consists of a single wire with a round cross-section. This metallic conductor 3 of each wire 1, 2 has a diameter of 0.6 mm in the example shown and is made of copper. A layer 4 of parallel, longitudinal reinforcing fibers 5 is arranged around each of the metallic conductors 3. This layer 4 is formed from four untwisted and not twisted Kevlar yarns of 1580 dtex each, the fibers running parallel in the individual yarns. The four Kevlar yarns are arranged around the circumference of the metallic conductor 3 so that they each cover a quarter of the area cover an annulus and bump into each other laterally. Aramid fibers, for example with the commercial name Kevlar, are suitable as fibers. Between the reinforcing fibers 5 of each core 1, 2, two cotton threads 10 are inserted, which are impregnated with a material that swells under the influence of water, for example a colloid in the form of starch. The reinforcing fibers themselves can also be impregnated. These cotton threads 10, or their impregnation, prevent the ingress of moisture into the capillaries between the fibers 5. A protective jacket 7 made of plastic, which has a diameter of 1.6 mm, is applied around this circular ring 4 made of reinforcing fibers 5. This protective jacket 7 consists of a plastic of the polyethylene type. The tube 1, 2 thus formed forms a closed conductor with high tensile strength and a smooth surface. The metallic conductors 3 and the reinforcing fibers 5 are already protected against external influences, and the individual wires do not require any special protective measures until further processing. The two wires 1, 2 are surrounded by the outer jacket 11, the diameter of the outer jacket on each wire being 2.2 mm and a polyamide, for example nylon, being used as the material. The web 12 between the two wires 1, 2 has a width of 0.4 mm and a thickness of 0.2 mm. The cable shown here can be produced very easily since the two wires 1, 2 can be produced in the same machine by bringing the metallic conductor together with the reinforcing fibers 5 and overmolding with the protective layer 7. This process can be carried out at the high production speeds that are customary for the encapsulation of cables, for example at 250 m per minute. Directly afterwards or in a second step, the two insulated wires 1, 2 are brought together and overmolded with the outer jacket 11. Including the extrusion coating with the outer jacket 11, only two work steps are necessary, resulting in one significantly simplifying production. The production speed is much higher than with the known stranded versions. The described overhead line cable according to the invention has the same outer dimensions as an overhead line cable which is produced in a known manner according to European Patent No. 54 784 and has stranded wires. The cross section of the metallic conductors 3 in each wire 1, 2 is the same size as in the known embodiment with four stranded metal wires, each 0.3 mm in diameter. However, the number of reinforcing fibers 5 can be increased by up to 50%, which leads to an increased tensile strength of the cable. Since the strain relief element formed by the reinforcing fibers 5 can absorb a higher tensile force in each wire 1, 2, the diameter of the metallic conductor 3 can be increased with the same external dimensions, without the other characteristic values of the cable and insulation capacity decreasing. If the cross section of the metallic conductor 3 is maintained, larger spans can be bridged between the suspension points of the cable.

Das Freileitungskabel gemäss Figur 2 ist im wesentlichen gleich ausgebildet wie das in Figur 1 dargestellte Kabel. Im Kern der beiden Adern 1, 2 ist ebenfalls je ein metallischer Leiter 3 angeordnet, welcher auch hier einen Durchmesser von 0,6 mm aufweist. Der Aussenmantel 11 und der Steg 12 zwischen den beiden Adern 1, 2 ist ebenfalls gleich ausgebildet. Die Verstärkungsfasern 5 sind jedoch nicht von einer Schutzschicht umgeben, sondern in die Schutzschichten 9 der beiden Adern 1, 2 eingebettet. Als Verstärkungsfasern 5 finden auch hier Aramidfasern des Handelstyps Kevlar Verwendung, wobei diese Verstärkungsfasern in einem bekannten flexiblen Kunstharz, zum Beispiel Polyurethan, eingebettet sind. Auch bei dieser Ausführung lassen sich die Adern 1, 2 in einfacher Weise herstellen, da die metallischen Leiter 3, die Verstärkungsfasern 5 und das, die Schutzschichten 9 bildende Kunstharz in der gleichen Maschine zusammengeführt und in die gewünschte Form gebracht werden können. Das Kunstharz wird in einer Heizstrecke in gewünschtem Umfange ausgehärtet, bevor im anschliessenden Arbeitsgang der Aussenmantel 11 aufextrudiert wird. Bei dieser Ausführung bilden die in die Schutzschichten 9 eingebetteten Verstärkungsfasern 5 einen Verbundkörper, wodurch die Festigkeit des Freileitungskabels zusätzlich erhöht wird. Infolge dieser erhöhten Zugfestigkeit des erfindungsgemässen Kabels kann auch bei dieser Ausführung entweder der Querschnitt der metallischen Leiter 3 erhöht oder es können grössere Spannweiten zwischen den Aufhängepunkten des Freileitungskabels überbrückt werden. Auch hier ist die Flexibilität des aus den beiden Adern 1, 2 gebildeten Freileitungskabels infolge der relativ kleinen Durchmesser im gewünschten Umfange gewährleistet.The overhead line cable according to FIG. 2 is essentially the same as the cable shown in FIG. 1. A metallic conductor 3, which also has a diameter of 0.6 mm here, is also arranged in the core of the two wires 1, 2. The outer jacket 11 and the web 12 between the two wires 1, 2 is also of the same design. However, the reinforcing fibers 5 are not surrounded by a protective layer, but are embedded in the protective layers 9 of the two wires 1, 2. Aramid fibers of the commercial type Kevlar are also used here as reinforcing fibers 5, these reinforcing fibers being embedded in a known flexible synthetic resin, for example polyurethane. In this embodiment, too, the wires 1, 2 can be produced in a simple manner, since the metallic conductors 3, the reinforcing fibers 5 and that Protective layers 9 synthetic resin can be brought together in the same machine and brought into the desired shape. The synthetic resin is cured to the desired extent in a heating section before the outer jacket 11 is extruded in the subsequent work step. In this embodiment, the reinforcing fibers 5 embedded in the protective layers 9 form a composite body, as a result of which the strength of the overhead line cable is additionally increased. As a result of this increased tensile strength of the cable according to the invention, either the cross section of the metallic conductors 3 can also be increased in this embodiment or larger spans can be bridged between the suspension points of the overhead line cable. Here, too, the flexibility of the overhead line cable formed from the two wires 1, 2 is ensured due to the relatively small diameter to the desired extent.

Claims (6)

1. Schwachstrom-Freileitungskabel mit mehreren Adern, wobei die Adern parallel zueinander verlaufen und jede Ader metallische Leiter und nichtmetallische, aus Fasern hergestellte, Zugentlastungselemente enthält und die Aussenmäntel der Adern miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Kern jeder Ader (1, 2) ein einzelner, massiver metallischer Leiter (3) angeordnet ist, um den Mantel dieses metallischen Leiters (3) eine Schicht (4) aus parallel laufenden unverzwirnten Verstärkungsfasern (5) aufgebracht ist, diese Verstärkungsfasern (5) in jeder Ader (1, 2) von einer geschlossenen Schutzschicht (7) aus Kunststoff umgeben oder in eine solche Schicht (9) eingebettet sind und auf diese Schutzschichten (7 bzw. 9) ein mindestens zwei Adern (1, 2) umfassender einstückiger Aussenmantel (11) aufgebracht ist.1.Low-current overhead line cable with several wires, the wires running parallel to one another and each wire containing metallic conductors and non-metallic, strain relief elements made of fibers and the outer sheaths of the wires being connected to one another, characterized in that in the core of each wire (1, 2 ) a single, solid metallic conductor (3) is arranged, around the sheath of this metallic conductor (3) a layer (4) of untwisted reinforcing fibers (5) running in parallel is applied, these reinforcing fibers (5) in each core (1, 2 ) surrounded by a closed protective layer (7) made of plastic or embedded in such a layer (9) and on these protective layers (7 or 9) a one-piece outer jacket (11) comprising at least two wires (1, 2) is applied. 2. Schwachstrom-Freileitungskabel nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsfasern (5) hochfeste Aramidfasern sind.2. Low power overhead line cable according to claim 1, characterized in that the reinforcing fibers (5) are high-strength aramid fibers. 3. Schwachstrom-Freileitungskabel nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (4) aus Verstärkungsfasern (5) durch mehrere parallel laufende Faserstränge gebildet ist und die Faserstränge aneinander anschliessende Kreisringsektoren bilden.3. Low-voltage overhead line cable according to claim 1 or 2, characterized in that the layer (4) of reinforcing fibers (5) is formed by a plurality of parallel fiber strands and the fiber strands form adjoining circular ring sectors. 4. Schwachstrom-Freileitungskabel nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des einzelnen metallischen Leiters (3) im Kern jeder Ader (1, 2) kleiner ist als 2 mm.4. Low-voltage overhead line cable according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the diameter of the individual metallic conductor (3) in the core of each wire (1, 2) is less than 2 mm. 5. Schwachstrom-Freileitungskabel nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Verstärkungsfasern (5) einer Ader (1, 2) mindestens ein Element (10) aus unter Feuchtigkeitseinwirkung quellfähigem Material eingelegt ist.5. Low-voltage overhead line cable according to one of claims 1 to 3, characterized in that between the reinforcing fibers (5) of a wire (1, 2) at least one element (10) made of swellable material is inserted. 6. Schwachstrom-Freileitungskabel nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsfasern (5) mit einem unter Feuchtigkeitseinwirkung quellfähigen Kolloid beschichtet sind.6. Low-voltage overhead line cable according to one of the claims 1 to 4, characterized in that the reinforcing fibers (5) are coated with a colloid which swells under the action of moisture.
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