EP1191549A2 - Elektrische Installationsleitung - Google Patents

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EP1191549A2
EP1191549A2 EP01402279A EP01402279A EP1191549A2 EP 1191549 A2 EP1191549 A2 EP 1191549A2 EP 01402279 A EP01402279 A EP 01402279A EP 01402279 A EP01402279 A EP 01402279A EP 1191549 A2 EP1191549 A2 EP 1191549A2
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EP
European Patent Office
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wires
tinned copper
line according
screen
plastic film
Prior art date
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EP01402279A
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Ferdinand Ing. Grögl
Reinhold Göblmaier
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Nexans SA
Original Assignee
Nexans SA
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Publication date
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    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B11/00—Communication cables or conductors
    • H01B11/02—Cables with twisted pairs or quads
    • H01B11/06—Cables with twisted pairs or quads with means for reducing effects of electromagnetic or electrostatic disturbances, e.g. screens
    • H01B11/10—Screens specially adapted for reducing interference from external sources
    • H01B11/1041—Screens specially adapted for reducing interference from external sources composed of a helicoidally wound wire-conductor
    • H—ELECTRICITY
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    • H01B11/02—Cables with twisted pairs or quads
    • H01B11/06—Cables with twisted pairs or quads with means for reducing effects of electromagnetic or electrostatic disturbances, e.g. screens
    • H01B11/10—Screens specially adapted for reducing interference from external sources
    • H01B11/1016—Screens specially adapted for reducing interference from external sources composed of a longitudinal lapped tape-conductor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B11/00—Communication cables or conductors
    • H01B11/005—Quad constructions

Definitions

  • the invention relates to an electrical installation line, in which insulated conductors existing, the current carrying wires to a unit are summarized.
  • Such lines have been in various forms for many years used wherever electrical power is required.
  • the lines are in this sense in buildings of all kinds and also for the power supply of stationary and movable electrical machines used. Lines with three are used or more wires, one of which usually functions as an insulated protective conductor Has.
  • the cables are used exclusively for power transmission, with proper handling there are no problems.
  • the cables are only included Restrictions suitable because their impedance is too high for this purpose is uneven.
  • the invention is based, so the task described above to further train that they can also be used without interference for interference-free transmission communications signals is suitable.
  • Such a line is constructed symmetrically in the form of a star quad. she has accordingly, a uniform conductor impedance of, for example, 100 ohms 1 MHz. High-frequency signals can with two because of the symmetry of the line line circuits at right angles to each other can be transmitted without interference. Due to the very uniform line impedance, there are also no significant ones Signal reflections. Because of the tinned copper wires - briefly below Called "protective conductor" - the surrounding shield also results in a cable excellent shielding, even for higher frequencies in the range of for example 1 MHz. The veins are therefore immune to external influences electromagnetic fields protected and there can also be no interference from the Line out. Due to the protective conductor surrounding the wires as a whole, the Line also increased security, because in the case of one up to the live Protective shutdown immediately reaching the outer mechanical damage he follows.
  • the line can then be easily produced in a single operation if The well-known S / Z stranding for stranding the wires and the wires of the protective conductor with changing direction of twist of the stranding.
  • Fig. 1 shows a cross section of a line according to the invention.
  • FIGS. 4 and 5 also two embodiments of the line supplemented with respect to FIG. 1 in cross section.
  • the electrical installation line L (line L) according to FIG. 1 has four wires A, each consist of an electrical conductor 1 and a surrounding insulation 2.
  • the conductor 1 is a solid copper conductor.
  • the four veins A are stranded together. They form a star quad.
  • A is above the veins electrically active screen 3 attached from one to the screen 3rd stranded, tinned copper wires existing protective conductor 4 is surrounded.
  • the protective conductor 4 is a jacket 5 made of insulating material.
  • it can Made of a halogen-free polymer or flame-retardant, low-smoke, polyvinyl chloride consist.
  • the arrangement of the cores A in a star quad results in a symmetrical one Construction of the line L with a uniform line impedance.
  • the insulation 2 of the wires A according to Fig. 2 consist of two layers 6 and 7.
  • a crosslinked polyolefin for example polyethylene, used.
  • the inner layer 6 lying against the conductor 1 is solid. she guarantees the dielectric strength required for energy transmission.
  • the outer Layer 7 consists of foamed material so that the dielectric constant of the Insulation 2 is advantageously reduced.
  • the outer layer 7 expediently has a smooth Surface (skin).
  • the screen 3 consists of a plastic film 8, which is fixed on both sides with a adhesive layer 9 or 10 is provided from aluminum.
  • a plastic film 8 is in a preferred embodiment, a polyester is used. For example, it is about 0.13 mm thick.
  • the two layers 9 and 10 made of aluminum are each at least 50 ⁇ m thick.
  • the coated plastic film 8 is in a preferred embodiment running in longitudinally around the wires A to a tube with overlapping longitudinal edges shaped.
  • the overlap 11 (Fig. 3) is sufficiently wide that there is an all-round closed screen 3 results.
  • the aluminum layers 9 lie in the overlap 11 and 10 directly to each other.
  • the coated plastic film 8 can also overlap around the wires A.
  • the protective conductor 4 consists of tinned copper wires, which under fixed contact on Screen 3 are stranded around the same with the highest possible coverage.
  • the protective conductor 4 has two superimposed ones Layers of tinned copper wires.
  • the wires A and the tinned copper wires of the protective conductor 4 can with changing Direction of lay (S / Z stranding) must be stranded. The opportunity then arises To produce line L continuously in one operation. With a two-layer Execution of the protective conductor 4, the reversal points of the stranding are appropriate shifted relative to each other in the axial direction.
  • Inner jacket 12 (Fig. 4) are extruded, which fills the gusset between the wires A. and serves as a contact surface for the screen 3.
  • FIG. 5 First, a plastic film 13 with longitudinal overlaps with overlapping longitudinal edges to shape the veins A around.
  • the overlap point 14 of the plastic film 13 is compared to the overlap 11 of the screen 3, preferably by 180 ° in Offset circumferential direction.
  • a winding 15 can advantageously be made from a protective conductor 4 Plastic film or a non-woven fabric can be attached. On the one hand, it holds the tinned copper wires of the protective conductor 4 in their position and on the other hand prevents that the material of the jacket 5 penetrates into the protective conductor 4 during extrusion.

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Abstract

Es wird eine elektrische Installationsleitung angegeben, in welcher aus isolierten elektrischen Leitern bestehende, der Stromführung dienende Adern zu einer Einheit zusammengefaßt sind. Zur gleichzeitigen, störungsfreien Nutzung der Leitung für hochfrequente Signale ist die Einheit aus vier zu einem Sternvierer miteinander verseilten Adern (A) aufgebaut. Über den Adern (A) ist ein Schirm (3) aus einer beidseitig mit Aluminium beschichteten Kunststoff-Folie (8) angeordnet. Um den Schirm (3) sind verzinnte Kupferdrähte (4) mit der Funktion eines Schutzleiters herumverseilt und über den verzinnten Kupferdrähten (4) ist ein aus Isoliermaterial bestehender Mantel (5) angebracht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische lnstallationsleitung, in welcher aus isolierten Leitern bestehende, der Stromführung dienende Adern zu einer Einheit zusammengefaßt sind.
Derartige Leitungen werden in unterschiedlichsten Ausführungsformen seit vielen Jahren überall dort eingesetzt, wo elektrischer Strom benötigt wird. Die Leitungen werden in diesem Sinne in Gebäuden aller Art und auch zur Stromversorgung ortsfester und beweglicher elektrischer Maschinen eingesetzt. Gebräuchlich sind Leitungen mit drei oder mehr Adern, von denen eine in der Regel die Funktion eines isolierten Schutzleiters hat. Solange die Leitungen ausschließlich zur Stromübertragung eingesetzt werden, ergeben sich bei sachgemäßer Handhabung keine Probleme. Für eine zusätzliche Nutzung zur Übertragung nachrichtentechnischer (hochfrequenter) Signale bzw. Daten in einer heute immer weiter verbreiteten Technik sind die Leitungen nur mit Einschränkungen geeignet, da ihre lmpedanz für diesen Verwendungszweck zu ungleichmäßig ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderte Leitung so weiterzubilden, daß sie ohne Einschränkung auch zur störungsfreien Übertragung nachrichtentechnischer Signale geeignet ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,
  • daß die Einheit aus vier zu einem Sternvierer miteinander verseilten Adern besteht,
  • daß über den Adern ein Schirm aus einer beidseitig mit Aluminium beschichteten Kunststoff-Folie angeordnet ist,
  • daß um den Schirm verzinnte Kupferdrähte mit der Funktion eines Schutzleiters herumverseilt sind und
  • daß über den verzinnten Kupferdrähten ein aus Isoliermaterial bestehender Mantel angebracht ist.
Eine solche Leitung ist symmetrisch in Form eines Sternvierers aufgebaut. Sie hat dementsprechend eine gleichmäßige Leiturigsimpedanz von beispielsweise 100 Ohm bei 1 MHz. Hochfrequente Signale können wegen der Symmetrie der Leitung mit zwei rechtwinklig zueinander stehenden Leitungskreisen störungsfrei übertragen werden. Aufgrund der sehr gleichmäßigen Leitungsimpedanz treten auch keine wesentlichen Signalreflexionen auf. Durch den von den verzinnten Kupferdrähten - im folgenden kurz "Schutzleiter" genannt - umgebenen Schirm ergibt sich für die Leitung außerdem eine hervorragende Schirmung, und zwar auch für höhere Frequenzen im Bereich von beispielweise 1 MHz. Die Adern sind daher gegenüber einer Beeinflussung durch äußere elektromagnetische Felder geschützt und es kann auch keine Störstrahlung von der Leitung ausgehen. Durch den die Adern insgesamt umgebenden Schutzleiter erhält die Leitung außerdem eine erhöhte Sicherheit, da im Falle einer bis zum stromführenden Leiter reichenden äußeren mechanischen Beschädigung sofort eine Schutzabschaltung erfolgt.
Die Leitung läßt sich dann problemlos in einem einzigen Arbeitsgang herstellen, wenn für die Verseilung der Adern und der Drähte des Schutzleiters die bekannte S/Z-Verseilung mit wechselnder Schlagrichtung der Verseilung eingesetzt wird.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt einer Leitung nach der Erfindung.
Fig. 2 und 3 Einzelheiten der Leitung in vergrößerter Darstellung.
Fig. 4 und 5 zwei gegenüber Fig. 1 ergänzte Ausführungsformen der Leitung ebenfalls im Querschnitt.
Die elektrische lnstallationsleitung L (Leitung L) nach Fig. 1 hat vier Adern A, die jeweils aus einem elektrischen Leiter 1 und einer denselben umgebenden Isolierung 2 bestehen. Der Leiter 1 ist in bevorzugter Ausführungsform ein massiver Kupferleiter. Die vier Adern A sind miteinander verseilt. Sie bilden einen Sternvierer. Über den Adern A ist ein elektrisch wirksamer Schirm 3 angebracht, der von einem aus um den Schirm 3 herumverseilten, verzinnten Kupferdrähten bestehenden Schutzleiter 4 umgeben ist. Über dem Schutzleiter 4 ist ein Mantel 5 aus Isoliermaterial angebracht. Er kann beispielsweise aus einem halogenfreien Polymer oder aus flammwidrigem raucharmem Polyvinylchlorid bestehen.
Durch die Anordnung der Adern A in einem Sternvierer ergibt sich ein symmetrischer Aufbau der Leitung L mit einer gleichmäßigen Leitungsimpedanz. Zur weiteren Verbesserung der Übertragungseigenschaften im nachrichtentechnischen Sinne und zur Minimierung der Abmessungen der Leitung L kann die Isolierung 2 der Adern A gemäß Fig. 2 aus zwei Schichten 6 und 7 bestehen. Für beide Schichten 6 und 7 wird in bevorzugter Ausführungsform ein vernetztes Polyolefin, beispielsweise Polyethylen, eingesetzt. Die innere, am Leiter 1 anliegende Schicht 6 ist massiv ausgeführt. Sie garantiert die für die Energieübertragung erforderliche Spannungsfestigkeit. Die äußere Schicht 7 besteht aus geschäumtem Material, so daß die Dielektrizitätskonstante der Isolierung 2 vorteilhaft herabgesetzt ist. Die äußere Schicht 7 hat zweckmäßig eine glatte Oberfläche (skin).
Der Schirm 3 besteht aus einer Kunststoff-Folie 8, die auf beiden Seiten mit einer fest haftenden Schicht 9 bzw. 10 aus Aluminium versehen ist. Für die Kunststoff-Folie 8 wird in bevorzugter Ausführungsform ein Polyester verwendet. Sie ist beispielsweise etwa 0,13 mm dick. Die beiden Schichten 9 und 10 aus Aluminium sind jeweils mindestens 50 µm dick. Die beschichtete Kunststoff-Folie 8 ist in bevorzugter Ausführungsform längseinlaufend um die Adern A herum zu einem Rohr mit überlappenden Längskanten geformt. Die Überlappung 11 (Fig. 3) ist ausreichend breit, damit sich ein rundum geschlossener Schirm 3 ergibt. In der Überlappung 11 liegen die Aluminiumschichten 9 und 10 direkt aneinander. Die beschichtete Kunststoff-Folie 8 kann aber auch überlappend um die Adern A herumgewickelt sein.
Der Schutzleiter 4 besteht aus verzinnten Kupferdrähten, die unter fester Anlage am Schirm 3 mit möglichst hoher Bedeckung um denselben herum verseilt sind. In bevorzugter Ausführungsform weist der Schutzleiter 4 zwei übereinander angeordnete Lagen aus verzinnten Kupferdrähten auf.
Die Adern A und die verzinnten Kupferdrähte des Schutzleiters 4 können mit wechselnder Schlagrichtung (S/Z-Verseilung) verseilt sein. Es bietet sich dann die Möglichkeit, die Leitung L in einem Arbeitsgang kontinuierlich zu fertigen. Bei einer zweilagigen Ausführung des Schutzleiters 4 werden die Umkehrstellen der Verseilung zweckmäßig relativ zueinander in axialer Richtung verschoben.
Bevor der Schirm 3 um die Adern A herumgeformt wird, kann um dieselben ein Innenmantel 12 (Fig. 4) extrudiert werden, der die Zwickel zwischen den Adern A ausfüllt und als Anlagefläche für den Schirm 3 dient. Es ist aber auch möglich, gemäß Fig. 5 zunächst eine Kunststoff-Folie 13 längseinlaufend mit überlappenden Längskanten um die Adern A herumzuformen. Die Überlappungsstelle 14 der Kunststoff-Folie 13 ist gegenüber der Überlappung 11 des Schirms 3 vorzugsweise um 180° in Umfangsrichtung versetzt.
Über dem Schutzleiter 4 kann gemäß Fig. 4 zweckmäßig eine Bewicklung 15 aus einer Kunststoff-Folie oder einem Faservlies angebracht werden. Sie hält einerseits die verzinnten Kupferdrähte des Schutzleiters 4 in ihrer Position und verhindert andererseits, daß das Material des Mantels 5 beim Extrudieren in den Schutzleiter 4 eindringt.

Claims (11)

  1. Elektrische Installationsleitung, in welcher aus isolierten elektrischen Leitern bestehende, der Stromführung dienende Adern zu einer Einheit zusammengefaßt sind, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Einheit aus vier zu einem Sternvierer miteinander verseilten Adern (A) besteht,
    daß über den Adern (A) ein Schirm (3) aus einer beidseitig mit Aluminium beschichteten Kunststoff-Folie (8) angeordnet ist,
    daß um den Schirm (3) verzinnte Kupferdrähte mit der Funktion eines Schutzleiters (4) herumverseilt sind und
    daß über den verzinnten Kupferdrähten (4) ein aus Isoliermaterial bestehender Mantel (5) angebracht ist.
  2. Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung (2) der Adern (A) eine innere Schicht (6) aus einem vernetzten Polyolefin und eine äußere Schicht (7) aus einem geschäumten, ebenfalls vernetzten Polyolefin aufweist.
  3. Leitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Adern (A) mit wechselnder Schlagrichtung miteinander verseilt sind.
  4. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff-Folie (8) des Schirms (3) längseinlaufend, mit in Längsrichtung verlaufender Überlappung aufgebracht ist.
  5. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die verzinnten Kupferdrähte mit wechselnder Schlagrichtung verseilt sind.
  6. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verzinnten Kupferdrähte in zwei Lagen übereinander angeordnet sind.
  7. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß über den Adern (A) eine Kunststoff-Folie (13) längseinlaufend mit Überlappung angeordnet ist.
  8. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß um die Adern (A) ein Innenmantel (12) herum extrudiert ist.
  9. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß über den verzinnten Kupferdrähten eine Bewicklung (15) angebracht ist.
  10. Leitung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewicklung (15) aus einer Kunststoff-Folie besteht.
  11. Leitung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewicklung (15) aus einem Faservlies besteht.
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