EP2434500B1 - Trossenleitung - Google Patents

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EP2434500B1
EP2434500B1 EP20100306011 EP10306011A EP2434500B1 EP 2434500 B1 EP2434500 B1 EP 2434500B1 EP 20100306011 EP20100306011 EP 20100306011 EP 10306011 A EP10306011 A EP 10306011A EP 2434500 B1 EP2434500 B1 EP 2434500B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
banding
halogen
line according
free
line
Prior art date
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Active
Application number
EP20100306011
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2434500A1 (de
Inventor
Peter Ulfig
Walter Winkelbauer
Christian Dr. Cornelissen
Smaeil Basiry
Katja Dybowski
Peter Kroh
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.)
Nexans SA
Original Assignee
Nexans SA
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 Nexans SA filed Critical Nexans SA
Priority to EP20100306011 priority Critical patent/EP2434500B1/de
Publication of EP2434500A1 publication Critical patent/EP2434500A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2434500B1 publication Critical patent/EP2434500B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • H01B7/29—Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame
    • H01B7/295—Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame using material resistant to flame

Definitions

  • the invention relates to a conduit having an electrical conductor, which is preferably a stranded conductor, the conduit having a construction which gives the conduit a good flame retardance, as well as a high resistance to low temperatures, e.g. to -40 ° C in the cold in the impact test.
  • the line according to the invention can also be used as a single-core hawser line, e.g. be used for the medium voltage range, in particular as a flexible flame-retardant and cold-resistant single-core hawser.
  • the invention provides a method for producing the line according to the invention.
  • the US 3,060,261 describes a wire in which an electrical conductor is surrounded by a semiconducting tape and an insulating layer.
  • the insulating layer is surrounded by a semiconductive banding on which a metallic shield is applied, which is surrounded by an outer second band and an outer sheath.
  • the object of the invention is to provide an alternative conduit, in particular a single-conductor conduit, which preferably has a good resistance to fire, as well as a good resistance to low temperatures, e.g. proved by a cold impact test according to EN60811-1-4.
  • polymer blends are said to be halogen-free if they contain no organic halogen compounds, especially no halogenated polymer components.
  • the layers, which are made of polymer blends, are extruded and crosslinked polymer blends, which are preferably each free of organic halogen compounds, in particular containing no organic chlorine compounds.
  • Polymer blends are said to be halogen-free for the purposes of the invention if, alternatively or in addition to being free of organic halogen compounds, they are volatile according to EN 50267-2-1 with respect to hydrochloric and hydrobromic ( ⁇ 0.5% HCl and HBr ) and halogen-free according to EN 60684-2 with respect to hydrogen fluoride ( ⁇ 0.1% HF volatile).
  • the cable according to the invention or the cable according to the invention comprises a conductor, in particular only one conductor, which is a stranded conductor and is preferably comprised of a halogen-free extruded inner conductive layer.
  • a bandage made of woven or nonwoven fabric can be arranged between the stranded conductor and the inner conductive layer, preferably of halogen-free, electrically conductive nonwoven fabric.
  • the conductor is preferably made of fine-stranded copper, preferably tinned, in particular class 5 according to EN 60228.
  • the outer jacket preferably consists of a crosslinked mixture which meets the requirements of EM102 according to EN 50264-1, particularly preferably according to EM104.
  • An exemplary mixture for the outer shell has or consists of a halogen-free polymer mixture containing as crosslinkable components 95 to 70 phr of at least one alkylene-vinyl acetate copolymer having at least 40 wt .-% vinyl acetate units and 5 to 30 phr of at least one polyalkylene polymer containing from 0.2 to 2 wt .-% dicarboxylic acid groups and a Crosslinking system, 100 to 250 phr of a flame retardant filler, 10 to 30 phr kaolin and 1 to 25 phr plasticizer.
  • the halogen-free polymer blend for the sheath comprises or consists of from 5 to 30 phr, preferably 10 to 25 phr, more preferably 15-20 phr of one or a mixture of polyalkylene graft copolymers containing 0.2 to 2% by weight of dicarboxylic acid units, preferably 0.5 to 1.0% by weight of dicarboxylic acid units, wherein the alkylene units are preferably ethylene and / or propylene and the dicarboxylic acid units are preferably maleic acid, and 95 to 70 phr, preferably 90 to 75 phr, more preferably 85 to 80 phr, more preferably 80 phr of one or a mixture of alkylene-vinyl acetate copolymers having a total of 40 wt .-% or more, preferably 50-70 wt .-%, more preferably 60 wt .-% Vinylacetateinpond, wherein the alkylene-vinyl
  • Preferred constituents or additives of the polymer blend for the shell which have no reactive groups with the crosslinkable components, flame retardant fillers, in particular selected from aluminum hydroxide, magnesium hydroxide and / or magnesium carbonate, to a total of 100 to 250 phr, preferably 140 to 180 phr, more preferably 150-160 phr, Kaolin, in particular selected from calcined kaolin, hard kaolin, soft kaolin and / or talc at 10 to 30 phr, more preferably 12 to 15 phr, in particular 12.5 phr, plasticizer, in particular adipate and / or sebacate, in particular Di-2 octyl sebacate, at 1 to 25 phr, preferably 10 to 20 phr, more preferably 13 to 15 phr, Anti-aging agents, for example TMQ (2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline), ZMBI (zinc salt of 2-mercaptobenzimidazole),
  • a peroxide compound is preferably used, for example, [1,3 (or 1,4) -phenylenebis (1-methylethylidene)] bis [tert-butyl] peroxide, preferably with a co-activator, preferably a triallyl cyanurate, e.g. 2,4,6-tris (allyloxy) -1,3,5-triazine.
  • a co-activator preferably a triallyl cyanurate, e.g. 2,4,6-tris (allyloxy) -1,3,5-triazine.
  • the crosslinking system may comprise or consist of a co-activator in conjunction with the irradiation of the mixture with ionizing radiation.
  • the polyalkylene polymer having dicarboxylic acid groups is preferably a graft copolymer in which polyethylene, polypropylene and / or ethylene-propylene copolymer are grafted with a dicarboxylic acid-containing compound, for example, maleic anhydride and / or an aryl diacid ester.
  • the insulating layer preferably has a quality according to EI110 according to EN 50264-1 and is a halogen-free, extruded and crosslinked polymer mixture based on EPR.
  • the insulating layer has a layer thickness of 2 to 10 mm and the conductor has a cross section of 25 to 300 mm 2 .
  • a dimensioning of the layers and of the conductor cross-section can be determined by customary means and according to the applicable standards.
  • the line is preferably dimensioned for use in a voltage level of> 20 kV.
  • cables according to the invention meet the requirements according to EN 50264-1 for resistance to fuels based on mineral oil according to EM 102, preferably according to EM104, in conjunction with a high resistance to mineral oil.
  • the fuel resistance is determined, for example, as a slight change in tensile strength and elongation at break after storage for 7 days at 70 ° C in IRM903.
  • the inventive pipe has a resistance to aromatic mineral oils, eg determined after storage in IRM902 at 100 ° C.
  • the line has a good thermal resistance, in particular against load for 10 days at temperatures of 120 ° C, preferably in combination with a good resistance to water, eg according to IEC60811-1-3, and a good resistance to UV and ozone , Overall, the cable meets the requirements of the property profile EM104 according to EN 50264-1.
  • the line according to the invention is characterized in addition to the halogen-free by a special flame or fire resistance, which is for example represented by the fulfillment of the requirements of EN 50264-1, in particular with respect to the behavior of the line in case of fire.
  • a special flame or fire resistance which is for example represented by the fulfillment of the requirements of EN 50264-1, in particular with respect to the behavior of the line in case of fire.
  • the requirements of EN 60332-1-2 concerning flame propagation on a single, vertically arranged pipe are met, the requirements according to EN 50266-2-4 for flame propagation of cables according to the invention arranged in the bundle, the requirements of EN 61034-2 the evolution of flue gas, the requirements of EN 50305, point 9.2 on toxicity and the requirements of EN 50267-2-2 concerning the corrosivity of combustion gases.
  • the halogen-free conductivity of the conduit is determined by meeting the requirements for halogen freedom according to EN 50267-2-1 with regard to hydrogen chloride and according to EN 60684-2 with regard to fluorine.
  • the line according to the invention preferably also meets the requirements of NF F16101, category D for flame propagation, as well as the requirements according to UIC 564-2, appendix 9 on the burning behavior.
  • the line according to the invention preferably also meets the requirements according to EN 60811-1-4 item 8.5 with respect to the suitability for use at low temperatures, for example the existence the cold impact test at -40 ° C.
  • the line according to the invention meets the requirements for flame resistance, flame propagation and combustion behavior with freedom from organic halogen compounds, in particular halogen-free polymers in the crosslinked polymer mixtures contained, preferably in combination with a resistance to low temperatures, in particular permanent flexibility and resistance even at low temperatures of up to -40 ° C, for example, demonstrated by passing a cold impact test in a test method according to EN60811-1-4, more preferably down to -40 ° C.
  • the line according to the invention is preferably suitable for use as a cold-resistant and cold-elastic line at up to -40 ° C, for example at a load according to EN60811-1-4.
  • the line preferably has a rotationally symmetrical cross section, in which the successive layers are arranged in a constant layer thickness.
  • the line will be described below with reference to the successive layers in their sequence from the inner conductor 1 to the outer outer jacket 9.
  • the line is single-core according to the preferred embodiment.
  • the conductor 1 which consists in particular of tinned copper strands stranded together, is circumferentially surrounded by an inner conductive layer 2 made of a crosslinked, halogen-free, electrically conductive polymer mixture.
  • a banding made of halogen-free, electrically conductive nonwoven may optionally be arranged.
  • the inner conductive layer 2 is comprised of an insulation 3 of halogen-free crosslinked polymer mixture based on EPR. Particularly preferred is on the outer surface of the insulation 3, a second conductive layer 4 of crosslinked halogen-free, electrically conductive polymer mixture.
  • the metallic shielding 6 is contacted on its inside by the first banding 5 and on its outside by the second banding 7 and by a third banding 8 comprising glass cloth band.
  • the glass belt of the third band 8 is particularly preferably glass cloth band of silica glass, which is particularly preferably resistant to high temperatures, e.g. up to 1,000 ° C and in particular for use up to 1,000 ° C is suitable.
  • the outer jacket 9 comprises the third band 8 and preferably lies on the third band 8 and consists of a halogen-free crosslinked polymer mixture, in particular based on EVA.
  • This flexibility and flexing capability makes the cable suitable for installation in confined spaces and in applications where the duct is moved.
  • the pipe has the flexibility and bending ability preferably in combination with a low flame spread, eg according to NF F16101, category D and a burning behavior according to UIC 564-2, Appendix 9.
  • the line is particularly suitable for use as a supply line for electrical machines, in where the line is moved and moved in tight bending radii, for example, along a pantograph of a train, especially a locomotive.

Landscapes

  • Insulated Conductors (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Leitung mit einem elektrischen Leiter, der vorzugsweise ein Litzenleiter ist, wobei die Leitung einen Aufbau aufweist, der der Leitung eine gute Flammwidrigkeit bzw. Feuerbeständigkeit verleiht, sowie eine große Beständigkeit gegen niedrige Temperaturen, z.B. bis -40 °C in der Kälte in der Schlagprüfung. Entsprechend kann die erfindungsgemäße Leitung auch als einadrige Trossenleitung z.B. für den Mittelspannungsbereich verwendet werden, insbesondere als flexible flammwidrige und kältebeständige einadrige Trossenleitung.
  • Weiterhin stellt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Leitung bereit.
  • Die US 3,060,261 beschreibt eine Leitung, bei dem ein elektrischer Leiter von einer halbleitenden Bandierung umgeben ist und einer Isolierschicht. Die Isolierschicht ist von einer halbleitenden Bandierung umgeben, auf der eine metallische Schirmung aufgebracht ist, die von einer äußeren zweiten Bandierung und einem Außenmantel umgeben ist.
    • Aufgabe der Erfindung
  • Die Aufgabe der Erfindung liegt in der Bereitstellung einer alternativen Leitung, insbesondere einer einadrigen Leitung, die vorzugsweise eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Feuer hat, sowie eine gute Beständigkeit gegen niedrige Temperaturen, z.B. nachgewiesen durch eine Kälteschlagprüfung nach EN60811-1-4.
    • Allgemeine Beschreibung der Erfindung
  • Die Erfindung löst die Aufgabe mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche, und insbesondere mit einer elektrischen Leitung, die von innen nach außen
    1. 1) einen Leiter, der vorzugsweise aus Kupfer, insbesondere feindrähtigen Kupferlitzen, die vorzugsweise verzinnt sind, besteht und optional mit halogenfreiem leitendem Vlies bandiert sein kann,
    2. 2) optional eine innere Leitschicht aus einer vernetzen halogenfreien Polymermischung,
    3. 3) eine Isolierschicht aus einer vernetzen halogenfreien Polymerschicht auf Basis von EPR,
    4. 4) optional eine zweite Leitschicht aus einer vernetzten halogenfreien elektrisch leitfähigen Polymermischung, die mit der Polymermischung der inneren Leitschicht identisch sein kann,
    5. 5) eine erste Bandierung aus elektrisch leitfähigem Gewebeband, insbesondere aus halogenfreiem elektrisch leitfähigem Gewebeband auf Basis von Baumwolle, insbesondere mit Aufbau 21/18,
    6. 6) eine metallische Schirmung, beispielsweise aus einer Umseilung mit Kupferdrähten oder Kupferlitzen, die wahlweise verzinnt sind,
    7. 7) eine Bandierung aus Gewebe, vorzugsweise aus halogenfreiem, einseitig gummiertem Baumwollgewebeband, insbesondere mit Aufbau 21/18,
    8. 8) eine Bandierung aus Glasgewebeband, vorzugsweise aus halogenfreiem Glasgewebeband aus Silicaglas mit gewebten Kanten, wärmebeständig bis 1.000 °C, und
    9. 9) einen Außenmantel aus halogenfreier Polymermischung auf Basis von EVA aufweist oder daraus besteht,
    wobei die vorgenannten Schichten vorzugsweise unmittelbar aneinander angrenzen bzw. einander kontaktieren. Vorzugsweise weist die Leitung einen um ihre Längsmittelachse rotationssymmetrischen Aufbau ihrer Bestandteile auf.
  • Für die Zwecke der Erfindung werden Polymermischungen als halogenfrei bezeichnet, wenn sie keine organischen Halogenverbindungen enthalten, insbesondere keine halogenierten Polymerbestandteile. Die Schichten, die aus Polymermischungen hergestellt sind, sind extrudierte und vernetzte Polymermischungen, die vorzugsweise jeweils frei von organischen Halogenverbindungen sind, insbesondere keine organischen Chlorverbindungen enthalten. Polymermischungen werden für die Zwecke der Erfindung als halogenfrei bezeichnet, wenn sie alternativ oder zusätzlich dazu, dass sie frei von organischen Halogenverbindungen sind, gemäß EN 50267-2-1 in Bezug auf Chlor- und Bromwasserstoff (<0,5% HCl und HBr flüchtig) und gemäß EN 60684-2 in Bezug auf Fluorwasserstoff (<0,1% HF flüchtig) halogenfrei sind.
  • Generell ist bevorzugt, dass die erfindungsgemäße Leitung bzw. das erfindungsgemäße Kabel einen Leiter aufweist, insbesondere nur einen Leiter, der ein Litzenleiter ist und bevorzugt von einer halogenfreien extrudierten inneren Leitschicht umfasst ist. Optional kann zwischen dem Litzenleiter und der inneren Leitschicht eine Bandierung aus Gewebe oder Vlies angeordnet sein, vorzugsweise aus halogenfreiem, elektrisch leitfähigem Vlies. Der Leiter besteht vorzugsweise aus feindrähtigem Kupfer, vorzugsweise verzinnt, insbesondere Klasse 5 nach EN 60228.
  • Der Außenmantel besteht vorzugsweise aus einer vernetzten Mischung, die die Anforderungen der EM102 nach EN 50264-1, besonders bevorzugt entsprechend EM104 erreicht. Eine beispielhafte Mischung für den Außenmantel weist auf oder besteht aus einer halogenfreien Polymermischung, die als vernetzbare Bestandteile 95 bis 70 phr zumindest eines Alkylen-Vinylacetat-Copolymers mit mindestens 40 Gew.-% Vinylacetateinheiten und 5 bis 30 phr zumindest eines Polyalkylenpolymers mit einem Gehalt von 0,2 bis 2 Gew.-% Dicarbonsäuregruppen sowie ein Vernetzungssystem, 100 bis 250 phr eines flammhemmenden Füllstoffs, 10 bis 30 phr Kaolin und 1 bis 25 phr Weichmacher aufweist. Bevorzugt weist die halogenfreie Polymermischung für den Mantel auf oder besteht aus 5 bis 30 phr, vorzugsweise 10 bis 25 phr, bevorzugter 15-20 phr eines oder einer Mischung von Polyalkylenpropfcopolymeren mit einem Gehalt an 0,2 bis 2 Gew.-% Dicarbonsäureeinheiten, bevorzugt 0,5 bis 1,0 Gew.-% Dicarbonsäureeinheiten, wobei die Alkyleneinheiten bevorzugt Ethylen und/oder Propylen sind und die Dicarbonsäureeinheiten bevorzugt Maleinsäure sind, und 95 bis 70 phr, vorzugsweise 90 bis 75 phr, bevorzugter 85 bis 80 phr, noch bevorzugter 80 phr eines oder einer Mischung von Alkylen-Vinylacetat-Copolymeren mit insgesamt 40 Gew.-% oder mehr, vorzugsweise 50-70 Gew.-%, bevorzugter 60 Gew.-% Vinylacetateinheiten, wobei die Alkylen-Vinylacetat-Copolymeren insbesondere EthylenVinylacetat-Copolymere sind.
  • Bevorzugte Bestandteile bzw. Zuschlagstoffe der Polymermischung für den Mantel, die keine mit den vernetzbaren Bestandteilen reaktiven Gruppen aufweisen, sind flammhemmende Füllstoffe, insbesondere ausgewählt aus Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid und/oder Magnesiumcarbonat, zu insgesamt 100 bis 250 phr, bevorzugt 140 bis 180 phr, bevorzugter 150-160 phr,
    Kaolin, insbesondere ausgewählt aus kalziniertem Kaolin, Hart-Kaolin, Weich-Kaolin und/oder Talkum zu 10 bis 30 phr, bevorzugter 12 bis 15 phr, insbesondere 12,5 phr, Weichmacher, insbesondere Adipat und/oder Sebacat, insbesondere Di-2-octylsebacat, zu 1 bis 25 phr, bevorzugt 10 bis 20 phr, bevorzugter 13 bis 15 phr,
    Alterungsschutzmittel, beispielsweise TMQ (2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydrochinolin), ZMBI (Zinksalz des 2-Mercaptobenzimidazols), MMBI (Methylmercaptobenzimidazol), ZMMBI (Zinksalz des 4-und 5-Methyl-2-mercaptobenzimidazols), Kombinationen von TMQ mit ZMBI, MMBI und ZMMBI, SDPA (styrolisiertes Diphenylamin), andere ASM (Klasse der substituierten Diphenylamine), vorzugsweise SDPA zu 1 bis 5 phr, bevorzugt 2 bis 3 phr, optional Farbstoff, der lichtecht, thermisch stabil, gegen die bei der peroxidischen Vernetzung auftretenden Reaktionsbedingungen und Reaktanden stabil, insbesondere gegen Peroxidradikale stabil, und vorzugsweise witterungsbeständig ist, beispielsweise Pigmente, z.B. Paligon Rot K 3580 oder Ruß oder Titandioxid mit einem UV-Stabilisator für helle Farben, zu 1 bis 5 phr, insbesondere 2,2 phr,
    optional Verarbeitungshilfsmittel, insbesondere Wachse, Carbonsäureamide, Stearinsäure, Fettsäurederivate und/oder andere für EVAC-Mischungen geeignete Verbindungen, vorzugsweise Carnaubawachs oder eine Kombination aus Stearinsäure und 2,2-Iminodiethanol (Polyplastol 51) zu 3 bis 10 phr, bevorzugt 5 bis 7 phr. Die in den Angaben zur Polymermischung angegebenen Teile sind als phr (parts per hundred rubber) zu verstehen, d.h. die Gewichtsteile der Bestandteile sind auf 100 Teile der vernetzbaren Bestandteile in der Mischung bezogen.
  • Als Vernetzungssystem wird vorzugsweise eine Peroxidverbindung verwendet, beispielsweise [1,3(oder 1,4)-phenylenbis(1-methylethyliden)]bis[tertbutyl]peroxid, bevorzugt mit einem Co-Aktivator, vorzugsweise einem Triallylcyanurat, z.B. 2,4,6-Tris(allyloxy)-1,3,5-triazin. Alternativ kann das Vernetzungssystem einen Co-Aktivator in Verbindung mit der Bestrahlung der Mischung mit ionisierender Strahlung aufweisen oder daraus bestehen.
  • Das Polyalkylenpolymer mit Dicarbonsäuregruppen ist vorzugsweise ein Pfropfcopolymer, bei dem Polyethylen, Polypropylen und/oder Ethylen-Propylen-Copolymer mit einer dicarbonsäuregruppenhaltigen Verbindung gepfropft sind, beispielsweise mit Maleinsäureanhydrid und/oder einem Aryldisäureester.
    Die Isolierschicht weist vorzugsweise eine Qualität entsprechend EI110 nach EN 50264-1 auf und ist eine halogenfreie, extrudierte und vernetzte Polymermischung auf Basis von EPR. Bevorzugt weist die Isolierschicht eine Schichtdicke von 2 bis 10 mm auf und der Leiter einen Querschnitt von 25 bis 300 mm2. Eine Dimensionierung der Schichten und des Leiterquerschnitts kann mit fachüblichen Mitteln und nach den anzuwendenden Normen bestimmt werden. Bevorzugt ist die Leitung für die Verwendung in einer Spannungsebene von >20kV dimensioniert.
  • Generell erfüllen erfindungsgemäße Leitungen die Anforderungen nach EN 50264-1 an die Beständigkeit gegen Kraftstoffe auf Mineralölbasis gemäß EM 102, bevorzugt gemäß EM104, in Verbindung mit einer hohen Beständigkeit gegen Mineralöl. Die Kraftstoffbeständigkeit wird z.B. als eine geringe Änderung der Zugfestigkeit und der Reißdehnung nach Lagerung für 7 Tage bei 70°C in IRM903 bestimmt. Zusätzlich weist die erfindungsgemäße Leitung eine Beständigkeit gegen aromatische Mineralöle auf, z.B. bestimmt nach Lagerung in IRM902 bei 100°C. Weiter zusätzlich weist die Leitung eine gute thermische Beständigkeit auf, insbesondere gegen Belastung für 10 Tage bei Temperaturen von 120 °C, vorzugsweise in Kombination mit einer guten Beständigkeit gegen Wasser, z.B. gemäß IEC60811-1-3, und einer guten Beständigkeit gegen UV und Ozon. Insgesamt erfüllt die Leitung die Anforderungen des Eigenschaftsprofils EM104 nach EN 50264-1.
  • Generell bevorzugt ist die Leitung in Anlehnung an DIN VDE 0250 Teil 813 aufgebaut, beispielsweise für Spannungen U0/U = 26/45 kV.
  • Die erfindungsgemäße Leitung zeichnet sich zusätzlich zur Halogenfreiheit durch eine besondere Flammen- bzw. Feuerbeständigkeit aus, die beispielsweise durch die Erfüllung der Anforderungen nach EN 50264-1 dargestellt ist, insbesondere bezüglich des Verhaltens der Leitung im Brandfall. So werden beispielsweise die Anforderungen der EN 60332-1-2 bezüglich der Flammenausbreitung an einer einzelnen, vertikal angeordneten Leitung erfüllt, die Anforderungen gemäß EN 50266-2-4 zur Flammenausbreitung von im Bündel angeordneten erfindungsgemäßen Leitungen, die Anforderungen der EN 61034-2 an die Rauchgasentwicklung, die Anforderungen gemäß EN 50305, Punkt 9.2 zur Toxizität und die Anforderungen gemäß EN 50267-2-2 bezüglich der Korrosivität entstehender Brandgase. Bevorzugt wird die Halogenfreiheit der Leitung durch die Erfüllung der Anforderungen an die Halogenfreiheit gemäß EN 50267-2-1 in Bezug auf Chlorwasserstoff und gemäß EN 60684-2 in Bezug auf Fluor bestimmt.
  • Bevorzugt erfüllt die erfindungsgemäße Leitung zusätzlich zu den Anforderungen gemäß EN 50264-1 auch die Anforderungen der NF F16101, Kategorie D zur Flammenausbreitung, sowie die Anforderungen gemäß UIC 564-2, Anhang 9 zum Brennverhalten.
  • Zusätzlich zu der Kombination der Halogenfreiheit mit der Flammenbeständigkeit, bzw. der geringen Flammenausbreitung mit der geringen Neigung zum Brennen erfüllt die erfindungsgemäße Leitung vorzugsweise auch die Anforderungen gemäß EN 60811-1-4 Punkt 8.5 bezüglich der Eignung zur Verwendung bei tiefen Temperaturen, beispielsweise das Bestehen der Kälteschlagprüfung bei -40 °C.
  • Insgesamt erfüllt daher die erfindungsgemäße Leitung die Anforderungen an die Flammenbeständigkeit, die Flammenausbreitung und das Brennverhalten bei Freiheit von organischen Halogenverbindungen, insbesondere Halogenfreiheit der Polymere in den enthaltenen vernetzten Polymermischungen, vorzugsweise in Kombination mit einer Beständigkeit gegen niedrige Temperaturen, insbesondere dauerhafte Flexibilität und Widerstandsfähigkeit auch bei niedrigen Temperaturen von bis zu -40°C, z.B. nachgewiesen durch Bestehen einer Kälteschlagprüfung in einem Prüfverfahren gemäß EN60811-1-4, besonders bevorzugt bis -40°C. Entsprechend ist die erfindungsgemäße Leitung vorzugsweise zur Verwendung als kältefeste und kälteelastische Leitung bei bis -40°C geeignet, z.B. bei einer Belastung gemäß EN60811-1-4.
    • Genaue Beschreibung der Erfindung
  • Die Erfindung wird nun genauer mit Bezug auf die Figur beschrieben, die schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Leitung im Querschnitt zeigt. Generell hat die Leitung bevorzugt einen rotationssymmetrischen Querschnitt, in welchem die aufeinander folgenden Schichten in konstanter Schichtdicke angeordnet sind. Die Leitung wird nachfolgend mit Bezug auf die aufeinander folgenden Schichten in ihrer Abfolge vom innen liegenden Leiter 1 zum außen liegenden Außenmantel 9 beschrieben.
  • Die Leitung ist entsprechend der bevorzugten Ausführungsform einadrig. Der Leiter 1, der insbesondere aus miteinander verseilten verzinnten Kupferlitzen besteht, ist umfänglich von einer inneren Leitschicht 2 aus einer vernetzten, halogenfreien, elektrisch leitenden Polymermischung umgeben.
  • Zwischen dem Leiter 1 und der Leitschicht 2 kann optional eine Bandierung (nicht dargestellt) aus halogenfreiem, elektrisch leitendem Vlies angeordnet sein.
  • Die innere Leitschicht 2 ist von einer Isolierung 3 aus halogenfreier vernetzter Polymermischung auf Basis von EPR umfasst. Besonders bevorzugt liegt auf der äußeren Fläche der Isolierung 3 eine zweite Leitschicht 4 aus vernetzter halogenfreier, elektrisch leitender Polymermischung.
  • Die Isolierschicht 3, wahlweise mit einer diese umfassenden zweiten Leitschicht 4, wird von einer ersten Bandierung 5 mit oder aus leitfähigem Gewebe, z.B. Baumwollgewebeband mit Aufbau 21/18, einer Schirmung 6 aus einer Umseilung mit oder aus Kupferdrähten oder Kuperlitzen, vorzugsweise verzinnt, einer zweiten Bandierung 7 mit oder aus Gewebeband, insbesondere halogenfreiem, einseitig gummiertem Baumwollgewebeband mit Aufbau 21/18 und einer dritten Bandierung 8 mit oder aus halogenfreien Glasgewebeband, vorzugsweise mit gewebten Kanten, das aus Silicaglas besteht, umfasst. Durch diesen Aufbau wird die metallische Schirmung 6 auf ihrer Innenseite von der ersten Bandierung 5 und auf ihrer Außenseite von der zweiten Bandierung 7 kontaktiert und von einer dritten Bandierung 8 mit Glasgewebeband umfasst.
  • Das Glasgewebeband der dritten Bandierung 8 ist besonders bevorzugt Glasgewebeband aus Silicaglas, das besonders bevorzugt gegen hohe Temperaturen beständig ist, z.B. bis 1.000 °C und insbesondere für den Einsatz bis 1.000 °C geeignet ist.
  • Der Außenmantel 9 umfasst die dritte Bandierung 8 und liegt bevorzugt auf der dritten Bandierung 8 auf und besteht aus einer halogenfreien vernetzten Polymermischung, insbesondere auf Basis von EVA.
  • Die Eigenschaftskombination der erfindungsgemäßen Leitung aus Flammenbeständigkeit, bzw. geringer Flammenausbreitung einer einzelnen vertikal angeordneten Leitung, beispielsweise gemäß EN 60332-1-2 und der Flammenausbreitung im Bündel angeordneter erfindungsgemäßer Leitungen gemäß EN 50266-2-4 in Kombination mit der geringen Rauchgasentwicklung gemäß EN 61034-2, der geringen Toxizität gemäß EN 50305 Punkt 9.2, der geringen Korrosivität der Brandgase gemäß EN 50267-2-2 und der Halogenfreiheit, z.B. gemäß EN 50267-2-1 für HCl bzw. EN 60684-2 bzgl. Fluor in Kombination mit der hohen Widerstandsfähigkeit der Leitung auch bei Kälte, beispielsweise nachgewiesen durch Bestehen der Kälteschlagprüfung bei -40 °C gemäß EN 60811-1-4. Die Leitung weist z.B. eine dauerhafte Flexibilität und Biegetüchtigkeit z.B. bei Biegeradien von minimal 10xD (D=Außendurchmesser der Leitung), insbesondere von 10xD bis 15xD auf und ist entsprechend zur Verwendung als bei Kälte flexible Leitung mit bzw. für diese Biegeradien Leitung mit diesen Biegeradien geeignet. Diese Flexibilität und Biegetüchtigkeit macht die Leitung zur Verlegung auf engem Raum und in Verwendungen geeignet, in denen die Leitung bewegt wird. Die Leitung weist die Flexibilität und Biegetüchtigkeit vorzugsweise in Kombination mit einer geringen Flammenausbreitung auf, z.B. gemäß NF F16101, Kategorie D und einem Brennverhalten entsprechend UIC 564-2, Anhang 9 auf. Die Leitung ist insbesondere zur Verwendung als Versorgungsleitung für elektrische Maschinen geeignet, bei denen die Leitung beweglich und in engen Biegeradien verlegt ist, beispielsweise entlang eines Pantographen eines Zugs, insbesondere einer Lokomotive.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Leiter
    2
    innere Leitschicht
    3
    Isolierschicht
    4
    zweite Leitschicht
    5
    erste Bandierung
    6
    Schirmung
    7
    zweite Bandierung
    8
    dritte Bandierung
    9
    Außenmantel

Claims (15)

  1. Leitung mit einem elektrischen Leiter (1) mit umfassender Isolierschicht (3), einer die Isolierschicht (3) umfassenden metallischen Schirmung (6) und einem Außenmantel (9), wobei die metallische Schirmung (6) auf einer die Isolierschicht (3) umfassenden elektrisch leitfähigen ersten Bandierung (5) aus Gewebe aufliegt und die metallische Schirmung (6) von einer äußeren zweiten Bandierung (7) umfasst ist, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren zweiten Bandierung (7) aus Gewebe ist und die metallischen Schirmung (6) von einer die zweite Bandierung (7) umgebenden dritten Bandierung (8) mit Glasgewebe umfasst ist.
  2. Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bandierung (5) halogenfreies Baumwollgewebeband aufweist.
  3. Leitung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die um die erste Bandierung (5) angeordnete metallische Schirmung (6) eine Umseilung aus Kupferlitzen aufweist.
  4. Leitung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bandierung (7) halogenfreies, auf der der Schirmung (6) zugewandten Fläche gummiertes Baumwollgewebeband aufweist.
  5. Leitung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Bandierung (8) mit Glasgewebe halogenfreies Glasgewebeband aus Silicaglas aufweist.
  6. Leitung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schirmung (6) auf der ersten Bandierung (5) aufliegt und die zweite Bandierung (7) auf der Schirmung (6) aufliegt, wobei die dritte Bandierung (8) auf der zweiten Bandierung (7) aufliegt und von einem angrenzenden Außenmantel (9) umfasst ist.
  7. Leitung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Isolierschicht (3) und dem elektrischen Leiter (1) eine innere Leitschicht (2) aus vernetzter halogenfreier elektrisch leitfähigen Polymermischung angeordnet ist.
  8. Leitung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Isolierschicht (3) und der ersten Bandierung (5) eine zweite Leitschicht (4) aus vernetzter halogenfreier elektrisch leitfähigen Polymermischung angeordnet ist.
  9. Leitung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht (3) halogenfrei und auf Basis von EPR ist.
  10. Leitung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschicht (2) aus einer halogenfreien elektrisch leitfähigem Polymermischung besteht.
  11. Leitung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenmantel (9) aus einer halogenfreien Polymermischung auf Basis von EVA besteht.
  12. Verfahren zur Herstellung einer Leitung nach einem der voranstehenden Ansprüche mit den Schritten: Bereitstellen eines Leiters (1) aus Litzen, gleichzeitiges Extrudieren einer elektrisch leitfähigen Polymermischung für eine innere Leitschicht (2), einer elektrisch isolierenden Polymermischung für eine Isolierschicht (3) und einer elektrisch leitfähigen Polymermischung für eine zweite Leitschicht (4) um den Leiter (1) aus einer gemeinsamen Extruderdüse, Vernetzen der extrudierten Polymermischungen, Bandieren der zweiten Leitschicht (4) mit einem elektrisch leitfähigen Gewebe als erste Bandierung (5), Umflechten der ersten Bandierung (5) mit Metalldrähten als metallische Schirmung (6), Bandieren der metallischen Schirmung (6) mit Gewebe als zweite Bandierung (7) und Bandieren der zweiten Bandierung (7) mit Glasgewebe als dritter Bandierung (8) und Extrudieren einer halogenfreien Polymermischung auf Basis von EVA um die dritte Bandierung (8) und Vernetzen zu einem Außenmantel (9).
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter (1) vor dem Extrudieren bandiert wird.
  14. Verwendung einer Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 als bis -40°C kältebeständige und flammwidrige Trossenleitung.
  15. Verwendung einer Leitung nach Anspruch 14 als Versorgungsleitung einer elektrischen Maschine in einem minimalen Biegeradius von zumindest 10xD bis zumindest 15xD, wobei die Versorgungsleitung an zwei zueinander beweglich angeordneten Teilen der Maschine fixiert ist.
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