EP2713374A1 - Câble multiconducteur à haute performance contre le feu - Google Patents

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EP2713374A1
EP2713374A1 EP20130175372 EP13175372A EP2713374A1 EP 2713374 A1 EP2713374 A1 EP 2713374A1 EP 20130175372 EP20130175372 EP 20130175372 EP 13175372 A EP13175372 A EP 13175372A EP 2713374 A1 EP2713374 A1 EP 2713374A1
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EP
European Patent Office
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conductors
cable
electrical cable
outer sheath
cable according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20130175372
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Franck Gyppaz
Arnaud Piechaczyk
Christof Dinkelmeyer
Jérôme Fournier
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
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Publication date
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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 multicore cable with high fire performance. More specifically, such a cable is dimensioned in particular to slow the spread of fire.
  • Fire-resistant cables exist and have already been patented.
  • the cables according to the invention are configured to be effective vis-à-vis a fire, slowing down the propagation of flames, while maintaining good flexibility in all directions, to facilitate their implementation in an installation. They are easier to handle and transport because of their lightness, and are inexpensive because of a reduction in the amount of material involved in their outer shell.
  • the invention relates to an electrical cable comprising at least three non-aligned conductors and a common outer sheath surrounding said three conductors.
  • the main characteristic of a cable according to the invention is that each conductor is in contact with at least two other conductors, and that the outer sheath closely follows the shape of the conductors by having bumps and grooves, said sheath representing the layer the outermost of said cable.
  • the conductors are not arranged with each other in a flat arrangement, for which all the conductors would be aligned in the same plane. On the contrary, they are arranged in a compact manner so that the cross-section of the cable is substantially circular.
  • Such a cable may in particular have a conductor in the central position.
  • the outer outer sheath is dimensioned to the fair, and therefore tightly enclose the drivers by marrying their shape.
  • This sheath therefore has a reduced thickness around and between the conductors, compared to that which would have a bulky sheath, in which the conductors would be embedded.
  • a cable according to the invention has good flexibility in all directions of space, unlike a flat conductor arrangement. It can therefore be implanted in a facility with great flexibility of handling.
  • the electric cables according to the invention are configured to slow the spread of a fire. Such a thickness therefore gives said cables a high security character.
  • a thin outer sheath tends to lighten the cable, and is therefore an undeniable asset for the transport and handling phases.
  • the conductors are conventional, and may for example be made of copper.
  • the outer profile of the sheath is rugged to account for the presence of drivers. It should be noted that the outer outer sheath is the outermost layer of the cable, and that the bumps and grooves are visible from outside the cable.
  • the bumps and grooves are parallel and extend in a longitudinal direction of said cable, each bump corresponding to a conductor. It is important to emphasize that the grooves correspond to retracted parts of the sheath, and which are located further back than would be a sheath tensioned between said conductors. These grooves are thus hollow parts of the sheath.
  • the cable has a cross section formed alternately by rounded protuberances corresponding to the bumps, and by recessed areas embodying the grooves.
  • the cross section of the cable to a star-shaped profile whose parts protruding correspond to the drivers.
  • the recessed areas are hollow areas corresponding to the interstices between the drivers. In other words, not only the outer sheath closely matches the shape of the conductors but also the areas between said conductors.
  • the recessed areas of the sheath have a rounded profile.
  • the curvature of these recessed zones is opposite to that corresponding to the outline of the conductors, so that the circumference of the cable is sinusoidal.
  • Such a cable has a softened outer surface, without striking breakage and is therefore unlikely to rupture or accidental cutting.
  • the recessed areas have an angled profile materialized by a ridge bottom.
  • Such a cable has an outer surface with a rugged terrain, including these angle returns marking the interstices between the conductors.
  • Such a configuration favors a small amount of material for the outer sheath.
  • the common outer sheath has a constant thickness around the conductors.
  • each conductor is surrounded by an individual insulating layer.
  • the common outer sheath encloses the individual insulating layers of each cable, being in contact with them.
  • the common outer sheath comprises a flame retardant filler.
  • a flame retardant filler increases the non-propagation properties of the fire of a cable according to the invention.
  • the flame retardant filler comprises a metal hydroxide.
  • the cable comprises at most seven straight conductors.
  • This particular embodiment excludes configurations for which the conductors are twisted or wound in any way whatsoever, around each other.
  • the cables according to the invention have the advantage of possessing proven properties of non-propagation of the flame or fire, while maintaining flexibility in all directions, allowing them to be easily wrapped around a support coil, or to be handled with ease when they are installed in an installation. They also have the advantage of being light and can be transported in large quantities, without particular difficulty. Finally, they have the advantage of being inexpensive because of the small thickness of the outer casing, requiring only a small amount of material.
  • a first preferred embodiment of a cable 1 comprises three copper conductors 2, each surrounded by an individual insulating layer 3.
  • This insulating layer 3 is preferably made of polymer, and the three conductors 2 are placed in the cable 1, so that each individual layer 3 is in contact with the other individual layers 3.
  • the three conductors 2 are regularly distributed around a circle, making an angle of 120 ° between them.
  • These conductors 2 are rectilinear and parallel to each other, and are placed in a common outer sheath 4 constituting the outermost layer of the cable 1.
  • This common outer sheath 4 comprises a flame-retardant filler preferably made from a metal hydroxide, such as for example aluminum trihydroxide or magnesium dihydroxide.
  • This sheath 4 encloses the three conductors 2 bearing against their insulating layer 3, said sheath 4 closely matching the shape of said individual layers 3.
  • the outer sheath of the cable 1 has three rounded protuberances 5 protruding radially from the cable 1, and located at 120 ° from each other, each of said protuberances 5 corresponding to a conductor 2 which emerges laterally from the cable 1.
  • the outer outer sheath 4 of the cable 1 is alternately constituted by a plurality of bumps 5 and grooves 6 arranged in parallel and extending along a longitudinal axis of the cable 1.
  • the central portion 7 of the cable 1, which is delimited by the three conductors 2, provides a free space between said conductors 2.
  • a second preferred embodiment of a cable 10 according to the invention differs from the first mode described above in that the recessed areas 16 are not rounded, but terminate in an edge 17, marking a clear break of the relief of said sheath 14 at the interstices separating the conductors 2.
  • these recessed areas 16 are much more marked and allow the outer outer sheath to have a substantially constant thickness all around the cable 10, both at each conductor 2 at the level of each gap between two conductors 2. All other structural, dimensional and geometric characteristics are retained between the two embodiments described above.
  • This second embodiment favors an outer sheath as light as possible, having a uniform thickness all around the circumference of the cable.

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  • Insulated Conductors (AREA)

Abstract

L'invention se rapporte à un câble (1,10) électrique comprenant au moins trois conducteurs (2) non alignés et une gaine extérieure commune (4,14) entourant lesdits conducteurs (2). La principale caractéristique d'un câble selon l'invention, est que chaque conducteur (2) est en contact avec au moins deux autres conducteurs (2), et en ce que la gaine extérieure (4,14) épouse étroitement la forme des conducteurs (2) en présentant des bosses (5) et des gorges (6,16), ladite gaine (4,14) représentant la couche la plus externe dudit câble (1,10).

Description

  • L'invention se rapporte à un câble multiconducteur à haute performance contre le feu. Plus spécifiquement, un tel câble est dimensionné pour notamment ralentir la propagation du feu.
  • Les câbles conçus pour résister au feu existent et ont déjà fait l'objet de brevet. On peut, par exemple, citer la demande de brevet US20090078446 , qui décrit un câble ayant une bonne capacité de résistance à un feu, et dont la principale caractéristique est qu'il comprend plusieurs conducteurs entourés par une gaine commune en polymère, ladite gaine étant apte à se transformer, au moins partiellement au niveau de sa surface, en un matériau céramique lorsqu'il est soumis aux températures élevées d'un feu. De cette manière, chacun des conducteurs de ce câble est bien protégé contre les flammes d'un incendie, en maintenant intactes ses propriétés de conduction.
  • Les câbles selon l'invention, sont configurés pour être performants vis-à-vis d'un incendie, en ralentissant notamment la propagation des flammes, tout en conservant une bonne flexibilité dans toutes les directions, afin de faciliter leur implantation dans une installation. Ils sont de plus faciles à manipuler et à transporter en raison de leur légèreté, et sont d'un coût avantageux en raison d'une réduction de la quantité de matière impliquée au niveau de leur enveloppe externe.
  • L'invention a pour objet un câble électrique comprenant au moins trois conducteurs non alignés et une gaine extérieure commune entourant lesdits trois conducteurs.
  • La principale caractéristique d'un câble selon l'invention, est que chaque conducteur est en contact avec au moins deux autres conducteurs, et que la gaine extérieure épouse étroitement la forme des conducteurs en présentant des bosses et des gorges, ladite gaine représentant la couche la plus externe dudit câble. Autrement dit, les conducteurs ne sont pas agencés les uns avec les autres selon un arrangement à plat, pour lequel tous les conducteurs seraient alignés dans le même plan. Au contraire, ils sont agencés de façon compacte de façon à ce que la section transversale du câble soit sensiblement circulaire. Un tel câble peut notamment posséder un conducteur en position centrale. La gaine extérieure commune est dimensionnée au plus juste, et vient donc enserrer étroitement les conducteurs en épousant leur forme. Cette gaine possède donc une épaisseur réduite autour et entre les conducteurs, par rapport à celle qu'aurait une gaine volumineuse, dans laquelle seraient noyés les conducteurs. De par cette configuration particulière de gaine et d'agencement de conducteurs, un câble selon l'invention possède une bonne flexibilité dans toutes les directions de l'espace, contrairement à un arrangement de conducteurs à plat. Il peut donc être implanté dans une installation avec une grande souplesse de manipulation. De plus, puisqu'une gaine extérieure d'épaisseur réduite et épousant étroitement la forme des conducteurs entraine une plus faible quantité de matière combustible sur le câble, les câbles électriques selon l'invention, sont configurés pour ralentir la propagation d'un incendie. Une telle épaisseur confère donc auxdits câbles, un caractère sécuritaire élevé. Enfin, une gaine extérieure peu épaisse a tendance à alléger le câble, et constitue par conséquent, un atout indéniable pour les phases de transport et de manipulation. Les conducteurs sont conventionnels, et peuvent par exemple être constitués de cuivre. Le profil extérieur de la gaine est accidenté pour tenir compte de la présence des conducteurs. Il est à souligner que la gaine extérieure commune est la couche la plus externe du câble, et que les bosses et les gorges sont visibles de l'extérieur du câble.
  • Avantageusement, les bosses et les gorges sont parallèles et s'étendent selon une direction longitudinale dudit câble, chaque bosse correspondant à un conducteur. Il est important de souligner que les gorges correspondent à des parties rentrées de la gaine, et qui sont situées plus en retrait que ne le serait un gaine tendue entre lesdits conducteurs. Ces gorges constituent donc des parties creusées de la gaine.
  • De façon préférentielle, le câble présente une section transversale constituée en alternance par des protubérances arrondies correspondant aux bosses, et par des zones en retrait matérialisant les gorges. De façon schématique, la section transversale du câble à un profil étoilé dont les parties saillantes correspondent aux conducteurs. Les zones en retrait sont des zones creuses correspondant aux interstices entre les conducteurs. Autrement dit, non seulement la gaine extérieure épouse étroitement la forme des conducteurs mais également les zones situées entre lesdits conducteurs.
  • Selon un premier mode de réalisation préféré d'un câble selon l'invention, les zones en retrait de la gaine ont un profil arrondi. L'incurvation de ces zones en retrait est inverse de celle correspondant au contour des conducteurs, si bien que la circonférence du câble est sinusoïdale. Un tel câble présente une surface externe adoucie, sans cassure marquante et est donc peu sujet à une rupture ou à un découpage accidentel.
  • Selon un deuxième mode de réalisation préféré d'un câble selon l'invention, les zones en retrait ont un profil en angle matérialisé par un fond en arête. Un tel câble présente une surface extérieure avec un relief accidenté, avec notamment ces renvois d'angle marquant les interstices entre les conducteurs. Une telle configuration privilégie une faible quantité de matière pour la gaine extérieure.
  • Préférentiellement, la gaine extérieure commune possède une épaisseur constante autour des conducteurs.
  • De façon avantageuse, chaque conducteur est entouré par une couche isolante individuelle. Pour cette configuration, la gaine extérieure commune vient enserrer les couches isolantes individuelles de chaque câble, en étant à leur contact.
  • Avantageusement, la gaine extérieure commune comprend une charge ignifugeante. Une telle composition accroit les propriétés de non propagation de l'incendie d'un câble selon l'invention.
  • De façon préférentielle, la charge ignifugeante comprend un hydroxyde métallique.
  • Préférentiellement, le câble comprend au plus sept conducteurs rectilignes. Ce mode de réalisation particulier exclut les configurations pour lesquelles les conducteurs sont torsadés ou enroulés d'une quelconque façon que ce soit, les uns autour des autres.
  • Les câbles selon l'invention présentent l'avantage de posséder des propriétés éprouvées de non propagation de la flamme ou de l'incendie , tout en conservant des aptitudes à la flexibilité dans toutes les directions, leur permettant d'être facilement enroulés autour d'une bobine support, ou d'être manipulés avec aisance lors de leur implantation dans une installation. Ils ont de plus l'avantage d'être légers et peuvent donc être transportés en grande quantité, sans difficulté particulière. Ils présentent enfin l'avantage, d'être peut coûteux en raison de la faible épaisseur de l'enveloppe extérieure, ne nécessitant qu'une faible quantité de matériau.
  • On donne, ci-après, une description détaillée de deux modes de réalisation préférés d'un câble selon l'invention, en se référant aux figures 1A à 2B.
    • La figure 1A est une vue en coupe transversale d'un premier mode de réalisation préféré d'un câble selon l'invention,
    • La figure 1B est une vue en perspective d'une portion du câble de la figure 1A,
    • La figure 2A est une vue en coupe transversale d'un deuxième mode de réalisation préféré d'un câble selon l'invention,
    • La figure 2B est une vue en perspective d'une portion du câble de la figure 2A,
  • En se référant aux figures 1A et 1B, un premier mode de réalisation préféré d'un câble 1 selon l'invention, comprend trois conducteurs 2 en cuivre, entourés chacun par une couche individuelle 3 isolante. Cette couche isolante 3 est préférentiellement réalisée en polymère, et les trois conducteurs 2 sont placés dans le câble 1 , de sorte que chaque couche individuelle 3 soit au contact des autres couches individuelles 3. Autrement dit, les trois conducteurs 2 sont régulièrement répartis autour d'un cercle, en faisant entre eux un angle de 120°. Ces conducteurs 2 sont rectilignes et parallèles entre eux, et sont placés dans une gaine 4 extérieure commune, constituant la couche la plus externe du câble 1. Cette gaine extérieure 4 commune comprend une charge ignifugeante réalisée préférentiellement à partir d'un hydroxyde métallique, comme par exemple du trihydroxyde d'aluminium ou du dihydroxyde de magnésium. Cette gaine 4 enserre les trois conducteurs 2 en venant en appui contre leur couche isolante 3, ladite gaine 4 épousant étroitement la forme desdites couches 3 individuelles. De cette manière, en se référant à la figure 1A, la gaine extérieure du câble 1 présente trois protubérances arrondies 5 saillant radialement du câble 1, et situées à 120° l'une de l'autre, chacune desdites protubérances 5 correspondant à un conducteur 2 qui émerge latéralement du câble 1. Deux protubérances 5 consécutives sont séparées par une zone 6 arrondie en creux, correspondant à un interstice entre deux conducteurs 2, le sens d'incurvation de ladite zone 6 étant opposé au sens d'incurvation desdites protubérances 5, si bien que la circonférence du câble 1 a un profil sensiblement sinusoïdal. L'épaisseur de la gaine 4 extérieure commune, est constante au niveau de chaque protubérance 5 entourant un conducteur 2, ladite épaisseur augmentant au niveau des zones arrondies en creux 6, pour combler les interstices entre lesdits conducteurs 2. De cette manière, en se référant à la figure 1B, la gaine extérieure commune 4 du câble 1 est constituée alternativement par une pluralité de bosses 5 et de gorges 6 disposées en parallèle et s'étendant selon un axe longitudinal du câble 1. La partie centrale 7 du câble 1, qui est délimitée par les trois conducteurs 2, ménage un espace libre entre lesdits conducteurs 2.
  • En se référant aux figures 2A et 2B, un deuxième mode de réalisation préféré d'un câble 10 selon l'invention, se différencie du premier mode ci-avant décrit par le fait que les zones en creux 16 ne sont pas arrondies, mais se terminent par une arête 17, marquant une cassure nette du relief de ladite gaine 14 au niveau des interstices séparant les conducteurs 2. Ainsi, ces zones en creux 16 sont beaucoup plus marquées et permettent à la gaine extérieure commune d'avoir une épaisseur sensiblement constante tout autour du câble 10, aussi bien au niveau de chaque conducteur 2 qu'au niveau de chaque interstice entre deux conducteurs 2. Toutes les autres caractéristiques structurelles, dimensionnelles et géométriques sont conservées entre les deux modes de réalisation précédemment décrits. Ce deuxième mode de réalisation privilégie une gaine extérieure la plus légère possible, en ayant une épaisseur homogène tout autour de la circonférence du câble.

Claims (10)

  1. Câble (1,10) électrique comprenant au moins trois conducteurs (2) non alignés et une gaine extérieure commune (4,14) entourant lesdits conducteurs (2), caractérisé en ce que chaque conducteur (2) est en contact avec au moins deux autres conducteurs (2), et en ce que la gaine extérieure (4,14) épouse étroitement la forme des conducteurs (2) en présentant des bosses (5) et des gorges (6,16), ladite gaine (4,14) représentant la couche la plus externe dudit câble (1,10).
  2. Câble électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bosses (5) et les gorges (6,16) sont parallèles et s'étendent selon une direction longitudinale dudit câble (1,10), et ce que chaque bosse (5) correspond à un conducteur (2).
  3. Câble électrique selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il présente une section transversale constituée en alternance par des protubérances arrondies (5) correspondant aux bosses, et par des zones en retrait (6,16) matérialisant les gorges.
  4. Câble électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que les zones en retrait (6) de la gaine ont un profil arrondi.
  5. Câble électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que les zones en retrait (16) ont un profil en angle matérialisé par un fond en arête.
  6. Câble électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la gaine extérieure commune (4,14) possède une épaisseur constante autour des conducteurs (2).
  7. Câble électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque conducteur (2) est entouré par une couche isolante (3) individuelle.
  8. Câble électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la gaine extérieure commune (4,14) comprend une charge ignifugeante.
  9. Câble électrique selon la revendication 8, caractérisé en ce que la charge ignifugeante comprend un hydroxyde métallique.
  10. Câble électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend au plus sept conducteurs (2) rectilignes.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2654867A1 (fr) * 1989-11-23 1991-05-24 Fressynet Eric Cable electrique apte a assurer un service electrique minimum pendant un incendie meme directement soumis a une flamme.
US20080073105A1 (en) * 2006-09-21 2008-03-27 Clark William T Telecommunications cable
US20090133897A1 (en) * 2005-07-29 2009-05-28 Thierry Jorand Substantially flat fire-resistant safety cable

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