EP3721455B1 - Kabel mit brandschutzschicht - Google Patents

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Publication number
EP3721455B1
EP3721455B1 EP18814524.7A EP18814524A EP3721455B1 EP 3721455 B1 EP3721455 B1 EP 3721455B1 EP 18814524 A EP18814524 A EP 18814524A EP 3721455 B1 EP3721455 B1 EP 3721455B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
fire protection
cable
sheath
protection layer
Prior art date
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Active
Application number
EP18814524.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3721455A1 (de
Inventor
Afsaneh Nishaburi
Gero SCHRÖDER
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.)
Suedkabel GmbH
Original Assignee
Suedkabel GmbH
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102017129020.6A external-priority patent/DE102017129020A1/de
Application filed by Suedkabel GmbH filed Critical Suedkabel GmbH
Publication of EP3721455A1 publication Critical patent/EP3721455A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3721455B1 publication Critical patent/EP3721455B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • 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 cable according to the preamble of claim 1.
  • the DE 42 36 560 A1 shows a cable with a sheath with a corrugated layer and the US 2007/0102188 A1 shows a communication cable.
  • a cable in which a relatively thick jacket layer is surrounded by a thinner fire protection layer.
  • a cable in which a relatively thick fire protection layer with flame retardant behavior is surrounded by a thinner Termigon layer shows the EP 2 811 491 A1 .
  • cables that can be laid in the ground. These cables comprise a sheath which has a polyethylene jacket and a fire protection layer.
  • the polyethylene jacket encloses a cable core.
  • the polyethylene jacket and the fire protection layer are applied to the cable by coextrusion.
  • Cables with such a polyethylene jacket can be laid in the water and in the moist soil.
  • the polyethylene jacket has a relatively high wall thickness.
  • the fire protection layer is made relatively thin and has a wall thickness which corresponds to only a third to a quarter of the wall thickness of the polyethylene jacket.
  • the cable can be too bulky, too heavy and / or difficult to handle.
  • a film is provided lying radially inside the outer cable sheath, which serves as a vapor or liquid barrier, in particular as a water vapor barrier, and can act in an unfavorable manner relative to the outer cable sheath.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a cable for laying in the ground, in the air or in pipes, but also in buildings, which is as stable as possible against mechanical influences with a compact structure and yet shows the highest possible resistance in the event of fire.
  • the present invention achieves the aforementioned object by the features of claim 1.
  • an overlapping area of a film can have an unfavorable effect radially outwards on an outer cable sheath, so that it can break or tear.
  • a cable that has a jacket layer and an overlying fire protection layer can be significantly improved in terms of stability compared to a cable that has only one fire protection layer.
  • the wall thickness of a sheath layer which consists in particular of pure polyethylene, can be selected to be smaller than the wall thickness of the fire protection layer, even if on a sheath or an outer cable sheath during installation or also in the thermomechanical load cycle during operation.
  • the fire protection layer although it is more brittle than a layer made of pure polyethylene due to its filling with flame-retardant fillers, can nevertheless mechanically stabilize such a layer.
  • a relatively thin cladding layer in particular made of pure polyethylene, can, however, withstand these notch effects surprisingly well, even if it is thin and if the thin, inner cladding layer is surrounded by a relatively thick, outer fire protection layer.
  • the fire protection layer which is relatively brittle per se, can stabilize a thin cladding layer surprisingly well against notch effects.
  • the notch effect at the overlap area of the film is mitigated by a thin jacket layer over the film; at the same time, the jacket layer provides a suitable substructure for the fire protection layer applied over it in coextrusion with regard to the mechanical stability requirements.
  • the wall thickness of the jacket layer in a first section could be greater than the wall thickness of the fire protection layer and could be less in a second section.
  • the first section can then be laid in an open area, in particular in the ground, and the second section in an interior area, in particular in a building.
  • the cable is designed as a hybrid cable, which is suitable for several applications. Higher fire protection requirements in a building and lower fire protection requirements in the open air can thus be satisfied with a single cable.
  • the wall thickness of the cladding layer could be at most 45%, preferably at most 25%, particularly preferably at most 10% of the wall thickness of the fire protection layer.
  • a metallic foil could be provided as the foil lying radially inside the jacket layer and the fire protection layer.
  • the metallic foil could be purely metallic or comprise a metallically vapor-deposited or coated plastic carrier layer.
  • the film could also have an adhesive layer. The film serves as a water vapor barrier.
  • the foil could be designed as an aluminum foil. Aluminum is easy to process and light.
  • the overlap area of the said film could extend over an arc segment of 10 ° to 45 °.
  • the length of the arc segment depends on the manufacture of the cable.
  • a smooth metal jacket or a corrugated jacket could be provided as the metal jacket lying radially inside and beyond the jacket layer and the fire protection layer.
  • a metal jacket increases the stability of a cable.
  • Smooth or corrugated metal jackets can be made of lead, aluminum or other metallic materials, in particular sheet metal, with a smooth surface or in a corrugated design as a so-called corrugated jacket. In contrast to layered jackets, these designs are characterized by the fact that they have no overlapping area.
  • the metal jacket could be made of aluminum or lead. These two metals have proven particularly useful in practice.
  • a corrugated jacket is preferably made of aluminum. In general, however, a corrugated jacket could also be made from sheet metal.
  • the wall thickness of the jacket layer which consists in particular of pure polyethylene, could be in the range 0.3-1 mm. These wall thicknesses have proven to be advantageous in order to withstand notch effects and movements of a foil, in particular an aluminum foil.
  • the wall thickness of the fire protection layer could be in the range 0.5-5 mm. These wall thicknesses have proven to be advantageous in order to support a cladding layer against notch effects and movements of a film and at the same time to meet the fire protection requirements.
  • the jacket layer over the film or a metal jacket could be made of polyethylene or comprise polyethylene.
  • Polyethylene, High-density polyethylene (HDPE) in particular is particularly suitable for cables to be laid in the ground.
  • HDPE High-density polyethylene
  • the jacket layer could not have any fire-retardant and / or flame-retardant materials or fillers. This makes the jacket layer very stable, elastic and not brittle.
  • the jacket layer could be made of pure polyethylene. Polyethylene is well suited for underground cables.
  • a further thin, electrically conductive layer could optionally be provided lying radially outside the fire protection layer. In this way, damage or errors in the laying of the cable can be detected.
  • the wall thickness of this electrically conductive layer could be approx. 0.1-0.3 mm.
  • the cable described here could be used as a high-voltage cable and / or high-voltage cable for voltages in the range 1 kV to 500 kV for laying in the ground and / or at least in sections within buildings.
  • the cable is sufficiently mechanically stable and can withstand fires well.
  • the fire protection layer can be made of or have any suitable material.
  • the material is flame-retardant and / or generates as little smoke as possible in the event of a fire.
  • the material is halogen-free.
  • the material could comprise polyethylene and / or ethylene vinyl acetate in which about 20% -40% fillers are contained. Calcium carbonate, magnesium hydroxide or aluminum hydroxide can be present as fillers.
  • Fig. 1 shows a cable, namely an underground cable, for laying in the ground, in the air or in pipes, but also in buildings, comprising a cable core K and a sheath.
  • the sheath surrounds the cable core.
  • the sheath functions as an outer cable sheath.
  • the cable core includes the components that are identified with the reference numerals 1 to 5.
  • the cable further comprises windings 6, 8 and shield wires 7.
  • the cable includes a sheath.
  • the casing includes the components that are identified with the reference numerals 9 to 13.
  • the sheath surrounds the inner cable structure, which comprises the components with the reference numerals 1 to 8.
  • the shell has a film 9, a jacket layer 12 made of polyethylene (HDPE) and a flame-retardant and / or fire-retardant fire protection layer 13.
  • the jacket layer 12 and the fire protection layer 13 are coextruded. No additional adhesive is provided between the jacket layer 12 and the fire protection layer 13 in order to bond them together.
  • the wall thickness 12a of the jacket layer 12 made of polyethylene is less than the wall thickness 13a of the fire protection layer 13, the film 9 having an overlap area 11 being provided radially inside and beyond the jacket layer 12 made of polyethylene.
  • the film 9 has two ends 10 which overlap one another.
  • the film 9 is a separate component and is separate from the jacket layer 12 made of polyethylene.
  • the film 9 lies radially further inward than the jacket layer 12 and the fire protection layer 13.
  • Fig. 2a, Fig. 2b and Fig. 3 show an alternative cable, which in sections has the same structure as the cable according to FIG Fig. 1
  • the wall thickness 12a of the jacket layer 12 made of polyethylene in a first section A is greater than the wall thickness 13a of the fire protection layer 13.
  • the wall thickness 12a of the jacket layer 12 made of polyethylene is then less than the wall thickness 13a of the fire protection layer 13 .
  • the wall thickness ratios are continuously reversed in a transition section C.
  • the jacket layer 12 made of polyethylene and the fire protection layer 13 are coextruded.
  • Fig. 4 shows a further alternative cable, which in sections has the same structure as the cable according to FIG Fig. 1 having, wherein in a first section A only the cladding layer 12 is present and no fire protection layer. Both the jacket layer 12 and the fire protection layer 13 are present in a second section B.
  • the cable core K of the cables shown here can be constructed in the usual way. It can have conductors 1 made of copper or aluminum. A ladder can be round. A conductor can be stranded or formed in segments. In the specific case according to Fig. 1 , Fig. 2 and Fig. 5 the conductor 1 is shown round and stranded made of copper or aluminum. The conductor 1 is surrounded by insulation 4, preferably made of polyethylene. Furthermore, shielding wires 7 made of copper or aluminum can be provided to control short circuits. It is also conceivable that optical fibers are provided.
  • the in Fig. 1 , Figures 2a and 2b The overlap area 11 shown extends over an arc segment of 10 ° to 45 °.
  • a metallic foil is provided as the foil 9 lying radially inside and on the other side of the cladding layer 12.
  • the foil 9 is designed as an aluminum foil.
  • the wall thickness 12a of the jacket layer 12 made of polyethylene is 1 mm in Fig. 1 .
  • the wall thickness 13a of the fire protection layer 13 is 3 mm in Fig. 1 .
  • the jacket layer 12 is made of polyethylene.
  • the jacket layer 12 is made of high-density polyethylene (HDPE).
  • An electrically conductive layer can optionally be provided lying radially outside the fire protection layer 13. This layer can go through Applying a conductive material, in particular graphite, can be generated. In this case the graphite can be polished in.
  • the conductive layer can be extruded onto the fire protection layer by a further coextrusion of a conductive layer.
  • Fig. 5 shows another embodiment of a cable.
  • the wall thickness of the jacket layer 12 is less than the wall thickness of the fire protection layer 13, a metal jacket 7a being provided radially inside and beyond the jacket layer 12 and the fire protection layer 13.
  • the metal jacket 7a can be smooth or corrugated.
  • the metal jacket 7a can be made of aluminum or lead or sheet metal.
  • the wall thickness 12a of the jacket layer 12 can be smaller in sections or over the entire length of a cable than the wall thickness 13a of the fire protection layer 13.
  • the cables shown here are used as high-voltage cables and / or high-voltage cables for laying in the ground and / or at least in sections within buildings or outdoors or in pipes.

Landscapes

  • Insulated Conductors (AREA)
  • Laying Of Electric Cables Or Lines Outside (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kabel nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Die DE 42 36 560 A1 zeigt ein Kabel mit einem Mantel mit gewellter Lage und die US 2007/0102188 A1 zeigt ein Kommunikationskabel.
  • Aus der US 2010/0051315 A1 ist ein Kabel bekannt, bei dem eine relativ dicke Mantelschicht von einer dünneren Brandschutzschicht umgeben ist. Ein Kabel, bei dem eine relativ dicke Brandschutzschicht mit flammwidrigem Verhalten von einer dünneren Termigon-Schicht umgeben ist, zeigt die EP 2 811 491 A1 .
  • Aus der DE 101 31 569 A1 sind bereits Kabel bekannt, die im Erdreich verlegt werden können. Diese Kabel umfassen eine Hülle, die einen Polyethylenmantel und eine Brandschutzschicht aufweist. Der Polyethylenmantel umschließt einen Kabelkern. Der Polyethylenmantel und die Brandschutzschicht sind durch Koextrusion auf das Kabel aufgebracht.
  • Kabel mit einem solchen Polyethylenmantel können im Wasser und im feuchten Erdreich verlegt werden. Der Polyethylenmantel weist vor diesem Hintergrund eine relativ hohe Wanddicke auf.
  • Die Brandschutzschicht hingegen ist relativ dünn ausgebildet und weist eine Wanddicke auf, die nur einem Drittel bis einem Viertel der Wanddicke des Polyethylenmantels entspricht.
  • In der Praxis können jedoch Fälle auftreten, in denen eine relativ große Wanddicke einer Brandschutzschicht vorliegen soll oder gar ein Kabelaußenmantel ausschließlich aus flammhemmendem Material bestehen soll.
  • Grundsätzlich gilt: Je größer die Wanddicke der Brandschutzschicht ist, desto größer ist die Widerstandsfähigkeit eines Kabels gegenüber Bränden, und je größer die Dicke eines Polyethylenmantels ist, desto größer ist die mechanische Stabilität des Kabelaußenmantels, die bei der Verlegung des Kabels, aber auch im thermomechanischen Lastspiel während des Betriebs erforderlich ist.
  • Wenn man jedoch auf einen bereits relativ dicken Polyethylenmantel eine ebenfalls relativ dicke Brandschutzschicht aufträgt, kann das Kabel zu voluminös, zu schwer und/ oder nur noch schwer zu handhaben sein.
  • Zugleich bestehen aber auch relativ hohe Anforderungen an die Stabilität des Kabelaußenmantels, damit dieser intrinsischen mechanischen Belastungen, die vom konstruktiven Aufbau des Kabels herrühren, Stand hält.
  • Beispielsweise gibt es Konstruktionen, bei denen radial innerhalb des Kabelaußenmantels liegend eine Folie vorgesehen ist, welche als Dampf- oder Flüssigkeitssperre, insbesondere als Wasserdampfsperre, dient und relativ zum Kabelaußenmantel in ungünstiger Weise wirken kann.
  • Wenn die Folie einen Überlappungsbereich aufweist, können an diesem oder an einzelnen Stellen des Überlappungsbereichs bzw. insbesondere am Ende des Überlappungsbereichs Kerbwirkungen von innen nach radial außen auf den Kabelaußenmantel einwirken, so dass dieser brechen oder einreißen kann. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Kabel zur Verlegung im Erdreich, in Luft oder in Rohren, aber auch in Gebäuden, anzugeben, welches bei kompaktem Aufbau möglichst stabil gegen mechanische Einwirkungen ist und dennoch eine möglichst hohe Beständigkeit im Brandfall zeigt.
  • Die vorliegende Erfindung löst die zuvor genannte Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.
  • Zunächst ist erkannt worden, dass ein Überlappungsbereich einer Folie ungünstig nach radial außen auf einen Kabelaußenmantel einwirken kann, so dass dieser brechen oder einreißen kann.
  • Darauf ist erkannt worden, dass dies insbesondere bei Konstruktionen der Fall ist, bei denen der Kabelaußenmantel ausschließlich aus flammhemmendem Material besteht, wenn die Brandschutzanforderungen dies erfordern. Weiter ist erkannt worden, dass eben diese Kombination, bestehend aus einer Folie als Wasserdampfsperre und einer darüber liegenden reinen Brandschutzschicht, den mechanischen Anforderungen an das Kabel nicht oder nur eingeschränkt Stand hält.
  • Weiter ist erkannt worden, dass auch an ein Kabel mit einem Metallmantel, der eine glatte oder gewellte Oberfläche aufweisen kann, hohe mechanische Anforderungen gestellt werden. Ein Kabel, welches eine Mantelschicht und eine darüber liegende Brandschutzschicht aufweist, kann gegenüber einem Kabel, welches nur eine Brandschutzschicht aufweist, im Hinblick auf die Stabilität deutlich verbessert werden.
  • Erfindungsgemäß ist schließlich erkannt worden, dass die Wanddicke einer Mantelschicht, die insbesondere aus reinem Polyethylen besteht, kleiner gewählt werden kann als die Wanddicke der Brandschutzschicht, auch wenn auf eine Hülle bzw. einen Kabelaußenmantel bei der Verlegung oder auch im thermomechanischen Lastspiel während des Betriebs mechanische Belastungen einwirken.
  • Weiter ist erkannt worden, dass die Brandschutzschicht, obwohl diese aufgrund ihrer Befüllung mit flammhemmenden Füllstoffen brüchiger als eine Schicht aus reinem Polyethylen ist, dennoch eine solche Schicht mechanisch stabilisieren kann.
  • Insbesondere ist erkannt worden, dass eine Folie am Ende ihres Überlappungsbereichs Kerbwirkungen entfalten kann. Eine relativ dünne Mantelschicht, insbesondere aus reinem Polyethylen, kann aber diesen Kerbwirkungen überraschend gut Stand halten, auch wenn sie dünn ist, und wenn die dünne, innere Mantelschicht von einer relativ dicken, äußeren Brandschutzschicht umgeben ist. Die an sich relativ brüchige Brandschutzschicht kann eine dünne Mantelschicht überraschend gut gegen Kerbwirkungen stabilisieren.
  • Durch eine dünne Mantelschicht über der Folie wird die Kerbwirkung am Überlappungsbereich der Folie entschärft, gleichzeitig liefert die Mantelschicht einen geeigneten Unterbau für die darüber in Koextrusion aufgebrachte Brandschutzschicht hinsichtlich der mechanischen Stabilitätsanforderungen.
  • Gemäß einer Variante des Kabels könnte die Wanddicke der Mantelschicht in einem ersten Abschnitt größer sein als die Wanddicke der Brandschutzschicht und könnte in einem zweiten Abschnitt geringer sein. Der erste Abschnitt kann dann in einem Freibereich, insbesondere im Erdreich, verlegt werden, der zweite Abschnitt in einem Innenbereich, insbesondere in einem Gebäude.
  • Das Kabel ist insoweit als Hybridkabel ausgestaltet, welches für mehrere Anwendungen geeignet ist. Höhere Anforderungen an den Brandschutz in einem Gebäude und geringere Anforderungen an den Brandschutz im Freibereich können so durch ein einziges Kabel befriedigt werden.
  • In einem ersten Abschnitt könnte daher auch nur die Mantelschicht vorliegen, jedoch keine Brandschutzschicht vorgesehen sein, wobei in einem zweiten Abschnitt sowohl die Mantelschicht als auch die Brandschutzschicht vorgesehen sind. So kann teures Material für die Brandschutzschicht eingespart werden.
  • Vor diesem Hintergrund ist denkbar, dass die Abschnitte kontinuierlich ineinander übergehen, wobei sich die Wanddickenverhältnisse längs des Kabels kontinuierlich umkehren. Es ist auch eine sprunghafte Umkehrung denkbar. Ein Abschnitt der Umkehrung der Wanddickenverhältnisse und/ oder die anderen Abschnitte könnte bzw. könnten durch eine Markierung gekennzeichnet sein, so dass das Kabel korrekt verlegt wird.
  • Die Wanddicke der Mantelschicht könnte höchstens 45%, bevorzugt höchstens 25%, besonders bevorzugt höchstens 10% der Wanddicke der Brandschutzschicht betragen.
  • Als radial innerhalb der Mantelschicht und der Brandschutzschicht liegende Folie könnte eine metallische Folie vorgesehen sein. Die metallische Folie könnte rein metallisch sein oder eine metallisch bedampfte bzw. beschichtete Kunststoffträgerschicht umfassen. Die Folie könnte auch eine Klebeschicht aufweisen. Die Folie dient als Wasserdampfsperre.
  • Die Folie könnte als Aluminiumfolie ausgestaltet sein. Aluminium ist gut verarbeitbar und leicht.
  • Der Überlappungsbereich der genannten Folie könnte sich über ein Bogensegment von 10° bis 45° erstrecken. Die Länge des Bogensegments hängt von der Fertigung des Kabels ab.
  • Als radial innerhalb und jenseits der Mantelschicht und der Brandschutzschicht liegender Metallmantel könnte ein glatter Metallmantel oder ein Wellmantel vorgesehen sein. Durch einen Metallmantel wird die Stabilität eines Kabels erhöht. Glatte oder gewellte Metallmäntel können aus Blei, Aluminium oder sonstigen metallischen Materialien, insbesondere Blech, mit glatter Oberfläche oder in einer gewellten Ausführung als sogenannter Wellmantel hergestellt werden. Diese Ausführungen zeichnen sich im Gegensatz zu Schichtenmänteln dadurch aus, dass sie keinen Überlappungsbereich haben.
  • Der Metallmantel könnte aus Aluminium oder aus Blei gefertigt sein. Diese beiden Metalle haben sich in der Praxis besonders bewährt. Ein Wellmantel ist bevorzugt aus Aluminium gefertigt. Ganz allgemein könnte ein Wellmantel jedoch auch aus Blech gefertigt sein.
  • Die Wanddicke der Mantelschicht, die insbesondere aus reinem Polyethylen besteht, könnte im Bereich 0,3 - 1 mm liegen. Diese Wanddicken haben sich als vorteilhaft erwiesen, um Kerbwirkungen und Bewegungen einer Folie, insbesondere einer Aluminiumfolie, Stand zu halten.
  • Die Wanddicke der Brandschutzschicht könnte im Bereich 0,5 - 5 mm liegen. Diese Wanddicken haben sich als vorteilhaft erwiesen, um eine Mantelschicht gegen Kerbwirkungen und Bewegungen einer Folie zu unterstützen und gleichzeitig die Brandschutzanforderungen zu erfüllen.
  • Die Mantelschicht über der Folie oder einem Metallmantel könnte aus Polyethylen gefertigt sein oder Polyethylen aufweisen. Polyethylen, insbesondere hochdichtes Polyethylen (HDPE) ist besonders für im Erdreich zu verlegende Kabel geeignet.
  • Die Mantelschicht könnte keine brandhemmenden und/ oder flammhemmenden Materialien oder Füllstoffe aufweisen. Hierdurch ist die Mantelschicht sehr stabil, elastisch und nicht brüchig. Alternativ oder zusätzlich könnte die Mantelschicht aus reinem Polyethylen gefertigt sein. Polyethylen ist gut geeignet für im Erdreich zu verlegende Kabel.
  • Radial außerhalb der Brandschutzschicht liegend könnte optional eine weitere dünne, elektrisch leitfähige Schicht vorgesehen sein. Hierdurch können Beschädigungen oder Fehler bei der Verlegung des Kabels detektiert werden. Die Wanddicke dieser elektrisch leitfähigen Schicht könnte ca. 0,1 - 0,3 mm betragen.
  • Das hier beschriebene Kabel könnte als Starkstromkabel und/ oder Hochspannungskabel für Spannungen im Bereich 1 kV bis 500 kV zur Verlegung im Erdreich und/ oder zumindest abschnittsweise innerhalb von Gebäuden verwendet werden. Das Kabel ist ausreichend mechanisch stabil und hält Bränden gut Stand.
  • Die Brandschutzschicht kann aus jedem geeigneten Material gefertigt sein bzw. dieses aufweisen. Das Material ist flammhemmend und/ oder entwickelt im Brandfall möglichst wenig Rauch. Das Material ist halogenfrei. Das Material könnte Polyethylen und/ oder Ethylenvinylacetat aufweisen, in dem bzw. in denen etwa 20% - 40% Füllstoffe enthalten sind. Als Füllstoffe können Calciumcarbonat, Magnesiumhydroxid oder Aluminiumhydroxid vorliegen. Die oben beschriebene Mantelschicht ohne flammhemmende Füllstoffe, insbesondere aus reinem Polyethylen, weist bevorzugt einen dieser oder alle diese Füllstoffe nicht auf.
    • In der Zeichnung zeigen
    • Fig. 1
    eine schematische Schnittansicht eines Kabels, welches eine Folie mit einem Überlappungsbereich aufweist,
    Fig. 2a
    eine vergrößerte ausschnittsweise Ansicht eines weiteren Kabels, welches zwei Abschnitte aufweist, wobei ein Abschnitt gezeigt ist, in dem die Wanddicke der Mantelschicht geringer ist als die Wanddicke der Brandschutzschicht,
    Fig. 2b
    eine vergrößerte ausschnittsweise Ansicht eines weiteren Kabels, welches zwei Abschnitte aufweist, wobei ein Abschnitt gezeigt ist, in dem die Wanddicke der Mantelschicht größer ist als die Wanddicke der Brandschutzschicht,
    Fig. 3
    eine schematische Längsschnittansicht des Kabels gemäß Fig. 2a und Fig. 2b, bei welchem in zwei Abschnitten unterschiedliche Wanddickenverhältnisse der Mantelschicht und der Brandschutzschicht herrschen,
    Fig. 4
    eine schematische Längsschnittansicht eines weiteren Kabels, welches einen Abschnitt ohne Brandschutzschicht aufweist, und
    Fig. 5
    eine Schnittansicht eines weiteren Kabels, welches einen Metallmantel aufweist.
  • Fig. 1 zeigt ein Kabel, nämlich ein Erdkabel, zur Verlegung im Erdreich, in Luft oder in Rohren, aber auch in Gebäuden, umfassend einen Kabelkern K und eine Hülle. Die Hülle umgibt den Kabelkern. Die Hülle fungiert im konkreten Fall als Kabelaußenmantel.
  • Der Kabelkern umfasst im konkreten Fall die Komponenten, die mit den Bezugszeichen 1 bis 5 gekennzeichnet sind. Das Kabel umfasst des Weiteren Bewicklungen 6, 8 und Schirmdrähte 7.
  • Das Kabel umfasst eine Hülle. Im konkreten Fall umfasst die Hülle die Komponenten, die mit den Bezugszeichen 9 bis 13 gekennzeichnet sind. Die Hülle umgibt den inneren Kabelaufbau, der die Komponenten mit den Bezugszeichen 1 bis 8 umfasst.
  • Die Hülle weist eine Folie 9, eine Mantelschicht 12 aus Polyethylen (HDPE) und eine flammhemmende und/ oder brandhemmende Brandschutzschicht 13 auf. Die Mantelschicht 12 und die Brandschutzschicht 13 sind koextrudiert. Es ist kein zusätzlicher Klebstoff zwischen Mantelschicht 12 und Brandschutzschicht 13 vorgesehen, um diese stoffschlüssig zu verbinden.
  • Die Wanddicke 12a der Mantelschicht 12 aus Polyethylen ist geringer als die Wanddicke 13a der Brandschutzschicht 13, wobei radial innerhalb und jenseits der Mantelschicht 12 aus Polyethylen liegend die Folie 9 vorgesehen ist, welche einen Überlappungsbereich 11 aufweist. Die Folie 9 weist zwei Enden 10 auf, die einander überlappen. Die Folie 9 ist eine separate Komponente und liegt von der Mantelschicht 12 aus Polyethylen getrennt vor. Die Folie 9 liegt radial weiter innen als die Mantelschicht 12 und die Brandschutzschicht 13.
  • Fig. 2a, Fig. 2b und Fig. 3 zeigen ein alternatives Kabel, welches abschnittsweise den gleichen Aufbau wie das Kabel gemäß Fig. 1 aufweist, wobei jedoch die Wanddicke 12a der Mantelschicht 12 aus Polyethylen in einem ersten Abschnitt A größer ist als die Wanddicke 13a der Brandschutzschicht 13. In einem zweiten Abschnitt B ist die Wanddicke 12a der Mantelschicht 12 aus Polyethylen dann geringer als die Wanddicke 13a der Brandschutzschicht 13.
  • Die Wanddickenverhältnisse kehren sich in einem Übergangsabschnitt C kontinuierlich um. In allen Abschnitten A, B, C sind die Mantelschicht 12 aus Polyethylen und die Brandschutzschicht 13 koextrudiert.
  • Fig. 4 zeigt ein weiteres alternatives Kabel, welches abschnittsweise den gleichen Aufbau wie das Kabel gemäß Fig. 1 aufweist, wobei in einem ersten Abschnitt A nur die Mantelschicht 12 vorliegt und keine Brandschutzschicht. In einem zweiten Abschnitt B liegen sowohl die Mantelschicht 12 als auch die Brandschutzschicht 13 vor.
  • Der Kabelkern K der hier gezeigten Kabel kann in üblicher Weise aufgebaut sein. Er kann Leiter 1 aus Kupfer- oder Aluminium aufweisen. Ein Leiter kann rund sein. Ein Leiter kann mehrdrähtig oder in Segmenten ausgebildet sein. Im konkreten Fall gemäß Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 5 ist der Leiter 1 rund und mehrdrähtig aus Kupfer- oder Aluminium gezeigt. Der Leiter 1 ist von einer Isolierung 4, bevorzugt aus Polyethylen, umgeben. Es können des Weiteren Schirmdrähte 7 aus Kupfer oder Aluminium zur Kurzschlussbeherrschung vorgesehen sein. Denkbar ist auch, dass optische Fasern vorgesehen sind.
  • Der in Fig. 1, Fig. 2a und Fig. 2b dargestellte Überlappungsbereich 11 erstreckt sich über ein Bogensegment von 10° bis 45°. Als radial innerhalb und jenseits der Mantelschicht 12 liegende Folie 9 ist eine metallische Folie vorgesehen. Die Folie 9 ist als Aluminiumfolie ausgestaltet.
  • Die Wanddicke 12a der Mantelschicht 12 aus Polyethylen beträgt 1 mm in Fig. 1. Die Wanddicke 13a der Brandschutzschicht 13 beträgt 3 mm in Fig. 1. Die Mantelschicht 12 ist aus Polyethylen gefertigt. Konkret ist die Mantelschicht 12 aus hochdichtem Polyethylen (HDPE) gefertigt.
  • Radial außerhalb der Brandschutzschicht 13 liegend kann optional eine elektrisch leitfähige Schicht vorgesehen sein. Diese Schicht kann durch Aufbringen eines leitfähigen Materials, insbesondere Graphit, erzeugt werden. In diesem Fall kann das Graphit einpoliert werden. Durch eine weitere Koextrusion einer leitfähigen Schicht auf die Brandschutzschicht kann die leitfähige Schicht aufextrudiert werden.
  • Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Kabels.
  • Bei diesem Kabel ist die Wanddicke der Mantelschicht 12 geringer als die Wanddicke der Brandschutzschicht 13, wobei radial innerhalb und jenseits der Mantelschicht 12 und der Brandschutzschicht 13 liegend ein Metallmantel 7a vorgesehen ist. Der Metallmantel 7a kann glatt oder gewellt sein. Der Metallmantel 7a kann aus Aluminium oder Blei oder Blech gefertigt sein.
  • Die Wanddicke 12a der Mantelschicht 12 kann abschnittsweise oder auch über die gesamte Länge eines Kabels geringer sein als die Wanddicke 13a der Brandschutzschicht 13.
  • Die hier gezeigten Kabel werden als Starkstromkabel und/ oder Hochspannungskabel zur Verlegung im Erdreich und/ oder zumindest abschnittsweise innerhalb von Gebäuden oder im Freien oder in Rohren verwendet.
    • Bezugszeichen
    • 1
    Leiter
    2
    Bewicklung
    3
    innere Leitschicht
    4
    Isolierung
    5
    äußere Leitschicht
    6
    Bewicklung
    7
    Schirmdrähte
    7a
    Metallmantel
    8
    Bewicklung
    9
    Folie
    10
    Ende von 9
    11
    Überlappungsbereich von 9
    12
    Mantelschicht
    12a
    Wanddicke von 12
    13
    Brandschutzschicht
    13a
    Wanddicke von 13

Claims (15)

  1. Kabel zur Verlegung im Erdreich, in Luft, in Rohren oder Gebäuden, umfassend einen Kabelkern (K) und eine Hülle, welche den Kabelkern (K) umgibt, wobei die Hülle eine Mantelschicht (12) und eine flammhemmende und/ oder brandhemmende Brandschutzschicht (13) aufweist und wobei die Mantelschicht (12) und die Brandschutzschicht (13) koextrudiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Wanddicke (12a) der Mantelschicht (12) zumindest abschnittsweise geringer ist als die Wanddicke (13a) der Brandschutzschicht (13), welche die Mantelschicht (12) umgibt, wobei radial innerhalb und jenseits der Mantelschicht (12) und der Brandschutzschicht (13) liegend eine Folie (9) vorgesehen ist, welche einen Überlappungsbereich (11) aufweist, wobei die Mantelschicht (12) über der Folie (9) liegt, oder wobei radial innerhalb und jenseits der Mantelschicht (12) und der Brandschutzschicht (13) liegend ein Metallmantel (7a) vorgesehen ist, wobei die Mantelschicht (12) über dem Metallmantel (7a) liegt.
  2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wanddicke (12a) der Mantelschicht (12) in einem ersten Abschnitt (A) größer ist als die Wanddicke (13a) der Brandschutzschicht (13) und in einem zweiten Abschnitt (B) geringer.
  3. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Abschnitt (A) nur die Mantelschicht (12) vorliegt, jedoch keine Brandschutzschicht (13) vorgesehen ist, wobei in einem zweiten Abschnitt (B) sowohl die Mantelschicht (12) als auch die Brandschutzschicht (13) vorgesehen sind.
  4. Kabel nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wanddicke (12a) der Mantelschicht (12) höchstens 45%, bevorzugt höchstens 25%, besonders bevorzugt höchstens 10% der Wanddicke (13a) der Brandschutzschicht (13) beträgt.
  5. Kabel nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als radial innerhalb und jenseits der Mantelschicht (12) und der Brandschutzschicht (13) liegende Folie (9) eine metallische Folie vorgesehen ist.
  6. Kabel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (9) als Aluminiumfolie ausgestaltet ist.
  7. Kabel nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Überlappungsbereich (11) der Folie (9) sich über ein Bogensegment von 10° bis 45° erstreckt.
  8. Kabel nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als radial innerhalb und jenseits der Mantelschicht (12) und der Brandschutzschicht (13) liegender Metallmantel (7a) ein glatter Metallmantel oder ein Wellmantel vorgesehen ist.
  9. Kabel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallmantel (7a) aus Aluminium oder aus Blei gefertigt ist.
  10. Kabel nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wanddicke (12a) der Mantelschicht (12) im Bereich 0,3 - 1 mm liegt.
  11. Kabel nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wanddicke (13a) der Brandschutzschicht (13) im Bereich 0,5 - 5 mm liegt.
  12. Kabel nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelschicht (12) aus Polyethylen gefertigt ist oder Polyethylen aufweist.
  13. Kabel nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelschicht (12) keine brandhemmenden und/ oder flammhemmenden Materialien aufweist und/ oder aus reinem Polyethylen gefertigt ist.
  14. Kabel nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass radial außerhalb der Brandschutzschicht (13) liegend eine elektrisch leitfähige Schicht vorgesehen ist.
  15. Verwendung eines Kabels nach einem der voranstehenden Ansprüche, als Starkstromkabel und/ oder Hochspannungskabel zur Verlegung im Erdreich und/ oder zumindest abschnittsweise innerhalb von Gebäuden.
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