HU205674B

HU205674B - Increased incorruptible plastic-insulated cable

Info

Publication number: HU205674B
Application number: HU894569A
Authority: HU
Inventors: Mihaly Laczko; Laszlo Dekany; Gyoergy Kardos; Ferenc Krausz
Original assignee: Magyar Kabel Muevek
Priority date: 1989-09-05
Filing date: 1989-09-05
Publication date: 1992-05-28
Also published as: HUT52631A

Abstract

A találmány tárgya fokozott ellenálló képességű műanyag szigetelésű kábel, amelyben műanyagból, különösen polietilénből álló burkolat (9) alatt műanyag szigeteléssel (3) körbevett egy vagy több vezető (1) körül, a vezetőt (1) külső behatásoktól óvó, víz hatására térfogatát növelő anyagból álló duzzadó szalagot (5) és legalább részben fémes anyagú árnyékolást tar- talmazó védő szerkezet van kiképezve. Lényege, hogy az árnyékolás a duzzadó szalaggal (5) érintkezésben tartott, túlfedéssel (7) feltekercselt és a túlfedésnél (7) érintkező felületek között bevitt ragasztóval vízzáró csővé alakított rézszalaggal (6), valamint a burkolat (9) és a rézszalag (6) között elrendezett, tekercseléssel felvitt lekötőelemmel (A) van kialakítva. l.ábra HU 205 674 B A leírás terjedelme: 8 oldal (ezen belül 1 lap ábra)FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a reinforced plastic insulating cable in which a wrapper (9) made of plastic, in particular polyethylene, surrounded by plastic insulation (3) around one or more conductors (1), protecting the conductor (1) from external influences, increasing the volume of water by water. a protective swelling band (5) and at least partially a metallic shielding structure are provided. The essence is that the shielding is made of a copper strip (6) and an envelope (9) and a copper tape (6), which are held in contact with the swelling tape (5), which is overlapped (7) and brought into contact with the surfaces overlapping (7). formed by a coiled-up fastener (A) arranged between the two. Figure 205 EN 205 674 B Scope of the description: 8 pages (including 1 sheet)

Description

A találmány tárgya fokozott ellenáló képességű műanyag szigetelésű kábel, amelyben műanyagból, különösen polietilénből álló burkolat alatt műanyag szigeteléssel körbevett egy vagy több vezető körül elrendezve, a vezetőt külső behatásoktól óvó, víz hatására térfogatát növelő anyagból álló duzzadó szalag és legalább részben fémes anyagú árnyékolás van. A találmány szerinti kábel mind a vezető(k), mind a köpeny irányából vízzáró, elektromágneses, mechanikai és termikus behatásokkal szemben ellenálló.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a high resistance plastic insulated cable comprising a plastic barrier wrapped around one or more conductors under a plastic, particularly polyethylene, casing, a swelling strip made of water-expanding material to protect the conductor from external influences and at least partially metallic shielding. The cable according to the invention is waterproof, electromagnetic, mechanical and thermal resistant from both the conductor (s) and the jacket.

A műanyag szigetelésű kábelekkel az elmúlt évtizedekben szerzett tapasztalatok azt mutatják, hogy a kábel megkívánt legalább négy évtizedes hiba nélküli üzemelésének alapvető feltétele az, hogy a kábel szigeteléséhez ne juthasson el víz, és így ne jöhessen létre a szigetelés villamos tulajdonságainak fokozatos romlása, ami erősáramú kábelek esetében a szigetelés villamos átütéséhez, vasúti állítómű- és távközlőkábelek esetében az átviteli paraméterek olyan mértékű romlásához vezet, ami a jelzést, mérést, működtetést, átvitelt lehetetlenné teszi. Ennek érdekében a kábeleket kereszt- és hosszirányban vízzáróvá kell tenni. A keresztirányú vízzárás azt jelenti, hogy sem a kábel vezetője, sem a kábel köpenye irányából nem juthat víz a kábel szigeteléséhez. A hosszirányú vízzárás azt jelenti, hogy ha valamilyen okból kifolyólag, például a kábel köpenyének meghibásodása következtében víz jut a kábelbe, az a meghibásodás helyétől a kábel hosszirányában ne vándoroljon el. Ez elsősorban azért lényeges, hogy közép- és nagyfeszültségű kábeleknél a bekerülő víz hatása következtében a szigetelés hosszabb szakasza ne károsodjék, vasúti állítómű- és távközlőkábel esetében pedig lehetővé váljék a hibahely méréssel való meghatározása. A kereszt- és hosszirányban vízzáró kábelek gyártása technikailag megoldottnak tekinthető, ezek a megoldások azonban egyrészről nem biztosítják a kábel elektromágneses, mechanikai és esetenként termikus védelmét, illetve nagyfeszültségű kábelek esetében nem valósítják meg a közelben fekvő vasúti állítómű- és távközlőkábeleknek a nagyfeszültségű kábel elektromágneses behatásától való védelmét, másrészről a vízzárás az önköltség jelentékeny növekedését okozza. A köpeny irányából vízzáró szerkezet legismertebb és általánosan elterjedt kivitelét például dr. Kardos György, dr. Laczkó Mihály és Ritecz József cikke ismerteti (Nagyfeszültségű műanyag kábelekkel szemben támasztott fokozott követelmények, Elektrotechnika, 76/1983/12, 429-432). A keresztirányú vízzárást műanyaggal bevont 0,2 mm vastag, csővé alakított alumínium valósítja meg, ami fölé polietilén köpenyt extrudálnak. Az extrudáláskor fellépő hőhatásra egyrészről a túlfedéssel felvitt alumíniumszalagon lévő műanyag a túlfedés mentén kellően vízzáró varratot alkot, másrészről az alumíniumszalagot a polietilén köpenyhez ragasztja. Ez az ún. rétegelt köpenyszerkezet a német távközlőkábel gyártásában a VDE 0816 előírás szerint már régóta használatos. Az alumíniumból alakított cső nem alkalmas zárlati áramok vezetésére, hanem e célra a középfeszültségű kábelekre vonatkozó VDE 0273 előírás szerinti, rézhuzalokból és rézszalag(ok)ból álló árnyékolás szolgál. Éppen e miatt ezen kábelek hosszirányú vízzárása csak úgy oldható meg, hogy az árnyékolás alá elektromosan vezető krepp-papírból és nedvesség hatására duzzadó szalagból vagy porból álló pámázás kerül, ami elektromosan vezető kapcsolatot létesít az alatta lévő extrudált szigetelésámyékolás és a felette lévő rézhuzalokból és azokat lekötő rézszalag(ok)ból álló árnyékolás között. A rézhuzalokból és rézszalag(ok)ból álló árnyékolás fölé képlékeny állapotban maradó, gumikeverékből álló belső köpenyt extrudálnak, ami a rézhuzalokból és rézszalag(ok)ból álló árnyékolás huzalai között lévő hézagokat kitölti, és ezzel a kábel hosszirányú vízzárását megvalósítja. Ennek a megoldásnak hátránya a megnövekedett kábelátmérő és anyagtartalom, a bonyolultabb gyártási eljárás, és mindezek eredményeképpen a nagyobb önköltség. Ezen túlmenően jelentős hátránya az, hogy mivel csak egyerű kivitelben készül, nagyfeszültségű kábelek esetében fokozott mértékben jelentkezik a környező távközlő berendezésekre irányuló elektromágneses zavaró hatás. Ez a kábel ugyan villamos szempontból lezártnak tekinthető, azonban mágneses szempontból nyitott, vagyis a kábel által létesített elektromágneses tér nincs a kábelre korlátozva, hanem - különösen zárlati áramok esetén - a környezetbe kilépve az ott lévő távközlő berendezésekben zavart okozhat. Szakszerűen kifejezve nem kellőképpen kicsi a kábel redukciós (védő) tényezője, aminek káros következménye egyre inkább előtérbe kerül, mint erre például Börcsök Dezső cikke utal (A városi villamosenergia ellátás feladatai és a jövő irányai, Villamosság, 36/1988/9, 261-262). Az ismert felépítéssel jellemzett kábelek mechanikai szempontból sem kellően védettek. Amennyiben ugyanis a kábel polietilén köpenye megsérül, az esetben szükségszerűen bekövetkezik az alatta lévő alumíniumszalag korróziója, ami megszűnteti a kábel keresztirányú vízzárását. Termikus szempontból sem előnyös ez a kábel, mivel a gumikeverékből álló belső köpeny növeli a kábel hőellenállását, és ezzel csökkenti a terhelhetőséget.Experience with plastic insulated cables in recent decades has shown that the basic condition for the correct operation of the cable for at least four decades is that the insulation of the cable does not allow water to escape and thus gradually reduce the electrical properties of the insulation. in the case of electric cables, the electrical parameters of the insulators, in the case of railway control gear and telecommunication cables, lead to a deterioration of the transmission parameters, which makes signaling, measurement, operation, transmission impossible. For this purpose, the cables must be made watertight crosswise and longitudinally. Transverse waterproofing means that no water can enter the cable insulation from either the conductor of the cable or the cable sheath. Longitudinal waterproofing means that if for some reason water enters the cable due to, for example, failure of the cable jacket, it should not migrate from the point of failure in the longitudinal direction of the cable. This is primarily to ensure that medium and high voltage cables do not damage the insulation over a longer period of time due to the presence of water and, in the case of rail control and telecommunication cables, to determine fault location. The manufacture of cross and longitudinal watertight cables is considered technically feasible, but these solutions do not, on the one hand, provide electromagnetic, mechanical and occasionally thermal protection of the cable or, in the case of high voltage cables, water protection, on the other hand, causes a significant increase in cost. The most well-known and widespread design of the watertight structure of the jacket is, for example, dr. György Kardos, dr. Mihály Laczkó and József Ritecz (Enhanced Requirements for High Voltage Plastic Cables, Electrical Engineering, 76/1983/12, 429-432). The transverse waterproofing is accomplished by a plastic coated 0.2mm thick tubular aluminum extruded over a polyethylene jacket. On the one hand, the plastic on the overlapped aluminum strip forms a sufficiently watertight seam along the overlap, and on the other hand, the aluminum strip is bonded to the polyethylene jacket for the extrusion heat effect. This is the so-called. laminated casing structure has long been used in the manufacture of German telecommunications cables according to VDE 0816. The aluminum tube is not suitable for conducting short-circuit currents, but for shielding of copper wires and copper strip (s) according to VDE 0273 for medium voltage cables. For this reason, the longitudinal waterproofing of these cables can only be achieved by shielding the electrically conductive crepe paper and moisture swelling strip or powder under the shield, which provides an electrically conductive connection between the extruded insulation shield below and the copper wires above it. between shielding consisting of copper strip (s). Over the shielding of the copper wires and the copper strip (s), an inner sheath of rubber compound, which remains in a plastic state, is extruded which fills the gaps between the wires of the copper wire and copper strip (s), thereby providing longitudinal waterproofing of the cable. The disadvantages of this solution are the increased cable diameter and material content, the more complicated manufacturing process and, as a result, the higher cost. In addition, a major disadvantage is that, because of its simple design, high-voltage cables are subject to increased levels of electromagnetic interference in the surrounding telecommunications equipment. Although this cable may be considered electrically sealed, it is not magnetically open, i.e. the electromagnetic field created by the cable is not limited to the cable, but may cause interference in the telecommunications equipment, especially in the case of short-circuit currents. Professionally, the reduction (shielding) factor of the cable is not small enough, and its detrimental consequences are becoming more and more prominent, for example, in the article by Dezső Börcsök ). The cables of known construction are not sufficiently mechanically protected. If the polyethylene sheath of the cable is damaged, the aluminum strip underneath it will inevitably be corroded, which will eliminate the transverse waterproofing of the cable. This cable is not thermally advantageous either, since the inner sheath of rubber compound increases the cable's thermal resistance and thus reduces the load capacity.

A köpeny irányából vízzáró szerkezet másik ismert kivitelét a francia villamos művek HN33-S-23 előírása írja le. Ezekben a kábelekben vinillakkal bevont, hosszirányban túlfedéssel felvitt 0,2 mm vastag alumíniumszalag, valamint a túlfedésbe bevitt ragasztó anyag eredményezi a kielégítő keresztirányú vízzárást. A vinillakk bevonat az alumíniumszalag fölé extrudált PVC-köpenyhez való ragadást szolgálja. A PVC-köpeny az alumíniumszalag, ezen túl az egész kábel mechanikai behatások és korrózió ellen való védelmére szolgál. Ebben a kábelben a szigetelésámyékolást hosszanti irányban apró árkokkal exturálják, amelyek víz hatására duzzadó nedvszívó por befogadására szolgálnak. Ez a nedvszívó poiréteg akadályozza meg a köpeny és az alumíniumszalag meghibásodása esetén a kábelbejutó víz hosszirányban való terjedését. Ennek a megoldásnak hátránya az, hogy a 0,2 mm vastag alumíniumszalagból kialakított cső és a felette lévő PVCköpeny nem nyújt megfelelő mechanikai védelmet, továbbá az alumíniumcső önmagában nem elégséges aAnother known embodiment of a watertight structure from the jacket direction is described in the specification of French electrical works HN33-S-23. In these cables, a 0.2 mm thick aluminum strip covered with vinyl varnish and longitudinally overlapped, as well as an overlapping adhesive, provides satisfactory transverse waterproofing. The vinyl varnish coating is designed to adhere to an extruded PVC jacket over an aluminum strip. The PVC jacket is used to protect the aluminum strip and the entire cable from mechanical stress and corrosion. In this cable, the insulating sheath is extensively extended in the longitudinal direction by tiny trenches to receive water-swellable absorbent dust. This absorbent polyurethane layer prevents longitudinal passage of cable entry water in the event of a failure of the jacket and aluminum tape. The disadvantage of this solution is that the 0.2 mm thick aluminum tube and the PVC jacket above do not provide adequate mechanical protection and the aluminum tube alone is not sufficient

HU 205 674 Β zárlati áramok vezetésére, ezért a három fázis kábeleit ólomköpennyel burkolt alumíniumsodrat köré sodorják, ami a zárlati áramok vezetésére van méretezve. Ez a szerkezet költséges, és ezen túlmenően a keresztirányú vízzárás csak korlátozott mértékben valósul meg, mivel a PVC-köpeny sérülése esetén az alatta lévő alumíniumszalag korrózió következtében elveszti folytonosságát, és a kábel a keresztirányú vízzárását. Ugyanezen okból kifolyólag nem kielégítő e kábel mechanikai behatásokkal szembeni ellenállása. Az elektromágneses tér ez esetben sincs a kábelre korlátozva, bár az ólomköpennyel burkolt alumíniumsodrat jelenléte valamelyest javítja a kábel redukciós tényezőjét.EN 205 674 Β for conducting short-circuit currents, the three-phase cables are wrapped around aluminum sheathed with lead sheath, which is dimensioned for conducting short-circuit currents. This structure is costly and, in addition, the transverse water sealing is limited, since in the event of damage to the PVC jacket, the aluminum strip underneath loses its continuity due to corrosion and the cable transverse waterproofing. For the same reason, the resistance of this cable to mechanical stress is unsatisfactory. In this case, the electromagnetic field is not limited to the cable, although the presence of aluminum-sheathed lead sheath slightly improves the cable's reduction factor.

Kereszt- és hosszirányban vízzáró az a japán kábel (lásd Furusawa, H., Uematsu, T., Ishihara, K., Mizuno, M. és Hane, Y. cikkét: Water Impervious URD Cable Having Lead Foil On Conductor And On Core, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. PWRD-1, No. 1, January 1986.), amelyben az extrudált szigetelésámyékolás és az elektromosan vezető szalagozás között két oldalán villamosán vezető műanyag hártyával bevont, összesen 0,25 mm vastag ólomszalag helyezkedik el. Ennek előnye az alumíniumszalaggal szemben a jó korrózióállóság. A villamosán vezető szalagozás felett rézhuzalokból álló árnyékolás helyezkedik el. Ennek hosszirányú vízzárását a ráextrudált polietilén köpeny valósítja meg, amely az extrudálás során olvadt állapotban kitölti az árnyékolást alkotó rézhuzalok közötti tereket. Ennek a kábelnek hátránya, hogy az elektromágneses tér szempontjából nyitott, és ezért nagyfeszültségű kábelként korlátozottan alkalmazható. Az igen jó tulajdonságokkal bíró, két oldalán villamosán vezető műanyag hártyával bevont ólomszalag egyrészről költséges szerkezeti elem, másrészről nem vesz részt a zárlati áramok vezetésében, és így mint többletszerkezeti elem az önköltség növekedését eredményezi.Cross and longitudinally watertight is the Japanese cable (see Furusawa, H., Uematsu, T., Ishihara, K., Mizuno, M., and Hane, Y.): Water Impervious URD Cable Having Lead Foil On Conductor And On Core, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. PWRD-1, No. 1, January 1986), in which a 0.25 mm thick lead strip is applied on both sides between the extruded insulation sheath and the electrically conductive tape. This has the advantage of good corrosion resistance over aluminum tape. Above the electrically conductive tape is a shield consisting of copper wires. Its longitudinal waterproofing is accomplished by an extruded polyethylene jacket which fills the spaces between the copper wires forming the shield during the extrusion in the molten state. The disadvantage of this cable is that it is open to the electromagnetic field and is therefore of limited use as a high voltage cable. The lead tape, which has very good properties and is electrically conductive on both sides, is a costly structural element, on the one hand, and does not participate in conducting short-circuit currents and, as an additional structural element, increases its cost price.

Távközlőkábelek esetében a keresztirányú vízzárást általában a VDE 0816 német szabvány előírásainak megfelelő módon az ún. rétegelt köpenyszerkezettel oldják meg. Ebben két oldalán műanyaggal bevont, 0,15-0,20 mm vastag alumíniumszalagot alakítanak csővé, amelyre polietilén köpenyt extrudálnak. A hosszirányú vízzárást általában - ismert módon - vazelinszerű anyagnak a kábel szerkezetébe való bevitelével valósítják meg. Ennek a megoldásnak hátránya, hogy a rétegelt köpenyszerkezet elektromágneses és mechanikai behatásokkal szemben igen csekély védelmet nyújt, vagyis e célból szükség esetén külön védelmet kell megvalósítani. Az elektromágneses védelem javítása céljából a köpenyszerkezet elektromos ellenállásának csökkentése érdekében csupasz réz- vagy alumíniumhuzalokat sodornak a szigetelt erek sodrata fölé. A redukciós tényező további javítása szükségessé teheti acélszalag- vagy acélhuzal páncélozás felvitelét is, ami a kábel mechanikai behatásokkal szembeni ellenállását szintén fokozza. Ez esetben ugyancsak hátrányos, hogy a kábel elektromágneses és mechanikai behatásokkal szembeni fokozott védelme csak többletszerkezeti elemek beépítésével, vagyis többletanyag- és munkaidő-ráfordítással, nagyobb önköltséggel valósítható meg.In the case of telecommunication cables, the transverse waterproofing is usually carried out in accordance with the requirements of the German standard VDE 0816, the so-called waterproofing. laminated jacket structure. On these two sides, a plastic-coated aluminum strip of 0.15-0.20 mm is formed into a tube onto which a polyethylene jacket is extruded. Longitudinal waterproofing is generally accomplished by known means introducing vaseline-like material into the cable structure. The disadvantage of this solution is that the laminated casing structure provides very little protection against electromagnetic and mechanical effects, so that special protection must be provided if necessary. In order to improve the electromagnetic protection, bare copper or aluminum wires are wound over the strand of insulated cores to reduce the electrical resistance of the jacket structure. Further improvement of the reduction factor may also require the application of steel band or steel wire armor, which also increases the mechanical resistance of the cable. In this case, it is also disadvantageous that the increased protection of the cable against electromagnetic and mechanical influences can be achieved only by the installation of additional structural elements, i.e., by the additional expense of materials and labor, at a higher cost.

A találmány feladata olyan egyszerű felépítésű, gazdaságosan gyártható kábel kidolgozása, amelynek védőszerkezete a fokozott kereszt- és hosszirányú vízzárás mellett megfelelő szintű elektromágneses zavarvédelmet biztosít, így a javasolt védőszerkezettel ellátott kábel felhasználható mind a közép- és nagyfeszültségű energiatovábbításban, mind pedig távközlő rendszerekben, illetve vasúti hírközlési és szabályozási hálózatokban. A feladat továbbá a védőszerkezet olyan kiképzése, amellyel a termikus behatások káros hatásai ugyancsak nagy hatékonysággal védhetők ki.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a simple, economically fabricated cable with an adequate level of electromagnetic interference protection along with increased transverse and longitudinal waterproofing so that the proposed shielded cable can be used in medium and high voltage power, telecommunications and rail systems. communications and regulatory networks. It is also a task to provide a protective structure that can also protect against the harmful effects of thermal effects.

A találmány alapja az a felismerés, hogy a védőszerkezetet a víz hatására duzzadó anyagból készült szalagok mellett alkalmazott vízzáró rézcsővel és az utóbbi felületével érintkező, fémes szalagot tartalmazó lekötőelemmel kell létrehozni, ahol a lekötőelem és a felületével érintkező fémesen vezető szalag(ok) árnyékolást alkotnak.The present invention is based on the discovery that the protective structure is formed by a water barrier copper tube used in addition to tapers made of water-swellable material and by a metallic strip fastener contacting the latter surface, whereby the fastener and its metallic conductive strip (s) form shielding.

A kitűzött feladat megoldására olyan fokozott ellenálló képességű műanyag szigetelésű kábelt dolgoztunk ki, amelyben műanyagból, különösen polietilénből álló burkolat alatt műanyag szigeteléssel körbevett egy vagy több vezető körül, a vezetőt külső behatásoktól óvó, víz hatására térfogatát növelő anyagból álló duzzadó szalagot, valamint legalább részben fémes anyagú árnyékolást tartalmazó védőszerkezet van kiképezve és a találmány szerint az árnyékolás a duzzadó szalaggal érintkezésben tartott, túlfedéssel feltekercselt és a túlfedésnél érintkező felületek között bevitt ragasztóval vízzáró csővé alakított, előnyösen legalább 0,1 mm vastag rézszalaggal, valamint a burkolat és a rézszalag között elrendezett, legalább egy tekercselt fémszalagból kiképzett lekötőelemmel van kialakítva. Az árnyékolás hatásosságát azIn order to solve this problem, we have developed a resilient plastic insulated cable in which, under a sheath made of plastic, especially polyethylene, there is a plastic insulating wrap around one or more conductors, a conductive expansion material which protects the conductor from external influences and water at least partially. a protective structure comprising a shielding material is formed and according to the invention, the shielding is formed by an overlapping coil which is in contact with the swelling tape and is wrapped with an adhesive applied between the overlapping surfaces with a copper bar, preferably at least 0.1 mm comprising at least one fastener made of a coiled metal band. The effectiveness of shielding is

RR

- ^Γ VR² + (cúL)² redukciós tényező mutatja, ahol R az árnyékolás elektromos ellenállása, L az árnyékolás és a föld által alkotott áramkör induktivitása, míg ω a továbbított váltakozó feszültségű áram körfrekvenciája,- ^Γ ² + VR (Cul) ² shows the reduction factor where R is the electrical resistance of the shield, L formed by the shield and ground circuit inductance, and ω the angular frequency AC power transmitted,

A találmány szerinti kábel elektromágneses védőhatás szempontjából igen előnyös kiviteli alakjában a lekötőelem két, egymással párhuzamosan feltekercselt, célszerűen legalább 0,1 mm vastag réz lekötőszalaggal van kiképezve, ahol a rézszalag és a két lekötőszalag vastagsága olyan, hogy a redukciós tényező értéke legfeljebb 0,3.In a highly advantageous embodiment of the cable according to the invention, the fastener is provided with two parallel copper wires, preferably at least 0.1 mm thick, of which the copper and the two fastener tapes have a thickness such that .

A találmány szerinti kábelben a zárlati áramok káros termikus hatása előnyösen tovább csökkenthető, ha a lekötőelem egymással párhuzamosan feltekercselt réz lekötőszalagot és túlfedéssel felvitt, elektromosan szigetelő, nedvesség hatására térfogatát növelő lekötő duzzadó szalagot tartalmaz,Advantageously, the harmful thermal effects of short-circuit currents in the cable of the present invention can be further reduced if the fastener comprises a copper winding tape which is wound in parallel and an electrically insulating, swellable expanding adhesive tape that overlays it,

A redukciós tényező akár 0,1 alatti értékre is lecsökkenthető, vagyis az elektromágneses védőhatás tovább fokozható, ha a lekötőelem a rézszalag felületére túlfe3The reduction factor can be lowered to less than 0.1, which means that the electromagnetic shielding effect can be further enhanced if the fastener is over the copper strip surface.

HU 205 674 Β déssel feltekercseit, elektromosan szigetelő, nedvesség hatására térfogatát növelő duzzadó szalagból és ennek felületén feltekercselt acélszalagból áll, ahol célszerűen az acélszalag menetei egymástól legfeljebb 0,2 mm távolságra, de legfeljebb 33 %-os átfedéssel vannak feltekercselve. Az acélszalaggal létrehozott árnyékolásnál előnyös a méretek és anyagok olyan megválasztása, hogy a redukciós tényezőben az ω L induktív ellenállás legalább tízszerese az R elektromos ellenállásnak.It consists of an electrically insulating, moisture-widening swelling band and a steel band which is wound on its surface, preferably threaded at a distance of not more than 0.2 mm, but not more than 33% overlapping. In the case of shielding made with a steel strip, it is advantageous to select sizes and materials such that the inductive resistance ω L in the reduction factor is at least ten times the electrical resistance R.

A találmány szerinti felépítésű kábelben az újszerű védőszerkezet révén a tökéletes vízzárás mellett az elektromágneses behatásokkal szembeni kívánt mértékű védettség szintén biztosítható, és különösen a réz lekötőszalagokkal kialakított változatoknál a gyártás egyszerű volta miatt a kábel előállítása igen gazdaságos.The cable structure of the present invention also provides the desired degree of protection against electromagnetic interference with the novel shielding structure and, in particular, with copper bands, because of the ease of manufacture, it is very economical to produce the cable.

A találmány tárgyát a továbbiakban példakénti kiviteli alakok kapcsán, a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzon azDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, with reference to the accompanying drawings. In the drawing it is

1. ábra a találmány szerinti kábel lekötőhuzalokkal létrehozott kiviteli alakjának keresztmetszete, aFigure 1 is a cross-sectional view of an embodiment of a cable according to the invention formed by tie wires, a

2. ábra az 1. ábra szerinti kábel részelemei oldalnézetben, feltárt helyzetben, aFigure 2 is a side view, in an exploded position, of the components of the cable of Figure 1, a

3. ábra a találmány szerinti kábel lekötő duzzadó szalaggal és acélszalaggal létrehozott kiviteli alakjának keresztmetszete, aFigure 3 is a cross-sectional view of an embodiment of a cable tie according to the invention with a swelling band and a steel band;

4. ábra a 3. ábra szerinti kábel részelemei oldalnézetben, feltárt helyzetben, azFigure 4 is a side view, in an exploded position, of the components of the cable of Figure 3;

5. ábra a találmány szerinti kábel lekötő duzzadó szalaggal és acélszalaggal létrehozott másik kiviteli alakjának keresztmetszete, míg aFigure 5 is a cross-sectional view of another embodiment of a cable tie according to the invention formed by a swelling band and a steel band;

6. ábra az 5. ábra szerinti kábel részelemei oldalnézetben, feltárt helyzetben.Figure 6 is a side elevational view of the cable components of Figure 5 in an exploded position.

A találmány szerinti kábel egyik igen egyszerű kiviteli alakja (1. és 2. ábra) középfeszültségű áram továbbítására különösen alkalmas. Ennek középponti tartományát szokásos módon (1) vezető foglalja el, amelyen belülről kifelé haladva (2) vezetőámyékolás, (3) műanyag szigetelés és (4) szigetelésámyékolás van. Ez utóbbira kerül a kábel védőszerkezete, amelynek belső rétegét hosszirányban felvitt, elektromosan vezető, víz hatására térfogatát növelő, így vízzárást biztosító (5) duzzadó szalag alkotja. Ezt ugyancsak hosszirányban (7) túlfedéssel felvitt, és a (7) túlfedésnél érintkező felületek között bevitt ragasztóanyaggal vízzáró csővé alakított, legalább 0,1 mm vastag (6) rézszalag, valamint lekötőelemként az utóbbit összefogó, rézből álló két (8) lekötőszalag veszi körül. A védőszerkezetben legalább 2,5 mm vastag polietilénből álló (9) burkolat van. A (8) lekötőszalagok szintén legalább 0,1 mm vastagok.One very simple embodiment of the cable according to the invention (Figures 1 and 2) is particularly suitable for transmitting medium voltage current. Its central region is normally occupied by (1) a conductor having, from the inside out, (2) a conductor shield, (3) a plastic seal and (4) an insulation shield. The latter is provided with a protective structure of the cable, the inner layer of which is formed by a longitudinally applied, electrically conductive, swelling tape (5) which increases its volume by the action of water, thus providing waterproofing. It is also surrounded by a copper strip (6) of at least 0.1 mm thickness and longitudinally overlapped (7) and applied between the surfaces in contact with the overlapping surfaces (7), and two copper strips (8) which bind together the latter. . The protective structure has a casing (9) made of polyethylene at least 2.5 mm thick. The tie bands (8) are also at least 0.1 mm thick.

A találmány szerinti felépítésben nagyfeszültségű kábel is létrehozható. Előnyös kiviteli alak a 3. és 4. ábrán látható. Ebben is az (1) vezetőt (2) vezetőámyékolás, (3) műanyag szigetelés és (4) szigetelésámyékolás burkolja. Erre kerül a találmány szerint javasolt védőszerkezet, mégpedig a hosszirányban felvitt, elektromosan vezető, víz hatására térfogatát növelő (5) duzzadó szalag és a (6) réz szalag, amelyet ugyancsak hosszirányban (7) túlfedéssel tekercselünk fel, és a (7) túlfedésben elhelyezett ragasztóanyaggal vízzáró csővé alakítunk. A lekötőelem ez esetben túlfedéssel felvitt, elektromosan szigetelő, víz hatására térfogatát növelő (10) lekötő duzzadó szalagból és 2 mm hézaggal felvitt (11) acélszalagból áll. A védőszerkezeten van a legalább 2,5 mm vastag polietilénből álló (9) burkolat.A high voltage cable may also be provided in the embodiment of the present invention. 3 and 4 show a preferred embodiment. Again, the conductor (1) is covered by (2) a conductor shield, (3) a plastic seal and (4) an insulating seal. There is provided a protective structure according to the invention, namely a longitudinally applied electrically conductive water-swellable (5) swelling strip and a copper strip (6), which is also wound longitudinally (7) and overlapped (7). using an adhesive to make it a waterproof tube. The bonding element in this case consists of an electrically insulating, swelling band (10), which is electrically insulated, increases its volume by the action of water, and a steel band (11) which is applied with a gap of 2 mm. The protective structure has a casing (9) made of polyethylene at least 2.5 mm thick.

Vasúti állítóműkábel vagy távközlőkábel találmány szerint javasolt célszerű felépítését mutatja az 5. és 6. ábra. Ebben több (1) vezetőt (3) műanyag szigetelés burkol. A szigeteléssel ellátott (1) vezetőket vagy azok párjait, vagy négyeseit összesodorva és (12) villamosán szigetelő műanyag szalaggal (fóliával) túlfedéssel körbetekercselve kapott ún. kábellélekre kerül a védőszerkezet: hosszirányban túlfedéssel felvitt, elektromosan szigetelő, víz hatására térfogatát növelő (13) duzzadó szalag, a hosszirányban (7) túlfedéssel felvitt, és a (7) túlfedésben bevitt ragasztóanyaggal vízzáró csővé alakított (6) rézszalag, valamint a lekötőelem, amely ez esetben az elektromosan szigetelő, víz hatására térfogatát növelő, túlfedéssel felvitt (10) lekötő duzzadó szalagból és (14) acélszalagból áll, amelyet legfeljebb 33%-os túlfedéssel tekercselünk fel. A védőszerkezeten van a legalább 2,5 mm vastag polietilénből álló (9) burkolat.5 and 6 illustrate a preferred construction of a rail actuator cable or telecommunication cable according to the invention. There are several (1) conductors (3) covered with plastic insulation. The insulated conductors (1) or their pairs or quadrants are wound together and (12) are wrapped with an electrically insulating plastic tape (foil) in a so-called overwrap. cable protection is provided by a longitudinal overlap, electrically insulating, water-swellable (13) swelling tape, longitudinal (7) overcoating and (7) overcoating with an adhesive to form a waterproof tube (6), and a tie comprising, in this case, an electrically insulating, water-expanding, overcoating (10) swelling band and (14) a steel band, which is wound up with a maximum overlap of 33%. The protective structure has a casing (9) made of polyethylene at least 2.5 mm thick.

A találmány szerinti műanyag szigetelésű kábel hatékony vízzárást, elektromágneses, mechanikai és termikus behatások elleni védelmet biztosító védőszerkezettel van ellátva. Ez a védőszerkezet az egy gyártási folyamatban hosszirányban túlfedéssel felvitt (5) duzzadó szalagból és a legalább 0,1 mm vastag (6) rézszalagból alakított csőből, és az ezt csavarvonal alakban fedő két lekötőszalagból áll, amely lekőtőszalagok közül legalább egy fémes anyagú. A hosszirányban felvitt (6) rézszalag túlfedésében önmagában ismert módon ragasztó anyag van, ami a csővé alakítás után a lekötőszalagokkal rögzített állapotban szilárdul meg, miáltal a túlfedés mentén vízzárást valósít meg. Erre a védőszerkezetre legalább 2,5 mm vastag polietilén burkolatot extrudálunk. A védőszerkezet és a (9) burkolat együtt valósítja meg az ámyékolási tartományban a kábel kereszt- és hosszirányú vízzárását: a keresztirányú vízzárást a hosszirányban felvitt és csővé alakított rézszalag, a hosszirányú vízzárást a hosszirányban felvitt (5) duzzadó szalag biztosítja. Az árnyékolásként szolgáló, hosszirányban felvitt (6) rézszalag és a kábel műanyag szigetelésű vezetője, illetve műanyag szigetelésű vezetőkből sodort és műanyag szalaggal lezárt ún. kábellélek között ezt a hatást védőszerkezetre extrudált polietilén anyagú (9) burkolat termikus zsugorodása erősíti. A (9) burkolat az extrudálást követően zsugornyomást fejt ki a védőszerkezetre, aminek következtében a védőszerkezet és a (9) burkolat polietilén anyaga között hézag nem keletkezhet, ami a hosszirányú vízzárást segíti elő.The plastic insulated cable according to the invention is provided with a protective structure providing effective waterproofing, protection against electromagnetic, mechanical and thermal influences. This protective structure consists of a tube formed of a longitudinally overlapped (5) swelling strip and a copper strip (6) at least 0.1 mm thick, and two helical straps covering it in a helical fashion, at least one of which is a metallic material. The overlapping of the longitudinally applied copper strip (6) contains an adhesive in a manner known per se, which, after converting into a tube, hardens in a fixed state with the tie strips, thereby providing a water seal along the overlap. This protective structure is extruded with a polyethylene casing at least 2.5 mm thick. The protective structure and the sheath (9) together provide a transverse and longitudinal water seal of the cable in the sleeve region: the transverse water seal is provided by a longitudinally applied and tubular copper strip, and the longitudinal water seal by a longitudinally applied swelling strip. The insulated longitudinal copper (6) shield and the cable have a plastic insulated conductor or a so-called plastic insulated conductor made of plastic insulated conductors. this effect is enhanced by the thermal shrinkage of the sheath made of polyethylene (9) extruded to the protective structure between the cable ends. After extrusion, the casing (9) exerts a shrinkage pressure on the protective structure, which prevents a gap between the protective structure and the polyethylene material of the casing (9), which promotes longitudinal water sealing.

A hosszirányban felvitt (6) rézszalag és a lekötőelem elektromosan vezető anyaga alkotja a kábel árnyékolását, amelynek villamos ellenállását, illetve en4The longitudinally applied copper strip (6) and the electrically conductive material of the fastener constitute the shielding of the cable, whose electrical resistance and en4

HU 205 674 Β nek megfelelően a keresztmetszeti területet erősáramú kábel esetében a rendszer zárlati teljesítménye, vasúti állítómű- és távközlőkábel esetében az előírt redukciós tényező határozza meg. Mivel a hosszirányban felvitt (6) rézszalag vastagságát a hajlításkor bekövetkező ráncosodás, illetve a kábel hajlíthatósága miatt 0,25 mm-nél nagyobbra nem célszerű növelni, az árnyékolás ellenállásának csökkentése lehetséges oly módon, hogy mindkét réz (8) lekötőszalag legalább 0,1 mm vastag legyen. A hosszirányban felvitt és a két (8) lekötőszalag között az átmeneti ellenállás elhanyagolható, és ezért a két (8) lekötőszalaggal csak a hoszszanti (6) rézszalagból álló árnyékoláshoz képest az elektromos ellenállást csökkenteni lehet.In accordance with EN 205 674, the cross-sectional area is defined by the short-circuit capacity of the power cable and by the required reduction factor in the case of railway control gear and telecommunications cable. Since it is not advisable to increase the thickness of the longitudinally applied copper strip by more than 0.25 mm due to creasing and bendability of the cable, it is possible to reduce the shielding resistance by making both copper (8) strips at least 0.1 mm thick. be thick. The transient resistance between the longitudinally applied and the two tie bands (8) is negligible and therefore the electrical resistance with the two tie bands (8) can only be reduced with respect to the shield made of longitudinal copper band (6).

Amennyiben (10) lekötő duzzadó szalagot és rézből álló (8) lekötőszalagot alkalmazunk, tehát elektromosan szigetelő réteggel a (8) lekötőszalagot a hosszirányban felvitt (6) rézszalagtól elválasztjuk, ez esetben zárlati áram vezetésében a (8) lekötőszalag viszonylag nagy ellenállása következtében nem vesz részt, vagyis a zárlat időtartama alatt a hosszirányban felvitt (6) rézszalaghoz képest viszonylag hideg marad, és így hosszabb idejű, 2-5 s-ig tartó zárlat esetén jelentősen segíti a hosszirányban felvitt (6) rézszalagban keletkezett hő elvezetését és ezzel a kábel műanyag köpenyének termikus védelmét.If a swelling band (10) and a copper band (8) are used, the electrically insulating layer (8) is separated from the longitudinally applied copper band (6), in this case a relatively high resistance of the band (8) that is, during the shorting period, it remains relatively cold with respect to the longitudinally applied copper strip (6) and thus, in the case of a prolonged short circuit of 2 to 5 s, significantly aids in the removal of heat generated by the longitudinally applied copper strip. thermal protection of the jacket.

A kábel elektromágneses védettségét jellemző redukciós tényező:Reduction factor for the cable's electromagnetic shielding:

R ^Γ VR² + (cúL)² R ^Γ VR ² + (cúL) ²

Ahol R az árnyékolás elektromos ellenállása, L a két végén földelt árnyékolás és a föld által alkotott áramkör induktivitása, ω= 2 πί az f frekvenciájú váltakozó feszültség körfrekvenciája. Különböző megfontolásokból az adódik, hogy az r redukciós tényező értéke az R elektromos ellenállás értékének csökkentésével gazdaságosan 0,3 alá nem csökkenthető. Ennél kisebb értékek eléréséhez szükség van az L induktivitás értékének növelésére, vagyis a kedvezőnek mondható r = 0,1 vagy annál kisebb értékek például úgy érhetők el, ha az o>L induktív ellenállás értékét az R elektromos ellenállás értékének legalább tízszeresére állítjuk be: (úL>10 R. Ez a gyakorlatban úgy valósítható meg, hogy a hosszirányban felvitt (6) rézszalag fölé lekötőszalagként a víz hatására térfogatát növelő (10) lekötő duzzadó szalagot és egy ferromágneses anyagból készült elemet, általában (11) vagy (14) acélszalagot alkalmazunk oly módon, hogy a (10) lekötő duzzadó szalag a menetek között legfeljebb 0,2 mm-es hézaggal felvitt (11), illetve a legfeljebb 33%-os átfedéssel felvitt (14) acélszalagot (4., illetve 6. ábra) a hosszirányban felvitt (6) rézszalagtól elektromosan szigeteli. Ez esetben a (11) vagy (14) acélszalagban a hosszirányban felvitt (6) rézszalaghoz képest elhanyagolhatóan kis áram folyik, tehát a korábban kifejtettekhez hasonlóan a kábel zárlat alatti termikus ellenállása növekszik, ugyanakkor a bevitt ferromágneses anyag az L induktivitás értékét kívánt mértékben megnöveli, illetve az r redukciós tényező értékét kívánt mértékben lecsökkenti.Where R is the electrical resistance of the shield, L is the earthed shield at both ends and the inductance of the ground circuit, ω = 2 πί is the circular frequency of the alternating voltage with frequency f. For various reasons, the value of the reduction factor r cannot be reduced economically below 0.3 by reducing the electrical resistance R. To achieve values lower than this, it is necessary to increase the value of the inductance L, that is, for example, to obtain values of favorable r = 0.1 or less by setting the value of the inductive resistance o> L to at least ten times the electrical resistance R: In practice, this can be accomplished by using a water swelling (10) swelling band and a ferromagnetic material, usually a steel band (11) or (14), over the longitudinally applied copper band (6) as a bonding band. such that the tie strip (10) is provided with a steel strip (11) with a maximum gap of 0.2 mm between the threads (14) and a maximum of 33% overlap (Figures 4 and 6) in the longitudinal direction electrically insulates from the applied copper strip 6, in which case it neglects the longitudinal applied copper strip in the steel strip 11 or 14 low current flows, thus increasing the short-circuit thermal resistance of the cable, as previously described, while the ferromagnetic material introduced increases the value of the inductance L by the desired amount and the value of the reduction factor r by the desired amount.

Közép- és nagyfeszültségű kábelek esetében célszerű a legfeljebb 2 mm-es hézaggal felvitt (11), vasúti állítómű- és távközlőkábelek esetében a legfeljebb 33%-os átfedéssel feltekercselt (14) acélszalagot használni. A hézaggal való felvitt egyetlen (11) acélszalag eredményeképpen a (11) acélszalagban keletkező Joule-veszteség, valamint az örvényáramok és a hiszterézis miatti veszteség lényegesen kisebb, mint a szabványban meghatározott kettős acélszalagos páncélozás esetén, s ezért a páncélozásban nem keletkezik a kábelre káros meleg. Vasúti állítómű- és távközlőkábelek esetében a melegedés veszélye nem áll fenn, és ezért lehet alkalmazni a túlfedéssel való feltekercselést, vagyis a (14) acélszalagot.For medium and high voltage cables, it is advisable to use steel tape with a gap of up to 2 mm (11), and for railway control and telecommunications cables with a maximum of 33% overlap (14). As a result of the single steel strip (11) applied by the gap, the Joule loss in the steel strip (11) and the eddy currents and hysteresis losses are significantly lower than in the standard double steel strip armor and therefore are not heated in the armor. . In the case of railway control and telecommunication cables, there is no risk of overheating and therefore overlapping, i.e. steel strip (14), may be used.

A (11) vagy (14) acélszalag feltekercselésének módja olyan, hogy a meneteknek egymáshoz való helyzete 2 mm hézagtól 33%-os túlfedésig terjedjen. Ezt és a (11) vagy (14) acélszalag vastagságát az elérni kívánt r redukciós tényező értéke határozza meg. Ez a lekötő(11) vagy (14) acélszalag a kábelt elektromágneses szempontból zárttá teszi, ami nagyfeszültségű kivitel esetében megakadályozza azt, hogy az egyerű kábel a közelében lévő vasúti állítómű- vagy távközlőkábelekben káros hatást okozzon, a vasúti állítómű- vagy távközlőkábel esetében pedig védi a benne lévő áramköröket a külső elektromágneses behatások ellen. Ezen túlmenően növeli a kábelnek mechanikai behatásokkal szemben való ellenálló képességét.The method of winding the steel strip (11) or (14) is such that the position of the threads to each other ranges from 2 mm to 33% overlap. This and the thickness of the steel strip (11) or (14) are determined by the value of the reduction factor r to be achieved. This tie (11) or (14) steel strap makes the cable electromagnetically sealed, which in high-voltage design prevents the single cable from damaging nearby railway control or telecommunication cables and protects the railway control or communications cable integrated circuits against external electromagnetic interference. In addition, it increases the resistance of the cable to mechanical stress.

A rézből álló (8) lekötőszalagokat a réz (8) lekötőszalag vagy a (11), illetve (14) szalag mellett a (10) lekötő duzzadó szalagot tartalmazó kivitelek mellett a lekötőelem más felépítései szintén megvalósíthatók. A fentiekben ismertetett kiviteli alakoknál a gyakorlati tapasztalatok szerint a kábel fektetése és üzemszerű alkalmazása során a hosszirányban felvitt (6) rézszalag (7) túlfedésében ragasztással létrehozott kötés nem válik szét, és ezzel megőrzi a kábel árnyékolásának tartományában a tökéletes keresztirányú vízzárást, amely még a kábel (9) burkolatának esetleges sérülésekor sem szűnik meg, mivel a sérülési helyen bekerülő víz a rézszalagot nem korrodeálja. Ily módon ez a védőszerkezet minden eddig alkalmazotthoz viszonyítva tökéletesebb vízzárást valósít meg, ugyanakkor lehetővé teszi a kábel elektromágneses és mechanikai behatásokkal szemben való védelmét.In addition to the copper (8) or the (11) and (14) designs containing the swelling band (10), other designs of the fastener may also be provided. In the embodiments described above, practical experience has shown that during the laying and proper operation of the cable, the bond formed by gluing over the longitudinally applied copper strip (7) does not break apart, thereby maintaining the perfect transverse waterproofing of the cable shielding region. (9) does not disappear even if the casing is damaged, because the water entering the area does not corrode the copper strip. In this way, this shielding mechanism provides a better waterproofing compared to the one used so far, while allowing the cable to be protected from electromagnetic and mechanical influences.

A találmány szerint javított védőszerkezetű kábelek tehát az árnyékolás! tartományban vízzel szemben tökéletesen, elektromágneses behatásokkal szemben kívánt mértékben védettek. Ezeket a tulajdonságokat a védőszerkezetben lévő, vízzáró csőnek kialakított rézszalag-ámyékolással, és a megfelelően megválasztott két lekötőszalaggal különösen kedvező önköltség mellett lehet megvalósítani.Thus, according to the invention, cables with improved protective structure are shielding! They are perfectly protected against water, to the extent desired against electromagnetic interference. These properties can be achieved by providing a particularly attractive cost with the copper strip shielding in the protective structure, which is formed as a watertight tube, and with the appropriate choice of two tie straps.

Claims

PATENT CLAIMS

1. Highly insulated plastic insulated cable in which a plastic insulation is enclosed under a sheath made of plastic, in particular polyethylene,

Arranged around a conductor or more, a protective structure consisting of a swelling tape consisting of a material which increases the volume of the conductor and protects the conductor from external influences and is shielded at least partially by metal is characterized in that:

Characterized by a reduction factor R ^Γ ~ VR ² + (cúL) ² - the fastener is the electrical resistance of the shielding, L is the inductance of the shield and earth circuit, and ω is the frequency of the AC voltage transmitted in the cable - shielding with swelling tape (5,13) with a copper strip (6) held in contact with the overlapping (7) and inserted between the surfaces in contact with the overlapping (7) by means of an adhesive and made of at least one coiled metal strip between the housing (9) and the copper strip (6). A) is formed.

Cable according to Claim 1, characterized in that the fastener (A) is formed by two copper winding tapes (8) wound in parallel, whereby the copper tape (6) and the fastening tapes (8) are determined by the electrical resistance R the reduction factor r corresponds to a relationship of r <0.3.

Cable according to claim 2, characterized in that the two tie bands (8) have a thickness of at least 0.1 mm.

Cable according to Claim 1, characterized in that the fastener (A) consists of a copper winding tape (8) wound in parallel with one another and an electrically insulating, swelling expansion tape (10) applied overlapping.

Cable according to Claim 1, characterized in that the fastener (A) is made of an electrically insulating, moisture-tightening swelling band (10) and a steel band (11,14) wound on the surface of the copper strip (6) by overlapping it. available.

6. The cable of claim 5, wherein the reduction factor r of the shielding is satisfied by the relationship r <0.1.

Cable according to Claim 5 or 6, characterized in that the distance between the threads of the steel strip (11, 14) is not more than 0.2 mm.

8. Figures 5-7. Cable according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the threads of the steel strip (11, 14) are wound up by a maximum of 33%.

Cable according to one of Claims 5 to 8, characterized in that the shielding ≤ aL has an inductive resistance of at least ten times the electrical resistance R.