NO155266B - Lavspenningsledning med forbedret isolasjon. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en forbedret lavspenningsledning med én enkelt leder isolert med et materiale på basis av polyvinylklorid (PVC). Slike ledninger er velkjente som ledninger for anvendelse ved elektriske installasjonsarbeider, hvor det ofte er nødvendig å trekke ledningene gjennom rør.

I faget tas det hensyn til at fremstillingen må skje

til meget lave kostnader, samtidig som ledningene må tilfreds-stille de gitte spesifikasjoner med hensyn til elektriske egenskaper, mekaniske egenskaper og aldringsegenskaper.

Som følge derav blir det isolerende lag i ledninger

for anvendelse ved elektriske installasjonsarbeider alltid fremstilt ut fra materialer med et innhold av mineralsk fyllstoff som kan komme opp i 30 vektdeler pr. 100 vektdeler har-piks. For denne type ledninger må en slik mengde fyllstoff ansees som meget stor, fordi disse ledninger ikke har noe ytterligere overtrekk som kan ta av for påkjenninger.

Det er kjent elektriske ledninger av den brannfaste type, med et isolerende lag og et utvendig lag som begge er fremstilt av materialer på basis av PVC og inneholder mykner og partikkelformig mineralsk fyllstoff for å gi ledningen øns-kede egenskaper. I DE off.skrift nr. 2 051 192 beskrives slike ledninger eller kabler hvor materialene i det isolerende lag og det utvendige lag inneholder PVC og et mineralsk fyllstoff bestående av magnesiumcarbonat og antimontrioxyd. I henhold til de eksemplifiserte utførelser av kabelen eller ledningen ifølge dette off.skrift er innholdet av mineralsk fyllstoff i det utvendige lag meget større enn i det isolerende lag.

Det isolerende lag av de lavspenningsledninger som hittil er blitt benyttet, har alltid en temmelig ru overflate som følge av det høye innhold av mineralske fyllstoffer. Den høye friksjonskoeffisient som skyldes ruheten, medfører vans-keligheter under trekkingen av ledningene og avslitning på grunn av kontakten mellom lederen og den innvendige overflate av isolasjonen. Dessuten er innholdet av polyvinylklorid alltid høyt i forhold til innholdet av det mineralske fyllstoff. Polyvinylklorid er et termoplastisk materiale, og dersom det overopphetes, smelter det, hvilket kan resultere i blottleg-ging av lederen, med alvorlig risiko for kortslutning.

Med den foreliggende oppfinnelse tas det sikte på å forbedre egenskapene av de lavspenningsledninger som hittil er blitt benyttet, f.eks. for trekking i skjulte anlegg og å eliminere ulempene ved disse, samtidig som de elektriske egenskaper bibeholdes og likeledes fordelen med de meget lave kostnader ved fremstillingen av ledningene.

Det tilveiebringes således en lavspenningsledning med

et isolerende lag som, til tross for at det inneholder en meget større mengde fyllstoff enn de mengder som for tiden anvendes for den angjeldende type ledninger, har en struktur som gir gode mekaniske egenskaper og meget lav friksjonskoeffisient samt er meget pålitelig i tilfelle av overoppheting.

Nærmere bestemt tilveiebringes der ved hjelp av oppfinnelsen en lavspenningsledning med én enkelt leder bestående av én eller flere tråder som er lagt eller tvunnet sammen og belagt med et isolerende lag og med et over dette påført utvendig lag, hvilke lag er dannet av materialer på basis av polyvinylklorid og inneholdende minst én mykner og minst ett mineralsk fyllstoff. Ledningen utmerker seg ved at materialet i det isolerende lag inneholder fra 40 til 500 vektdeler mineralsk fyllstoff og fra 60 til 120 vektdeler mykner pr. 100 vektdeler polyvinylklorid, og at det utvendige lag har en tykkelse som er fra 5 til 30% av tykkelsen av det isolerende lag, og inneholder fra 10 til 40 vektdeler mykner pr. 100 vektdeler polyvinylklorid samt en mengde mineralsk fyllstoff som pr. 100 vektdeler polyvinylklorid er mindre enn i det isolerende lag.

En utførelsesform av oppfinnelsen illustreres på den vedføyede tegning, hvor fig.1 skjematisk og i perspektiv viser en bit avenledning ifølge oppfinnelsen, og fig. 2 viser en prøvetrekningsbane for ledninger for bruk ved elektriske in-stallas jonsarbeider .

Den lavspenningsledning 10 som er vist på figuren, om-fatter en leder 11 som utgjøres at én enkelt tråd, men det vil forståes at denne leder også vil kunne utgjøres av flere tråder som er lagt eller tvunnet sammen. Lederen 11 er dekket med et isolerende lag 12, som er ekstrudert over lederen. Det isolerende lag 12 er dannet av et materiale på polyvinylkloridbasis, som inneholder minst ett mineralsk fyllstoff og minst én mykner. Det mineralske fyllstoff innlemmes i materialet i en mengde av fra 4 0 til 500 vektdeler pr. 100 vektdeler polyvinylklorid.

Blant de stoffer som kan tilsettes materialet som mineralsk fyllstoff, foretrekkes de følgende: - kalsiumcarbonat, i en foretråkken mengde av 400 vektdeler pr.

10 0 vektdeler PVC,

- magnesiumcarbonat, i en foretrukken mengde av 400 vektdeler pr. 100 vektdeler PVC, - kalsinert kaolin, i en foretrukken mengde av 300 vektdeler pr. 100 vektdeler PVC.

Materialet som anvendes i det isolerende lag, inneholder dessuten en mykner i en mengde av fra 60 til 120 vektdeler pr. 100 vektdeler polyvinylklorid. I en foretrukken utførelsesform inneholdes mykneren i en mengde av 100 vektdeler pr. 100 vektdeler PVC.

Overflaten av det isolerende lag 12 er dekket med et utvendig lag eller en hud bestående av et materiale på polyvinylkloridbasis og inneholdende minst én mykner. Fortrinnsvis er mykneren di-(2-ethyl-hexyl)-fthalat (D.O.P.).

Mengden av mykner som inneholdes i huden, er fra 10 til 40 vektdeler pr. 100 vektdeler PVC. Fortrinnsvis er innholdet

30 vektdeler pr. 100 vektdeler PVC.

Tykkelsen av denne hud utgjør bare en liten andel av tykkelsen av det isolerende lag. Hudens tykkelse er fra 5 til 30% av tykkelsen av det isolerende lag og er fortrinnsvis 15% av denne.

Det har overraskende vist seg at selv om materialet i det isolerende lag 12 har et meget høyt innhold av fyllstoff, vil ledningen 10 inklusive huden 13 ha en tilstrekkelig mot-standsdyktighet mot strekkpåkjenninger til at ledningen kan håndteres på vanlig måte, fordi de mekaniske påkjenninger som opptrer f.eks. under oppspoling på en trommel, opptas over-veiende av huden 13.

Ledningens elektriske egenskaper er gode.

Den ytre overflate av ledningen 10 er dessuten meget glatt og meget skinnende på grunn av den store mengde polyvinylklorid i huden 13, slik at ledningen oppviser meget lav friksjonskoeffisient sammenlignet med de ledninger som hittil er blitt benyttet. Ledningens glatthet muliggjør derfor lett og kontinuerlig trekking av ledningen gjennom rør og kanaler.

En annen fordel som oppnås med ledningen 10 er den letthet med hvilken lederen 11 lar seg blottlegge, dvs. den letthet med hvilken det kan foretas en klar adskillelse av det isolerende lag fra lederen under skjøte- og festeopera-sjoner. Det er således tilstrekkelig å foreta et sirkulært snitt gjennom huden 13 og det isolerende lag 12 inn til lederen 11 og å fjerne det hule isolasjonsstykke, omfattende huden 13 og det underliggende isolerende lag, til hvilket huden 13 hefter meget sterkt, idet den i likhet med det isolerende lag 13 består av et materiale på basis av polyvinylklorid. Hulrom-met i isolasjonsbiten svarer til det rom som lederen tidligere opptok.

Dersom ledningen ifølge oppfinnelsen utsettes for overoppheting, vil lederen 11 ikke blottlegges når polyvinylkloridet smelter, på grunn av tilstedeværelsen av den store mengde fyllstoff som vil hindre det smeltede PVC i å renne vekk og tvertimot bidra til å holde polyvinylkloridet på plass.

Den kjensgjerning at ledningen ifølge oppfinnelsen sammen med det store innhold av mineralske fyllstoffer alltid har et tilstrekkelig høyt forhold mykner/harpiks, bidrar til å gi ledningen god fleksibilitet i kald tilstand.

En ytterligere egenskap ved ledningen 10 er høy resi-stens mot varmsammenpressing, fordi materialets struktur er hovedsakelig "mineralsk". Fordi materialet har et høyt innhold av mineralsk fyllstoff, forbedres også ledningens 10 varmeledningsevne, sammenlignet med de konvensjonelle ledninger. Følgelig oppnås hurtigere avkjøling av leaningen.

I motsetning til konvensjonelle ledninger for anvendelse for elektriske installasjonsformål inneholder ikke materialet som anvendes i ledningen ifølge oppfinnelsen far-vende pigmenter, spesielt ikke i isolasjonslaget, hvorved man reduserer risikoen for forringelse av isolasjonsegenska-pene.

Den store mengde mineralske fyllstoffer gjør ledningen 10 særlig flammeresistent, fordi de store mengder fyllstoffer, foruten å være ikke-brennbare, forbedrer PVC-harpiksens for-

likelighet med klorerte paraffiner.

Ledningen 10 oppviser ytterligere den fordel som lig-ger i hudens 13 gode ugjennomtrengelighet, hvilken i høy grad reduserer ledningens vannabsorpsjon.

Fordelene som oppnås med oppfinnelsen,'vil fremgå kla-rere av de resultater som ble oppnådd ved testing av en ledning med en leder av diameter 1,41 mm, som var belagt med en isolasjon av tykkelse S = 0,7 mm, hvor S = S^. + S = 0,6 mm + 0,1 mm, idet S. = (tykkelsen av isolasjonslaget) og S =

(hudens tykkelse».

Materialene som ble anvendt for henholdsvis huden og det isolerende lag, var som følger:

Hud:

Det isolerende lag:

Testingen av ledningen ga de følgende resultater: Elektriske egenskaper: isolasjonens motstand = 0,2 M^/km, målt under vann ved 70°C;

Flammeresistens: "oxygenindeks" på 28. Forsøket ble utfert etter ASTM D 2863-70, etter at lederen var fjernet fra ledningen; Kaldfleksibilitet: testen ble bestått etter normene

CEI 20-11, kvalitet R, 1968-utgaven. Denne sistnevnte test ble valgt fordi den er en av de strengeste blant de standardiserte tester.

Friksjonskoeffisient: Man målte den kraft F som krevdes for å trekke en ledningsbunt på tre ledninger gjennom et konvensjonelt korrugert PVC-rør, i en bane (se fig. 2)

1 = 11 + 12 + l3 + 14 = 6 m med tre knekkpunkter eller

vinkler a, (3,/(hvor a = p = 90° og/= 135°), a er vin-

kelen mellom 11 og 12, & vinkelen mellom 12 og 13 og /vinkelen mellom 1 og 14. Knekkpunktene a og & er av-

rundet med en sirkelbue av radius r = 10 cm. Hver av de tre ledningene har følgende karakteristiske dimensjoner:

- lederens diameter = 1,41 mm

- tykkelse av det isolerende lag + hud = 0,7 mm (det isolerende lags tykkelse = 0,6 mm; hudens tykkelse =

0,1 mm).

Kraften som kreves for trekkingen, er F = 2,5 kg. For-

delen som oppnås, er betydelig tatt i betraktning at det kreves en kraft på 9 kg for å trekke to ledninger av konvensjonell type og med de samme dimensjoner.

Absorpsjon: Ledningen ifølge eksemplet ble holdt under

vann av 100°C i 24 timer. Etter endt opphold ble absorp-

sjonen målt til 10 mg/m . Denne verdi må ansees meget tilfredsstillende for en ledning med et så stort inn-

hold av mineralske fyllstoffer.

Claims (10)

1. Lavspenningsledning med én enkelt leder bestående av én eller flere tråder som er lagt eller tvunnet sammen og belagt méd et isolerende lag og med et over dette påført utvendig lag, hvilke lag er dannet av materialer på basis a<y> polyvinylklorid og inneholdende minst én mykner og minst ett mineralsk fyll stoff, karakterisert ved at materialet i det iso lerende lag inneholder fra 40 til 500 vektdeler mineralsk fyllstoff og fra 60 til 120 vektdeler mykner pr. 100 vektdeler polyvinylklorid, og at det utvendige lag har en tykkelse som er fra 5 til 30% av tykkelsen av det isolerende lag, og inneholder fra 10 til 40 vektdeler mykner pr. 100 vektdeler polyvinylklo rid samt en mengde mineralsk fyllstoff som pr. 100 vektdeler polyvinylklorid er mindre enn i det isolerende lag.

2. Ledning ifølge krav 1, karakterisert ved at det mineralske fyllstoff er kalsiumcarbonat.

3. Ledning ifølge krav 2, karakterisert ved at kalsiumcarbonatet inneholdes i en mengde av 400 vektdeler pr. 100 vektdeler polyvinylklorid i det isolerende lag.

4. Ledning ifølge krav 1, karakterisert ved at det mineralske fyllstoff er magnesiumcarbonat.

5. Ledning ifølge krav 4, karakterisert ved at magnesiumcarbonatet inneholdes i en mengde av 400 vektdeler pr. 100 vektdeler polyvinylklorid i det isolerende lag.

6. Ledning ifølge krav 1 - 5, karakterisert ved at mykneren inneholdes i materialet i det isolerende lag i en mengde av 100 vektdeler pr. 100 vektdeler polyvinylklorid.

7. Ledning ifølge krav 1-6, karakterisert ved at mykneren er di-(2-ethyl-hexyl)-fthalat.

8. Ledning ifølge krav 1-7, karakterisert ved at materialet som utgjør det utvendige lag, inneholder mykneren i en mengde av 30 vektdeler pr. 100 vektdeler polyvinylklorid.

9. Ledning ifølge krav 8, karakterisert ved at mykneren er di-(2-ethyl-hexyl)-fthalat.

10. Ledn ing ifølge krav 1 — 9, karakterisert ved at tykkelsen av det utvendige lag er 15% av tykkelsen av det isolerende lag.