NO159427B - Telekommunikasjonskabel for innendoers bruk. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en kabel for innendørs bruk av den art som angitt i innledningen til krav 1, samt en fremgangsmåte for fremstilling av kabelen av den art som angitt i innledningen til krav 7.

En slik kabel er konstruert for bruk inne i bygninger lukket mot omgivelsen eller under grunnen. Slik kabel innbefatter energikabel, sentral kontorkabel, stasjonskabel, signalkabel, servicekabel, telefonsentralbordkabel og telekommunikasjonskabel. Innendørs kabel har et krav som ikke gjelder ned-

gravd kabel og det er at den må ha flammehemmende egenskaper for å forhindre spredning av ild gjennom kabelen og således gjennom en bygning. Noen kabler, slik som telekommunikasjons-kabler, går gjennom luftkanaler og tomrom i bygningene. I tilfelle av at en kabel begynner å brenne på et slikt sted vil eventuell ildspredning ha uhyggelige konsekvenser med mindre flammehemmende forholdsregler har blitt foretatt.

Det er også viktig at mengden med røk som blir frembrakt

ved ild i en kabel også blir hemmet. Liv har ofte gått tapt ikke på grunn av varme eller ild, men som et direkte resultat av mengden og røktypen som kommer fra en brennende kabel og strømmer inn i rom, trappeoppganger og heisesjakter. En måte for å øke flammehemmingen og redusere røken ut fra

en kabel i f.eks. en kabelsjakt er å anvende et mantelmateriale som i seg selv er flammehemmende. Hvor en kabel for utendørs bruk kan innbefatte en mantel utformet av polyety-

len er det vesentlig at materialet for en kabel benyttet innvendig har større flammehemming enn en slik som har en polyvinylklorid-sammensetning. Et problem med enhver flammehemming er imidlertid at mantelmaterialet ikke er fullstendig ildsikkert. En grunn for dette er bruken av mykgjøringsmid-^ del i mantelsammensetningen. Et slikt mantelmateriale vil ikke brenne ved visse temperaturbetingelser, men kan være kun effektiv ved hemmingen av ild, men ikke spredningen av ilden etter at brannen har oppstått. Siden en mantel utformet hovedsakelig av en polyvinylkloridblanding kan brenne dersom temperaturen for mantelmaterialet overskrider en bestemt temperatur og vil så frembringe røk som er svært farlig.

EPO-søknad nr. 0002397 beskriver en elektrisk kabel som har en kjerne sammensatt av elektriske ledere og en omhylling eller mantel av polyvinylklorid som omgir kabelen. Mellom kjerne-omhyllingen er det anordnet et sjikt av pulverisert eller for-støvet brannhemmende middel. Det skal bemerkes at dette pulveri-serte materialet er anbrakt mellom kjernen og omhyllingen og ligger ikke inne i selve kjernen. I stedet for et brannhemmende pulver er det fylt silisiumemulsjonen i mellomrommet mellom lederne. Silisiumemulsjonen er ikke et brennbart materiale,

selv om det ikke er spesielt godt ikke-brennbart materiale. Dette materialet vil brenne når det er dannet av organisk metall-sammensetning ved hvilket de organiske delene til sammensetningen brenner ut og etterlater silisiumoksyd som et pulver eller støv. Denne europeiske søknaden beskriver således fylling av kjernemellomrommene med et lett ikke-brennbart materiale som vil gi litt næring til enhver brann hvor kabelen anvendes. Denne kabelen vil derfor ikke gi en fullstendig flamme- og røykhemmende kabel. Britisk patent nr. 1175850 beskriver flammereduserende egenskaper ved kjente kabler og reduksjon av disse egenskapene. I dette patentet er det beskrevet at kjente kabler er fylt med petroleumgele og at slikt materiale kan eliminere eller redusere flammehemmings-egenskapene til kabelen. Oppfinnelsen i dette britiske patentet bruker et visst fyllmateriale som i seg selv innbefatter forbrennbar olje og/eller voks som et flammehindrende medium. Dette patentet gir således et flammemotstandsfyllende medium

som innbefatter et brennbart materiale og et flammemotstands-materiale for å forbrenne det forbrennbare materialet. Et forbrennbart produkt er således innbefattet i fyllmaterialet,

og dette kan gi næring til enhver brann som er tilstede ved kabelen.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en kabel samt en fremgangsmåte for fremstilling av kabelen til utendørs bruk hvor ovenfornevnte ulemper unngåes og hvor det frembringes en kabel som ikke kan gi noen næring ved for-brenning, og hvor det således tilveiebringes en fullstendig

flamme- og røykhemmende kabel.

Dette blir ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebrakt ved hjelp av en kabel av den innledningsvis nevnte art, hvis karakteristiske trekk fremgår av krav 1. Ytterligere trekk ved kabelen fremgår av de uselvstendige kravene. Videre er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for fremstilling av en kabel av den innledningsvis nevnte art, hvis karakteristiske trekk fremgår av krav 7.

Ved konstruksjonen ovenfor kan det flammehemmende pulveret inneholde 100% kalsiumkarbonat eller være sammensatt av flammehemmende pulvermateriale basert på kalsiumkarbonat. Det flammehemmende pulveret kan alternativt bestå av 100% hydratisert aluminiumoksyd eller polyvinylidenklorid eller en sammensetning av flammehemmende pulver basert på et av disse materialene.

Det har blitt oppdaget at når en innendørs telekommunikasjonskabel brenner bevirker mykgjøringsmidlet i mantelmaterialet flammespredningen. En grunn for dette er at mykgjøringsmidlet flyter langs mantelen både innvendig og utvendig ved oppvarming. Grunnen til at det flammehemmende pulveret er med på å bevirke en forhindring av flammespredningen er ikke klart forstått, men det antas at der er en kombinasjon av faktorer som minimaliserer flammespredningen. Det er således sett at flammehemmende pulver f.eks. hindrer strømmen av mykgjøringsmiddel på innsiden av mantelflatens materiale, idet mantelen ved mange telekommunikasjonskabel-konstruksjoner er lagt løst opp på kjernen. Dessuten er det antatt at flammehemmende pulver overfører varmen fra området hvor brannen starter inn i pulveret hvorved varmen for fremming av flammespredningen langs mantelen blir spredt. En ytterligere grunn er at anbringelsen av pulver innenfor mantelen forskyver oksygenet som ellers ville være tilgjengelig for å fremme forbrenningen og følgelig er det usann-synlig at flammespredning skal forekomme på innsiden av røret. Anbringelsen av pulver betyr også at de isolerte lederne på utsiden av kjernen har et dekke av pulver og dette reduserer muligheten for flammespredning fra mantelen til ledernes isolasjon. En ytterligere fordel er naturligvis at røkut-viklingen blir redusert vesentlig når flammespredningen blir gjort til et minimum som følge av pulveret som også effektivt demper flammene.

Når hydratisert aluminiumoksydpulver blir benyttet er det på den andre siden antatt at dette bevirker en kjølevirkning ved brannområdet da varmen frigjør hydratisert vann som også virker direkte på å svekke flammene.

Det flammehemmende materialet benyttet for mantelen kan være polyvinylklorid eller det kan være et fluorert materiale som reduserer flammespredningen til et minimum og til et mer lokalt område enn mulig med polyvinylklorid. Røkutviklingen fra et fluorert materiale er betydelig mindre enn ved polyvinylklorid. Det skal bemerkes at isolasjonen som omgir lederne i kjernen kan også være utformet av polyvinylklorid eller en sammensetning av dette enten ved bruk av polyvinylklorid eller en polyvinylkloridsammensatt mantel eller med en mantel som har fluorert materiale i sammensetningen .

Utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse skal nå beskri-ves ved hjelp av eksempel med henvisning til medfølgende tegning som viser et snitt gjennom en kabel som utgjør en av utførelsesformene.

På innsiden av en kabel 10, som vist på fig. 1, er en kjerne 12 utformet med flere par elektriske ledere 24 isolett med en polyvinylkloridsammensetning og som har blitt vridd sam-men og sammenbundet med et sammenbindingsbånd (ikke vist)

på vanlig måte. Kjernen 12 er omgitt av en mantel 15 av ekstrudert polymerisk materiale som er et flemmehemmende

materiale sammensatt av polyvinylklorid. Denne sammensetningen var en normal polyvinylkloridsammensetning for mantler.

Kabelkjernens mellomrom mellom de isolerte lederne blir fylt med et flammehemmende pulver som i dette tilfellet er 100% kalsiumkarbonatpulver med en størrelse på 0,3 jum.

En kabelprøve i samsvar med utførelsesformen (betegnet "B"

i følgende tabell) ble prøvd med hensyn til flammespredningen ved å utsette et lokalt område av kabelen for en begynnende brann ved en temperatur på rundt 550°C.

Undersøkelsen ble utført i en "Steiner"-tunnel ved normal flammespredning og røkgassprøvebetingelser i samsvar med prøvestandarder til "Northern Telecom Limited"-laboratoriet. Flammesprednings- og røkgasskarakteristikker ble sammenlignet med en prøve på samme kabel, men uten flammehemmende pulver. Dette prøveeksempelet ble betegnet "A" i følgende tabell.

Så ble en sammenligning med ytterligere prøver av samme ka-belanordning hvor pulveret som ble benyttet var 100% hydratisert aluminiumoksyd ("C" i tabellen) og så en prøve "D" hvor kabelens som ble benyttet var 100% hydratisert aluminiumoksyd, men en mantel av polyvinylidenfluoridsammensetning, da solgt under handelsbetegnelsen "Kynar". Alle prøvene ble undersøkt ved samme prøvestandard.

Flammespredningsavstandene og røkmengdegraden i samsvar med kriteriene av ovenfor nevnte laboratorie ble som følgende:

Som det fremgår av prøveresultatet ovenfor ble ved kabel A som var uten pulver i mellomrommene mellom lederne flammen spredd fra antennesespunktet til 4,27 m derfra. Dette ble fulgt av en røkutvikling på 3,5.

Kabelen B har nøyaktig samme kabel som A, men i tillegg

hadde den kalsiumkarbonatpulver, dette medførte en like stor flammespredning som ved kabel A, men røkutvikllngen var 1,75 dvs. det halve av det til kabel A og dette angir således at tilstedeværelsen av pulver reduserer vesentlig røkutviklingen. Kabelen C hadde en like stor flammespredning som ovenfor nevnte andre kabler, men røkutviklingen ble ytterligere redusert som vist ved en røkavlesning på 1,00.

Kabelen D viser imidlertid seg å være overlegen i forhold

til kablene A, B og C ikke bare på grunn av den reduserte røkutviklingen, men også på grunn av at flammesprednings-avstanden ble redusert til 1,22 m.

Ovenfor nevnte undersøkelse viser at når et flammehemmende pulver blir benyttet for å fylle mellomrommene i telekommuni-kas jonskabler så vil det øyeblikkelig bli tilveiebrakt betydelig fall i røkutviklingen, som derved reduserer muligheten for livsfarer bevirket ved en^brann selv om flammespredningen kan være lik med eller uten. Reduksjonen på røkutviklingen avhenger således av den benyttede pulvertypen. Pulvertypen kan dessuten også øke motstanden mot flammespredning som det fremgår klart ved undersøkelsen av kabelen D hvor det blir benyttet polyvinylidenfluoridpulver. Flammespredningen i dette tilfellet var under 30% av det

for de andre kablene.

Ved prøven D er det antatt at tilstedeværelsen av pulveret forhindret at mykgjøringsmidlet i polyvinylkloriden ble ført videre på innsiden av mantelmaterialet og da mykgjøringsmid-let tenderer til å trekke ned flammehemmingskarakteristikken til mantelen så vil unngåelsen av en strømning av mykgjørings-midlet medføre et minium av flammespredning. Det er dessuten antatt av varmen i brannområdet blir absorbert av pulveret og således .gjøres mengden av varme tilgjengelig for å fremme flammespredningen i tilliggende områder av mantelen til et minimum. Oksygenet tilgjengelig for å fremme forbrenningen ble også redusert ved forskyvning av oksygen i kjernens mellomrom med pulveret som også dekker de isolerte lederne og reduserer således muligheten for flammespredning til ledernes isolasjon.

En ytterligere prøve ble "utført for å vise at en endring i sammensetningen av mantelen kunne bevirke en reduksjon i røkutviklingen. Ved denne ytterligere prøven ble en kabel-prøve av samme type som kabelen "D" men med polyvinyliden-fluoridmantel erstattet av en annen PVOsammensetning,

vist nedenfor, og ble undersøkt på samme måte som de. andre prøvene. Prøven viste en flammespredning på 1,22 m, men røkutviklingsgraden ble redusert til 0,5 fra 0,75 ved prøven "D". PVC-sammensetningen for denne ytterligere prøven var:

Ved ovenfor nevnte sammensetnir.^ r har de merket H røk-hemmende karakteristikker.

Kabelen ifølge utførelsesformen vist ved kabléne B, C og

D blir fremstilt ved å fremstille kjernen med mellomrommene fullstendig fylt med pulver og så omfylling av kjernen i mantelen ved hjelp av en vanlig mantelekstruderingspro-sess. Pulveret kan bli tilført kjernen på forskjellige måter f.eks. som beskrevet i US-patent nr. 4.100.002.

Claims (6)

1. Kabel for innendørs bruk innbefattende flere isolerte elektriske ledere (14) som danner en kjerne omgitt av et flammehemmende pulver og en flammehemmende mantel (15),karakterisert ved at mellomrommene mellom lederne i kjernen er fylt kun med flammehemmende pulver.
2. 2. Kabel ifølge krav 1, karakterisert ved at ved en telekommunikasjonskabel (10) er mantelen av en polyvinylkloridsammensetning og det flammehemmende pulveret er polyvinylidenfluorid, eller hydratisert aluminiumoksyd, eller kalsiumkarbonat.
3. 3. Kabel ifølge krav 1,karakterisert ved at det flammehemmende pulveret er kalsiumkarbonat, eller en blanding av flammehemmende pulver basert på kalsiumkarbonat, eller hydratisert aluminiumoksyd, eller en blanding av flammehemmende pulver basert på hydratisert aluminium.
4. 4 . Kabel ifølge krav 2, karakterisert ved at kalsiumkarbonatpulverpartikler har en størrelse på rundt 0,3 >im.
5. 5 . Kabel ifølge krav 1, karakterisert ved at mantelmaterialet er en sammensetning som inneholder en fluorert substans.
6. 6. Kabel ifølge krav 1, karakterisert ved at isolasjonen på lederne er en polyvinylkloridsammensetning og at mantelmaterialet inneholder en fluorert substans. 7.

   Fremgangsmåte for å fremstille en kabel for innendørs bruk med en kjerne av flere elektrisk isolerte ledere, en mantel av flammehemmende materiale, og et f 1 ammehemniende pulver, karakterisert ved at mellomrommet mellom lederne i kjernen fylles kun med flammehemmende pulver og at mantelen dannet av det flammehemmende materiale anbringes rundt den pulverfylte kjernen.