NO770041L

NO770041L - FLAMM SAFETY ELECTRICAL CABLES.

Info

Publication number: NO770041L
Application number: NO770041A
Authority: NO
Inventors: Harold Roy Bennet
Original assignee: Pirelli General Cable Works
Priority date: 1976-01-09
Filing date: 1977-01-06
Publication date: 1977-07-12
Also published as: SE7613981L; ES454881A1; IE44196B1; DE2659541A1; IE44196L; HK15183A; FR2337922A1; NZ182986A; IT1074691B; AU2094376A; DK877A; GB1500121A; FR2337922B3; JPS5286189A; MX143319A; AR211157A1; BR7700166A; CA1058715A

Abstract

Flammesikre elektriske kabler.Flameproof electrical cables.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår elektriske kablerThe present invention relates to electric cables

med gode flammemotstandsegenskaper.with good flame resistance properties.

En kjent klasse av flammesikre kabler er de såkalte mineralisolerte kabler som ikke inneholder noe organisk materia-le i det hele tatt. Denne type kabel er utviklet til å motta oppvarming til 80Q°C i 4 timer uten at funksjoneringen blir ugunstig påvirket. Det er imidlertid godt kjent at mineralisolerte kabler trenger spesialutstyr for installering og at tilkobling og tilslutning med slike kabler er meget tidkrevende. A well-known class of flame-resistant cables are the so-called mineral insulated cables which contain no organic material at all. This type of cable has been developed to receive heating to 80Q°C for 4 hours without the functioning being adversely affected. However, it is well known that mineral-insulated cables require special equipment for installation and that connection and connection with such cables is very time-consuming.

Søkeren har nu utviklet en elektrisk multikjernekabel som er lettere å .installere enn den mineralisolerte kabel og som møter de hovedsakelige driftskrav for den sist-nevnte som forbindelseskabel. Spesielt har den kabel som er utviklet av søkeren fortsatt å virke under laboratorieprøver etter oppvarming i 4 timer til 800°C selvom den ble skadet ved en slik behandling. The applicant has now developed an electrical multicore cable which is easier to install than the mineral insulated cable and which meets the main operating requirements for the latter as a connecting cable. In particular, the cable developed by the applicant has continued to function during laboratory tests after heating for 4 hours at 800°C even though it was damaged by such treatment.

Ifølge foreliggende oppfinnelse frembringes detAccording to the present invention, it is produced

en elektrisk multikjernekabel omfattende to eller flere elektriske ledere, hver av hvilke er isolert med et belegg av silikongummiisolasjon, samt en bar jordingstråd, og en hylse bestående av et laminat av en termoplastisk monomersammenset-ning/aluminium eller kobberfolie og en ekstrudert hylse av en flammehemmende polymersammensetning rundt laminatet, der hylsen omslutter de isolerte ledere og jordingstråden med metallsjiktet i laminatet på innsiden og i kontakt med jordingstråden langs hele kablens lengde. a multicore electrical cable comprising two or more electrical conductors, each of which is insulated with a coating of silicone rubber insulation, as well as a bare grounding wire, and a sleeve consisting of a laminate of a thermoplastic monomer composition/aluminum or copper foil and an extruded sleeve of a flame retardant polymer composition around the laminate, where the sleeve encloses the insulated conductors and the grounding wire with the metal layer in the laminate on the inside and in contact with the grounding wire along the entire length of the cable.

Metallsjiktet utgjør en effektiv elektrostatisk skjerm som er spesielt fordelaktig når disse kabler installeres nær elektronisk utstyr slik som regnemaskiner. The metal layer forms an effective electrostatic shield which is particularly beneficial when these cables are installed near electronic equipment such as calculators.

Kabelkonstruksjonen ifølge oppfinnelsen er egnet for kabler hvori tverrsnittsarealet for hver leder er opptil 4 mm 2og som omfatter fra 2-19 separate ledere. Som eksempel kan denne konstruksjon benyttes for 2 og 5 par 0,5 mm 2 tele-fon- og signalkabler for bruk i et område med stor brannrisiko, f.eks. et kraftverk. The cable construction according to the invention is suitable for cables in which the cross-sectional area for each conductor is up to 4 mm 2 and which comprises from 2-19 separate conductors. As an example, this construction can be used for 2 and 5 pairs of 0.5 mm 2 telephone and signal cables for use in an area with a high fire risk, e.g. a power plant.

Silikongummisammensetninger som er egnet for bruk som elektrisk isolasjon og tilpasset belegning på ledere ved ekstrudering er vel kjent og kommersielt tilgjengelige. En hvilken som helst kjent sammensetning av denne type kan benyttes i kablene ifølge oppfinnelsen. Silicone rubber compositions suitable for use as electrical insulation and custom coating on conductors by extrusion are well known and commercially available. Any known composition of this type can be used in the cables according to the invention.

Jordingstråden er helst dannet av fortinnet kobber. Den kan legges opp i skruevikling med de isolerte ledere eller legges rett, i hvert tilfelle i kontakt med metallsjiktet i laminatet. The grounding wire is preferably made of tinned copper. It can be laid in screw winding with the insulated conductors or laid straight, in each case in contact with the metal layer in the laminate.

Egnede termoplastiske polymerer for polymer/aluminium eller kobberlaminatet er f.eks. polyvinylklorid, polyvinylidenklorid, polyetylen og polypropylen, av hvilke polyvinylklorid (PVC) er foretrukket. Slike laminater er enten kjent i teknikkens stand og generelt tilgjengelige eller kan fremstilles på samme måte som de kjente laminater; foretrukne laminater er de som har et metallsjikt med en tykkelse på 100-250 ym. For å fremstille hylsen rundt kjernen bestående av isolerte ledere og jordingstråden, kan laminatet av polymer og metall i form av et bånd med en bredde noe større enn omkretsen av kjernen mates longitudinelt på kjernen og formes (ved egnede ledeflater) rundt kjernen slik at denne innkretses helt, med en kant av laminatet overlappende den andre og dannende en langsgående søm langs lengden av kabelen. Den ytre hylse av flammemotstandsdyktig polymer blir deretter ekstrudert på den ytre overflate av laminatet. Suitable thermoplastic polymers for polymer/aluminium or the copper laminate are e.g. polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyethylene and polypropylene, of which polyvinyl chloride (PVC) is preferred. Such laminates are either known in the state of the art and generally available or can be produced in the same way as the known laminates; preferred laminates are those which have a metal layer with a thickness of 100-250 ym. To produce the sleeve around the core consisting of insulated conductors and the grounding wire, the laminate of polymer and metal in the form of a band with a width somewhat greater than the circumference of the core can be fed longitudinally onto the core and formed (at suitable contact surfaces) around the core so that it is encircled completely, with one edge of the laminate overlapping the other and forming a longitudinal seam along the length of the cable. The outer sleeve of flame resistant polymer is then extruded onto the outer surface of the laminate.

Det ytre belegg kan fremstilles av et hvilket som helst flammehemmende polymer. Polymerer som er tilstede i sammensetningen kan f.eks. være PVC, polyvinylidenklorid, polyetylen, polypropylen eller en termoplastisk gummi, og polymeren kan tverrbindes på en hvilken som helst egnet måte. Sammensetningen inneholder et eller flere flammehemmende stoffer, valget av hvilket hovedsakelig avhenger av det spesielle tilstedevær-ende polymer. Egnede flammehemmende midler er f.eks. klorerte parafiner, antLmontrioksyd, magnesiumkarbonat, sinkborat og aluminiumhydrat. Egnede sammensetninger av denne type er kjent i teknikkens stand og er også generelt tilgjengelige. The outer coating can be made of any flame retardant polymer. Polymers present in the composition can e.g. be PVC, polyvinylidene chloride, polyethylene, polypropylene or a thermoplastic rubber, and the polymer may be cross-linked in any suitable manner. The composition contains one or more flame retardant substances, the choice of which mainly depends on the particular polymer present. Suitable flame retardants are e.g. chlorinated paraffins, antimony trioxide, magnesium carbonate, zinc borate and aluminum hydrate. Suitable compositions of this type are known in the art and are also generally available.

Søkeren har funnet at kombinasjonen av silikon-gummiisolering for lederne og en hylse av et flammehemmende termoplastisk polymer slik som PVC med en indre f6ring av metall, der metallf6ringen er i kontakt med en bar jordingstråd som utgjør en del av kjernen, gir en kabel med en gunstig kombina-sjon av egenskaper. Således er kablen mekanisk robust slik at den er egnet for overflatemontasje og den er lett å installere. Den fortsetter også å virke, selvom den skades ved meget alvor-lig overheting. The applicant has found that the combination of silicone rubber insulation for the conductors and a sheath of a flame retardant thermoplastic polymer such as PVC with an inner sheath of metal, the metal sheath being in contact with a bare earth wire forming part of the core, provides a cable with a favorable combination of properties. Thus, the cable is mechanically robust so that it is suitable for surface mounting and it is easy to install. It also continues to work, even if it is damaged by very serious overheating.

Kabler ifølge oppfinnelsen har fra 2-19 kjerner med individuelle ledere med tverrsnittsarealer fra 0,5-4,0 mm o, og slike kunne fremstilles fra følgende materialer: Ledere - Vanlig utglødet kobber i overens stemmelse med BS 6360 Cables according to the invention have from 2-19 cores with individual conductors with cross-sectional areas from 0.5-4.0 mm o, and such could be produced from the following materials: Conductors - Ordinary annealed copper in accordance compliance with BS 6360

Ikke-isolerte jordings-Non-insulated earthing

ledere - Fortinnet utglødet kobber i overensstemmelse med BS 6360 Conductors - Tinned annealed copper conforming to BS 6360

Kjerneisolasjon - Silikongummi i overensstemmelse med Core insulation - Silicone rubber in accordance with

BS 6899 1969 BS 6899 1969

PVC-belagt aluminiums-PVC coated aluminum

folie - Utglødet aluminiumsbånd med en film av PVC fast bundet til en overflate. Metallbåndet var utglødet, kommersielt rent aluminum med en tykkelse på 0,15 mm + 0,0125 mm. Vekten av PVC-sjiktet var 2 g/m^ med en tole-ranse på -0,5 g + 1 g/m . foil - Annealed aluminum strip with a film of PVC firmly bonded to a surface. The metal strip was annealed, commercially pure aluminum with a thickness of 0.15 mm + 0.0125 mm. The weight of the PVC layer was 2 g/m^ with a tolerance of -0.5 g + 1 g/m .

PVC-ytterhylse - Type 2 PVC i overensstemmelse med BS 6746 1969. PVC outer sleeve - Type 2 PVC conforming to BS 6746 1969.

Oppsettet, dimensjoner og vekter for kablene somThe layout, dimensions and weights of the cables which

ble fremstilt er vist i tabell 1 nedenfor. was produced is shown in Table 1 below.

Lengder av visse av de ovenfor beskrevne kabler ble underkastet følgende prøver: Lengths of certain of the cables described above were subjected to the following tests:

FlammemotstandsevneFlame resistance

En gassflamme med en temperatur på 800°C ble lagt på kablen mens det var lagt på arbeidsspenning. Etter 6 timer var det inten gjennomslag. A gas flame with a temperature of 800°C was applied to the cable while the working voltage was applied. After 6 hours there was no breakthrough.

PVC-hylsen møter også kravene for BS 4066 for flammehemmende kabler. The PVC sleeve also meets the requirements of BS 4066 for flame retardant cables.

En annen flammemotstandsprøve er angitt i CE.G.B. spesifikasjon 099904 som krever at kablen skal underkastes en gassflamme ved en temperatur på 1000°C og å fortsette å være i virksomhet i minimum 20 min. Anvendelse av denne prøve på kablen ifølge oppfinnelsen viste at etter 1 time ved denne temperatur virket kablen fremdeles tilfredsstillende. Another flame resistance test is specified in CE.G.B. specification 099904 which requires the cable to be subjected to a gas flame at a temperature of 1000°C and to continue to be in operation for a minimum of 20 min. Application of this test to the cable according to the invention showed that after 1 hour at this temperature the cable still appeared satisfactory.

MekaniskMechanical

Kablen ble bøyet 180° på en spindel 10 ganger kablens diameter, rettet ut og deretter bøyet 180° i motsatt retn-ing. Denne fremgangsmåte ble gjentatt 5 ganger; det oppsto ingen folding eller annen skade på den ytre hylse. The cable was bent 180° on a spindle 10 times the diameter of the cable, straightened and then bent 180° in the opposite direction. This procedure was repeated 5 times; no folding or other damage occurred to the outer sleeve.

SpenningVoltage

Gjennomslagsspenningen for prøver av kablene ifølge oppfinnelsen (med 2 kjerner med et nominelt tverrsnittsareal på 2,5 mm 2 og 3 kjerner med et nominelt tverrsnittsareal på 1,5 mm 2) ble bestemt ved å følge den ovenfor angitte prøve. Resultatene er gitt i tabell 2 nedenfor. The breakdown voltage for samples of the cables according to the invention (with 2 cores with a nominal cross-sectional area of 2.5 mm 2 and 3 cores with a nominal cross-sectional area of 1.5 mm 2 ) was determined by following the test indicated above. The results are given in table 2 below.

Når det gjaldt 3 x 0,15 mm 2-kablen kom sammenbruddet i form av overslag ved endene. Hylsen av en ytterligere prøve ble deretter trukket av 150 mm for å eliminere endeoverslag og gjennomslagsspenningen ble bestemt igjen. Resultatene er gitt i tabell 2. When it came to the 3 x 0.15 mm 2 cable, the breakdown came in the form of flashover at the ends. The sleeve of a further sample was then pulled off 150 mm to eliminate end runout and the breakdown stress was again determined. The results are given in table 2.

Disse styrker mot spenningsgjennomslag gir en These strengths against voltage breakdown give a

meget god sikkerhetsmargin overfor transient spenning fra brytere og lysstoffrør som godt kan være av størrelsesorden 5 kV. very good safety margin against transient voltage from switches and fluorescent tubes which may well be of the order of 5 kV.

FuktighetsmotstandsevneMoisture resistance

Gjennomslagsspenningen for lengder av kjerner av visse av de ovenfor beskrevne kabler ble bestemt, både før og etter den ovenfor angitte bøyeprøve. Ytterligere prøver av de samme kjerner ble nedsenket i vann i 25 timer hvoretter gjennomslagsspenningen ble bestemt. The breakdown voltage for lengths of cores of certain of the above-described cables was determined, both before and after the above-mentioned bending test. Further samples of the same cores were immersed in water for 25 hours after which the breakdown voltage was determined.

Resultatene av disse prøver er gitt i tabell 3 nedenfor. The results of these tests are given in table 3 below.

Lengder av kablen ble lagret i beholdere beregnet på å opprettholde en 100%-ig relativ fuktighet i kablen. Etter 8 uker ble kablene åpnet, og det ble ikke funnet noe korrosjon på aluminiumsfolien eller den bare jordleder. Lengths of the cable were stored in containers designed to maintain 100% relative humidity in the cable. After 8 weeks the cables were opened and no corrosion was found on the aluminum foil or the bare earth conductor.

Claims

1. Multicore electrical cable comprising two or more insulated electrical conductors, a bare earth conductor and an outer extruded sleeve of a flame-retardant thermoplastic polymeric material, the sleeve enclosing the insulated conductors and the grounding wire, characterized in that the electrical conductors are each insulated with a coating of silicone rubber insulation and that the sleeve consists of a laminate of a polymer material and an aluminum or copper foil and that an outer sleeve of said flame-retardant thermoplastic polymer material lies around the laminate, and that the metal layer is on the inside and in contact with the earthing wire along the entire length of the cable.

2. Cable according to claim 1, characterized in that the thermoplastic polymer for the laminate of polymer and metal is polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyethylene or polypropylene.

3. Cable according to claim 1, characterized in that the metal layer in the laminate has a thickness of 100-250 ym.