SE449273B - Eldbestendig kabelkonstruktion - Google Patents

Description

35 40 449 273 _ z med beaktande av att de förutom att vara motståndskraftiga mot eld och värme icke heller får bidraga till att sprida elden eller ut- veckla skadliga gaser vid extrema temperaturer. ' ' Vidare måste kablarna konstrueras med syftemål att uppnå håll- fasta mekaniska egenskaper, så att de även under vanliga arbetsför- hållanden ombord på plattformarna förblir funktionsdugliga under sin avsedda livstid. 1 I beaktande av detta tillhandahållas genom föreliggande uppfin- ning en eldhärdig kabelkonstruktion, vilken förutom att uppvisa en mycket stor resistens mot påverkan av brand, även har goda mekaniska_ egenskaper, något som gör den väl lämpad för installation på olje-U produktionsplattformar eller liknande fartyg som verkar utanför kus- ten. 4 Kabelkonstruktíonen enligt föreliggande uppfinning känneteck- nas av att varje ledare är omgiven av ett glimmerband som omslutes av ett skikt av värmebeständigt gummi, att ledarna med eventuellt tillhörande jordledningar och skärmningar omslutes av en termoplas- tisk elastomer, att det utanpå den termoplastiska elastomeren är_an- ordnad en flätad metallarmering, och att konstruktionen har ett ytterhölje av klorsulfonerad polyeten eller etenpropengummi.g . _ ' Kablar som utförts enligt föreliggande uppfinning uppfyller de brandtekniska krav som ställes av IEC, samtidigt som de vid för- sök har visat att deras'brandtekniska egenskaper är långt bättre än vad fallet är hos tidigare kända kablar av liknande typ. I jämförel- se med vanliga kablar uppvisar kabelkonstruktionen enligt uppfinning- en oförändrade funktionsegenskaper under och efter en brand, även under stark vibration. Likaledes är bildningen av tjock rök, kol- oxíd och klorväte under brand avsevärt minskad.

Uppfinningen beskrivçs närmare i det följande under hänvisning till ritningen, vilken visar olika utföringsformer av den eldbestän- díga kabelkonstruktionen enligt uppfinningen. I Fig 1 utgör en perspektivvy av änden av en kabelkonstruktion enligt uppfinningen med delar av kabeln bortskurna för att visa kom- ponenterna i kabelkonstruktionen. Fig 2 utgör en perspektivvy lik- nande fig 1 av en annan utföríngsform av kabelkonstruktionen enligt uppfinningen. Fig 3 utgör en vy liknande fig 1 och 2, och visar en tredje utföringsform av kabelkonstruktionen enligt uppfinningen.

Fig 4 visar i större skala en tvärsektion av en ledare med isolering i två skikt. Fig 5 visar i mindre skala en schematisk tvärsektion av ett ledarpar, omgivet av ett plastband. Fig 6 visar schematiskt """"^\.~ _.. 10 15 20 25 S0 35 40 s 449 273 en tvärsektion av ett ledarpar med egen jordledning och skärm.

Fig 7 utgör en schematisk tvärsektionsvy som visar ledarpar med separata jordledningar och gemensam skärm. Pig 8 visar schematiskt en tvärsektion av två ledarpar, som förutom egna jordledningar även Fig 9 och 10 Pig 11 utgör en har en gemensam jordledning och en gemensam skärm. visar alternativa utföringsformer av ledarparen. vy i tvärsektion genom en eventuell utföringsform av kabeln enligt uppfinningen.

Den kabelkonstruktion som visas i fig 1 och som allmänt beteck- nas med 1 innefattar isolerade enkelledare 2, vilka visas i större skala i fig 4. vara av förtent koppar, omgivnaïav ett glimmerband 3 och ett isola- Ledarna kan vara sammansnodda Som framgår av fig 4 är enkelledarna 2, vilka kann torskikt 4 av värmebeständigt gummi. två och två i par och hållas åtskilda från de övriga ledarna med hjälp av ett plastband, såsom visas vid 5 i fig 5 och 6, och till- sammans med vart och ett av de snodda ledarparen kan sträcka sig en jordledning 6, såsom visas i fig 1 och fig 6. Denna jordledning kan givetvis uteslutas, såsom visas i fíg 5. För översiktlighetens skull är plastbandet S utelämnat i fig 1.

Kring vart ledarpar och en jordledare 6 är lindat ett alumi- nium-plastlaminat 7, vilket tjänar som elektrisk skärm för de en- skilda ledarparen. Ett sådant laminat visas såväl i fig 1 som i fig 6, och runt dessa par av skärmade ledare är lindat ett gemensamt band 8 (fig 1) av polyester.

Utanpå bandet 8 är anbringat ett skikt 9 av termoplastisk elastomer som är utfylld med aluminiumhydroxid, och utanpå detta skikt är lindad en oflätad glasfibermatta 10, vilken tillsammans med den termoplastiska elastomeren omslutes av en flätad metall- armering 11. Kabelkonstruktionens yttermantel är betecknad med 12 och är framställd av klorsulfonerad polyeten eller etenpropengmmni.

Försök har visat att även om en enligt ovan utförd kabel ut- sättes för brand, kommer de elektriska egenskaperna att bibehållas En kabel av liknande typ som den ovan beskrivna har utsatts för eldprovníng vid temperaturer av 650, respektive 800 och 1100°C. Under provning- över mycket lång tid, även vid mycket höga temperaturer. en blev kabeln satt under spänning, och det visade sig att för alla temperaturer var tiden innan kabelns elektriska sammanbrott mer än 30 minuter. Vidare har en kabel enligt föreliggande uppfinning ut- satts för eldprovning i enlighet med IEC 331, dvs den utsattes för en temperatur av 750°C i tre timmar. -Under provningen var full 10 15 20 25 30 35 40 449 273 4 driftspänning pâlagd på kabeln. Varken under eldprovningen eller den följande spänningsprovningen uppstod några fel i kabeln.ï Vibrationsprov har även utförts med en eldprovad kabel av ovan beskriven typ, genom att kabelprov efter att ha genomgått eldprov- ningen anbringades i en vibrationsapparat och i en timme utsattes för vibrationer i frekvensområdet 10-100 Hz, samtidigt som kabel- provet sattes under normal driftspänníng. Försöksresultaten visade att efter vibrationsprovníngen kunde intet elektriskt fel påvisas.

Kabelprovet blev därefter isolationsprövat, vilket visade en di- elektrisk hållfasthet av cirka 1-1,6 kV.

Under eldprovningen observerades det att kabelproverna brann mycket långsamt. Det observerades ingen betydande temperatursteg- ring i kabelns inre, och icke heller förekom någon svällning av kabeln. Detta beror på att den termóplastiska elastomeren är fylld, med aluminíumhydroxid, vilken vid cirka 150°C avgiver vattenånga med en följande avkylning av de innanför belägna kabelkomponenterna.

Vid brand kommer det termoplastiska materialet 9 och skiktet av oflätade glasfibrer 10 att bilda en pulverformig aska som isole- rar de elektriska ledarna mot för hög temperatur, samtidigt som de ger ledarna ett gott stöd. Den pulverformiga askan hålles i sin tur på plats av metallarmeringen 11, vilken ligger mellan ytterskiktet 12 och den termoplastiska elastomeren 9 med glasfibermattan 10. Vi- dare observerades under provningen en relativt låg rökutveckling.

Från ytterligare observationer som gjorts under provningarna har det visat sig att förbränningsenergin från kablarna under prov- ningarna är cirka 10 % lägre än hos motsvarande kända kablar. Korro- sionsverkan hos de gaser som utvecklas vid måttliga temperaturer, dvs vid 150-200°C, är avsevärt mindre hos kabeln enligt uppfinningen än hos kända kablar. Likaledes är utvecklingen av koloxid hos den nya kabeln avsevärt mindre än hos kända kablar. Detta gäller även utvecklingen av klorväte vid såväl 280, som 650 och 1000°C.

Försök har visat att även utvecklingen av tät rök under brand är avsevärt mindre hos kabeln enligt uppfinningen i jämförelse med konventionella kabelkonstruktioner. I övrigt uppfyller kabel- konstruktionen enligt uppfinningen alla de krav som ställes av IEC- normerna, innefattande då IEC 331 (eldprovníng av mineralisolerade kablar).

Företrädesvis väljes som isolering för enkelledarna ett synte-" tiskt gummi, exempelvis etenpropengummi eller silikongummi.

Som angivits är den som fyllnadsskikt verkande termoplastiska_ u) 10 15 20 25 30 35 40 s 449 273 elastomeren, vilken kan utgöra en etenpropenelastomer, utfylld med aluminiumhydroxid för erhållande av de önskade termiska egenskaper- na. Denna sammansättning är speciellt utvecklad för den föreliggan- Detta utfyll- nadshölje skall förutom att ge kabeln en god mekanisk styrka även ge stöd åt enkelledarna. Under brand verkar fyllnadshöljet som ett kylande och värmeisolerande element ovanför skärmlaminatet och enkel- de kabeln och har ett syreindex som överstiger 35 %. ledarna. Brinnegenskaperna hos materialet är mycket goda i jämförel- se med exempelvis det yttre skiktet av klorsulfonerad polyeten.

Hos kabeln enligt uppfinningen åstadkommes det mekaniska skyd- det av metallarmeringen 11 och det yttre skiktet 12 av klorsulfone- rad polyeten eller etenpropengui. Dennabhar ett syreindex över 35 % och ut- gör den kabelkomponent som bildar klorväte när kabeln utsättas för eld och högre temperaturer. Klorsulfonerad polyeten har emellertid goda egenska- per i fråga om mekanisk hållfasthet och oljeresistens. Genom att utbyta det yttre skiktet 12 av klorsulfonerad polyeten mot ett skikt av etenpropengummí kan utvecklingen av saltsyra vid brand minskas. iI övrigt uppvisar kabeln enligt uppfinningen böjningsegenska- per och hållfasthetsègenskaper som gör den väl lämpad för installa- tioner i marin arbetsmiljö.

I fig 2 visas en annan utföringsform av kabelkonstruktionen enligt uppfinningen. Denna skiljer sig från konstruktionen i fig 1 genom att enkelledarna 2', vilka sammanhålles två och två genom sina plastband 5', kring sig har vecklat ett gemensamt plastband 13 och en gemensam skärm 14. Mellan plastbandet 13 och skärmen 14 är an- ordnad en enda, gemensam jordledning 6'. närmast i fig 9, och är att anse som en skärmad, snodd konstruktion.

Denna utföringsform visas *I fig 3 visas en tredje utföringsform av kabeln enligt uppfin- ningen, och den skiljer sig från utföringsformen i fig 2 endast ge- Dessa är här oordnat anbringade, men har kring sig lindat ett band 13' av polyester och en skärm 14'. nom en annan anordning av enkelledarna 2".

Mellan skärmen 14' och bandet 13' är som tidigare Utföringsformen åskådlíggöres närmare i fig 10. Det är att märka, att skillnaden mellan utföran- dena i fig 9 och 10 är användningen av plastbandet S' i fig 9, medan detta är slopat i utförandet enligt fig 10, varvid de inre cirklnrna anordnad en gemensam jordledníng 6". här representerar den omkrets som de snodda ledarparen kommer att upptaga.

I fig 7 och 8 visas alternativa utföríngsformer, enligt vilka kabelparen kan anordnas i fyra eller två par innanför en gemensam . __ .. _.. _ 10 15 20' 449 273 'a skärm 15. I fig 7 har vart par av enkelledarna 2" sin jordledning 16, medan i utföringsformen enligt fig 8 en gemensam jordledníng 17 tillkommer. I fig 7 och 8 betecknar 16' en metallfolie, och i fig 8 betecknar 18 den omkrets som de enskilda paren med jordledning upp- tager i kabeln. Eventuellt kan 18 beteckna ett plastband.

I fig 11, vilken visar en förenklad tvärsektion av en utfö- ringsform av kabelkonstruktionen enligt uppfinningen, betecknar som tidigare 12 det yttre höljet av antingen klorsulfonerad polyeten eller etenpropengummi, vilket omgiver den flätade armeringen 11.

Denna i sin tur omsluter isoleringsskiktet 9 av termoplastísk elasto- mer. Detta skikt utfyller de eventuella hålrum som kan förekomma mellan ledarparen, samtidigt som det bildar ett inbäddningsmaterial för den oflätade mattan 10 av glasfiber.

När kabelkonstruktionen användes i förening med en kraftkabel med tre ledare, kommer tre ledare att användas av den typ som visas i fig 4 och som är omgivna av glimmerband 5, omgivet av ett skikt 4 av värmebeständigt gummi. De tre ledarna sammansnos och omhöljes av isoleringsskiktet 9 av termoplastisk elastomer, såsom antydes i fig 11. I övrigt är utförandet såsom visas i denna figur, dvs med en oflätad matta 10 av glasfiber och en flätad armering 11, vilken. i sin tur omgives av det yttre höljet 12 av klorsulfonerad polyeten eller etenpropengummi., 1: Il

Claims (5)

449 273 Patentkrav' __

1. "1. Eldbeständig kabelkonstruktion, innefattande en eller flera elektriska ledare, varvid de enskilda ledarna är isolera- de med ett isoleringsskikt (4) av värmebeständigt gummi och om- gives av en termoplastisk elastomer (9) som är fylld med alumi- niumhydroxid, och av ett ytterhölje (12), som består av klorsul- Fonerad polyeten eller av etenpropengummi, samt k ä n n e - t e c k n a d därav, att var och en av ledarna är omgiven av ett glimmerband (3) som ligger innanför isoleringsskiktet (4) av värmebeständigt gummi, och att den termoplastiska elastome- ren är omsluten av en flätad metallarmering (11). k ä n n e t e c k n a d (11) och den termoplastiska elastomeren (9) är anbragt ett skikt (10) av

2. Konstruktion enligt krav 1, därav, att det mellan den flätade metallarmeringen oflätad glasfiber.

3. Konstruktion enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a d är omgivna av glimmerband (3) och värmebeständigt gummi (4), därav, att två och två av ledarna, vilka vardera är omgivna av ett plastband (5), och att tillsammans med vart ledarpar sträcker sig en jordledare (6), vilken tillsammans med respektive ledarpar omslutes av en metallfolie (7), vilken tjä- nar som skärm.

4. Konstruktion enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att buntar av skärmade, glimmerbandisolerade ledarpar med jordledare är omslutna av en gemensam metallfolie (15).

5. Konstruktion enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a d därav, att två och två av ledarna, vilka vardera är omgivna av qlimmerband (5) och värmebeständigt qummi (4), är omgivna av ett plastband (5'), och att buntar av ledarpar med en gemensam jordledare (6') är omgivna av en gemensam metallfolie (14), vil- ken tjänar som skärm. i