SE502801C2

SE502801C2 - Multi-layer electric cable

Info

Publication number: SE502801C2
Application number: SE8700516A
Authority: SE
Inventors: Siegfried Richter
Original assignee: Kabelmetal Electro Gmbh
Priority date: 1986-02-12
Filing date: 1987-02-11
Publication date: 1996-01-15
Also published as: SE8700516D0; DE3604311A1; DE3604311C2; SE8700516L

Abstract

In the case of a multicore electrical cable for mobile loads, an element having increased tensile strength is allocated directly to each core.

Description

502 801 10 15 20 25 30 35 2 alltså förmår att stå emot påkänningar i axiell rikt- ning, förmår de inte att klara av stötpåkänningar i radiell riktning, varför i synnerhet för högt belastade flexibla kablar fortfarande stáltrådsarmering används. 502 801 10 15 20 25 30 35 2 are thus able to withstand stresses in the axial direction, they are not able to withstand impact stresses in the radial direction, which is why steel wire reinforcement is still used, especially for highly loaded flexible cables.

En nackdel med detta är att enskilda ståltrådar i exem- pelvis en ståltrådsfläta vid kraftig böjpåkänning kan bryta och att deras ändar kan tränga ut eller in i kabelkärnan och där orsaka kortslutning. Trådskiktet kan visserligen täckas av en lindning av exempelvis ett flamskyddat glasfiberband, men sådana glasfiberband uppfyller på grund av sin kända skörhet inte alltid de ställda kraven, och dessutom är den utanpå lindningen befintliga manteln endast löst anordnad på armeringen och kan lätt förskjutas vid böjpåkänning på kabeln eller ledningen.A disadvantage of this is that individual steel wires in, for example, a steel wire braid can break at high bending stress and that their ends can penetrate into or into the cable core and cause a short circuit there. Although the wire layer can be covered by a winding of, for example, a flame-retardant fiberglass strip, such fiberglass strips do not always meet the set requirements due to their known fragility, and in addition the sheath present outside the winding is only loosely arranged on the reinforcement and can be easily displaced by bending stress on cable or the cord.

Flätor av en blandning av stål- och koppartràdar har också tillverkats. Nackdelen med dessa är att ka- belns eller ledningens flexibilitet vid högre drag- hållfasthet, dvs vid högre andel stål och ökande stål- styrka, inte blir den bästa och att dessutom vikten ökar.Braids of a mixture of steel and copper wires have also been manufactured. The disadvantage of these is that the flexibility of the cable or cable at higher tensile strength, ie at a higher proportion of steel and increasing steel strength, is not the best and that the weight also increases.

En särskild nackdel med de kända utföringsformerna av dragfasta armeringar är emellertid att kabeln inte kan lagas på läggningsplatsen när det som lindning eller fläta utformade bär- eller dragelementet har skadats. Ka- beln måste bytas, även om de strömledande parterna är hela, vilket kan medföra ett längre avbrott av arbets- eller produktionsrutinen.However, a particular disadvantage of the known embodiments of tensile reinforcements is that the cable cannot be repaired at the installation site when the support or braid element designed as a winding or braid has been damaged. The cable must be replaced, even if the live parts are intact, which can lead to a longer interruption of the work or production routine.

Det är sålunda uppfinningens ändamål att förbättra driftsäkerheten av med drag- eller bärelement försedda kablar, samt att göra det möjligt att genomföra repara- tionsarbeten vid läggningsplatsen.It is thus the object of the invention to improve the operational reliability of cables provided with traction or support elements, and to make it possible to carry out repair work at the laying site.

Detta ändamål uppnås enligt uppfinningen genom att varje part har ett direkt tillordnat element med hög draghållfasthet. En sådan uppdelning av hela det för upptagning av oundvikliga dragkrafter avsedda bärorga- net på varje enkelpart förbättrar ledningens flexibili- 10 15 20 25 30 35 502 801 3 tet väsentligt. Detta gäller speciellt när man istället för stàllinor använder textila dragavlastningsorgan.This object is achieved according to the invention in that each part has a directly assigned element with high tensile strength. Such a division of the entire support member for absorbing unavoidable tensile forces on each individual part significantly improves the flexibility of the line. This is especially true when textile strain relief means are used instead of steel ropes.

Uppdelningen medför också att energi- eller signalled- ningens yttermått reduceras och medför t ex vid skada på en mantel problemfri lagning på montageplatsen om energiledarna och bärorganen är intakta.The division also means that the outer dimensions of the energy or signal line are reduced and, for example in the event of damage to a jacket, causes trouble-free repair at the installation site if the energy conductors and support members are intact.

Uppdelningen av hela det dragkrafter upptagande bärorganets eller -organens tvärsnitt på varje enkel- part kan ske på olika sätt. En föredragen lösning en- ligt uppfinningen är att elementet med hög draghàllfast- het bildar partens kärna, kring vilken trådar eller mångtrådiga ledare av metall är slagna. En sådan kon- centrisk anordning av dragelementen och av de elektriska ledarna medför problemfri böjbarhet av enkelparterna i alla riktningar och tack vare den ökade livslängden en väsentligt gynnsammare hantering av hela anordningen i drift.The division of the entire cross-section of the support member (s) receiving the tensile forces on each individual part can take place in different ways. A preferred solution according to the invention is that the element with high tensile strength forms the core of the part, around which wires or multi-wire conductors of metal are wound. Such a concentric arrangement of the traction elements and of the electrical conductors results in trouble-free bendability of the individual parts in all directions and, thanks to the increased service life, a considerably more favorable handling of the entire device in operation.

Till skillnad från denna utföringsform kan uppfin- ningen lämpligen även utföras på så sätt att elementet med hög draghàllfasthet anbringas i form av en sträng slagen kring partkärnan, som utgör den elektriska le- daren. Även här är det åter bl a den koncentriska an- ordningen av ledarna och elementen med hög draghàllfast- het som leder till en förbättring gentemot kända an- ordningar.In contrast to this embodiment, the invention can suitably also be carried out in such a way that the element with high tensile strength is applied in the form of a string wrapped around the part core, which constitutes the electrical conductor. Here again, it is again the concentric arrangement of the conductors and the elements with high tensile strength that leads to an improvement over known devices.

Ofta kan det vara lämpligt att kombinera ledare och draghållfasta element. En sådan utföringsform av upp- trådar i hög drag- finningen kan i så fall innebära att enskilda den elektriska ledaren ersätts av element med hållfasthet eller kompletteras med dessa. Denna utförings- form är särskilt lämplig när kabeln skall ha så små ytter- mått som möjligt.It can often be appropriate to combine conductors and tensile elements. Such an embodiment of threads in the high tensile fin can in that case mean that the individual electrical conductor is replaced by elements with strength or supplemented with these. This embodiment is particularly suitable when the cable is to have as small external dimensions as possible.

I den sista utföringsformen enligt uppfinningen an- vänds som element med hög draghàllfasthet lämpligen plast- trådar på bas av aromatiska homo- eller sampolyamider, exempelvis polyaramider, vilka i handeln är kända under namnet "Kevlar". I så fall behövs ingen elektrisk isole- 502 801 10 15 20 25 30 35 4 ring av ledarens enskilda trådar mot de dragfasta ele- menten.In the last embodiment according to the invention, plastic threads based on aromatic homo- or copolyamides, for example polyaramides, which are commercially known under the name "Kevlar", are suitably used as elements with high tensile strength. In this case, no electrical insulation of the conductor's individual wires against the tensile elements is required.

De högfasta plasttrådarna kommer dock också att föredras i andra utföringsformer enligt uppfinningen, eftersom förutom den bättre flexibiliteten exempelvis gentemot stållinor även mindre yttermått, lägre vikt samt bättre hanterbarhet vid drift har en avgörande roll.However, the high-strength plastic wires will also be preferred in other embodiments according to the invention, since in addition to the better flexibility, for example with respect to steel ropes, also smaller outer dimensions, lower weight and better handling during operation have a decisive role.

Plasttrådarna med hög draghållfasthet kan företrä- desvis också vara behandlade med ett impregnerings- eller limmedel. Sådana impregnerings- eller limmedel tjänar till att förbättra draghållfastheten och/eller till att förbättra vidhäftningen med avseende på den intilliggande isoleringen och/eller höljet.The plastic threads with high tensile strength can preferably also be treated with an impregnating or gluing agent. Such impregnating or gluing agents serve to improve the tensile strength and / or to improve the adhesion with respect to the adjacent insulation and / or the casing.

Det har dessutom visat sig vara fördelaktigt om ele- menten med hög draghållfasthet själva är gjorda av slagna, hopsnodda eller tvinnade enkelelement, varigenom drag- hållfastheten kan ökas betydligt.It has also proved to be advantageous if the elements with high tensile strength are themselves made of beaten, twisted or twisted single elements, whereby the tensile strength can be significantly increased.

Kabelns funktionsduglighet samt livslängd är förutom på konstruktionen också beroende av det använda materia- let. Polyvinylklorid och gummi uppfyller inte alltid de ställda kraven, i synnerhet när ledningarna vid användning under jord exempelvis utsätts för högre på- känning. Framförallt för dessa användningsändamål har det visat sig vara ändamålsenligt att i en utföringsform enligt uppfinningen omge parterna inklusive de dem direkt tillordnade elementen med hög draghållfasthet med ett gemensamt hölje av uretanplast. I stället för att tillverka hela höljet av detta mot yttre mekaniska kraf- ter mycket motståndskraftiga material, kan man även till- verka höljet av en annan lämplig plast eller av gummi och däröver endast lägga ett yttre överdrag i form av ett tunt andra skikt av uretanplast. Därvid kan det ofta vara lämpligt att tvärbinda det andra skiktet eller ett randområde av uretanplasthöljet genom strålning.In addition to the construction, the cable's operability and service life also depend on the material used. Polyvinyl chloride and rubber do not always meet the set requirements, especially when the pipes are exposed to higher stresses when used underground, for example. Especially for these uses, it has been found to be expedient in an embodiment according to the invention to surround the parties, including the elements directly attached to them with high tensile strength with a common casing of urethane plastic. Instead of making the whole casing of this highly resistant material against external mechanical forces, one can also make the casing of another suitable plastic or of rubber and over it lay only an outer coating in the form of a thin second layer of urethane plastic. . In this case, it may often be appropriate to crosslink the second layer or an edge area of the urethane plastic casing by radiation.

Den tvärbundna uretanplasten bildar nämligen också ett flamhärdigt slutet hölje, vilket vid eldpåverkan 10 15 20 25 30 35 502 801 5 inte rinner och sålunda inte ger de därunder liggande ytterligare skikten i ledningskonstruktionen någon möjlighet att smälta i lågan. Vid brand innebär detta att branden begränsas till verkningsomràdet för tänd- lågan och att branden slocknar omedelbart efter av- lägsnande eller släckning av tändlågan. Branden förs sålunda tvärtemot de hittills kända utföringsformerna inte vidare.Namely, the cross-linked urethane plastic also forms a flame-retardant closed casing, which under the influence of fire does not flow and thus the underlying additional layers in the pipe structure do not give any possibility to melt in the flame. In the event of a fire, this means that the fire is limited to the area of action of the ignition flame and that the fire is extinguished immediately after removal or extinguishing of the ignition flame. The fire is thus not carried forward, contrary to the hitherto known embodiments.

Eftersom det tvärbundna uretanplastskyddshöljet inte smälter och slocknar snabbt, är dessutom rökutveck- lingen väsentligt mindre än vid jämförbara ledningar med höljen av silicon- eller etylen-vinylacetat-sampolymerer (EVA) eller vid tvärbundna uteratanplasthöljen eller de vanliga neoprenhöljena.In addition, since the crosslinked urethane plastic casing does not melt and extinguishes quickly, the smoke generation is significantly less than with comparable pipes with silicone or ethylene-vinyl acetate (EVA) casings or with crosslinked outer urethane plastic casings or the usual neoprene casings.

Med avseende på uppfinningen kan uretanplaster av olika bastyp användas, under förutsättning att de är tvär- bindbara genom strålningspåverkan. Av de olika PUR-typerna har emellertid en s k etertyp visat sig vara mest fördel- aktig, eftersom en sådan typ förutom de övriga för upp- finningen nödvändiga egenskaperna också är särskilt resi- stent mot bakterier och är hydrolystålig.With regard to the invention, urethane plastics of different base types can be used, provided that they are crosslinkable by the action of radiation. Of the various PUR types, however, a so-called ether type has proven to be most advantageous, since such a type, in addition to the other properties necessary for the invention, is also particularly resistant to bacteria and is hydrolyzily resistant.

Uppfinningen beskrivs närmare i det följande med hän- visning till den i figuren som utföringsexempel visade medelsspänningskabeln.The invention is described in more detail in the following with reference to the average voltage cable shown in the figure as an exemplary embodiment.

Varje part l i denna medelspänningskabel har ett bärorgan 2 i form av en enkelsträng eller av flera kring varandra slagna eller hopsnodda enkelsträngar av en mycket draghållfast plast (t ex kevlar), kring vilken kopparledaren 3 är slagen. Isoleringen 4 består exempel- vis av natur- eller syntesgummi eller också av ett s k termoplastiskt gummi. Om det rör sig om en medel- spänningskabel har ledaren 3 det så kallade inre led- ningsskiktet 5, medan denna av elektriska skäl anordnade ledarglättningen inte behövs i lâgspänningskablar eller -ledningar.Each part 1 of this medium-voltage cable has a support member 2 in the form of a single strand or of several twisted or twisted single strands of a very tensile-resistant plastic (eg Kevlar), around which the copper conductor 3 is wound. The insulation 4 consists, for example, of natural or synthetic rubber or also of a so-called thermoplastic rubber. In the case of a medium-voltage cable, the conductor 3 has the so-called inner conductor layer 5, while this conductor smoothing arranged for electrical reasons is not needed in low-voltage cables or wires.

Ovanpå isoleringen finns ett med isoleringsytan fast hopsvetsat, om det rör sig om medelspänningskablar, eller 502 801 10 15 20 6 endast "löst" strängsprutat yttre ledningsskikt 6, om det rör sig om lågspänningskablar eller -ledningar enligt uppfinningen. Själva ledningsskiktet kan exem- pelvis vara en genom tillsats av sot ledande etylen- -vinylacetat-sampolymer.On top of the insulation there is one welded together with the insulation surface, in the case of medium voltage cables, or only "loosely" extruded outer conductor layer 6, in the case of low voltage cables or wires according to the invention. The conductor layer itself may, for example, be an ethylene-vinyl acetate copolymer conductive by the addition of soot.

Med 7 betecknas skydd- eller övervakningsledare, vilka består av en mångtrådig ledare 8 och ett ledande hölje 9. De för avrundning av kärnan avsedda utfyll- naderna 10 är gjorda av t ex gummi eller av ett gummi- aktigt material.7 denotes protective or monitoring conductors, which consist of a multi-wire conductor 8 and a conductive casing 9. The fills 10 intended for rounding the core are made of, for example, rubber or of a rubber-like material.

Mellanrummen i kärnan, dvs kilarna mellan energi- ledarna, skyddsledarna, utfyllnaderna osv är utfyllda exempelvis med oljad grafit ll. Den s k innermanteln 12, exempelvis gjord av en tvärbunden gummiblandning, om- sluter kabelkärnan och utanpå denna befinner sig ytter- manteln 13, t ex av uretan, vars yttre randområde är strålningstvärbundet.The gaps in the core, ie the wedges between the energy conductors, the protective conductors, the fills, etc., are filled in, for example, with oiled graphite ll. The so-called inner jacket 12, for example made of a cross-linked rubber compound, encloses the cable core and on top of this is the outer jacket 13, for example of urethane, the outer edge area of which is radiation-crosslinked.

Istället för de draghållfasta elementen på bas av aromatiska homo- eller sampolyamider kan med fördel även sådana på glasfiberbas användas.Instead of the tensile elements based on aromatic homo- or copolyamides, it is also advantageous to use those based on glass fiber.

Claims

10 15 20 25 30 502 801 PATENT CLAIMS

1. l. Multi-party type electrical cable for energy and signal transmission for mobile consumers comprising support or traction elements of layer construction, characterized in that each part has a core of an element with high tensile strength, around which wires or multi-wire conductors of metal is beaten.

Cable according to Claim 1, characterized in that the element with high tensile strength consists of plastic wires based on aromatic homo- or copolyamides.

Cable according to claim 2, characterized in that the plastic wires are treated with impregnating or gluing agent.

Cable according to claim 2, characterized in that the element consists of wires, strands or braids on a glass fiber base.

Cable according to one of Claims 1 to 4, characterized by twists or twists of single elements. that the element itself is the type,

Cable according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the associated elements with high tensile strength are surrounded by the parties including them directly by a common casing of urethane plastic.

Cable according to one of Claims 1 to 6, characterized by the associated elements with high tensile strength, surrounded by the conductors, including those directly, of a common casing of plastic or rubber, which is covered by a further layer of urethane plastic.

Cable according to Claim 6 or 7, characterized in that the urethane plastic casing is radiation-crosslinked.