EP0100829B1 - Halogenfreies, flammwidriges Kabel mit Funktionserhalt im Brandfall für eine bestimmte Zeit - Google Patents
Halogenfreies, flammwidriges Kabel mit Funktionserhalt im Brandfall für eine bestimmte Zeit Download PDFInfo
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- EP0100829B1 EP0100829B1 EP19830105258 EP83105258A EP0100829B1 EP 0100829 B1 EP0100829 B1 EP 0100829B1 EP 19830105258 EP19830105258 EP 19830105258 EP 83105258 A EP83105258 A EP 83105258A EP 0100829 B1 EP0100829 B1 EP 0100829B1
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
- H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
- H01B7/29—Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame
- H01B7/295—Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame using material resistant to flame
Definitions
- the invention relates to a cable of the type mentioned in the preamble of claim 1.
- Such cables are primarily used in fire-endangering systems with a high concentration of people and property if, in the event of a fire, no corrosive secondary damage, e.g. should arise from halogens and the function maintenance of cables is necessary for a certain time ("emergency running properties").
- DE-OS 2S 47 SIO describes a flame-resistant and electrical cable of the type mentioned, the individual conductors insulated with a thermoplastic or elastomer being surrounded by an asbestos coating.
- the inner jacket also consists of an asbestos extrusion.
- the "emergency running properties" required by a cable in the event of a fire are usually verified by a test in accordance with IEC 331.
- the functionality of at least three hours is required on a sample with a flame exposure of 800 ° C.
- this functionality test only relates to the insulation behavior of the cable to be tested, but not to the electrical transmission behavior in the LF range, for example when telephoning.
- proper electrical transmission behavior in the NF range is at least as crucial and important as adequate insulation behavior.
- the object of the invention is to provide a halogen-free, flame-retardant cable, dan has "emergency running properties" in the event of fire without the use of asbestos.
- the cable should remain fully functional for at least three hours when exposed to a flame of 800 ° C (IEC test 331).
- the cable according to the invention should have very good transmission behavior in the NF range, even in the event of a fire.
- the conductor coating consists of at least two different components. Peeling and pressing of mica platelets into the wire insulation and thus a deterioration in the electrical transmission behavior both in the NF range and in relation to the insulation behavior is avoided.
- an inner jacket made of a flame-retardant polymer mixture of metal oxide hydrates and other fillers it is even possible to use conventional, non-flame-retardant wire insulation materials, which ensure better electrical transmission properties.
- Braiding is advantageous for smaller cross-sections (for example 1.5 mm 2 ), while braiding is advantageous for larger cross-sections.
- a coated glass silk tape is also possible.
- the coating consists of a halogen-free, flame-retardant polymer. It is crucial that this coating has an oxygen index of at least 40 (preferably 50). In the functional test carried out according to IEC 331 when exposed to flame, better insulation behavior was achieved at approx. 800 ° C than with the mica / glass silk coating specified under a).
- a flame-retardant halogen-free polymer mixture with fillers and in particular metal oxide hydrates is used for the inner jacket, which is so highly filled that the oxygen index is at least 40. Materials which have an oxygen index of 50 are preferred.
- the reinforcement is applied over the inner jacket. It preferably consists of a steel mesh. If a non-metallic version is required, a coated or uncoated fiberglass braid is possible as a reinforcement.
- the outer jacket is made of a polymeric, halogen-free material. This material should be oil-resistant and, if necessary, waterproof.
Landscapes
- Insulated Conductors (AREA)
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Kabel der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art. Solche Kabel werden vornehmlich in brandgefährdeten Anlagen mit hoher Personen-und Sachwertkonzentration eingesetzt, wenn im Falle eines Brandes keine korrosiven Sekundärschäden z.B. durch Halogene entstehen sollen und der Funktionserhalt von Kabeln für eine gewisse Zeit erforderlich ist ("Notlaufeigenschaften").
- In der DE-OS 2S 47 SIO wird beispielsweise ein flammfestes und elektrisches Kabel der eingangs genannten Art beschrieben, dessen mit einem Thermoplast oder Elastomer isolierte Einzelleiter von einer Asbestumpressung umgeben sind. Ebenso besteht der Innenmantel aus einer Asbestumpressung.
- Die Verarbeitung von Asbest gilt heute allgemein als gesundheitsschädlich, und man ist bestrebt, dieses Material durch andere Materialien zu ersetzen.
- Durch die US-PS 34 25 865 oder durch die DE-OS 30 07 341 sind Kabel bzw. Leiter ohne Innenmantel bekannt, bei welchen der Leiter mit anorganischen Beschichtungen versehen ist. Durch die DE-OS 2249 940 ist es bekannt, daß hochgefüllte, insbesondere mit Metallhydroxyd gefüllte Polymergemische für flammwidrige Kabel geeignet sind. Diese bekannten Maßnahmen führen jedoch für sich allein nicht zur entscheidenden Verbesserung eines Kabels der eingangs genannten Art.
- Die von einem Kabel geforderten "Notlaufeigenschaften" im Brandfall werden üblicherweise durch einen Test nach der IEC 331 nachgewiesen. Hierbei wird an einem Muster bei einer Flammeinwirkung von 800°C eine Funktionsfähigkeit von mindestens drei Stunden gefordert. Diese Funktionsfähigkeitsprüfung bezieht sich jedoch nur auf das lsolstionsverhalten des zu prüfenden Kabels, nicht jedoch auf das elektrische Übertragungsverhalten in NF-Bereich, beispielsweise beim Telefonieren. Ein einwandfreies elektrisches Übertragungsverhalten im NF-Bereich ist im Brandfalle zumindest genauso entscheidend und wichtig wie ein ausreichendes Isolationsverhalten.
- Aufgabe der Erfindung ist es, ein halogenfreies, flammwidriges Kabel zu schaffen, dan im Brandfall ohne Verwendung von Asbest "Notlaufeigenschaften" aufweist. Das Kabel soll bei einer Flammeinwirkung von 800° C noch mindestens drei Stunden voll funktionsfähig bleiben (IEC-Prüfung 331). Darüberhinaus soll das erfindungsgemäße Kabel ein sehr gutes Übertragungsverhalten im NF-Bereich auch im Brandfall aufweisen.
- Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 2. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Die Verwendung einer Leiterbeschichtung mit wärmesperrenden Eigenschaften erhöht bei dem erfindungsgemäßen Kabel die Spannungsfestigkeit unter Flammeinwirkung. Die Verwendung nur einer Schicht aus Glimmer oder Glasseide wäre nachteilig:
-
- - Eine Glasseidenumflechtung schmilzt bei ca. 800° C; eine "Notlaufeigenschaft" ist somit nicht garantiert.
- - Eine Glimmerbewicklung über die Ader kann zur Verschlechterung des elektrischen Übertragungsverhaltens führen, da bei den verwendeten Glimmerplättchen die Gefahr besteht, daß sie in die Aderisolierung eindringen können.
- Entscheidend ist, daß die Leiterbeschichtung aus mindestens zwei unterschiedlichen Komponenten besteht. Ein Abblättern und Eindrücken von Glimmerplättchen in die Aderisolierung und damit eine Verschlechterung des elektrischen Übertragungsverhaltens sowohl im NF-Bereich als auch im Bezug auf das lsolationsverhalten wird vermieden. Durch die Verwendung eines Innenmantels aus einem flammwidrigen Polymergemisch aus Metalloxidhydraten und anderen Füllstoffen ist sogar die Verwendung konventioneller, nicht flammwidriger Aderisoliermaterialien möglich, welche bessere elektrische Übertragungseigenschaften gewährleisten.
- Die Erfindung wird nachfolgend näher erläutert.
- Das erfindungsgemäß aufgebaute Kabel besteht aus folgenden Aufbauelementen:
- Leiter
- Leiterbewicklung
- Aderisolierung
- Innenmantel
- Armierung
- Außenmantel
- Für die wärmesperrende Beschichtung der Leiter hat sich folgender Aufbau als vorteilhaft erwiesen.
- a) Zwei Lagen spiralförmig gewickeltes Glimmerpapier und darüber eine Lage Glasseidenumflechtung oder Bewicklung.
- Eine Umflechtung ist vorteilhaft bei kleineren Querschnitten (beispielsweise bei 1,5 mm2), während eine Umspinnung bei größeren Querschnitten vorteilhaft ist.
- b) Als Alternative zu a) ist auch ein beschichtetes Glasseidenband möglich. Die Beschichtung besteht aus einem halogenfreien flammwidrigen Polymer. Entscheidend ist, daß diese Beschichtung einen Sauerstoffindex von mindestens 40 hat (vorzugsweise 50). Bei der nach IEC 331 durchgeführten Funktionsprüfung bei Flammeinwirkung wurden bei ca. 800°C sogar ein besseres Isolationsverhalten erzielt als bei der unter a) angegebenen Glimmer/Glasseide-Beschichtung.
- Für die Aderisolierung wurden außer mit VPE auch gute Ergebnisse mit mineralisch gefüllten vernetzten Polyolefinen erzielt. Bevorzugt wird ein EPR/VPE-Copolymerverschnitt, der nach üblichen Verfahren vernetzt wird.
- Für den Innenmantel wird ein flammwidriges halogenfreies Polymergemisch mit Füllstoffen und insbesondere Metalloxidhydraten verwendet, welches so hochgefüllt ist, daß der Sauerstoffindex mindestens 40 beträgt. Bevorzugt werden Materialien, die einen Sauerstoffindex von 50 aufweisen.
- Über dem Innenmantel ist die Armierung aufgebracht. Sie besteht vorzugsweise aus einem Stahlgeflecht. Falls eine nichtmetallische Ausführung gewünscht wird, ist ein beschichtetes oder unbeschichtetes Glasseidengeflecht als Armierung möglich.
- Der Außenmantel besteht aus einem polymeren, halogenfreien Material. Dieses Material soll ölbeständig und gegebenenfalls wasserfest sein.
- Sehr gute Ergebnisse wurden mit der halogenfreien Polymermischung erzielt, wie sie durch die DE-OS 28 49 940 bekannt sind.
Claims (9)
1. Halogenfreies, flammwidriges Kabel mit Funktionserhalt im Brandfall für eine bestimmte Zeit, mit mindestens einem Leiter, welche jeweils von einer isolierenden Polymerschicht und einer wärmefesten Schicht aus anorganischem Material umgeben und in eine einen Innenmantel bildende wärmefeste Füllschicht eingebettet sind, welche von einer Armierung umgeben ist, über welche eine einen Außenmantel bildende Umhüllung aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die die Leiter umgebende wärmefeste Schicht direkt auf die Leiter aufgebracht ist und aus einer zunächst aufgewickelten Lage von Glimmer und einer darauf aufgeflochtenen oder aufgewickelten Lage aus Glasseide besteht und daß der Innenmantel aus einem mit Füllstoffen und insbesondere Metalloxidhydraten gefüllten Polymermischung besteht.
2. Halogenfreies, flammwidriges Kabel mit Funktionserhalt im Brandfall für eine bestimmte Zeit, mit mindestens einem Leiter, welche jeweils von einer isolierenden Polymerschicht und einer wärmefesten Schicht aus anorganischem Material umgeben und in eine einen Innenmantel bildende wärnefeste Füllschicht eingebettet sind, welche von einer Armierung umgeben ist, über welche eine einen Außenmantel bildende Umhüllung aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die die Leiter umgebende wärmefeste Schicht direkt auf die Leiter aufgebracht ist und aus einem aufgewickelten, mit einem halogenfreien, flammwidrigen Polymermaterial beschichteten Glasseidenband besteht, und daß der Innenmantel aus einem mit Füllstoffen und insbesondere Metalloxidhydraten gefüllten Polymergemisch besteht.
3. Kabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymergemisch der Beschichtung einen Sauerstoffindex von mindestens 40 hat.
4. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aderisolierung aus einem mineralisch gefüllten vernetzten Polyolefinmaterial besteht.
5. Kabel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aderisolierung aus einem Verschnitt von Polymeren und/oder Mischpolymeren des Ethylens besteht, vorzugsweise EPR, EVA und PE.
6. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das flammwidrige Polymergemisch des Innenmantels aus einem halogenfreien mineralisch hochgefüllten Material mit einem Sauerstoffindex von mindestens 40 besteht.
7. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierung aus einem Stahlgeflecht besteht.
8. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierung aus einem Glasseidengeflecht besteht.
9. Kabel nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasseidengeflecht mit einem halogenfreien, flammwidrigen Polymer beschichtet ist.
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