EP2742514B1

EP2742514B1 - Electric cable

Info

Publication number: EP2742514B1
Application number: EP12740048.9A
Authority: EP
Inventors: Raphael König; Heiner Gradwohl
Original assignee: Leoni Studer AG
Current assignee: Studer Cables AG
Priority date: 2011-08-09
Filing date: 2012-07-16
Publication date: 2016-08-31
Anticipated expiration: 2032-07-16
Also published as: EP2742514A1; CH705184B1; MY175367A; SG2014008205A; WO2013020630A1; CH705184A2

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektrokabel mit einem Leiter, mit mindestens eine diesen umgebende Isolationsschicht und mit einem Aussenmantel.The invention relates to an electric cable with a conductor, with at least one surrounding insulating layer and with an outer sheath.

Elektrokabel, insbesondere Mittelspannungskabel mit einem höheren Spannungsbereich, welcher bei 1000 V liegen kann, müssen auch im Brandfall während einer definierten Zeit ihre Funktion aufrechterhalten, ohne dass die Spannung zusammenbricht oder der Stromschluss unterbrochen wird. Solche Kabel werden mitunter dort eingesetzt, wo die Sicherstellung der Spannungsversorgung der Sicherheit von Personen oder der Verfügbarkeit von notwendigen Anlagen auch im Brandfall sichergestellt werden muss. Es kann sich um Hochhäuser, Spitäler, Metrostationen, U-Bahnversorgungen, Tunnelstromversorgungen, Flughäfen etc. handeln, d.h. um solche Infrastrukturen, die hohe Personendichte oder grosse und teure Sachanlagen aufweisen und/oder höchste Verfügbarkeit verlangen.Electric cables, in particular medium voltage cables with a higher voltage range, which can be at 1000 V, must continue to function in the event of a fire for a defined period of time, without the voltage collapsing or the current being cut off. Such cables are sometimes used where the security of the power supply to the safety of persons or the availability of necessary equipment must be ensured even in case of fire. These may be skyscrapers, hospitals, metro stations, metro services, tunnel power supplies, airports, etc., ie those infrastructures that have high numbers of people or large and expensive property and / or require the highest level of availability.

Bekannte Energiekabel weisen in der Regel mehrere Bandierungslagen auf dem Leiter auf, die im Brandfall den Isolationserhalt auch nach dem Wegbrennen des Isolationsmaterials sicherstellen. Hochspannungskabel mit Bandierungen auf dem Kupferleiter weisen ein von normalem Mittelspannungskabel unterschiedliches Alterungsverhalten auf, und alle bekannten Versionen sind in der Herstellung sehr aufwendig.Known power cables generally have several Bandierungslagen on the conductor, which ensure the isolation in the event of fire after the burning away of the insulation material. High voltage cables with banding on the copper conductor have a different aging behavior from normal medium voltage cables, and all known versions are very expensive to manufacture.

Die Druckschrift EP-A-0 017 609 offenbart ein kunststoffisoliertes elektrisches Kabel mit einem flammwidrigen Innenkabel, welches mit einem im Brandfall aufschäumenden Innenmantel versehen ist. Zu diesem Zwecke ist es mit einem Füllstoff angereichert, der veresterbare Hydroxylgruppen aufweist, und ausserdem ist es mit einem im Brandfall säureabspaltenden Katalysator und einem Treibmittel versehen. Den elektrischen Leitungen sind nachteilig jeweils einzelne Isolierungen zugeordnet, welche von dem Innenmantel umgeben sind, welcher seinerseits von einem Aussenmantel umschlossen ist. Ein solches Kabel eignet sich damit nicht für die geforderten Leistungen mit 1000 V eines Mittelspannungskabels.The publication EP-A-0 017 609 discloses a plastic-insulated electrical cable with a flame-retardant inner cable, which is provided with an intumescent in case of fire inner jacket. For this purpose, it is enriched with a filler having esterifiable hydroxyl groups and, moreover, it is provided with a catalyzed acid catalyst and a blowing agent. The electrical lines are disadvantageously associated with each individual insulation, which are surrounded by the inner shell, which in turn is enclosed by an outer sheath. Such a cable is thus not suitable for the required power with 1000 V of a medium voltage cable.

Der vorliegenden Erfindung wurde die Aufgabe zugrundegelegt, ein Elektrokabel zu schaffen, welches im Brandfall eine längere Funktionstüchtigkeit als bekannte Kabel gewährleistet und dabei aber dennoch in seinem Aufbau kompakt und kostengünstig herstellbar ist.The present invention has been based on the object to provide an electric cable, which ensures a longer period of operation than known cables in case of fire and yet it is compact and inexpensive to produce in its construction.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass mindestens eine den Leiter über die gesamte Kabellänge umgebende intumeszierende Schicht angeordnet ist, welche derart im Kabel integriert ist, dass sie bei Erhitzung des Elektrokabels aufschäumen kann und einen Hitzeschutz desselben bietet.According to the invention, the object is achieved by arranging at least one intumescent layer surrounding the conductor over the entire cable length, which is integrated in the cable in such a way that it can foam when the electric cable is heated and provides heat protection thereof.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemässen Einleiterkabels bilden den Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Further preferred embodiments of the inventive single conductor cable form the subject of the dependent claims.

Ausführungsbeispiele sowie weitere Vorteile der Erfindung sind nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1: ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Einleiterkabels im Querschnitt.

Embodiments and other advantages of the invention are explained below with reference to the drawing. It shows:

Fig. 1: An embodiment of an inventive single conductor cable in cross section.

Gemäss Fig. 1 ist ein für einen Einphasenbetrieb ausgelegtes Elektrokabel 10 dargestellt, welches sich mitunter auch für Mittelspannungs- und Hochspannungskabel eignet, die für Betriebsspannungen insbesondere für 1000 V oder mehr eingesetzt werden.According to Fig. 1 a designed for a single-phase operation electric cable 10 is shown, which is sometimes suitable for medium voltage and high voltage cables, which are used for operating voltages in particular for 1000 V or more.

Das Elektrokabel 10 weist einen Leiter 12 auf, der vorliegend durch eine aus mehreren Drähten 12' bestehenden Litze gebildet ist. Zudem ist eine diesen umgebende Isolationsschicht 13 und ein Aussenmantel 16 vorgesehen.The electric cable 10 has a conductor 12, which in the present case is formed by a strand consisting of a plurality of wires 12 '. In addition, a surrounding insulating layer 13 and an outer shell 16 is provided.

Erfindungsgemäss ist zwischen der Isolationsschicht 13 und dem Aussenmantel 16 eine sich über die gesamte Kabellänge erstreckende intumeszierende Schicht 15 angeordnet, welche bei Erhitzung des Elektrokabels aufschäumt und dadurch einen Hitzeschutz über eine erhöhte Zeitdauer desselben bietet.According to the invention, an intumescent layer 15 extending over the entire cable length is arranged between the insulation layer 13 and the outer sheath 16, which intumesces when the electric cable is heated, thereby providing heat protection over an increased period of time.

Diese intumeszierende Schicht 15 ist im Wesentlichen aus einem Polymerträger und Blähgraphit zusammengesetzt. Sie kann auf einer die Isolationsschicht 13 umgebenden bandförmigen Schicht 14 und einem Innenmantel 14' durch Bandagieren oder Extrudieren aufgebracht werden. Diese bandförmige Schicht 14 ihrerseits ist beispielsweise als Metallschirm ausgebildet und es kommt ihr eine elektrische Schutzfunktion zu, welche als Diffusionssperre gegen Eindringen von molekularem Wasser und als Wärmeableitung dient, dies zur Erhöhung der Lebensdauer des Kabels.This intumescent layer 15 is composed essentially of a polymer carrier and expandable graphite. It can be applied to a surrounding the insulating layer 13 band-shaped layer 14 and an inner shell 14 'by bandaging or extrusion. This band-shaped layer 14 in turn is formed for example as a metal shield and it comes to an electrical protective function, which serves as a diffusion barrier against ingress of molecular water and heat dissipation, this to increase the life of the cable.

Der einen mechanischen Schutz des Kabels 10 bildenden Aussenmantel 16 ist aus einem solchen Material und einer solchen Dicke hergestellt, dass dieser beispielsweise im Brandfall und einer entsprechenden Erhitzung reisst und/oder schmilzt, damit diese intumeszierende Schicht um ein Mehrfaches des Kabelaussendurchmessers aufschäumen kann. Der Aussenmantel 16 ist ebenfalls im Extrudierverfahren oder durch Bandagieren aufgebracht und er besteht zum Beispiel im Wesentlichen aus einem Polyolefin-Copolymer.The mechanical protection of the cable 10 forming outer shell 16 is made of such a material and a thickness that this example, in case of fire and a corresponding heating Cracks and / or melts, so that this intumescent layer can foam up to a multiple of the cable outside diameter. The outer shell 16 is also applied by extrusion or by bandaging and it consists, for example, essentially of a polyolefin copolymer.

Die Erfindung ist mit dem obigen Ausführungsbeispiel ausreichend dargetan. Sie könnte aber noch anders ausgestaltet sein. So könnte zum Beispiel der Leiter 12 von einer oder mehreren Halbleiterschichten, von wenigstens einer dazwischen liegenden Dielektrikum-Isolationsschicht und/oder von weiteren Schichten umgeben sein.The invention is sufficiently demonstrated with the above embodiment. But it could be designed differently. For example, conductor 12 could be surrounded by one or more semiconductor layers, at least one intervening dielectric isolation layer, and / or other layers.

Für den dreiphasigen Betrieb mit Drehstrom kann ein Kabel verwendet werden, das drei erfindungsgemässe, vorzugsweise wie in Fig. 1 dargestellt, ausgebildete Einleiterkabel umfasst. Dieses kann mit einem Zusatzmantel, einer Armierung etc. ausgerüstet sein.For the three-phase operation with three-phase current, a cable can be used, the three inventive, preferably as in Fig. 1 illustrated trained Einleiterkabel includes. This can be equipped with an additional jacket, a reinforcement, etc.

Claims

Electric cable comprising a conductor (12), at least one insulating layer (13) and an outer sheath (16), whereby at least one intumescent layer (15) surrounding the conductor (12) over the entire length of the cable is provided, which is integrated into the cable (10) such that it foams up if heated and provides a heat protection for this cable, characterised in that
at least one insulating layer (13) surrounding the conductor (12) consisting of a number of wires (12') is provided, whereby the at least one intumescent layer (15) is located between the insulating layer (13) and the outer sheath (16) and is composed of a polymer carrier and distending graphite, and the outer sheath (16) providing a mechanical protection for the cable (10) is produced from such a material and such a thickness that the latter ruptures and/or melts in the event of fire and heated correspondingly so that this intumescent layer (15) can foam up by a multiple of the outside diameter of the cable.
Electric cable according to Claim 1, characterised in that there is provided between the insulating layer (13) and the layer provided as a strip or extruded intumescent layer (15) a ribbon-like layer (14) and an inner sheath (14').
Electric cable according to Claim 1 or 2, characterised in that the outer sheath (16) is applied by the extruding process or by bandaging.
Electric cable according to any one of the preceding Claims 1 to 3, characterised in that the outer sheath (16) is composed of a polyolefin copolymer in two layers.