Halogenfreies, flammwidriges Kabel mit Funktionserhalt im Brandfall für eine bestimmte Zeit

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Kabel der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

[0002] 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").

[0003] In der DE-OS 28 47 810 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.

[0004] Die Verarbeitung von Asbest gilt heute allgemein als gesundheitsschädlich, und man ist bestrebt, dieses Material durch andere Materialien zu ersetzen.

[0005] 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 22 49 940 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.

[0006] 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 Isolationsverhalten des zu prüfenden Kabels, nicht jedoch auf das elektrische tbertragungsverhalten 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.

[0007] Aufgabe der Erfindung ist es, ein halogenfreies, flammwidriges Kabel zu schaffen, daß 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.

[0008] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 2. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

[0009] Die Verwendung einer Leiterbeschichtung mit warmesperrenden 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 Überagngsverhalten führen, da bei den verwendeten Glimmerplättchen die Gefahr besteht, daß sie in die Aderisolierung eindringen können.

[0010] 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 Isolaticnsverhalten 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.

[0011] Die Erfindung wird nachfolgend näher erläutert.

[0012] Das erfindungsgemäß aufgebaute Kabel besteht aus folgenden Aufbauelementen:

Leiter

Leiterbewicklung

Aderisolierung

Innenmantel

Armierung

Außenmantel

[0013] Für die qärmesperrende Beschichtung der Leiter hat sich folgender Aufbau als vorteilhaft erwiesen.

[0014] a) Zwei Lagen spiralförmig gewickeltes Glimmerpapier und darüber eine Lage Glasseidenumflechtung oder Bewicklung.

[0015] Eine Umflechtung ist vorteilhaft bei kleineren Querschnitten (beispielsweise bei 1,5 mm²), während eine Umspinnung bei größeren Querschnitten vorteilhaft ist.

[0016] b) Als Alternative zu a) ist auch ein beschichtetes Glasseidenband möglich. Die Beschichtung besteht aus einem halogenfreien flammwidrigen Polymer. Entscheidend ist, daß diese 3eschichtung 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.

[0017] Für die Aderisolierung wurden außer mit VPE auch gute Ergebniss mit mineralisch gefüllten vernetzten Pölyolefinen erzielt. Bevorzugt wird ein EPR/VPE-Copolymerverschnitt, der nach üblichen Verfahren vernetzt wird.

[0018] 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.

[0019] Über dem Innenmantel ist die Armierung aufgebracht. Sie besteht vorzugsweise aus einem Stahlgeflecht. Falls eine nichtmetallisc Ausführung gewünscht wird, ist ein beschichtetes oder unbeschichtetes Glasseidengeflecht als Armierung möglich.

[0020] Der Außenmantel besteht aus einem polymeren, halogenfreien Material. Dieses Material soll ölbeständig und gegebenenfalls wasserfest sein.

[0021] Sehr gute Ergebnisse wurden mit der halogenfreien Polymermischung erzielt, wie sie durch die DE-OS 28 49 940 bekannt sind.

Ansprüche

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 Füll schicht eingebettet sind, welche von einer Armierung umgebei ist, über welche eine einen Außenmantel bildende Umhüllung aufgebracht ist, dadurch zekennzeichnet, 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 aufgewickelte: Lage aus Glasseide besteht und daß der Innenmantel aus eine: mit Füllstoffen und insbesondere Metalloxidhydraten gefüllt Polymermischung besteht.

2. Halogenfreies, flammwidriges Kabel mit Funktionserhalt im Brandfall für eine bestimmte Zeit, mit mindestens einem Leiter, welche jeweils von einer isolierenden Polymerschich und einer wärmefesten Schicht aus anorganischem Material um geben 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 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 mineral.isch 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 nacheinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenknzeichnet 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 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß das Glasseidengeflecht mit einem halogenfreien, flammwidrigen Polymer beschichtet ist.