NO155266B

NO155266B - LOW VOLTAGE CORD WITH IMPROVED ISOLATION.

Info

Publication number: NO155266B
Application number: NO803428A
Authority: NO
Inventors: Germano Beretta
Original assignee: Pirelli Cavi Spa
Priority date: 1979-11-15
Filing date: 1980-11-14
Publication date: 1986-11-24
Also published as: NO155266C; NO803428L; MX152432A; EP0029234B1; DE3065555D1; ATE5284T1; BR8007440A; AR221445A1; ES8106629A1; AU6403580A; AU541268B2; CA1163688A; JPH0230126B2; IT1165372B; NZ195523A; EP0029234A1; IT7927295A0; ES497224A0; JPS5684811A

Description

Denne oppfinnelse angår en forbedret lavspenningsledning med én enkelt leder isolert med et materiale på basis av polyvinylklorid (PVC). Slike ledninger er velkjente som ledninger for anvendelse ved elektriske installasjonsarbeider, hvor det ofte er nødvendig å trekke ledningene gjennom rør. This invention relates to an improved low voltage line with a single conductor insulated with a polyvinyl chloride (PVC) based material. Such cables are well known as cables for use in electrical installation work, where it is often necessary to pull the cables through pipes.

I faget tas det hensyn til at fremstillingen må skje In the subject, consideration is given to the fact that the presentation must take place

til meget lave kostnader, samtidig som ledningene må tilfreds-stille de gitte spesifikasjoner med hensyn til elektriske egenskaper, mekaniske egenskaper og aldringsegenskaper. at very low costs, while the cables must satisfy the given specifications with regard to electrical properties, mechanical properties and aging properties.

Som følge derav blir det isolerende lag i ledninger As a result, there is an insulating layer in wires

for anvendelse ved elektriske installasjonsarbeider alltid fremstilt ut fra materialer med et innhold av mineralsk fyllstoff som kan komme opp i 30 vektdeler pr. 100 vektdeler har-piks. For denne type ledninger må en slik mengde fyllstoff ansees som meget stor, fordi disse ledninger ikke har noe ytterligere overtrekk som kan ta av for påkjenninger. for use in electrical installation work always made from materials with a mineral filler content of up to 30 parts by weight. 100 parts by weight have pix. For this type of cables, such an amount of filler must be considered very large, because these cables have no additional covering that can relieve stress.

Det er kjent elektriske ledninger av den brannfaste type, med et isolerende lag og et utvendig lag som begge er fremstilt av materialer på basis av PVC og inneholder mykner og partikkelformig mineralsk fyllstoff for å gi ledningen øns-kede egenskaper. I DE off.skrift nr. 2 051 192 beskrives slike ledninger eller kabler hvor materialene i det isolerende lag og det utvendige lag inneholder PVC og et mineralsk fyllstoff bestående av magnesiumcarbonat og antimontrioxyd. I henhold til de eksemplifiserte utførelser av kabelen eller ledningen ifølge dette off.skrift er innholdet av mineralsk fyllstoff i det utvendige lag meget større enn i det isolerende lag. There are known electrical cables of the fire-resistant type, with an insulating layer and an outer layer, both of which are made of PVC-based materials and contain plasticizers and particulate mineral filler to give the cable the desired properties. DE official publication no. 2 051 192 describes such wires or cables where the materials in the insulating layer and the outer layer contain PVC and a mineral filler consisting of magnesium carbonate and antimony trioxide. According to the exemplified designs of the cable or wire according to this publication, the content of mineral filler in the outer layer is much greater than in the insulating layer.

Det isolerende lag av de lavspenningsledninger som hittil er blitt benyttet, har alltid en temmelig ru overflate som følge av det høye innhold av mineralske fyllstoffer. Den høye friksjonskoeffisient som skyldes ruheten, medfører vans-keligheter under trekkingen av ledningene og avslitning på grunn av kontakten mellom lederen og den innvendige overflate av isolasjonen. Dessuten er innholdet av polyvinylklorid alltid høyt i forhold til innholdet av det mineralske fyllstoff. Polyvinylklorid er et termoplastisk materiale, og dersom det overopphetes, smelter det, hvilket kan resultere i blottleg-ging av lederen, med alvorlig risiko for kortslutning. The insulating layer of the low-voltage cables that have been used up to now always has a rather rough surface as a result of the high content of mineral fillers. The high coefficient of friction due to the roughness causes difficulties during the pulling of the wires and wear and tear due to the contact between the conductor and the inner surface of the insulation. Moreover, the content of polyvinyl chloride is always high in relation to the content of the mineral filler. Polyvinyl chloride is a thermoplastic material, and if overheated, it will melt, which can result in the exposure of the conductor, with a serious risk of short circuiting.

Med den foreliggende oppfinnelse tas det sikte på å forbedre egenskapene av de lavspenningsledninger som hittil er blitt benyttet, f.eks. for trekking i skjulte anlegg og å eliminere ulempene ved disse, samtidig som de elektriske egenskaper bibeholdes og likeledes fordelen med de meget lave kostnader ved fremstillingen av ledningene. With the present invention, the aim is to improve the properties of the low-voltage lines that have been used up to now, e.g. for pulling in hidden facilities and eliminating the disadvantages of these, while maintaining the electrical properties and likewise the advantage of the very low costs of the production of the wires.

Det tilveiebringes således en lavspenningsledning med A low-voltage line is thus provided with

et isolerende lag som, til tross for at det inneholder en meget større mengde fyllstoff enn de mengder som for tiden anvendes for den angjeldende type ledninger, har en struktur som gir gode mekaniske egenskaper og meget lav friksjonskoeffisient samt er meget pålitelig i tilfelle av overoppheting. an insulating layer which, despite containing a much larger amount of filler than the amounts currently used for the type of cables in question, has a structure that provides good mechanical properties and a very low coefficient of friction and is very reliable in the event of overheating.

Nærmere bestemt tilveiebringes der ved hjelp av oppfinnelsen en lavspenningsledning med én enkelt leder bestående av én eller flere tråder som er lagt eller tvunnet sammen og belagt med et isolerende lag og med et over dette påført utvendig lag, hvilke lag er dannet av materialer på basis av polyvinylklorid og inneholdende minst én mykner og minst ett mineralsk fyllstoff. Ledningen utmerker seg ved at materialet i det isolerende lag inneholder fra 40 til 500 vektdeler mineralsk fyllstoff og fra 60 til 120 vektdeler mykner pr. 100 vektdeler polyvinylklorid, og at det utvendige lag har en tykkelse som er fra 5 til 30% av tykkelsen av det isolerende lag, og inneholder fra 10 til 40 vektdeler mykner pr. 100 vektdeler polyvinylklorid samt en mengde mineralsk fyllstoff som pr. 100 vektdeler polyvinylklorid er mindre enn i det isolerende lag. More specifically, the invention provides a low-voltage cable with a single conductor consisting of one or more wires that are laid or twisted together and coated with an insulating layer and with an outer layer applied over this, which layers are formed from materials based on polyvinyl chloride and containing at least one plasticizer and at least one mineral filler. The cable is distinguished by the fact that the material in the insulating layer contains from 40 to 500 parts by weight of mineral filler and from 60 to 120 parts by weight of plasticizer per 100 parts by weight of polyvinyl chloride, and that the outer layer has a thickness that is from 5 to 30% of the thickness of the insulating layer, and contains from 10 to 40 parts by weight of plasticizer per 100 parts by weight of polyvinyl chloride and a quantity of mineral filler which per 100 parts by weight of polyvinyl chloride is less than in the insulating layer.

En utførelsesform av oppfinnelsen illustreres på den vedføyede tegning, hvor fig.1 skjematisk og i perspektiv viser en bit avenledning ifølge oppfinnelsen, og fig. 2 viser en prøvetrekningsbane for ledninger for bruk ved elektriske in-stallas jonsarbeider . An embodiment of the invention is illustrated in the attached drawing, where fig. 1 schematically and in perspective shows a bit of a branch line according to the invention, and fig. 2 shows a trial route for cables for use in electrical installation work.

Den lavspenningsledning 10 som er vist på figuren, om-fatter en leder 11 som utgjøres at én enkelt tråd, men det vil forståes at denne leder også vil kunne utgjøres av flere tråder som er lagt eller tvunnet sammen. Lederen 11 er dekket med et isolerende lag 12, som er ekstrudert over lederen. Det isolerende lag 12 er dannet av et materiale på polyvinylkloridbasis, som inneholder minst ett mineralsk fyllstoff og minst én mykner. Det mineralske fyllstoff innlemmes i materialet i en mengde av fra 4 0 til 500 vektdeler pr. 100 vektdeler polyvinylklorid. The low-voltage line 10 shown in the figure includes a conductor 11 which is made up of a single wire, but it will be understood that this conductor can also be made up of several wires which are laid or twisted together. The conductor 11 is covered with an insulating layer 12, which is extruded over the conductor. The insulating layer 12 is formed from a polyvinyl chloride-based material, which contains at least one mineral filler and at least one plasticizer. The mineral filler is incorporated into the material in an amount of from 40 to 500 parts by weight per 100 parts by weight polyvinyl chloride.

Blant de stoffer som kan tilsettes materialet som mineralsk fyllstoff, foretrekkes de følgende: - kalsiumcarbonat, i en foretråkken mengde av 400 vektdeler pr. Among the substances that can be added to the material as mineral filler, the following are preferred: - calcium carbonate, in a preferred amount of 400 parts by weight.

10 0 vektdeler PVC, 10 0 parts by weight PVC,

- magnesiumcarbonat, i en foretrukken mengde av 400 vektdeler pr. 100 vektdeler PVC, - kalsinert kaolin, i en foretrukken mengde av 300 vektdeler pr. 100 vektdeler PVC. - magnesium carbonate, in a preferred amount of 400 parts by weight per 100 parts by weight PVC, - calcined kaolin, in a preferred quantity of 300 parts by weight per 100 parts by weight PVC.

Materialet som anvendes i det isolerende lag, inneholder dessuten en mykner i en mengde av fra 60 til 120 vektdeler pr. 100 vektdeler polyvinylklorid. I en foretrukken utførelsesform inneholdes mykneren i en mengde av 100 vektdeler pr. 100 vektdeler PVC. The material used in the insulating layer also contains a plasticizer in an amount of from 60 to 120 parts by weight per 100 parts by weight polyvinyl chloride. In a preferred embodiment, the plasticizer is contained in an amount of 100 parts by weight per 100 parts by weight PVC.

Overflaten av det isolerende lag 12 er dekket med et utvendig lag eller en hud bestående av et materiale på polyvinylkloridbasis og inneholdende minst én mykner. Fortrinnsvis er mykneren di-(2-ethyl-hexyl)-fthalat (D.O.P.). The surface of the insulating layer 12 is covered with an outer layer or a skin consisting of a polyvinyl chloride-based material and containing at least one plasticizer. Preferably, the plasticizer is di-(2-ethyl-hexyl)-phthalate (D.O.P.).

Mengden av mykner som inneholdes i huden, er fra 10 til 40 vektdeler pr. 100 vektdeler PVC. Fortrinnsvis er innholdet The amount of softener contained in the skin is from 10 to 40 parts by weight per 100 parts by weight PVC. Preferably the content

30 vektdeler pr. 100 vektdeler PVC. 30 parts by weight per 100 parts by weight PVC.

Tykkelsen av denne hud utgjør bare en liten andel av tykkelsen av det isolerende lag. Hudens tykkelse er fra 5 til 30% av tykkelsen av det isolerende lag og er fortrinnsvis 15% av denne. The thickness of this skin constitutes only a small proportion of the thickness of the insulating layer. The thickness of the skin is from 5 to 30% of the thickness of the insulating layer and is preferably 15% of this.

Det har overraskende vist seg at selv om materialet i det isolerende lag 12 har et meget høyt innhold av fyllstoff, vil ledningen 10 inklusive huden 13 ha en tilstrekkelig mot-standsdyktighet mot strekkpåkjenninger til at ledningen kan håndteres på vanlig måte, fordi de mekaniske påkjenninger som opptrer f.eks. under oppspoling på en trommel, opptas over-veiende av huden 13. It has surprisingly turned out that even if the material in the insulating layer 12 has a very high content of filler, the cable 10 including the skin 13 will have a sufficient resistance to tensile stresses so that the cable can be handled in the usual way, because the mechanical stresses that acts e.g. during winding on a drum, is predominantly absorbed by the skin 13.

Ledningens elektriske egenskaper er gode. The electrical properties of the wire are good.

Den ytre overflate av ledningen 10 er dessuten meget glatt og meget skinnende på grunn av den store mengde polyvinylklorid i huden 13, slik at ledningen oppviser meget lav friksjonskoeffisient sammenlignet med de ledninger som hittil er blitt benyttet. Ledningens glatthet muliggjør derfor lett og kontinuerlig trekking av ledningen gjennom rør og kanaler. The outer surface of the wire 10 is also very smooth and very shiny due to the large amount of polyvinyl chloride in the skin 13, so that the wire exhibits a very low coefficient of friction compared to the wires that have been used up to now. The smoothness of the cable therefore enables easy and continuous pulling of the cable through pipes and ducts.

En annen fordel som oppnås med ledningen 10 er den letthet med hvilken lederen 11 lar seg blottlegge, dvs. den letthet med hvilken det kan foretas en klar adskillelse av det isolerende lag fra lederen under skjøte- og festeopera-sjoner. Det er således tilstrekkelig å foreta et sirkulært snitt gjennom huden 13 og det isolerende lag 12 inn til lederen 11 og å fjerne det hule isolasjonsstykke, omfattende huden 13 og det underliggende isolerende lag, til hvilket huden 13 hefter meget sterkt, idet den i likhet med det isolerende lag 13 består av et materiale på basis av polyvinylklorid. Hulrom-met i isolasjonsbiten svarer til det rom som lederen tidligere opptok. Another advantage achieved with the wire 10 is the ease with which the conductor 11 can be exposed, i.e. the ease with which the insulating layer can be clearly separated from the conductor during splicing and fastening operations. It is thus sufficient to make a circular cut through the skin 13 and the insulating layer 12 into the conductor 11 and to remove the hollow piece of insulation, comprising the skin 13 and the underlying insulating layer, to which the skin 13 adheres very strongly, as it, like the insulating layer 13 consists of a material based on polyvinyl chloride. The cavity in the insulation piece corresponds to the space that the conductor previously occupied.

Dersom ledningen ifølge oppfinnelsen utsettes for overoppheting, vil lederen 11 ikke blottlegges når polyvinylkloridet smelter, på grunn av tilstedeværelsen av den store mengde fyllstoff som vil hindre det smeltede PVC i å renne vekk og tvertimot bidra til å holde polyvinylkloridet på plass. If the line according to the invention is exposed to overheating, the conductor 11 will not be exposed when the polyvinyl chloride melts, due to the presence of the large amount of filler which will prevent the melted PVC from flowing away and, on the contrary, help to keep the polyvinyl chloride in place.

Den kjensgjerning at ledningen ifølge oppfinnelsen sammen med det store innhold av mineralske fyllstoffer alltid har et tilstrekkelig høyt forhold mykner/harpiks, bidrar til å gi ledningen god fleksibilitet i kald tilstand. The fact that the cord according to the invention, together with the large content of mineral fillers, always has a sufficiently high plasticizer/resin ratio helps to give the cord good flexibility in cold conditions.

En ytterligere egenskap ved ledningen 10 er høy resi-stens mot varmsammenpressing, fordi materialets struktur er hovedsakelig "mineralsk". Fordi materialet har et høyt innhold av mineralsk fyllstoff, forbedres også ledningens 10 varmeledningsevne, sammenlignet med de konvensjonelle ledninger. Følgelig oppnås hurtigere avkjøling av leaningen. A further property of the wire 10 is high resistance to hot compression, because the structure of the material is mainly "mineral". Because the material has a high content of mineral filler, the thermal conductivity of the wire 10 is also improved, compared to the conventional wires. Consequently, faster cooling of the lean is achieved.

I motsetning til konvensjonelle ledninger for anvendelse for elektriske installasjonsformål inneholder ikke materialet som anvendes i ledningen ifølge oppfinnelsen far-vende pigmenter, spesielt ikke i isolasjonslaget, hvorved man reduserer risikoen for forringelse av isolasjonsegenska-pene. In contrast to conventional cables for use for electrical installation purposes, the material used in the cable according to the invention does not contain coloring pigments, especially not in the insulation layer, thereby reducing the risk of deterioration of the insulation properties.

Den store mengde mineralske fyllstoffer gjør ledningen 10 særlig flammeresistent, fordi de store mengder fyllstoffer, foruten å være ikke-brennbare, forbedrer PVC-harpiksens for- The large amount of mineral fillers makes the cable 10 particularly flame resistant, because the large amount of fillers, in addition to being non-flammable, improves the PVC resin's

likelighet med klorerte paraffiner. similarity with chlorinated paraffins.

Ledningen 10 oppviser ytterligere den fordel som lig-ger i hudens 13 gode ugjennomtrengelighet, hvilken i høy grad reduserer ledningens vannabsorpsjon. The cable 10 further exhibits the advantage that lies in the good impermeability of the skin 13, which greatly reduces the cable's water absorption.

Fordelene som oppnås med oppfinnelsen,'vil fremgå kla-rere av de resultater som ble oppnådd ved testing av en ledning med en leder av diameter 1,41 mm, som var belagt med en isolasjon av tykkelse S = 0,7 mm, hvor S = S^. + S = 0,6 mm + 0,1 mm, idet S. = (tykkelsen av isolasjonslaget) og S = The advantages achieved with the invention will appear more clearly from the results obtained when testing a wire with a conductor of diameter 1.41 mm, which was coated with an insulation of thickness S = 0.7 mm, where S = S^. + S = 0.6 mm + 0.1 mm, where S. = (thickness of the insulation layer) and S =

(hudens tykkelse». (thickness of the skin).

Materialene som ble anvendt for henholdsvis huden og det isolerende lag, var som følger: The materials used for the skin and the insulating layer, respectively, were as follows:

Hud: Skin:

Det isolerende lag: The insulating layer:

Testingen av ledningen ga de følgende resultater: Elektriske egenskaper: isolasjonens motstand = 0,2 M^/km, målt under vann ved 70°C; The testing of the wire gave the following results: Electrical properties: insulation resistance = 0.2 M^/km, measured under water at 70°C;

Flammeresistens: "oxygenindeks" på 28. Forsøket ble utfert etter ASTM D 2863-70, etter at lederen var fjernet fra ledningen; Kaldfleksibilitet: testen ble bestått etter normene Flame resistance: "oxygen index" of 28. The test was carried out according to ASTM D 2863-70, after the conductor was removed from the line; Cold flexibility: the test was passed according to the norms

CEI 20-11, kvalitet R, 1968-utgaven. Denne sistnevnte test ble valgt fordi den er en av de strengeste blant de standardiserte tester. CEI 20-11, grade R, 1968 edition. This latter test was chosen because it is one of the strictest among the standardized tests.

Friksjonskoeffisient: Man målte den kraft F som krevdes for å trekke en ledningsbunt på tre ledninger gjennom et konvensjonelt korrugert PVC-rør, i en bane (se fig. 2) Coefficient of friction: The force F required to pull a wire bundle of three wires through a conventional corrugated PVC pipe, in a path, was measured (see Fig. 2)

1 = 11 + 12 + l3 + 14 = 6 m med tre knekkpunkter eller 1 = 11 + 12 + l3 + 14 = 6 sts with three breaking points or

vinkler a, (3,/(hvor a = p = 90° og/= 135°), a er vin- angles a, (3,/(where a = p = 90° and/= 135°), a is vin-

kelen mellom 11 og 12, & vinkelen mellom 12 og 13 og /vinkelen mellom 1 og 14. Knekkpunktene a og & er av- the wedge between 11 and 12, & the angle between 12 and 13 and /the angle between 1 and 14. The breaking points a and & are of-

rundet med en sirkelbue av radius r = 10 cm. Hver av de tre ledningene har følgende karakteristiske dimensjoner: rounded with a circular arc of radius r = 10 cm. Each of the three wires has the following characteristic dimensions:

- lederens diameter = 1,41 mm - conductor diameter = 1.41 mm

- tykkelse av det isolerende lag + hud = 0,7 mm (det isolerende lags tykkelse = 0,6 mm; hudens tykkelse = - thickness of the insulating layer + skin = 0.7 mm (det insulating layer thickness = 0.6 mm; skin thickness =

0,1 mm). 0.1 mm).

Kraften som kreves for trekkingen, er F = 2,5 kg. For- The force required for the pull is F = 2.5 kg. For-

delen som oppnås, er betydelig tatt i betraktning at det kreves en kraft på 9 kg for å trekke to ledninger av konvensjonell type og med de samme dimensjoner. the part obtained is significant considering that a force of 9 kg is required to pull two wires of conventional type and of the same dimensions.

Absorpsjon: Ledningen ifølge eksemplet ble holdt under Absorption: The wire according to the example was kept under

vann av 100°C i 24 timer. Etter endt opphold ble absorp- water of 100°C for 24 hours. After the end of the stay, absorp-

sjonen målt til 10 mg/m . Denne verdi må ansees meget tilfredsstillende for en ledning med et så stort inn- tion measured at 10 mg/m . This value must be considered very satisfactory for a line with such a large input

hold av mineralske fyllstoffer. keep mineral fillers.

Claims

1. Low-voltage wire with a single conductor consisting of one or several threads that are laid or twisted together and coated with an insulating layer and with an outer layer applied over this, which layers are formed from materials based on polyvinyl chloride and containing at least one plasticizer and at least one mineral filler fabric, characterized by the fact that the material in the iso clay layer contains from 40 to 500 parts by weight of mineral filler and from 60 to 120 parts by weight of plasticizer per 100 parts by weight of polyvinyl chloride, and that the outer layer has a thickness which is from 5 to 30% of the thickness of the insulating layer, and contains from 10 to 40 parts by weight of plasticizer per 100 parts by weight polyvinyl chloride ride as well as a quantity of mineral filler which per 100 parts by weight polyvinyl chloride is less than in the insulating layer.

2. Wire according to claim 1, characterized in that the mineral filler is calcium carbonate.

3. Wire according to claim 2, characterized in that the calcium carbonate is contained in an amount of 400 parts by weight per 100 parts by weight of polyvinyl chloride in the insulating layer.

4. Wire according to claim 1, characterized in that the mineral filler is magnesium carbonate.

5. Wire according to claim 4, characterized in that the magnesium carbonate is contained in an amount of 400 parts by weight per 100 parts by weight of polyvinyl chloride in the insulating layer.

6. Wire according to claims 1 - 5, characterized in that the plasticizer is contained in the material in the insulating layer in an amount of 100 parts by weight per 100 parts by weight polyvinyl chloride.

7. Wire according to claims 1-6, characterized in that the plasticizer is di-(2-ethyl-hexyl)-phthalate.

8. Wire according to claims 1-7, characterized in that the material that makes up the outer layer contains the plasticizer in an amount of 30 parts by weight per 100 parts by weight polyvinyl chloride.

9. Wire according to claim 8, characterized in that the plasticizer is di-(2-ethyl-hexyl)-phthalate.

10. Wiring according to claims 1 - 9, characterized in that the thickness of the outer layer is 15% of the thickness of the insulating layer.