EP0824257B1 - Structure de câble de transmission de données - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a cable structure data transmission.
- the invention has aim to offer a cable for local network computer with good fire resistance and containing no halogenated material, the combustion of which produces harmful gases.
- Document DE-A-43 32 914 discloses a cable non-flammable electric with conductors individual insulation, in particular polyethylene crosslinked, are surrounded by a polyolefin stuffing thermoplastic loaded with 100 to 250 parts of chalk or kaolin for 100 parts of polyolefin, then of a sheath exterior in PVC blend or in a specific polymer without halogen which becomes cellular under the effect of heat.
- the invention therefore aims to provide a cable structure resistant to fire, using only common commercial products containing no halogenated material and retaining good transmission performance compatible with high frequencies. It is thus necessary that the insulator of the conductors has both a low relative permittivity: ⁇ r ⁇ 2.3 and practically independent of the frequency, and a very small loss angle at high frequency: tg ⁇ ⁇ 0.004 to 1 Mhz and ⁇ 0.01 to 100 Mhz.
- the subject of the invention is therefore a cable structure data transmission comprising at least two conductors, each conductor being isolated by a sheath insulating in a non-halogenated material, with low constant dielectric, characterized in that said conductors insulated are located within a polyolefin stuffing flame retardant with an oxygen limit index (ILO) of at least 40, surrounded by an aluminum or aluminum screen / polyester, then an outer sheath of flame-retardant polyolefin having an oxygen limit index (ILO) of at least 35%.
- ILO oxygen limit index
- a padding is used polyolefin loaded with kaolin or chalk in a proportion between 60 and 85% by mass.
- This provision allows both to keep good transmission performance while ensuring good fireproofing and constituting a non-polluting cable, non-toxic and low smoke in case of of fire.
- the difficulty was that, the materials known usable in cables are, halogenated materials being excluded, the much more combustible polyolefins that PVC and that fireproofing consists of including impurities which degrade the electrical characteristics.
- the solution found therefore consists in isolating the conductors by an insulating sheath made of a material with low constant dielectric such as uncharged polyethylene, and this although its resistance to fire is poor, in order to maintain good qualities of electrical transmission, and ensuring fire resistance by other layers: stuffing, screen and the outer sheath.
- the cable includes two copper conductors 1.
- Each conductor has, for example, 0.62 mm in diameter and insulated with an insulating sheath 2 made of material with low dielectric constant such as polyolefin, for example polyethylene.
- the insulation called: "foam-skin" consisting of a first layer of expanded polyolefin and a second solid polyolefin layer.
- the outside diameter of the insulation is for example 1.2 mm.
- the set of two insulated conductors is embedded in a jam 3 of polyolefin loaded with hydrated compounds having an index oxygen limit (ILO) greater than 40% and a low elongation at break: less than or equal to 50%.
- ILO index oxygen limit
- This screen 4 is disposed in aluminum or aluminum / polyester.
- This screen has a role electrostatic screen against disturbances external. It also has a fire barrier function by reflection of thermal waves.
- an outer sheath 5 in loaded polyolefin.
- polyolefin It is for example a mixture of polyethylene, calcium carbonate with or without crosslinker of the "silane” type, these are products commercially available classics, for example under the brands “Megolon S300” or “Megolon S340” of the Lindsay and Williams company. Manufacturers do not give the precise composition but guarantee an ILO.
- This sheath has an oxygen limit index of 35% minimum and a low thickness: from 0.2 to 0.8 mm.
- Jam 3 has a function of fire resistance and spacing of the two conductors 1 of the aluminum screen 4.
- Figure 2 shows another example of the structure of cable according to the invention which does not differ from that of the figure 1 only by the fact that instead of having two insulated conductors 1-2, we have two quarters of insulated conductors: a first quarter of isolated conductors 1-2 and a second quarter of insulated conductors 1A-2A.
- a quarter consists of a twist of four insulated conductors: 1-2 for the first and 1A-2A for the second.
- the two quartes are juxtaposed in parallel.
- the jam 3 surrounds the two quarters in separating them.
- the jam 3 has in addition, a role of mechanical maintenance of the geometry of each quarter, improving crosstalk in the quarter (between the two pairs of the same quarter); in addition, the stuffing also has a function of spacing the quartes which improves crosstalk between pairs of quartes different.
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- Communication Cables (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
La présente invention concerne une structure de câble
de transmission de données. En particulier l'invention a
pour but de proposer un câble pour réseau local
informatique à bonne tenue au feu et ne contenant aucun
matériau halogéné dont la combustion produit des gaz nocifs.
On connaít des câbles résistant bien au feu utilisant
des résines fluorés ou même des PVC, mais ces matériaux sont
halogénés, donc dégagent des gaz toxiques en cas d'incendie.
Le document DE-A-43 32 914 divulgue un câble
électrique ininflammable dont les conducteurs sont munis
d'une isolation individuelle notamment en polyéthylène
réticulé, sont entourés d'un bourrage en une polyoléfine
thermoplastique chargée de 100 à 250 parts de craie ou
kaolin pour 100 parts de polyoléfine, puis d'une gaine
extérieure en mélange PVC ou en un polymère particulier sans
halogène qui devient cellulaire sous l'effet de la chaleur.
L'invention a donc pour but de proposer une structure
de câble résistant bien au feu, n'utilisant que des produits
courants du commerce ne contenant aucun matériau halogéné et
conservant de bonnes performances de transmission
compatibles avec des fréquences élevées. Il est ainsi
nécessaire que l'isolant des conducteurs ait à la fois une
permittivité relative faible : εr < 2,3 et pratiquement-indépendante
de la fréquence, et un très faible angle de
perte à fréquence élevée : tg δ < 0,004 à 1 Mhz et < 0,01 à
100 Mhz.
L'invention a ainsi pour objet une structure de câble
de transmission de données comprenant au moins deux
conducteurs, chaque conducteur étant isolé par une gaine
isolante en un matériau non halogéné, à faible constante
diélectrique, caractérisé en ce que lesdits conducteurs
isolés sont situés au sein d'un bourrage de polyoléfine
ignifugée ayant un indice limite d'oxygène (ILO) d'au moins
40, entouré d'un écran en aluminium ou en aluminium/
polyester, puis d'une gaine externe en polyoléfine ignifugée
ayant un indice limite d'oxygène (ILO) d'au moins 35 %.
On utilise par exemple pour le bourrage une
polyoléfine chargée de kaolin ou de craie dans une
proportion comprise entre 60 et 85 % en masse.
Cette disposition permet à la fois de conserver de
bonnes performances de transmission tout en assurant une
bonne ignifugation et en constituant un câble non polluant,
non toxique et à faible dégagement de fumée en cas
d'incendie.
La difficulté consistait en ce que, les matériaux
connus utilisables en câblerie sont, les matériaux halogénés
étant exclus, les polyoléfines beaucoup plus combustibles
que les PVC et que l'ignifugation consiste à y inclure des
impuretés qui dégradent les caractéristiques électriques. La
solution trouvée consiste donc à isoler les conducteurs par
une gaine isolante en un matériau à faible constante
diélectrique tel que du polyéthylène non chargé, et ceci
bien que sa tenue au feu soit médiocre, afin de maintenir de
bonnes qualités de transmission électrique, et d'assurer la
tenue au feu par les autres couches : le bourrage, l'écran
et la gaine externe.
On va maintenant donner la description des deux
exemples de mise en oeuvre de l'invention en se référant au
dessin annexé dans lequel :
En se référant à la figure 1, le câble comprend deux
conducteurs de cuivre 1. Chaque conducteur a, par exemple,
un diamètre de 0,62 mm et est isolé avec une gaine isolante
2 en matériau à faible constante diélectrique tel qu'une
polyoléfine, du polyéthylène par exemple. On utilise par
exemple l'isolation appelée : " foam-skin " constituée d'une
première couche en polyoléfine expansée et d'une seconde
couche en polyoléfine massive. Le diamètre extérieur de
l'isolant est par exemple de 1,2 mm. L'ensemble des deux
conducteurs isolés est noyé au sein d'un bourrage 3 de
polyoléfine chargée de composés hydratés ayant un indice
limite d'oxygène (ILO) supérieur à 40 % et un faible
allongement à la rupture : inférieur ou égal à 50 %. On
prendra par exemple du polyéthylène chargé de craie ou de
kaolin en une teneur comprise entre 60 et 85 % en masse.
Autour de ce bourrage 3 est disposé un écran 4 en
aluminium ou en aluminium/polyester. Cet écran a un rôle
d'écran électrostatique vis-à-vis des perturbations
externes. Il a en outre une fonction de barrière anti-feu
par réflexion des ondes thermiques.
Enfin, l'ensemble est entouré d'une gaine externe 5 en
polyoléfine chargée. Il s'agit par exemple d'un mélange de
polyéthylène, de carbonate de calcium avec ou sans
réticulant de type " silane ", il s'agit de produits
classiques que l'on trouve dans le commerce, par exemple
sous les marques "Megolon S300" ou "Megolon S340" de la
société Lindsay et Williams. Les fabricants ne donnent pas
la composition précise mais garantissent un ILO. Cette gaine
a un indice limite d'oxygène de 35 % minimum et une faible
épaisseur : de 0,2 à 0,8 mm. Le bourrage 3 a une fonction de
tenue au feu et d'écartement des deux conducteurs 1 de
l'écran 4 en aluminium.
La figure 2 montre un autre exemple de structure de
câble selon l'invention qui ne diffère de celui de la figure
1 que par le fait qu'au lieu d'avoir deux conducteurs isolés
1-2, on a deux quartes de conducteurs isolés : une première
quarte de conducteurs isolés 1-2 et une deuxième quarte de
conducteurs isolés 1A-2A. Une quarte est composée d'une
torsade de quatre conducteurs isolés : 1-2 pour la première
et 1A-2A pour la seconde. Les deux quartes sont juxtaposées
parallèlement. On retrouve le bourrage 3, l'écran 4 et la
gaine externe 5. Le bourrage 3 entoure les deux quartes en
les séparant.
Dans cette réalisation à deux quartes de conducteurs,
le bourrage 3 a en plus, un rôle de maintien mécanique de la
géométrie de chaque quarte, améliorant ainsi la diaphonie
dans la quarte (entre les deux paires d'une même quarte) ;
en outre, le bourrage a aussi une fonction d'écartement des
quartes ce qui améliore la diaphonie entre paires de quartes
différentes.
Claims (7)
- Structure de câble de transmission de données comprenant au moins deux conducteurs, chaque conducteur étant isolé par une gaine isolante (2) en un matériau non halogéné à faible constante diélectrique, caractérisée en ce que lesdits conducteurs isolés sont situés au sein d'un bourrage (3) de polyoléfine ignifugée ayant un indice limite d'oxygène (ILO) d'au moins 40 %, entouré d'un écran (4) en aluminium ou en aluminium/polyester puis d'une gaine externe (5) en polyoléfine ignifugée ayant un indice limite d'oxygène (ILO) d'au moins 35 %.
- Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que le bourrage (3) est en polyoléfine chargée de kaolin ou de craie dans une proportion comprise entre 60 et 85 % en masse.
- Structure selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que ladite gaine isolante (2) est en polyoléfine.
- Structure selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite gaine isolante (2) en polyoléfine se divise en une couche interne en polyoléfine expansée et en une couche externe en polyoléfine massive.
- Structure selon la revendication 4, caractérisée en ce que lesdites couches interne et externe de ladite gaine isolante (2) sont en polyéthylène.
- Structure selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ledit bourrage (3) et ladite gaine externe (5) sont à base de polyéthylène.
- Structure selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comprend deux quartes de conducteurs (1,1A), chaque quarte étant constituée par une torsade de quatre conducteurs (1,1A), chaque conducteur étant isolé, ledit bourrage (3) entourant les deux quartes et les séparant.
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