TW565860B - Coaxial cable - Google Patents

Description

565860 A7 B7 五、發明説明（1 ) 本發明有關——種防火電纜（f ί Γ e - r e s i s t a n t e 1 e c t「i c c a b 1 e ),尤其有關一種火災之防火同蚰電纜。 在諸如閉路電視監視系統（CCTV),在火災情形中有疏 散大樓之危急時刻期間的情形，其需要保持該系統。用 於C C TV之同軸電纜設計之主要考慮一直是電子性能。習 知之同軸電纜在正常情況下提供令人滿意的性能，但是 此一性能在火災事件中卻無法保持。结果，在火災之情 形中扮演救肋生命及指示最需要緊急協肋處之重要任務 的閉路電視系統通常失效。 所設計來防火之同軸電纜通常包括：一導體、一絕緣 包圍層、防火被帶、導電材料之遮蔽層及外套。在使用 中，此同軸電纜通常牢固地固定在牆壁、屋頂、地板、 電纜管道等之適當位置。固定裝置通常牢固地附著在電 纜外部。 經消部中央標準局员工消费合作社印狀 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在關連火災之條件中，同軸電纜之溫度可迅速升到很 高，通常攝氏8 0 0 - 9 5 0度，造成同軸電纜組件之熱膨脹 。各組件根據其膨脹係數而有膨脹之趨勢，如此各組件 K不同材料所製成，將以不同速率來膨脹。内導體通常 由銅所製成而會膨脹。絕緣體是由非金屬材料製成也會 膨脹，但受限制編織物（b r a ί d )内造成壓力之積集 (b u ί 1 d - p )。如此K及同軸電纜沿著其長度方向K間隔 牢固地固定之事實，可導致同軸電纜之變形（distortion)。 一特定形式之變形為習知之杻結（k n u c k 1 i n g )或彎結 (Kinking)。其發生在導體線蕊（conducting core)之 一 3- 本纸張尺度適中國囤家標準（CNS ) Λ4規格（210X29*7公釐） 565860 A7 B7 五、發明説明（2 ) 縱向膨脹受阻或防止時，因為導體線蕊緊緊地受到包圍

J 且膨脹之絕緣層的約束。絕緣層不能膨脹因為其緊緊地 受到遮蔽層（screening layer)所約束，且因為同軸電 纜牢固地附著在其環境周圍。杻結效應顯示為沿著同軸 電纜顯露在極高溫度（英國標準B S 6 3 8 7級C測試之9 5 0 °C ) 之長度部份的平均間隔變形。各變形在導電線蕊中構成 Z形彎結（：見第2圖）。當然此種變形破壞電纜之同心 形（導體、絕緣體及遮蔽層所期望高性能之同心排列） ,而導致同軸電纜性能損失。 根據本發明所提供同軸電纜，包含：電氣導體、電氣 絕緣材料之包圍層及絕緣體周圍之電氣導電材料的遮蔽 厲（screening layer);電續包括一鄰接導體之一層材 料，其在火災之有關條件中允許導體縱向膨脹。 該層材料允許導體之縱向移動，因為其允許導體表面 相對絕緣材料體來移動。 電纜可包括一層在火災中分解而餘留絕緣殘留物 (insulating residue)之材料。 經漓部中央標準局員工消贽合作社印？木 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在根據本發明之同軸電纜的較佳實施例中，該鄰接導 體而允許導體縱向膨賬之材料層，包含一材料層在火災 事件中之溫度條件下容易在導體/絕緣體介面處熔化。 較佳地該材料在80-20010範圍中之溫度下熔化。 較佳地在火災事件中熔化之該材料是一種聚合物材料 (polymeric material),例如，聚乙烯（polyethylene) 或聚丙稀（polypropylene)或聚丁烯（polybutene)。該 -4 一 本紙張尺度適中WlK.m ( (、NS ) Λ4規格（210 X 297公t ) 565860 A7 B7 五、發明説明（3 層ma 去 η 撇te 為01 稱(B1 可料，，， 也熔 層之 化 熔 成 劑 滑 潤 為 用 作 層 而 脹 膨 向 縱 之 體 電 導 許 允 出 押 以 但 體 導 到 加 施 法 方 種 各 以 可 ο 層 結料 彎材 或之 結化 杻熔 有該 沒 經濟部中决標準局貝Μ消费合作社印繁 法較佳。 較佳地，聚合物材料在其低溫-非熔化狀態下具有高 介電強度（例如約1 . 5 6至3 . 1 )。 鄰接線蕊U 〇 r* e )之材料曆可包含一層被帶（t a p e )。被 帶可是具有雲母Η在其上之玻璃纖維被帶；此一被帶通 常稱為雲母被帶（mica tape)i。被帶層沒有充分夾持導 體來防止在導體/被帶介面所形成之表面間的滑動。 被帶可Μ矽黏著劑來施加到導體，其當受到火災初期 之溫度時劣化。如此，被帶在正常溫度牢固地附著在導 體，但是在火災初期期間沒有牢固地附著，因而無法 防lh縱向膨脹。 較佳地，被帶曆也和線蕊電氣及熱絕緣。 被帶層允許導體縱向膨脹，且附帶地形成一彈性物理 壁障（b a r r i e r )來控制或阻止導體之徑向膨脹。在最高 溫度區中杻節之抑制會導致整個膨脹度/變形之移位 (delocalisation) 使得微小徑向膨脹或變形；在最高 溫度區之任一側而沿著導體之相當長度來發生，但是同 軸電纜之同心性仍然大致保持。 較佳地，在火中分解之材料層的燃燒產物（c 〇 m b u s t i ο η P r o d u c t s )在火災事件中保持為在導電線蕊周圍之灰爐 一5- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） 565860 A7 B7 五、發明説明（4 ) (ash) ° j 較佳地，灰燸具有等於或超過未燃燒絕緣物之介電質 強度。 較佳地絕緣材料包含無機材料，其在熱解（P y r ο 1 y s丨s ) 時形成殘留物（r e s丨d υ e )。較佳地，絕緣材料是一種聚 合化合物，其中主聚合物成分是矽酮（s ί 1 i c ο n e )較佳地 矽酮為聚二甲基砂氧院（P ο 1 y d i in e t h y 1 s ί 1 o x a n e ) ϋ 在火災中分解之材料層可K是實心斷面或可包含通孔 或氣孔（ρ 0 r e s )。通孔或氣孔例如可Κ在同蚰電纘製造 期間使得絕緣材料發泡來形成。利用發泡，空氣或其他 氣體或氣體等導入到絕緣材料曆。如此可改善介電品質 ,及因而電纜之信號傳輸性能。替代性地，利用具有低 電常數之絕緣材料，絕緣曆之厚度可減小，因而減小同 軸電纜之直徑同時保持傳輸性能。 鄰接線蕊之絕緣性同樣地可發泡來增加其介電性能及 降低電容。 經滴部中决標準局員4消费合作社印來 (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 根據較佳實施例，允許線蕊縱向膨脹之材料層在正常 工作溫度有肋於介電強度，同時在火災中分解而餘留絕 緣殘留物之材料層在較後階段，即較佳溫度下提供電氣 絕緣。 絕緣材料曆重覆在正常使用及火災中具有介於1 . 5及 3.1間之介電強度。較佳地，介電強度在1.5及2.26 之間。分解之材料層例如砂橡膠（silicon rubber),雖 然在低溫提供很差之介電常數（約3 . 1 )， 一分解時即 本紙张尺度述用中國囤家標卑（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） 565860 A7 B7 五、發明説明（5 ) 形成具有改善之介電強度（即，具有介電常數）的灰燼 層，其在關連火災之條件期間，作用為絕緣層。而且重 要在允許導體膨脹之材料層，例如聚乙烯，在正常電纜 使用中提供高介電強度（約1 . 5 6至2 . 2 6之介電係數）， 雖然其當該曆已熔化或完全分解時其當然在火災之後階 段也沒有提供絕緣。 習知包含矽橡膠做為絕緣物之同軸電纜，因為在矽橡 膠分解期間水之放出（evolution J而在火災的早期期間 會蒙受電氣性質之損失。在較佳實施例中，鄰接導體之 材料驛將作用為一壁障來防止因為水之放出的電氣損失。 遮蔽層可由安置在絕緣材料層或多層等周圍之一層或 多層等的金屬編織物、及/或金屬條帶或萡Η所形成。 在較佳實皰例中，遮蔽層是由被帶導線，較佳地普通軟 飼、鍍銀或鍍錫銅導線來形成。 較佳地，絕緣線蕊Μ被帶來覆蓋在於6 0 %及9 6 之間。 經漭部中央標準局貝工消费合作社印¾ (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在較佳實施例中，一層氣孔的材料安置在絕緣材料層 及遮蔽層之間。矽材料在火災事件中有肋於保持在線蕊 周圍之絕緣層的燃燒產物。矽材料層可Κ泡含矽石 (s i 1 i c a )或矽酸鹽之任何適當之多氣孔材料來形成。適 當材料之實例包括矽纖維、玻璃纖維及石纖維（m i n e r a 1 v/ ο o 1 )。玻璃纖維被帶尤其較佳且可螺旋地繞捲在絕緣 線蕊周園。 多氣孔矽材料之表面較佳地直接顯露絕緣層。 較佳地，該被帶是具有空氣空間之編纈被帶，來允許 -7- 本紙张尺度適川中國囤家標準（CNS ) Λ4规格（210X 297公釐） 565860 A7 五、發明説明（6 ) 空氣及氣體之膨脹及/或放出。玻璃被帶或被帶等之層 i 、構造數即編織孔大小，將視絕緣材料量而定。某種形 成及構造之被帶層可反射熱，其可提昇電纜性質。其他 型式可添加而其將增加電纜熱性能。 較佳地電纜在遮蔽層上具有外絕緣層。外層可K是一 外加玻璃被帶層及/或一層塑膠材料，諸如包含P V C (聚 乙烯）之混合物，但是較佳地材料為耐火。聚合物之本 質耐火或添加產生耐火特性之拼料（i n g r e d i e n t )所改變 之聚合合成物都可使用。 較佳地外層材料在燃燒時不會產生大量煙或煙霧 (fume)之材料，較佳地所使用材料不含鹵素（halogens) 。一種以0 H L S商標所販售而在聚乙烯及聚乙烯共聚合成 物中包含水合氧化銘（h y d r a t e d a 1 u m i n a )之材料尤其適 合0 視需要地，多加曆等諸如裝中層等可添加來進一步實 際保護電纜。 本發明之一實施例現將參考附圖來說明，其中： 經濟部中夾標準局貝工消费合作社印¾ (請先閱讀背而之注意事項咚填寫本頁) 第1圖是根據本發明之同軸電纜具有局部剖開的透視 _示； 第2圖表示習用電纘已遭受扭结之剖開圖示。 首先參考第2圖，其顯示一習用電纜，其由導體10、 絕緣層12及銅覆帶層14來構成。電纜曾顯露在火災中， 因為導體1 〇在火災初期期間免於膨脹，但在點2 1處發生 電纜杻結。 -8- 木纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規枋（210x ) 565860 A7 B? 五、發明説明（7 ) 在第1圖中，同軸電纜1包括普遍軟銅之電氣導體10 。其他適用材料之實例為銅色鋼、銀色銅及鍍錫銅。鄰 接導體有一層聚乙烯1 1。聚乙烯層1 1為矽絕緣體1 2所包 圍，其為螺旋繞捲在絕緣體1 2之多加玻璃被帶層1 3所包 圍。 銅編_層1 4安置在多加玻璃被帶1 3層周圍，一層編織 銅導線包圍銅編織層1 4。層1 4及1 5必需提供至少8 5 S：覆 蓋多加玻璃被帶曆1 3。第二破璃被帶層1 6包圍編織層1 5 / 。同軸電續具有外塑膠套（outer plastic sheath)17, 其較佳地為耐火且產生低煙及煙霧及有限鹵素之材料。

Delta Gompton Cables Limited (電續公司）M0HLS商 標所標示材料適合。 根據本發明之電纜，具有一層聚乙烯1 1 ,稱為撇去層 (sk ί m )。在火災中，聚乙烯熔化而提供一潤滑流體層， 使得電氣導體在縱向膨脹沒有變形（distortion)。撇 去層厚度在0.1及0.3mm之間；當撇去層在火災初期中熔 化時，充分之聚乙烯確保導體完全為流體曆所包圍。 經滴部屮*標準局員工消贽合作社印^ (請先閱讀背而之注意事項4填寫本頁) 層1 1、1 2及1 3所提供多層系統也輔肋線蕊之緊束 (b i n d i n g ),襯墊（c u s h i ο η )及防止杻结。 在第二實施例中，聚乙烯曆1 1 Μ玻璃被帶層1 1來替代 ，其允許導體縱向膨脹及實際地緊束同铀電纜來防止導 電線蕊之變形，使得避免彎结及杻结。 在火災事件中，矽絕緣體1 2分解形成固態灰燸，其繼 讀使得導電線蕊]0絕緣。灰燸具有介電常數等於或低於 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規枋（210X29*7公犮） 565860 A7 B7

五、發明説明（S 經满部中决標準局貝Η消贽合竹社印來 矽橡膠。 ) 實例 根據本 各層說 實心銅 聚乙烯 矽橡膠 玻璃被 銅編織 外套層 上述電 及速度比 線蕊電 電容 阻抗 RLR 衰減 速度 介質 電纜 測試1 :照 使得電纘 是使得電 發明所製造之電纜，具有下列尺寸： 明 總外徑（T 〇 t a 1 0 D ) 線蕊0 . 6 m m普通軟度 撇去層0.2mm徑向厚度 絕緣層1 . 7 m m徑向厚度 帶層19MM 25%重疊 層1 6管線X 8端頭 0 H L S 1 . 3徑向厚度 0 . 6 in m 1.0mm 4,4mm 4.82mm 5.55mm 8.18mm 纜經測試電容、阻抗、插置損U n c e r t i ο n 1 o s s ) 而產生令人滿意之结果。 正常值 61Ω /km 7 3 p f / m 75 Ω >10db 度 <3 . 5db/100m§10MH 比 0 · 6 1 4 常數 2.65 承受下列測試： B S 6 3 8 7 C a t C , W及Z之耐火測試，C a t C是 加熱至 950 °C 經 3 小時 @300Vac 25mA; Cat W 纜加熱至6 5 0 t!經3 0分鐘（以及加水到電纜經 阻0 . 6 m m P S (普通軟锏） 10- 本紙張尺度述用中國囤家標率（CNS ) Λ4規梠（210Χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 565860 A7 B7 五、發明説明（9 ) 1 5分鐘）；C a t Z是加熱至9 5 0 經1 5分鐘（Μ每3 0秒 施加實際之衝擊）。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 測試2 :影像信號連結，如上述B S 6 3 8 7燃燒C a t C經3小 時沒有影像損失（p i c t u r e 1 〇 s s )。 然後，電纜經過火災測試。第一測試根據B S 6 3 8 7 Cat C , W及Z c 300Vac 25mA電流通過電纜，同時受 到9 5 0 °C溫度經3小時。電纜在整個測試中繼續通過電 流而沒有故障。然後測試照C a t W及C a t Z也沒有故障 。第二測試根據B S 6 3 8 7燃燒C a t C來實施，包含在9 5 0 °C 下經電纜通過影像連结信號經3小時。信號在整個測試 中保持沒有影像損。在燃燒期間，當矽絕緣材料分解時 ,折冋損比保持在僅微小劣化。比較之，在相同測試條 件下習用資料通訊/同軸電纜在測試1 5秒内完全失敗。 該電纜僅顯示很小之杻结。 本發明之同軸電纜可使用在同軸電纜需要在火災事件 中繼續運作處的應用，諸如CCTV ,資料電纜及其他應用。 經溁部中决標準局貝工消费合作社印說 本紙认尺度遶州屮家標準（CNS ) Μ規格（210X 297公釐) 565860 經满部中决標準局貝工消f合作社印製 A7 B7 五、發明説明（10 ) 參考符號說明 1 同 軸 電 纜 10 導 體 11 聚 乙 烯 層 12 δ夕 絕 緣 層 13 玻 璃 被 帶 層 14 銅 m 織 層 15 編 織 物 16 第 二 玻 璃 被帶層 17 外 塑 膠 套 2 1 電 纜 扭 结 一 12- (請先閱讀背而之注意,項洱填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（〇^)/\4規枋（210'/297公犮）

Claims (1)

1. 565860 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 第87111216號「同軸電纜」專利案 Λ申請專利範圍： 1· 一種同軸電纜，其係防火性的 一電氣導體（10);

   W η (90 年正） 包含： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一電氣絕緣材料之包圍層，其包含（a)—具有介電 常數1.56至3.1，毗鄰於該導體（1〇)之聚合物材料層 (11)，及（b) —矽層； —被帶層（13);以及 一導電編織物（14)之遮蔽層； 其中在相關連於火災之情況中，該聚合材料層（11) 允s午該導體的縱向膨膜，且其中至少一^部分之該電 氣絕緣材料層在火災中會分解而餘留一絕緣殘留物 會在火災中扮演一絕緣層之角色。 2·如申請專利範圍第1項之電纜，其中鄰接該導體之 材料層包含一種材料，其在火災事件中之溫度條件 下熔化。 3.如申請專利範圍第2項之電纜，其中鄰接該導體之 材料層在溫度1 8-200°C範圍下熔化。 4·如申請專利範圍第丨項之電纜，其中鄰接該導體之材 料層包含一聚合物材料層。 5·如申請專利範圍第4項之電纜，其中該聚合物材料 是聚乙烯或聚丙烯或聚丁烯中之--。 6.如申請專利範圍第4項之電纜，其中該聚合物材料 層在非熔化狀態中具有自1.56至3.1之介電常_。 (:、紙張尺度適用中國國.家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) . I I-----^ ---：------ 565860 A8 B8 C8 _____ D8 ' " —--------—, '申請專利範圍 7·如申請專利範圍第5項之電纜，其中該聚合物材料 層在非熔化狀態中具有自1.56至3.1之介電常數。 8.如申請專利範圍第丄至7項之電纜，其中鄰接該導體 之材料層以押出法來施加在該導體。 9·如申請專利範圍第1項之電纜，其中鄰接該線蕊之 材料層包含一被帶層。 10.如申請專利範圍第9項之電纜，其中該被帶層是其 具有雲母片之玻璃纖維被帶。 11·如申請專利範圍第9項之電纜，其中該被帶層和該 線蕊電氣及熱絕緣。 12·如申請專利範圍第1項之電纜，其中在火災中分解而 餘留絕緣殘留物之材料層的燃燒產物在火災事件中 保持爲在導電線蕊周圍之灰燼。 这如申請專利範圍第12項之電纜，其中該在灰燼具有 等於或大於電氣絕緣材料層之介電強度。 14·如申請專利範圍第1或12或1 3項之電纜，其中絕緣 殘留物具有自1.5至3.10之介電常數。 迟如申請專利範圍第1或12或13項之電纜，其中在火 災中分解之該材料層包含一在熱解時即形成殘留物 的無機材料。 16·如申請專利範圍第14項之電纜，其中在火災中分解 之該材料層包含一在熱解時即形成殘留物的無機材 料。 17·如申請專利範圍第15項之電纜，其中該無機材料爲 本紙張尺度適用A4規^"(21〇 x 29y^ ) C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝 • ϋ ϋ n ϋ n H ϋ 一口，· I ϋ n ϋ ϋ I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 565860 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 矽橡膠。 18·如申請專利範圍第16項之電纜，其中該無機材料爲 矽橡膠。 19. 如申請專利範圍第15項之電纜，其中在火災中分解 之該材料層的剖面爲實心。 20. 如申請專利範圍第16項之電纜，其中在火災中分解 之該材料層的剖面爲實心。 21. 如申請專利範圍第15項之電纜，其中在火災中分解 之該材料層包含多氣孔。 22·如申請專利範圍第16項之電纜，其中在火災中分解 之該材料層包含多氣孔。 23. 如申請專利範圍第15項之電纜，其中鄰接該導體而 允許該線蕊之縱向膨脹的材料層有胯於在正常工作 溫度下的介電強度；同時在火災中分解而餘留絕緣 殘留物之該材料層在較高溫度之諸如關連火災下，提 供電氣絕緣。 24. 如申請專利範圍第16項之電纜，其中鄰接該導體而 允S午該線蕊之縱向膨膜的材料層有膀於在正常工作 溫度下的介電強度；同時在火災中分解而餘留絕緣 殘留物之該材料層在較高溫度之諸如關連火災下，提 供電氣絕緣。 25. 如申請專利範圍第1項之電纜，其中該遮蔽層是一層 或多層金屬編織層、及/或金屬被帶或薄片安置在 該絕緣材料層周圍。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------訂—·----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 565860 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 26如申請專利範圍第25項之電纜，其中該遮蔽層是由 編織導線所形成。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 27.如申請專利範圍第26項之電纜，其中該導線是一或 多數普通軟銅線、包銀或鍍錫銅線。 览如申請專利範圍第1項之電纜，其中進一步包含一多 氣孔矽材料層在該電氣絕緣層及該遮蔽層之間。 2R如申請專利範圍第28項之電纜，其中該多氣孔矽材 料層是玻璃纖維被帶。 3α如申請專利範圍第28或29項之電纜，其中該多氣孔 矽材料層直接顯露該絕緣層。 31如申請專利範圍第29項之電纜，其中該玻璃纖維被 帶是一種編織被帶。 32如申請專利範圍第1項之電纜，其中進一步包含一在 該遮蔽層上之外絕緣層。 3S如申請專利範圍第32項之電纜，其中該外層材料是 一種不在燃燒時釋出大量煙或煙霧之材料。 34—種同軸電纜，其係防火性的，包含： 一電氣導體（10); 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一電氣絕緣材料之包圍層，其包含（a)毗鄰於該導 體（10)之玻璃形式層（11)，及（b) —矽層； 一被帶層（13);以及 一導電編織物（14)之遮蔽層； 其中在相關連於火災之情況中，該玻璃形式層（11) 允許該導體的縱向膨脹，且其中至少一部分之該電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 565860 A8 B8 C8 D8 t、申請專利範圍 氣絕緣材料層在火災中會分解而餘留一絕緣殘留物 會在火災中扮演一絕緣層之角色。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）