CABLE COAXIAL.

Un cable coaxial que comprende un conductor de la electricidad,

una capa envolvente de material aislante y una capa de apantallamiento de un material conductor de la electricidad alrededor del material aislante; en el que el cable incluye una capa de material contigua al conductor que permite la expansión longitudinal del conductor en las condiciones existentes en un incendio, y en el que la capa de apantallamiento es una capa o capas de trencilla metálica

El presente invento se refiere a cables resistentes al fuego y en especial a cables coaxiales resistentes al fuego.

Hay situaciones en las que sistemas tales como los de monitorización de televisión en circuito cerrado necesitan ser mantenidos durante etapas críticas de evacuación de un edificio en caso de un incendio. La principal consideración en el diseño de cables coaxiales para sistemas CCTV han sido hasta ahora sus características de calidad de funcionamiento electrónico. Los cables coaxiales conocidos proporcionan una calidad de funcionamiento satisfactoria en circunstancias normales, pero tal funcionamiento no se mantiene en el caso de un incendio. Por lo tanto, los sistemas de monitorización de televisión en circuito cerrado, los cuales podrían tener un papel vital en el salvamento de vidas y en la dirección de los servicios de emergencia cuando son más necesarios en caso de producirse un incendio, usualmente fallan.

Los cables coaxiales diseñados para ser a prueba de fuego generalmente incluyen un conductor, una capa envolvente de material aislante, una cinta a prueba de fuego, una capa de apantallamiento de un material conductor de la electricidad y una envoltura exterior. En uso, tales cables coaxiales están fuertemente fijados en su sitio a paredes, techos, suelos, conductos de cables, o similares. Los medios de fijación están por lo general fuertemente fijados al exterior del cable.

En las condiciones que se dan en un incendio la temperatura del cable coaxial puede ascender muy rápidamente a unos valores muy elevados, normalmente 800 - 950ºC, provocando la expansión térmica de los componentes del cable coaxial. Cada componente tendrá una tendencia a expandirse de acuerdo con su coeficiente de expansión, y de este modo cada componente, al estar hecho de un material diferente, se expandirá en una relación diferente. El conductor interior está usualmente hecho de cobre y se expandirá. El aislamiento, el cual no es de un material metálico, también se expandirá pero dentro de la trencilla provocando un aumento de la presión. Esto, junto con el hecho de que el cable coaxial está firmemente fijado a intervalos a lo largo de su longitud, puede ocasionar la deformación del cable coaxial.

Un tipo específico de deformación es conocido como formación de nudos o torceduras. Esto se produce cuando la expansión longitudinal del núcleo conductor está impedida o retardada debido a que el núcleo está herméticamente confinado por la capa aislante envolvente y que se expande. La capa aislante no puede expandirse debido a que está herméticamente confinada por la capa de apantallamiento y también debido a la fijación sólida del cable coaxial a su alrededor. El efecto de formación de nudos se manifiesta en sí como deformaciones espaciadas regularmente a lo largo de esa parte de la longitud del cable coaxial que está expuesta a una temperatura extremadamente alta (950ºC en el ensayo de categoría C de la British Standard BS 6387). Cada deformación consiste en una torcedura en forma de Z en el núcleo conductor (véase la Figura 2). Se observará que tal deformación deshace la concentricidad del cable (la disposición concéntrica del conductor, el aislamiento y la capa de apantallamiento deseable para una alta calidad de funcionamiento), lo que da lugar a una pérdida en la calidad de funcionamiento del cable coaxial.

El documento EP-A-0.366.473 (BICC PLC, 2. mayo. 1990) expone un cable de transporte de energía.

De acuerdo con el presente invento se ha proporcionado un cable coaxial que consta de un conductor de la electricidad, una capa envolvente de material aislante de la electricidad y una capa de apantallamiento de material conductor de la electricidad alrededor del material aislante, incluyendo el cable una capa de material contigua al conductor que permite la expansión longitudinal del conductor en las condiciones existentes en un incendio y en el que la capa de apantallamiento es una capa o capas de trencilla metálica.

La capa de material permite el movimiento longitudinal del conductor debido a que permite que la superficie del conductor se mueva con relación al cuerpo del material aislante.

El cable puede incluir una capa de material que se descompone por la acción del fuego y deja un residuo de aislante.

En una realización preferida de un cable coaxial de acuerdo con el invento la capa de material contigua al conductor, que permite su expansión longitudinal, está compuesta por una capa de material que se funde en las condiciones de temperatura en la interfaz conductor/aislante que se dan en el caso de un incendio. Preferiblemente el material se fundirá a una temperatura comprendida entre 180 y 200ºC.

Preferiblemente el material que se funde en el caso de un incendio es un material polimérico tal como por ejemplo polietileno, polipropileno o polibuteno. Esta capa, que puede también ser considerada como una costra, se funde formando una capa de material fundido que actúa como un lubricante que permite la expansión longitudinal del conductor de la electricidad sin la formación de nudos ni de torceduras.

La capa de material que se funde puede ser aplicada al conductor mediante diversos métodos, pero preferiblemente por extrusión.

Preferiblemente, la capa de material polimérico tendrá una alta constante dieléctrica (por ejemplo, de aproximadamente 1,56 a 3,1), en su estado no fundido de baja temperatura.

La capa de material contigua al núcleo puede comprender una capa de cinta. La cinta puede ser de fibra de vidrio con pequeñas placas de mica en ella, siendo tal cinta conocida normalmente como cinta de mica. La capa de cinta no aprieta al conductor lo suficiente para impedir el deslizamiento entre las superficies que forman la interfaz conductor/cinta.

La cinta puede aplicarse al conductor mediante un adhesivo de silicona que se deteriora cuando está sometido a las temperaturas existentes en las primeras etapas de un incendio. Por lo tanto, la cinta está fuertemente fijada al conductor a temperaturas normales, pero no lo está en las primeras etapas de un incendio, por lo que no impedirá la expansión longitudinal.

Preferiblemente, la capa de cinta también aislará el núcleo tanto eléctrica como térmicamente.

La capa de cinta permite la expansión longitudinal del conductor y adicionalmente forma una barrera física elástica para controlar o moderar la expansión radial del conductor. La supresión de la expansión por la formación de nudos en la zona de temperatura más alta puede dar lugar a la deslocalización de la expansión/deformación general, de forma que se produzca una ligera expansión o deformación radial a lo largo de una longitud considerable del conductor en uno u otro lado de la zona de temperatura más alta, aunque se mantendrá sustancialmente la concentricidad del cable coaxial.

Preferiblemente, los productos de la combustión de la capa de material que se descomponen en un incendio son retenidos en forma de ceniza alrededor del núcleo conductor en el caso de un incendio.

Preferiblemente, la ceniza tendrá una resistencia dieléctrica igual o superior a la del aislamiento no quemado.

Preferiblemente, el material aislante contiene un material inorgánico que forma un residuo en la pirolisis. Preferiblemente, el material aislante es un compuesto polimérico en el que el componente polimérico principal es una silicona. Una silicona preferida es el siloxano polidimetilo.

La capa de material que se descompone en un incendio puede ser de sección sólida o puede contener huecos o poros. Los huecos o poros pueden ser formados, por ejemplo, mediante la formación de espuma en la capa aislante durante la producción del cable coaxial. Mediante el uso de espuma se introducirá aire u otro gas o gases en la capa de material aislante. Esto puede mejorar las propiedades dieléctricas y por tanto la calidad de funcionamiento de transmisión de la señal del cable. Alternativamente, usando un material aislante con una constante dieléctrica más baja puede reducirse el espesor de la capa aislante, reduciendo de este modo el diámetro del cable coaxial a la vez que se mantienen las prestaciones en la transmisión.

Puede también formarse espuma en el aislamiento contiguo al núcleo a fin de aumentar sus propiedades dieléctricas y una capacitancia más baja.

De acuerdo con una realización preferida, la capa de material que permite la expansión longitudinal del núcleo contribuye a la resistencia... [Seguir leyendo]

1. Un cable coaxial que comprende un conductor de la electricidad, una capa envolvente de material aislante y una capa de apantallamiento de un material conductor de la electricidad alrededor del material aislante; en el que el cable incluye una capa de material contigua al conductor que permite la expansión longitudinal del conductor en las condiciones existentes en un incendio, y en el que la capa de apantallamiento es una capa o capas de trencilla metálica.

2. Un cable de acuerdo con la reivindicación 1 en el que la capa de material contigua al conductor comprende un material que se funde en las condiciones de temperatura existentes en el caso de un incendio.

3. Un cable de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la capa de material contigua al conductor se funde a una temperatura en la zona de 180-200ºC.

4. Un cable coaxial de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones, en el que la capa de material contigua al conductor comprende una capa de material polimérico.

5. Un cable de acuerdo con la reivindicación 4, en el que el material polimérico es de polietileno, polipropileno o polibuteno.

6. Un cable de acuerdo con la reivindicación 4 o la 5, en el que la capa de material polimérico tiene una constante dieléctrica comprendida entre 1,56 y 3,1 en el estado no fundido.

7. Un cable de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones, en el que la capa de material contigua al conductor se aplica al conductor por extrusión.

8. Un cable de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la capa de material contigua al conductor comprende una capa de cinta.

9. Un cable de acuerdo con la reivindicación 8, en el que la cinta es una cinta de fibra de vidrio con pequeñas placas de mica en ella.

10. Un cable de acuerdo con la reivindicación 8 o la 9, en el que la capa de cinta aísla el conductor tanto eléctrica como térmicamente.

11. Un cable coaxial de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones que además incluye una capa de material que se descompone en un incendio dejando un residuo aislante.

12. Un cable de acuerdo con la reivindicación 11, en el que los productos de combustión de la capa de material que se descompone en un incendio dejando un residuo aislante son retenidos como ceniza alrededor del núcleo del conductor en el caso de un incendio.

13. Un cable de acuerdo con la reivindicación 12, en el que la ceniza tiene una resistencia dieléctrica igual o mayor que la de la capa del material aislante de la electricidad.

14. Un cable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, en el que el residuo aislante tiene una constante dieléctrica comprendida entre 1,5 y 3,1.

15. Un cable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, en el que la capa de material que se descompone en un incendio comprende un material inorgánico que forma un residuo en la pirolisis.

16. Un cable de acuerdo con la reivindicación 15, en el que el material inorgánico es un caucho de silicona.

17. Un cable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 16, en el que la capa de material que se descompone en un incendio tiene una sección sólida.

18. Un cable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 16, en el que la capa de material que se descompone en un incendio contiene poros.

19. Un cable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 18, en el que la capa de material contigua al conductor, la cual permite la expansión longitudinal del núcleo, contribuye a la resistencia dieléctrica a una temperatura de funcionamiento normal en tanto que la capa del material que se descompone en un incendio dejando un residuo aislante proporciona un aislamiento de la electricidad a unas temperaturas más altas tales como las existentes en un incendio.

20. Un cable de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones, en el que la capa de apantallamiento incluye también una capa o capas de cinta metálica o una hoja situada alrededor de la capa o capas de material aislante.

21. Un cable de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la capa de apantallamiento está formada por un alambre trenzado.

22. Un cable de acuerdo con la reivindicación 21, en el que el alambre es uno o más de cobre recocido puro, o de cobre recubierto de plata o de cobre recubierto de estaño.

5 23. Un cable de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones que además comprende una capa de material silíceo poroso entre la capa aislante de la electricidad y la capa de apantallamiento.

24. Un cable de acuerdo con la reivindicación 23, en el que la capa de material silíceo poroso es una cinta de fibra de vidrio.

25. Un cable de acuerdo con la reivindicación 23 o la 24, en el que la superficie del material silíceo poroso está 10 expuesta directamente a la capa aislante.

26. Un cable de acuerdo con la reivindicación 24, en el que la cinta de fibra de vidrio es una cinta tejida.

27. Un cable de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones que además comprende una capa aislante exterior sobre la capa de apantallamiento.

28. Un cable de acuerdo con la reivindicación 27, en el que el material de la capa exterior es uno que no produce 15 cantidades importantes de humo o de vapores de combustión.