Cable eléctrico, en particular un cable de transmisión de datos, equipado con una lámina de protección de tipo banda multicapa.

Un cable eléctrico, en particular un cable de transmisión de datos,

que comprende

- al menos una línea (1), en particular varias líneas de par trenzado (P1 a P4),

- una lámina de protección (4.1, 4.2) para la al menos una línea (1), lámina de protección (4.1, 4.2) que incluye al menos una capa de sustrato (20, 80) de un material plástico y al menos una capa de protección (30) de un material eléctricamente conductor, en particular metal, con la que está forrada la capa de sustrato (20, 80), en donde la capa de protección (30) está provista de unos huecos de espaciamiento (50) para la interrupción eléctrica de la misma en una dirección de banda longitudinal (Z), extendiéndose los huecos de espaciamiento (50) de manera transversal con respecto a la dirección de banda longitudinal (Z) y repitiéndose a intervalos longitudinales (p), y

- una envoltura externa (7) de un material aislante,

caracterizado por

- una capa de protección semiconductora (6) dispuesta entre la lámina de protección (4.1, 4.2) y la envoltura externa (7).

Cable eléctrico, en particular un cable de transmisión de datos, equipado con una lámina de protección de tipo banda multicapa

La invención se refiere a un cable eléctrico, en particular a un cable de transmisión de datos, que tiene al menos una línea, en particular varios pares de líneas entrelazadas, denominados pares trenzados, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Un cable eléctrico de este tipo se conoce a partir del documento EP 1 632 957 A2. Este documento de la técnica anterior desvela una lámina de protección para la al menos una línea, lámina de protección que incluye al menos una capa de sustrato de un material plástico y al menos una capa de protección de un material eléctricamente conductor, en particular metal, con la que está forrada la capa de sustrato. La capa de protección está provista de unos huecos de espaciamiento para la interrupción eléctrica de la misma en una dirección de banda longitudinal, extendiéndose los huecos de espaciamiento de manera transversal con respecto a la dirección de banda longitudinal y repitiéndose a intervalos longitudinales. Además, el cable incluye una envoltura externa de un material aislante.

Los problemas de los que se ocupa la invención pueden explicarse de manera más evidente en relación con los cables de transmisión de datos de alta velocidad, lo que, sin embargo, no limita el uso de la invención a este fin.

Los cables de transmisión de datos habituales usan varios de los pares trenzados anteriores, por ejemplo cuatro, que se protegen, preferentemente, a medida que aumenta la categoría del ancho de banda de transmisión y la calidad de transmisión. La protección externa de los pares trenzados, así como la protección de los pares trenzados unos en relación con los otros en un cable son importantes en este caso.

Para que se obtengan las especificaciones correspondientes del ancho de banda de transmisión y la calidad de transmisión, el documento US 6 624 359 B2 enseña cómo proporcionar los pares trenzados con una lámina de protección que está compuesta de un laminado de una capa de sustrato de material plástico forrada con una capa de protección de metal. Este documento muestra, además, las configuraciones más diversas sobre cómo doblar esta lámina laminada de manera que forme una envoltura de protección externa colocada alrededor de varios pares trenzados. Fundamentalmente, la lámina de protección está diseñada como una banda de material que tiene una capa de protección continua, por ejemplo de aluminio o de cobre, en la dirección longitudinal de la banda.

El diseño anterior de una capa de protección eléctricamente conductora que es continua en la dirección longitudinal del cable da lugar a problemas de puesta a tierra porque, dadas las variaciones de potencial en los extremos de una línea, pueden fluir corrientes de compensación de potencial elevadas a través de la protección. Estas provocan el mal funcionamiento y, posiblemente, incluso daños en los equipos conectados a dicho cable de transmisión de datos.

Este problema se resuelve de acuerdo con el documento EP 1 632 957 A2, mencionado anteriormente, mediante la lámina de protección de tipo banda que comprende unos huecos de espaciamiento en la capa de protección que se extienden de manera un tanto transversal con respecto a la dirección longitudinal de la banda, repitiéndose longitudinalmente a intervalos. Sirven para la interrupción eléctrica de la capa de protección en la dirección longitudinal de la banda. En consecuencia, no hay una conexión eléctricamente conductora continua en la dirección longitudinal de la lámina de protección, lo que excluye por completo cualquier flujo de corrientes de compensación de potencial. Pero, a pesar de que los huecos son pequeños en comparación con el resto de la superficie de protección de las piezas de película que se encuentran entre los huecos de espaciamiento, hay algo de deterioro en las propiedades de protección de la lámina de protección que podría no ser aceptable para las aplicaciones de alta frecuencia.

Por lo tanto, un objetivo de la invención es mejorar la capacidad de protección del cable eléctrico conocido, especialmente para reducir aún más la denominada "diafonía exógena" ("alien crosstalk") entre dos cables eléctricos dispuestos próximos entre sí.

Este objetivo se logra, de acuerdo con la parte de caracterización de la reivindicación 1, mediante una capa de protección semiconductora dispuesta entre la lámina de protección y la envoltura externa. En el contexto de la invención, "semiconductor" no significa un semiconductor típico como el silicio, sino que se refiere a un material cuya conductividad está entre un aislante y un material eléctricamente conductor, similar a un metal.

Por una parte, debido a las propiedades físicas de la protección semiconductora, se genera un efecto de protección con respecto a la radiación de alta frecuencia secundaria, reduciendo por lo tanto de manera eficaz la mencionada "diafonía exógena". Por otra parte, en la dirección longitudinal del cable, la resistencia de la protección semiconductora es lo suficientemente alta para evitar las elevadas corrientes de compensación de potencial mencionadas anteriormente que podrían fluir a través de la protección en el caso de que esta procediera de un material de metal conductor. En consecuencia, la elección del material semiconductor para la capa de protección es un compromiso óptimo con respecto a dos fines más bien incompatibles.

De acuerdo con una realización preferida, la capa de protección semiconductora está fabricada de un material polimérico relleno con partículas semiconductoras adecuadas. Un ejemplo típico de un material de este tipo es el denominado compuesto de polietileno negro termoplástico, un material polimérico semiconductor convencional que está disponible en el mercado y que puede procesarse fácilmente en los extrusores habituales. Este material es un polímero que comprende partículas negras de carbono como partículas semiconductoras.

De acuerdo con una realización preferida adicional, el espesor radial de la capa de protección semiconductora se encuentra entre 0,1 mm y 0,5 mm, lo más preferentemente entre 0,3 mm y 0,4 mm o explícitamente 0,35 mm. Estas dimensiones se adaptan bien a las condiciones habituales de los cables eléctricos y, especialmente, los cables de transmisión de datos.

Los valores de conductividad expresados, como la denominada resistividad volumétrica de la capa de protección semiconductora, pueden oscilar entre 10 Q-cm y 1000 Q cm, siendo la resistividad volumétrica, preferentemente, de aproximadamente 100 Q-cm. Un valor de acuerdo con la conductividad es 0,01 S-m/mm2 Por lo tanto, es evidente que, como se ha descrito anteriormente, el término material "semiconductor" no significa un semiconductor típico como el silicio, sino que se refiere a un material cuya conductividad está entre un aislante y un material eléctricamente conductor, como un metal.

Preferentemente, la capa de protección semiconductora puede extrudirse sobre las partes internas del cable, es decir, la lámina de protección que rodea la al menos una línea del cable. Este es un método de producción establecido fácil y fiable de manejar. Un desarrollo económico de esta etapa de extrusión es la coextrusión de la capa de protección semiconductora junto con la envoltura externa de un material aislante.

De acuerdo con una realización preferida adicional de la invención, los huecos de espaciamiento en la capa de protección de la lámina de protección se repiten periódicamente. La relación que la anchura de los huecos de espaciamiento tiene con la longitud de las piezas de película entre los huecos de espaciamiento oscila, preferentemente, entre 1:12 y 1:300, con longitudes habituales de las piezas de película que están en el intervalo de 60 a 150 mm y anchuras habituales de los huecos de espaciamiento en el intervalo de 0,5 a 5 mm. En la práctica, los valores geométricos correspondientes deben elegirse de tal manera que no se produzcan picos de impedancia o pérdidas de retorno, debido a la periodicidad de la estructura, en el intervalo de la frecuencia de transmisión del cable de transmisión de datos.

De acuerdo con otra realización preferida de la invención, los huecos de espaciamiento sucesivos están dispuestos en un ángulo agudo, preferentemente pequeño, con respecto a la dirección transversal de la banda.

Con los huecos de espaciamiento colocados en paralelo en un ángulo con respecto a la dirección transversal de la banda, las piezas de película entre los mismos tienen la forma de un paralelogramo. Tras la aplicación de la lámina de protección en la dirección... [Seguir leyendo]

1. Un cable eléctrico, en particular un cable de transmisión de datos, que comprende

- al menos una línea (1), en particular varias líneas de par trenzado (P1 a P4),

- una lámina de protección (4.1, 4.2) para la al menos una línea (1), lámina de protección (4.1, 4.2) que incluye al menos una capa de sustrato (20, 80) de un material plástico y al menos una capa de protección (30) de un material eléctricamente conductor, en particular metal, con la que está forrada la capa de sustrato (20, 80), en donde la capa de protección (30) está provista de unos huecos de espaciamiento (50) para la interrupción eléctrica de la misma en una dirección de banda longitudinal (Z), extendiéndose los huecos de espaciamiento (50) de manera transversal con respecto a la dirección de banda longitudinal (Z) y repitiéndose a intervalos longitudinales (p), y

- una envoltura externa (7) de un material aislante, caracterizado por

- una capa de protección semiconductora (6) dispuesta entre la lámina de protección (4.1, 4.2) y la envoltura externa (7).

2. Un cable eléctrico de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la capa de protección semiconductora (6) está fabricada de un material polimérico relleno de partículas semiconductoras.

3. Un cable eléctrico de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por que la capa de protección semiconductora (6) está fabricada de un compuesto de polietileno negro termoplástico.

4. Un cable eléctrico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el espesor radial (T6) de la capa de protección semiconductora (6) es de entre 0,1 mm y 0,5 mm, preferentemente de 0,3 mm a 0,4 mm.

5. Un cable eléctrico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la resistividad volumétrica del material de la capa de protección semiconductora (6) es de entre 10 Qcm y 1000 Qcm, preferentemente 100 Q cm.

6. Un cable eléctrico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la capa de protección semiconductora (6) está extruida sobre la lámina de protección (4.1, 4.2) que rodea la al menos una línea

d).

7. Un cable eléctrico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la capa de protección semiconductora (6) y la envoltura externa (7) están estrechamente unidas entre sí.

8. Un cable eléctrico de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado por que la capa de protección semiconductora (6) está extruida junto con la envoltura externa (7).

9. Un cable eléctrico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los huecos de espaciamiento (50) en la capa de protección (30) se repiten a Intervalos periódicos.

10. Un cable eléctrico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los huecos de espaciamiento (50) se extienden en un ángulo agudo (W) en relación con una dirección de banda transversal (X).

11. Un cable eléctrico de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado por que dos huecos de espaciamiento sucesivos (50) se extienden en paralelo o en direcciones angulares alternas en relación con la dirección de banda transversal (X), de tal manera que las piezas de película (40) que permanecen entre los mismos tienen la forma de un paralelogramo o un trapezoide, respectivamente.

12. Un cable eléctrico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la envoltura externa (7) está fabricada de un material polimérico libre de halógenos con baja emisión de humos.

13. Un cable eléctrico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que una película de separación (5) está insertada entre la lámina de protección (4.1, 4.2) y la capa de protección semiconductora (6).