專利名稱：環紋柔性防火電力電纜的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力電纜，尤其涉及一種環紋柔性防火電力電纜。
背景技術：
電力電纜通常采用有機材料如橡膠、塑料等作為包裹在導電線芯外的絕緣層，當電力電纜著火以后，絕緣層會被燃燒殆盡，且會發出煙霧與有害物質。一些經改進后的用有機材料制作絕緣層的電力電纜，盡管在著火燃燒時煙霧會明顯降低，有害物質 釋放得到改善，但一經著火燃燒之后，電線電纜線路仍舊會無法繼續工作。為改善電力電纜的上述缺點，設計出以氧化鎂粉等金屬氧化物作為絕緣材料而制作絕緣層、以金屬管為護套套設在絕緣層外的防火電力電纜，該種電力電纜的制作過程為首先在銅導電線芯上穿氧化鎂瓷柱制成絕緣芯線(該氧化鎂瓷柱通過液壓機和燒結爐制造而成)，然后將外購銅管用軋頭機軋成金屬管段，并穿在絕緣芯線外面，再放在鏈式直拉機上做直線拉伸，并在輥底式連續爐中進行熱處理，最后在圓盤式拉伸機上做成圈拉拔，上述直線拉伸、熱處理和拉拔工序要多次反復進行，最后經性能測試后，包裝入庫。此種防護電力電纜存在制造方法復雜，工藝流程較長，設備較多，能耗厲害，電纜長度較短，接頭較多，硬度較大，無法做到需要時的任何長度，電纜的每一根導電線芯，都只能采用一根金屬線制作，使電纜十分堅硬難以敷設；另外，氧化鎂瓷柱填充速度較慢，人工費用較高，自動化程度較低；氧化鎂粉等金屬氧化物極易吸潮，使用時因吸潮而降低絕緣電阻，所以礦物絕緣電纜又必須進行繁冗和嚴格的端頭處理，才能安全使用。為克服以氧化鎂粉等金屬氧化物作為絕緣材料的防護電力電纜的上述不足，設計出了以云母帶或玻璃纖維帶或石棉絲帶作為絕緣材料的防火電力電纜。在中國專利公開號為1588563A
公開日為2005年3月2日、名稱為“柔性防火電纜及其生產工藝和生產設備”的專利文獻在公開了一種防火電纜電纜。該防火電力電纜包括金屬導電線芯、包括在金屬線芯外的云母帶絕緣層和包裹在絕緣層外的金屬外殼(外護套)。為了提高電纜的柔韌性，該電纜在外殼外設有扎紋。但是現有的設置有金屬外護套的防火電力電纜普片存在以下缺陷潮氣容易沿電纜的軸向滲透到電纜內使電纜受潮，從而降低電纜的絕緣性能；絕緣層有破損時、絕緣層碎片會沿著電纜的軸向掉落出、從而影響電纜的絕緣性能和抗擠壓能力；為了提高電纜的防腐性能，會在金屬防護套表面涂上有機防腐涂層，在產生火災時，防腐涂層會產生燃燒，對環境造成污染，且涂層存在易脫落的不足。
實用新型內容本實用新型的一個目的旨在提供一種防潮性能好、絕緣層破損時電纜的絕緣性能下降較小的環紋柔性防火電力電纜，解決現有的防火電力電纜因潮氣沿電纜的軸向入侵及絕緣層碎片易沿電纜的軸向掉出所導致的絕緣性能下降的問題。本實用新型的另一個目的旨在提高一種防腐層不易掉落且不會被燃燒的具有銅防護套的環紋柔性防火電力電纜，解決了現有的防火電纜電纜通過設置涂層進行防腐所存在的防腐層易脫落且不環保的問題。以上技術問題是通過下列技術方案解決的一種環紋柔性防火電力電纜，包括金屬外護套，穿設在外護套內的導電線芯和包裹在導電線芯上的絕緣層，所述外護套的外表面上設有彼此間隔開的沿外護套的周向延伸軸向分布的環形溝槽，所述外護套的內表面上設有彼此間隔開的沿外護套的周向延伸軸向分布的環形凸起，所述環形溝槽和所述環形凸起的位置相對齊。在防護套的外表面設置彼此隔開的環形溝槽，在防護套的內表面對應于環形溝槽的部位設置環形凸起，不但使得電纜的彎折次數增多、彎折半徑降低，而且每一個環形凸起形成一個阻擋潮氣沿電纜的軸向進入電纜內部和防止絕緣層碎片沿電纜的軸向掉出的隔離帶，潮氣不易沿電纜的軸向進入電纜內部，當電纜的絕緣層有破碎時，碎片會維持在原位而不會沿電纜的軸向掉出。如果只在防護套的外表面形成溝槽而不在防護套的內表面形成凸起，則雖然對電纜的柔性有所改善，但不具備防潮和防止碎片掉出的效果。溝槽 ·是彼此隔開的結構形式時，對電纜進行彎折的過程中，彎折點處兩側同時槽，如果溝槽是連通在一起的螺旋形結構的形式時，則對電纜進行彎折的過程中，彎折點處一側為槽時則另一側會是筋，因此本結構形式的電纜具有更好的彎折性能即柔性。作為優選，所述外護套為銅套。韌性好，制作出環形溝槽和環形凸起時方便。作為優選，所述外護套的表面上設有氧化銅保護層。設置氧化銅防護層后，能有效地防止外護套表面變色、腐化產生銅綠，以氧化銅作為防護層的有益效果為電纜燃燒時不會產生有害氣體，且氧化銅為絕緣體，能進一步提高電纜同外界的絕緣性能。作為優選，所述氧化銅保護層為對外護套進行退火過程中氧化而成的層。能降低在電纜上制作防護層時的工藝步驟，同時氧化銅防護層不易脫離。作為優選，所述絕緣層為縱包或繞包在銅線芯上的云母帶或玻璃纖維帶或石棉絲帶或金屬氧化物制成的混合型無機材料帶。提高電纜的柔韌性。作為優選，所述導電線芯的數量為I一42根。作為優選，所述導電線芯為單芯線芯或由I一53股導電絲絞合而成的多芯線芯。本實用新型具有下述優點，在外護套的外表面設置彼此隔開的環形溝槽，在外護套的內表面對應于環形溝槽的部位設置環形凸起，不但能有效地提高電纜的柔性，同時能防止潮氣沿軸向入侵及絕緣層碎片沿電纜軸向掉出，使得電纜能保持較佳的絕緣性能；優選方案中選擇銅材料制作外護套，且在退火中使外護套處在有氧環境中進行，能在退火的過程中同步產生氧化銅防護層，提高電纜的防腐性能、防護層不易掉落、不會燃燒產生有害氣體，簡化的了制作防護層的工藝步驟和提高了電纜的環保性；本實用新型的退火裝置能在電纜周圍形成高溫高濕有氧環境，有利于在銅套表面快速形成氧化銅防護層。
圖I為本實用新型的環紋柔性防火電力電纜的橫截面示意圖。圖2為本實用新型的環紋柔性防火電力電纜的外護套的軸向剖視示意圖。圖3為本實用新型的退火裝置的結構示意圖。圖4為退火裝置的使用狀態示意圖。圖中外護套I，氧化銅防護層11，焊縫12，環形溝槽13，環形凸起14，導電線芯2，絕緣層3，爐管4，第一進氣口 41。第二進氣口 42。出氣口 43。第一流量電控閥44。第二流量電控閥45。加熱裝置5，溫度傳感器6，壓力傳感器7，溫度控制裝置8，電纜輸送機構9，氧氣源101,氫氣源102。
具體實施方式
以下結合附圖與實施例對本實用新型作進一步的說明。參見圖1，一種環紋柔性防火電力電纜，包括外護套I、穿設在外護套I內的四根導電線芯2和絕緣層3。外護套I為銅制作而成。外護套I的表面設有氧化銅防護層11。外護套I上有一條縱向延伸的焊縫12。導電線芯2為銅制作而成。導電線芯2為單股的結構形式。絕緣層3為云母帶制作而成。參見圖2，外護套I的外表面上設有彼此間隔開的沿外護套I的周向延伸軸向分布的環形溝槽13。外護套I的內表面上設有彼此間隔開的沿外護套的周向延伸軸向分布的環形凸起14。環形溝槽13和環形凸起14——對應地對齊。參見圖3，一種退火裝置，包括爐管4、加熱裝置5、溫度傳感器6、壓力傳感器7、電纜輸送機構9和溫度控制裝置8。爐管4設有第一進氣口 41、第二進氣口 42和出氣口 43。第一進氣口 41上設有第一流量電控閥44。第二進氣口 42上設有第二流量電控閥45 ；加熱裝置5為電熱絲。電熱絲環繞在爐管4的左端。溫度傳感器6和壓力傳感器7都安裝在爐管4的左端內。加熱裝置5、溫度傳感器6、壓力傳感器7、第一流量電控閥44和第二流量電控閥45五者都同溫度控制裝置8電連接在一起。參見圖I和圖2，本實用新型的環紋防火電力電纜的具體制作過程作為第一步、選用所需直徑的銅單芯導電線芯。當然如果要求導電線芯2為多芯導電線芯，則選用銅多芯導電線芯即可；第二部、用云母帶對單根銅導電線芯2分別正反多層繞包而形成具有絕緣層3的芯線；將四根具有絕緣層3的芯線絞合在一起形成電纜芯；或正反多層縱包，對具有多根銅線芯的電纜，。第三步、用銅帶縱向包履在電纜芯外，沿銅帶的縱向接縫進行焊接，接縫處形成焊縫12,銅帶形成外護套I。第四步、在外護套I上進行徑向扎壓，從而在外護套I的外表面上形成環形溝槽13，在外護套的內表面上對應于環形溝槽11的部位同步形成環形凸起14。第五步、對外護套I進行退火。退火的具體方法為，參見圖4，使第一流量控制閥44的進口端連接氧氣源101。使第二流量控制閥45的進口端連接氫氣源102。在溫度控制裝置8內設定退火溫度為600°C，退火時間為5分鐘，氧氣氫氣的流量比為4。起動溫度控制裝置8，溫度控制裝置8啟動加熱裝置5對爐管4進行加熱；當溫度檢測傳感器6檢測到爐管4的溫度 達到600°C時，溫度控制裝置8使電纜輸送機構9啟動、第一流量控制閥44開啟、第二流量控制閥45開啟；電纜輸送機構9使輸送電纜從爐管4的左端進入右端出去、并使電纜的行進速度為在爐管4的左端溫度為600°C的區域所停留的時間為5分鐘；氧氣經第一進氣口 41進入爐管內、氫氣經第二進氣管42進入爐管內，氧氣和氫氣進入爐管4內的流量比為4 ;氫氣在爐管內與氧氣反應而制得水蒸氣，且由于氧氣的流量大，除與氫氣反應外，還有剩余，使得外護套I在高溫潮濕有氧的環境在進行退火而在表面形成氧化銅防護層。由于氫氣燃燒時產生的熱量時爐管4內的溫度高于設定的退火溫度即600°C時，溫度控制裝置8降低加熱裝置5的功率，使退火溫度維持在設定值。如果加熱裝置5停止對爐管4進行加熱后退火溫度還不能降低設定的溫度值，或者壓力檢測傳感器7檢測到爐管內的壓力高于設定值時，溫度控制裝置8控制第一流量控制閥44和第二流量控制閥降45降低氧氣和氫氣的流入量，使爐管4內的溫度或壓力下降。在另外的實施例中，將第五步中的對銅外護套I進行退火時，將退火溫度分別設定為 650°C、700°C、750°C、800°C、900°C、950°C、1000°C，退火時間分別設定為 6、8、9、10、
11、12、13、14、15分鐘，通入退火爐中的氧氣的流量和氫氣的流量比分別為4. 5、5、5. 8、7、8
的任一組合時，都能在外護套I的表面形成一層厚度大于O. 01毫米后的氧化銅保護層，有效地對外護套I進行防護。在本實施例中導電線芯2有四根且為單股的，當然可以根據設計的需要將導電線芯2的根數設計為I到42中的任一種，每一根導電線芯2也可以為由2-53股導線絞合而成的多芯的結構形式。導電線芯2由其它的現有的導電材料如鋁、銀進行制作都可以。外護套I為銅制作而成，當然用銅合金或不銹鋼等公知的用于制作防護電纜的金屬材料來制作都可以。如果為不銹鋼等金屬材料時，則退火時采用現有的退火方式相同的工藝方法，即不需要加氧氣，而是充入氮氣等惰性氣體而防止外護套I表面產生氧化層。絕緣層3采用玻璃纖維帶或石棉絲帶或金屬氧化物制成的混合型無機材料帶來替代云母帶都可以。
權利要求1.一種環紋柔性防火電力電纜，包括金屬外護套，穿設在外護套內的導電線芯和包裹在導電線芯上的絕緣層，其特征在于，所述外護套的外表面上設有彼此間隔開的沿外護套的軸向分布的環形溝槽，所述外護套的內表面上設有彼此間隔開的沿外護套的軸向分布的環形凸起，所述環形溝槽和所述環形凸起的位置相對齊。
2.根據權利要求I所述的環紋柔性防火電力電纜，其特征在于，所述外護套為銅套。
3.根據權利要求2所述的環紋柔性防火電力電纜，其特征在于，所述外護套的表面上設有氧化銅保護層。
4.根據權利要求3所述的環紋柔性防火電力電纜，其特征在于，所述氧化銅保護層為對外護套進行退火過程中氧化而成的層。
5.根據權利要求I或2或3或4所述的環紋柔性防火電力電纜，其特征在于，所述絕緣層為縱包或繞包在銅線芯上的云母帶或玻璃纖維帶或石棉絲帶或金屬氧化物制成的混合 型無機材料帶。
6.根據權利要求I或2或3或4所述的環紋柔性防火電力電纜，其特征在于，所述導電線芯的數量為I一42根。
7.根據權利要求I或2或3或4所述的環紋柔性防火電力電纜，其特征在于，所述導電線芯為單芯線芯或由I一53股導電絲絞合而成的多芯線芯。
專利摘要本實用新型涉及電力電纜。一種環紋防火電力電纜，包括金屬外護套，穿設在外護套內的導電線芯和包裹在導電線芯上的絕緣層，所述外護套的外表面上設有彼此間隔開的沿外護套的周向延伸軸向分布的環形溝槽，所述外護套的內表面上設有彼此間隔開的沿外護套的周向延伸軸向分布的環形凸起，所述環形溝槽和所述環形凸起的位置相對齊。本實用新型的一個目的旨在提供一種防潮性能好、絕緣層破損時電纜的絕緣性能下降較小的環紋防火電力電纜及其制作方法，解決現有的防火電力電纜因潮氣沿電纜的軸向入侵及絕緣層碎片易沿電纜的軸向掉出所導致的絕緣性能下降的問題。
文檔編號H01B13/00GK202758649SQ20122032518
公開日2013年2月27日 申請日期2012年7月6日 優先權日2012年7月6日
發明者顧東申, 李秋華 申請人:顧東申, 李秋華