本發明涉及電力電纜技術領域,尤其是涉及一種用于電力輸送的耐火電纜的制備方法。
背景技術:
隨著經濟發展與科技進步,對用于電力輸送的電纜的耐火要求越來越嚴苛。目前的耐火電纜主要有三種形式:最早的云母帶繞包耐火電纜、后來出現的礦物絕緣電纜以及近來出現的陶瓷化硅橡膠耐火電纜。
云母帶繞包耐火電纜:耐火層普遍采用價格較高的耐火云母帶繞包而成,繞包速度慢,繞包過程中云母粉容易脫落,影響耐火效果;被火燒焦后的耐火云母帶發脆,遇到震動和噴淋時易脫落,耐火效果差,很難保證電力線路在火災的情況下仍能安全暢通。
礦物絕緣電纜:礦物絕緣電纜簡稱MI電纜,采用高導電率的銅作導體,無機物氧化鎂作絕緣,無縫銅管作護套,必要時,在退火銅護套外面擠包一層塑料外護層,特殊要求無煙無鹵場合可以在外面加一層低煙無鹵護套;由于其獨特的結構和使用材料的無機絕緣本性,使得礦物絕緣電纜具有防火、防油、防爆、防水、無煙、無鹵、無毒、耐高溫、耐腐蝕、耐輻射、防電磁干擾、載流量大、過載能力強、機械強度高、體積小、重量輕、壽命長、接地性能好、安裝方便,綜合成本低等優于其他品種電纜的特性;礦物絕緣電纜是目前最安全的電纜。礦物絕緣電纜的結構雖然只有簡單的三層,比其它耐火電纜都簡單的多,但是制作工藝很復雜,制作難度很高,需要專門的生產設備以及生產線,前期設備投資較大,成品率及產量均較低,雖然包括安裝在內的綜合成本較低,但是其生產成本要比其他耐火電纜要高得多;是一種貴族化的耐火電纜,日常家居百姓承擔不起。
陶瓷化硅橡膠耐火電纜:是為了解決云母帶繞包耐火電纜與礦物絕緣電纜所存在的問題新近開發出的一種新型耐火電纜,其耐火層采用陶瓷化硅橡膠制作而成,其加工工藝為:加硫→擠出→硫化,擠出過程需要專門的硅橡膠電線電纜擠出機完成,硫化也需要專門的硫化設備,如:熱空氣硫化爐、微波硫化烘道等,耐火層加工工藝復雜,生產效率低。進一步的改進,先將陶瓷化硅橡膠與玻璃纖維布復合成陶瓷化硅橡膠復合帶,然后像云母帶那樣繞包在導體上構成耐火絕緣層,以提高生產效率等等。
現有的礦物絕緣電纜的三種制備方法,全是先利用一根很短但較粗的銅導體配合一根同樣很短但較粗的銅管制成一根電纜中間產品,然后再機械拉拔或連續軋制,軋細變長,才得到目標外徑大小以及長度的礦物絕緣電纜,例如:氧化鎂粉自動灌裝法中,最開始的銅管只有9米,裝配好后拉拔,最長也就能達到700米;如此生產的原因是:如果一根銅管具有與目標電纜等長的長度,例如幾百米或幾千米,不論其硬度多么高,其自然而然地就會發生撓度彎曲變形,此時是不可能把具有目標外徑的銅導體以始終保持同軸心的狀態插入該銅管的,后面的灌粉壓實在幾百米或幾千米的長度下更是無法實現,搗壓裝置根本就無法在銅管與銅導體之間順利移動,遇到撓度彎曲就會被卡死;如此生產方法,就導致了礦物絕緣電纜的長度不會很長,制作工藝很復雜,制作難度很高,成本較高,成品率及產量均較低。
因此,如何提供一種高溫絕緣性與耐火性比肩礦物絕緣電纜,但是生產長度更長、生產工藝更簡化、成本更低以及產能更高的耐火電纜是本領域技術人員亟需解決的技術問題。
技術實現要素:
本發明的目的在于提供一種用于電力輸送的耐火電纜的制備方法,該制備方法制得的耐火電纜的高溫絕緣性與耐火性比肩礦物絕緣電纜,但是其生產長度更長、生產工藝更簡化、成本更低以及產能更高。
為解決上述的技術問題,本發明提供的技術方案為:
一種用于電力輸送的耐火電纜的制備方法,包括以下步驟:
1)取一根銅導體;
取一塊條狀的玄武巖纖維布,然后沿其長度方向上的中心線折疊,然后用玄武巖纖維線將所述玄武巖纖維布的兩個長度方向上的邊縫合在一起,然后去掉多余的縫合邊,得到空心管狀的內玄武巖纖維布套,然后將內玄武巖纖維布套的長度方向上的一端從內玄武巖纖維布套的空心中穿過以使得內玄武巖纖維布套的內外面互換且使得用于縫合的玄武巖纖維線內藏在所述內玄武巖纖維布套的空心中,待用;
取一塊條狀的玄武巖纖維布,然后沿其長度方向上的中心線折疊,然后用玄武巖纖維線將所述玄武巖纖維布的兩個長度方向上的邊縫合在一起,然后去掉多余的縫合邊,得到空心管狀的外玄武巖纖維布套,然后將外玄武巖纖維布套的長度方向上的一端從外玄武巖纖維布套的空心中穿過以使得外玄武巖纖維布套的內外面互換且使得用于縫合的玄武巖纖維線內藏在所述外玄武巖纖維布套的空心中,待用;
且控制所述內玄武巖纖維布套的內徑大小滿足所述內玄武巖纖維布套緊套在所述銅導體上,且控制所述外玄武巖纖維布套的內徑大于所述內玄武巖纖維布套的外徑,且控制所述外玄武巖纖維布套以及內玄武巖纖維布套的針織孔眼的大小小于所述氧化鎂粉的粒徑大小,以防止粉末從所述外玄武巖纖維布套以及內玄武巖纖維布套的針織孔眼中漏出;
將氧化鎂粉以及硅油混合均勻,待用;
取一個空心的模具管,且控制所述模具管的內徑與所述外玄武巖纖維布套的外徑相同,且所述模具管的長度為15cm,且所述模具管的下端外圓周面上設置有螺紋,且所述模具管呈豎直向固定在機架上;
取一個空心的初始引管,且所述初始引管的內徑與所述模具管的內徑相同,且所述初始引管的外徑與所述模具管的外徑相同,且所述初始引管的長度為5cm,且所述初始引管的上端外圓周面上設置有螺紋,且所述初始引管的下端設置有用于緊固所述外玄武巖纖維布套、內玄武巖纖維布套以及銅導體的緊固端蓋;
2)將步驟1)中的所述內玄武巖纖維布套套設在步驟1)中的銅導體上;
然后將步驟1)中的所述外玄武巖纖維布套套設在所述內玄武巖纖維布套上;
然后將套設在一起的所述外玄武巖纖維布套、內玄武巖纖維布套以及銅導體插入所述模具管中,再插入所述初始引管中,最終將所述外玄武巖纖維布套、內玄武巖纖維布套以及銅導體固定在所述初始引管上的緊固端蓋上,然后通過螺母配合所述初始引管的上端的螺紋與所述模具管下端的螺紋將初始引管與模具管螺紋連接;
然后將外玄武巖纖維布套的長度方向上的自由端外翻,使其內外面互換,一直外翻直至外玄武巖纖維布套上的外翻折線接近所述模具管的上邊沿;
利用一連串的水平托輥支撐所述銅導體的露出在所述模具管之外的部分,所述銅導體的水平部通過一個彎曲部與插入所述模具管中的部分連接;
利用導向輥確保插入模具管中的銅導體始終位于所述模具管的軸向中心線上;
3)向所述模具管與初始引管中灌裝混合均勻的氧化鎂粉以及硅油;
然后用搗壓管將所述模具管與初始引管中的氧化鎂粉以及硅油壓實,控制氧化鎂粉以及硅油的灌裝量以使得壓實后模具管中的粉末壓坯距模具管的上邊沿4cm~5cm;
然后旋擰螺母斷開模具管與初始引管的螺紋連接;
然后利用卷取機牽引初始引管豎直向下移動5cm;
在初始引管豎直向下移動的過程中,帶動外玄武巖纖維布套的外翻折線逐漸向上移動;
4)向所述模具管中再次灌裝混合均勻的氧化鎂粉以及硅油;
然后用搗壓管將所述模具管中的氧化鎂粉以及硅油壓實,控制氧化鎂粉以及硅油的灌裝量以使得壓實后模具管中的粉末壓坯距模具管的上邊沿4cm~5cm;
然后利用卷取機牽引初始引管向遠離模具管的方向移動5cm;
然后按照灌裝粉末—搗壓粉末—牽引初始引管移動5cm重復進行;
5)當從模具管中牽引出的帶有耐火絕緣層的銅導體的長度滿足彎曲半徑后,帶有耐火絕緣層的銅導體彎曲為水平方向,利用一連串的水平托輥進行支撐;
當制取的耐火絕緣層臨近銅導體的自由端時,停止灌裝粉末,然后將帶有耐火絕緣層的銅導體從模具管中沿原本銅導體的牽引運動方向退出,然后取下緊固端蓋以及初始引管,然后用陶瓷化硅橡膠復合帶在銅導體的沒有粉末壓坯的兩端繞包制作耐火絕緣層,且控制將外玄武巖纖維布套與內玄武巖纖維布套繞包在陶瓷化硅橡膠復合帶與銅導體之間;
6)在耐火絕緣層的外面從內到外依次擠包絕緣層、阻水層以及護套層,最終得到耐火電纜。
優選的,所述絕緣層為交聯聚乙烯絕緣層。
優選的,所述阻水層為雙面阻水帶以重疊繞包方式繞包在所述絕緣層的外表面構成。
優選的,還包括鎧裝層,所述鎧裝層位于所述絕緣層與所述護套層之間,所述鎧裝層為鋼帶鎧裝層。
優選的,所述護套層為無鹵低煙聚烯烴阻燃護套層。
本申請提供了一種用于電力輸送的耐火電纜的制備方法,該制備方法參考了礦物絕緣電纜的氧化鎂自動灌裝法,但與氧化鎂自動灌裝法并不完全相同,而是包裹粉末的包裹物不同以及由于包裹粉末的是柔軟的外玄武巖纖維布套所導致的生產工藝中的部分步驟不同;
充分利用礦物絕緣電纜的耐火絕緣原理,在不改變該耐火絕緣原理的前提下,將礦物絕緣電纜中的銅管護套換成熔點更高、電絕緣性更高的玄武巖纖維材質包裹物,使得本申請提供的耐火電纜在燃燒高溫下具有更高的耐火性以及高溫絕緣性;
將外玄武巖纖維布套的長度方向上的自由端外翻,使其內外面互換,一直外翻直至外玄武巖纖維布套上的外翻折線接近所述模具管的上邊沿,配合模具管,在模具管內營造出一個長度很小的待搗壓空間,這樣搗壓管或者類似的搗壓裝置可以順利地進出該模具管內進行搗壓,徹底解決了上述礦物絕緣電纜的氧化鎂粉自動灌裝法中由于撓度彎曲變形而無法加工的問題,由于此時所用的銅導體是目標粗細的銅導體,外玄武巖纖維布套的外徑是目標耐火絕緣層的外徑,搗壓完成后不用再拉拔或者軋制,省時省力,簡化了生產工藝,節省了大量成本,理論上耐火電纜的制取長度不受限制。
附圖說明
圖1為本發明實施例提供的耐火電纜的結構示意圖;
圖2為本發明實施例提供的耐火電纜的制備方法的原理示意圖。
圖中:1銅導體,2耐火絕緣層,201內玄武巖纖維布套,202粉末壓坯,203外玄武巖纖維布套,204外翻折線,3絕緣層,4阻水層,5護套層,6模具管。
具體實施方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚,下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本發明的一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
在本發明的描述中,需要理解的是,術語“中心”、“軸向”、“徑向”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“頂”、“底”、“內”、“外”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系,僅是為了便于描述本發明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本發明的限制。
參照圖1~圖2,圖1為本發明實施例提供的耐火電纜的結構示意圖;圖2為本發明實施例提供的耐火電纜的制備方法的原理示意圖。
本申請提供了一種用于電力輸送的耐火電纜,包括從內到外依次包裹的銅導體1、耐火絕緣層2、絕緣層3、阻水層4以及護套層5;
所述耐火絕緣層2包括兩個分別位于所述銅導體1長度方向兩端的端部以及一個位于兩個所述端部之間的中間部;
所述耐火絕緣層2的端部為陶瓷化硅橡膠復合帶,所述陶瓷化硅橡膠復合帶繞包在所述銅導體1的兩端上;
所述耐火絕緣層2的中間部包括內玄武巖纖維布套201、外玄武巖纖維布套203、氧化鎂粉以及硅油;
所述內玄武巖纖維布套201以及外玄武巖纖維布套203由內到外依次套設在所述銅導體1上,且所述外玄武巖纖維布套203的內徑大于所述內玄武巖纖維布套201的外徑,以在所述內玄武巖纖維布套201以及外玄武巖纖維布套203之間形成一個用于儲存氧化鎂粉以及硅油的空腔,且所述外玄武巖纖維布套203以及內玄武巖纖維布套201的針織孔眼的大小小于所述氧化鎂粉的粒徑大小,以防止粉末從所述外玄武巖纖維布套203以及內玄武巖纖維布套201的針織孔眼中漏出;
所述氧化鎂粉以及硅油混合均勻后壓實在所述外玄武巖纖維布套203與內玄武巖纖維布套201之間的空腔中;
所述陶瓷化硅橡膠復合帶將所述外玄武巖纖維布套203與內玄武巖纖維布套201的兩端纏繞壓緊密封在陶瓷化硅橡膠復合帶與銅導體1之間。
在本發明的一個實施例中,所述絕緣層3為交聯聚乙烯絕緣層3。
在本發明的一個實施例中,所述阻水層4為雙面阻水帶以重疊繞包方式繞包在所述絕緣層3的外表面構成。
在本發明的一個實施例中,本申請提供的耐火電纜還包括鎧裝層,所述鎧裝層位于所述絕緣層3與所述護套層5之間,所述鎧裝層為鋼帶鎧裝層。
在本發明的一個實施例中,所述護套層5為無鹵低煙聚烯烴阻燃護套層5。
本申請提供了一種用于電力輸送的耐火電纜,包括從內到外的銅導體1、耐火絕緣層2、絕緣層3、阻水層4以及護套層5;所述耐火絕緣層2包括兩個分別位于所述銅導體1長度方向兩端的端部以及兩個所述端部之間的中間部;所述耐火絕緣層2的端部為陶瓷化硅橡膠復合帶,所述陶瓷化硅橡膠復合帶繞包在所述銅導體1的兩端上;所述耐火絕緣層2的中間部包括內玄武巖纖維布套201、外玄武巖纖維布套203、氧化鎂粉以及硅油;所述氧化鎂粉以及硅油混合均勻后壓實在所述外玄武巖纖維布套203與內玄武巖纖維布套201之間的封閉空腔中;
所述氧化鎂粉以及硅油混合均勻后用10MPa~20MPa的壓力壓實在所述外玄武巖纖維布套203與內玄武巖纖維布套201之間的封閉空腔中;
外玄武巖纖維布套203與內玄武巖纖維布套201由于是玄武巖纖維材質,其抗拉強度等機械力學性能很好,在上述10MPa~20MPa的壓實壓力下不會把外玄武巖纖維布套203脹破,保證了空腔中的氧化鎂粉末在火燒前始終處于緊實狀態,使得電纜具有較好的絕緣性,不會因為是粉末之間的孔隙而導電,且由于是玄武巖纖維材質,其熔點很高以及高溫性能很好,在火災燃燒下不會被燒破或燒漏,保證了空腔中的氧化鎂粉末在火燒過程中始終處于緊實狀態,且控制氧化鎂粉末的粒徑大于外玄武巖纖維布套203的針織孔眼,使得粉末不至于從外玄武巖纖維布套203的針織孔眼中漏出;
硅油作為一種添加防潮劑,保證了上述的氧化鎂粉在加工過程中、安裝過程中以及后期的使用過程中不會吸水受潮,避免了壓實的粉末吸潮后電絕緣性下降;
由于氧化鎂粉的熔點很高(2852℃),且玄武巖纖維的熔點也很高(是玄武巖石料在1450℃~1500℃熔融后,通過鉑銠合金拉絲漏板高速拉制而成的連續纖維),且氧化鎂粉以及玄武巖纖維本身的電絕緣性很高,使得本申請中由外玄武巖纖維布套203以及內玄武巖纖維布套201包裹氧化鎂粉而成的耐火絕緣層2在燃燒高溫下具有較高的耐火性以及高溫絕緣性,從而能夠更長時間地保護內側的銅導體1的正常輸電使用。
綜上,本申請提供了一種用于電力輸送的耐火電纜,充分利用礦物絕緣電纜的耐火絕緣原理,在不改變該耐火絕緣原理的前提下,將礦物絕緣電纜中的銅管護套換成熔點更高、電絕緣性更高的玄武巖纖維材質包裹物,使得本申請提供的耐火電纜在燃燒高溫下具有更高的耐火性以及高溫絕緣性,且外玄武巖纖維布套203質地柔軟,可以外翻,在開始灌裝氧化鎂粉前,先將外玄武巖纖維布套203的長度方向上的自由端外翻,內外面互換,一直外翻直至外玄武巖纖維布套203上的外翻折線204接近模具管6的上邊沿,配合模具管6,在模具管6內營造出一個長度很小的待搗壓空間,這樣搗壓管或者類似的搗壓裝置可以順利地進出該模具管6內進行搗壓,徹底解決了上述礦物絕緣電纜的氧化鎂粉自動灌裝法中由于撓度彎曲變形而無法加工的問題,由于此時所用的銅導體1是目標粗細的銅導體1,外玄武巖纖維布套203的外徑是目標耐火絕緣層2的外徑,搗壓完成后不用再拉拔或者軋制,省時省力,簡化了生產工藝,節省了大量成本,理論上耐火電纜的制取長度不受限制。
本發明還提供了上述一種用于電力輸送的耐火電纜的制備方法,包括以下步驟:
1)取一根銅導體1;
取一塊條狀的玄武巖纖維布,然后沿其長度方向上的中心線折疊,然后用玄武巖纖維線將所述玄武巖纖維布的兩個長度方向上的邊縫合在一起,然后去掉多余的縫合邊,得到空心管狀的內玄武巖纖維布套201,然后將內玄武巖纖維布套201的長度方向上的一端從內玄武巖纖維布套201的空心中穿過以使得內玄武巖纖維布套201的內外面互換且使得用于縫合的玄武巖纖維線內藏在所述內玄武巖纖維布套的空心中,待用;
取一塊條狀的玄武巖纖維布,然后沿其長度方向上的中心線折疊,然后用玄武巖纖維線將所述玄武巖纖維布的兩個長度方向上的邊縫合在一起,然后去掉多余的縫合邊,得到空心管狀的外玄武巖纖維布套203,然后將外玄武巖纖維布套203的長度方向上的一端從外玄武巖纖維布套203的空心中穿過以使得外玄武巖纖維布套203的內外面互換且使得用于縫合的玄武巖纖維線內藏在所述外玄武巖纖維布套的空心中,待用;
且控制所述內玄武巖纖維布套201的內徑大小滿足所述內玄武巖纖維布套201緊套在所述銅導體1上,且控制所述外玄武巖纖維布套203的內徑大于所述內玄武巖纖維布套201的外徑,且控制所述外玄武巖纖維布套203以及內玄武巖纖維布套201的針織孔眼的大小小于所述氧化鎂粉的粒徑大小,以防止粉末從所述外玄武巖纖維布套203以及內玄武巖纖維布套201的針織孔眼中漏出;
將氧化鎂粉以及硅油混合均勻,待用;
取一個空心的模具管6,且控制所述模具管6的內徑與所述外玄武巖纖維布套203的外徑相同,且所述模具管6的長度為15cm,且所述模具管6的下端外圓周面上設置有螺紋,且所述模具管6呈豎直向固定在機架上;
取一個空心的初始引管,且所述初始引管的內徑與所述模具管6的內徑相同,且所述初始引管的外徑與所述模具管6的外徑相同,且所述初始引管的長度為5cm,且所述初始引管的上端外圓周面上設置有螺紋,且所述初始引管的下端設置有用于緊固所述外玄武巖纖維布套203、內玄武巖纖維布套201以及銅導體1的緊固端蓋;
2)將步驟1)中的所述內玄武巖纖維布套201套設在步驟1)中的銅導體1上;
然后將步驟1)中的所述外玄武巖纖維布套203套設在所述內玄武巖纖維布套201上;
然后將套設在一起的所述外玄武巖纖維布套203、內玄武巖纖維布套201以及銅導體1插入所述模具管6中,再插入所述初始引管中,最終將所述外玄武巖纖維布套203、內玄武巖纖維布套201以及銅導體1固定在所述初始引管上的緊固端蓋上,然后通過螺母配合所述初始引管的上端的螺紋與所述模具管6下端的螺紋將初始引管與模具管6螺紋連接;
然后將外玄武巖纖維布套203的長度方向上的自由端外翻,使其內外面互換,一直外翻直至外玄武巖纖維布套203上的外翻折線204接近所述模具管6的上邊沿;
利用一連串的水平托輥支撐所述銅導體1的露出在所述模具管6之外的部分,所述銅導體1的水平部通過一個彎曲部與插入所述模具管6中的部分連接;
利用導向輥確保插入模具管6中的銅導體1始終位于所述模具管6的軸向中心線上;
3)向所述模具管6與初始引管中灌裝混合均勻的氧化鎂粉以及硅油;
然后用搗壓管將所述模具管6與初始引管中的氧化鎂粉以及硅油壓實,控制氧化鎂粉以及硅油的灌裝量以使得壓實后模具管6中的粉末壓坯202距模具管6的上邊沿4cm~5cm;
然后旋擰螺母斷開模具管6與初始引管的螺紋連接;
然后利用卷取機牽引初始引管豎直向下移動5cm;
在初始引管豎直向下移動的過程中,帶動外玄武巖纖維布套203的外翻折線204逐漸向上移動;
4)向所述模具管6中再次灌裝混合均勻的氧化鎂粉以及硅油;
然后用搗壓管將所述模具管6中的氧化鎂粉以及硅油壓實,控制氧化鎂粉以及硅油的灌裝量以使得壓實后模具管6中的粉末壓坯202距模具管6的上邊沿4cm~5cm;
然后利用卷取機牽引初始引管向遠離模具管6的方向移動5cm;
然后按照灌裝粉末—搗壓粉末—牽引初始引管移動5cm重復進行;
5)當從模具管6中牽引出的帶有耐火絕緣層2的銅導體1的長度滿足彎曲半徑后,帶有耐火絕緣層2的銅導體1彎曲為水平方向,利用一連串的水平托輥進行支撐;
當制取的耐火絕緣層2臨近銅導體1的自由端時,停止灌裝粉末,然后將帶有耐火絕緣層2的銅導體1從模具管6中沿原本銅導體1的牽引運動方向退出,然后取下緊固端蓋以及初始引管,然后用陶瓷化硅橡膠復合帶在銅導體1的沒有粉末壓坯202的兩端繞包制作耐火絕緣層2,且控制將外玄武巖纖維布套203與內玄武巖纖維布套201繞包在陶瓷化硅橡膠復合帶與銅導體1之間;
6)在耐火絕緣層2的外面從內到外依次擠包絕緣層3、阻水層4以及護套層5,最終得到耐火電纜。
現有技術中的礦物絕緣電纜的制備方法主要為三種:最開始的預制氧化鎂瓷柱法、后來的氧化鎂粉自動灌裝法以及最新的銅帶縱包氬弧焊焊接連續軋制法。本申請提供的用于電力輸送的耐火電纜的制備方法參考了礦物絕緣電纜的氧化鎂自動灌裝法,二者不同的地方在于包裹粉末的包裹物不同以及由于包裹粉末的是柔軟的外玄武巖纖維布套203所導致的生產工藝中的部分步驟不同,生產工藝中的其它步驟以及相應的工藝參數均大致相同,本申請提供的用于電力輸送的耐火電纜的制備方法中未詳盡描述的方法和裝置可以參照礦物絕緣電纜的氧化鎂自動灌裝法,得到技術啟示。
本申請的制備方法中,外玄武巖纖維布套203質地柔軟,可以外翻,在開始灌裝前,先將外玄武巖纖維布套203的長度方向上的自由端外翻,內外面互換,一直外翻直至外玄武巖纖維布套203上的外翻折線204接近所述模具管6的上邊沿,此時,能夠盛裝粉末的只有模具管6中的這一長度較小的空間,搗壓管或者類似的搗壓裝置可以順利地進出該模具管6內的較小的空間,搗壓管每壓實一次,然后抬起,然后初始引管拉著模具管6中已經壓實的粉末壓坯202向外出5cm,此時模具管6中還剩余大概5cm左右的粉末壓坯202,用作下一次搗壓的墊底,模具管6中的粉末壓坯202在向外出的過程中,外玄武巖纖維布套203上的外翻折線204也會在模具管6的上邊沿的作用下向上移動5cm,這樣模具管6中又空出一個空間等待下一次的灌粉與搗壓,如此按照灌裝粉末—搗壓粉末—牽引初始引管移動5cm重復進行,因此理論上耐火電纜的制取長度不受限制。
本申請中,外玄武巖纖維布套203與內玄武巖纖維布套201由于是玄武巖纖維材質,其抗拉強度等機械力學性能很好,比礦物絕緣電纜中包裹氧化鎂粉的銅護套更加耐拉與耐壓,在上述10MPa~20MPa的壓實壓力下不會把外玄武巖纖維布套203脹破,保證了空腔中的氧化鎂粉末在火燒前始終處于緊實狀態,使得電纜具有較好的絕緣性,不會因為是粉末之間的孔隙而導電,且由于是玄武巖纖維材質,其熔點很高以及高溫性能很好,比礦物絕緣電纜中包裹氧化鎂粉的銅護套更加耐火燒,在火災燃燒下不會被燒破或燒漏,保證了空腔中的氧化鎂粉末在火燒過程中始終處于緊實狀態,且控制氧化鎂粉末的粒徑大于外玄武巖纖維布套203的針織孔眼,使得粉末不至于從外玄武巖纖維布套203的針織孔眼中漏出。
本申請中,模具管6的作用是在搗壓粉末的過程中充當模具的作用,如果沒有模具管6,由于外玄武巖纖維布套203質地較軟,其在搗壓過程中會發生變形,搗壓完成后整個銅導體1周向面上的粉末壓坯202的厚度就會不均勻一致。
本申請中,初始引管的作用是作為最開始第一次搗壓的一個承壓裝置,外玄武巖纖維布套203與內玄武巖纖維布套201的下端是開口的,如果沒有初始引管,第一次灌裝粉末,粉末就會從下面出口全部漏掉,為此本申請設置了初始引管,封堵外玄武巖纖維布套203與內玄武巖纖維布套201的之間的空間的下端開口,用于承接灌裝的粉末,也用于搗壓管第一次搗壓的下墊板;其另外一個作用是利用其上的緊固端蓋緊固所述外玄武巖纖維布套203、內玄武巖纖維布套201以及銅導體1,優選的,外玄武巖纖維布套203以及內玄武巖布套只有兩端緊固在緊固端蓋上,剩余部分保持內徑與外徑不變,以免影響搗壓后得到的粉末壓坯202的周向面上的厚度的一致性,然后,當模具管6內搗壓完成后,初始引管還可以作為一個牽引頭,拉著帶有粉末壓坯202的銅導體1向后移動。
本申請的制備方法中,最大的創新點就是將外玄武巖纖維布套203的長度方向上的自由端外翻,使其內外面互換,一直外翻直至外玄武巖纖維布套203上的外翻折線204接近所述模具管6的上邊沿,配合模具管6,在模具管6內營造出一個長度很小的待搗壓空間(第一次搗壓是約為10cm,以后每次搗壓是約為5cm),這樣搗壓管或者類似的搗壓裝置可以順利地進出該模具管6內進行搗壓,徹底解決了上述礦物絕緣電纜的氧化鎂粉自動灌裝法中由于撓度彎曲變形而無法加工的問題,由于此時所用的銅導體1是目標粗細的銅導體1,外玄武巖纖維布套203的外徑是目標耐火絕緣層2的外徑,搗壓完成后不用再拉拔或者軋制,省時省力,節省了大量成本。
當搗壓一定長度后,未被粉末壓坯202包裹的銅導體1呈水平狀態由一連串的水平托輥支撐(即模具管6上游的銅導體1呈水平狀態),已經被粉末壓坯202包裹的銅導體1也呈水平狀態由一連串的水平托輥支撐(即模具管6下游的銅導體1呈水平狀態),而模具管6始終為豎直向,如此,從整根銅導體1的長度方向看,就構成了一個類Z字形,只占據水平空間,不占據豎直空間,方便建設廠房與安裝生產設備。
既然是向兩端都開口的玄武巖纖維布套中灌裝粉末,就需要在外玄武巖纖維布套203的兩端進行封口處理,也就導致了銅導體1的兩端是無法被粉末壓坯202進行包裹的:初始引管的存在使得銅導體1的一端是無法被粉末壓坯202所包裹的,且當制取的耐火絕緣層2臨近銅導體1的自由端時,也不太方便進行灌粉與搗壓,因此,本申請中,當制取的耐火絕緣層2臨近銅導體1的自由端時,停止灌裝粉末,然后將帶有耐火絕緣層2的銅導體1從模具管6中沿原本銅導體1的牽引運動方向退出,然后取下緊固端蓋以及初始引管,然后用陶瓷化硅橡膠復合帶在銅導體1的沒有粉末壓坯202的兩端繞包制作耐火絕緣層2,且控制將外玄武巖纖維布套203與內玄武巖纖維布套201繞包在陶瓷化硅橡膠復合帶與銅導體1之間,即利用陶瓷化硅橡膠復合帶的纏繞將外玄武巖纖維布套203與內玄武巖纖維布套201的兩端壓緊密封在陶瓷化硅橡膠復合帶與銅導體1之間。
本申請中,在耐火絕緣層2的外面再擠包一層絕緣層3,是為了防止火燒前粉末壓坯202在通電使用過程中存在的電絕絕緣性下降的問題,因為火燒前粉末壓坯202本身是一個壓實體,顆粒與顆粒只是在外力下被擠壓在一起,顆粒與顆粒之間并沒有化學連接力,存在在外界突發情況下電絕緣性下降的可能性,為了萬無一失,本申請又增設了一層絕緣層3,至此,耐火絕緣層2既耐火又絕緣,絕緣層3只絕緣,形成了一層耐火兩層絕緣的結構。
綜上,本申請還提供了上述用于電力輸送的耐火電纜的制備方法,該制備方法參考了礦物絕緣電纜的氧化鎂自動灌裝法,但與氧化鎂自動灌裝法并不完全相同,而是包裹粉末的包裹物不同以及由于包裹粉末的是柔軟的外玄武巖纖維布套203所導致的生產工藝中的部分步驟不同,使得耐火電纜不用再拉拔或者軋制,理論上可以生產的耐火電纜的長度不受限制,省時省力,節省成本,提高產能。
本發明未詳盡描述的方法和裝置均為現有技術,不再贅述。
本文中應用了具體實施例對本發明的原理及實施方式進行了闡述,以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出,對于本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明原理的前提下,還可以對本發明進行若干改進和修飾,這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護范圍內。