中壓吊裝耐火電纜及其制備方法
【專利摘要】一種中壓吊裝耐火電纜，包括多股線芯，所述的線芯外填充有內設鋼絲的防火層，所述防火層外依次設置第一耐火層、低煙無鹵內護套、擋火層、鋁合金絲、第二耐火層、不銹鋼帶、第三耐火層、擋火層、第四耐火層和阻燃外護套。本發明還包括一種該電纜的制備方法，包括以下步驟：首先在線芯的相間空隙內設置鋼絲并成纜，其次將纜芯外面包覆防火層，并繞包第一耐火層，而后擠包內護套并包覆擋火層，然后繞包不銹鋼帶與第二耐火層，之后包覆阻火層與第三耐火層，最后在外側第四耐火層外擠包外護套。本發明采用上述技術方案，能大幅度延長熱傳導到電纜纜芯內的時間，使其耐壓絕緣和導體導電的性能得到提升，并且抗拉強度高，可用于高層建筑垂吊敷設。
【專利說明】
中壓吊裝耐火電纜及其制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及電纜制造技術領域，特別是一種中壓吊裝耐火電纜及其制備方法。【背景技術】
[0002]隨著經濟社會的高速發展，高層建筑越來越多，用電量大，傳輸功率大，尤其需要大容量中壓電纜，而高層建筑容積率高，人口密度大，高層建筑電力電纜因受到復雜自然原因和人為因素的影響易發生電力事故。
[0003]高層建筑中的主干電纜大多采用垂直敷設，因此通常電纜要承受縱向拉力。該結構電纜重量大，外周鋼絲固定難，施工難度大，而且會造成電纜散熱困難，因此導致載流量相對減小，使得電纜成本提高，鎧裝電纜外徑較大增加了電纜材料用量，也會導致電纜成本增加。同時為了使電力事故不會引起火災，或在遭受火災破壞的情況下不會使電力電纜釀成次生事故，這就要求中高壓電力電纜需要具有可靠的耐火功能，還要求電纜能承受縱向巨大拉力。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種抗拉耐用、可高層垂吊敷設、防火耐火的中壓吊裝耐火電纜及其制備方法。
[0005]為實現上述目的，本發明采用了如下技術方案:
[0006]—種中壓吊裝耐火電纜，包括多股線芯1，所述的線芯1外填充有防火層71，所述的防火層71內設有外部擠包低煙無鹵護套11的高強度鋼絲10,防火層71外繞包第一耐火絕熱層81，所述第一耐火絕熱層81的外部包裹有低煙無鹵內護套9,所述低煙無鹵內護套9的外部設有擋火層72,所述擋火層72內有設有鋁合金絲12,擋火層72的外繞包第二耐火絕熱層 82,在第二耐火絕熱層82外設有不銹鋼帶13,所述不銹鋼帶13的外部還繞包有第三耐火絕熱層83,第三耐火絕熱層83外設有擋火層73,所述擋火層73的外部再繞包第四耐火絕熱層 84,在第四耐火絕熱層84的外部擠包有阻燃外護套14。
[0007]可選的，每股線芯1包括導體15,所述導體15的外部擠包有絕緣層3,所述絕緣層3 的外部繞包有金屬屏蔽層5,并且每股線芯1的外部擠包有低煙無鹵外護套6。
[0008]可選的，每股線芯1包括導體15,所述導體15的外部依次擠包有導體屏蔽層2、絕緣層3和絕緣屏蔽層4,所述絕緣屏蔽層4的外部繞包有金屬屏蔽層5,并且每股線芯1的外部擠包有低煙無鹵外護套6,所述導體屏蔽層2和絕緣屏蔽層4是半導體屏蔽層。
[0009]可選的，所述防火層71是具有釋水降溫特性的無機化合物擠出填充結構層，其分解釋水降溫的臨界溫度范圍為150°C至250°C。
[0010]可選的，所述阻火層73是具有釋水降溫和燒結體特性的無機化合物擠出填充結構層，其釋水降溫的臨界溫度范圍在300°C至400°C之間。[〇〇11]可選的，所述防火層71、擋火層72、阻火層73是氫氧化鎂無機化合物填充層。
[0012]可選的，所述氫氧化鎂無機化合物填充層中的無機礦物金屬水合物包括硅酸鈉、氫氧化鎂和膠結劑。
[0013]可選的，第一耐火絕熱層81、第二耐火絕熱層82、第三耐火絕熱層83和第四耐火絕熱層84是防火無機阻燃帶;阻燃外護套14是防火聚烯烴外護套。
[0014]—種中壓吊裝耐火電纜的制備方法，包括以
[0015]下步驟，[〇〇16]步驟A.在三根呈三角形排列的線芯1的相間空隙內設置外部擠包低煙無鹵護套11 的高強度鋼絲10,并將高強度鋼絲10與線芯1成纜，制成單根纜芯；
[0017]步驟B.將纜芯外面包覆氫氧化鎂無機化合物，形成防火層71;
[0018]步驟C.在防火層71外面繞包第一耐火絕熱層81，形成內耐火絕緣層；[〇〇19]步驟D.在第一耐火絕熱層81外擠包低煙無鹵內護套9,在低煙無鹵內護套9外用鋁合金絲12鎧裝，并包覆擋火層72，在擋火層72外繞包第二耐火絕熱層82;
[0020]步驟E.第二耐火絕熱層82外繞包不銹鋼帶13,在不銹鋼帶13外再繞包第三耐火絕熱層83,在第三耐火絕熱層83外包覆阻火層73,在阻火層73外繞包第四耐火絕熱層84;
[0021]步驟F.在外側第四耐火絕熱層84外擠包阻燃外護套14。
[0022]可選的，其中步驟A中線芯1的制備方法包括以下步驟，
[0023]步驟a.采用三層共擠工藝在導體15的外面由內向外擠包導體屏蔽層2、絕緣層3和絕緣屏蔽層4;
[0024]步驟b.在絕緣屏蔽層4外繞包金屬屏蔽層5
[0025]本發明的中壓吊裝耐火電纜采用上述技術方案，由集阻燃、絕熱、耐火、隔火于一體的阻燃外護套加絕熱阻火層構成外部的絕熱隔火功能層，由集降溫、隔熱、鎧裝于一體的第二耐火絕熱層加降溫隔熱鎧裝的擋火層構成中間的降溫、隔熱和鎧裝功能層，由集降溫、 隔火于一體的降溫防火層加內第一耐火絕熱層構成內部的降溫防火功能層，能大幅度延長熱傳導到中壓垂吊防火電纜纜芯內的時間，使其耐壓絕緣和導體導電的性能得到提升，并且還具有抗拉強度高，可用于高層建筑垂吊敷設的特性。
[0026]本發明的制備方法在有效的確保電纜的防火耐熱性能的前提下，減少生產加工難度，而且保證了電纜較大的載流量與合適的外徑，便于安裝和敷設。【附圖說明】
[0027]圖1是本發明中壓吊裝耐火電纜的整體結構示意圖。
[0028]圖中:1_線芯、2-導體屏蔽層、3-絕緣層、4-絕緣屏蔽層、5-金屬屏蔽層、6-低煙無鹵外護套、71-防火層、72-擋火層、73-阻火層、81-第一耐火絕熱層、82-第二耐火絕熱層、 83-第三耐火絕熱層、84-第四耐火絕熱層、9-低煙無鹵內護套、10-高強度鋼絲、11-低煙無鹵護套、12-鋁合金絲、13-不銹鋼帶、14-阻燃外護套、15-導體。【具體實施方式】[〇〇29]以下結合附圖給出本發明的實施例，進一步說明本發明的中壓吊裝耐火電纜及其制備方法【具體實施方式】。本發明的中壓吊裝耐火電纜及其制備方法不限于以下實施例的描述。
[0030]如圖1所示，本發明的中壓吊裝耐火電纜包括多股線芯1，所述的線芯1外填充有防火層71，所述的防火層71內設有外部擠包低煙無鹵護套11的高強度鋼絲10,防火層71外繞包第一耐火絕熱層81，所述第一耐火絕熱層81的外部包裹有低煙無鹵內護套9,所述低煙無鹵內護套9的外部設有擋火層72，所述擋火層72內有設有鋁合金絲12，擋火層72的外繞包第二耐火絕熱層82,在第二耐火絕熱層82外設有不銹鋼帶13,所述不銹鋼帶13的外部還繞包有第三耐火絕熱層83，第三耐火絕熱層83外設有擋火層73，所述擋火層73的外部再繞包第四耐火絕熱層84,在第四耐火絕熱層84的外部擠包有阻燃外護套14。本發明采用上述技術方案，由集阻燃、絕熱、耐火、隔火于一體的阻燃外護套14加絕熱阻火層73構成外部的絕熱隔火功能層，由集降溫、隔熱、鎧裝于一體的第二耐火絕熱層82加降溫隔熱鎧裝的擋火層72 構成中間的降溫、隔熱和鎧裝功能層，由集降溫、隔火于一體的降溫防火層71加內第一耐火絕熱層81構成內部的降溫防火功能層，能大幅度延長熱傳導到中壓垂吊防火電纜纜芯內的時間，使其耐壓絕緣和導體導電的性能得到提升并且還具有抗拉強度高，可用于高層建筑垂吊敷設的特性。
[0031]每股線芯1的外部擠包有低煙無鹵外護套6,在多股線芯1之間設有高強度鋼絲10， 從而使電纜具有較高的抗拉強度，所述的高強度鋼絲10外擠包低煙無鹵護套11，線芯1與高強度鋼絲10成纜后的間隙內設有防火層71，防火層71是具有釋水降溫特性的無機化合物擠出填充結構層，其分解釋水降溫的臨界溫度范圍為150°C至250°C。防火層71外擠包低煙無鹵內護套9，用鋁合金絲12鎧裝，并包覆擋火層72，從而使電纜可用于高層建筑垂吊敷設，不銹鋼帶13繞包在擋火層72的外部，在不銹鋼帶13的外部包覆有阻火層73,所述的阻火層73 外擠包有阻燃外護套14,并且在防火層71、擋火層72、阻火層73和不銹鋼帶13外繞包有耐火絕熱層，從而使得本電纜既能滿足高層建筑的需要，又具有防火、擋火、阻火的特性。[〇〇32]所述防火層71、擋火層72、阻火層73的防火材料優選采用氫氧化鎂無機化合物，形成氫氧化鎂無機化合物填充層，它是一種以氫氧化鎂為主要材料的無機化合物。借助氫氧化鎂在350°C時開始分解釋放出結晶水的特性，能有效起到釋水降溫的效果。另外通過化學反應燒結成固體的氧化鎂，能有效起到隔熱防火的效果。其中阻火層73的防火材料不排除選用其它無機化合物，但它需具有釋水降溫的特性和燒結體具有隔熱的特點，阻火層73釋水降溫的臨界溫度大于防火層71釋水降溫的臨界溫度，其釋水降溫的臨界溫度范圍在300 °C至400°C之間，以形成與降溫防火層71的釋水降溫的臨界溫度相差約150°C，使處于中間的降溫隔熱鎧裝的擋火層72能在較高的溫度下開始降溫，以延長火和熱影響到降溫防火層 71的時間。所述氫氧化鎂無機化合物填充層中的無機礦物金屬水合物主要包括硅酸鈉、氫氧化鎂、膠結劑。其中硅酸鈉具有膠結作用，在空氣中C02的作用下，從溶液中可析出Si02膠體:NaO ? mSi〇2+C〇2+nH20 = NaC〇3+mSi〇2 ? nH20;析出的膠體Si02是一種新生態的Si02,具有極大的活性，他們包裹在細分周圍，粘附在骨料表面將氫氧化鎂顆粒粘結在一起。膠結劑可以采用玻璃水或類似膠結劑，能增加其包覆粘結效果。氫氧化鎂顆粒不斷吸水的同時，Si02 膠體水分不斷減少，凝膠逐漸濃縮，緊密地膠結在氫氧化鎂顆粒表面，從而使物料成為一個整體。從分子結構角度分析該金屬水合物的化學結構如下:硅酸鈉溶液空間立體化學結構由S1-0共價鍵決定的，Si原子位于正四面體的基本單元機構Si〇44'這些基本結構單元可以通過不同的方式結合成鏈狀、環狀、層狀及立方網格結構的陰離子，這些陰離子通過金屬鈉離子把它們連接起來形成鏈狀結構，S1廣正四面體通過共用不同的氧原子數而形成不同的硅氧基團的陰離子，如31〇44_、312〇72_、313〇66'516〇1812，，加入氫氧化鎂、膠結劑后分子由線型、面型變為三維結構，形成的分子結構類似的三維網狀結構。該結構層在350°C以下溫度時逐漸釋放出該層結構中的游離水分子，游離水分子釋放過程中，蒸發降溫，延緩電纜內部溫升。等游離水分子蒸發殆盡時，該層結構成多孔網狀結構。多孔網狀結構溫度上升到 350°C時，其中氫氧化鎂開始進行化學反應，釋放出結晶水分子。由于多孔網狀結構其保溫絕熱作用，延緩氫氧化鎂發生化學反應，同時延緩結晶水分子蒸發。使該層結構水分子隨溫度時間的蒸發的速率在350 °C前成多孔網狀骨架結構的絕熱、隔火材料，進一步起到隔絕火源，延緩電纜內部結構溫升，同時形成的多孔結構可以吸附在燃燒過程中煙氣。
[0033]本發明中的線芯1的一種實施例是，每股線芯1包括導體15,所述導體15的外部擠包有絕緣層3,所述絕緣層3的外部繞包有金屬屏蔽層5。
[0034]本發明中的線芯1的另一種實施例是，每股線芯1包括導體15,所述導體15的外部依次擠包有導體屏蔽層2、絕緣層3和絕緣屏蔽層4,所述絕緣屏蔽層4的外部繞包有金屬屏蔽層5,所述的導體屏蔽層2和絕緣屏蔽層4是半導體屏蔽層，從而保證了電纜的載流量并且使得電纜易于散熱。第一耐火絕熱層81、第二耐火絕熱層82、第三耐火絕熱層83和第四耐火絕熱層84是防火無機阻燃帶，阻燃外護套14是防火聚烯烴外護套，從而在盡量不增加電纜外徑的前提下，減少電纜的成本。[〇〇35]本發明還包括一種中壓吊裝耐火電纜的制備方法，包括以下步驟:[〇〇36]步驟A.在三根呈三角形排列的線芯1的相間空隙內設置外部擠包低煙無鹵護套11 的高強度鋼絲10,并將高強度鋼絲10與線芯1成纜，制成單根纜芯；
[0037]步驟B.將纜芯外面包覆氫氧化鎂無機化合物，形成防火層71;[〇〇38]步驟C.在防火層71外面繞包第一耐火絕熱層81，形成內耐火絕緣層；[〇〇39]步驟D.在第一耐火絕熱層81外擠包低煙無鹵內護套9,在低煙無鹵內護套9外用鋁合金絲12鎧裝，并包覆擋火層72，在擋火層72外繞包第二耐火絕熱層82;
[0040]步驟E.第二耐火絕熱層82外繞包不銹鋼帶13,在不銹鋼帶13外再繞包第三耐火絕熱層83,在第三耐火絕熱層83外包覆阻火層73,在阻火層73外繞包第四耐火絕熱層84;[0041 ]步驟F.在外側第四耐火絕熱層84外擠包阻燃外護套14。
[0042]優選的，在步驟A中線芯1的制備方法，包括以下步驟:
[0043]步驟a.采用三層共擠工藝在導體15的外面由內向外擠包導體屏蔽層2、絕緣層3和絕緣屏蔽層4;
[0044]步驟b.在絕緣屏蔽層4外繞包金屬屏蔽層5。
[0045]本發明的制備方法在有效的確保電纜的防火耐熱性能的前提下，減少生產加工難度，而且保證了電纜較大的載流量與合適的外徑，便于安裝和敷設。
[0046]本發明中的中壓垂吊耐火電纜，其絕緣、填充、護套等結構均為低煙無鹵材料，電纜為低煙無鹵環保電纜。電纜遇火災時，由于其阻燃護套，無機礦物金屬水合物降溫隔火層短時間內不會使電纜內部溫度過高，因而電纜能夠較好地適應對阻燃耐火等級要求較高場所的使用需要，而且結構合理，可靠性高。
[0047]以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種中壓吊裝耐火電纜，包括多股線芯(1)，其特征在于:所述的線芯(1)外填充有防 火層(71)，所述的防火層(71)內設有外部擠包低煙無鹵護套(11)的高強度鋼絲(10)，防火 層(71)外繞包第一耐火絕熱層(81)，所述第一耐火絕熱層(81)的外部包裹有低煙無鹵內護 套(9)，所述低煙無鹵內護套(9)的外部設有擋火層(72)，所述擋火層(72)內有設有鋁合金 絲(12)，擋火層(72)的外繞包第二耐火絕熱層(82)，在第二耐火絕熱層(82)外設有不銹鋼 帶(13)，所述不銹鋼帶(13)的外部還繞包有第三耐火絕熱層(83)，第三耐火絕熱層(83)外 設有擋火層(73)，所述擋火層(73)的外部再繞包第四耐火絕熱層(84)，在第四耐火絕熱層 (84)的外部擠包有阻燃外護套(14)。2.根據權利要求1所述的中壓吊裝耐火電纜，其特征在于:每股線芯(1)包括導體(15)， 所述導體(15)的外部擠包有絕緣層(3)，所述絕緣層(3)的外部繞包有金屬屏蔽層(5)，并且 每股線芯(1)的外部擠包有低煙無鹵外護套(6)。3.根據權利要求1所述的中壓吊裝耐火電纜，其特征在于:每股線芯(1)包括導體(15)， 所述導體(15)的外部依次擠包有導體屏蔽層(2)、絕緣層(3)和絕緣屏蔽層(4)，所述絕緣屏 蔽層(4)的外部繞包有金屬屏蔽層(5)，并且每股線芯(1)的外部擠包有低煙無鹵外護套 (6)，所述導體屏蔽層(2)和絕緣屏蔽層(4)是半導體屏蔽層。4.根據權利要求3所述的中壓吊裝耐火電纜，其特征在于:所述防火層(71)是具有釋水 降溫特性的無機化合物擠出填充結構層，其分解釋水降溫的臨界溫度范圍為150°C至250r。5.根據權利要求1所述的中壓吊裝耐火電纜，其特征在于:所述阻火層(73)是具有釋水 降溫和燒結體特性的無機化合物擠出填充結構層，其釋水降溫的臨界溫度范圍在300°C至 400 °C之間。6.根據權利要求1所述的中壓吊裝耐火電纜，其特征在于:所述防火層(71)、擋火層 (72 )、阻火層(73)是氫氧化鎂無機化合物填充層。7.根據權利要求6所述的中壓吊裝耐火電纜，其特征在于:所述氫氧化鎂無機化合物填 充層中的無機礦物金屬水合物主要由硅酸鈉、氫氧化鎂、膠結劑組成。8.根據權利要求1所述的中壓吊裝耐火電纜，其特征在于:第一耐火絕熱層(81)、第二 耐火絕熱層(82)、第三耐火絕熱層(83)和第四耐火絕熱層(84)是防火無機阻燃帶;阻燃外 護套(14)是防火聚烯烴外護套。9.一種中壓吊裝耐火電纜的制備方法，其特征在于:包括以下步驟，步驟A.在三根呈三角形排列的線芯(1)的相間空隙內設置外部擠包低煙無鹵護套(11) 的高強度鋼絲(10)，并將高強度鋼絲(10)與線芯(1)成纜，制成單根纜芯；步驟B.將纜芯外面包覆氫氧化鎂無機化合物，形成防火層(71);步驟C.在防火層(71)外面繞包第一耐火絕熱層(81)，形成內耐火絕緣層；步驟D.在第一耐火絕熱層(81)外擠包低煙無鹵內護套(9)，在低煙無鹵內護套(9)外用 鋁合金絲(12)鎧裝，并包覆擋火層(72)，在擋火層(72)外繞包第二耐火絕熱層(82);步驟E.第二耐火絕熱層(82)外繞包不銹鋼帶(13)，在不銹鋼帶(13)外再繞包第三耐火 絕熱層(83)，在第三耐火絕熱層(83)外包覆阻火層(73)，在阻火層(73)外繞包第四耐火絕 熱層(84);步驟F.在外側第四耐火絕熱層(84)外擠包阻燃外護套(14)。10.根據權利要求9所述的中壓吊裝耐火電纜的制備方法，其特征在于:其中步驟A中線 芯(1)的制備方法包括以下步驟，步驟a.采用三層共擠工藝在導體(15)的外面由內向外擠包導體屏蔽層(2)、絕緣層(3) 和絕緣屏蔽層(4);步驟b.在絕緣屏蔽層(4)外繞包金屬屏蔽層(5)。
【文檔編號】H01B7/295GK105957609SQ201610430011
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月16日
【發明人】吳東勃, 陳磊, 潘樹超, 黃曉寶, 彭亦靜, 趙啟年
【申請人】安徽太平洋電纜股份有限公司