柔性礦物絕緣防火電纜的制作方法
【專利摘要】本申請提供了柔性礦物絕緣防火電纜，涉及電力電纜技術領域，該電纜包括：圓柱形的導體芯以及在導體芯的外圍依次套設的絕緣層、包帶、隔氧耐火層和外護套，其中，絕緣層包裹導體芯，以形成柱狀的纜芯，包帶呈環狀，且固定導體芯和絕緣層，在本發明的電纜中通過絕緣層包裹導體芯，以及隔氧耐火層的設置，使得電纜在遇到火或者高溫的情況下，能迅速結成堅硬的鎧體，從而起到很好的阻燃、隔火的作用，在發生火災時，便于繼續使用。
【專利說明】
柔性礦物絕緣防火電纜
技術領域
[0001]本發明涉及電力電纜技術領域，尤其涉及柔性礦物絕緣防火電纜。
【背景技術】
[0002]電纜，是電力傳輸過程中使用的一種傳輸線材。隨著經濟的發展和人們生活水平的提高，電力電氣設備的使用日益增多，從電力公交車到汽車的電力充電粧，從辦公電腦到全自動電力生產設備，電在人們的生活和生產中的應用越來越普遍。
[0003]為了提高電氣線路的安全水平，越來越多的人們開始關注電纜的阻燃問題。然而，目前在實際火災發生后，電纜很容易發生燃燒，并且，在燃燒后不能繼續傳輸電能。但在許多重要場合發生火災時，人員的疏散、通道的照明、防火報警設備的響應、自動消防設施以及其它應急設備的啟動，都需要有電能的供應才可以正常工作。
[0004]針對上述問題，究其原因在于目前市場上的電纜防火性能差，無法抵御火勢對于電纜結構的侵蝕，導致火災發生時，電纜發生燃燒，繼而無法正常供應電能。
【發明內容】
[0005]有鑒于此，本發明實施例的目的在于提供柔性礦物絕緣防火電纜，通過設置絕緣層和隔氧耐火層等，使得電纜的防火性能增強。
[0006]第一方面，本發明實施例提供了柔性礦物絕緣防火電纜，包括:圓柱形的導體芯以及在導體芯的外圍依次套設的絕緣層、包帶、隔氧耐火層和外護套；
[0007]其中，絕緣層包裹導體芯，以形成柱狀的纜芯；
[0008]包帶呈環狀，且固定導體芯和絕緣層。
[0009]結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，纜芯包括多個，多個纜芯之間鉸合連接。
[0010]結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，還包括填充繩，纜芯為多個，且多個纜芯并行排列；
[0011 ]填充繩填充在不同纜芯之間，以及填充在包帶與纜芯之間。
[0012]結合第一方面的第二種可能的實施方式，本發明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，還包括玻璃纖維帶，玻璃纖維帶繞包在隔氧耐火層和外護套之間。
[0013]結合第一方面的第二種可能的實施方式，本發明實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中，絕緣層為耐火絕緣體，且，絕緣層的厚度大于或等于2.0_。
[0014]結合第一方面的第四種可能的實施方式，本發明實施例提供了第一方面的第五種可能的實施方式，其中，包帶為無堿玻璃纖維帶，且，包帶的厚度為0.17_。
[0015]結合第一方面的第三種可能的實施方式，本發明實施例提供了第一方面的第六種可能的實施方式，其中，隔氧耐火層為耐火隔氧體，且，隔氧耐火層的厚度大于或等于2.0mm0
[0016]結合第一方面的第六種可能的實施方式，本發明實施例提供了第一方面的第七種可能的實施方式，其中，外護套為無鹵低煙阻燃聚烯烴護套料。
[0017]結合第一方面的第四種可能的實施方式，本發明實施例提供了第一方面的第八種可能的實施方式，其中，導體芯為一個，絕緣層為白色；
[0018]或，導體芯為兩個，包裹兩個導體芯的絕緣層分別為紅色和藍色；
[0019]或，導體芯為三個，包裹三個導體芯的絕緣層分別為黃色、綠色和藍色；
[0020]或，導體芯為四個，包裹四個導體芯的絕緣層分別為黃色、綠色、紅色和藍色；
[0021]或，導體芯為五個，包裹五個導體芯的絕緣層分別為黃色、綠色、紅色、藍色和黑色。
[0022]結合第一方面的第八種可能的實施方式，本發明實施例提供了第一方面的第九種可能的實施方式，其中，包帶纏繞在絕緣層的外側，且包帶沿其纏繞方向的重疊率大于或者等于25%。
[0023]本發明實施例提供的柔性礦物絕緣防火電纜，該設備包括:圓柱形的導體芯以及在導體芯的外圍依次套設的絕緣層、包帶、隔氧耐火層和外護套，絕緣層包裹導體芯，以形成柱狀的纜芯，包帶呈環狀，且固定導體芯和絕緣層。通過絕緣層包裹導體芯，以及隔氧耐火層的設置，在發生火災時，電纜能迅速結成堅硬的鎧體，起到很好的阻燃、隔火的作用，從而保護內部的導體芯正常供電。
[0024]為使本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。
【附圖說明】
[0025]為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。
[0026]圖1示出了本發明實施例所提供的柔性礦物絕緣防火電纜的結構框架圖。
[0027]主要組件符號說明:
[0028]1-導體芯2-絕緣層
[0029]3-填充繩4-包帶
[0030]5-隔氧耐火層6-外護套
【具體實施方式】
[0031]下面將結合本發明實施例中附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發明的范圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基于本發明的實施例，本領域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。
[0032]在本發明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”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的簡化描述，而不是指示或暗示所指的設備或組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。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。其中，術語“第一位置”和“第二位置”為兩個不同的位置。
[0033]在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個組件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0034]為提高電氣線路的安全水平，電纜的阻燃問題越來越引起人們的關注。然而，目前市場上阻燃系列的電纜僅能使燃燒局限于一定范圍內，在實際發生火災的時候，電纜也會很快發生燃燒，并且不能繼續通電。例如，市場上的BTTZ電纜，采用電工紫銅棒作為線芯，以無縫銅管作為護套，用無機礦物質氧化鎂粉作為絕緣材料加工而成。但該種產品質地堅硬，彎曲性能差，不能裝盤，只能成圈運輸，施工困難。在使用過程中，無縫銅管一旦發生破損，特別是遇到高溫的條件，電纜的絕緣性能會迅速下降。其次，由于無機礦物質氧化鎂粉容易吸潮，電纜的防潮性能差，需要在電纜的接頭處涂覆密封膠，這樣，不僅增加了使用成本，而且，隨著接頭的增多，接頭的防水處理也很困難。
[0035]另外一種常見的YTTW型號的礦物絕緣電纜，其絕緣層采用合成云母帶，外層護套采用皺紋銅護套，并增加低煙無鹵環保護層材料起保護作用，雖然該電纜解決了BTTZ電纜質地堅硬，不易安裝的問題，但這種防火電纜由于是銅護套乳紋縱包焊接而成，在實際運行中銅護套焊接處易開裂，容易造成電纜線路的短路。
[0036]市場上還有一種是采用耐火包帶和塑料絕緣相結合的電纜，這種電纜由于采用了塑料絕緣，其使用溫度等級受到限制，而且有機絕緣材料容易燃燒，燃燒時會發出熱量，導致溫度增加，進而造成耐火包帶碳化，所以這種電纜不能滿足火災發生時對電纜的消防要求。
[0037]綜上，目前市場上的電纜防火性能都較差，由于電纜遇火燃燒后斷電，故在緊急救援過程中常用的防火報警裝置、自動消防設施以及其它應急設備等，都因為無法正常通電而不能使用，給火災救援工作帶來不便。
[0038]如圖1所示，本發明提供了一種柔性礦物絕緣防火電纜，包括:圓柱形的導體芯I以及在導體芯I的外圍依次套設的絕緣層2、包帶4、隔氧耐火層5和外護套6，其中，絕緣層2包裹導體芯I，以形成柱狀的纜芯，包帶4呈環狀，且固定導體芯I和絕緣層2。
[0039]具體的，導體芯I采用符合GB/T3956-2008的第2種不鍍金屬層的退火銅導體。電纜經過加工后，均存在不同程度的硬化現象，其抗拉強度和屈服強度明顯增加，塑性和韌性也普遍降低。在生產過程中經過高溫(例如，550°C)退火處理，銅導體的導線變得柔軟有韌性，不易被拉斷。并且，與普通的銅導體相比，該種導體芯I的電阻率降低，進一步減小了電纜的線路損耗。
[0040]絕緣層2采用陶瓷化無鹵低煙阻燃聚烯烴，且，絕緣層2的厚度大于或等于2.0mm。陶瓷化無鹵低煙阻燃聚烯烴的耐溫等級在_40°C?90°C之間，這樣，絕緣層2能承受晝夜溫差的變化，同時也能夠在酷暑的夏天和嚴寒的冬天使用，絕緣層2不會在過高或者過低的溫度下老化、破損，因而，包裹在絕緣層2內部的導體芯I不會因為絕緣層2的破損而裸露，出現漏電的問題。
[0041 ]另外，采用陶瓷化無鹵低煙阻燃聚烯烴作為絕緣結構，在火焰或者高溫情況下，陶瓷化無鹵低煙阻燃聚烯烴能轉化為無機絕緣的Si02陶瓷鎧體，燒蝕后的鎧體彎曲斷裂強度可達5-6MPa左右，最高可耐溫度2700°C，進而在高溫下起到很好的阻燃、耐火、防火、隔火、隔水及抗震的作用，保障在發生火災時，電纜線路能保持長時間暢通。
[0042]在本發明中，當上述絕緣層2包覆導體芯I形成纜芯后，需要用環形的包帶4將導體芯I和絕緣層2進行固定，包帶4為無堿玻璃纖維帶，且，包帶4的厚度為0.17mm。
[0043]玻璃纖維是一種性能優異的無機非金屬材料，主要成分為二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣等。它是以玻璃球或廢舊玻璃為原料經高溫熔制、拉絲、絡紗、織布等工藝形成的。玻璃纖維單絲的直徑從幾微米到二十幾米個微米，每束纖維原絲都有數百根甚至上千根單絲組成，通常作為復合材料中的增強材料，電絕緣材料和絕熱保溫材料等，其具體分為以下三種:
[0044]無堿玻璃纖維化學穩定性、電絕緣性能強、強度高，主要用作電絕緣材料、玻璃鋼的增強材料等。
[0045 ]中堿璃纖維中R20的含量為11.9%_16.4%，因其含堿量高，不能作電絕緣材料，但其化學穩定性和強度尚好。一般作乳膠布、方格布基材、酸性過濾布、窗紗基材等，也可作對電性能和強度要求不很嚴格的玻璃鋼增強材料。
[0046]高堿玻璃纖維自身存在的強度低、耐水和耐堿性差的缺陷，這種缺陷是無法克服的。用它作增強制品，最終只會損害用戶的利益。
[0047]本發明柔性礦物絕緣防火電纜中，故采用無堿玻璃纖維作為包帶4，以增強電纜的絕緣性能。
[0048]另外，包帶4纏繞在絕緣層2的外側，即包帶4以絕緣層2為軸，在絕緣層2的外側以順時針或者逆時針的方向進行一層層的纏繞，每一層包帶4之間沿其纏繞方向的重疊率大于或等于25%，這樣，一方面能保證包帶4纏繞的緊密度，使其不易松散;另一方面，避免了每一層包帶4之間因為重疊率過大而引起的包帶4浪費，節約了成本。
[0049]在包帶4的外側還套設有隔氧耐火層5，具體為耐火隔氧體，并且，隔氧耐火層5的厚度大于或等于2.0mm。由于隔氧耐火層5的材料為耐火隔氧體，在遇到火或者高溫的情況下，無鹵低壓聚烯烴變成水和二氧化碳揮發了，剩下以二氧化硅為主的陶瓷狀態的鎧體外殼。這種鎧體能承受較大的機械撞擊，其介電強度多40KV/m，結殼速度快，結殼堅硬、密實，可以做到垂直自熄，阻燃等級可以達到VW-1級，在350-1600 °C有焰、無焰情況下，均不熔融，不滴落，不脫落，不會造成二次火災，并且，溫度越高、時間越長燒后的陶瓷狀鎧體越堅硬，燒蝕后的鎧體彎曲斷裂強度可達到5MPa左右。殘余物為陶瓷無機物，殘余量大于85%。陶瓷狀鎧體在燒結的過程中能形成蜂窩狀細微孔，從而可以起到很好的隔火、隔熱、隔溫的效果，擋火、隔溫效果高于鋁合金護套。不延燃、不滴落，煙氣毒性達到ZAl級，即小白鼠吸入煙氣30分鐘后，三天內沒有變化，所以不會對人體造成二次傷害。原材料無鹵、無毒、無味、無重金屬，超過ROSH標準的要求，此外，耐火隔氧體的密度小，價格低，是柔性防火耐火電纜的最佳解決方案，可以代替鋁合金護套防火耐火電纜中的云母帶和陶瓷化耐火硅橡膠以及陶瓷化耐火復合帶使用，工藝簡單，生產效率高。
[0050]在上述隔氧耐火層5外套設有外護套6，外護套6的材質為無鹵低煙阻燃聚烯烴護套料，護套材料符合GB/T 12706.1中規定的要求。電纜的外護套6緊密擠包在鎧裝層上，且容易剝離而不損傷耐火隔氧層，外護套6表面平整，色澤均勻。
[0051]針對不同芯數的電纜對接需求，在實際生產和使用的過程中，當纜芯為多個時，多個纜芯并行排列，即多個絕緣層2分別包裹多個導體芯I，以形成多個纜芯，多個纜芯之間鉸合連接。這時，還包括填充繩3，填充繩3為無堿玻璃纖維填充繩3，填充繩3填充在不同纜芯之間，以及填充在包帶4與纜芯之間，以使多個纜芯之間形成圓柱體的形狀，填充成纜后纜芯之間有很好的空隙通道，這個通道能起到很好的散熱作用，電纜正常運行時產生的熱量可以通過無堿玻纖維填充繩3之間許許多多的這種空隙通道進行散熱，遇到火災時外部傳導進來的熱量也可以通過這些通道傳導出去，其它填充材料不具備這個特性。
[0052]進一步的，依照行業規范，當導體芯I為一個時，絕緣層2為白色；導體芯I為兩個時，包裹兩個導體芯I的絕緣層2分別為紅色和藍色；導體芯I為三個時，包裹三個導體芯I的絕緣層2分別為黃色、綠色和藍色;導體芯I為四個時，包裹四個導體芯I的絕緣層2分別為黃色、綠色、紅色和藍色；導體芯I為五個時，包裹五個導體芯I的絕緣層2分別為黃色、綠色、紅色、藍色和黑色，以方便安裝和使用。
[0053]此外，在上述隔氧耐火層5和外護套6之間還可以繞包玻璃纖維帶，玻璃纖維帶采用耐高溫高強型玻璃纖維，經特殊工藝加工而成。具有耐高溫、保溫隔熱、絕緣、防火阻燃、耐腐蝕、耐老化等特點，運用到電纜里主要起隔熱防護、保溫、絕緣、防腐等作用。
[0054]實施例一
[0055]生產中，首先制作構成導體芯I的銅單絲，即通過銅桿拉絲，將銅桿拉制成符合要求的銅單絲，然后通過導體絞線，將銅單絲絞制成符合GB/T3956-2008中規定的第二種絞合導體。接著進行絕緣層2包裹的工序，在導體芯I表面擠包陶瓷化無鹵低煙阻燃耐火聚烯烴，其厚度不低于2.0mm，這樣制成纜芯。當導體芯I為多個(2到5個)時，多個導體芯I的不同絕緣層2按照順序絞合進行成纜，并在絕緣層2之間填充無堿玻璃纖維填充繩3，以形成圓柱形的構造，表面用兩層無堿玻璃纖維帶重疊繞包扎緊。之后，進行耐火隔氧層的添加，即在包帶4的表面擠包一層陶瓷化無鹵低煙阻燃耐火聚烯烴隔氧料，厚度不低于2.0mm。最后，在陶瓷化無鹵低煙阻燃耐火聚烯烴的表面擠包一層無鹵低煙阻燃聚烯烴護套料，厚度滿足GB/T12706.1-2008的規定，構成成品電纜。
[0056]將成品電纜進行出廠成品試驗，具體的，施加電壓為該電纜額定電壓0.6/lkV，受火溫度為(830到870) °C，受火時間120分鐘;受火10分鐘開始沖擊，每隔10分鐘沖擊一次;試驗結束前5分鐘，開始噴水，每隔60秒噴水一次，每次噴水持續時間5秒，滿足上述耐火檢驗的包裝入庫即可。
[0057]本實施例提供的柔性礦物絕緣防火電纜，該實施例的技術效果是:通過設置圓柱形的導體芯I以及在導體芯I的外圍依次套設的絕緣層2、包帶4、隔氧耐火層5和外護套6，其中，隔氧耐火層5采用耐火隔氧體，耐火隔氧體在火焰燒蝕下會燒結成陶瓷裝鎧體，此鎧體能承受較大機械撞擊，使得在火災發生時，電纜在火焰附加機械振動時也能正常通電。
[0058]以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.柔性礦物絕緣防火電纜，其特征在于，包括:圓柱形的導體芯以及在所述導體芯的外圍依次套設的絕緣層、包帶、隔氧耐火層和外護套； 其中，所述絕緣層包裹導體芯，以形成柱狀的纜芯； 所述包帶呈環狀，且固定所述導體芯和絕緣層。2.根據權利要求1所述的柔性礦物絕緣防火電纜，其特征在于，所述纜芯包括多個，多個所述纜芯之間鉸合連接。3.根據權利要求1所述的柔性礦物絕緣防火電纜，其特征在于，還包括填充繩，所述纜芯為多個，且多個纜芯并行排列； 所述填充繩填充在不同纜芯之間，以及填充在所述包帶與纜芯之間。4.根據權利要求3所述的柔性礦物絕緣防火電纜，其特征在于，還包括玻璃纖維帶，所述玻璃纖維帶繞包在所述隔氧耐火層和所述外護套之間。5.根據權利要求3所述的柔性礦物絕緣防火電纜，其特征在于，所述絕緣層為耐火絕緣體，且，所述絕緣層的厚度大于或等于2.0mm。6.根據權利要求5所述的柔性礦物絕緣防火電纜，其特征在于，所述包帶為無堿玻璃纖維帶，且，所述包帶的厚度為0.17mm。7.根據權利要求4所述的柔性礦物絕緣防火電纜，其特征在于，所述隔氧耐火層為耐火隔氧體，且，所述隔氧耐火層的厚度大于或等于2.0_。8.根據權利要求7所述的柔性礦物絕緣防火電纜，其特征在于，所述外護套為無鹵低煙阻燃聚烯烴護套料。9.根據權利要求5所述的柔性礦物絕緣防火電纜，其特征在于，所述導體芯為一個，所述絕緣層為白色； 或，所述導體芯為兩個，包裹兩個所述導體芯的所述絕緣層分別為紅色和藍色； 或，所述導體芯為三個，包裹三個所述導體芯的所述絕緣層分別為黃色、綠色和藍色； 或，所述導體芯為四個，包裹四個所述導體芯的所述絕緣層分別為黃色、綠色、紅色和藍色； 或，所述導體芯為五個，包裹五個所述導體芯的所述絕緣層分別為黃色、綠色、紅色、藍色和黑色。10.根據權利要求9所述的柔性礦物絕緣防火電纜，其特征在于，所述包帶纏繞在所述絕緣層的外側，且所述包帶沿其纏繞方向的重疊率大于或等于25%。
【文檔編號】H01B7/04GK106024166SQ201610640505
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年8月8日
【發明人】劉海峰, 管新元, 韓再全, 虞踏峰, 周子南
【申請人】江蘇亨通電力電纜有限公司