专利名称：一种安全型耐火中高压电缆的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电缆制造技术领域，特别是涉及一种安全型耐火中高压电缆。
背景技术：
进入21世纪，我国的基础设施进入了建设的黄金时期，在人口和城市化急剧膨胀的今天，为了节约资源，城市建设不得不向集群化、规模化和高层化发展。诸如车站、机场、地铁、核电站、商务酒店、医院、购物商场、居民住宅等重点的国家和民生工程除了需要考虑其必备的功能和环境的舒适性之外，安全性越来越提上日程，上海“11.15”特大火灾事故带给了人们非常深刻的警示。耐火电缆作为特种电缆，应用于对安全系数要求较高的场合，受到了客户和社会的广泛认同。随着建筑不断高层化和集群化，电力传输容量也越来越大，需要将变压系统布置建筑物上，从而缩短主回路电缆的传输距离，减少主回路电缆的电压降和电力传输过程中的电能损耗，要求将一部分中压或高压电缆的敷设路径延伸至建筑物上的变压系统。因此，敷设在建筑物上的一段中压或高压电缆要求具有一定的耐火性能，可大大延缓因为的火灾等突发事故对电力系统的破坏。传统的耐火电缆主要以低压电缆为主，基本结构是在导体上绕包无机云母带，在一定时间内防止电缆在高温火焰下断路。然而，这种结构不适合用于有耐火要求的中、高压电缆，因为它不能解决中、高压电缆电性能和耐火性能之间的平衡。而目前市场出现的中压耐火电缆，大部分采用交联聚乙烯绝缘，在火灾场合，其交联聚乙烯绝缘会在较短时间(无法达到国家标准规定的90分钟)因温度过高而熔化，失去绝缘作用，导致电缆热击穿，失去其功能，未能真正起到耐火电缆的作用。例如申请号为CN201120346417.5，公开号为CN202258494U的中国专利“一种耐火型中高压电缆”，公开了一种耐火型中高压电缆，包括数根绝缘导体，数根绝缘导体绞合构成缆芯，缆芯外侧包裹有耐火 隔热组合保护层，耐火隔热组合防火层由三层构成，内层为挤包成型的绝缘保护套，次外层为绕包构成的绝热挡火层，外层为挤包成型的阻燃保护层，耐火隔热组合防火层挤塑成型有护套层。此专利的不足之处在于:电缆本身结构过于简单，隔热效果差，耐火时间短，且耐火性能也差，在火灾、自然灾害等突发事故对电力系统的破坏下，不能很好地为救援工作赢得时间。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提出一种安全型耐火中高压电缆。本实用新型的电缆敷设在建筑物上具有良好的隔热效果，大大提高了电缆的耐火性能，可延缓因为火灾、自然灾害等突发事故对电力系统的破坏，为救援工作赢得时间。本实用新型采用以下技术方案来实现:一种安全型耐火中高压电缆，包括成缆线芯，其特征在于:所述成缆线芯包括多根单体线芯、设置在多根单体线芯之间的填充层、绕包在多根单体线芯与填充层上的成缆包带层，所述每根单体线芯上从内到外依次包覆有内屏蔽层、绝缘层、外屏蔽层、金属屏蔽层、分相耐火隔离层和内包带层。还包括从内到外依次包覆在成缆线芯上的金属铠装层、外包带层和外护套层，所述金属铠装层包覆在成缆包带层上。还包括包覆在成缆线芯上的隔氧层和中包带层，所述隔氧层和中包带层从内到外依次设置在成缆包带层与金属铠装层之间。还包括包覆在成缆线芯上的统包耐火隔离层中包带层，所述统包耐火隔离层和中包带层从内到外依次设置在成缆包带层与金属铠装层之间。还包括包覆在成缆线芯上的隔氧层、统包耐火隔离层和中包带层，所述隔氧层、统包耐火隔离层和中包带层从内到外依次设置在成缆包带层与金属铠装层之间。本实用新型的制造方法包括如下步骤:选料一拉丝一退火一导体绞合一内屏蔽层、绝缘层和外屏蔽层的共挤与包覆一金属屏蔽层设置一分相耐火隔离层挤包一内带层绕包一成缆绞合与成缆包带层绕包一隔氧层挤包一统包耐火隔离层挤包一中包带层绕包一金属铠装层绕包一外包带层绕包一外护套层挤包一性能检验实验一成品包装入库。本实用新型与现有技术相比，其优点在于:1、本实用新型同时设置了分相耐火隔离层和统包耐火隔离层，且均采用硅橡胶挤出机进行陶瓷化硅橡胶材料挤包，材料具有良好的隔热效果，经过高温或火焰的烧结成陶瓷化体，由于陶瓷化体主要材料成分是无机硅，因此制造出的电缆的机械强度得到增强、本来良好的电气绝缘性能得到进一步的提升，能大大提高电缆的耐火性能。2、本实用新型采用三层共挤橡套连硫设备同时挤出绝缘内屏蔽层、绝缘层、绝缘外屏蔽层，这种三层共挤方式制得的电缆具有很高电气绝缘性；又采用硬乙丙橡胶材料作为绝缘层代替传统的交联聚乙烯，且在火灾场合时硬乙丙绝缘不会像常用交联聚乙烯绝缘因温度过高而熔化，失去绝缘作用，导致电缆热击穿，在火灾场合坚持时间大于90min;可延缓因为火灾、自然灾害等突发事故对电力系统的破坏，大大提高了电缆的耐火性能，为救援工作赢得时间。3、本实用新型的隔氧层采用挤出方式制得的电缆具有很高的阻燃性，能有效防止电缆在火灾场合进一步延燃，大大保护内层绝缘层的电气性能，提高电缆的耐火性能。4、本实用新型采用金属屏蔽层设置步骤是指采用厚度为0.1Omm 0.15mm的软铜带单层重叠绕包在外屏蔽上，绕包搭盖率为15% 20% ;或采用直径为0.20mm 0.40mm的软铜丝编织在外屏蔽上，编织密度为70% 90% ;能加强和限制电场在绝缘内的作用，使电场方向沿绝缘半径方向，同时能承担不平衡电流和短路电流。5、本实用新型采用的内包带层绕包步骤、中包带层绕包步骤和外包带层绕包步骤均是指在绕包设备上用厚度为0.20mm 0.40mm的玻璃纤维带重叠绕包I层 4层，内包带层、中包带层和外包带层分别绕包在分相耐火隔离层、统包耐火隔离层和金属铠装层上，绕包搭盖率为10% 50% ;不仅起到传统的包覆扎紧作用，还能大大提高电缆的阻燃以及隔热效果，同时绕包在金属铠装层的玻璃纤维带还具有提高护套抗开裂性能。6、本实用新型采用的金属铠装层绕包步骤是指采用厚度为0.2 mm 0.8mm的镀锌钢带双层螺旋间隙绕包在中包带层上，或采用直径为1.25mm 6.0mm的镀锌钢丝螺旋绕包在中包带层上；不仅起到传统的抗压、抗拉作用，同时具有优异的防火特性，有效阻止火焰烧进内层。7、本实用新型的隔氧层挤包步骤和外护套挤包步骤均采用低压缩比的螺杆，能够满足低烟无卤热固性聚合物电缆料剪切力大的特殊性，可避免低烟无卤热固性聚合物电缆料中含有高填充氢氧化镁和氢氧化铝，在挤制过程中，由于摩擦力大，产生大量的热量；还避免了针对低烟无卤热固性聚合物电缆料时，采用压缩比过大，需要增设具有良好的冷却装置的挤出设备的情况。8、本实用新型采用低压缩比螺杆挤出，能大大减小材料挤出过程中的剪切力，保护挤塑设备不会因剪切力过大，造成电机电流过大而损坏设备；半挤压式模具挤出，不仅能使电缆挤包后圆整，同时该方法能有效控制材料挤出的拉伸比，提高低烟无卤阻燃聚烯烃护套的性能。
图1为本实用新型结构示意图图中标记:1、单体线芯；2、内屏蔽层；3、绝缘层；4、外屏蔽层；5、金属屏蔽层；6、分相耐火隔离层；7、内包带层；8、填充层；9、成缆包带层；10、隔氧层；11、统包耐火隔离层；12、中包带层；13、金属铠装层；14、外包带层；15、外护套层。
具体实施方式
实施例1:一种安全型耐火中高压电缆，包括成缆线芯，所述成缆线芯包括多根单体线芯1、设置在多根单体线芯I之间的填充层8、绕包在多根单体线芯I与填充层8上的成缆包带层9，所述每根单体线芯I上从内到外依次包覆有内屏蔽层2、绝缘层3、外屏蔽层4、金属屏蔽层5、分相耐火隔离层6和内包带层7。实施例2:一种安全型耐火中高压电缆，包括成缆线芯，所述成缆线芯包括多根单体线芯1、设置在多根单体线芯I之间的填充层8、绕包在多根单体线芯I与填充层8上的成缆包带层9，所述每根单体线芯I上从内到外依次包覆有内屏蔽层2、绝缘层3、外屏蔽层4、金属屏蔽层5、分相耐火隔离层6和内包带层7。本实用新型中，还包括从内到外依次包覆在成缆线芯上的金属铠装层13、外包带层14和外护套层15，所述金属铠装层13包覆在成缆包带层9上。实施例3:一种安全型耐火中高压电缆，包括成缆线芯，所述成缆线芯包括多根单体线芯1、设置在多根单体线芯I之间的填充层8、绕包在多根单体线芯I与填充层8上的成缆包带层9，所述每根单体线芯I上从内到外依次包覆有内屏蔽层2、绝缘层3、外屏蔽层4、金属屏蔽层5、分相耐火隔离层6和内包带层7。本实用新型中，还包括从内到外依次包覆在成缆线芯上的金属铠装层13、外包带层14和外护套层15，所述金属铠装层13包覆在成缆包带层9上。本实用新型中，还包括包覆在成缆线芯上的隔氧层10和中包带层12，所述隔氧层10和中包带层12从内到外依次设置在成缆包带层9与金属铠装层13之间。[0034]实施例4:一种安全型耐火中高压电缆，包括成缆线芯，所述成缆线芯包括多根单体线芯1、设置在多根单体线芯I之间的填充层8、绕包在多根单体线芯I与填充层8上的成缆包带层9，所述每根单体线芯I上从内到外依次包覆有内屏蔽层2、绝缘层3、外屏蔽层4、金属屏蔽层5、分相耐火隔离层6和内包带层7。本实用新型中，还包括从内到外依次包覆在成缆线芯上的金属铠装层13、外包带层14和外护套层15，所述金属铠装层13包覆在成缆包带层9上。本实用新型中，还包括包覆在成缆线芯上的统包耐火隔离层11中包带层12，所述统包耐火隔离层11和中包带层12从内到外依次设置在成缆包带层9与金属铠装层13之间。实施例5:一种安全型耐火中高压电缆，包括成缆线芯，所述成缆线芯包括多根单体线芯1、设置在多根单体线芯I之间的填充层8、绕包在多根单体线芯I与填充层8上的成缆包带层9，所述每根单体线芯I上从内到外依次包覆有内屏蔽层2、绝缘层3、外屏蔽层4、金属屏蔽层5、分相耐火隔离层6和内包带层7。本实用新型中，还包括从内到外依次包覆在成缆线芯上的金属铠装层13、外包带层14和外护套层15，所述金属铠装层13包覆在成缆包带层9上。本实用新型中，还包括包覆在成缆线芯上的隔氧层10、统包耐火隔离层11和中包带层12，所述隔氧层10、统包耐火隔离层11和中包带层12从内到外依次设置在成缆包带层9与金属销装层13之间。本实用新型的制造方法包括如下步骤:选料一拉丝一退火一导体绞合一内屏蔽层、绝缘层和外屏蔽层的共挤与包覆一金属屏蔽层设置一分相耐火隔离层挤包一内包带层绕包一成缆绞合与成缆包带层绕包一隔氧层挤包一统包耐火隔离层挤包一中包带层绕包—金属铠装层绕包一外包带层绕包一外护套层挤包一性能检验实验一成品包装入库，所述分相耐火隔离层挤包步骤是指采用硅橡胶挤出机将陶瓷化硅橡胶材料挤包在金属屏蔽层上，挤包厚度为4.0mm ;所述隔氧层步挤包骤是指在挤塑设备上采用挤压式模具，用压缩比为2.0:1的螺杆将氧指数为40的高阻燃聚烯烃材料挤包在成缆包带层上，挤包厚度为
5.0_，加工温度为165°C ;所述统包耐火隔离层挤包步骤是指采用硅橡胶挤出机将陶瓷化硅橡胶材料挤包在隔氧层上，挤包厚度为5.0_。本实用新型中，所述导体绞合步骤是指经拉丝工序后形成的多股镀锡铜单丝按照绞合节距为绞合导体直径长度的16倍长度绞合成导体。本实用新型中，所述成缆绞合步骤是指将经过选料一拉丝一退火一导体绞合一内屏蔽层、绝缘层和外屏蔽层的共挤与包覆一金属屏蔽层设置一分相耐火隔离层挤包一内包带层绕包后形成的多根线芯绞合成一体；所述成缆包带层绕包步骤是指采用厚度为
0.40mm的玻璃纤维带在绞合成一体的线芯上重叠绕包4层后形成成缆包带层，绕包搭盖率为50% ;多根线芯之间的空隙用填充层进行填充。本实用新型中，所述内屏蔽层、绝缘层和外屏蔽层的共挤步骤是指采用半导电橡皮材料作为内屏蔽层和外屏蔽层的材质，采用硬乙丙橡胶材料作为绝缘层的材质；并采用三层共挤橡套连硫设备同时挤出内屏蔽层、绝缘层、外屏蔽层，挤橡机加工温度为100°c，连硫管道蒸汽压力为1.6Mpa,挤出线速度为15m/min ;所述内屏蔽层、绝缘层和外屏蔽层的包覆步骤是指将共挤橡套连硫设备同时挤出内屏蔽层、绝缘层、外屏蔽层从内到外依次包覆在经绞合而成的导体外围；即内屏蔽层包覆在导体上，绝缘层包覆在内屏蔽层上，外屏蔽层包覆在绝缘层上。本实用新型中，所述金属屏蔽层设置步骤是指采用厚度为0.15mm的软铜带单层重叠绕包在外屏蔽上，绕包搭盖率为20%。本实用新型中，所述内包带层绕包步骤、中包带层绕包步骤和外包带层绕包步骤均是指在绕包设备上用厚度为0.40mm的玻璃纤维重叠绕包4层，内包带层、中包带层和外包带层分别绕包在分相耐火隔离层、统包耐火隔离层和金属铠装层上，绕包搭盖率为50%。本实用新型中，所述金属铠装层绕包步骤是指采用厚度为0.8mm的镀锌钢带双层螺旋间隙绕包在中包带层上。本实用新型中，所述外护套层挤包步骤是指在挤塑设备上用半挤压式模具，用压缩比为2.0:1的螺杆将阻燃聚烯烃材料挤包在外包带层上形成外护套层，加工温度为175。。。本实用新型中，所述性能检验实验包括导体直流电阻测试、工频耐压试验和耐火试验；所述耐火试验是指采用双喷灯，火焰温度为800°C，试验期间同时施加电缆额定压为35kV的耐压试验，试验时间为90min ;经性能检验实验后没有被击穿的电缆形成成品。本实用新型中，所述成品包装入库步骤是指将通过性能检验步骤的成品进行包装入库。
权利要求1.一种安全型耐火中高压电缆，包括成缆线芯，其特征在于:所述成缆线芯包括多根单体线芯(I)、设置在多根单体线芯(I)之间的填充层(8)、绕包在多根单体线芯(I)与填充层(8)上的成缆包带层(9)，所述每根单体线芯(I)上从内到外依次包覆有内屏蔽层(2)、绝缘层(3)、外屏蔽层(4)、金属屏蔽层(5)、分相耐火隔离层(6)和内包带层(7)。
2.根据权利要求1所述的一种安全型耐火中高压电缆，其特征在于:还包括从内到外依次包覆在成缆线芯上的金属铠装层(13)、外包带层(14)和外护套层(15)，所述金属铠装层(13)包覆在成缆包带层(9)上。
3.根据权利要求2所述的一种安全型耐火中高压电缆，其特征在于:还包括包覆在成缆线芯上的隔氧层(10)和中包带层(12)，所述隔氧层(10)和中包带层(12)从内到外依次设置在成缆包带层(9)与金属铠装层(13)之间。
4.根据权利要求2所述的一种安全型耐火中高压电缆，其特征在于:还包括包覆在成缆线芯上的统包耐火隔离层(11)中包带层(12)，所述统包耐火隔离层(11)和中包带层(12)从内到外依次设置在成缆包带层(9)与金属铠装层(13)之间。
5.根据权利要求2所述的一种安全型耐火中高压电缆，其特征在于:还包括包覆在成缆线芯上的隔氧层(10)、统包耐火隔离层(11)和中包带层(12)，所述隔氧层(10)、统包耐火隔离层(11)和中包带层(12)从内到外依次设置在成缆包带层(9)与金属铠装层(13)之间。
专利摘要本实用新型公开了一种安全型耐火中高压电缆，包括成缆线芯，所述成缆线芯包括多根单体线芯、设置在多根单体线芯之间的填充层、绕包在多根单体线芯与填充层上的成缆包带层，所述每根单体线芯上从内到外依次包覆有内屏蔽层、绝缘层、外屏蔽层、金属屏蔽层、分相耐火隔离层和内包带层。本实用新型的电缆敷设在建筑物上具有良好的隔热效果，大大提高了电缆的耐火性能，可延缓因为火灾、自然灾害等突发事故对电力系统的破坏，为救援工作赢得时间。
文档编号H01B13/26GK202948763SQ20122061095
公开日2013年5月22日 申请日期2012年11月19日 优先权日2012年11月19日
发明者宋强, 李广元, 沈卢东, 盛业武, 陈光高, 兰超, 王冰迪 申请人:四川明星电缆股份有限公司