铝合金中压耐火电缆的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种铝合金中压耐火电缆，包括数根导线，所述导线由内而外依次由导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层和金属屏蔽层组成，所述屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层和金属屏蔽层依次套装于导体上，所述导体为铝合金导体，所述数根导线通过绕包层固定，所述导线之间的间隙处设有填充层，所述绕包层外依次套装有耐火层、隔热层、连锁铠装层和外护套。与现有中压耐火电缆相比较，本发明更进一步降低施工成本及产品成本，且性能上优于铝导体，具有优异的电导率、柔软性、防腐性和抗蠕变性，增加连锁铠装层，对内层电缆起到很好的保护，而且弯曲、柔软性能好，且电缆不需要安装波纹管，室内安装不需要挤架。
【专利说明】铝合金中压耐火电缆
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种中压电缆，尤其涉及一种铝合金中压耐火电缆。
【背景技术】
[0002]目前耐火电缆应用范围之广泛，如:电视台、医院、影剧院、商厦、地铁、隧道、铁路、机场、车站、大型公共体育、娱乐场所、大型超市、宾馆酒店、高层建筑、军事设施、核电站、煤矿、化工、医药、钢铁、冶金、船舶、民用等等。通常耐火电缆采用的结构是绕包云母带，不但生产效率低，而且控制难度大、质量可靠性低，且云母带不能承受过高的电压。云母带要绕包在导体表面，然而中压电缆绝缘和导体之间的界面要光滑圆整，有一层挤包半导电层，防止局放量过大，如果将云母带绕包在导体表面，将会导致电缆局部放电量超标，出现致命缺陷。另外，云母带燃烧后变硬、发脆，很容易脱落，而且需要安装波纹管，在室内安装需要挤架。
[0003]在倡导节能环保、可持续发展的大环境下，电缆行业一直在尽力推广以铝代铜，但铝制线缆在使用中的问题暴露出来，尤其是铝导线接头氧化引发多起火灾，加之铜导体电气性能稳定、抗机械疲劳、耐化学腐蚀等诸多优越性，在应用上就逐渐变成了以铜作为主要材料。但是，在伴随科学技术的发展，高质量、高科技含量的铝材被开发出来后，加之全球贫铜富铝的资源现状，铜价目前已是铝价的3倍以上(铜约5.5万元/吨，铝约1.45万元/吨)，重量是铝的3.3倍，以“铝”代铜又成为必然的选择。然而，目前所用的电工用铝作为电缆铝导体，在使用过程中有较多缺陷，如接触电阻大，存在蠕变，接线端子经过一段时间使用，产生松动，容易引发火灾。
[0004]我公司正是在此背景下，克服了现有了铝材料的不足，研发了一种结构抗蠕变、耐腐蚀、高导电性能的铝合金中压耐火电缆。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就在于提供一种解决上述问题具有抗蠕变、耐腐蚀、高导电性能的铝合金中压耐火电缆。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种铝合金中压耐火电缆，包括数根导线，所述导线由内而外依次由导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层和金属屏蔽层组成，所述屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层和金属屏蔽层依次套装于导体上，所述导体为铝合金导体，所述数根导线通过绕包层固定，所述导线之间的间隙处设有填充层，所述绕包层外依次套装有耐火层、隔热层、连锁铠装层和外护套；
[0007]作为优选，所述铝合金导体重量百分比的组分:Si，0.03-0.15% ；Cu,0.01-0.25% ；Zr, 0.02-0.45% ;Fe，0.3-0.9% ；Mg, 0.001-0.012% ；B, 0.001-0.015% ;稀 土元素 Ce，
0.03-0.20% ;余量为铝和不可避免的杂质；
[0008]作为优选，所述的导体屏蔽层为半导电内屏蔽层；
[0009]作为优选，所述的绝缘屏蔽为半导电外屏蔽层；[0010]作为优选，所述的金属屏蔽层为铜带屏蔽层；
[0011]作为优选，所述的绝缘层为交联聚乙烯绝缘层；
[0012]作为优选，所述的隔热层为耐火无机纤维层；
[0013]作为优选，耐火层为陶瓷化硅橡胶层；
[0014]作为优选，填充层为阻燃石棉绳层；
[0015]作为优选，所述的外护套为聚氯乙烯、聚烯烃的一种。
[0016]与现有技术相比，本发明的优点在于:
[0017]1.导体采用铝合金导体，该导体在达到铜导体同等性能的基础上，重量约为铜导体的三分之一，更进一步降低施工成本及产品成本，且性能上优于铝导体，且导电率可达61.9%IACS，抗拉强度可达126MPa，断裂伸长率可达15.6% ;具有优异的电导率、柔软性、防腐性和抗蠕变性。
[0018]2.增加连锁铠装层，对内层电缆起到很好的保护，而且弯曲、柔软性能好，且电缆不需要安装波纹管，室内安装不需要挤架。
[0019]3.耐火层为陶瓷化硅橡胶，保护线路畅通，温度越高，烧蚀时间越长，陶瓷铠体越坚硬，且具有良好的绝缘性能，完全可以保证电缆的耐压。同时产品成本低于现有耐火电缆，易于安装敷设，使用方便。
[0020]4.陶瓷化硅橡胶是可回收的“绿色材料”，还具有很好的经济效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本发明实施例的结构示意图。
[0022]其中，附图中的附图标记所对应的名称为:
[0023]I 一导体,2 一导体屏蔽层,3 —绝缘层,4 一绝缘屏蔽层,5 —填充层,6 —金属屏蔽层，7 —绕包层，8 —耐火层，9 一隔热层，10 —外护套，11 一连锁铠装层。
【具体实施方式】
[0024]下面将结合附图对本发明作进一步说明。
[0025]实施例:参见图1，一种铝合金中压耐火电缆，包括数根导线，所述导线由内而外依次由导体1、导体屏蔽层2、绝缘层2、绝缘屏蔽层4和金属屏蔽层6组成，所述屏蔽层、绝缘层2、绝缘屏蔽层4和金属屏蔽层6依次套装于导体I上，所述导体I为铝合金导体1，所述数根导线通过绕包层7固定，所述导线之间的间隙处设有填充层5，所述绕包层7外依次套装有耐火层8、隔热层9、连锁铠装层11和外护套；所述的导体屏蔽层2为半导电内屏蔽层；所述的绝缘屏蔽为半导电外屏蔽层；所述的金属屏蔽层6为铜带屏蔽层；所述的绝缘层2为交联聚乙烯绝缘层2 ;所述的隔热层9为耐火无机纤维层；耐火层8为陶瓷化硅橡胶层；填充层5为阻燃石棉绳层；所述的外护套为聚氯乙烯、聚烯烃的一种。
[0026]以上描述的防火电缆具有阻燃耐火电缆耐火能力，在经受火焰直接燃烧情况下，在一定时间内(不小于3h)不发生短路和断路故障，确保继续供电以维持照明和传输信号，保护人员有足够的时间安全撤离，且利于灭火及减少损失。连锁铠装层11，对内层电缆起到很好的保护，而且弯曲、柔软性能好，且电缆不需要安装波纹管，室内安装不需要挤架。
[0027]普通阻燃、低烟高分子材料及硅橡胶燃烧后的残留物为灰烬，被火烧后很快短路；陶瓷化耐火电缆硅橡胶具有非常好的防火、耐火、阻燃、低烟、无毒的性能，同时其燃烧后的残余物为陶瓷状硬壳，硬壳在火灾(600-1300°C)环境下不熔融，不滴落，保障在火灾的情况下线路不短路、不断路，从而保证了线路的畅通，起到坚固的保护作用，为人员的生命和财产抢救，最大限度的赢得时间。
[0028]陶瓷化硅橡胶材料密度1.42g/cm3,传统耐火材料云母带密度> 2.0g/cm3,氧化镁矿物材料密度8.9g/cm3，在电缆产品中绝缘和护套的厚度是一定的，因此材料体积是相同的，所以陶瓷化硅橡胶就下降了 40%左右，因此综合比较，经济效益明显。如:价格成本低于云母带，远低于氧化镁矿物绝缘电缆，可以满足中、低、高压防火耐火电线电缆的要求，即可做绝缘、耐火层，又可做护套。
[0029]所述铝合金导体重量百分比的组分:Si，0.03-0.15% ；Cu, 0.01-0.25% ；Zr,
0.02-0.45% ；Fe,0.3-0.9% ；Mg,0.001-0.012% ；B,0.001-0.015% ;稀土元素 Ce，0.03-0.20% ；
余量为铝和不可避免的杂质；
[0030]Si,0.03-0.15% ;是改善流动性能的主要成份。从共晶到过共晶都能得到最好的流动性。另外，可改善抗拉强度、硬度、切削性以及高温时强度。过量会使使延伸率降低。
[0031]Cu，0.01-0.25% ;机械性能可以提高，切削性变好。过量会造成耐蚀性降低，容易发生热间裂痕。
[0032]Zr，0.02-0.45% ;可阻碍再结晶过程，细化再结晶晶粒。亦能细化铸造组织。
[0033]Fe, 0.3-0.9% ;会生成金属化合物，形成硬点，增加铝合金抗蠕变性能。含量低时有不易脱模的现象；含量高时，会引起产生裂纹。
[0034]Mg, 0.001-0.012% ;能增加合金的耐蚀性，是耐蚀性合金,但是可焊性良好,抗蚀性也好，并有中等强度。含量增加，它的凝固范围增大，产生热脆性，韧性降低。
[0035]B,0.001-0.015% ;成为结晶时的非自发核心，起细化铸造组织和焊缝组织的作用。
[0036]稀土元素Ce，0.03-0.20% ;在铝合金中加入微量稀土元素，可以显著改善铝合金的金相组织，细化晶粒，去除铝合金中气体和有害杂质，减少铝合金的裂纹源，从而提高铝合金的强度，改善加工性能，还能改善铝合金的耐热性、可塑性及可锻性，提高硬度、增加强度和韧性。
[0037]实验数据如下:
[0038]1.铝合金导体材料，包括下述重量百分百的组分:
[0039]Si,0.04% ；Cu,0.04% ；Zr,0.025% ；Fe,0.7% ；Mg,0.004% ;Β，0.01% ;稀土 Ce,0.12% ；
[0040]余量是铝和不可避免的杂质。
[0041]经检测其导电率为61.5%IACS，抗拉强度为113MPa，断裂伸长率为24.1%。
[0042]2.铝合金导体材料，包括下述重量百分百的组分:
[0043]Si,0.03% ；Cu,0.01% ；Zr,0.08% ；Fe,0.47% ；Mg,0.002% ；B,0.002% ；稀 土 Ce，
0.06% ；
[0044]余量是铝和不可避免的杂质。
[0045]经检测其导电率为60.4%IACS，抗拉强度为122MPa，断裂伸长率为15.6%。
[0046]3.铝合金导体材料，包括下述重量百分百的组分:
[0047]Si,0.05% ；Cu,0.22% ；Zr,0.4% ;Fe，0.35% ；Mg,0.009% ；B,0.008% ;稀土 Ce，0.16% ；
[0048]余量是铝和不可避免的杂质；[0049]经检测其导电率为61.8%IACS，抗拉强度为109MPa，断裂伸长率为20.5%。以上对本发明所提供的铝合金中压耐火电缆进行了详尽介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，对本发明的变更和改进将是可能的，而不会超出附加权利要求所规定的构思和范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【权利要求】
1.一种铝合金中压耐火电缆，包括数根导线，其特征在于:所述导线由内而外依次由导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层和金属屏蔽层组成，所述屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层和金属屏蔽层依次套装于导体上，所述导体为铝合金导体，所述数根导线通过绕包层固定，所述导线之间的间隙处设有填充层，所述绕包层外依次套装有耐火层、隔热层、连锁铠装层和外护套。
2.根据权利要求1所述铝合金中压耐火电缆，其特征在于:所述铝合金导体重量百分比的组 ^:Si,0.03-0.15% ；Cu,0.01-0.25% ；Zr,0.02-0.45% ；Fe,0.3-0.9% ；Mg,0.001-0.012% ；B,0.001-0.015% ;稀土元素Ce，0.03-0.20% ;余量为铝和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的铝合金中压耐火电缆，其特征在于:所述的导体屏蔽层为半导电内屏蔽层。
4.根据权利要求1所述的铝合金中压耐火电缆，其特征在于:所述的绝缘屏蔽为半导电外屏蔽层。
5.根据权利要求1所述的铝合金中压耐火电缆，其特征在于:所述的金属屏蔽层为铜带屏蔽层。
6.根据权利要求1所述的铝合金中压耐火电缆，其特征在于:所述的绝缘层为交联聚乙烯绝缘层。
7.根据权利要求1所述的铝合金中压耐火电缆，其特征在于:所述的隔热层为耐火无机纤维层。
8.根据权利要求1所述的铝合金中压耐火电缆，其特征在于:耐火层为陶瓷化硅橡胶层。
9.根据权利要求1所述的铝合金中压耐火电缆，其特征在于:填充层为阻燃石棉绳层。
10.根据权利要求1所述的铝合金中压耐火电缆，其特征在于:所述的外护套为聚氯乙烯、聚烯烃的一种。
【文档编号】H01B7/18GK103646702SQ201310635278
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年11月29日 优先权日:2013年11月29日
【发明者】魏英, 毛传岚, 崔天峰, 李准 申请人:四川鑫电电缆有限公司