绝缘阻燃碳纤维复合电缆的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种绝缘阻燃碳纤维复合电缆，由导体以及挤包在所述导体外层的绝缘层构成绝缘线芯，所述导体为铝合金导体，多根绝缘线芯绞合成电缆缆芯，缆芯间隙设置填充层，在所述缆芯及所述填充层外绕包有隔离层，在所述隔离层外纵包有轧纹型不锈钢外护套；在所述线芯中央的空隙中设置有碳纤维增强芯，所述碳纤维增强芯包括碳纤维丝和玻璃纤维丝；在所述隔离层内的空隙中设置一根光单元。本实用新型的有益效果是：绝缘阻燃效果好，较好的代替铜导体电缆，抗拉强度大；此外，不光能够导电，还能实现光纤通信。
【专利说明】 绝缘阻燃碳纤维复合电缆
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电缆，具体地说是一种绝缘阻燃碳纤维复合电缆。
【背景技术】
[0002]目前在我国公共场所所用的电缆基本为低烟无卤阻燃电缆，导体有铜芯和铝芯，而铜资源在我国短缺，价格也很高，已经达到7万元以上一吨，而我国铝资源丰富，但普通电工铝的抗蠕变和延伸性能差，造成电缆运行过程中的运行安全性差，所以在我国用铝作导电线芯的电力电缆较少，随着8000系列的铝合金在我国批量投产，采用8000系列铝合金作导体成为一种可能，在美国等北美国家90%的供电线路采用了 8000系列铝合金作电力电缆的导体，所以采用8000系列的铝合金作导体，在我国应到了大量运用的时候。
[0003]而对于低烟、无卤和阻燃的性能，现在用的低烟无卤阻燃电缆要达到无烟、无卤和难燃的性能要求确很难，对材料成本增加很大，而采用金属作护套就很容易。虽然绝缘等材料可以燃料，但被金属护套隔绝了空气，无法燃烧或释放出烟雾和有害气体。
[0004]此外，现有的电缆抗拉强度还不够，对冰冻雨雪等自然灾害承受力低；且不能实现通信功能，还需要另设一条通信线路才能满足通信功能，造成重复布线。
【发明内容】
[0005]为克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种绝缘阻燃碳纤维复合电缆，是替代铜、铝芯低烟无卤阻燃型电力电缆的新一代产品，节约铜资源，性价比高，电气防火安全和环境保护效果更好。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0007]—种绝缘阻燃碳纤维复合电缆，其特征在于，由导体以及挤包在所述导体外层的绝缘层构成绝缘线芯，所述导体为铝合金导体，多根绝缘线芯绞合成电缆缆芯，缆芯间隙设置填充层，在所述缆芯及所述填充层外绕包有隔离层，在所述隔离层外纵包有轧纹型不锈钢外护套；在所述线芯中央的空隙中设置有碳纤维增强芯，所述碳纤维增强芯包括碳纤维丝和玻璃纤维丝；在所述隔离层内的空隙中设置一根光单元，所述的光单元为由若干条光纤置于一个不锈钢保护管内组成，不锈钢保护管采用松套结构，不锈钢保护管空隙内连续填充有阻水物，不锈钢保护管外包覆一层铜层。
[0008]本实用新型的有益效果是：
[0009]采用了玻璃纤维和碳纤维复合结构，不仅具有碳纤维材料的优点，而且强度更大。此外，该电缆不光能够导电，还能实现光纤通信。
[0010]因本实用新型电缆的导体采用了 8000系列电工级铝合金作导电线芯，导体载流能力与铝芯相当，是铜导体的61%，而铝合金导体材料成本是铜导体材料成本的约20%左右，而且8000系列电工级铝合金作导体，导体的抗蠕变性能和延伸性能佳，极大的提高了使用系统运行的可靠性。
[0011]因本实用新型电缆的外护层采用了纵包焊接轧纹型不锈钢外护套，不锈钢的熔点温度为1772°C，因此，电缆外护层在火焰温度达到750°C~1000°C条件下，电缆也不会熔化和燃烧，电缆里面的绝缘、填充和隔离及绕包层材料又被外护层隔离，与空气不接触，无法形成燃烧的条件，所以电缆本身也不会因老化、过载或短路产生自燃现象。
[0012]由于本实用新型电缆具有无烟、无卤和难燃的特性，电缆在火灾条件下的二次灾害也大大减少了，不会对环境保护造成负面影响，是名符其实的环保型电缆。
[0013]本实用新型电缆使用寿命长。由于不锈钢外护套耐腐蚀性强，电缆里面的材料与空气被隔离，绝缘及其它材料的老化过程大大延缓，电缆的使用寿命经计算可达到80年。
[0014]由于电缆外护套采用了不锈钢护套，不但是具有防火性能、其防腐性能、防水性能也好，可作为水下电缆使用。
[0015]由于对不锈钢外护套进行了轧纹工艺处理，本实用新型电缆的弯曲半径可与普通电缆相比，安装敷设时也不需要穿管，节省了穿管材料。
[0016]不锈钢外护套也可作为屏蔽层使用，具有很好的磁场屏蔽效果，也可替代现有的钢带铠装或联锁铠装电缆。
[0017]由于采用了铝合金导体和不锈钢外护套，节约了铜资源，电缆重量轻，无需穿管，安装方便，工程投资成本降低，性价比远高于现有电力电缆。
[0018]本实用新型电缆的技术性能指标：
[0019]额定电压：0.6/lkV 或 I. 8/3kV。
[0020]电缆长期最高允许工作温度：90°C、105°C和125°C，短时间允许达到：250°C。
[0021]最小弯曲半径：不小于电缆外径的10倍。
[0022]导体电阻在20°C时符合3956中铝导体的规定。
[0023]成品试验电压：3500V/5min或 6500V/5min。
[0024]绝缘电阻：在20°C时不小于1000M Ω/km。
[0025]无烟性能：透光率≥90% (低烟性能是≥60% )
[0026]无卤性能：PH值≥4. 3，电导率≥10 μ S/mm。
[0027]燃料性能：电缆在750°C~1000°C的火焰温度下，供火40min，电缆外护套也不会熔化和燃烧，电缆内部仅在火源附近被烧焦，烧焦的距离远小于普通的低烟无卤阻燃电缆，停止供火后，电缆上也无火焰延燃。
[0028]屏蔽性能：屏蔽抑制系数< O. 3%。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图I为本实用新型的横截面示意图；
[0030]图2为本实用新型中光单元的横截面示意图。
【具体实施方式】
[0031]本实施例绝缘阻燃碳纤维复合电缆，包括电缆铝合金导体1，导体I外挤包绝缘层2形成绝缘线芯，多根绝缘线芯束绞形成缆芯，采用无卤材料对缆芯中线芯之间的空隙进行填充构成填充层3，在缆芯和填充层3外绕包二层耐高温无机带形成隔离层4，电缆的最外层采用纵包并经焊接轧纹处理的不锈钢外护套7。
[0032]具体实施中，导体I采用8000系列电工级铝合金，根据需要可采用符合GB/T3956规定的第一种或第二种铝导体结构。绝缘层2可根据使用环境温度分别采用交联聚乙烯(900C )或辐照交联聚烯烃（105°C、125°C )绝缘材料挤包。成缆缆芯的成缆节距：不大于成缆外径的20倍，并对线芯间隙进行填充，填充材料为：与绝缘材料耐温等级相一致的无卤材料填充条；在缆芯重叠绕包二层耐高温无机材料作为隔离层4。不锈钢外护套7采用纵包焊接工艺，并对外护套进行轧纹处理。
[0033]在所述线芯中央的空隙中设置有碳纤维增强芯6，所述碳纤维增强芯6包括碳纤维丝和玻璃纤维丝，通过将成股的碳纤维丝和玻璃纤维丝绞合后，采用树脂浸溃，而后采用烘箱固化而成。在本实施例中，所述碳纤维丝为一根，所述玻璃纤维丝为六根。
[0034]在所述隔离层4内的空隙中设置一根光单元5，如图2所示，所述光单元5为由若干条光纤54置于一个不锈钢保护管51内组成，不锈钢保护管51采用松套结构，对光纤54起机械缓冲、防止金属线的侧向压力并起隔热保护作用；不锈钢保护管51空隙内连续填充合适的阻水物53，阻水物53能有效防止潮气或水份渗进光单元，不损害光纤54传输特性和使用寿命；不锈钢保护管51外包覆一层铜层52，有效防止不同材料形成的电位腐蚀。
【权利要求】
1. 一种绝缘阻燃碳纤维复合电缆，其特征在于，由导体以及挤包在所述导体外层的绝缘层构成绝缘线芯，所述导体为铝合金导体，多根绝缘线芯绞合成电缆缆芯，缆芯间隙设置填充层，在所述缆芯及所述填充层外绕包有隔离层，在所述隔离层外纵包有轧纹型不锈钢外护套；在所述线芯中央的空隙中设置有碳纤维增强芯，所述碳纤维增强芯包括碳纤维丝和玻璃纤维丝；在所述隔离层内的空隙中设置一根光单元，所述的光单元为由若干条光纤置于一个不锈钢保护管内组成，不锈钢保护管采用松套结构，不锈钢保护管空隙内连续填充有阻水物，不锈钢保护管外包覆一层铜层。
【文档编号】H01B7/295GK203536091SQ201320644725
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年10月19日 优先权日:2013年10月19日
【发明者】韦强启, 王永祥, 孟哲, 姜新斌, 刘平, 欧阳斌, 祝炳臣, 高顺林, 蒿军鹏, 王桂花, 周汉卿, 李习伟 申请人:河南中录电缆有限公司