中压吊装耐火电缆及其制备方法
【专利摘要】一种中压吊装耐火电缆，包括多股线芯，所述的线芯外填充有内设钢丝的防火层，所述防火层外依次设置第一耐火层、低烟无卤内护套、挡火层、铝合金丝、第二耐火层、不锈钢带、第三耐火层、挡火层、第四耐火层和阻燃外护套。本发明还包括一种该电缆的制备方法，包括以下步骤：首先在线芯的相间空隙内设置钢丝并成缆，其次将缆芯外面包覆防火层，并绕包第一耐火层，而后挤包内护套并包覆挡火层，然后绕包不锈钢带与第二耐火层，之后包覆阻火层与第三耐火层，最后在外侧第四耐火层外挤包外护套。本发明采用上述技术方案，能大幅度延长热传导到电缆缆芯内的时间，使其耐压绝缘和导体导电的性能得到提升，并且抗拉强度高，可用于高层建筑垂吊敷设。
【专利说明】
中压吊装耐火电缆及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及电缆制造技术领域，特别是一种中压吊装耐火电缆及其制备方法。【背景技术】
[0002]随着经济社会的高速发展，高层建筑越来越多，用电量大，传输功率大，尤其需要大容量中压电缆，而高层建筑容积率高，人口密度大，高层建筑电力电缆因受到复杂自然原因和人为因素的影响易发生电力事故。
[0003]高层建筑中的主干电缆大多采用垂直敷设，因此通常电缆要承受纵向拉力。该结构电缆重量大，外周钢丝固定难，施工难度大，而且会造成电缆散热困难，因此导致载流量相对减小，使得电缆成本提高，铠装电缆外径较大增加了电缆材料用量，也会导致电缆成本增加。同时为了使电力事故不会引起火灾，或在遭受火灾破坏的情况下不会使电力电缆酿成次生事故，这就要求中高压电力电缆需要具有可靠的耐火功能，还要求电缆能承受纵向巨大拉力。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种抗拉耐用、可高层垂吊敷设、防火耐火的中压吊装耐火电缆及其制备方法。
[0005]为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案:
[0006]—种中压吊装耐火电缆，包括多股线芯1，所述的线芯1外填充有防火层71，所述的防火层71内设有外部挤包低烟无卤护套11的高强度钢丝10,防火层71外绕包第一耐火绝热层81，所述第一耐火绝热层81的外部包裹有低烟无卤内护套9,所述低烟无卤内护套9的外部设有挡火层72,所述挡火层72内有设有铝合金丝12,挡火层72的外绕包第二耐火绝热层 82,在第二耐火绝热层82外设有不锈钢带13,所述不锈钢带13的外部还绕包有第三耐火绝热层83,第三耐火绝热层83外设有挡火层73,所述挡火层73的外部再绕包第四耐火绝热层 84,在第四耐火绝热层84的外部挤包有阻燃外护套14。
[0007]可选的，每股线芯1包括导体15,所述导体15的外部挤包有绝缘层3,所述绝缘层3 的外部绕包有金属屏蔽层5,并且每股线芯1的外部挤包有低烟无卤外护套6。
[0008]可选的，每股线芯1包括导体15,所述导体15的外部依次挤包有导体屏蔽层2、绝缘层3和绝缘屏蔽层4,所述绝缘屏蔽层4的外部绕包有金属屏蔽层5,并且每股线芯1的外部挤包有低烟无卤外护套6,所述导体屏蔽层2和绝缘屏蔽层4是半导体屏蔽层。
[0009]可选的，所述防火层71是具有释水降温特性的无机化合物挤出填充结构层，其分解释水降温的临界温度范围为150°C至250°C。
[0010]可选的，所述阻火层73是具有释水降温和烧结体特性的无机化合物挤出填充结构层，其释水降温的临界温度范围在300°C至400°C之间。[〇〇11]可选的，所述防火层71、挡火层72、阻火层73是氢氧化镁无机化合物填充层。
[0012]可选的，所述氢氧化镁无机化合物填充层中的无机矿物金属水合物包括硅酸钠、氢氧化镁和胶结剂。
[0013]可选的，第一耐火绝热层81、第二耐火绝热层82、第三耐火绝热层83和第四耐火绝热层84是防火无机阻燃带;阻燃外护套14是防火聚烯烃外护套。
[0014]—种中压吊装耐火电缆的制备方法，包括以
[0015]下步骤，[〇〇16]步骤A.在三根呈三角形排列的线芯1的相间空隙内设置外部挤包低烟无卤护套11 的高强度钢丝10,并将高强度钢丝10与线芯1成缆，制成单根缆芯；
[0017]步骤B.将缆芯外面包覆氢氧化镁无机化合物，形成防火层71;
[0018]步骤C.在防火层71外面绕包第一耐火绝热层81，形成内耐火绝缘层；[〇〇19]步骤D.在第一耐火绝热层81外挤包低烟无卤内护套9,在低烟无卤内护套9外用铝合金丝12铠装，并包覆挡火层72，在挡火层72外绕包第二耐火绝热层82;
[0020]步骤E.第二耐火绝热层82外绕包不锈钢带13,在不锈钢带13外再绕包第三耐火绝热层83,在第三耐火绝热层83外包覆阻火层73,在阻火层73外绕包第四耐火绝热层84;
[0021]步骤F.在外侧第四耐火绝热层84外挤包阻燃外护套14。
[0022]可选的，其中步骤A中线芯1的制备方法包括以下步骤，
[0023]步骤a.采用三层共挤工艺在导体15的外面由内向外挤包导体屏蔽层2、绝缘层3和绝缘屏蔽层4;
[0024]步骤b.在绝缘屏蔽层4外绕包金属屏蔽层5
[0025]本发明的中压吊装耐火电缆采用上述技术方案，由集阻燃、绝热、耐火、隔火于一体的阻燃外护套加绝热阻火层构成外部的绝热隔火功能层，由集降温、隔热、铠装于一体的第二耐火绝热层加降温隔热铠装的挡火层构成中间的降温、隔热和铠装功能层，由集降温、 隔火于一体的降温防火层加内第一耐火绝热层构成内部的降温防火功能层，能大幅度延长热传导到中压垂吊防火电缆缆芯内的时间，使其耐压绝缘和导体导电的性能得到提升，并且还具有抗拉强度高，可用于高层建筑垂吊敷设的特性。
[0026]本发明的制备方法在有效的确保电缆的防火耐热性能的前提下，减少生产加工难度，而且保证了电缆较大的载流量与合适的外径，便于安装和敷设。【附图说明】
[0027]图1是本发明中压吊装耐火电缆的整体结构示意图。
[0028]图中:1_线芯、2-导体屏蔽层、3-绝缘层、4-绝缘屏蔽层、5-金属屏蔽层、6-低烟无卤外护套、71-防火层、72-挡火层、73-阻火层、81-第一耐火绝热层、82-第二耐火绝热层、 83-第三耐火绝热层、84-第四耐火绝热层、9-低烟无卤内护套、10-高强度钢丝、11-低烟无卤护套、12-铝合金丝、13-不锈钢带、14-阻燃外护套、15-导体。【具体实施方式】[〇〇29]以下结合附图给出本发明的实施例，进一步说明本发明的中压吊装耐火电缆及其制备方法【具体实施方式】。本发明的中压吊装耐火电缆及其制备方法不限于以下实施例的描述。
[0030]如图1所示，本发明的中压吊装耐火电缆包括多股线芯1，所述的线芯1外填充有防火层71，所述的防火层71内设有外部挤包低烟无卤护套11的高强度钢丝10,防火层71外绕包第一耐火绝热层81，所述第一耐火绝热层81的外部包裹有低烟无卤内护套9,所述低烟无卤内护套9的外部设有挡火层72，所述挡火层72内有设有铝合金丝12，挡火层72的外绕包第二耐火绝热层82,在第二耐火绝热层82外设有不锈钢带13,所述不锈钢带13的外部还绕包有第三耐火绝热层83，第三耐火绝热层83外设有挡火层73，所述挡火层73的外部再绕包第四耐火绝热层84,在第四耐火绝热层84的外部挤包有阻燃外护套14。本发明采用上述技术方案，由集阻燃、绝热、耐火、隔火于一体的阻燃外护套14加绝热阻火层73构成外部的绝热隔火功能层，由集降温、隔热、铠装于一体的第二耐火绝热层82加降温隔热铠装的挡火层72 构成中间的降温、隔热和铠装功能层，由集降温、隔火于一体的降温防火层71加内第一耐火绝热层81构成内部的降温防火功能层，能大幅度延长热传导到中压垂吊防火电缆缆芯内的时间，使其耐压绝缘和导体导电的性能得到提升并且还具有抗拉强度高，可用于高层建筑垂吊敷设的特性。
[0031]每股线芯1的外部挤包有低烟无卤外护套6,在多股线芯1之间设有高强度钢丝10， 从而使电缆具有较高的抗拉强度，所述的高强度钢丝10外挤包低烟无卤护套11，线芯1与高强度钢丝10成缆后的间隙内设有防火层71，防火层71是具有释水降温特性的无机化合物挤出填充结构层，其分解释水降温的临界温度范围为150°C至250°C。防火层71外挤包低烟无卤内护套9，用铝合金丝12铠装，并包覆挡火层72，从而使电缆可用于高层建筑垂吊敷设，不锈钢带13绕包在挡火层72的外部，在不锈钢带13的外部包覆有阻火层73,所述的阻火层73 外挤包有阻燃外护套14,并且在防火层71、挡火层72、阻火层73和不锈钢带13外绕包有耐火绝热层，从而使得本电缆既能满足高层建筑的需要，又具有防火、挡火、阻火的特性。[〇〇32]所述防火层71、挡火层72、阻火层73的防火材料优选采用氢氧化镁无机化合物，形成氢氧化镁无机化合物填充层，它是一种以氢氧化镁为主要材料的无机化合物。借助氢氧化镁在350°C时开始分解释放出结晶水的特性，能有效起到释水降温的效果。另外通过化学反应烧结成固体的氧化镁，能有效起到隔热防火的效果。其中阻火层73的防火材料不排除选用其它无机化合物，但它需具有释水降温的特性和烧结体具有隔热的特点，阻火层73释水降温的临界温度大于防火层71释水降温的临界温度，其释水降温的临界温度范围在300 °C至400°C之间，以形成与降温防火层71的释水降温的临界温度相差约150°C，使处于中间的降温隔热铠装的挡火层72能在较高的温度下开始降温，以延长火和热影响到降温防火层 71的时间。所述氢氧化镁无机化合物填充层中的无机矿物金属水合物主要包括硅酸钠、氢氧化镁、胶结剂。其中硅酸钠具有胶结作用，在空气中C02的作用下，从溶液中可析出Si02胶体:NaO ? mSi〇2+C〇2+nH20 = NaC〇3+mSi〇2 ? nH20;析出的胶体Si02是一种新生态的Si02,具有极大的活性，他们包裹在细分周围，粘附在骨料表面将氢氧化镁颗粒粘结在一起。胶结剂可以采用玻璃水或类似胶结剂，能增加其包覆粘结效果。氢氧化镁颗粒不断吸水的同时，Si02 胶体水分不断减少，凝胶逐渐浓缩，紧密地胶结在氢氧化镁颗粒表面，从而使物料成为一个整体。从分子结构角度分析该金属水合物的化学结构如下:硅酸钠溶液空间立体化学结构由S1-0共价键决定的，Si原子位于正四面体的基本单元机构Si〇44'这些基本结构单元可以通过不同的方式结合成链状、环状、层状及立方网格结构的阴离子，这些阴离子通过金属钠离子把它们连接起来形成链状结构，S1广正四面体通过共用不同的氧原子数而形成不同的硅氧基团的阴离子，如31〇44_、312〇72_、313〇66'516〇1812，，加入氢氧化镁、胶结剂后分子由线型、面型变为三维结构，形成的分子结构类似的三维网状结构。该结构层在350°C以下温度时逐渐释放出该层结构中的游离水分子，游离水分子释放过程中，蒸发降温，延缓电缆内部温升。等游离水分子蒸发殆尽时，该层结构成多孔网状结构。多孔网状结构温度上升到 350°C时，其中氢氧化镁开始进行化学反应，释放出结晶水分子。由于多孔网状结构其保温绝热作用，延缓氢氧化镁发生化学反应，同时延缓结晶水分子蒸发。使该层结构水分子随温度时间的蒸发的速率在350 °C前成多孔网状骨架结构的绝热、隔火材料，进一步起到隔绝火源，延缓电缆内部结构温升，同时形成的多孔结构可以吸附在燃烧过程中烟气。
[0033]本发明中的线芯1的一种实施例是，每股线芯1包括导体15,所述导体15的外部挤包有绝缘层3,所述绝缘层3的外部绕包有金属屏蔽层5。
[0034]本发明中的线芯1的另一种实施例是，每股线芯1包括导体15,所述导体15的外部依次挤包有导体屏蔽层2、绝缘层3和绝缘屏蔽层4,所述绝缘屏蔽层4的外部绕包有金属屏蔽层5,所述的导体屏蔽层2和绝缘屏蔽层4是半导体屏蔽层，从而保证了电缆的载流量并且使得电缆易于散热。第一耐火绝热层81、第二耐火绝热层82、第三耐火绝热层83和第四耐火绝热层84是防火无机阻燃带，阻燃外护套14是防火聚烯烃外护套，从而在尽量不增加电缆外径的前提下，减少电缆的成本。[〇〇35]本发明还包括一种中压吊装耐火电缆的制备方法，包括以下步骤:[〇〇36]步骤A.在三根呈三角形排列的线芯1的相间空隙内设置外部挤包低烟无卤护套11 的高强度钢丝10,并将高强度钢丝10与线芯1成缆，制成单根缆芯；
[0037]步骤B.将缆芯外面包覆氢氧化镁无机化合物，形成防火层71;[〇〇38]步骤C.在防火层71外面绕包第一耐火绝热层81，形成内耐火绝缘层；[〇〇39]步骤D.在第一耐火绝热层81外挤包低烟无卤内护套9,在低烟无卤内护套9外用铝合金丝12铠装，并包覆挡火层72，在挡火层72外绕包第二耐火绝热层82;
[0040]步骤E.第二耐火绝热层82外绕包不锈钢带13,在不锈钢带13外再绕包第三耐火绝热层83,在第三耐火绝热层83外包覆阻火层73,在阻火层73外绕包第四耐火绝热层84;[0041 ]步骤F.在外侧第四耐火绝热层84外挤包阻燃外护套14。
[0042]优选的，在步骤A中线芯1的制备方法，包括以下步骤:
[0043]步骤a.采用三层共挤工艺在导体15的外面由内向外挤包导体屏蔽层2、绝缘层3和绝缘屏蔽层4;
[0044]步骤b.在绝缘屏蔽层4外绕包金属屏蔽层5。
[0045]本发明的制备方法在有效的确保电缆的防火耐热性能的前提下，减少生产加工难度，而且保证了电缆较大的载流量与合适的外径，便于安装和敷设。
[0046]本发明中的中压垂吊耐火电缆，其绝缘、填充、护套等结构均为低烟无卤材料，电缆为低烟无卤环保电缆。电缆遇火灾时，由于其阻燃护套，无机矿物金属水合物降温隔火层短时间内不会使电缆内部温度过高，因而电缆能够较好地适应对阻燃耐火等级要求较高场所的使用需要，而且结构合理，可靠性高。
[0047]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种中压吊装耐火电缆，包括多股线芯(1)，其特征在于:所述的线芯(1)外填充有防 火层(71)，所述的防火层(71)内设有外部挤包低烟无卤护套(11)的高强度钢丝(10)，防火 层(71)外绕包第一耐火绝热层(81)，所述第一耐火绝热层(81)的外部包裹有低烟无卤内护 套(9)，所述低烟无卤内护套(9)的外部设有挡火层(72)，所述挡火层(72)内有设有铝合金 丝(12)，挡火层(72)的外绕包第二耐火绝热层(82)，在第二耐火绝热层(82)外设有不锈钢 带(13)，所述不锈钢带(13)的外部还绕包有第三耐火绝热层(83)，第三耐火绝热层(83)外 设有挡火层(73)，所述挡火层(73)的外部再绕包第四耐火绝热层(84)，在第四耐火绝热层 (84)的外部挤包有阻燃外护套(14)。2.根据权利要求1所述的中压吊装耐火电缆，其特征在于:每股线芯(1)包括导体(15)， 所述导体(15)的外部挤包有绝缘层(3)，所述绝缘层(3)的外部绕包有金属屏蔽层(5)，并且 每股线芯(1)的外部挤包有低烟无卤外护套(6)。3.根据权利要求1所述的中压吊装耐火电缆，其特征在于:每股线芯(1)包括导体(15)， 所述导体(15)的外部依次挤包有导体屏蔽层(2)、绝缘层(3)和绝缘屏蔽层(4)，所述绝缘屏 蔽层(4)的外部绕包有金属屏蔽层(5)，并且每股线芯(1)的外部挤包有低烟无卤外护套 (6)，所述导体屏蔽层(2)和绝缘屏蔽层(4)是半导体屏蔽层。4.根据权利要求3所述的中压吊装耐火电缆，其特征在于:所述防火层(71)是具有释水 降温特性的无机化合物挤出填充结构层，其分解释水降温的临界温度范围为150°C至250r。5.根据权利要求1所述的中压吊装耐火电缆，其特征在于:所述阻火层(73)是具有释水 降温和烧结体特性的无机化合物挤出填充结构层，其释水降温的临界温度范围在300°C至 400 °C之间。6.根据权利要求1所述的中压吊装耐火电缆，其特征在于:所述防火层(71)、挡火层 (72 )、阻火层(73)是氢氧化镁无机化合物填充层。7.根据权利要求6所述的中压吊装耐火电缆，其特征在于:所述氢氧化镁无机化合物填 充层中的无机矿物金属水合物主要由硅酸钠、氢氧化镁、胶结剂组成。8.根据权利要求1所述的中压吊装耐火电缆，其特征在于:第一耐火绝热层(81)、第二 耐火绝热层(82)、第三耐火绝热层(83)和第四耐火绝热层(84)是防火无机阻燃带;阻燃外 护套(14)是防火聚烯烃外护套。9.一种中压吊装耐火电缆的制备方法，其特征在于:包括以下步骤，步骤A.在三根呈三角形排列的线芯(1)的相间空隙内设置外部挤包低烟无卤护套(11) 的高强度钢丝(10)，并将高强度钢丝(10)与线芯(1)成缆，制成单根缆芯；步骤B.将缆芯外面包覆氢氧化镁无机化合物，形成防火层(71);步骤C.在防火层(71)外面绕包第一耐火绝热层(81)，形成内耐火绝缘层；步骤D.在第一耐火绝热层(81)外挤包低烟无卤内护套(9)，在低烟无卤内护套(9)外用 铝合金丝(12)铠装，并包覆挡火层(72)，在挡火层(72)外绕包第二耐火绝热层(82);步骤E.第二耐火绝热层(82)外绕包不锈钢带(13)，在不锈钢带(13)外再绕包第三耐火 绝热层(83)，在第三耐火绝热层(83)外包覆阻火层(73)，在阻火层(73)外绕包第四耐火绝 热层(84);步骤F.在外侧第四耐火绝热层(84)外挤包阻燃外护套(14)。10.根据权利要求9所述的中压吊装耐火电缆的制备方法，其特征在于:其中步骤A中线 芯(1)的制备方法包括以下步骤，步骤a.采用三层共挤工艺在导体(15)的外面由内向外挤包导体屏蔽层(2)、绝缘层(3) 和绝缘屏蔽层(4);步骤b.在绝缘屏蔽层(4)外绕包金属屏蔽层(5)。
【文档编号】H01B7/295GK105957609SQ201610430011
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月16日
【发明人】吴东勃, 陈磊, 潘树超, 黄晓宝, 彭亦静, 赵启年
【申请人】安徽太平洋电缆股份有限公司