专利名称：：耐火信号电缆的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种用于传输中高频信号的耐火信号电缆，特别是涉及一种采用玻璃丝耐火层的耐火信号电缆。
背景技术：
：信号电缆，即信号传输频率在lKHz-lMHz的电缆，是随着现代控制信息技术发展而产生的，主要用于工业配电网络中仪表、电器及其它自动控制装置之间的连接线，负责传输控制信号、传递信息。与控制电缆相比较，它不传输电力，属于弱电系统用电缆；与通讯电缆相比较，传输信号的频率低于通讯电缆。传统的信号电缆包括导体、绝缘层、屏蔽层和护套。而信号电缆大多不具有耐火功能，在敷设时在其外部敷设保护层，例如铝合金排管、水泥涂层或绕包云母层等，在起到保护作用的同时兼顾一定的耐火功效。在一些特殊场合(如轨道交通列车、海上石油平台及大型船舶等)，敷设安装在高火灾危险区域的信号电缆必须保证具有耐火功能(火焰条件下保持线路完整性)，也要保证电缆具有一定的传输特性(信号频率达1KHz-1MHz);同时这类电缆的安装敷空间设有限，对信号电缆的结构尺寸有严格的要求。在这样的场合迫切需要一种具有良好传输特性、耐火功能、结构紧凑的耐火信号电缆。耐火信号电缆不同于传统意义上的耐火电缆。传统意义的耐火电缆包括电力电缆和仪表电缆两类。传统耐火电缆实现耐火功能所设置的耐火层主要有下列技术方式(1)矿物绝缘，使用氧化镁、氧化铝等无机物的耐高温特性实现耐火，同时也可以作为绝缘层，此类电缆的耐火温度可达到150(TC左右；(2)云母带及无机物与云母复合带绕包在导体上，此类电缆的耐火温度可以达到950。C左右；(3)挤包硅橡胶层，此类电缆的耐火温度可以达到75(TC左右，常作为电力电缆的耐火层和绝缘层使用；(4)玻璃丝作为辅助耐火材料。由于耐火信号电缆的使用特性与这两类电缆大不相同，首先电压等级不超过300V，其次信号的传输频率在lKHz-lMHz之间。因此不能简单地将上述传统意义的耐火电缆中的耐火层技术转用于信号电缆。然而，现有的(1)矿物绝缘耐火效果虽好，但其介电常数过高，天然地限制使用在信号传输上；此外信号电缆的导体截面一般来讲均小于lmm2，目前的加工工艺也限制矿物绝缘在信号电缆上的应用；(2)云母带及无机物与云母复合带绕包在导体上耐火效果虽较佳，而现代信号电缆要求传输信号频率达1KHz-1MHz，传统工艺使用云母带绕包式耐火电缆不能够做到绕制完全平整光滑，很难保证电缆在高频下的良好传输特性，不可避免造成信号衰减、畸变，从而导致工业现场总线系统工作区域变小，甚至失常；(3)挤包硅橡胶层厚度常超过0.6mm，硅橡胶的介电常数为2.9-4.0之间，与云母带和矿物绝缘相比介电常数较小，但与信号电缆的绝缘层用材料(聚乙烯和发泡聚乙烯)的2.3以下相比，仍然较大，因此使用硅橡胶类化合物必须将厚度减薄到与绝缘层厚度相比较小的程度，而直接使用硅橡胶挤包，加工的精度不可能达到信号电缆要求的0.10mm-0.20mm，不能单独使用硅橡胶。
发明内容本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中大多信号电缆无耐火层，而在采用外设耐火设备或最外层绕包云母带时无法兼顾高频传输特性的缺陷，提供一种耐火信号电缆，其传输信号频率可达1KHz-1MHz。本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的一种耐火信号电缆，其包括导体以及绝缘层，其特征在于，在该导体和绝缘层中间设有一耐火层，该耐火层为采用介电常数在3.0-4.0范围内的玻璃丝纤维制成的玻璃丝耐火层。4其中，该玻璃丝纤维优选介电常数较低的无碱玻璃丝，通常可选用市售产品，所说的无碱玻璃丝是指其中氧化钠的含量一般在0%-2%(重量百分比)范围的玻璃丝。其中，该玻璃丝耐火层的厚度范围为0.10mm-0.20mm。较佳地，该绝缘层材料采用聚乙烯、发泡聚乙烯或发泡交联聚乙烯。其中，该耐火信号电缆的绝缘层外设有一屏蔽层，该屏蔽层由镀锡铜丝组成，屏蔽密度不小于85%。本发明的积极进步效果在于本发明首次将低介电常数(3.0-4.0)的玻璃丝用于作为耐火信号电缆的耐火层，解决了大多信号电缆不设有耐火层，需借由在其外部敷设排管或绕包云母带等方法达到耐火功能从而导致高频信号传输特性下降的缺点。本发明采用低介电常数的玻璃丝绕包耐火层，其具有良好传输特性、耐火功能。在兼顾耐火特性和高频传输特性的同时，依然整体结构尺寸紧凑，不会给安装敷设带来困难。图1为本发明的耐火信号电缆应用于profibus总线耐火信号电缆结构示意图。图2为本发明的耐火信号电缆应用于RS485总线用耐火电缆结构示意图。具体实施例方式下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。实施例1如图1所示，为本发明用于profibus总线用耐火信号电缆的实施例，A为proflbus总线用耐火信号电缆，其采用铜绞合导线1其截面面积为0.22mm2，在铜绞合导线1上绕包厚度为O.lOmm的玻璃丝耐火层2，特别的是本发明中的玻璃丝耐火层2要求采用低介电常数的玻璃丝作为耐火层的材料。在该玻璃丝耐火层2外包裹厚度为0.30mm的聚乙烯绝缘层3，可以使用发泡聚乙烯或发泡交联聚乙烯作为替代，用以补偿采用玻璃丝绕包带来的等效介电常数变大的问题。双芯绞合后在其外部编织金属屏蔽4，该金属屏蔽4主要由镀锡铜丝组成，该屏蔽密度不小于85%。最后在该金属屏蔽4外挤包护套5。玻璃丝的高熔点性能保证了电缆的耐火特性，但玻璃丝纤维应用于信号传输上必须选用低介电常数，即介电常数范围在3.0-4.0的玻璃丝纤维，且玻璃丝绕包层的厚度与绝缘层相比要较小时，可制得符合行业标准的耐火信号电缆。其中，厚度为O.lOmm的玻璃丝绕包耐火层不仅能保证具有双层绝缘介质的Can总线用电缆中传输线对的传输特性，如保证在lKHz至1MHz的特性阻抗(150Q)，较小衰减、串音、结构回波损耗；而且具有耐火特性，能够通过BS6387规定保持线路完整性试验，供火温度为95(TC对绞线线对内两线施加250V电压水平下燃烧30分钟不击穿的标准。实施例2如图2所示，本发明应用于RS485总线电缆的实施例，图中的线芯A'即为图1中的信号电缆A。将五束线芯A'绞合成缆线后，在缆线的外部绕包聚脂膜6，在聚脂膜6外部编织包含镀锡铜丝的总屏蔽层7，屏蔽密度不小于85%。在该总屏蔽7外部套设总护套8，该总护套由低烟无卤阻燃聚烯烃材料组成。特别的是，本实施例中采用的信号电缆A的聚乙烯绝缘层厚度相对上述实施例中使用的聚乙烯绝缘层厚度略有增加，本实施例中采用的厚度为0.35mm。本实施例中，厚度为0.20mm的玻璃丝绕包耐火层不仅能保证具有双层绝缘介质的RS485总线用电缆的传输特性，如保证在lKHz至lMHz的特性阻抗(120Q)，较小衰减、串音、结构回波损耗；而且其耐火特性能够通过IEC6033U规定保持线路完整性试验，最大外径15.0mm，供火温度为950°C对绞线线对内两线施加60V电压水平下燃烧30分钟不击穿。同时电缆具有低烟、无卤、阻燃特性。特别的，本发明中的玻璃丝绕包耐火层采用市售的低介电常数无碱玻璃丝，在lMHz以下的测量条件时，其介电常数为3.0-4.0,其主要成分见表1。表1低介电常数无碱玻璃丝主要成分(以质量百分比计)Si02<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>上述实施例中的其它各层原料均可购得，电缆的生产工艺可同现有传统技术。虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。权利要求1、一种耐火信号电缆，其包括导体以及绝缘层，其特征在于，在该导体和绝缘层中间设有一耐火层，该耐火层为采用介电常数在3.0-4.0范围内的玻璃丝纤维制成的玻璃丝耐火层。2、如权利要求1所述的耐火信号电缆，其特征在于，该玻璃丝纤维为无碱玻璃丝。3、如权利要求1或2所述的耐火信号电缆，其特征在于，该玻璃丝耐火层的厚度范围为0.10mm-0.20mm。4、如权利要求1或2所述的耐火信号电缆，其特征在于，该绝缘层的材料采用聚乙烯、发泡聚乙烯或发泡交联聚乙烯。5、如权利要求1或2所述的耐火信号电缆，其特征在于，该耐火信号电缆的绝缘层外设有一屏蔽层，该屏蔽层由镀锡铜丝组成，屏蔽密度不小于85%。全文摘要本发明公开了一种耐火信号电缆，其包括导体以及绝缘层，在该导体和绝缘层之间设有一耐火层，其中该耐火层为采用低介电常数无碱玻璃丝制成的玻璃丝耐火层。本发明将传统的用作耐火层辅助材料的玻璃丝作为主耐火材料，采用低介电常数的玻璃丝绕包耐火层，达到了良好传输特性、耐火功能并具有结构紧凑的优点。文档编号H01B3/44GK101673594SQ20091017416公开日2010年3月17日申请日期2009年9月29日优先权日2009年7月21日发明者忻济民,曲文波,扬杨申请人:上海电缆研究所;上海特缆电工科技有限公司