一种耐火电力电缆的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种耐火电力电缆，用以解决现有耐火电力电缆在火灾情况下可提供的供电时间较短，不能满足救援需求的问题。包括：位于内部中心的内缆簇，以及依次挤包于内缆簇外的高阻燃材料层、高阻燃带、金属铠装护套，以及热缩型低烟无卤聚烯烃阻燃护套；其中内缆簇至少由2条相互绞合的内缆构成，每一内缆包括：内部中心的铝合金电导线，在铝合金电导线外部采用双面玻璃纤维金云母带多层缠绕结构再挤包热缩型无卤低烟聚烯烃阻燃绝缘层。本实用新型的耐火电力电缆可应用于建筑工程等领域供、配电系统使用的电力电缆。在燃烧环境下使用时，能经受750-800℃的火焰燃烧，且通电时间高达180-300分钟以上。
【专利说明】【【技术领域】】
[0001] 本实用新型涉及电缆，尤其是一种耐火电力电缆。 -种耐火电力电缆 【【背景技术】】
[0002] 电线电缆行业是中国仅次于汽车行业的第二大行业，产品品种满足率和国内市场 占有率均超过90%。在世界范围内，中国电线电缆总产值已超过美国，成为世界上第一大电 线电缆生产国。中国经济持续快速的增长，为线缆产品提供了巨大的市场空间，中国市场强 烈的诱惑力，使得世界都把目光聚焦于中国市场，在改革开放短短的几十年，中国线缆制造 业所形成的庞大生产能力让世界刮目相看。随着中国电力工业、数据通信业、城市轨道交通 业、汽车业以及造船等行业规模的不断扩大，对电线电缆的需求也将迅速增长，未来电线电 缆业还有巨大的发展潜力。
[0003] 现有的普通耐火电缆应用于科技密集型场所、人员集中，突发事件时易造成群死 群伤的公共场所、高层建筑物、娱乐场所及众多高质量和有高度安全隐患的建筑项目在火 灾情况发生时，普通耐火电缆的供电救援时间经试验及实际应用最长只有40-90分钟，远 远达不到现场救援所需要的供电、信号传输的黄金救援时间，所以会导致伤亡惨重、群死群 伤的事件屡屡发生，给国家及个人的生命和财产带来不可估量的损失。 【
【发明内容】
】
[0004] 本实用新型提供了一种耐火电力电缆，用以解决现有耐火电力电缆在火灾情况下 可提供的供电时间较短，不能满足救援需求的问题。
[0005] 本实用新型的一种耐火电力电缆，包括：位于内部中心的内缆簇，以及依次挤包于 所述内缆簇外的高阻燃材料层、高阻燃带、金属铠装护套，以及热缩型低烟无卤聚烯烃阻燃 护套；其中所述的内缆簇至少由2条相互绞合的内缆构成，所述的每一内缆包括：内部中心 的铝合金电导线，在所述铝合金电导线外部采用双面玻璃纤维金云母带多层缠绕结构再挤 包热缩型无卤低烟聚烯烃阻燃绝缘层；所述高阻燃材料层填充于内缆簇的缝隙中。
[0006] 其中，所述高阻燃带缠绕于高阻燃材料层外部。
[0007] 其中，所述金属铠装护套采用铝合金带连续互锁缠绕结构。
[0008] 本实用新型的耐火电力电缆可应用于建筑工程等领域供、配电系统使用的电力电 缆。在燃烧环境下使用时，能经受750-800°C的火焰燃烧，不出现延燃和滴落现象，且通电时 间高达180-300分钟以上，为火灾救援现场大大延长黄金救援时间，不仅可提供消防设施 供电的需要，更能保障监控图像及信号的传输保持畅通，大大延长了救援现场内部信息的 反馈，为缩短救援时间提供宝贵信息。 【【专利附图】
【附图说明】】
[0009] 图1是本实用新型实施例中耐火电力电缆的截面示意图。 【【具体实施方式】】
[0010] 以下以4条相互绞合的内缆为例，参见图1所示进行详细说明。
[0011] 本实施例中的耐火电力电缆，包括：位于内部中心的内缆簇1，以及依次挤包于所 述内缆簇1外的高阻燃材料层2、高阻燃带3、金属铠装护套4,以及热缩型低烟无卤聚烯烃 阻燃护套5 ;其中内缆簇由4条相互绞合的内缆10构成。绞合完成后，由于拧成一股的内 缆簇1非圆柱形，并存在缝隙，采用高阻燃材料层2填充于内缆簇1的缝隙中使其成为规整 的圆柱形，高阻燃材料层2可采用热缩型低烟无卤聚烯烃阻燃材料。高阻燃带3缠绕于高 阻燃材料层2外部，具体可以采用多层缠绕结构，高阻燃带3可采用双面玻璃纤维增强型金 云母带或其它高阻燃玻璃纤维带。金属铠装护套4可采用铝合金带连续互锁缠绕结构。上 述的每一内缆10包括：内部中心的铝合金电导线101，在铝合金电导线101外部采用双面 玻璃纤维（增强型）金云母带102多层缠绕结构再挤包热缩型无卤低烟聚烯烃阻燃绝缘层 103。
[0012] 在具体实现中，本实施例的耐火电力电缆可以作为高阻燃、高耐火耐高温消防专 用电缆。其中，铝合金电导线101采用AA-8030型铝合金电导材料经冷拉工艺、高温闷火工 艺连续生产。与传统的AA-1350纯铝导体相比，它导体的密度和导体的表面积均比实芯铝 杆要大得多，电缆相对比较柔软。由于机械化连续生产，电缆长度可以满足配电长度需要， 无需中间接头。电缆的绝缘材料采用双面玻璃纤维增强型金云母带102多层缠绕再挤包 热缩型无卤低烟聚烯烃阻燃绝缘层103,多层工艺生产，可在750-800°C火焰燃烧、1KV电压 下300分钟不击穿，绝缘电阻不小于1. ΟπιΩ。绞合工艺过程中再次经过高频火花机高达 10KV高压检测，彻底杜绝安全隐患。绞合完成后填充高阻燃（特殊）材料层2,其次缠绕高 阻燃带3,再次应用5052Η24型铝合金带采用连续互锁缠绕工艺生产金属铠装护套4,最后 挤包热缩型低烟无卤聚烯烃阻燃护套5。本实施例的高阻燃耐火消防专用电力电缆既保证 了接地的安全性能、防腐、防潮，互锁缠绕工艺又具有很高的弯曲性能，施工安装十分方便、 简单。
[0013] 相比较，传统的铝芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套耐火电力电缆的实验要求在 750°C火焰燃烧、300V电压下90分钟不击穿。而本实施例的耐火电力电缆经实验证明可在 800°C火焰燃烧、1KV电压下300分钟不击穿。聚氯乙烯PVC塑料系高衰减材料，而本实用新 型采用的热缩型无卤低烟聚烯烃阻燃绝缘料系低衰减材料。
[0014] 一、热缩型低烟无卤聚烯烃相关指标：
[0015] 1.其中卤素指针为：所有卤素的值彡50PPM(根据法规PREN14582);
[0016] 2.燃烧后产生卤化氢气体的含量< 100PPM(根据法规EN5067-2-1);
[0017] 3.燃烧后产生的卤化氢气体溶于水后的PH值> 4. 3(弱酸性）（根据法规 EN-50267-2-2)，燃烧时不会产生有毒黑烟（会产生少量白色烟雾）；
[0018] 4.产品在密闭容器中燃烧后透过一束光线其透光率彡60% (根据法规 EN-50268-2)；
[0019] 5.具有较高的体积电阻率：PVC电线一般为1012?1015 Ω/α?，低烟无卤电线大 于 1016Ω/〇ιι3 ;
[0020] 6.具有良好的耐高压特性：PVC电线一般耐10KV以上，而低烟无卤电线高达15KV 以上；
[0021] 6. Pb < 90PPM，Cd、Cr6+、Hg、PBBs、PBDEs 均小于 5PPM。
[0022] 二、聚氯乙烯PVC材料性质：
[0023] 1.密度 1380kg/m3 ;
[0024] 2.拉伸强度（〇 t)50-80MPa，抗张强度比一般PVC电线大：一般PVC电线抗张强度 大于1. 05Kgf/mm2,而低烟无齒电线抗张强度大于1. 2Kgf/mm2 ;
[0025] 3.熔点 212Γ ;
[0026] 4.导热率（入）0· 16W/m. K ;
[0027] 5.热膨胀系数（a ) 810-5/K ;
[0028] 6.吸水率（ASTM) 0· 04-0. 4 ;
[0029] 7.聚氯乙烯的最大特点是阻燃，因此被广泛用于防火应用。但是聚氯乙烯在燃烧 过程中会释放出氯化氢和其他有毒气体，例如二恶英；
[0030] 8.聚氯乙烯的燃烧分为两步。先在240°C -340°c燃烧分解出氯化氢气体和含有双 键的二烯烃，然后在400-470°C发生碳的燃烧。
[0031] 三、铝合金导体与纯铝导体及铜导体的区别：
[0032] 1.合金导体是在纯铝中添加稀土、镁、铜、铁等元素，经过合金工艺形成的新兴导 体材料。主要材料是稀土和AA8030(A1-Mg-Cu-Fe铝镁铜铁合金）体材料，是一种真正用在 配电线路上的软质铝合金。
[0033] 2.纯铝导体在电力电缆应用中的问题，上世纪50-70年代，铜作为稀缺战略资 源，我国在工业与民用电气应用方面的国策就是"以铝代铜"，铜质线缆不可能在民用建筑 中使用，到80年代中期，纯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，加之当时铜、铝价格差别不大，铜导体在电气、机械、耐久等性能方面的诸多优 越性，在应用上就逐渐变成了以铜为主，到了 90年代以后，多项国家标准、规范也要求在民 用建筑中采用铜线缆，铝导体基本就没有采用了。纯铝导体的缺点主要体现在如下几个方 面：
[0034] (1) ·机械强度差，容易折断；
[0035] (2).易蠕变，需要经常紧固螺丝；
[0036] (3).容易过载发热，存在安全隐患；
[0037] (4).易发生电化学和化学腐蚀。
[0038] 3.合金导体对比纯铝导体的性能优势：
[0039] 由于在合金导体中含有铜/铁/镁/稀土等元素，对比纯铝导体，这些元素的增 力口，极大的改善了合金导体的电气性能、机械性能和安全性能，如：
[0040] (1)铜：增加合金在高温时候的电阻稳定性；
[0041] ⑵铁：抗蠕变性与压紧性提高了 280%，避免了由于蠕变引起的松弛问题，屈服 强度约为纯铝的200%，达到了和铜导体同样的水平；
[0042] (3)镁：在同样的界面压力下，能够提高接触点而具有更高的抗拉强度，导体的 抗拉强度约是纯铝的150% ;
[0043] (4)稀土：提高了合金的机械性能，增加了合金的导电性能，提高抗电化腐蚀能 力。
[0044] 4.合金导体替代铜导体：
[0045] (1)由于电阻率的不同，铜导体的导电率高于铝合金导体，合金导体是铜的导电率 的61. 8%，但当我们利用先进的紧压技术将铝合金导体的截面积增大两档或者提高到铜导 体截面积的150 %时，其电气性能一致；
[0046] (2)合金导体和铜导体的断裂伸长率基本相同；
[0047] (3)合金导体和铜导体的屈服强度基本相同，这意味着合金导体和铜导体的蠕变 性能基本一致；
[0048] (4).合金导体的密度只有铜导体1/3,重量远低于铜导体；
[0049] (5).综上所述合金导体性能与铜导体基本相同，应用上是可以代替铜导体的。
[0050] 综上所述，传统的铝芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套耐火电力电缆仅考虑了成本、 耐压、载流量，阻燃、耐火等一些参数，而没考虑电阻、使用寿命、氧化、抗拉强度等关键因 素，若按照传输线方程式来考虑，这些是不能满足电力传输及通信供电要求的，普通环境、 短距离或许可以，而火灾、高温、长线、多节点总线供电通信时，就很难胜任。本实用新型的 耐火电力电缆高阻燃、耐高温性能优越，燃烧时烟度甚少，无腐蚀性气体逸出，广泛应用于 核电站、地铁车站、电话交换机及计算机控制中心、高层建筑大楼、宾馆、广播电视台、重要 军事设施、石油平台等，以及人员较集中，空气密度低的场所。在恶劣环境场所及发生火灾 中使用时，介于铝合金电导线101与金属铠装护套4中间的双面玻璃纤维增强型金云母带 102多层缠绕，再挤包热缩型无卤低烟阻燃绝缘层103,与绞合完成后填充高阻燃（特殊） 材料层2,再次缠绕高阻燃带3,等特殊工艺完成后，可在750-80(TC火焰燃烧、1KV电压下 300分钟不击穿，为火灾救援现场大大延长黄金救援时间，不仅可提供消防设施供电的需 要，更能保障监控图像及信号的传输供电保持畅通，大大延长了救援现场内部信息的反馈， 为缩短救援时间提供宝贵信息。
[0051] 这里本实用新型的描述和应用都只是说明性和示意性的，并非是想要将本实用 新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是完全可能的，对于 那些本领域的普通技术人员来说，实施例的替换和等效的各种部件均是公知的。本领域技 术人员还应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可 以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现，以及在不脱离本实 用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。
【权利要求】
1. 一种耐火电力电缆，其特征在于，包括：位于内部中心的内缆簇，以及依次挤包于所 述内缆簇外的高阻燃材料层、高阻燃带、金属铠装护套，以及热缩型低烟无卤聚烯烃阻燃护 套； 其中所述的内缆簇至少由2条相互绞合的内缆构成，所述的每一内缆包括：内部中心 的铝合金电导线，在所述铝合金电导线外部采用双面玻璃纤维金云母带多层缠绕结构再挤 包热缩型无卤低烟聚烯烃阻燃绝缘层； 所述高阻燃材料层填充于内缆簇的缝隙中。
2. 如权利要求1所述的耐火电力电缆，其特征在于，所述高阻燃带缠绕于高阻燃材料 层外部。
3. 如权利要求1所述的耐火电力电缆，其特征在于，所述金属铠装护套采用铝合金带 连续互锁缠绕结构。
【文档编号】H01B7/295GK203910317SQ201320876910
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】吴志强 申请人:北京市交泰电缆有限公司