柔性防火电缆的加工方法
【专利摘要】本发明公开了一种柔性防火电缆的加工方法，在该方法中，通过在导体外部绕包耐火云母带，在耐火云母带外部再绕包绝缘带，形成耐火绝缘层，将多个具有耐火绝缘层的线芯绞合成缆，再挤包耐火膨胀材料，或者直接在单个导体的耐火绝缘层外部挤包耐火膨胀层，最后在带有耐火膨胀层的线缆外部纵包金属护套，所述纵包的金属护套为铜带，所述铜带经过酸洗、清洗和烘干后纵包焊接并轧纹，使得金属护套与其内部的线缆的间隙约为1mm，根据本发明提供的柔性防火电缆加工方法制得的电缆，其防火性能优越，能够在高温灼烧的情况下持续供电。
【专利说明】
柔性防火电缆的加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电缆的加工方法，具体涉及一种柔性防火电缆的加工方法。
【背景技术】
[0002]柔性防火电缆是目前急需的一种电缆，其应用范围广，质量要求高，在生产过程中存在很多难以解决的问题，目前柔性防火电缆的主要加工方法步骤包括:将绝缘介质材料由原来氧化镁粉通过烧结技术推挤出圆柱形体形状，然后通过手工操作将氧化镁粉块穿入导体和铜管中，经过退火拉拔技术使其逐渐变长，最终形成绝缘电缆，由于受铜管厚度限制拉拔后铜管逐渐变长厚度逐渐减小，导体和绝缘之间通过工艺控制逐渐变得紧密紧实，但生产长度受到很大限制，而且生产成本较高，加工难度较大，绝缘防火性能也有待提高，很难在高温灼烧状态下持续供电。
[0003]由于上述原因，本发明人对现有的柔性防火电缆的加工方法和加工所需材料进行了深入研究，以便设计出能够解决上述问题的一种柔性防火电缆加工方法。
【发明内容】
[0004]为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种柔性防火电缆的加工方法，在该方法中，通过在导体外部绕包耐火云母带，在耐火云母带外部再绕包绝缘带，形成耐火绝缘层，将多个具有耐火绝缘层的线芯绞合成缆，再挤包耐火膨胀材料，或者直接在单个导体的耐火绝缘层外部挤包耐火膨胀层，最后在带有耐火膨胀层的线缆外部纵包金属护套，所述纵包的金属护套为铜带，所述铜带经过酸洗、清洗和烘干后纵包焊接并轧纹，使得金属护套与其内部的线缆的间隙约为1mm，从而完成本发明。
[0005]具体来说，本发明的目的在于提供以下方面:
[0006](I) 一种柔性防火电缆的加工方法，其特征在于，该方法包括如下步骤:
[0007]步骤1:选取导体I ;
[0008]步骤2:在导体外部绕包多层耐火云母带；
[0009]步骤3:在耐火云母带外部绕包绝缘带，形成耐火绝缘层2 ；
[0010]步骤4:将两个以上带有耐火绝缘层2的导线绞合成缆，在绞合后的线缆外部包裹耐火膨胀层3，或者在步骤3中得到的耐火绝缘层2外部包裹耐火膨胀层；
[0011]步骤5:在带有耐火膨胀层3的线缆外部纵包金属护套4，所述金属护套4是由铜带41纵包成型后氩弧焊接并轧纹得到的。
[0012](2)根据上述(I)所述的柔性防火电缆的加工方法，其特征在于，在步骤2中，耐火云母带至少绕包四层，每层的搭盖率为50 %以上。
[0013](3)根据上述(I)所述的柔性防火电缆的加工方法，其特征在于，所述耐火云母带主要由合成氟金云母制成。
[0014](4)根据上述(I)所述的柔性防火电缆的加工方法，其特征在于，在步骤3中，所述的耐火绝缘层2包括搭盖绕包的耐火云母带层和绝缘带层。
[0015](5)根据上述(I)所述的柔性防火电缆的加工方法，其特征在于，在步骤4中，所述绞合成缆的节径比小于或等于40。
[0016](6)根据上述(I)所述的柔性防火电缆的加工方法，其特征在于，在步骤4中，所述耐火膨胀层挤包在绞合后的线缆外，形成耐火膨胀层的耐火膨胀材料填满绞合线缆内的缝隙。
[0017](7)根据上述(I)所述的柔性防火电缆的加工方法，其特征在于，在步骤5中，在所述铜带41纵包后,铜带切边每6mm长的弯曲度小于2mm。
[0018](8)根据上述(I)所述的柔性防火电缆的加工方法，其特征在于，金属护套轧纹节距与轧纹高度的比值为1.7?1.8。
[0019](9)根据上述(I)所述的柔性防火电缆的加工方法，其特征在于，在完成步骤5以后，在金属护套外部挤包外护套5，所述外护套由低烟无卤低烟聚烯烃制成。
[0020](10)根据上述⑴至(9)任意一项所述的柔性防火电缆的加工方法，其特征在于，所述柔性防火电缆从内向外依次包括导体1、耐火绝缘层2、耐火膨胀层3和金属护套4，其中，导体有一根或多根，每根导体外部都包裹有耐火绝缘层，所述耐火绝缘层包括直接绕包在导体上的耐火云母带和绕包在耐火云母带上的绝缘带；在单根导体上的耐火绝缘层外部包裹有耐火膨胀层或者在两根以上包裹有耐火绝缘层的导体绞合成的线缆外部包裹有耐火膨胀层，在耐火膨胀层外部包裹有金属护套，在所述金属护套上轧制有螺旋纹路。
[0021]本发明所具有的有益效果包括:
[0022](I)根据本发明提供的柔性防火电缆的加工方法，在导体外直接绕包耐火云母带，使得制得的电缆耐火、绝缘等性能更好；
[0023](2)根据本发明提供的柔性防火电缆的加工方法，在导体外直接绕包耐火云母带，使得制得的电缆加工过程更为简便；
[0024](3)根据本发明提供的柔性防火电缆的加工方法，在导体外直接绕包耐火云母带，使得该电缆能够单根长度更长，不再因为耐火材料影响其加工长度；
[0025](4)根据本发明提供的柔性防火电缆的加工方法，在耐火绝缘层外部挤包耐火膨胀层，使得该电缆在搬运、移动、铺设等工艺过程中不会出现损坏，保证了电缆的使用安全；
[0026](5)根据本发明提供的柔性防火电缆的加工方法，在耐火膨胀层外部纵包金属护套，使得该电缆的耐火性能、抵抗外界冲击能力都得到加强；
[0027](6)根据本发明提供的柔性防火电缆的加工方法，通过特定浓度的稀硫酸酸洗铜带，并在特定温度下烘干，使得烘干时间更短，焊接质量更高，提高了生产效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1示出根据本发明一种优选实施方式的柔性防火电缆加工方法工艺流程图；
[0029]图2示出根据本发明一种优选实施方式的多根导体的电缆径向截面结构示意图；
[0030]图3示出根据本发明一种优选实施方式的单根导体的电缆径向截面结构示意图；
[0031]图4示出根据本发明一种优选实施方式的金属护套上螺旋纹路结构示意图，即金属护套轴向截面图；
[0032]图5示出根据本发明一种优选实施方式的铜带上切边结构示意图，即金属护套径向截面图的局部放大图。
[0033]附图标号说明:
[0034]1-导体
[0035]2-耐火绝缘层
[0036]3-耐火膨胀层
[0037]4-金属护套
[0038]41-铜带
[0039]5-外护套层
【具体实施方式】
[0040]下面通过附图和实施例对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。
[0041]在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
[0042]根据本发明提供的柔性防火电缆的加工方法，如图1中所示，该方法包括如下步骤:
[0043]步骤1:选取导体，具体为选取表面光滑、圆整、无油污、无毛刺、无锐边、无凸起、无断裂的单线，所述导体的截面面积根据加工需求确定；
[0044]步骤2:在导体外部绕包耐火绝缘层，所述绕包耐火绝缘层为在导体外部绕包的耐火云母带层，所述耐火云母带由合成氟金云母制成，所述绕包耐火云母带的绕包搭盖率大于或等于50%，且所述耐火云母带绕包有多层，使得耐火绝缘层的厚度达到预定的厚度数值，每层的耐火云母带之间错位绕包，即后一层的云母带压在前一层的绕包缝隙上，以使得绕包更为紧密，耐火绝缘层更为致密；本发明中所述的搭盖率为本领域中常用的技术名词，一般表不后一层缠绕物搭盖在前一层缠绕物上的面积比例；
[0045]步骤3:在耐火云母带外部绕包绝缘带，绝缘带完全包裹住云母带层，通过在耐火云母带外部绕包绝缘带，使得导体外部形成了一层耐火绝缘层，本发明中所述的绝缘线芯即是由导体外部依次包裹耐火云母带和绝缘层得到的；步骤3得到的绝缘线芯能够耐受交流50Hz、10kV火花试验而不漏电、击穿。
[0046]步骤4:将上述步骤3中得到的带有耐火绝缘层的绝缘线芯绞合成缆，在绞合成缆的绝缘线芯或步骤3中得到的绝缘线芯外部挤包耐火膨胀层，所述耐火膨胀层由具有膨胀性和弹性的材料制成，且所述耐火膨胀层结构致密，具有隔氧的效果，即为隔氧耐火膨胀层；挤包耐火膨胀层时采用挤压的方法，使得挤包的耐火膨胀层材质能够填满绝缘线芯之间的缝隙，使绝缘线芯保持圆整，所述耐火膨胀层包在绝缘线芯外部的平均厚度为Imm以上；
[0047]步骤5:在步骤4得到的线缆外部纵包金属护套，所述金属护套是由铜带纵包得到的，所述铜带的厚度为0.4mm?Imm,优选地为0.6?0.8mm,所述铜带的硬度为70?90HV,所述铜带在纵包前需经过酸洗、水洗和烘干三个工序，所述铜带纵包成铜管后通过焊接定型，再对铜管进行轧纹处理；
[0048]步骤6:在金属护套外部设置外护套，所述外护套由低烟无卤低烟聚烯烃制成。
[0049]在一个优选的实施方式中，绕包每一层云母带之后，都需要对绕包的云母带进行检验，以确保绕包的云母带光滑、无褶、无漏包，外观圆整。
[0050]在一个优选的实施方式中，绕包的耐火云母带的总厚度需达到预定的厚度数值，其厚度数值与导体截面积有关，具体为:当导体截面积为1.5?4mm2时，耐火云母带的总厚度为0.55?0.65mm ;当导体截面积为10?150mm2时，耐火云母带的总厚度为0.82?
0.98mm ;当导体截面积为185?300mm2时,耐火云母带的总厚度为1.1?1.3mm ;当导体截面积400?630mm2时,耐火云母带的总厚度为1.4?1.6mm ;所述耐火云母带层的平均厚度数值处在上述给出的厚度范围内。
[0051]在一个优选的实施方式中，所述耐火云母带由合成氟金云母制成，所述合成氟金云母中云母含量大于60%,每条耐火云母带的厚度为0.13?0.17mm,耐火云母带还满足如下性能要求:耐火温度为950?1000摄氏度、击穿场强为18KV/mm以上、体积电阻率为111 Ω.πι以上、高温电气性能(实验条件:1000摄氏度，90分钟)2kv/lmin不击穿，绝缘电阻2K欧姆以上、最小抗张强度70N/15mm以上。
[0052]在一个优选的实施方式中，如图2或3所示，在耐火云母带外部绕包的绝缘带主要用于固定并保护云母带，防止云母带在绞合时破损，所以对于绝缘层的厚度和绝缘带的材质等要求不高，本发明中优选地选用聚酯等塑料薄膜材料制作绝缘带，且所述绝缘层的厚度为0.05mm左右，能够起到对无机云母带层的保护效果即可。
[0053]在一个优选的实施方式中，在步骤4中，所述绞合成缆得到的线缆的节径比小于40，更为优选地，所述节径比为25?30，在绝缘线芯外部挤包耐火膨胀层，所述耐火膨胀层的膨胀率为1.1以上，即制作耐火膨胀层的材质所具有的膨胀率大于或等于1.1，优选地选择1.1，且所述耐火膨胀层具有弹性，使之在受热膨胀时不会胀裂电缆外部的金属护套；优选地，所述耐火膨胀层由硅橡胶材料制成。
[0054]在一个优选的实施方式中，如图5中所示，所述铜带纵包成铜管时铜带的切边控制在每6mm的弯曲度小于或等于2mm ;铜带弯曲成铜管后铜带相对的两个侧边需要焊接在一起，已便密封并固定，所述相对的两个侧边即为所述切边，所述弯曲度为本领域中常用的表征单位，具体如图5中所示，每L长度的铜带切边中最顶端与最底端之间的高度差d，即为所述弯曲度，本发明中优选地，长度L取值为6mm，高度差d取值为2mm，即每6mm长度，弯曲度小于2_，通过设置上述弯曲度，提高焊接质量。
[0055]在一个优选的实施方式中，铜带在纵包前需经过酸洗、水洗和烘干三个工序，其中，所述酸洗优选地选用稀硫酸溶液，一般选用浓度为8%?16%的硫酸溶液，本发明中优选地，选用浓度8%?10%的硫酸溶液；烘干时烘干温度一般为30?60度，本发明中优选地选择烘干温度为50?60度，烘干时间优选为两个小时或两个小时以下，本发明中通过适当地提高烘干温度来减少烘干时间，提高工作效率。
[0056]在一个优选的实施方式中，铜带焊接的焊接度控制在100%以上，即保证铜带焊满，优选地选择焊接度为100%?105% ;所述焊接优选地选用氩弧焊焊接方式。
[0057]在一个优选的实施方式中，如图4中所示，在铜带焊接成铜管后，对铜管进行轧纹处理，具体地，在铜管上轧制出如图4中所示的环绕在铜管外部的螺旋纹路，且铜护套上各个轧纹节距(h)与轧纹高度⑶的比值h/H为1.7?1.8，所述轧纹节距如图4中的h所示，即为每条纹路的宽度，所述轧纹高度如图4中的H所示，即为每条纹路的高度；本发明中对于轧纹节距和轧纹高度没有具体的数值限定，由于电缆的粗细程度和铜带的宽度不同等原因，铜带纵包成铜护套后与其内部的电缆之间的空隙尺寸不定，铜护套轧纹后，铜护套内径最小的部位与其内部的电缆之间的间隙约为1_，通过调节轧纹节距和轧纹高度来控制上述间隙，以保证电缆整体的致密性；另一方面，通过控制轧纹节距和轧纹高度之间的比值，增强铜护套的强度、柔顺性等，使之具有较好的弯曲性能。
[0058]在一个优选的实施方式中，在步骤6中，在金属护套外部设置外护套，优选地，将外护套挤包在铜护套外部，使外护套紧密地贴在金属护套外部，起到良好的防护作用。
[0059]在一个优选的实施方式中，所述柔性防火电缆从内向外依次包括导体1、耐火绝缘层、耐火膨胀层和金属护套，其中，导体有一根或多根，每根导体外部都包裹有耐火绝缘层，所述耐火绝缘层包括直接绕包在导体上的耐火云母带和绕包在耐火云母带上的绝缘带；所述柔性防火电缆有单导体电缆也有多导体电缆，所述单导体电缆内部只有一根导体，所述多导体电缆内部有两根以上导体，一般为两根、三根、四根或五根，多导体电缆中包裹有耐火绝缘层的导体绞合成缆线，所述耐火膨胀层挤包在单导体电缆的耐火绝缘层外部，所述耐火膨胀层挤包在多导体电缆中所述绞合成的缆线外部，并且构成耐火膨胀层的材料有一部分被挤到所述缆线的空隙内；在所述耐火膨胀层外部纵包有金属护套，所述金属护套是由铜带纵包得到的，在所述护套上还轧制有螺旋纹路，增大金属护套强度，并且确保了金属护套与其内部的耐火膨胀层之间的缝隙足够小，优选地，确保上述缝隙尺寸约为1_。
[0060]实施例1:
[0061]根据本发明提供的柔性防火电缆的加工方法，加工制造导体横截面积为95mm2的多导体电缆，其中，导体有四根；
[0062]步骤1，选取四根横截面积为95mm2的导体，确保导体表面光滑、圆整、无油污、无毛刺、无锐边、无凸起、无断裂；
[0063]步骤2，在每根导体外部都绕包耐火云母带，绕包耐火云母带的厚度为0.9mm，每层的搭盖率为50% ；
[0064]步骤3,在耐火云母带外部绕包厚度为0.05mm的绝缘带；
[0065]步骤4，将上述四个绕包有耐火云母带和绝缘带的导体绞合成缆，其节径比为25，再挤包耐火膨胀层，挤包的耐火膨胀层厚度为Imm;
[0066]步骤5，在耐火膨胀层外部纵包铜带，经过焊接和轧纹成金属护套；其中，铜带厚度为0.7mm,铜带切边每6_的弯曲度为2_以下；且铜带在纵包前依次经过8%浓度的硫酸水溶液酸洗、清水冲洗和55摄氏度条件下烘干两小时，所述焊接为氩弧焊焊接；外护套上轧纹节距与轧纹高度的比值为1.75。
[0067]步骤6，可选择地在金属护套外部挤包低烟无卤低烟聚烯烃制成的外护套层。
[0068]根据上述实施例制得的柔性防火电缆的防火参数为:
[0069]上述制得的柔性防火电缆在960°C条件下持续工作3小时，在所述3小时期间，上述柔性防火电缆的电气性能保持稳定。
[0070]实施例2:
[0071]根据本发明提供的柔性防火电缆的加工方法，加工制造导体横截面积为240mm2的单导体电缆；
[0072]步骤1，选取一根横截面积为240mm2的导体，确保导体表面光滑、圆整、无油污、无毛刺、无锐边、无凸起、无断裂；
[0073]步骤2，在导体外部都绕包耐火云母带，绕包耐火云母带的厚度为1.2mm，每层的搭盖率为50% ；
[0074]步骤3，在耐火云母带外部绕包厚度为0.05mm的绝缘带；
[0075]步骤4，在绝缘带外部挤包耐火膨胀层，挤包的耐火膨胀层厚度为Imm ；
[0076]步骤5，在耐火膨胀层外部纵包铜带，经过焊接和轧纹成金属护套；其中，铜带厚度为0.7mm,铜带切边每6_的弯曲度为2_以下；且铜带在纵包前依次经过8%浓度的硫酸水溶液酸洗、清水冲洗和55摄氏度条件下烘干两小时，所述焊接为氩弧焊焊接；外护套上轧纹节距与轧纹高度的比值为1.75。
[0077]步骤6，可选择地在金属护套外部挤包低烟无卤低烟聚烯烃制成的外护套层。
[0078]根据上述实施例制得的柔性防火电缆的防火参数为:
[0079]上述制得的柔性防火电缆在955°C条件下持续工作3h，在所述3小时期间，上述柔性防火电缆的电气性能保持稳定。
[0080]本发明所具有的有益效果包括:
[0081](I)根据本发明提供的柔性防火电缆的加工方法，在导体外直接绕包耐火云母带，使得制得的电缆耐火、绝缘等性能更好；
[0082](2)根据本发明提供的柔性防火电缆的加工方法，在导体外直接绕包耐火云母带，使得制得的电缆加工过程更为简便；
[0083](3)根据本发明提供的柔性防火电缆的加工方法，在导体外直接绕包耐火云母带，使得该电缆能够单根长度更长，不再因为耐火材料影响其加工长度；
[0084](4)根据本发明提供的柔性防火电缆的加工方法，在耐火绝缘层外部挤包耐火膨胀层，使得该电缆在搬运、移动、铺设等工艺过程中不会出现损坏，保证了电缆的使用安全；
[0085](5)根据本发明提供的柔性防火电缆的加工方法，在耐火膨胀层外部纵包金属护套，使得该电缆的耐火性能、抵抗外界冲击能力都得到加强；
[0086](6)根据本发明提供的柔性防火电缆的加工方法，通过特定浓度的稀硫酸酸洗铜带，并在特定温度下烘干，使得烘干时间更短，焊接质量更高，提高了生产效率。
[0087]以上结合了优选的实施方式对本发明进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本发明进行多种替换和改进，这些均落入本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种柔性防火电缆的加工方法，其特征在于，该方法包括如下步骤: 步骤1:选取导体(I)； 步骤2:在导体外部绕包多层耐火云母带； 步骤3:在耐火云母带外部绕包绝缘带，形成耐火绝缘层(2); 步骤4:将两个以上带有耐火绝缘层(2)的导线绞合成缆，在绞合后的线缆外部包裹耐火膨胀层(3)，或者在步骤3中得到的耐火绝缘层(2)外部包裹耐火膨胀层； 步骤5:在带有耐火膨胀层(3)的线缆外部纵包金属护套(4)，所述金属护套(4)是由铜带(41)纵包成型后氩弧焊接并轧纹得到的。
2.根据权利要求1所述的柔性防火电缆的加工方法，其特征在于，在步骤2中，耐火云母带至少绕包四层，每层的搭盖率为50 %以上。
3.根据权利要求1所述的柔性防火电缆的加工方法，其特征在于，所述耐火云母带主要由合成氟金云母制成。
4.根据权利要求1所述的柔性防火电缆的加工方法，其特征在于，在步骤3中，所述的耐火绝缘层(2)包括搭盖绕包的耐火云母带层和绝缘带层。
5.根据权利要求1所述的柔性防火电缆的加工方法，其特征在于，在步骤4中，所述绞合成缆的节径比小于或等于40。
6.根据权利要求1所述的柔性防火电缆的加工方法，其特征在于，在步骤4中，所述耐火膨胀层挤包在绞合后的线缆外，形成耐火膨胀层的耐火膨胀材料填满绞合线缆内的缝隙。
7.根据权利要求1所述的柔性防火电缆的加工方法，其特征在于，在步骤5中，在所述铜带(41)纵包后,铜带切边每6mm长的弯曲度小于2mm。
8.根据权利要求1所述的柔性防火电缆的加工方法，其特征在于，金属护套轧纹节距与轧纹高度的比值为1.7?1.8。
9.根据权利要求1所述的柔性防火电缆的加工方法，其特征在于，在完成步骤5以后，在金属护套外部挤包外护套(5)，所述外护套由低烟无卤低烟聚烯烃制成。
10.根据权利要求1至9任意一项所述的柔性防火电缆的加工方法，其特征在于，所述柔性防火电缆从内向外依次包括导体(I)、耐火绝缘层(2)、耐火膨胀层(3)和金属护套(4)，其中，导体有一根或多根，每根导体外部都包裹有耐火绝缘层，所述耐火绝缘层包括直接绕包在导体上的耐火云母带和绕包在耐火云母带上的绝缘带；在单根导体上的耐火绝缘层外部包裹有耐火膨胀层或者在两根以上包裹有耐火绝缘层的导体绞合成的线缆外部包裹有耐火膨胀层，在耐火膨胀层外部包裹有金属护套，在所述金属护套上轧制有螺旋纹路。
【文档编号】H01B13/06GK104200928SQ201410500101
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月25日 优先权日:2014年9月25日
【发明者】王旸, 李明亮, 姜侠, 李志军, 黄继永 申请人:沈阳北阳电缆制造有限责任公司