一种结构稳定的柔性矿物绝缘电缆的制作方法

本实用新型涉及电缆的技术领域，特别涉及一种结构稳定的柔性矿物绝缘电缆。

背景技术：

矿物绝缘电缆简称MI电缆，按结构特性可以分为刚性和柔性两种，是一种以铜护套包裹铜导体芯线，并以矿物材料（如氧化镁粉末）为无机绝缘材料隔离导体与护套的电缆，最外层可按需选择适当保护套。

公告号为CN202307228U的中国专利公开了一种矿物绝缘柔性耐火电缆，包括由若干线芯绞合而成的缆芯，每根所述线芯均包括导体，该导体外部包裹一层矿物绝缘层，在所述矿物绝缘层外包裹绝缘保护层；在所述缆芯外包裹金属水合物填充料层；在所述金属水合物填充料层外包裹一层阻燃包带；在所述阻燃包带外设有护套。

这种矿物绝缘柔性耐火电缆通过阻燃包带的隔热隔火性能及金属水合物填充料层的高效导热性能，从而达到在950℃火焰下耐火三小时的要求。此外，其在结构上取消了金属管，从而有效降低了矿物绝缘柔性耐火电缆的成本。

上述矿物绝缘柔性耐火电缆中的金属水合物填充料层为氢氧化铝层或氢氧化镁层。与氧化镁类似，氢氧化铝和氢氧化镁均呈粉末状，尽管其作为填充料层时需要经过压实处理，但仍存在一定流动性，以便线缆能够进行较大程度的弯折，或是起到减缓冲击的作用。

由于取消了铜护套，当电缆受到冲击和压迫时，压力无法较好地分散开来，受力点附近的矿物粉末容易向周围转移，且这种移动大多是不可逆的。这就使得受力点内部的填充料层形成塌陷，填充料层以外的护套等结构失去支撑，受到尖锐物体的压迫后极易破裂，整体结构的稳定性差。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种结构稳定的柔性矿物绝缘电缆，具有在保留填充料层流动性的同时，对填充料层内的矿物粉末进行一定限制，增强电缆整体结构稳定性的优点。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种结构稳定的柔性矿物绝缘电缆，包括缆芯和护套，所述缆芯与护套之间设有填充料层，还包括设置在填充料层内的碳纤维骨架，所述碳纤维骨架包括碳纤维网和碳纤维带，所述碳纤维网与缆芯的轴线垂直，所述碳纤维带则垂直于碳纤维网设置。

通过采用上述技术方案，填充料层内的矿物粉末受碳纤维网阻挡，不易沿缆芯的轴线方向移动，即便矿物粉末因局部受力较大，带动碳纤维网移动，也能在碳纤维带的弹力作用下复位，不会在护套内侧形成塌陷；碳纤维带对矿物粉末的限制较少，当矿物粉末沿缆芯的周向或者径线方向移动时，护套随之变形，在护套周长一定的情况下，其从圆形变为任意形状后，横截面积只会减小，而横截面上的矿物粉末数量不变，使得矿物粉末进一步被压实，也不会在护套内侧形成塌陷；在保留填充料层流动性的同时，对填充料层内的矿物粉末进行一定限制，增强电缆整体结构稳定性。

进一步的，所述缆芯的外侧壁上设有若干内凸块，所述护套的内侧壁上设有若干外凸块。

通过采用上述技术方案，当碳纤维网在矿物粉末的带动下移动较长距离时，受内凸块和外凸块阻挡，碳纤维网与二者接触的位置变形，承担部分压力，避免碳纤维带受力过大后断裂。

进一步的，所述内凸块和外凸块的横截面均呈圆形，且内凸块朝向缆芯一端的直径小于其背向缆芯一端的直径，外凸块朝向护套一端的直径小于其背向护套一端的直径。

通过采用上述技术方案，内凸块和外凸块朝向填充料层一端的直径较大，能够有效地勾住碳纤维网，避免碳纤维网从内凸块或者外凸块上滑脱。

进一步的，所述护套包括陶瓷化硅橡胶层，陶瓷化硅橡胶层包覆于填充料层外侧，所述外凸块与陶瓷化硅橡胶层固接。

通过采用上述技术方案，陶瓷化硅橡胶燃烧后的残余物为坚硬的陶瓷化壳体，在火灾环境中不熔且不滴落，能够有效防止外部火焰蔓延至缆芯。

进一步的，所述护套还包括低烟无卤阻燃层，低烟无卤阻燃层位于陶瓷化硅橡胶层外侧。

通过采用上述技术方案，火灾发生时，低烟无卤阻燃层能够起到阻止火势蔓延的作用，其发烟量小，产生的有毒气体也少。

进一步的，所述护套还包括乙烯-醋酸乙烯共聚物层，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物层位于陶瓷化硅橡胶层与低烟无卤阻燃层之间。

通过采用上述技术方案，乙烯-醋酸乙烯共聚物弹性好，具有一定的绝缘性，同时具有较好的抗震、隔热、抗化学腐蚀性能，能够满足柔性矿物绝缘电缆对护套的需求；乙烯-醋酸乙烯共聚物可作为热熔胶粘剂，其在加热融熔到一定程度时变为能流动，并具有一定黏度的液体，再次冷却后能够将陶瓷化硅橡胶层和低烟无卤阻燃层粘接在一起，从而使护套整体连接稳定。

进一步的，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物层内设有若干支撑块。

通过采用上述技术方案，当乙烯-醋酸乙烯共聚物受热熔融时，支撑块对低烟无卤阻燃层形成支撑，避免其相对于陶瓷化硅橡胶层发生偏移，从而保证乙烯-醋酸乙烯共聚物再次固化后仍能均匀分布在陶瓷化硅橡胶层外侧。

进一步的，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物层与陶瓷化硅橡胶层之间设有金属丝网。

通过采用上述技术方案，金属丝网可以起到电磁屏蔽的作用，与金属护套相比耗材极少，能够节省大量材料；金属丝网贴合在陶瓷化硅橡胶层的外侧壁上，陶瓷化硅橡胶能够对其形成稳定的支撑。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1.通过碳纤维骨架的设置，在保留填充料层流动性的同时，对填充料层内的矿物粉末进行一定限制，增强电缆整体结构稳定性；

2.通过陶瓷化硅橡胶层的设置，其燃烧后的残余物为坚硬的陶瓷化壳体，能够有效防止外部火焰蔓延至缆芯；

3.通过金属丝网的设置，能够对缆芯进行电磁屏蔽，避免其受外界电磁场的干扰。

附图说明

图1是实施例的剖面图；

图2是实施例中用于体现碳纤维骨架的结构示意图；

图3是实施例中用于体现金属丝网的结构示意图。

图中，1、缆芯；2、填充料层；3、护套；4、碳纤维骨架；11、导体；12、云母带绕包层；13、中密度聚乙烯绝缘层；14、内凸块；31、外凸块；32、陶瓷化硅橡胶层；33、金属丝网；34、乙烯-醋酸乙烯共聚物层；35、支撑块；36、低烟无卤阻燃层；41、碳纤维网；42、碳纤维带。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例：

一种结构稳定的柔性矿物绝缘电缆，如图1所示，包括缆芯1、填充料层2和护套3。其中，缆芯1设有四根，护套3包覆于四根缆芯1外侧，其与缆芯1之间的空隙由填充料层2填充。

如图1所示，缆芯1由导体11、云母带绕包层12、中密度聚乙烯绝缘层13组成，三者同轴，由内至外依次设置。护套3则由陶瓷化硅橡胶层32、金属丝网33、乙烯-醋酸乙烯共聚物层34和低烟无卤阻燃层36组成，四者同轴，由内至外依次设置。

如图1和图2所示，填充料层2为氧化镁粉末，其内设有碳纤维骨架4。碳纤维骨架4由若干碳纤维网41和若干碳纤维带42组成，碳纤维网41与缆芯1的轴线垂直，沿缆芯1的轴线方向均匀分布，碳纤维带42则与缆芯1的轴线平行，将各碳纤维网41串连起来。

如图2所示，中密度聚乙烯绝缘层13的外侧壁固接有若干内凸块14，内凸块14阵列分布，其材质与中密度聚乙烯绝缘层13相同。内凸块14上各处横截面均呈圆形，其纵剖面则呈T型，且内凸块14直径较小的一端与中密度聚乙烯绝缘层13相连。

如图2所示，陶瓷化硅橡胶层32的内侧壁固接有若干外凸块31，外凸块31参照内凸块14设置，其材质为陶瓷化硅橡胶，且外凸块31直径较小的一端与陶瓷化硅橡胶层32相连。

当碳纤维网41在氧化镁粉末的压迫下移动时，内凸块14和外凸块31将其勾住，使其拉伸变形，同时减轻碳纤维带42上的张力。

如图3所示，金属丝网33与陶瓷化硅橡胶层32紧贴，陶瓷化硅橡胶层32的外侧壁上还设有若干支撑块35。支撑块35均匀分布，从金属丝网33的网眼中穿过，其一端与陶瓷化硅橡胶层32相抵，另一端与低烟无卤阻燃层36固接。当乙烯-醋酸乙烯共聚物层34融化时，支撑块35对低烟无卤阻燃层36形成支撑，避免低烟无卤阻燃层36相对陶瓷化硅橡胶层32偏移。

具体实施过程：

氧化镁粉末受碳纤维网41阻挡，不易沿缆芯1的轴线方向移动，即便氧化镁粉末因局部受力较大，带动碳纤维网41移动，也能在碳纤维带42的弹力作用下复位。当氧化镁粉末沿缆芯1的周向或者径线方向移动时，护套3随之变形，将氧化镁粉末进一步压实。均不会在护套3内侧形成塌陷。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。