具有阻燃隔火层的中低压电缆的制作方法

本实用新型涉及一种具有阻燃隔火层的中低压电缆。

背景技术：

现有技术中，中低压阻燃电力电缆(电压等级0.6/1kV～1.8/3kV)一般采用交联聚乙烯(XLPE)或聚氯乙烯(PVC)为绝缘层(低压)；聚氯乙烯或低烟无卤聚烯烃作为外护层。其中，交联聚乙烯材料长期工作温度为90℃，氧指数为18％左右；聚氯乙烯材料长期工作温度为70℃，氧指数在28％左右。氧指数高表示材料不易燃烧，氧指数低表示材料容易燃烧，一般认为氧指数＜22属于易燃材料，氧指数在22-27之间属可燃材料，氧指数＞27属难燃材料。

电缆的阻燃等级参照GB/T 19666-2005可分为阻燃A类，阻燃B类，阻燃C类，阻燃D类(外径小于12的电线电缆)，参照GB 31247-2014燃烧性能分级为A、B1、B2、B3。对电缆阻燃性能而言，由于中低压电缆结构中含有大量有机可燃物质，达到IEC 60332(GB/T 18380)成束阻燃A类(主要考核延燃高度)标准并非容易的事情，往往需要在电缆填充料、护套中添加很多阻燃剂。超过A类的阻燃性能更加难以保证。而GB 31247-2014《电缆及光缆燃烧性能分级》标准加入了热释放总量、发烟考核指标后，即使采取上述方法也很难达到燃烧性能B1、B2级要求。

按照GB 31247-2014《电缆及光缆燃烧性能分级》标准要求，电缆须达到在单个喷灯20.5kW的火源下，连续供火1200s，电缆延燃高度≤1.5m，热释放峰值≤30kW，热释放总量≤15MJ等指标，才能满足燃烧性能B1级要求。交联聚乙烯(XLPE)燃烧热值在聚合物材料中属于较高者，为45.9MJ/kg，聚氯乙烯燃烧热值为16.43MJ/kg。由此可见，中低压阻燃电缆中内部绝缘及其他非金属材料，一旦参与燃烧，其延燃高度、热释放峰值及热释放总量，将远远高于标准要求。

现有的防火电缆结构，一般采用导体、矿物质绝缘材料、金属管、外护套等组成。为满足其达到950℃、180min要求，一般采用耐温较高的绝缘层，但在高温情况下，电缆内部温度能够达到600℃左右，线芯温度约200℃，使电缆的绝缘性能大幅度降低，影响电缆正常送电及运行。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中低压阻燃电缆的阻燃性能难以满足现有的阻燃隔火标准要求的缺陷，提供一种具有阻燃隔火层的中低压电缆。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种具有阻燃隔火层的中低压电缆，其特点在于，其包括有：若干根缆芯，以及依次包裹在若干根所述缆芯外的防火阻燃包带绕包层、外护层，所述缆芯包括导体和依次包裹于所述导体外的绝缘层与隔离套，所述具有阻燃隔火层的中低压电缆还包括无机玻璃纤维网格带绕包层和防火填料层，所述无机玻璃纤维网格带绕包层和所述防火填料层位于所述缆芯与所述防火阻燃包带绕包层之间，所述防火填料层填充于无机玻璃纤维网格带绕包层的内外两侧。

较佳地，所述绝缘层为交联聚乙烯绝缘层。

较佳地，所述缆芯的数量为一根，所述隔离套为外周面上具有凹槽的齿形套，所述无机玻璃纤维网格带绕包层绕包于所述隔离套的外周面，位于所述无机玻璃纤维网格带绕包层的内侧的所述防火填料层填充于所述凹槽内。

较佳地，所述缆芯的数量为多根，所述具有阻燃隔火层的中低压电缆还包括无机玻璃纤维编织绳，所述无机玻璃纤维编织绳位于所述无机玻璃纤维网格带绕包层与所述缆芯之间，所述无机玻璃纤维编织绳的绕包方向与多根所述缆芯的成缆方向相反。

较佳地，所述具有阻燃隔火层的中低压电缆还包括阻燃填充棒，所述阻燃填充棒位于多根所述缆芯围成的空腔内。

较佳地，所述外护层为无卤低烟外护套。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：在缆芯与所述防火阻燃包带绕包层之间设置无机玻璃纤维网格带绕包层和防火填料层，能够使无机玻璃纤维网格带绕包层发挥吸附防火填料层的作用，增加防火填料层的填充厚度和均匀性。同时，无机玻璃纤维网格带绕包层在受到外界高温或火焰的情况下不会开裂，能凝结成均匀的壳状，将缆芯包裹在内，保护内部绝缘，有效的隔绝外部火焰温度，保证绝缘不参与燃烧。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中具有阻燃隔火层的中低压电缆的剖面结构示意图。

图2为本实用新型实施例2中具有阻燃隔火层的中低压电缆的剖面结构示意图。

附图标记说明：

导体 10

绝缘层 11

隔离套 12

凹槽 13

防火阻燃包带绕包层 20

外护层 30

无机玻璃纤维网格带绕包层 40

防火填料层 50

无机玻璃纤维编织绳 60

阻燃填充棒 70

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。

实施例1

图1示出了一种具有阻燃隔火层的中低压电缆，其包括有：一根缆芯，以及依次包裹在缆芯外的防火阻燃包带绕包层20、外护层30。缆芯包括导体10和依次包裹于导体10外的绝缘层11与隔离套12。具有阻燃隔火层的中低压电缆还包括无机玻璃纤维网格带绕包层40和防火填料层50，无机玻璃纤维网格带绕包层40和防火填料层50位于缆芯与防火阻燃包带绕包层20之间，防火填料层50填充于无机玻璃纤维网格带绕包层40的内外两侧。在本实施例中，在缆芯与防火阻燃包带绕包层20之间设置无机玻璃纤维网格带绕包层40和防火填料层50，能够使无机玻璃纤维网格带绕包层40发挥吸附防火填料层50的作用，增加防火填料层50的填充厚度和均匀性，从而提高防火填料层50的阻燃耐火能力。另外，隔离套12能够使绝缘层11不会与水、空气或其他物体接触，防止绝缘层11受潮，保证绝缘层11不受物理伤害。防火阻燃包带绕包层20在受热后能够形成隔热阻氧的碳化层对所缠绕的缆芯起到保护，从而阻止火焰延电缆扩张燃烧。

在本方案中，防火填料层50由重量百分比分别为35％的250目氢氧化铝、24％的300目氢氧化镁、12％的32波美度水玻璃、15％的200目硅灰石粉、5％的325目石英粉、5％的170目钛白粉、4％的325目瓷土粉混合而成。其中，金属水合物受热可水解，从而通过释水主动地进行吸热降温。而且金属水合物在析出水分子后，会形成一个坚硬的外壳。此外壳能很好的阻挡火焰对缆芯直接燃烧，使得缆芯在火焰中始终处于完整状态。以防火填料层50中的氢氧化铝为例，氢氧化铝受热而水解,公式如下：

反应的结果是两个氢氧化铝分子可以析出三个水分子，根据克分子当量的计算方法，水的析出量为金属水合物重量的34％。众所周知，100℃时水的汽化潜热为2257.2kJ/kg，因此新结构中的金属水合物不仅做到自身不燃不烧，而且通过释水主动地进行吸热降温。

本实施例中的无机玻璃纤维网格带绕包层40具有与防火填料层50类似的热胀冷缩系数，在受到外界高温或火焰的情况下不会开裂，能凝结成均匀的壳状，将缆芯包裹在内，保护内部绝缘，使其绝缘不参与燃烧，起到阻燃的作用。同时，由无机玻璃纤维网格带绕包层40凝结成的壳状能够有效地隔绝外部火焰温度，保证电缆的绝缘性能，确保电缆正常送电及运行。

本实施例中，绝缘层11为交联聚乙烯绝缘层。交联聚乙烯绝缘层能起防潮、密封和电气绝缘的作用。在其他实施例中，绝缘层11的材料也可为聚氯乙烯。

为了提高隔离套12与防火填料层50之间的吸附效果，本方案中，隔离套12为外周面上具有凹槽13的齿形套，无机玻璃纤维网格带绕包层40绕包于隔离套12的外周面，位于无机玻璃纤维网格带绕包层40的内侧的防火填料层50填充于凹槽13内。

另外，外护层30为无卤低烟外护套。

实施例2

图2示出了一种具有阻燃隔火层的中低压电缆，其包括有：多根缆芯，以及依次包裹在多根缆芯外的防火阻燃包带绕包层20、外护层30。缆芯包括导体10和依次包裹于导体10外的绝缘层11与隔离套12。具有阻燃隔火层的中低压电缆还包括无机玻璃纤维网格带绕包层40和防火填料层50，无机玻璃纤维网格带绕包层40和防火填料层50位于缆芯与防火阻燃包带绕包层20之间，防火填料层50填充于无机玻璃纤维网格带绕包层40的内外两侧。具有阻燃隔火层的中低压电缆还包括无机玻璃纤维编织绳60，无机玻璃纤维编织绳60位于无机玻璃纤维网格带绕包层40与缆芯之间，无机玻璃纤维编织绳60的绕包方向与多根缆芯的成缆方向相反。无机玻璃纤维编织绳60用于固定多根缆芯，并支撑无机玻璃纤维网格带绕包层40，形成悬空状结构，使挤压的防火填料层50结构稳定。

本实施例中，防火填料层50、绝缘层11、外护层30的材质与实施例1中完全相同。其中，隔离套12为圆管状。

另外，具有阻燃隔火层的中低压电缆还包括阻燃填充棒70，阻燃填充棒70位于多根缆芯围成的空腔内。阻燃填充棒70既用于填充多根缆芯围成的空腔，使得电缆的结构比较紧凑，又能够增强电缆的结构强度。同时，阻燃填充棒70还能够起到阻燃的作用。

表1

如表1所示，按照GB 31247-2014 B1级标准，将5×50mm²的同等截面、不同型号的阻燃电缆在20.5kW的火源下，连续供火1200s，其中不具有无机玻璃纤维网格带绕包层40的型号为ZC-YJV(铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套阻燃C类电力电缆)、WDZA-YJLY(铝芯交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套无卤低烟阻燃A类电力电缆)的电缆无法达到GB 31247-2014 B1级标准，本实施例中的电缆完全满足GB 31247-2014 B1级标准。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型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，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。