一种通过严酷耐火试验条件的核电站用低压电力电缆的制作方法

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本实用新型涉及一种耐火电缆，特别涉及一种可以通过严酷耐火试验条件的核电站用低压电力电缆，其能够通过cwz耐火试验，适用于额定电压0.6/1kv 的电力电缆，属于电缆技术领域。


背景技术：

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随着电气火灾事故的频发，人们对电线电缆火灾危险性认识不断加深,有关部门对电线电缆防火阻燃等性能的要求也越来越高。提高电气线路的安全水平，重在解决线路在火灾条件下连续工作的能力和防止线路自身火灾蔓延引起二次危害的问题。一旦失火，如何尽可能为火灾现场主要消防安全设备提供持续不断的电源供给，包括应急照明、报警、自动消防，通道的排除烟雾等，为抢救民众生命、财产赢得宝贵的时间，争取最大程度的将损失降到最低是防消结合工作的重中之重。目前为使这些设备或装置在火灾中不断电并发挥其功能，方便安装且性价比较高的方式是使用耐火电线电缆。为了能够适应各种火灾状况，需要开发具有更高耐火等级的电缆。
[0003]
电线电缆耐火最高等级为bs6387cwz等级。全球通用的耐火电缆标准的着眼点是依赖电缆绝缘保持其在火灾条件下完整性的能力。英国标准bs6387“在火灾条件下保持线路完整性的电缆性能要求”提出了一些衡量不同火焰温度、喷水和机械冲击条件下电缆性能的判据。这个被称为“cwz”的最高级别的标准，即耐火电缆耐火性能分类试验标准，是目前世界上耐答火电缆的最高标准。这个标准的具体试验要求包括：英国bs6387 c类耐火电缆——经受950℃火焰烧180 分钟；英国bs6387 w类耐火电缆——经受650℃火焰烧15分钟和喷水浇15分钟；英国bs6387 z类耐火电缆——经受950℃火焰烧和机械冲击15分钟。


技术实现要素：

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要解决的技术问题：解决普通耐火低压电力电缆不能通过bs6387规定的cwz 耐火试验。
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为解决上述技术问题而采用的技术方案
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本实用新型提供一种通过严酷耐火试验条件的核电站用低压电力电缆，该电缆除了满足电性能、机械性能外，能够满足低烟无卤的要求；同时还能够满足cwz 耐火试验的要求。为实现上述技术目的，本实用新型采用以下技术方案：
[0007]
一种通过严酷耐火试验条件的核电站用低压电力电缆，其结构为：缆芯外自内而外依次包有绕包层和护套；电缆的直径范围是20.5mm～29.9mm；
[0008]
所述缆芯是由陶瓷化防火耐火填充绳和至少二根线芯绞合构成，绞合的节径比不大于30；各根线芯围绕同一轴线l绞合；相邻线芯之间隔有一束陶瓷化防火耐火填充绳；陶瓷化防火耐火填充绳和线芯的绞合方向相同；
[0009]
所述线芯由单根导体外依次包裹耐火层和绝缘层构成；
[0010]
每根导体由多根裸铜单丝绞合构成，绞合节径比范围是15～20，裸铜单丝的直径
范围是1.36mm～3.03mm，导体的直径范围是3.9mm～12.8mm；
[0011]
最外层裸铜单丝的绞合方向为左向，相邻层的裸铜单丝的绞合方向相反；
[0012]
所述耐火层由绕包陶瓷化防火耐火复合带构成，绕包方向为左向，绕包搭盖率不小于15％；
[0013]
所述绝缘层由交联聚乙烯绝缘料构成；
[0014]
所述缆芯的外绕包层是由低烟无卤阻燃带绕包构成，绕包方向为左向，绕包搭盖率不小于20％；
[0015]
所述护套是由陶瓷化低烟无卤聚烯烃耐火护套料构成。
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优选的：
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所述线芯的数目是2～5根；对于绞线组的数量大于2的情形，在轴线l位置有一束陶瓷化防火耐火填充绳。
[0018]
所述陶瓷化防火耐火复合带的标称厚度为0.2mm。
[0019]
所述低烟无卤阻燃绕包带的标称厚度为0.2mm。
[0020]
所述护套的最小厚度为1.8mm。
[0021]
陶瓷化防火耐火复合带具有良好的柔性和弹性，机械性能好，电气性能优异，耐高低温性能好；不吸湿，存储时间长，无需烘干处理；低烟无卤、不含磷氮、无重金属、烟气毒性安全等级达到高分子材料的最高安全级别za1级，对人体不会造成二次伤害，环保性能符合rohs检测标准；在600℃到3000℃高温或火焰下能够迅速形成坚硬的陶瓷状壳体，该陶瓷状壳体在高温下不熔融、不收缩、不滴落，并且具有优异的隔火隔热效果。
[0022]
陶瓷化防火耐火填充绳构成低烟无卤、不含磷氮、无重金属、烟气毒性安全等级达到高分子材料的最高安全级别za1级，使用过程中没有粉尘碎屑，对人体不会造成二次伤害，环保性能符合rohs检测标准；陶瓷化防火耐火填充绳还具有耐高低温、不吸湿、散热性好等特点，并且在600℃到3000℃高温或火焰下能够迅速形成坚硬的陶瓷状壳体，该陶瓷状壳体在高温下不熔融、不收缩、不滴落，可有效将绝缘线芯隔离开，防止线芯接触短路。
[0023]
陶瓷化低烟无卤聚烯烃耐火护套料，低烟无卤、不含磷氮、无重金属，环保性能符合rohs检测标准；具有优异的成瓷性能和耐火隔热性能，在650℃以上高温或火焰下能够迅速形成坚硬的陶瓷状壳体，该陶瓷状壳体在高温下不熔融、不开裂，除了具有优异的电隔离性能，还具有极好的隔热效果。
[0024]
绝缘层的厚度符合gb/t 12706.1的要求。绝缘料可选用交联聚乙烯绝缘料，例如：牌号为fpe150-3。
[0025]
低烟无卤阻燃热塑性护套料可以选用陶瓷化低烟无卤聚烯烃耐火料，例如：牌号为tcpe6990。
[0026]
采用陶瓷化复合耐火带对电缆的电性能和机械有所提高。陶瓷化耐火复合带较云母带具有更优异的电性能，可以提高绝缘的耐压等级和绝缘电阻。陶瓷化耐火复合带具有弹性，绕包较云母带更加平整，有助于提高耐火电缆绝缘的厚度的均匀性，从而提高绝缘的机械性能。
[0027]
但是陶瓷化复合耐火带厚度比云母带厚，导致线芯外径增大，从而导致电缆整体外径增大。本方案通过减薄护套厚度来解决这个问题，同时还不影响电缆的其它功能和性能。电缆采用的陶瓷化低烟无卤聚烯烃耐火护套材料和陶瓷化防火耐火填充绳，在高温或
火焰条件下，能够迅速形成坚硬的陶瓷状壳体，该壳体不开裂，不熔融，能够有效隔离高温火焰对电缆内部的侵害。鉴于陶瓷化材料的结壳特性，适当减薄护套厚度，不影响电缆的耐火特性。
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有益效果
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采用上述技术方案后，本实用新型具有以下有益效果：
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(1)电缆结构的多根圆周排列的芯线和填充绞合成缆芯，加工方便，且绞合的缆芯牢固。
[0031]
(2)绞合后的裸铜导体，提高导体的导电性能。
[0032]
(3)陶瓷化防火耐火复合带、陶瓷化防火耐火填充绳、陶瓷化低烟无卤聚烯烃耐火护套料在600℃以上高温或火焰下能够迅速形成坚硬的陶瓷状壳体，该陶瓷状壳体在高温下不熔融、不开裂，除了具有优异的电隔离性能，还具有极好的隔热效果；大大提高了电缆的耐火性能。
附图说明
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图1为本例电缆的径向截面结构示意图。
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图中：1、导体，2耐火层，3绝缘层，4、填充绳，5、绕包层，6、护套。
具体实施方式
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如图1所示，本例的一种通过严酷耐火试验条件的核电站用低压电力电缆，其结构为：缆芯外自内而外依次包有绕包层和护套。本电缆适用的直径范围是 20.5mm～29.9mm；
[0036]
所述缆芯是由陶瓷化防火耐火填充绳和至少二根线芯绞合构成，绞合的节径比不大于30；各根线芯围绕同一轴线l绞合；相邻线芯之间隔有一束陶瓷化防火耐火填充绳；陶瓷化防火耐火填充绳和线芯的绞合方向相同；
[0037]
所述线芯由单根导体外依次包裹耐火层和绝缘层构成；
[0038]
每根导体由多根裸铜单丝绞合构成，绞合节径比范围是15～20，裸铜单丝的直径范围是1.36mm～3.03mm，导体的直径范围是3.9mm～12.8mm；
[0039]
最外层裸铜单丝的绞合方向为左向，相邻层的裸铜单丝的绞合方向相反；
[0040]
所述耐火层由绕包陶瓷化防火耐火复合带构成，绕包方向为左向，绕包搭盖率不小于15％；
[0041]
所述绝缘层由交联聚乙烯绝缘料构成；
[0042]
所述缆芯的外绕包层是由低烟无卤阻燃带绕包构成，绕包方向为左向，绕包搭盖率不小于20％；
[0043]
所述护套是由陶瓷化低烟无卤聚烯烃耐火护套料构成。
[0044]
本例的线芯的数目是3根，在轴线l位置有一束陶瓷化防火耐火填充绳。陶瓷化防火耐火复合带的标称厚度为0.2mm。低烟无卤阻燃绕包带的标称厚度为 0.2mm。所述护套的最小厚度为1.8mm。
[0045]
本电缆是核电站用耐火电力电缆，除满足耐火试验外，还应满足电缆的电性能(如导体电阻、电压试验、4h电压试验、绝缘电阻试验)、机械性能(如绝缘和护套机械性能、绝缘热延伸等)、无卤(燃烧时析出气体试验、氟含量试验) 及无毒(绝缘、护套毒性指数)的性
能。
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采用上述方案后，本电缆除了满足电性能、机械性能外，能够满足低烟无卤的要求；同时还能够满足cwz耐火试验的要求。
[0047]
本例电缆的检测结果如下：
[0048][0049]