一种无机矿物绝缘高阻燃防火电缆及其制备方法与流程

1.本发明涉及电缆技术领域，具体涉及一种无机矿物绝缘高阻燃防火电缆及其制备方法。


背景技术：

2.专利cn201610843957.1公开了一种光伏电缆，由内至外依次包括缆芯、至少一层绝缘层、纤维编织层、至少一层隔热阻燃层和至少一层护套层；所述缆芯为内外双层结构，内层为碳纤维丝作为加强结构的圆柱体形导体，外层为铜包铝镁合金材料制成的包裹层。这种电缆仅设置一层隔热阻燃层，其存在耐高温性能差、阻燃性差的问题。
3.现有技术中，光伏电站除了需要设置电缆外还会设置用于通信的光缆，然而则需要敷设光缆和电缆两种电缆，由此，现有技术中电缆和光缆都是分开敷设的，线缆凌乱不便于施工。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于针对现有技术中的不足，而提供一种无机矿物绝缘高阻燃防火电缆及其制备方法。
5.本发明的目的通过以下技术方案实现：本技术提供一种无机矿物绝缘高阻燃防火电缆，包括光纤线芯和多个导体线芯；各个导体线芯均与光纤线芯紧贴，多个导体线芯沿光纤线芯的周向均布，以形成缆芯；各个导体线芯均包括从内到外依次设置的铜导体和内护套；光纤线芯包括金属波纹管，金属波纹管内设置有至少一个光纤本体，光纤本体与金属波纹管之间设置有光纤油膏；缆芯的外周侧设有轧纹铜护套，轧纹铜护套的外侧挤包有外护套，轧纹铜护套与缆芯的外周侧面之间填充有无机矿物质粉末；无机矿物质粉末由以下重量分数的原料制成：碳酸钙60
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70份，硅溶胶30
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40份，氧化镁15
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60份，氧化锌15
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60份。
6.其中，氧化镁的重量份数和氧化锌的重量份数为1:1或1:2或2:1。
7.其中，内护套和外护套均为聚氯乙烯护套。
8.本技术还提供一种无机矿物绝缘高阻燃防火电缆的制备方法，包括如下步骤，步骤a，制备光纤线芯，首先利用轧纹装置对金属带进行轧纹，以使金属带的背面形成波纹状凸起；然后在金属带的正面涂覆一层光纤油膏，涂覆好光纤油膏后，在金属带的正面中部放入光纤本体并放入制管机滚轧成管，最后对金属带相接部分进行焊接，制备得到光纤线芯；步骤b，制备导体线芯，取直径为8mm无氧铜的铜杆含铜99.97％经过大拉丝机、中拉丝机、小拉丝机、退火处理得到直径为0.15mm至0.30mm的软铜线，将多根软铜线绞合形成铜导体，其中，拉丝机处理时用蒸汽作保护气体，退火处理的冷却水中添加有抗氧剂，蒸汽压力为1
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2个大气压，退火温度为350℃；将制备得到的铜导体经过挤出机挤包形成内护套，从而制备得到导体线芯单元；步骤c，制备缆芯，将至少三个步骤b制备得到的导体线芯单元沿步骤a制备得到的光纤线芯的周向排布，各个导体线芯均平行设置，从而制备得到缆芯；步骤d，步骤c制备得到的缆芯放置在铜带上，然后将放置有缆芯的铜带输送至连续制管机，连续制管
机的多对滚轮使铜带的左右两侧朝内曲折并相接，然后制管机的焊接机构对相接处进行焊接，从而使缆芯的外周侧形成铜护套；步骤e，制备无机矿物质粉末，将碳酸钙60
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70份、硅溶胶30
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40份、氧化镁15
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60份、氧化锌15
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60份放入搅拌机中进行搅拌，然后将搅拌好的混合物放入破碎机进行破碎，直至无机矿物质粉末的粒径为10 0nm
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500nm；将轧纹铜护套和缆芯一起输送至双向振实装置，利用双向振实装置将无机矿物质粉末填充至铜护套和缆芯之间；步骤f，利用轧纹装置对铜护套进行轧纹，以使铜护套转变为轧纹铜护套；步骤g，在轧纹铜护套外侧利用挤出机形成外护套。
9.其中，在步骤a中，内护套的厚度为0.8mm
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3mm。
10.其中，在步骤f中，内护套的厚度为1.2mm
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3mm。
11.其中，内护套的厚度大小与外护套的厚度大小的比值为1:1
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2。
12.其中，在步骤e中，双向振实装置包括设置在铜护套两侧的振实件，各个振实件均由独立的驱动装置驱动，驱动装置驱动振实件作往复移动并撞击电缆的外侧。
13.本发明的有益效果：本技术的无机矿物绝缘高阻燃防火电缆，通过在电缆内设置轧纹铜护套和无机矿物质粉末，使缆芯外侧形成双层阻燃结构，加强了电缆防火、耐高温、高阻燃的性能，能有效地防火、防爆、防辐射、超阻燃，具有良好的电气、绝缘性能，导体直流电阻符合gb/t3956
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2008的要求，成品电缆应经受3.5kv规定的交流电压试验5分钟不击穿，成品电缆应符合bs6387和bs8491耐火标准要求，950℃火焰下持续通电180min不击穿，650℃火焰下150min后承受15min的水喷淋不击穿，950℃火焰下承受15min敲击振动不击穿；另外，通过在电缆内部增设光纤线芯，满足光通信和供电的需求，无需分开敷设，方便了工人施工，解决以往线路凌乱的问题。
14.本技术的无机矿物绝缘高阻燃防火电缆的制备方法，其制备方法简单，工艺简易，通过采用制管机的制套和焊接，通过设置双向振实装置对电缆内的无机矿物质粉末进行振实，提高了电缆的结构强度，进一步提升电缆的绝缘性能和高阻燃性，制备出来的电缆高阻燃性能好、防火性能好、使用寿命长。
附图说明
15.利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
16.图1为本实施例中无机矿物绝缘高阻燃防火电缆的结构示意图。
17.图2为本实施例中振实装置的示意图。
18.图3为本实施例中制管机的示意图。
19.图4为图3中a
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a处的剖视图。
20.附图说明：光纤本体11，光纤油膏12，金属波纹管13，铜导体21，内护套22，无机矿物质粉末31，轧纹铜护套32，外护套33，振实件41，驱动装置42，铜带51，辊轮52，焊接机构53。
具体实施方式
21.结合以下实施例对本发明作进一步描述。
22.实施例1
23.本发明的一种无机矿物绝缘高阻燃防火电缆及其制备方法的具体实施方式之一，请见图1，包括光纤线芯和多个导体线芯；各个导体线芯均与光纤线芯紧贴，多个导体线芯沿光纤线芯的周向均布，以形成缆芯；各个导体线芯均包括从内到外依次设置的铜导体21和内护套22；光纤线芯包括金属波纹管13，金属波纹管13内设置有至少一个光纤本体11，光纤本体11与金属波纹管13之间设置有光纤油膏12；缆芯的外周侧设有轧纹铜护套32，轧纹铜护套32的外侧挤包有外护套33，轧纹铜护套32与缆芯的外周侧面之间填充有无机矿物质粉末31；无机矿物质粉末31由以下重量分数的原料制成：碳酸钙65份，硅溶胶35份，氧化镁30份，氧化锌30份。
24.在本实施例中，氧化镁的重量份数和氧化锌的重量份数为1:1。应当说明的是，氧化镁的重量份数和氧化锌的重量份数1:1能够最大限度地提高电缆的阻燃性能。
25.在本实施例中，内护套22和外护套33均为聚氯乙烯护套。聚氯乙烯护套具有耐热好、负载能力强、不熔化、耐化学腐蚀、机械强度高的特点。
26.在本实施例中，金属波纹管13为不锈钢波纹管，其使用寿命长，强度高。
27.本实施例的无机矿物绝缘高阻燃防火电缆，通过在电缆内设置轧纹铜护套32和无机矿物质粉末31，使缆芯外侧形成双层阻燃结构，加强了电缆防火、耐高温、高阻燃的性能，能有效地防火、防爆、防辐射、超阻燃，具有良好的电气、绝缘性能，导体直流电阻符合gb/t3956
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2008的要求，成品电缆应经受3.5kv规定的交流电压试验5分钟不击穿，成品电缆应符合bs6387和bs8491耐火标准要求，950℃火焰下持续通电180min不击穿，650℃火焰下150min后承受15min的水喷淋不击穿，950℃火焰下承受15min敲击振动不击穿；另外，通过在电缆内部增设光纤线芯，满足光通信和供电的需求，无需分开敷设，方便了工人施工，解决以往线路凌乱的问题。
28.本实施例的一种无机矿物绝缘高阻燃防火电缆的制备方法，包括如下步骤。
29.步骤a，制备光纤线芯，首先利用轧纹装置对金属带进行轧纹，以使金属带的背面形成波纹状凸起；然后在金属带的正面涂覆一层光纤油膏12，涂覆好光纤油膏12后，在金属带的正面中部放入光纤本体11并放入制管机滚轧成管，最后对金属带相接部分进行焊接，制备得到光纤线芯。
30.步骤b，制备导体线芯，取直径为8mm无氧铜的铜杆含铜99.97％经过大拉丝机、中拉丝机、小拉丝机、退火处理得到直径为0.15mm至0.30mm的软铜线，将多根软铜线绞合形成铜导体21，其中，拉丝机处理时用蒸汽作保护气体，退火处理的冷却水中添加有抗氧剂，蒸汽压力为1
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2个大气压，退火温度为350℃；将制备得到的铜导体21经过挤出机挤包形成内护套22，从而制备得到导体线芯单元。
31.步骤c，制备缆芯，将至少三个步骤b制备得到的导体线芯单元沿步骤a制备得到的光纤线芯的周向排布，各个导体线芯均平行设置，从而制备得到缆芯。
32.步骤d，步骤c制备得到的缆芯放置在铜带51上，然后将放置有缆芯的铜带51输送至连续制管机，连续制管机的多对滚轮使铜带51的左右两侧朝内曲折并相接，然后制管机的焊接机构53对相接处进行焊接，从而使缆芯的外周侧形成铜护套。
33.步骤e，制备无机矿物质粉末31，将碳酸钙60
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70份、硅溶胶30
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40份、氧化镁15
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60份、氧化锌15
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60份放入搅拌机中进行搅拌，然后将搅拌好的混合物放入破碎机进行破碎，
直至无机矿物质粉末31的粒径为10 0nm
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500nm；将轧纹铜护套32和缆芯一起输送至双向振实装置，利用双向振实装置将无机矿物质粉末31填充至轧纹铜护套32和缆芯之间。
34.步骤f，利用轧纹装置对铜护套进行轧纹，以使铜护套转变为轧纹铜护套32。
35.步骤g，在轧纹铜护套32外侧利用挤出机形成外护套33。
36.在本实施例中，在步骤a中，内护套22的厚度为0.8mm
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3mm。
37.在本实施例中，在步骤f中，内护套22的厚度为1.2mm
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3mm。
38.在本实施例中，内护套22的厚度大小与外护套33的厚度大小的比值为1:1
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2。
39.在步骤e中，结合图2，双向振实装置包括设置在铜护套两侧的振实件41，各个振实件41均由独立的驱动装置42驱动，驱动装置42驱动振实件41作往复移动并撞击电缆的外侧。通过在两个不同的方向上设置振实件41，两个振实件41从不同的方向对铜护套进行振实，通过设置双向振实装置对电缆内的无机矿物质粉末进行振实，提高了电缆的结构强度，进一步提升电缆的绝缘性能和高阻燃性。
40.在步骤d中，结合图3和图4，制管机包括多对辊轮52和焊接机构53，通过多对辊轮52逐渐将铜带51制备成铜管，然后利用焊接机构53将铜带51进行焊接固定，这种结构制备出来的铜护套结构强度高，阻燃性能好，防火性能好。
41.本实施例的无机矿物绝缘高阻燃防火电缆的制备方法，其制备方法简单，工艺简易，通过采用制管机的制套和焊接，通过设置双向振实装置对电缆内的无机矿物质粉末进行振实，提高了电缆的结构强度，进一步提升电缆的绝缘性能和高阻燃性，制备出来的电缆高阻燃性能好、防火性能好、使用寿命长。
42.实施例2
43.本技术的一种无机矿物绝缘高阻燃防火电缆之二，本实施例的主要技术方案与实施例1相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于：无机矿物质粉末31由以下重量分数的原料制成：碳酸钙60份，硅溶胶30份，氧化镁15份，氧化锌15份。
44.实施例3
45.本技术的一种无机矿物绝缘高阻燃防火电缆之三，本实施例的主要技术方案与实施例1相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于：无机矿物质粉末31由以下重量分数的原料制成：碳酸钙70份，硅溶胶40份，氧化镁60份，氧化锌30份。
46.实施例4
47.本技术的一种无机矿物绝缘高阻燃防火电缆之四，本实施例的主要技术方案与实施例1相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于：无机矿物质粉末31由以下重量分数的原料制成：碳酸钙68份，硅溶胶36份，氧化镁30份，氧化锌60份。
48.结合实施例1至4以及现有的传统电缆，在额定交流电压u0/u为0.6/1kv工作环境下进行耐高温测试对比，具体如下表：
[0049][0050]
本实施例的无机矿物绝缘高阻燃防火电缆，通过在电缆内设置轧纹铜护套32和无机矿物质粉末31，使缆芯外侧形成双层阻燃结构，加强了电缆防火、耐高温、高阻燃的性能，能有效地防火、防爆、防辐射、超阻燃，具有良好的电气、绝缘性能，导体直流电阻符合gb/t3956
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2008的要求，成品电缆应经受3.5kv规定的交流电压试验5分钟不击穿，成品电缆应符合bs6387和bs8491耐火标准要求，950℃火焰下持续通电180min不击穿，650℃火焰下150min后承受15min的水喷淋不击穿，950℃火焰下承受15min敲击振动不击穿；另外，通过在电缆内部增设光纤线芯，满足光通信和供电的需求，无需分开敷设，方便了工人施工，解决以往线路凌乱的问题。
[0051]
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。