一种耐高温、耐火难燃型的防火电缆的制作方法

1.本实用新型涉及电缆技术领域，具体涉及一种耐高温、耐火难燃型的防火电缆。


背景技术：

2.防火电缆主要用作易燃环境中的动力和信号控制线路，广泛用于电站、石化、冶金、轻纺、高层建筑等防火要求较高的场所。防火电缆采用高性能耐火材料包覆在导体线芯上，外加钢丝或铜带保护套，在火灾发生后的一定时间内，一般不短于3h，能够确保继续供电和传输信号，以维持照明和重要设备的正常运行，保证人们有足够的时间进行安全撤离和灭火抢险。
3.防火电缆也称金属管氧化镁等矿物绝缘电缆，简称mi电缆，是由铜芯、钢护套和氧化镁绝缘材料构成。该电缆具有高耐火型和耐高温、防机械力损伤等特性，长期使用温度为250℃，在950℃～1000℃时可维持3h(国际规定90min)，短时间或非常时间可接近铜的熔点1083℃。但造价相对较贵，又不具有通常电缆的挠曲性。
4.随着现代化建设迅速发展，电力系统、轨道交通、机场地铁、重点工程、公共建筑等雨后春笋般崛起。尤其是高层和超高层建筑，人员逃生和疏散需要较长时间，这就对防火电缆提出更高要求，一方面，自身不能成为引发火灾的主体，另一方面，不能传播火情，并且为人员疏散和逃生提供可靠支持。目前，多数认为只要通过950℃、180min耐火试验即为防火电缆，其实通过上述实验并不能保证实际使用中的可靠性，且产生滴落物易引发更大范围的损害，存在较大风险。为了满足市场对更高等级防火电缆需要，本实用新型提供一种具有耐超高温、超时长的耐火难燃型的防火电缆。


技术实现要素：

5.为了解决防火电缆实际应用的可靠性技术问题，而提供一种耐高温、耐火难燃型的防火电缆。本实用新型的防火电缆能够通过2000℉、360min的耐火试验，并保持线路完整性。
6.为了达到以上目的，本实用新型通过以下技术方案实现：
7.一种耐高温、耐火难燃型的防火电缆，由内到外依次包括：缆芯、耐火阻燃层、内护层、金属护层、外护层；所述缆芯包括线芯以及填充于所述线芯间的填充层；所述线芯由导体和包裹在所述导体外的绝缘层组成；所述耐火阻燃层、所述绝缘层的材料均为耐高温材料。
8.进一步地，所述导体由6根以上铜单丝构成；所述线芯至少为3组。导体由6根及以上细铜单丝精密拉丝、恒温恒压均匀化退火后制成。
9.进一步地，所述绝缘层由陶瓷矿物绝缘层和云母矿物绝缘层复合而成，所述云母矿物绝缘层在所述陶瓷矿物绝缘层的外部；所述云母矿物绝缘层的材料为云母带，所述云母带上具有玻璃纤维构成的网状结构。陶瓷矿物绝缘层和云母矿物绝缘层的材料分别为陶瓷矿物绝缘材料和云母绝缘材料，两者均为无机物型耐高温材料，可在550℃及以上高温条
件下迅速生成陶瓷化铠体，铠体坚硬致密，陶瓷化的坚硬铠体起到隔火耐温的作用，绝缘经过950℃
±
40℃的高温烧结，残余物≥85％，均为无机矿物质，不燃烧不延燃，有效保障线路的畅通。云母带上的玻璃纤维网状结构可以保护内部结构的完整性。
10.进一步地，所述填充层的材料为阻燃填充绳。性能满足r0hs最新标准 (eu)2015/863十项检测要求，单位克重≤5g/m，具有不延燃性，为环保型阻燃填充绳。
11.进一步地，所述耐火阻燃层为无碱玻璃纤维带层。重叠绕包，玻纤纤维纱为垂直分布的经、纬纱紧密编织而成，编织密度≥90％，能够起到耐高温、高阻燃的作用。
12.进一步地，所述内护层由挤出层和包覆在所述挤出层外的绕包层组成，所述挤出层厚度大于所述绕包层厚度；所述挤出层的材料为低烟无卤阻燃电缆料挤出物，所述绕包层的材料为玻璃纤维预浸料。挤出层中含有氢氧化镁、氢氧化铝等无机阻燃剂，高温下成壳，在绕包层的保护下，使无机物壳层不脱落，维持较好的阻燃性能。
13.进一步地，所述金属护层为奥氏体不锈钢带联锁铠装层。优选为薄型奥氏体型不锈钢，该材料是经过固溶强化处理的，韧性较好，延伸率≥35％，加工性能好，且还具有较好的耐腐蚀性能，其熔点约为1400℃，能够有效隔绝火焰，抵抗高温冲击，提高电缆耐火等级；联锁铠装能够自锁，即使发生局部引外力冲击而导致断裂，电缆仍保持完整，不会散乱。
14.进一步地，所述外护层的材料为无卤低烟乙烯
‑
醋酸乙烯酯护套料。如中国专利201811465313.9的b1级阻燃电缆用无卤低烟乙烯
‑
醋酸乙烯酯护套料。具有低热释放、低产烟、低烟气毒性、滴落物不延燃的优点。
15.有益技术效果：
16.本实用新型耐高温、耐火难燃型的防火电缆的缆芯由导体、包裹在导体外绝缘层构成以及填充层构成，绝缘层采用复合结构，由陶瓷矿物绝缘层和云母矿物绝缘层复合而成，云母矿物绝缘层在陶瓷矿物绝缘层的外部，云母矿物绝缘层的材料为云母带，云母带上还具有玻璃纤维构成的网状结构，采用该中结构一方面在高温下可以结成致密壳体，有效隔绝火焰温度和灭火喷水的侵入所导致的相与相之间击穿，另一方面采用具有网状结构的云母带包覆，能够保证外力冲击下缆芯结构的完整性；同时，两层材料均基本为无机物，具有很好的绝缘性能，室温下，绝缘电阻可达到100000mω。在缆芯外包裹无碱玻璃纤维带耐火阻燃层、低烟无卤阻燃电缆料挤出层和玻璃纤维预浸料绕包层，共同协同达到隔离、耐高温、阻燃、隔热降温、保护结构的作用，在火焰温度下，能够有效降低缆芯内温度(约降低60％)。采用强度高、熔点高的金属材料作为金属护层联锁铠装，能够保证电缆在经受耐火和冲击时不融化，起到保护内部结构无损伤的隔离作用。最后采用无卤低烟乙烯
‑
醋酸乙烯酯护套料作为外护层，隔热降温，绝缘成瓷，密封防水，保证电性能。
17.本实用新型的防火电缆具有耐超高温、超时长的耐火特性，燃烧无毒、无污染、不延燃、防水防潮、耐机械冲击优良等特性，满足gb 31247《电缆及光缆燃烧性能分级》和gb 51348《民用建筑电气设计标准》要求的b1级难燃型防火电缆。参照并结合ul 1709和bs 8491的规定，在同一根电缆上进行耐火、喷淋和冲击试验，耐火试验温度为2000℉(1093℃)，耐火时间为360min，保持线路完整性；不会产生有毒有害物质，也不会传播火焰，有效保障线路的畅通，是真正的难燃型防火电缆。
附图说明
18.图1为实施例1耐高温、耐火难燃型的防火电缆的剖面结构示意图。
具体实施方式
19.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
21.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
22.以下结合附图及具体实施例进一步描述本实用新型，但不限制本实用新型范围。
23.实施例1
24.一种耐高温、耐火难燃型的防火电缆，其剖面结构如图1所示，由内到外依次包括：缆芯、耐火阻燃层4、内护层、金属护层7、外护层8；所述缆芯包括线芯以及填充于所述线芯间的填充层3；所述线芯由导体1和包裹在所述导体1外的绝缘层2组成；所述耐火阻燃层4、所述绝缘层2的材料均为耐高温材料。
25.其中，所述导体1由6根以上铜单丝构成；所述线芯为5组。导体1由 6根及以上细铜单丝精密拉丝、恒温恒压均匀化退火后制成。
26.其中，所述绝缘层2由陶瓷矿物绝缘层和云母矿物绝缘层复合而成，所述云母矿物绝缘层在所述陶瓷矿物绝缘层的外部；所述云母矿物绝缘层的材料为云母带，所述云母带上具有玻璃纤维构成的网状结构。陶瓷矿物绝缘层和云母矿物绝缘层的材料分别为陶瓷矿物绝缘材料和云母绝缘材料，两者均为无机物型耐高温材料，可在550℃及以上高温条件下迅速生成陶瓷化铠体，铠体坚硬致密，陶瓷化的坚硬铠体起到隔火耐温的作用，绝缘经过950℃
±
40℃的高温烧结，残余物≥85％，均为无机矿物质，不燃烧不延燃。云母带上的玻璃纤维网状结构可以保护内部结构的完整性。
27.其中，所述填充层3的材料为阻燃填充绳。性能满足r0hs最新标准(eu) 2015/863十项检测要求，单位克重≤5g/m，具有不延燃性，为环保型阻燃填充绳。
28.其中，所述耐火阻燃层4为无碱玻璃纤维带层。重叠绕包，玻纤纤维纱为垂直分布的经、纬纱紧密编织而成，编织密度≥90％，能够起到耐高温、高阻燃的作用。
29.其中，所述内护层由挤出层5和包覆在所述挤出层5外的绕包层6组成，所述挤出层5厚度大于所述绕包层6厚度；所述挤出层5的材料为低烟无卤阻燃电缆料挤出物，所述绕包层6的材料为玻璃纤维预浸料(与耐火阻燃层4有所区别，玻璃纤维预浸料由玻璃纤维和浸
润树脂组成的复合材料，耐火阻燃层 4为纯玻纤材料)。挤出层中含有氢氧化镁、氢氧化铝等无机阻燃剂，高温下成壳，在绕包层的保护下，使无机物壳层不脱落，维持较好的阻燃性能。
30.其中，所述金属护层7为奥氏体不锈钢带联锁铠装层。优选为薄型奥氏体型不锈钢，该材料是经过固溶强化处理的，韧性较好，延伸率≥35％，加工性能好，且还具有较好的耐腐蚀性能，其熔点约为1400℃，能够有效隔绝火焰，抵抗高温冲击，提高电缆耐火等级；联锁铠装能够自锁，即使发生局部引外力冲击而导致断裂，电缆仍保持完整，不会散乱。
31.其中，所述外护层8的材料为无卤低烟乙烯
‑
醋酸乙烯酯护套料。如中国专利201811465313.9的b1级阻燃电缆用无卤低烟乙烯
‑
醋酸乙烯酯护套料。具有低热释放、低产烟、低烟气毒性、滴落物不延燃的优点。
32.对比例1
33.本对比例电缆结构与实施例1相同，不同之处在于，去除金属护层。
34.对比例2
35.本对比例电缆结构与实施例1相同，不同之处在于，绝缘层采用单层云母带。
36.对比例3
37.本对比例电缆结构与实施例1相同，不同之处在于，最外层护套采用聚氯乙烯护套料。
38.实施例2
39.实施例1及对比例电缆的性能测试结果具体见表1。
40.表1实施例1及对比例电缆的性能测试结果
41.[0042][0043]
由表1可知，本实用新型防火电缆整体参照并结合ul 1709和bs 8491的规定，在同一根电缆上进行耐火、喷淋和冲击试验，耐火试验温度为 2000℉(1093℃)，耐火时间为360min，保持线路完整性。本实用新型防火电缆具有无滴落(b1级d0)、无毒性(烟气毒性达到t0级)、无腐蚀性(腐蚀性达到a1级)的优点。
[0044]
另外还测试了碳化高度，本实用新型防火电缆整体能够满足gb/t 18380.33规定的阻燃a类试验要求(非金属材料为7l/m，试验时间为40min，碳化高度≤2.5m)，并且达到超a类要求(即非金属材料为14l/m，试验时间为80min，碳化高度≤1.0m)。此外本实用新型防火电缆整体满足gb/t 13033.1规定的弯曲试验和压扁试验，金属护层无开裂并且试验后浸水，经受 1/2额定电压5min，不发生击穿。
[0045]
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。