耐火电缆的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种耐火电缆，包括缆芯和外壳，所述外壳外包围所述缆芯，由内到外依次设置有第一结壳耐火层和阻燃外护套，其中，所述第一结壳耐火层包括陶瓷化硅橡胶带、陶瓷化聚烯烃耐火料和陶瓷化防火耐火复合带中的一种或多种，在高温状态下，结成陶瓷壳，温度越高，陶瓷壳的硬度越大。上述耐火电缆的最高正常工作温度为135℃，耐火通电时间不小于180min。
【专利说明】
耐火电缆
技术领域
[0001]本实用新型属于电缆技术领域，特别是涉及一种耐火电缆。
【背景技术】
[0002]随着经济的发展，高层建筑、地铁、发电厂等场所对电缆在火情发生时的安全性能提出了较高的要求，GB/T19666-2005中要求耐火电缆在燃烧状态下的耐火通电时间为90min，如图1所示，现有的电缆100包括:多个缆芯110，每一个缆芯110由内至外依次设置有导线111、云母层112和塑料绝缘层113;外壳120，外包围所述多个缆芯110，由内到外依次设置有阻燃包带121和阻燃塑料护套122。
[0003]上述电缆100的耐火机理为通过阻燃塑料护套122和阻燃包带121延缓到达塑料绝缘层113的时间，当发生火灾时，随着时间的推移阻燃物(阻燃塑料护套122、阻燃包带121)烧尽，火焰到达塑料绝缘层113，塑料绝缘层113开始燃烧，塑料绝缘层113燃烧完后，靠云母层112继续维持通电时间。
[0004]此种结构设计的电缆100的耐火通电时间可以达到90min，但不能达到在180min内燃烧继续通电的要求。
【实用新型内容】
[0005]鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种提高耐火通电时间的耐火电缆。
[0006]根据本实用新型的一个方面，提供一种耐火电缆，包括缆芯和外壳，其中，所述外壳，外包围所述缆芯，由内到外依次设置有第一结壳耐火层和阻燃外护套，其中，所述第一结壳耐火层包括陶瓷化硅橡胶带、陶瓷化聚烯烃耐火料和陶瓷化防火耐火复合带中的一种或多种，在高温状态下，结成陶瓷壳，温度越高，陶瓷壳的硬度越大。
[0007]所述的耐火电缆，其中，所述外壳还包括:阻燃内垫层，位于所述第一结壳耐火层和所述阻燃外护套之间，外包围第一结壳耐火层。
[0008]进一步地，优选地，所述外壳还包括:第二结壳耐火层，位于所述阻燃内垫层和所述阻燃外护套之间，外包围阻燃内垫层，包括陶瓷化硅橡胶带、陶瓷化聚烯烃耐火料和陶瓷化防火耐火复合带中的一种或多种，在高温状态下，结成陶瓷壳，温度越高，陶瓷壳的硬度越大。
[0009]所述的耐火电缆，其中，所述缆芯由内至外依次设置有导线和云母层。
[0010]优选地，所述缆芯还包括陶瓷化聚烯烃绝缘层，外包围云母层。
[0011]优选地，所述导线由单根或多跟不镀锡铜丝构成。
[0012]根据本实用新型的另一个方面，提供一种耐火电缆包括多个缆芯和外壳，其中，每一个所述缆芯包括绞制的多个导线、绕包多个导线的云母带以及在缠绕有云母带的导线上绝缘挤出的陶瓷化聚烯烃绝缘层;外壳，外包围多个缆芯，包括绕包在缆芯上的陶瓷化硅橡胶带、在绕包有陶瓷化硅橡胶带的缆芯上挤包的阻燃内垫层、在挤包完阻燃内垫层的缆芯上绕包的另一陶瓷化硅橡胶带以及在绕包有另一陶瓷化硅橡胶带的缆芯上挤包的阻燃外护套。
[0013]所述的耐火电缆，其中，每一个所述缆芯的多个所述导线按照右向规律扭绞在一起，以消除耐火电缆三相运行时的感应电流和感应电压。
[0014]所述的耐火电缆，其中，还包括:阻燃填充物，填充在所述外壳与所述缆芯之间，包括石棉、玻璃纤维、以及以氢氧化铝或氢氧化镁为主体的混合物中的一种或多种。
[0015]本实用新型所述耐火电缆的阻燃外护套和缆芯之间设置有第一结壳耐火层，其在高温状态下形成陶瓷壳的同时降低火焰的产生和蔓延，对缆芯起到隔温隔氧的作用，提高了耐火电缆的最高正常工作温度和耐火通电时间。
【附图说明】
[0016]通过参考以下【具体实施方式】及权利要求书的内容并且结合附图，本实用新型的其它目的及结果将更加明白且易于理解。在附图中:
[0017]图1是现有技术耐火电缆的示意图；
[0018]图2是本实用新型耐火电缆的示意图。
[0019]在附图中，相同的附图标记指示相似或相应的特征或功能。
【具体实施方式】
[0020]以下结合具体实施例来进一步阐述本实用新型，下面各实施例仅用于举例说明本实用新型，而本实用新型的保护范围不受这些实施例的限制，所列材料与前面所述材料的要求一致。
[0021 ]图2是本实用新型耐火电缆的示意图，如图2所示，所述耐火电缆200包括:
[0022]缆芯210，由内至外依次设置有导线211和云母层212，其中，所述导线211起导电作用，所述云母层212在火灾时，在包围云母层212的其他材料燃烧尽后，作为最后的绝缘层，维持正常导电，优选地，所述导线211由单根或多跟不镀锡铜丝构成；
[0023]外壳220，外包围所述缆芯210，由内到外依次设置有第一结壳耐火层221和阻燃外护套224，其中，
[0024]第一结壳耐火层221，包括陶瓷化硅橡胶带、陶瓷化聚烯烃耐火料和陶瓷化防火耐火复合带中的一种或多种，在高温状态(例如650 °C至3000 °C)下，结成陶瓷壳，温度越高，陶瓷壳的硬度越大；
[0025]阻燃外护套224为低烟无卤聚烯烃材料。
[0026]上述耐火电缆200的耐火机理如下:当发生火灾时，火焰首先接触到的是阻燃外护套224，防止火焰产生和蔓延，也就是说，阻燃外护套224在火焰的作用下不会燃烧，只是随着时间的推移会逐渐滴落，待其全部滴落后，火焰作用到第一结壳耐火层221，第一结壳耐火层221在高温状态下结成陶瓷壳，对缆芯210起到隔温和隔氧作用，对火焰进入到缆芯210进行进一步的阻隔，提高了耐火电缆200的最高正常工作温度和耐火通电时间。
[0027]在本实用新型的另一个实施例中，所述耐火电缆200还包括阻燃内垫层222和第二结壳耐火层223，其中，
[0028]阻燃内垫层222，外包围第一结壳耐火层221，为低烟无卤聚烯烃材料，用于火灾时防止火焰产生和蔓延；
[0029]第二结壳耐火层223，外包围阻燃内垫层222，包括陶瓷化硅橡胶带、陶瓷化聚烯烃耐火料和陶瓷化防火耐火复合带中的一种或多种，在高温状态下，结成陶瓷壳，温度越高，陶瓷壳的硬度越大。
[0030]优选地，所述第一结壳耐火层221和第二结壳耐火层223包括至少两层缠绕方向相反的陶瓷化硅橡胶带、陶瓷化聚烯烃耐火料和陶瓷化防火耐火复合带中的一种或多种，能够保证在高温状态时形成完整的陶瓷壳。
[0031]上述耐火电缆200的耐火机理如下:当发生火灾时，火焰首先接触到的是阻燃外护套224，其在火焰的作用下不会燃烧，只是随着时间的推移会逐渐滴落，待其全部滴落后，火焰作用到第二结壳耐火层223，第二结壳耐火层223在高温状态下结成陶瓷壳，作为第一层保护壳，阻燃内垫层222此时起到隔热防火作用，阻燃内垫层222包围的第一结壳耐火层221，在高温状态下结成第二层保护壳，对缆芯210起到隔温和隔氧作用，对火焰进入到缆芯210进行进一步的阻隔，进一步提高了耐火电缆200的最高正常工作温度和耐火通电时间。
[0032]所述第一结壳耐火层221和第二结壳耐火层223在常态下柔软有弹性、自粘性、电绝缘性和密封性好，在火灾情况下，迅速被烧成陶瓷状坚硬的完整外壳，即第一结壳耐火层221和第二结壳耐火层223形成两层陶瓷壳，随着烧蚀时间增长，陶瓷壳越坚硬，坚硬壳体铠装对缆芯210起到很好的保护作用，提高缆芯210的耐火通电时间。
[0033]上述实施例中，所述述耐火电缆200的阻燃外护套224和缆芯210之间包括由第一结壳耐火层221、阻燃内垫层222和第二结壳耐火层223构成的夹层，在形成保护壳的同时降低火焰的产生和蔓延，对缆芯210起到隔温隔氧的作用。
[0034]在一个可选实施例中，缆芯210还包括陶瓷化聚烯烃绝缘层213，外包围云母层212，在火灾情况下，结壳耐火，形成第三层保护壳。
[0035]在一个可选实施例中，所述耐火电缆200还包括:阻燃填充物230，填充在外壳220与缆芯210之间，包括石棉、玻璃纤维、以及以氢氧化铝或氢氧化镁为主体的混合物中的一种或多种，用于火灾时阻止火焰产生。
[0036]在本实用新型的一个实施例中，耐火电缆200包括:
[0037]多个缆芯210，每一个缆芯210包括绞制的多个导线211、绕包多个导线211的云母带212以及在缠绕有云母带212的导线211上绝缘挤出的陶瓷化聚烯烃绝缘层213，导线211用于导电，耐火云母带212是火灾时保证导线211通电的最后屏障，陶瓷化聚烯烃绝缘层213在火灾时形成陶瓷壳，起到保护壳和绝缘的作用；
[0038]外壳220，外包围多个缆芯210，包括绕包在缆芯210上的陶瓷化硅橡胶带221、在绕包有陶瓷化硅橡胶带221的缆芯210上挤包的阻燃内垫层222、在挤包完阻燃内垫层222的缆芯210上绕包的另一陶瓷化硅橡胶带223以及在绕包有另一陶瓷化硅橡胶带223的缆芯210上挤包的阻燃外护套224，其中，绕包缆芯210的陶瓷化硅橡胶带221和绕包阻燃内垫层222的另一陶瓷化硅橡胶带221用于火灾时结壳耐火，阻燃内垫层222和阻燃外护套224用于防止火焰产生和蔓延；
[0039]阻燃填充物230，填充在外壳220与多个缆芯210之间，用于火灾时阻止火焰产生，其中，阻燃填充物230包括石棉、玻璃纤维、以及以氢氧化铝或氢氧化镁为主体的混合物中的一种或多种。
[0040]优选地，挤包有陶瓷化聚烯烃绝缘层213所述多个导线211按照右向规律扭绞在一起，所述扭绞在一起的之间的多个导线211的矢量和为零，这样三相电运行时的相位差才不会产生感应电压，从而消除耐火电缆三相运行时的感应电流和感应电压。
[0041]采用2A熔断器对现有的电缆100和本实用新型所述耐火电缆200进行了耐火实验，电缆100的最高正常工作温度为90°C，耐火电缆200的最高正常工作温度为135°C，耐火电缆200的载流量相对于电缆100提高了20%，在火焰温度为950°C，在180min的供火时间内，连接电缆100的2A熔断器熔断，而连接耐火电缆200的2A熔断器不断，说明本实用新型所述耐火电缆200的耐火通电时间可以达到180min。
[0042]本实用新型所述耐火电缆200通过结构变化和新材料应用将耐火时间提高为180min，使发生火灾时电缆的通电时间由90min提高到180min，为救援和逃生赢得宝贵时间有不可估量的社会价值，另外，其耐火耐高温的特性，使电缆的正常工作温度70°C或90°C可以提高到135°C，电缆的载流量在相同截面下可以提高20%左右，因此耐火电缆200的截面可以减小能节约大量的铜材，以2013年为例全国的电缆要求量11458.957亿元，假设铜芯电缆占50% (实际份额更大)其销售额为5729.48亿元，铜芯电缆中铜占其比例的65%~75% ,折中按70%计算，铜用的总价值为5729.48*70%=4010.63亿元，截流量提高20%，其截面可以减少8%_10%，按最低8%计算可以少用4010.63*8% =320.85亿元的铜，2013年的平均铜价为5.2万/吨，若全部采用此种耐火电缆，可节约铜材320.85亿元/5.2万= 617019吨铜。由上计算可见，本实用新型所述耐火电缆200可以产生巨大的经济效益，可避免不可再生资源铜的过度开采，提高铜材利用率。
[0043]如上所述，对本实用新型的实施例进行了详细说明，但是只要实质上没有脱离本实用新型的实用新型点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种耐火电缆，包括缆芯和外壳，其特征在于， 所述外壳，外包围所述缆芯，由内到外依次设置有第一结壳耐火层和阻燃外护套，其中，所述第一结壳耐火层包括陶瓷化硅橡胶带、陶瓷化聚烯烃耐火料和陶瓷化防火耐火复合带中的一种或多种，在高温状态下，结成陶瓷壳，温度越高，陶瓷壳的硬度越大。2.根据权利要求1所述的耐火电缆，其特征在于，所述外壳还包括: 阻燃内垫层，位于所述第一结壳耐火层和所述阻燃外护套之间，外包围第一结壳耐火层。3.根据权利要求2所述的耐火电缆，其特征在于，所述外壳还包括: 第二结壳耐火层，位于所述阻燃内垫层和所述阻燃外护套之间，外包围所述阻燃内垫层，包括陶瓷化硅橡胶带、陶瓷化聚烯烃耐火料和陶瓷化防火耐火复合带中的一种或多种，在高温状态下，结成陶瓷壳，温度越高，陶瓷壳的硬度越大。4.根据权利要求1所述的耐火电缆，其特征在于，所述缆芯由内至外依次设置有导线和云母层。5.根据权利要求4所述的耐火电缆，其特征在于，所述缆芯还包括陶瓷化聚烯烃绝缘层，外包围所述云母层。6.根据权利要求4所述的耐火电缆，其特征在于，所述导线由单根或多跟不镀锡铜丝构成。7.—种耐火电缆，其特征在于，包括多个缆芯和外壳，其中， 每一个所述缆芯包括绞制的多个导线、绕包多个导线的云母带以及在缠绕有云母带的导线上绝缘挤出的陶瓷化聚烯烃绝缘层； 外壳，外包围多个缆芯，包括绕包在缆芯上的陶瓷化硅橡胶带、在绕包有陶瓷化硅橡胶带的缆芯上挤包的阻燃内垫层、在挤包完阻燃内垫层的缆芯上绕包的另一陶瓷化硅橡胶带以及在绕包有另一陶瓷化硅橡胶带的缆芯上挤包的阻燃外护套。8.根据权利要求4至7中任一项所述的耐火电缆，其特征在于，每一个所述缆芯的多个所述导线按照右向绞合的规律扭绞在一起，以消除耐火电缆三相运行时的感应电流和感应电压。9.根据权利要求1或7所述的耐火电缆，其特征在于，还包括:阻燃填充物，填充在所述外壳与所述缆芯之间，包括石棉、玻璃纤维、以及以氢氧化铝或氢氧化镁为主体的混合物中的一种或多种。
【文档编号】H01B7/29GK205582598SQ201620300526
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年4月12日
【发明人】许慧娟, 李金辉, 南成迁, 耿明阔, 韩万忠
【申请人】河北东照线缆有限公司