CN103559947B - 低压防火电缆及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电线电缆领域技术领域，本发明提供了一种低压防火电缆，从内到外依次包括：缆芯（1）、复合防火隔热层（2）和护套层（3），缆芯由2-5根绝缘线芯绞合组成，所述的绝缘线芯是由导体（4）及导体表面挤包一层交联聚乙烯绝缘层（5）组成。本发明还提供了上述低压防火电缆的制备方法。本发明的低压防火电缆不仅可通过GB/T19666中所规定的750℃燃烧90min正常供电的防火试验，更可以通过BS6387中所要求的C.W.Z等级防火试验，即在喷淋和震动条件下，950℃燃烧180min正常供电。

Description

低压防火电缆及制备方法

技术领域

本发明涉及电线电缆领域技术领域，具体涉及一种低压防火电缆及制备方法。

背景技术

近年来，随着社会的发展，配电系统对额定电压0.6/1kV及以下的低压电缆的防火性能也提出了越来越高的要求，该类电缆各项性能需符合GB/T12706-2008的要求，但该标准并未包括对电缆的防火性能的要求，并不具备防火性能。

传统的防火电缆主要利用云母带的防火性能，在导体外绕包一层或多层云母带作为防火层，该火灾发生时能烧结成粉末而起到绝缘的作用，在一段时间内保证电缆的正常运行，但这种方式也存在着明显的缺点，烧结后的粉末并不会紧紧包覆在电缆的导体上，而火灾发生时往往伴随着强烈的震动，易将粉末震落而造成电路短路；而矿物绝缘电缆，主要是采用矿物填充和金属铜护套，防火性能可通过BS6387中所要求的950℃燃烧180min的试验，但由于采用金属护套，其造价高、不易弯曲、运输和敷设难度大、无法大长度连续生产的缺点制约了它的推广和发展。如何制造一种防火电缆，使其具有优良的防火性能，同时易于生产、运输和敷设，电缆技术领域亟待解决的问题。

中国专利ZL200610171785.4，发明名称为“防火电线电缆”，公开号为CN101211681B，公开了一种防火电线电缆，其组成包括导体芯线，以及有机/无机防火复合材料，其制备方法是将有机材料熔化后加入无机材料如氢氧化铝搅拌获得均匀浆料，然后通过含浸制程将浆料涂布于导体芯线上，使有机材料与氢氧化铝产生反应形成键结以提升防火材料的阻燃性，可通过UL1581所要求的VW-1阻燃试验，然而仅仅采用上述制备方法，虽然可以使电缆通过如UL1581所要求的VW-1阻燃试验，使电缆在燃烧着火时具有较好的不延燃性，但是无法通过BS6387所要求的C.W.Z级耐火性试验，无法确保在电缆在伴随着火焰燃烧、喷淋、震动的试验条件导电性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种易于生产、安装和敷设，且具备优良的防火性能的低压防火电缆；本发明的另一目的是提供该及低压防火电缆的制备方法。

本发明的第一个方面，是提供一种低压防火电缆，该电缆包括：缆芯、复合防火隔热层和外护套，所述的缆芯是由2-5根绝缘线芯绞合组成，所述的绝缘线芯是由导体及导体表面挤包一层交联聚乙烯绝缘层组成。

较优的，一种低压防火电缆，从内到外依次包括：缆芯、复合防火隔热层和护套层，缆芯由4根绝缘线芯绞合组成，所述的绝缘线芯是由导体及导体表面挤包一层交联聚乙烯绝缘层组成；

缆芯外依次为有机隔热层、粉末涂层和无机隔热层；有机隔热层、粉末涂层和无机隔热层组成复合防火隔热层。

所述的导体为紧压绞合铜导体，其结构性能符合GB/T3956标准中规定的2类导体的要求，也可采用14AWG/3G裸铜线等。

所述的交联聚乙烯，属交联聚烯烃一类，其性能应符合GB/T12706中的要求，可确保电缆的绝缘性能。交联聚乙烯材料，可选用杭州高新橡塑材料股份有限公司，型号为YJG-3，其20℃时体积电阻率不小于10¹²Ω·cm等。

所述的复合防火隔热层是由有机隔热层、粉末涂层和无机隔热层组合而成。

所述的有机隔热层的材料选用可陶瓷化硅橡胶，可陶瓷化硅橡胶，其主要成分为硅橡胶，英文siliconrubber，添加一些助剂和改性剂后，该塑料在燃烧或者遇高温下，会迅速的硬化，类似于陶瓷状。可陶瓷化硅橡胶，可选用深圳沃尔核材股份有限公司，型号为TC3710，该材料在650℃以上高温下，可迅速陶瓷化，具有良好的防火隔热性能。

所述的有机隔热层需填满绝缘线芯间的缝隙。

所述的粉末涂层的材料选用玻璃粉，可选用佛山市猴圣化工有限公司，型号为JH-10，该玻璃粉材料平均粒径为2.5-3μm，二氧化硅所占比例不低于80%。

所述的无机隔热层的材料选用氢氧化镁，可选用深圳锦昊辉矿业发展有限公司，型号为JLH-DQ2。该材料氢氧化镁所占比例不小于96%，在330℃高温下开始分解为水和氧化镁，产生的水可以隔绝空气，氧化镁也可以耐高温，因此可以起到防火隔热作用。相对于氢氧化铝，氢氧化镁在高温中所吸收的热量更多，因此隔热效果也要优于氢氧化铝。

所述的外护套为无卤低烟阻燃聚烯烃，其结构性能符合GB/T12706的要求，能保护电缆不受机械损伤，同时燃烧时不产生有毒的酸性气体和烟雾；无卤低烟阻燃聚烯烃，可选用江苏三角洲塑化有限公司，型号为DW9021，该材料在燃烧时所释放的酸性气体溶于水后pH值不小于4.3，产生烟雾的透光率不小于60%。

绝缘层的标称厚度和护套的标称厚度符合GB/T12706.1-2008的要求。

本发明的第二个方面，是提供上述的低压防火电缆的制备方法，该方法包括以下步骤：

A、在导体表面挤包一层交联聚乙烯绝缘层组成绝缘线芯；

B、将2-5根绝缘线芯绞合成缆芯，其绞合节径比为20-40；

C、使用挤橡机，采用挤压式挤出方式，在缆芯外挤包一层或可陶瓷化硅橡胶作为有机隔热层，同时填满绝缘线芯间的空隙；

D、在有机隔热层外涂抹一层玻璃粉，作为粉末涂层；

E、在粉末涂层外，挤压一层氢氧化镁，作为无机隔热层；

F、在无机隔热层外挤包一层无卤低烟阻燃聚烯烃作为外护套。

所述的有机隔热层的厚度为2-4mm。

所述的粉末涂层的厚度为0.1-0.2mm。

所述的无机隔热层的厚度为2-3mm。

本发明中，“挤包”指挤出包覆，是本领域的一种加工方法；“挤包”使用的“挤塑机”也称塑料挤出机，可选用无锡恒泰线缆设备厂，型号为JHS-Φ90或JHS-Φ150；“挤橡机”也称橡胶挤出机，可选用东莞鼎隆电工机械有限公司，型号为DL65-115。

上述步骤B中整个系列的产品对应的绞合节径比是20-40，具体的产品节径比为23、24等。

上述步骤E可选用常州市武进鸣凰橡塑机械设备厂的挤出机，型号为XJ85，挤出时无需加热。

对比传统防火电缆，本发明的低压防火电缆不仅可通过GB/T19666中所规定的750℃燃烧90min正常供电的防火试验，更可以通过BS6387中所要求的C.W.Z等级防火试验（在喷淋和震动条件下，950℃燃烧180min正常供电）。

本发明的制备方法在有效的确保电缆的防火隔热性能的前提下，减少生产加工难度，而且具有优良的弯曲性能，便于运输、安装和敷设。

附图说明

图1为发明低压防火电缆的横截面示意图；

附图标记说明：

1-缆芯2-复合防火隔热层3-外护套

4-导体5-绝缘层6-有机隔热层

7-粉末涂层8-无机隔热层

具体实施方式

现结合实施例和附图，对本发明作进一步描述，但本发明的实施并不仅限于此。

实施例1：本发明的低压防火电缆

如图1所示，一种低压防火电缆，从内到外依次包括：缆芯1、复合防火隔热层2和护套层3，缆芯1由4根绝缘线芯绞合组成，所述的绝缘线芯是由导体4及导体表面挤包一层交联聚乙烯绝缘层5组成；

缆芯外依次为有机隔热层6、粉末涂层7和无机隔热层8，有机隔热层6、粉末涂层7和无机隔热层8组成复合防火隔热层。

所述的导体为符合GB/T3956的2类铜导体。

所述的交联聚乙烯，其性能应符合GB/T12706中的要求，可从杭州高新橡塑材料股份有限公司购买，型号为YJG-3，其20℃时体积电阻率不小于10¹²Ω·cm。

所述的有机隔热层的材料选用可陶瓷化硅橡胶，可陶瓷化硅橡胶可从深圳沃尔核材股份有限公司购买，型号为TC3710，该材料在650℃以上高温下，可迅速陶瓷化，具有良好的防火隔热性能。

所述的有机隔热层需填满绝缘线芯间的缝隙。

所述的粉末涂层的材料选用玻璃粉，从佛山市猴圣化工有限公司购买，型号为JH-10。该材料平均粒径为2.5-3μm，二氧化硅所占比例不低于80%。

所述的无机隔热层的材料选用氢氧化镁，可从深圳锦昊辉矿业发展有限公司购买，型号为JLH-DQ2。

所述的外护套为无卤低烟阻燃聚烯烃；无卤低烟阻燃聚烯烃可从江苏三角洲塑化有限公司购买，型号为DW9021，该材料在燃烧时所释放的酸性气体溶于水后pH值不小于4.3，产生烟雾的透光率不小于60%。

实施例2：本发明的低压防火电缆的制备

一种制备实施例1的低压防火电缆的制备方法，该方法包括以下步骤：

A、在导体表面挤包一层交联聚乙烯绝缘层组成绝缘线芯；

B、将4根绝缘线芯绞和成缆芯，并在节径比20-40中选取适当节径比成缆；

C、使用东莞鼎隆电工机械有限公司，型号为DL65-115的挤橡机，在缆芯外挤包一层无卤低烟阻燃聚烯烃作为有机隔热层；

D、在有机隔热层外涂抹一层玻璃粉，作为粉末涂层；

E、在粉末涂层外，挤包一层氢氧化镁，作为无机隔热层；

F、在无机隔热层外挤包一层无卤低烟阻燃聚烯烃作为外护套。

所述的有机隔热层的厚度为2-4mm。

所述的粉末涂层的厚度为0.1-0.2mm。

所述的无机隔热层的厚度为2-3mm。

所述的外护套的厚度符合GB/T12706的要求。

实施例3：本发明的低压防火电缆的性能测试

对比传统防火电缆，本发明低压防火电缆，不但可通过GB/T19666所要求的防火试验（750℃燃烧90min，熔断器不熔断，正常通电），更可通过英国BS6387标准中C.W.Z等级防火试验（施加喷淋、震动的条件下，950℃燃烧180min正常供电），具体数据对比如表1：

表1：本发明低压防火电缆与常规低压防火电缆对比

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种低压防火电缆，其特征在于，该电缆包括：缆芯、复合防火隔热层和外护套，所述的缆芯是由2-5根绝缘线芯绞合组成，所述的绝缘线芯是由导体及导体表面挤包一层交联聚乙烯绝缘层组成；

所述的复合防火隔热层是由有机隔热层、粉末涂层和无机隔热层组合而成；所述的有机隔热层的材料为可陶瓷化硅橡胶；所述的有机隔热层需填满绝缘线芯间的缝隙；所述的粉末涂层的材料为玻璃粉；所述的无机隔热层的材料为氢氧化镁；

所述的外护套的材料为无卤低烟阻燃聚烯烃；

所述的一种低压防火电缆，从内到外依次包括：缆芯、复合防火隔热层和外护套；缆芯外依次为有机隔热层、粉末涂层和无机隔热层。

2.根据权利要求1所述的一种低压防火电缆，其特征在于，所述的导体为紧压绞合铜导体。

3.根据权利要求1所述的一种低压防火电缆，其特征在于，所述的交联聚乙烯绝缘层，交联聚乙烯20℃时体积电阻率不小于10¹²Ω·cm。

4.根据权利要求1所述的一种低压防火电缆，其特征在于，所述的粉末涂层的材料为玻璃粉，平均粒径为2.5-3μm，二氧化硅所占比例不低于80％。

5.根据权利要求1或2所述的一种低压防火电缆，其特征在于，所述的无机隔热层的材料为氢氧化镁，氢氧化镁所占比例不小于96％。

6.根据权利要求1或2所述的一种低压防火电缆，其特征在于，所述的外护套为无卤低烟阻燃聚烯烃，该材料在燃烧时所释放的酸性气体溶于水后pH值不小于4.3，产生烟雾的透光率不小于60％。

7.一种如权利要求1所述的低压防火电缆的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

A、在导体表面挤包一层交联聚乙烯绝缘层组成绝缘线芯；

B、将2-5根绝缘线芯绞合成缆芯，其绞合节径比为20-40；

C、使用挤橡机，采用挤压式挤出方式，在缆芯外挤包一层可陶瓷化硅橡胶作为有机隔热层，同时填满绝缘线芯间的空隙；

D、在有机隔热层外涂抹一层玻璃粉，作为粉末涂层；

E、在粉末涂层外，挤压一层氢氧化镁，作为无机隔热层；

F、在无机隔热层外挤包一层无卤低烟阻燃聚烯烃作为外护套。

8.根据权利要求7所述的低压防火电缆的制备方法，其特征在于，所述的有机隔热层的厚度为2-4mm；所述的粉末涂层的厚度为0.1-0.2mm；所述的无机隔热层的厚度为2-3mm。