CN103617836A - 一种纳米型超a类阻燃电力电缆 - Google Patents

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郭培涛
窦合超
李立虎
李旭浩
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Abstract

本发明涉及一种纳米型超A类阻燃电力电缆，包括由若干绝缘线芯绞合而成的缆芯，各绝缘线芯之间填充的纳米耐火层(4)，以及在缆芯外依次挤包的绕包层(5)和低烟无卤阻燃护套(6)。与现有技术相比，本发明纳米型超A类阻燃电力电缆具有超高阻燃，在850℃火焰下垂直燃烧70min，炭化高度不大于2.5米，非金属含量可达到14L/米。导体长期允许工作温度为超过70℃，短路时(最长持续时间不超过5秒)，电缆导体的最高温度不超过165℃，电缆不受敷设落差限制，重量轻弯曲性能好，电缆安装维护简单方便，电缆敷设时环境温度不低于0℃，具有耐腐蚀、高阻燃、载流量大。

Description

一种纳米型超A类阻燃电力电缆
技术领域
本发明涉及一种电缆，尤其是涉及一种纳米型超A类阻燃电力电缆。
背景技术
现有耐火电缆技术在低压电缆上大量应用，电压等级为1kV及以下，电缆结构为采用耐火云母带实现耐火的功能，产品主要应用于城市中需要防火的建筑、公共场所等，从配电箱或变压器将电能输送到各用电单元。
随着高层建筑的发展和防火等级的提高，及人们安全意识的加强，传统的云母带耐火电缆结构无法满足电缆中电场的设计要求，完全不适合，所以只有设计出跟传统耐火电缆完全不一样的结构才能同时满足电性能和耐火性能的要求。
随着科技水平的不断提高，阻燃问题已由过去的卤素阻燃化，进一步发展到低卤、无卤的阻燃化。目前，一般的低烟无卤耐火电力电缆内部结构主要采用在导体外包裹耐火层，以及外护套采用低烟无卤材料以达到耐火、低烟、无毒的性能。但是，现有的电缆在耐火性能上常常耐火时间太短，不能更好地适应高温环境的要求。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种纳米型超A类阻燃电力电缆。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种纳米型超A类阻燃电力电缆，其特征在于，包括由若干绝缘线芯绞合而成的缆芯，各绝缘线芯之间填充的纳米耐火层，以及在缆芯外依次挤包的绕包层和低烟无卤阻燃护套。
所述的绝缘线芯由铜导体以及依次包覆在铜导体外的纳米绝缘带、和PE套构成。
所述的纳米绝缘带为可以耐温达1400℃以上，有交联聚乙烯绝缘性能的材料。
所述的纳米绝缘带采用以下组分及重量份含量的原料混合压制而成：弹性体20～30、纳米云母粉7～15、活性纳米硅灰石粉7～15、纳米二氧化钛7～15、陶土4～10、高岭土1～5、超细滑石粉1～1.5、水滑石20～30、润滑剂0.5～1.5、阻燃油1～1.5、分散剂1～1.5、抗氧剂1～1.5。活性纳米硅灰石粉通过以下方法制得：将硅灰石粉体原料进行干燥除湿处理，获得硅灰石粉体材料；在其中加入硅烷偶联剂处理，得到活性硅灰石粉体材料；产品的活化率可高达97％以上。其中硅灰石粉体原料中二氧化硅的含量为49wt％、氧化钙的含量为45wt％，熔点为1550℃、硅烷偶联剂的加入量为硅灰石粉体材料的2.0wt％，所得活性纳米硅灰石粉的熔点为1550℃，粒径为800-3000目。
所述的纳米耐火层采用以下组分及重量份含量的原料混合制成：纳米人造粉15-80、纳米二氧化硅10-40、纳米石英沙5-25、纳米氢氧化铝10-45、硅灰石粉5-35、彩土5-10、胶水20-40、珍珠岩5-15、纳米碳酸钙15-70。纳米人造粉由氧化镁、氧化钙、碳酸钙在水中均化研磨制成；氧化镁、氧化钙、碳酸钙、水的重量比为15：13：25：400。
本发明纳米型超A类阻燃电力电缆，主要通过纳米耐高温绝缘和纳米耐火材料的保护下使电缆保持正常运行，而常规A类阻燃电缆通过耐火填充材料和耐火绕包材料来保护电缆运行，在试验下纳米型超A类阻燃电力电缆试验温度850℃、70min甚至到一个小时，常规A类阻燃电缆试验温度850℃、40min，因为常规A类阻燃电缆绝缘材料XLPE交联聚乙烯绝缘，绝缘温度不能高于260℃，如高于此温度绝缘自身融化导致电缆短路不能正常运行。而纳米型超超A类阻燃电力电缆具有耐腐蚀、载流量大等优点。
与现有技术相比，本发明纳米型超A类阻燃电力电缆具有超高阻燃，在850℃火焰下垂直燃烧70min，炭化高度不大于2.5米，非金属含量可达到14L/米。导体长期允许工作温度为超过70℃，短路时(最长持续时间不超过5秒)，电缆导体的最高温度不超过165℃，电缆不受敷设落差限制，重量轻弯曲性能好，电缆安装维护简单方便，电缆敷设时环境温度不低于0℃，具有耐腐蚀、载流量大。
附图说明
图1为纳米型超A类阻燃电力电缆结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1所示，一种纳米型超A类阻燃电力电缆，包括由若干绝缘线芯绞合而成的缆芯，各绝缘线芯之间填充的纳米耐火层4，以及在缆芯外依次挤包的绕包层5和低烟无卤阻燃护套6。
所述的绝缘线芯由铜导体1以及依次包覆在铜导体1外的纳米绝缘带2、和PE套3构成。
所述的纳米绝缘带2为可以耐温达1400℃以上，有交联聚乙烯绝缘性能的材料。
所述的纳米绝缘带2采用以下组分及重量份含量的原料混合压制而成：弹性体20、纳米云母粉7、活性纳米硅灰石粉7、纳米二氧化钛7、陶土4、高岭土1、超细滑石粉1、水滑石20、润滑剂0.5、阻燃油1、分散剂1、抗氧剂1。活性纳米硅灰石粉通过以下方法制得：将硅灰石粉体原料进行干燥除湿处理，获得硅灰石粉体材料；在其中加入硅烷偶联剂处理，得到活性硅灰石粉体材料；产品的活化率可高达97％以上。其中硅灰石粉体原料中二氧化硅的含量为49wt％、氧化钙的含量为45wt％，熔点为1550℃、硅烷偶联剂的加入量为硅灰石粉体材料的2.0wt％，所得活性纳米硅灰石粉的熔点为1550℃，粒径为800-3000目。
所述的纳米耐火层5采用以下组分及重量份含量的原料混合制成：纳米人造粉15、纳米二氧化硅10、纳米石英沙5、纳米氢氧化铝10、硅灰石粉5、彩土5、胶水20、珍珠岩5、纳米碳酸钙15。纳米人造粉由氧化镁、氧化钙、碳酸钙在水中均化研磨制成；氧化镁、氧化钙、碳酸钙、水的重量比为15：13：25：400。
实施例2
如图1所示，一种纳米型超A类阻燃电力电缆，包括由若干绝缘线芯绞合而成的缆芯，各绝缘线芯之间填充的纳米耐火层4，以及在缆芯外依次挤包的绕包层5和低烟无卤阻燃护套6。
所述的绝缘线芯由铜导体1以及依次包覆在铜导体1外的纳米绝缘带2、和PE套3构成。
所述的纳米绝缘带2为可以耐温达1400℃以上，有交联聚乙烯绝缘性能的材料。
所述的纳米绝缘带2采用以下组分及重量份含量的原料混合压制而成：弹性体30、纳米云母粉15、活性纳米硅灰石粉15、纳米二氧化钛15、陶土10、高岭土5、超细滑石粉1.5、水滑石30、润滑剂1.5、阻燃油1.5、分散剂1.5、抗氧剂1.5。活性纳米硅灰石粉通过以下方法制得；将硅灰石粉体原料进行干燥除湿处理，获得硅灰石粉体材料；在其中加入硅烷偶联剂处理，得到活性硅灰石粉体材料；产品的活化率可高达97％以上。其中硅灰石粉体原料中二氧化硅的含量为49wt％、氧化钙的含量为45wt％，熔点为1550℃、硅烷偶联剂的加入量为硅灰石粉体材料的2.0wt％，所得活性纳米硅灰石粉的熔点为1550℃，粒径为800-3000目。
所述的纳米耐火层5采用以下组分及重量份含量的原料混合制成：纳米人造粉80、纳米二氧化硅40、纳米石英沙25、纳米氢氧化铝45、硅灰石粉35、彩土10、胶水40、珍珠岩15、纳米碳酸钙70。纳米人造粉由氧化镁、氧化钙、碳酸钙在水中均化研磨制成；氧化镁、氧化钙、碳酸钙、水的重量比为15：13：25：400。

Claims (5)

1.一种纳米型超A类阻燃电力电缆，其特征在于，包括由若干绝缘线芯绞合而成的缆芯，各绝缘线芯之间填充的纳米耐火层(4)，以及在缆芯外依次挤包的绕包层(5)和低烟无卤阻燃护套(6)。
2.根据权利要求1所述的一种纳米型超A类阻燃电力电缆，其特征在于，所述的绝缘线芯由铜导体(1)以及依次包覆在铜导体(1)外的纳米绝缘带(2)、和PE套(3)构成。
3.根据权利要求2所述的一种纳米型超A类阻燃电力电缆，其特征在于，所述的纳米绝缘带(2)为可以耐温达1400℃以上，有交联聚乙烯绝缘性能的材料。
4.根据权利要求3所述的一种纳米型超A类阻燃电力电缆，其特征在于，所述的纳米绝缘带(2)采用以下组分及重量份含量的原料混合压制而成：弹性体20～30、纳米云母粉7～15、活性纳米硅灰石粉7～15、纳米二氧化钛7～15、陶土4～10、高岭土1～5、超细滑石粉1～1.5、水滑石20～30、润滑剂0.5～1.5、阻燃油1～1.5、分散剂1～1.5、抗氧剂1～1.5。
5.根据权利要求1所述的一种纳米型超A类阻燃电力电缆，其特征在于，所述的纳米耐火层(5)采用以下组分及重量份含量的原料混合制成：纳米人造粉15-80、纳米二氧化硅10-40、纳米石英沙5-25、纳米氢氧化铝10-45、硅灰石粉5-35、彩土5-10、胶水20-40、珍珠岩5-15、纳米碳酸钙15-70。
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