CN104425072A - 稀土高铁铝合金环保纳米隔火层耐火电缆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电工产品技术领域，具体涉及一种电缆。稀土高铁铝合金环保纳米隔火层耐火电缆，包括一电缆主体，电缆主体包括一电缆线芯，电缆线芯包括导体线芯和绝缘层，导体线芯的外部包覆有绝缘层，电缆线芯的外部由内而外分别设有内隔离层、复合环保纳米隔火层和阻燃保护层。由于采用上述技术方案，本发明结构简单，易于制造；采用铝合金材质作为导体线芯以便缓解铜资源稀缺的困境，易于推广；具有良好的耐火性能、电气性能、机械性能、柔韧性能、耐电化学腐蚀性能，适用范围广，安全性能高，是一款绿色环保产品。

Description

稀土高铁铝合金环保纳米隔火层耐火电缆

技术领域

本发明涉及电工产品技术领域，具体涉及一种电缆。

背景技术

高层及超高层建筑、大型娱乐场所、大型工矿、企业及地下工程中等众多场所，对电能的需求量大，往往电缆密集敷设，一旦发生火灾，火焰将顺着电缆延燃而蔓延到其他楼层。在众多的火灾中，除了造成人身生命危险的火焰外，电缆燃烧后释放的酸气、氯气等有毒气体往往对人身生命造成严重的“二次危害”，另外，由于电缆着火引起停电，直接影响到人员的逃生和疏散。因而，电缆的防火耐火技术越来越引起人们的关注，并成为线缆行业的一个重要发展方向。

对耐火电缆的耐火性能方面，要求火灾发生时电缆能继续保证一定的供电时间，一方面提供人员逃生用电，另一方面提供用电设备的用电。电缆结构上目前主要有云母带隔离火源和氧化镁矿物绝缘和铜护套组成隔离火源的方式。

目前国内用于电力传输的导体线芯以铜导体为主，随着电子产品类的铜导体的需求量的上升，铜资源稀缺的矛盾日益突出，即使采用铝导体替代部分铜导体，由于铝导体易于发生电化学腐蚀、蠕变、机械性能不佳、不易于弯折等问题影响了电缆的使用寿命。为了替代铜导体、弥补纯铝导体的缺陷，铝合金导体被广泛推广使用，但是简单的用铝合金材质制成的导体，机械性能仍然不能满足要求，当有高次谐波电流经过电缆，导体温度上升发热蠕变，存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种稀土高铁铝合金环保纳米隔火层耐火电缆，解决以上的技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

稀土高铁铝合金环保纳米隔火层耐火电缆，包括一电缆主体，所述电缆主体包括一电缆线芯，所述电缆线芯包括导体线芯和绝缘层，所述导体线芯的外部包覆有所述绝缘层，其特征在于，所述电缆线芯的外部由内而外分别设有内隔离层、复合环保纳米隔火层和阻燃保护层。

本发明通过在电缆线芯外部设置包括内隔离层、复合环保纳米隔火层、阻燃保护层等多重保护层结构，增强了电缆主体在各种环境下的电气、机械性能和耐火性能，显著增加了使用的可靠性和安全性。

所述内隔离层采用一挤包型的内隔离层，挤包材料采用无卤低烟阻燃料。

所述内隔离层采用一绕包型的内隔离层，绕包材料采用设有纤维带的压纹高强度阻燃带。

所述内隔离层的设置不仅提高了电缆的整体强度和柔韧性，而且提高了产品的耐火性，减少外部火源对绝缘线芯的破坏。

所述内隔离层与所述电缆线芯之间充填有环保防火型填充料，以便增强产品的耐火性能。

所述复合环保纳米隔火层采用纳米无机助剂和无机粘结剂制成的复合环保纳米隔火层混合物；

所述纳米无机助剂包括无机矿物质耐火阻燃材料、活性剂、补强剂；

所述无机粘结剂采用钇、镧或镧系元素的氧化物；

所述无机矿物质耐火阻燃材料选用氢氧化铝、氢氧化镁。

本发明选用的复合环保纳米隔火层材料具有无烟、无毒、无味、不产生滴下物的特点，其中，纳米无机助剂促进材料形成综合的优良性能，具有高分子材料的柔软性和立体架构材料的坚固性。无机粘接剂是一种利用无机纳米材料经缩聚反应制成的耐高温无机纳米复合水性无机粘接剂，通过对成分配比以及制备工艺参数的筛选，不仅粘结力强且对金属基体无腐蚀性，可在1600℃的高温下保持良好的无腐蚀性，耐火性和粘接性能。

所述复合环保纳米隔火层采用一立体网状结构的复合环保纳米隔火层，所述复合环保纳米隔火层通过涂敷方式或挤包方式设置于所述内隔离层外。当复合环保纳米隔火层燃烧时，形成固态不燃物质，该固态不燃物质变硬后，在复合环保纳米隔火层内部产生空穴，有效地隔绝了燃烧热的传递，阻止了燃烧的持续，具有显著的耐火和阻隔高温的作用，从而有效保护电缆的内部结构不发生机械变化和电性能变化。

本发明使用复合环保纳米隔火层作为电缆主体的主要保护层，具有无色、无味、无毒、无烟、耐高低温、耐候老化、环保等特点，能有效地阻止火焰对电缆的损害。

所述复合环保纳米隔火层内设有连接加强用骨架，所述骨架采用一网状金属制成的骨架。

所述阻燃保护层采用无卤低烟环保聚烯烃材料制成的阻燃保护层，消除因火灾引起的“二次危害”，保护电缆日常运行。

所述电缆线芯外部还设有一自锁铠装防护层，所述自锁铠装防护层设置于所述内隔离层和所述复合环保纳米隔火层之间。本发明通过设置自锁铠装防护层，以便提高电缆的机械性能、柔韧性、抗蠕变性能；在自锁铠装防护层外设置复合环保纳米隔火层，并在复合环保纳米隔火层外设置阻燃保护层，以解决电缆阻燃耐火的要求，而内隔离层的设置，既可将自锁铠装防护层与导体线芯隔离，又可提高电缆整体的电气性能和耐电化学腐蚀性能，即使在电力系统出现瞬间高压致使导体线芯表面的绝缘层发生局部损坏时也不会直接造成电能外泄。

所述自锁铠装防护层采用铝合金、钢带或不锈钢带构成的自锁铠装防护层，具有强度高，更易剥离的特点，安装便利，可免桥架安装，降低成本，360度安装，不需要拉线盒；在敷设过程中拐角处易弯曲，减少管道的需求，并具备普通管道所不具有的超强柔韧性。

所述电缆主体包括至少两个所述电缆线芯，所述内隔离层包覆于至少两个所述电缆线芯的外部；

当所述电缆主体包括两个所述电缆线芯时，两个所述电缆线芯的截面呈一字形排列；

当所述电缆主体包括三个所述电缆线芯时，三个所述电缆线芯的截面呈品字形排列；

当所述电缆主体包括四个所述电缆线芯时，四个所述电缆线芯的截面呈田字形排列；

当所述电缆主体包括五个及五个以上所述电缆线芯时，五个及五个以上所述电缆线芯的截面呈环绕形排列。

所述导体线芯采用稀土高铁铝合金材质制成的导体线芯，所述稀土高铁铝合金材质为由稀土、铁、硅、铜、镁、锌、硼、锂、镓、铝元素构成的铝合金材质。

绝缘层采用阻燃交联聚乙烯制成的绝缘层。本发明通过采用电子辐照交联技术，将阻燃交联聚乙烯中的聚乙烯分子由线性结构变成立体网状结构，从而使绝缘层具有耐高温、防燃烧、抗老化、强耐用、低碳环保等性能。

有益效果：由于采用上述技术方案，本发明结构简单，易于制造；采用铝合金材质作为导体线芯以便缓解铜资源稀缺的困境，易于推广；具有良好的耐火性能、电气性能、机械性能、柔韧性能、耐电化学腐蚀性能，适用范围广，安全性能高，是一款绿色环保产品。

附图说明

图1为本发明的双线芯结构示意图；

图2为本发明的三线芯结构示意图；

图3为本发明的四线芯结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。

参照图1、图2、图3，稀土高铁铝合金环保纳米隔火层耐火电缆，包括电缆主体，电缆主体包括至少一个电缆线芯。电缆线芯由导体线芯1和绝缘层2组成，绝缘层2包覆于导体线芯1上，电缆线芯外部由内而外分别设有内隔离层3、自锁铠装防护层4、复合环保纳米隔火层6、阻燃保护层8。电缆线芯外还设有环保防火型填充料7，环保防火型填充料充填于绝缘层2和内隔离层3之间。

本发明通过在导体线芯的外部设置复合环保纳米隔火层，内部设置环保防火型填充料而有效阻止火焰对电缆线芯的损害，通过复合环保纳米隔火层的外部设置阻燃保护层保护电缆的日常运行，而内隔离层的设置，既可将自锁铠装防护层、复合环保纳米隔火层与导体线芯隔离，又可提高电缆整体的电气性能、耐电化学腐蚀性能，即使在电力系统出现瞬间高压致使导体线芯表面的绝缘层发生局部损坏，也不会直接造成电能外泄。

实施例一：

如图1所示，电缆主体设有两个电缆线芯，两个电缆线芯均为导体线芯1外包覆绝缘层2的结构。两个电缆线芯的截面呈一字形排列，内隔离层3包裹于排列成束的两个电缆线芯外部。内隔离层3与绝缘层2对导体线芯1起到双重绝缘防护效果。在内隔离层3与绝缘层2之间充填有环保防火型填充料7，而在内隔离层3的外部覆盖自锁铠装防护层4，在自锁铠装防护层4之外设有复合环保纳米隔火层6，复合环保纳米隔火层6的外部设有阻燃保护层8。

实施例二：

如图2所示，电缆主体设有三个电缆线芯，三个电缆线芯均为导体线芯1外包覆绝缘层2的结构。三个电缆线芯的截面呈品字型排列，内隔离层3包裹于排列成束的三个电缆线芯外部。在内隔离层3与绝缘层2之间充填有环保防火型填充料7，在内隔离层3外设有复合环保纳米隔火层6，复合环保纳米隔火层6的外部设有阻燃保护层8。

实施例三：

如图3所示，电缆主体设有四个电缆线芯，四个电缆线芯均为导体线芯1外包覆绝缘层2的结构。四个电缆线芯的截面呈田字型排列，内隔离层3包裹于排列成束的四个电缆线芯外部。在内隔离层3与绝缘层2之间充填有环保防火型填充料7。内隔离层3采用设有纤维带的压纹型高强度阻燃带，以提高内隔离层的整体强度和柔韧性，且纤维带的设置可提高内隔离层的耐火性。复合环保纳米隔火层6的外部设置阻燃保护层8，复合环保纳米隔火层6包覆自锁铠装防护层4，自锁铠装防护层4设置于内隔离层3外部。

导体线芯采用稀土高铁铝合金材质制成的导体线芯，稀土高铁铝合金材质为由稀土、铁、硅、铜、镁、锌、硼、锂、镓、铝化学元素构成的铝合金材质，使用稀土高铁铝合金材质制成的导体线芯可具有抗蠕变、高柔韧、强延展、低反弹、连接稳定等优点，从而提高了电缆的导电性能、弯曲性能、柔韧性能、抗蠕变性能和耐电化学腐蚀性能等，能够保证电缆在长时间过载和过热时保持连续性能稳定，提高了电缆的使用寿命及方便了电缆的敷设。

复合环保纳米隔火层采用一纳米无机助剂和无机粘结剂制成的复合环保纳米隔火层混合物，纳米无机助剂包括无机矿物质耐火阻燃材料、活性剂、补强剂，无机粘结剂采用钇、镧或镧系元素的氧化物，无机矿物质耐火阻燃材料选用氢氧化铝、氢氧化镁。复合环保纳米隔火层内设置连接加强骨架，并通过涂敷或挤包在自锁铠装防护层或内隔离层外，复合环保纳米隔火层的立体网状结构形成固态不燃性质，复合环保纳米隔火层在火焰的燃烧下不燃，无色、无味、无毒、无烟、耐高低温、耐候老化、环保，能有效的阻止火焰对电缆的损害。

自锁铠装防护层采用铝合金、钢带或不锈钢带构成，以提高电缆的机械性能、柔韧性能、抗蠕变性能，使电缆的铠装防护层强度高，更易剥离，安装便利，可免桥架安装，降低成本，360度安装，不需要拉线盒；在敷设过程中拐角处易弯曲，减少管道的需求，并具备普通管道所不具有的超强柔韧性。

绝缘层采用阻燃交联聚乙烯制成的绝缘层。本发明通过采用电子辐照交联技术，将阻燃交联聚乙烯中的聚乙烯分子由线性结构变成立体网状结构，从而使绝缘层具有耐高温、防燃烧、抗老化、强耐用、低碳环保等性能。

以上显示和描述了本发明的基本原理和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效物界定。

Claims (10)

1.稀土高铁铝合金环保纳米隔火层耐火电缆，包括一电缆主体，所述电缆主体包括一电缆线芯，所述电缆线芯包括导体线芯和绝缘层，所述导体线芯的外部包覆有所述绝缘层，其特征在于，所述电缆线芯的外部由内而外分别设有内隔离层、复合环保纳米隔火层和阻燃保护层。

2.根据权利要求1所述的稀土高铁铝合金环保纳米隔火层耐火电缆，其特征在于：所述内隔离层采用一挤包型的内隔离层或一绕包型的内隔离层，挤包材料采用无卤低烟阻燃料，绕包材料采用设有纤维带的压纹高强度阻燃带。

3.根据权利要求1所述的稀土高铁铝合金环保纳米隔火层耐火电缆，其特征在于：所述电缆线芯外部还设有一自锁铠装防护层，所述自锁铠装防护层设置于所述内隔离层和所述复合环保纳米隔火层之间；

所述自锁铠装防护层采用铝合金、钢带或不锈钢带构成的自锁铠装防护层。

4.根据权利要求1所述的稀土高铁铝合金环保纳米隔火层耐火电缆，其特征在于：所述复合环保纳米隔火层采用纳米无机助剂和无机粘结剂制成的复合环保纳米隔火层混合物；

所述纳米无机助剂包括无机矿物质耐火阻燃材料、活性剂、补强剂；

所述无机粘结剂采用钇、镧或镧系元素的氧化物；

所述无机矿物质耐火阻燃材料选用氢氧化铝、氢氧化镁。

5.根据权利要求1所述的稀土高铁铝合金环保纳米隔火层耐火电缆，其特征在于：所述复合环保纳米隔火层采用一立体网状结构的复合环保纳米隔火层，所述复合环保纳米隔火层通过涂敷方式或挤包方式设置于所述内隔离层外。

6.根据权利要求1所述的稀土高铁铝合金环保纳米隔火层耐火电缆，其特征在于：所述复合环保纳米隔火层内设有连接加强用骨架，所述骨架采用一网状金属制成的骨架。

7.根据权利要求1所述的稀土高铁铝合金环保纳米隔火层耐火电缆，其特征在于：所述导体线芯采用稀土高铁铝合金材质制成的导体线芯，所述稀土高铁铝合金材质为由稀土、铁、硅、铜、镁、锌、硼、锂、镓、铝元素构成的铝合金材质。

8.根据权利要求1所述的稀土高铁铝合金环保纳米隔火层耐火电缆，其特征在于：所述阻燃保护层采用无卤低烟环保聚烯烃材料制成的阻燃保护层。

9.根据权利要求1所述的稀土高铁铝合金环保纳米隔火层耐火电缆，其特征在于：所述内隔离层与所述电缆线芯之间充填有环保防火型填充料。

10.根据权利要求1～9任一项所述的稀土高铁铝合金环保纳米隔火层耐火电缆，其特征在于：所述电缆主体包括至少两个及以上所述的电缆线芯，所述内隔离层包覆于至少两个及以上所述电缆线芯的外部。