CN104700933A - 安全柔软耐火电缆 - Google Patents

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王国钦
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Abstract

本发明涉及一种安全柔软耐火电缆，由导体、绕包耐火云母带、绕包陶瓷纤维带或填充陶瓷纤维绳并绕包陶瓷纤维带、挤压包覆皱纹铝管、挤制聚合物先驱体、绕包隔火层、挤制无卤低烟阻燃护套制成，绕包耐火云母带包覆在导体外侧形成电缆导线，绕包陶瓷纤维带或填充陶瓷纤维绳并绕包陶瓷纤维带、挤压包覆皱纹铝管、挤制聚合物先驱体、绕包隔火层、挤制无卤低烟阻燃护套自内向外依次包覆在电缆导线的外侧。与现有技术相比，本发明具有柔软、重量轻、截面尺寸小、散热好、载流量大、防水防潮等优点。

Description

安全柔软耐火电缆
技术领域
本发明属于电缆领域，尤其是涉及一种耐火性能安全可靠且柔软的耐火电缆。
背景技术
随着人们对火灾防范意识的提高，以及火灾应急处置的需要，例如，争取抢险或逃生的时间。所以重要建筑、工程设施或人员高度密集区，如地铁、运动场、办公楼等场所明文规定，必须安装耐火电缆。现有氧化镁绝缘、铜管护套电缆，采用多次退火、多次拉拔工艺制成，其制品长度受到生产设备与场地的限制。而且现场敷设必须使用中间联接器，因此增大线路重量和安装工作量。同时，硬度大，如刚性杆件，现场安装不便。由此导致制造设备投资大，生产场地也要求相当大的氧化镁绝缘、铜管护套电缆，市场推广应用存在一定困难。
本发明提供一种安全柔软的耐火电缆，耐火性能通过BS6387检测，较之氧化镁绝缘、铜管护套电缆，生产过程连续，制品长度不受限制，实地敷设方便。其思路是注重耐火性能的同时，潜心研究导体传输电能散热，提高载流量，也具有潮湿环境的阻水功能，体现在结构设计中，绝缘、耐火与阻水环节均注入创新元素。
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重量轻、散热好、载流量大、单次弯曲半径小、防水防潮等优点的安全柔软耐火电缆。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种安全柔软耐火电缆，由导体、绕包耐火云母带、绕包陶瓷纤维带或填充陶瓷纤维绳并绕包陶瓷纤维带、挤压包覆皱纹铝管、挤制聚合物先驱体、绕包隔火层、挤制无卤低烟阻燃护套制成，
所述的绕包耐火云母带包覆在导体外侧形成电缆导线，所述的绕包陶瓷纤维带或填充陶瓷纤维绳并绕包陶瓷纤维带、挤压包覆皱纹铝管、挤制聚合物先驱体、绕包隔火层、挤制无卤低烟阻燃护套自内向外依次包覆在电缆导线的外侧。成缆过程中，绕包耐火云母带、绕包陶瓷纤维带或填充陶瓷纤维绳并绕包陶瓷纤维带和绕包隔火层的表面施喷细微雾化的硅油。
所述的电缆导线至少设有1芯。
所述的绕包耐火云母带为涂覆有聚硅氧烷的金云母构成的绕包耐火云母带，其中的聚硅氧烷是主链为Si-N键构成的聚合物，交联Si-C-N-H有机无机杂化材料，是制备Si-C-N陶瓷的一类重要先驱体，经火焰热解得到耐火陶瓷层，绕包耐火云母带的耐火等级达到1000℃，绕包耐火云母带的拉伸强度≥70N/cm，体积电阻率≥1.0×1010Ω·m，绝缘电阻>1MΩ，而且柔韧度明显优于合成云母带，绕包耐火云母带绕包或纵包1-2层。
所述的绕包陶瓷纤维带或填充陶瓷纤维绳并绕包陶瓷纤维带的耐火等级为1000～1300℃，含金属铝、铬或锆的陶瓷纤维制成的纤维带或纤维绳。
陶瓷纤维是一种集传统绝热材料、耐火材料的优良性能于一体的纤维状轻质耐火材料，具有重量轻、耐高温、热稳定性优良，导热系数较小、比热小及耐机械振动等优点，用作电缆隔热层，不仅隔热效果良好，而且用量小，制品截面尺寸小，有利导体散热，提高载流量。陶瓷纤维包括氧化硅质、硅酸铝质、莫来石质、氧化铝质及氧化锆质，熔融甩丝、溶胶甩丝制作，耐火等级1000-1300℃。
所述的绕包耐火云母带、绕包陶瓷纤维带或填充陶瓷纤维绳并绕包陶瓷纤维带和绕包隔火层的表面还可以施喷细微雾化的硅油，使绕包耐火云母带、绕包陶瓷纤维带或填充陶瓷纤维绳并绕包陶瓷纤维带和绕包隔火层具有疏水性能。
所述的硅油为二甲基硅油或含氟硅油，施喷量为0.9-1.1mg/cm2，取试样在两端进行防潮处理，浸水24h，按照GB/T3048.5-2007检测绝缘电阻，与浸水前未发生变化。
现有的电缆纵向阻水常用阻水带，即无纺布和占重量60％以上阻水粉组成，存在增大外径，不利于导体散热，加速热老化和制约载流量，同时阻水粉也不易附着，施喷细微雾化硅油不增大截面尺寸，较节省地达到一定阻水效果。
所述的挤压包覆皱纹铝管为经过连续挤压包覆的无缝铝管轧成正弦波环形的皱纹铝管。所述的挤压包覆皱纹铝管的材料选用连铸连轧工艺生产的纯铝杆，抗拉强度高、延伸率适中、电阻率低，并满足GB/T3954-2008《电工圆铝杆》的规定。
为了实现屏蔽、低驻波比、小弯曲半径和径向防潮防水，电缆芯采用连续挤压包覆，形成致密无缝铝管，轧制成正弦波环形皱纹封闭铝管。消除焊接铝管焊缝裂纹隐患以及焊缝不可避免存在纵向沟槽的缺点，从而确保电缆的防潮性能。挤压包覆皱纹铝管的材料选用连铸连轧工艺生产的纯铝杆，应具有抗拉强度高、延伸率适中、电阻率低等特性，并满足GB/T3954-2008的规定。
连续挤压包覆成型工艺，铝熔点660℃，铝杆受热升至500℃以上高温，处于熔融或半熔融状态，经挤铝机挤制成铝管包覆在绝缘线芯上，具体操作如下：挤压轮圆周上有一圈沟槽，沟槽的凹形槽壁与压实轮的扇形曲面构成一个闭合的空间区域，当铝杆坯料进入挤压轮的凹形沟槽后，利用和凹形槽壁的摩擦作用，随挤压轮一起旋转前移，逐渐和压实轮表面接触，与闭合空间的四个表面均产生摩擦，使铝杆坯料的温度逐渐升高，当铝杆坯料温度升至450～520℃的塑性加工温度时，开始在挤压轮沟槽内塑性流动，利用沟槽两侧面提供的挤压力从模具中挤出成型铝管，并实现连续挤压包覆，轧纹成正弦波环形皱纹封闭铝管。
所述的挤制聚合物先驱体为陶瓷化耐火硅橡胶，以硅橡胶为基料及载体，加入无机硅粉状填充剂、结构控制剂及其它助剂，具有良好电性能和一定的机械性能，拉伸强度6.9MPa，断裂伸长率290％，体积电阻率2.3×1016Ω·m，常温下无毒、无味、耐高低温，耐臭氧老化、耐气候老化，也有普通橡胶的良好加工性能，尤其耐火性能优异、在火焰烧蚀下，首先配方中结构控制剂作用，溢出有机物质，燃烧2-4min开始烧结，生成陶瓷状壳体的绝缘层，可以非常有效地阻挡火焰的继续燃烧。陶瓷状壳体在700-900℃高温火焰煅烧下，生成SiO2陶瓷，成为经得起700-1300℃高温火焰烧蚀的绝缘体，质地坚硬，具备一定的绝缘性能与机械性能，以抵御火灾现场水淋与机械振动。
耐火硅橡胶有机硅链组合氧化硅家族，火焰温度500℃开始发生催化燃烧结壳，瓷化成比热容很小的降温挡火体，满足耐火要求。
所述的隔火层是玄武岩纤维带添加水合氧化物，火焰热分解金属氧化物并析出结晶水，水蒸发吸热，降低着火点温度，水蒸汽稀释燃烧处氧气浓度，残留氧化物形成网状结壳包覆，阻止火焰和热量向内蔓延传递，有效实现隔火。同时绕包方便，简化水合氧化物包覆缆芯的复杂工艺，减少截面尺寸，有利于散热。
上述技术制造安全柔软耐火电缆，耐火性能通过BS6387C.W.Z检测，较之同类产品柔软，单次弯曲半径小、截面尺寸小、重量轻、散热好、载流量大、防水防潮，并且还有屏蔽作用及低驻波比的优点。
附图说明
图1为实施例1中本发明的结构示意图；
图2为实施例2中本发明的结构示意图。
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1
一种安全柔软耐火电缆，其结构如图1所示，由导体1、绕包耐火云母带2、绕包陶瓷纤维带4、挤压包覆皱纹铝管5、挤制聚合物先驱体6、绕包隔火层7、挤制无卤低烟阻燃护套8制成，绕包耐火云母带2包覆在导体1外侧形成电缆导线，绕包陶瓷纤维带4、挤压包覆皱纹铝管5、挤制聚合物先驱体6、绕包隔火层7、挤制无卤低烟阻燃护套8自内向外依次包覆在电缆导线的外侧。另外，在绕包耐火云母带2、绕包陶瓷纤维带4和绕包隔火层7的表面施喷细微雾化硅油，制成的电缆耐火性能通过BS6387C.W.Z检测，较之同类产品柔软，单次弯曲半径小、截面尺寸小、重量轻、散热好、载流量大、防水防潮，并且还有屏蔽作用及低驻波比的优点。
实施例2
一种安全柔软耐火电缆，其结构如图2所示，由导体1、绕包耐火云母带2、填充陶瓷纤维绳3、绕包陶瓷纤维带4、挤压包覆皱纹铝管5、挤制聚合物先驱体6、绕包隔火层7、挤制无卤低烟阻燃护套8制成，绕包耐火云母带2包覆在导体1外侧形成电缆导线，填充陶瓷纤维绳3、绕包陶瓷纤维带4、挤压包覆皱纹铝管5、挤制聚合物先驱体6、绕包隔火层7、挤制无卤低烟阻燃护套8自内向外依次包覆在电缆导线的外侧。另外，在绕包耐火云母带2以及填充陶瓷纤维绳3并绕包陶瓷纤维带4和绕包隔火层7的表面施喷细微雾化硅油，制成的电缆耐火性能通过BS6387C.W.Z检测，较之同类产品柔软，单次弯曲半径小、截面尺寸小、重量轻、散热好、载流量大、防水防潮，并且还有屏蔽作用及低驻波比的优点。

Claims (10)

1.一种安全柔软耐火电缆，其特征在于，该耐火电缆由导体、绕包耐火云母带、绕包陶瓷纤维带或填充陶瓷纤维绳并绕包陶瓷纤维带、挤压包覆皱纹铝管、挤制聚合物先驱体、绕包隔火层、挤制无卤低烟阻燃护套制成，
所述的绕包耐火云母带包覆在导体外侧形成电缆导线，所述的绕包陶瓷纤维带或填充陶瓷纤维绳并绕包陶瓷纤维带、挤压包覆皱纹铝管、挤制聚合物先驱体、绕包隔火层、挤制无卤低烟阻燃护套自内向外依次包覆在电缆导线的外侧。
2.根据权利要求1所述的一种安全柔软耐火电缆，其特征在于，所述的电缆导线至少设有1芯。
3.根据权利要求1所述的一种安全柔软耐火电缆，其特征在于，所述的绕包耐火云母带为涂覆有聚硅氧烷的金云母构成的绕包耐火云母带。
4.根据权利要求3所述的一种安全柔软耐火电缆，其特征在于，所述的绕包耐火云母带的拉伸长度≥70N/cm，体积电阻率≥1.0×1010Ω·m，绝缘电阻>1MΩ，绕包耐火云母带绕包或纵包1-2层。
5.根据权利要求1所述的一种安全柔软耐火电缆，其特征在于，所述的绕包陶瓷纤维带或填充陶瓷纤维绳并绕包陶瓷纤维带的耐火等级为1000～1300℃，含铝、铬或锆的陶瓷纤维制成的纤维带或纤维绳。
6.根据权利要求1所述的一种安全柔软耐火电缆，其特征在于，所述的绕包耐火云母带、绕包陶瓷纤维带或填充陶瓷纤维绳并绕包陶瓷纤维带和绕包隔火层的表面还可以施喷细微雾化的硅油，使绕包耐火云母带、绕包陶瓷纤维带或填充陶瓷纤维绳并绕包陶瓷纤维带和绕包隔火层具有疏水性能。
7.根据权利要求6所述的一种安全柔软耐火电缆，其特征在于，所述的硅油为二甲基硅油或含氟硅油。
8.根据权利要求1所述的一种安全柔软耐火电缆，其特征在于，所述的挤压包覆皱纹铝管为经过连续挤压包覆的无缝铝管轧成正弦波环形的皱纹铝管，挤压包覆皱纹铝管的材料选用连铸连轧工艺生产的纯铝杆，满足GB/T3954-2008《电工圆铝杆》的规定。
9.根据权利要求1所述的一种安全柔软耐火电缆，其特征在于，所述的挤制聚合物先驱体为陶瓷化耐火硅橡胶，含有以下组分及重量份含量：甲基乙烯基硅橡胶100、白炭黑50、氢氧化镁60、硅酸钙20、纳米蒙脱土20、碳化硅15、铂化合物0.9、羟基硅油3.9、含氟硅油0.3、表面活性剂0.5。
10.根据权利要求1所述的一种安全柔软耐火电缆，其特征在于，所述的绕包隔火层为添加水合氧化物的玄武岩纤维带，氧化指数(％)≥55％。
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