CN104821195A - 柔性防火电缆 - Google Patents

Abstract

柔性防火电缆，属于电缆技术领域。包括缆芯及护套，缆芯由若干绝缘线芯绞合而成，绝缘线芯由导体、隔火绝缘层构成，其特征是，隔火绝缘层为复合双层绝缘结构，在缆芯外挤出高分子复合陶瓷化聚烯烃材料作为防火保护层，护套置于防火保护层外。本发明的组成材料全部选用无卤环保型材料，对环境无污染，满足现代人群对环保意识的需求。采用新型材料“高分子复合陶瓷化聚烯烃”作为电缆的防火层，在保证电缆具备同样防火特性的条件下，降低电缆外径、制造成本和生产周期，提高生产效率。同时，防火层结构遇高温燃烧后可形成坚硬的壳体，可起到保护线路不受应力损伤的作用，使电缆在火焰的作用下的很长一段时间内仍具备正常工作的能力。

Description

柔性防火电缆

技术领域

本发明涉及一种电缆，具体是一种柔性防火电缆，属于电缆技术领域。

背景技术

电能的不断发展与应用是把双刃剑，一方面给人们带来不可替代的优越性，另一方面人们也必须时刻警惕火灾的发生。无论是相关规定的需要，还是人们思想上的改变，安全用电已经成为时代的共同话题，矿物保护层防火电缆应运而生。虽然技术与日俱新，但矿物保护层防火电缆在时间、温度以及效果方面仍存在一定局限性，同时还存在防火层吸潮、电缆柔软程度差等问题，不仅影响用电安全，也加大安装敷设难度。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，通过改变电缆结构和材料配方，设计出具有“复合双层隔火型绝缘”与“防火保护层”结构的柔性防火电缆。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：柔性防火电缆，包括缆芯及护套，所述缆芯由若干绝缘线芯绞合而成，所述绝缘线芯由导体、置于导体外层的隔火绝缘层构成，其特征是，

所述隔火绝缘层为复合双层绝缘结构，由绕包在导体外层的三合一氟金云母包带、挤包在三合一氟金云母包带外层的绝缘层构成；在缆芯外挤出高分子复合陶瓷化聚烯烃材料作为防火保护层，护套置于防火保护层外；

所述三合一氟金云母包带由人工云母附加在两层玻璃布中间制成，所述绝缘层由交联聚乙烯绝缘料制成；

所述高分子复合陶瓷化聚烯烃是由聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯共聚物中的一种或聚丙烯共聚物的一种作为基材，并加入玻璃粉、云母填料、相容剂混合制备而成。

所述导体由退火铜线、铝线绞合而成或者由退火铜线、铝合金线绞合而成。

所述缆芯与防火保护层之间设有包带层。

所述防火保护层与护套之间设有包带层。

所述包带层采用阻燃硅胶包带，该包带是采用协同阻燃技术，以脱醇型RTV硅橡胶为基胶，以三聚氰胺磷酸盐为自膨胀阻燃剂，以氢氧化镁和氢氧化铝为协同阻燃剂，并采用合成纤维编织网作为承载体制备而成。

所述护套采用无卤低烟阻燃聚烯烃护套料，通过挤管式挤出工艺制成。

所述缆芯内的绝缘线芯缝隙间设有填充绳或填充条。

所述填充条由具有无卤低烟阻燃特性的改性聚烯烃材料挤出而成。 

所述填充绳为非吸湿无卤无石棉矿物无机纸绳。

所述非吸湿无卤无石棉矿物无机纸绳由基材无机纸、新型添加剂、云母粉捻制而成；所述无机纸由无机矿石研磨、挤压制成；所述新型添加剂由在传统阻燃剂碱土金属氧化物和/或氢氧化物中添加有机酸盐制成。

本发明在传统柔性防火电缆结构基础上，通过增加或者改变相应的结构或材料，设计出“复合双层隔火型绝缘”与“防火保护层”构成“防火双保险”的新型陶瓷化聚烯烃材料柔性防火电缆，该产品可以在高温火焰、机械冲击、水喷淋的同时作用下，在很长一段时间内仍具备正常工作的能力；采用高分子复合陶瓷化聚烯烃替代传统防火/耐火电缆使用的陶瓷化硅橡胶材料作为电缆的防火层，该材料经济环保，可以降低电缆的成本，同时该材料的加工工艺简单，批量生产效率更高、质量更稳定。

本发明中，导体采用符合GB/T 3956中不镀金属或镀金属的退火铜线和铝或铝合金线。导体形状为圆形或异形，当截面积超过35mm²时，可以采用异型导体，从而降低电缆外径，节省其他原材料，大幅度降低电缆成本。

隔火绝缘层采用绕包三合一氟金云母包带加挤包交联聚乙烯绝缘料的复合双层绝缘结构（即复合双层隔火型绝缘），使电缆具有良好的防火性能又保证电缆绝佳的电气性能。

三合一氟金云母带是用氟离子代替羟基，得到尺寸和晶型更佳的人工云母为主原料，附加在两层玻璃布中间。使得该云母带具有膨胀系数小、介电强度大、电阻率高和介电常数均匀优异的电性能外，尤其是耐热等级高，可达到A级耐火水平（950～1000℃）。

交联聚乙烯是一种柔性、机械强度高、电气性能良好的超纯净绝缘材料，作为绝缘材料具有较高的绝缘电阻常数，能够承受较高的电压等级，同时保证电缆具有优异的绝缘性。

包带层采用阻燃硅胶包带，该包带是采用协同阻燃技术，以脱醇型RTV硅橡胶为基胶，以三聚氰胺磷酸盐（MP）为自膨胀阻燃剂，以氢氧化镁和氢氧化铝为协同阻燃剂，并采用合成纤维编织网作为承载体制备而成。高温条件下，阻燃硅胶包带分解出金属氧化物和析出结晶水，前者形成对烟气有吸附作用的网状结构，而后者可以沉降烟粒和吸热；同时，硅橡胶还具有优良的结壳性，在燃烧时形成可以低烟、阻燃和吸热的碳化结构，不仅减缓电缆本身的燃烧速度和急剧上升的时间，也阻碍氧气的供给和可燃气体的流动，提高火焰作用下电缆的结构稳定性和抗冲击性。结合上述优点，在电缆的结构设计上，用包带将防火保护层“包裹”，使电缆的阻燃和耐火性能得到提高。

在缆芯外挤出高结壳、低共熔性高分子复合陶瓷化聚烯烃材料做为电缆的防火保护层，将内部绝缘线芯与外界完全隔离，形成一层不间断的“密封真空”防火屏障，与复合双层隔火型绝缘形成防火双保险。

高分子复合陶瓷化聚烯烃是由聚乙烯、聚丙烯或它们共聚物中的一种作为基材，加入特殊的玻璃粉、云母填料、相容剂混合而成，用以替代传统防火/耐火电缆使用的陶瓷化硅橡胶材料。该材料会在极短的时间内被烧蚀，结壳速度快，结壳非常坚硬、密实，可以做到垂直自熄，阻燃等级可以达到VW-1级，在350～1600℃有焰、无焰情况下，不熔融、不滴落、不脱落，不会造成二次火灾，能烧成坚硬的陶瓷状铠体，温度越高、时间越长烧后的陶瓷状铠体越坚硬，起到很好的防火效果。

高分子复合陶瓷化聚烯烃材料与传统防火/耐火电缆采用的陶瓷化硅橡胶材料相比，材料绝缘和物理性能优异、价格低、加工工艺简单，在降低电缆外径、制造成本和生产周期的同时，还提高电缆的生产效率和质量稳定性。采用此材料作为电缆的防火层，使新型陶瓷化聚烯烃材料柔性防火电缆具有较高的产品价值。

本发明采用优质的无卤低烟阻燃聚烯烃护套料，保证电缆低烟无卤阻燃性能。护套料通过挤管式挤出工艺，在生产时严格执行工艺文件，控制好护套的厚度、电缆的外径、偏芯度和温度，在保证电缆性能的同时，还使电缆具有良好的外观。

电缆成缆时，当导体为圆形或截面积较大时，以保证电缆的圆整度为前提，可以在绝缘线芯的缝隙间添加适当的填充绳或填充条。填充条由具有无卤低烟阻燃特性的改性聚烯烃材料挤出而成，可以根据缝隙的大小自由设计尺寸；填充绳采用非吸湿无卤无石棉矿物无机纸绳材料。

传统的阻燃填充绳都具有一定的吸湿性，而吸湿后的潮气会侵蚀电缆的绝缘层，降低电缆的电气性能。为解决此问题，本发明在技术上进行创新设计，采用非吸湿无卤无石棉矿物无机纸绳作为电缆的填充绳。该材料的主要成分如下：（1）基材为无机纸，由无机矿石研磨、挤压制成；（2）采用新型添加剂，在传统碱土金属氧化物和/或氢氧化物的阻燃剂中添加有机酸盐，使材料之间的离子相互作用，形成较厚的包覆层，抑制水分的扩散，致使原易吸湿的固体物质制剂不再吸湿；（3）添加云母粉，进一步提升材料的阻燃性。最后将上述全部材料捻制即可。非吸湿无卤无石棉矿物无机纸绳具有不吸湿、高阻燃、强度高等特点。

本发明较传统电缆增加多层柔软性极佳的耐火、防火结构，并且电缆的组成材料全部选用无卤环保型材料，对环境无污染，满足现代人群对环保意识的需求。本发明中，采用新型材料“高分子复合陶瓷化聚烯烃”替代传统防火/耐火电缆使用的陶瓷化硅橡胶材料作为电缆的防火层，在保证电缆具备同样防火特性的条件下，降低电缆外径、制造成本和生产周期，提高生产效率。同时，防火层结构遇高温燃烧后可形成坚硬的壳体，可起到保护线路不受应力损伤的作用，使电缆在火焰的作用下的很长一段时间内仍具备正常工作的能力。

附图说明

图1为本发明中导体为异形时的结构示意图；

图2为本发明中导体为圆形时的结构示意图；

图中：1导体、2三合一氟金云母包带、3绝缘层、4防火保护层、5护套、6包带层、7填充绳或填充条。

具体实施方式

柔性防火电缆，包括缆芯及护套，缆芯由若干绝缘线芯绞合而成，绝缘线芯由导体1、置于导体外层的隔火绝缘层构成。导体由退火铜线、铝线绞合而成或者由退火铜线、铝合金线绞合而成。护套采用无卤低烟阻燃聚烯烃护套料，通过挤管式挤出工艺制成。

隔火绝缘层为复合双层绝缘结构，由绕包在导体外层的三合一氟金云母包带2、挤包在三合一氟金云母包带外层的绝缘层3构成。三合一氟金云母包带由人工云母附加在两层玻璃布中间制成，所述绝缘层由交联聚乙烯绝缘料制成。

在缆芯外挤出高分子复合陶瓷化聚烯烃材料作为防火保护层4，护套5置于防火保护层外。高分子复合陶瓷化聚烯烃是由聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯共聚物中的一种或聚丙烯共聚物的一种作为基材，并加入玻璃粉、云母填料、相容剂混合制备而成。

缆芯与防火保护层之间、防火保护层与护套之间设有包带层6。包带层采用阻燃硅胶包带，该包带是采用协同阻燃技术，以脱醇型RTV硅橡胶为基胶，以三聚氰胺磷酸盐为自膨胀阻燃剂，以氢氧化镁和氢氧化铝为协同阻燃剂，并采用合成纤维编织网作为承载体制备而成。

电缆成缆时，当导体为圆形或截面积较大时，以保证电缆的圆整度为前提，可以在绝缘线芯的缝隙间添加适当的填充绳或填充条7。

填充条由具有无卤低烟阻燃特性的改性聚烯烃材料挤出而成。 

填充绳为无机纸绳，由基材无机纸、新型添加剂、云母粉捻制而成。无机纸由无机矿石研磨、挤压制成，新型添加剂由在传统阻燃剂碱土金属氧化物和/或氢氧化物中添加有机酸盐制成。

本发明设计绕包三合一氟金云母包带加挤包特种高电阻率交联聚乙烯绝缘料构成的复合双层隔火型绝缘结构，使电缆具有良好的防火性能，同时还保证电缆具有绝佳的电气性能。

在缆芯外挤出高结壳、低共熔性高分子复合陶瓷化聚烯烃材料做为电缆的防火保护层，并用采用阻燃硅胶包带将防火层“包裹”，提高在火焰作用下电缆的结构稳定性和抗冲击性，将内部绝缘线芯与外界完全隔离，形成一层不间断的“密封真空”防火屏障，与复合双层隔火型绝缘形成“防火双保险”。

本发明采用新型材料“陶瓷化聚烯烃”替代传统电缆使用的陶瓷化硅橡胶材料作为电缆的防火层，保证电缆具备传统防火/耐火电缆拥有的BS 6387或BS 8491中最高级别耐火特性，同时还具备相比而言更低的电缆外径和制造成本，新型材料的使用还提高了产品的生产效率和质量稳定性，使得电缆的生产周期大大降低，提升产品的综合附加值。

当电缆需要采用填充绳时，选择非吸湿无卤无石棉矿物无机纸绳材料，有效避免了阻燃填充绳吸湿而降低电缆电气性能的问题，制成的电缆与同类产品对比，具有更优异、更稳定的电气性能。该填充绳材料的主要基材无机纸是由无机矿石研磨、挤压制成；添加剂采用新技术，在传统阻燃剂碱土金属氧化物和/或氢氧化物中添加有机酸盐，使两种材料之间的离子相互作用，形成非常厚的包覆层，抑制水分的扩散程度，致使吸湿的固体物质制剂不再吸湿；除此之外，还添加云母粉用以进一步提升阻燃性，最终将全部材料捻制而成。

Claims (10)

1.一种柔性防火电缆，包括缆芯及护套，所述缆芯由若干绝缘线芯绞合而成，所述绝缘线芯由导体（1）、置于导体外层的隔火绝缘层构成，其特征是，

所述隔火绝缘层为复合双层绝缘结构，由绕包在导体外层的三合一氟金云母包带（2）、挤包在三合一氟金云母包带外层的绝缘层（3）构成；在缆芯外挤出高分子复合陶瓷化聚烯烃材料作为防火保护层（4），护套（5）置于防火保护层外；

所述三合一氟金云母包带由人工云母附加在两层玻璃布中间制成，所述绝缘层由交联聚乙烯绝缘料制成；

所述高分子复合陶瓷化聚烯烃是由聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯共聚物中的一种或聚丙烯共聚物的一种作为基材，并加入玻璃粉、云母填料、相容剂混合制备而成。

2.根据权利要求1所述的柔性防火电缆，其特征是，所述导体由退火铜线、铝线绞合而成或者由退火铜线、铝合金线绞合而成。

3.根据权利要求1所述的柔性防火电缆，其特征是，所述缆芯与防火保护层之间设有包带层（6）。

4.根据权利要求1所述的柔性防火电缆，其特征是，所述防火保护层与护套之间设有包带层（6）。

5.根据权利要求3或4所述的柔性防火电缆，其特征是，所述包带层采用阻燃硅胶包带，该包带是采用协同阻燃技术，以脱醇型RTV硅橡胶为基胶，以三聚氰胺磷酸盐为自膨胀阻燃剂，以氢氧化镁和氢氧化铝为协同阻燃剂，并采用合成纤维编织网作为承载体制备而成。

6.根据权利要求1所述的柔性防火电缆，其特征是，所述护套采用无卤低烟阻燃聚烯烃护套料，通过挤管式挤出工艺制成。

7.根据权利要求1所述的柔性防火电缆，其特征是，所述缆芯内的绝缘线芯缝隙间设有填充绳或填充条（7）。

8.根据权利要求7所述的柔性防火电缆，其特征是，所述填充条由具有无卤低烟阻燃特性的改性聚烯烃材料挤出而成。

9.根据权利要求7所述的柔性防火电缆，其特征是，所述填充绳为非吸湿无卤无石棉矿物无机纸绳。

10.根据权利要求9所述的柔性防火电缆，其特征是，所述非吸湿无卤无石棉矿物无机纸绳由基材无机纸、新型添加剂、云母粉捻制而成；所述无机纸由无机矿石研磨、挤压制成；所述新型添加剂由在传统阻燃剂碱土金属氧化物和/或氢氧化物中添加有机酸盐制成。