CN105390191B - 一种铝合金柔性防火电缆及其制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铝合金柔性防火电缆，其特征在于：导体为单芯导体或者2根以上的多芯导体，导体外包裹有防火绝缘层；导体采用圆形铝合金制成，防火绝缘层由防火绝缘包带层和防火绝缘挤包层构成，防火绝缘包带层由矿物绝缘防火包带重叠绕包而成，防火绝缘包带层的厚度为0.2‑0.5mm；外护层由隔热层、防火层、抗冲击层和护套层依次包裹而成。使用时，防火绝缘层，具有非常好的隔热隔火效果，可以保证火灾情况下电力和通讯的通畅，为人员逃生和消防救援争取宝贵的时间。其中，抗冲击层采用特殊的结构制成，保证了隔热性能优良，同时其优良的阻燃性又可以起到很好的防火的作用。

Description

一种铝合金柔性防火电缆及其制作工艺

技术领域

本发明涉及电缆的技术领域，具体地说是一种铝合金柔性防火电缆及其制作工艺。

背景技术

目前，随着我国社会经济的高速发展， 地铁、隧道、发电厂、核电站等重要工程设施及大型超市、会展中心等人员密集的地方越来越多，对火灾情况下的安全性能提出了要求，要求电缆在火焰情况下仍能维持一段时间正常供电，以便于逃生和救援。

同时， 铜作为一种稀缺资源，随着人类的不断开采，日渐稀少。据美国地质勘探局（USGS）提供的数据，2003年全球可开采的铜储量达4.7亿吨，储量基础9.4亿吨。根据CRU提供的数据，2004年全球精炼铜消费量达1674.8万吨，按此计算，现有的可开采铜资源在30年内就将被耗尽。

在中国，人们长久以来都青睐于使用铜做为低压电力电缆的导体材料。合金电缆的出现，在很大程度上缓解了原材料供求紧张的矛盾，降低了使用成本。但现有技术中，对于合金导体的综合处理还存在一定的障碍，造成利用率不广，成本较高的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的铝合金柔性防火电缆及其制作工艺，它可克服现有技术中电缆在火焰情况下维持正常供电时间短，不利于逃生和救援的一些不足。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种铝合金柔性防火电缆，它主要包括导体，其特征在于：所述的电缆由导体和设在导体外的外护层构成，其中导体为单芯导体或者2根以上的多芯导体，导体外包裹有防火绝缘层；导体采用圆形铝合金制成，防火绝缘层由防火绝缘包带层和防火绝缘挤包层构成，防火绝缘包带层由矿物绝缘防火包带重叠绕包而成，防火绝缘包带层的厚度为0.2-0.5mm；所述的外护层由隔热层、防火层、抗冲击层和护套层依次包裹而成。

优选的，对于单芯导体电缆，隔热层由无碱玻璃带绕包而成，隔热层的厚度0.4～0.6mm；对于多芯导体电缆，隔热层由无碱玻璃带绕包而成，隔热层的厚度0.4～0.6mm,并在导体之间填充无碱玻璃绳。

一种铝合金柔性防火电缆的制备方法，其特征在于：所述的制备方法包括如下步骤：a、制作电缆线芯，将圆形铝合金导体进行压紧处理，使得压紧后的导体外径缩小14%，然后在压紧导体外挤包防火绝缘层，制成电缆线芯备用；b、进行成缆，在对于单芯导体，直接依次挤包隔热层、防火层、抗冲击层和护套层，形成电缆；对于多芯电缆，对多个线芯进行组合后，依次挤包隔热层、防火层、抗冲击层和护套层，同时在各个线芯之间填充无碱玻璃绳，最后成缆。

优选的，a步骤中，所述的圆形铝合金导体由质量百分比约为0.2%的铜、0.5%的铁、0.04%的镁、0.03%的锌、0.02%的硼、0.08%的硅、0.1%的稀土及余量为铝制成的；

b步骤中，所述的抗冲击层采用2层铝合金带或铝带制成，每一层铝合金带或者铝带均由预成型带体拼接而成，每个预成型带体呈S型或者工字型，预成型带体两侧端部均设有卡扣件，所述的卡扣件端部设有折叠层，该折叠层的表面设有缝合线。

使用时，本发明的导体外部包裹防火绝缘层，具有非常好的隔热隔火效果，可以保证火灾情况下电力和通讯的通畅，为人员逃生和消防救援争取宝贵的时间。同时设在导体外部的隔热层、防火层、抗冲击层和护套层具有耐高温和防火性能，其中，抗冲击层采用特殊的结构制成，保证了隔热性能优良，同时其优良的阻燃性又可以起到很好的防火的作用。

附图说明

图1为本发明单芯导体的结构示意图。

图2为本发明多芯导体的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

各附图的标号表示如下：

1导体、2防火绝缘包带层、3防火绝缘挤包层、4隔热层、5防火层、6抗冲击层、7外套层、8无碱玻璃绳。

本发明主要包括一种铝合金柔性防火电缆，它主要包括导体，其与现有技术的区别在于：所述的电缆由导体和设在导体外的外护层构成，其中导体为单芯导体或者2根以上的多芯导体，导体外包裹有防火绝缘层；导体采用圆形铝合金制成，防火绝缘层由防火绝缘包带层和防火绝缘挤包层构成，防火绝缘包带层由矿物绝缘防火包带重叠绕包而成，防火绝缘包带层的厚度为0.2-0.5mm；所述的外护层由隔热层、防火层、抗冲击层和护套层依次包裹而成。

优选的，对于单芯导体电缆，隔热层由无碱玻璃带绕包而成，隔热层的厚度0.4～0.6mm；对于多芯导体电缆，隔热层由无碱玻璃带绕包而成，隔热层的厚度0.4～0.6mm,并在导体之间填充无碱玻璃绳。

进一步，防火层采用陶瓷化聚烯烃料挤包在隔热层上制成；抗冲击层采用连锁铠装金属抗冲击层，采用铝合金带或铝带制成；外护层采用阻燃聚乙烯货低烟无卤护套料挤包而成，外护套的厚度为2～5mm；上述防火层、抗冲击层和外护层的厚度之比为2:1:3。

进一步的，所述的抗冲击层采用2层铝合金带或铝带制成，每一层铝合金带或者铝带均由预成型带体拼接而成，每个预成型带体呈S型或者工字型，预成型带体两侧端部均设有卡扣件，所述的卡扣件端部设有折叠层，该折叠层的表面设有缝合线。

一种铝合金柔性防火电缆的制备方法，其与现有技术的区别在于：所述的制备方法包括如下步骤：a、制作电缆线芯，将圆形铝合金导体进行压紧处理，使得压紧后的导体外径缩小14%，然后在压紧导体外挤包防火绝缘层，制成电缆线芯备用；b、进行成缆，在对于单芯导体，直接依次挤包隔热层、防火层、抗冲击层和护套层，形成电缆；对于多芯电缆，对多个线芯进行组合后，依次挤包隔热层、防火层、抗冲击层和护套层，同时在各个线芯之间填充无碱玻璃绳，最后成缆。

优选的，a步骤中，所述的圆形铝合金导体由重量百分比约为0.2%的铜、0.5%的铁、0.04%的镁、0.03%的锌、0.02%的硼、0.08%的硅、0.1%的稀土及余量为铝制成的，上述各成分的重量百分比之和为100%；a步骤中，防火绝缘层由防火绝缘包带层和防火绝缘挤包层构成，防火绝缘包带层由矿物绝缘防火包带重叠绕包而成，防火绝缘包带层的厚度为0.2-0.5mm。

进一步，b步骤中，对于单芯导体电缆，隔热层由无碱玻璃带绕包而成，隔热层的厚度0.4～0.6mm；对于多芯导体电缆，隔热层由无碱玻璃带绕包而成，隔热层的厚度0.4～0.6mm,并在导体之间填充无碱玻璃绳。b步骤中，防火层采用陶瓷化聚烯烃料挤包在隔热层上制成；抗冲击层采用连锁铠装金属抗冲击层，采用铝合金带或铝带制成；外护层采用阻燃聚乙烯货低烟无卤护套料挤包而成，外护套的厚度为2～5mm；上述防火层、抗冲击层和外护层的厚度之比为2:1:3。

更进一步的，b步骤中，所述的抗冲击层采用2层铝合金带或铝带制成，每一层铝合金带或者铝带均由预成型带体拼接而成，每个预成型带体呈S型或者工字型，预成型带体两侧端部均设有卡扣件，所述的卡扣件端部设有折叠层，该折叠层的表面设有缝合线。当电缆遭遇高温时，缝合线首先被烧断，这时折叠层便会自动释放，造成预成型带体上下翘起，造成空间膨胀，延缓火势，延长预成型带体的燃烧时间，进一步延长保护导体的时间。

这里所述的折叠层可采用折叠的弹簧卡片或者折叠的卡扣铝片。

更进一步的，可以在预成型带体上的正、反面设置均布的三角凹槽，遇到热源或者火源时，可以进一步有效延缓火势。

实施方式如下：

1.导体绞合。采用圆形紧压铝合金 导体，导体结构密实，同样导体截面积下，紧压后导体外径缩小10%左右，从而减小产品外径，便于安装、敷设。

2.防火绝缘层。采用双防火绝缘层结构。里面重叠绕包矿物绝缘防火包带，包带厚度0.14mm。外面挤包新型防火材料陶瓷化聚烯烃绝缘料，根据不同规格，厚度为1.0mm-2.5mm。陶瓷化聚烯烃防火绝缘料除具有普通聚烯烃绝缘料的特性外，还具有优异的防火、防火特性，其在火焰的灼烧下可形成坚硬的陶瓷状硬壳，该硬壳在火灾环 境（650℃-3000℃）下不熔融、不滴落，并且具有非常好的隔热隔火效果，可以保证火灾情况下电力和通讯的通畅，为人员逃生和消防救援争取宝贵的时间。

3.隔热层。对于单芯电缆，在见一次外绕包无碱玻璃带，厚度0.4～0.6mm； 对于多芯电缆，挤包绝缘后多芯进行成缆，线芯缝隙填充无碱玻璃绳，同时绕包无碱玻璃带，绕包厚度0.4～0.6mm。玻璃纤维带环保无毒，具有耐高温和防 火性能，隔热性能优良。

4.防火层。防火层采用陶瓷化聚烯烃料挤包在隔热层上，陶瓷化聚烯烃料水平燃烧可以自熄不延燃，氧指数≥35 以上；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，残余物为陶瓷无机物，残余量大于 80%,陶瓷状铠体能形成蜂窝状陶瓷细微孔，可以起到很好的隔火、隔热效果，其优良的阻燃性又可以起到很好的防火的作用。

5．连锁铠装金属抗冲击层。电缆采用自锁式连锁铠装,材料采用铝合金带或铝带，根据不同规格，厚度分别选用厚度为0.6mm、0.75mm带。普通的金属铠装是采用绕包方式，带材之间搭接连接，容易脱节。连锁铠装是通过特殊的连锁铠装设备，使平整的带材预成型为S状，然后带材间环环相扣，彼此锁合，在锁合过程中，使铠装层形成螺旋状波纹，增强了抗压能力，可以提高电缆机械性能，增强抗冲击性，使电缆具有良好的弯曲性能。

6．外护套。外护套采用挤包方式挤包在钢带铠装层上，厚度2～5mm。根据不同需要，可以选用阻燃聚乙烯货低烟无卤护套料。外护套起到保护作用。

本发明的优点如下：

1.优异的防火性能：绝缘在 650℃-3000℃的火焰下，能够迅速烧结成坚硬的陶瓷状硬壳，不开裂、不熔融、不滴落，该硬壳能够有效隔离高温火焰对线路内部的侵害，保证线路在火灾情况下的畅通；电缆在额定工作电压下，火焰温度不低于750℃，在供火时间90min内熔断器不断。

2.优异的电气性能：介电常数≥25MV/m，体积电阻率≥5×10¹³Ω•m；烧蚀后的坚硬陶瓷壳体抗弯强度可达 6-8MPa，介电常数≥27MV/m，体积电阻率≥5×10¹⁵Ω•m；

3.良好的隔热性，导热系数0.09W/Mk,特别是烧蚀后的内部是均匀的蜂窝状，具有更好的防火性和隔热性。

4.优异的机械性能：波纹型金属护套，一是可以提高电缆机械性能，增强抗冲击性，使电缆具有良好的弯曲性能；二是连锁铠装使金属护套形成密封环境，使电缆具有良好的防水性能，同时可以阻隔火焰。

5.抗氧化、腐蚀性能：铝合金电缆抗氧化耐腐蚀性能优于铜电缆。铝电缆接头蠕变性能较差，而合金电缆和铜缆抗蠕变性能优良。铝与铝合金之间的连接稳定可靠。铝或铝合金与铜连接时需要用铜铝过渡端子。

6.经济性：设计合理的结构，选用合适防火材料，既满足了电缆防火的需要，又考虑材料选择、结构尺寸、电气性能，成本低于铜缆，重量轻、高效安装、无需外铠、无需桥架、节约时间、节约人力，同时达到降低成本的目的 。

7.环境友好型：无重金属、无毒、无味，对人体、环境不产生影响；防蚁、防鼠咬，防水、抗油。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于上述这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种铝合金柔性防火电缆，它主要包括导体，其特征在于：所述的电缆由导体和设在导体外的外护层构成，其中导体为单芯导体或者2根以上的多芯导体，导体外包裹有防火绝缘层；导体采用圆形铝合金制成，防火绝缘层由防火绝缘包带层和防火绝缘挤包层构成，防火绝缘包带层由矿物绝缘防火包带重叠绕包而成，防火绝缘包带层的厚度为0.2-0.5mm；所述的外护层由隔热层、防火层、抗冲击层和护套层依次包裹而成;

抗冲击层采用连锁铠装金属抗冲击层，采用铝合金带或铝带制成；外护层采用阻燃聚乙烯或低烟无卤护套料挤包而成，外护套的厚度为2～5mm；上述防火层、抗冲击层和外护层的厚度之比为2:1:3;

所述的防火层采用陶瓷化聚烯烃料挤包在隔热层上，陶瓷化聚烯烃料的氧指数≥35以上;

所述的抗冲击层采用2层铝合金带或铝带制成，铝合金带或铝带的厚度为0.6mm,每一层铝合金带或者铝带均由预成型带体拼接而成，每个预成型带体呈S型或者工字型，预成型带体两侧端部均设有卡扣件，所述的卡扣件端部设有折叠层，该折叠层的表面设有缝合线；这里所述的折叠层采用折叠的弹簧卡片或者折叠的卡扣铝片；在预成型带体上的正、反面设置均布的三角凹槽;

对于单芯导体电缆，隔热层由无碱玻璃带绕包而成，隔热层的厚度0.4～0.6mm；

对于多芯导体电缆，隔热层由无碱玻璃带绕包而成，隔热层的厚度0.4～0.6mm,并在导体之间填充无碱玻璃绳。