CN105390199B

CN105390199B - 一种柔性防火电缆及制造方法

Info

Publication number: CN105390199B
Application number: CN201510941118.9A
Authority: CN
Inventors: 周云峰; 刘威; 董柯; 陈林; 张宇
Original assignee: Jiangsu Shangshang Cable Group Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Shangshang Cable Group Co Ltd
Priority date: 2015-12-15
Filing date: 2015-12-15
Publication date: 2017-03-22
Anticipated expiration: 2035-12-15
Also published as: CN105390199A

Abstract

一种柔性防火电缆，其结构为：导体由单根或多根退火铜单丝绞合构成；导体外包裹绝缘绕包带绕成的绝缘层构成线芯；多根线芯绞合构成缆芯，缆芯内紧密填充有填充料；缆芯外包裹绝缘绕包带，在绕包带外铠装金属护套。本电缆的制造方法包括：由单根和多根退火铜单丝绞制而成；由多层无机矿物绝缘带以一定的搭盖率重叠绕包组成；由2根或2根以上的线芯以一定的方向绞合构成缆芯；缆芯外施加多层无机矿物带重叠绕包，相邻层方向相反，绕包应平整、紧密以确保缆芯圆整；由铜带纵包焊接经轧纹后形成全封闭式护套。

Description

一种柔性防火电缆及制造方法

技术领域

本技术方案属于电缆技术领域，具体是一种柔性防火电缆及制造方法。

背景技术

现有技术中，电缆的防火性能提高主要是通提高绝缘层、护套层等材料的耐火点来实现。而这些新材料的开发并非朝夕可以完成，而且有其局限性。所以，往往还要通过增加护套厚度等方式来完善耐火性。这样带来的问题是电缆的成本增加，并且耐火性能得不到大幅度的提高。需进一步在控制成本的前提下，提高电缆的耐火性能，保证电缆的绝缘电气性能，并且满足用户使用要求。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明创造提出一种柔性防火电缆，其结构为：导体由单根或多根退火铜单丝绞合构成；导体外包裹第一绝缘层构成线芯；第一绝缘层是由绝缘绕包带绕包构成，搭盖率控制范围27％～38％；多根线芯绞合构成缆芯，缆芯内紧密填充有填充料；缆芯外包裹第二绝缘层；第二绝缘层是由绝缘绕包带绕包构成，搭盖率控制范围23％～30％；在绕包带外铠装金属护套。

线芯的导体绞合节径比的范围是8～40。

第一绝缘层的绝缘绕包带的材质是云母带，绕包节距范围(5.5～20.0)mm，该绝缘绕包带有多层，第一绝缘层的总厚度是(0.87～2.56)mm。

缆芯中，线芯的绞合节径比的范围是22～40；构成第二绝缘层的绝缘绕包带是无机矿物带，无机矿物带重叠绕包，相邻层的绕包方向相反；第二绝缘层的厚度是(0.76～1.53)mm。

缆芯内的填充料是无碱玻璃纤维绳。

构成第二绝缘层的绝缘绕包带是为云母带或玻璃纤维带。

所述金属护套是轧纹铜护套；护套厚度控制范围是(0.38～0.70)mm。

由于该新型电缆采用的是新结构，传统工艺不能满足生产要求，为了解决该问题，本发明创造还提供一种新的制造方法，具体步骤包括：

1)制造导体：把多根退火铜单丝绞合构成导体；退火铜单丝自内而外分为多层；每层退火铜单丝中的相邻两根单丝相互紧密贴合；相邻两层单丝中，内、外层金属单丝紧密贴合；相邻两层金属单丝的绞合方向相反；绞制节径比控制范围是8～40；

2)制造绝缘层：在导体外绕包绝缘带构成线芯由云母带以重叠绕包，搭盖率控制范围27％～38％，绕包节距范围(5.5～20.0)mm；绕包带多层绕包，相邻层绕包方向相反；

3)成缆：把线芯以及无碱玻璃纤维绳进行绞合得到缆芯；缆芯外部采用多层云母带和玻璃纤维带重叠绕包制得缆芯；节径比控制范围(22～40)；绕包的相邻层方向相反；

4)焊接轧纹铜护套：由铜带纵包焊接经轧纹后形成全封闭式护套，同时还对缆芯进行烘干处理；

铜带厚度、轧纹深度、轧纹节距与线径相关，线径(10.0～20.0)mm，铜带厚度0.4mm，轧纹深度(1.0～1.6)mm，轧纹节距(5.0～8.0)mm；线径(20.0～35.0)mm，铜带厚度0.5mm，轧纹深度(1.6～2.1)mm，轧纹节距(7.0～11.0)mm；线径(35.0～50.0)mm，铜带厚度0.6mm，轧纹深度(2.0～2.6)mm，轧纹节距(10.0～16.0)mm。

焊接采用氩弧焊，焊接要求严格控制焊针头直径为0.8～1.4mm、焊针头与焊缝之间的距离(0.8～2.5)mm。

氩弧焊铜护套工艺是采用经过压延的厚度均匀的铜带，经擦拭、精切、纵包、焊接、在线探伤仪监测、轧纹过程来实现的。

该氩弧焊工艺是在氩气保护下，一铜带为负极，钨极为正极，通过低电压，大电流来完成焊接。氩气连续吹向焊点处，在保护的同时，也可以使焊接部位均匀快速冷却。

焊接厚度0.4mm的铜带时，焊接基值电流(180～210)A、氩气流量(14.0～16.0)L/min；

焊接厚度0.5mm的铜带时，焊接基值电流(210～230)A、氩气流量(14.0～16.0)L/min；

焊接厚度0.6mm的铜带时，焊接基值电流(250～280)A、氩气流量(14.0～16。

实际作业中，较优参数为：

焊接厚度0.4mm的铜带时，焊接基值电流180A、氩气流量14.0L/min；

焊接厚度0.5mm的铜带时，焊接基值电流210A、氩气流量14.0L/min；

焊接厚度0.6mm的铜带时，焊接基值电流250A、氩气流量14.0L/min。

或者为：

焊接厚度0.4mm的铜带时，焊接基值电流200A、氩气流量15.0L/min；

焊接厚度0.5mm的铜带时，焊接基值电流220A、氩气流量15.0L/min；

焊接厚度0.6mm的铜带时，焊接基值电流260A、氩气流量15.0L/min。

或者为：

焊接厚度0.4mm的铜带时，焊接基值电流210A、氩气流量16.0L/min；

焊接厚度0.5mm的铜带时，焊接基值电流230A、氩气流量16.0L/min；

焊接厚度0.6mm的铜带时，焊接基值电流280A、氩气流量16.0L/min。

焊接铜带经过机械强度试验，发现焊缝的抗拉强度(223N/mm²)略高于焊缝周围金属铜的抗拉强度(220N/mm²)，且又略高于铜带本身的抗拉强度(210N/mm²)。

与现有技术相比，本电缆的耐压性、柔软性、耐火性等方面均大大优于现有电缆产品。通过本工艺方法，使得本电缆的合格率达到98％以上，同时，由于采用了独特的铜套焊接方法，使本电缆的耐火性能、防火、防水性能大大优于同类产品，同时还能保证电缆优秀的抗机械冲击性能。

附图说明

图1～7是不同线芯情况下电缆径向截面示意图，图中：导体1、第一绝缘层2、填充料3、第二绝缘层4、金属护套5。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本技术方案进一步说明如下：

如图1～7，可采用本电缆结构的几种典型电缆径向截面示意图，一种柔性防火电缆，其结构为：导体由单根和多根退火铜单丝绞合构成；导体外包裹绝缘绕包带绕成的绝缘层，搭盖率控制范围27％～38％构成线芯；多根线芯绞合构成缆芯，缆芯内紧密填充有填充料；缆芯外包裹绝缘绕包带，在绕包带外铠装金属护套。

芯的导体绞合节径比的范围是8～40。

导体外绝缘层的绕包带的材质是云母带，绕包节距范围(5.5～20.0)mm；绝缘层的绕包带多层，绝缘层的总厚度要求是(0.87～2.56)mm。

缆芯中，线芯的绞合节径比的范围是22～40；缆芯外包裹多层无机矿物带重叠绕包，缆芯外绝缘层的厚度要求是(0.76～1.53)mm，材料是云母带或玻璃纤维带)，相邻层带材的绕包方向相反。

缆芯内的填充料是无碱玻璃纤维绳。

金属护套是轧纹铜护套。

本电缆的生产工艺说明：

1.1导体

由单根或多根退火铜单丝绞制而成，单丝直径允许偏差范围±1％，绞制节径比控制范围(8～40)，相邻层方向为反向。

1.2绝缘

由多层无机矿物绝缘带以一定的搭盖率重叠绕包组成。绕包应平整、紧密、无褶皱及机械损伤，节距应均匀，相邻层绕包方向相反。

1.3成缆

由2根或2根以上的线芯以一定的方向绞合而成，节径比控制范围(22～40)；缆芯外施加多层无机矿物带重叠绕包，相邻层方向相反，绕包应平整、紧密以确保缆芯圆整。

1.4护套

由铜带纵包焊接经轧纹后形成全封闭式护套，铜带应表面光洁、全软、无油、无氧化等现象；生产过程中必须保证现场干燥，同时对缆芯进行烘干处理。

焊接时需要严格控制气体流量，焊接电流，焊针必须保证干净整洁，避免油污，同时需严格控制焊针头尺寸(0.8～1.4)mm、焊针头与焊缝之间的距离(0.8～2.5)mm。

具体来说步骤包括：

该氩弧焊工艺是在氩气保护下，一铜带为负极，钨极为正极，通过低电压(电弧电压是24V)，大电流来完成焊接。氩气连续吹向焊点处，使焊接部位均匀快速冷却。

焊接厚度0.6mm的铜带时，焊接基值电流(范围值250～280)A、氩气流量(14.0～16.0)L/min。

例1为：

例2为：

例3为：

经过实践比对，例2工艺得到的电缆，其一次合格率达到99.8％以上，尤其是氩气流量、电压电流值的匹配，使焊接位置得到充分保护，并且温度降低速率可以使降温和焊接位置的温度达到最佳匹配。

例1工艺得到电缆，其一次合格率达到99.4％以上，其中，焊接厚度0.5mm的铜带时的工艺参数对应的合格率达到99.6％。

例3工艺得到电缆，其一次合格率达到99.6％以上，其中，焊接厚度0.4mm的铜带时的工艺参数对应的合格率达到99.7％。

本例中，

经试验，本实施例的电缆检测参数如下：

1结构尺寸

导体结构：满足GB/T 3956电缆的导体标准；

绝缘结构：绝缘厚度控制范围(0.87～2.56)mm；

护套厚度：护套厚度控制范围(0.38～0.70)mm；

电缆椭圆度：控制范围(0～3)％。

2电压试验

电缆导体与导体，导体与护套之间施加(1.25～3.5)kV的电压，持续时间至少15min，电缆不能发生击穿。

3绝缘电阻

常温下绝缘电阻与电缆长度的乘积大于为100MΩ·km。

4弯曲试验

电缆经过特定的弯曲半径，正反向弯曲180°，重复次数(1～2)次。护套表面无裂纹，弯曲后电缆经过(1.25～3.5)kV的电压试验，电缆无击穿。

5压扁试验

电缆在铁砧间压扁，压扁系数为(0.90～0.92)，压扁试验后护套表面无裂纹。经过(1.25～3.5)kV的电压试验，电缆无击穿。

6耐火试验

电缆经过(950～1000)℃，持续时间180min的火焰燃烧试验；另外进行受火温度(650±40)℃，持续时间15min后，洒水和供火15min；进行受火温度(950±40)℃，机械振动持续15min；整个试验期间施加额定电压，要求电缆不发生击穿现象。

Claims

1.一种柔性防火电缆的制造方法，其特征是所述柔性防火电缆的结构为：导体由单根或多根退火铜单丝绞合构成；导体外包裹第一绝缘层构成线芯；第一绝缘层是由绝缘绕包带绕包构成，搭盖率控制范围27％～38％；多根线芯绞合构成缆芯，缆芯内紧密填充有填充料；缆芯外包裹第二绝缘层；第二绝缘层是由绝缘绕包带绕包构成，搭盖率控制范围23％～30％；在绕包带外铠装金属护套；

所述柔性防火电缆的制造方法的步骤包括：

2)制造绝缘层：在导体外绕包绝缘带构成线芯；由云母带重叠绕包，搭盖率控制范围27％～38％，绕包节距范围5.5mm～20.0mm；绕包带多层绕包，相邻层绕包方向相反；

3)成缆：把线芯以及无碱玻璃纤维绳进行绞合得到缆芯；缆芯外部采用多层云母带或多层玻璃纤维带重叠绕包制得缆芯；节径比控制范围22～40；绕包的相邻层方向相反；

a)铜带厚度、轧纹深度、轧纹节距与线径的要求如下：

铜带厚度0.4mm时，线径10.0mm～20.0mm，轧纹深度1.0mm～1.6mm，轧纹节距5.0mm～8.0mm；

铜带厚度0.5mm时，线径20.0mm～35.0mm，轧纹深度1.6mm～2.1mm，轧纹节距7.0mm～11.0mm；

铜带厚度0.6mm时，线径35.0mm～50.0mm，轧纹深度2.0mm～2.6mm，轧纹节距10.0mm～16.0mm；

b)焊接采用氩弧焊，焊接要求严格控制焊针头直径为0.8～1.4mm、焊针头与焊缝之间的距离0.8mm～2.5mm；在氩气保护下，铜带为负极，钨极为正极，通过低电压，即电弧电压为24V，大电流来完成焊接：

焊接厚度0.4mm的铜带时，焊接基值电流180A～210A、氩气流量14.0L/min～16.0L/min；

焊接厚度0.5mm的铜带时，焊接基值电流210A～230A、氩气流量14.0L/min～16.0L/min；

焊接厚度0.6mm的铜带时，焊接基值电流250A～280A、氩气流量14.0L/min～16.0L/min。

2.根据权利要求1所述电缆的制造方法，其特征是所述步骤4)中

3.根据权利要求1所述电缆的制造方法，其特征是所述步骤4)中

4.根据权利要求1所述电缆的制造方法，其特征是所述步骤4)中

5.根据权利要求1所述电缆的制造方法，其特征是所述柔性防火电缆中，第一绝缘层的总厚度是0.87mm～2.56mm。

6.根据权利要求1所述电缆的制造方法，其特征是所述第二绝缘层的厚度是0.76mm～1.53mm。

7.根据权利要求1所述电缆的制造方法，其特征是所述柔性防火电缆中，所述金属护套是轧纹铜护套；护套厚度控制范围是0.38mm～0.70mm。