CN105427932A - 无卤低烟阻燃金属屏蔽监视型橡套软电缆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无卤低烟阻燃金属屏蔽监视型橡套软电缆，包括缆芯，所述的缆芯由三根动力线芯绞合而成；在缆芯的空隙处填充无卤半导电填充带，在缆芯外挤包无卤阻燃带，在无卤阻燃带外内护套，在内护套设有监视层，在电缆的最外层挤包外护套；所述的动力线芯由设置在其最中心的导体以及依次设置在导体外的导体屏蔽层、绝缘层、半导电绝缘屏蔽层、尼龙半导电带、镀锡铜丝屏蔽层构成。该电缆用于井下移动变压器及类似设备的电源连接，具备优异的屏蔽性能，阻燃，耐磨抗冲击，无卤、低烟、低毒性能，并保持电缆顺畅输送电力，满足井下移动变压器的正常运转。

Description

无卤低烟阻燃金属屏蔽监视型橡套软电缆及其制备方法

技术领域

本发明涉及电线电缆领域，尤其是是指一种无卤低烟阻燃金属屏蔽监视型橡套软电缆及其制备方法。

背景技术

随着煤矿采掘机械化和电气化程度的提高，电气火灾发生的比例也逐年增高，低压电缆着火，矿用变压器着火，架线式电车电弧引燃易燃物着火等电气火灾时有发生，一旦发生火灾，井下众多生产设备破坏，并引发其它一系列的矿井事故，具有很大的危害性，近几年来多次发生的矿井电气火灾事故，给煤矿井下安全生产带来重大威胁，并造成重大经济损失，因此，煤矿电缆的安全性设计十分重要。

煤矿用橡套电缆在选型过程中经历了由非阻燃、阻燃、到低烟低卤阻燃的安全性能提升，但不管是煤矿阻燃、还是煤矿用低烟低卤阻燃橡套电缆，其护套材料大多采用含氯聚合物材料，一旦遇火燃烧，其释放出的烟雾量非常大，并伴随氯化氢气体的释放，再加上火灾燃烧时产生硫化氢和一氧化碳等有毒气体，刺激着人们的呼吸系统并导致血液中毒，加之井下环境较为狭窄，受灾人员很难及时逃离火灾现场。在我国煤矿火灾事故中，受害于这种“二次伤害”的人数也是非常可观的。为此，研究一种煤矿用无卤低烟环保电缆是煤矿安全的需要，也代表了矿用产品的发展方向，矿用电缆的低烟、无卤、低毒化，对提高产品的安全性能、进一步保障煤矿的安全生产，必将起到十分重要的作用，是自阻燃性能之后矿用电缆产品在安全性能上的又一次技术革命。

站在保证煤矿安全的角度，开发一种煤矿用无卤低烟阻燃环保型橡套软电缆，来满足煤矿用电缆的阻燃、低烟、低毒要求就显得尤为必要，而对煤矿用无卤低烟阻燃金属屏蔽监视型橡套软电缆导体屏蔽材料、绝缘层材料、绝缘屏蔽层材料和内外护套的无卤低烟性能的研究开发，以及电缆金属屏蔽结构、监视线结构设计是煤矿用无卤低烟阻燃金属屏蔽监视型橡套软电缆的关键。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，为了克服现有技术的不足，本发明提供该一种无卤低烟阻燃金属屏蔽监视型橡套软电缆，该电缆用于井下移动变压器及类似设备的电源连接，具备优异的屏蔽性能，阻燃，耐磨抗冲击，无卤、低烟、低毒性能，并保持电缆顺畅输送电力，满足井下移动变压器的正常运转。

本发明还公开了一种无卤低烟阻燃金属屏蔽监视型橡套软电缆的制备方法。

本发明所述的一种无卤低烟阻燃金属屏蔽监视型橡套软电缆，包括缆芯，所述的缆芯由三根动力线芯绞合而成；在缆芯的空隙处填充无卤半导电填充带，在缆芯外挤包无卤阻燃带，在无卤阻燃带外挤包无卤低烟高阻燃橡皮内护套，在无卤低烟高阻燃橡皮内护套设有监视层，在电缆的最外层挤包无卤低烟阻燃橡皮外护套；所述的动力线芯由设置在其最中心的导体以及依次设置在导体外的以三元乙丙为基料的交联型无卤低烟导体屏蔽层、以三元乙丙为基料的交联型中压乙丙橡皮绝缘层、以醋酸乙烯共聚物和丁腈橡胶为基料的可剥离交联型无卤低烟半导电绝缘屏蔽层、尼龙半导电带、镀锡铜丝屏蔽层构成。

进一步改进，所述的监视层由尼龙半导电带和设置在尼龙半导电带内的三根监视线构成。

进一步改进，所述的监视线采用镀锡铜丝束合或编织而成。

一种无卤低烟阻燃金属屏蔽监视型橡套软电缆的制备方法，该方法的具体步骤如下：

1）首先通过密炼机将导体屏蔽层、乙丙绝缘层、绝缘屏蔽层、内护套层、外护套层的橡胶原材料分别加工成满足连硫挤出的混炼胶橡皮；

2）在动力线芯导体外通过悬链式三层共挤的连硫挤橡生产线分层一次成形，一次挤出导体屏蔽层、乙丙橡皮绝缘层和绝缘屏蔽层，挤出温度控制在70℃～90℃，生产线速控制在5～10米/分钟，挤出后线芯在密闭的蒸汽管道加热连续硫化，蒸汽管道气压控制在0.9MPa～1.2MPa；硫化后再经过水冷管道冷却形成动力线芯，冷却段水温度控制在30℃～50℃；

3）在动力线芯外绕包一层尼龙半导电带，搭盖率20%～25%；

4）然后用镀锡铜丝编织在尼龙半导电带层外，形成金属屏蔽层，编织密度＞80%；

5）然后用退扭式成缆机将编织好金属屏蔽层的三根动力线芯绞合成缆芯，成缆节距控制范围为10～12倍的成缆外径；

6）然后在缆芯外间隙绕包2层无卤阻燃带，间隙率20%～25%。

7）然后在电缆无卤绕包带外通过悬链式连硫挤橡生产线挤包无卤低烟高阻燃内护套橡皮；挤出温度控制在75℃～88℃，生产线速控制在5～8米/分钟，线芯在密闭的蒸汽管道加热连续硫化，蒸汽管道气压控制在0.9MPa～1.2MPa；硫化后再经过水冷管道冷却，冷却段水温度控制在30℃～50℃；

8）然后在电缆内护套外重叠绕包一层无卤高阻燃带；

9）然后在电缆无卤高阻燃带外形成监视层：绕包尼龙半导电带+3根监视线+尼龙半导电带，3根监视线均匀分布缆芯上；

10）然后在电缆监视层外再重叠绕包一层无卤高阻燃带；

11）最后在电缆无卤高阻燃带外通过悬链式连硫挤橡生产线挤包无卤低烟阻燃高抗撕外护套橡皮。挤出温度控制在75℃～88℃，生产线速控制在5～8米/分钟，线芯在密闭的蒸汽管道加热连续硫化，蒸汽管道气压控制在0.9MPa～1.2MPa；硫化后再经过水冷管道冷却，冷却段水温度控制在30℃～50℃。

采用上述技术方案后，本发明的有益效果为：

1.该电缆绝缘线芯采用无卤导体屏蔽橡皮、无卤乙丙绝缘橡皮和无卤半导电可交联可剥离绝缘屏蔽橡皮三层共挤，所研发的无卤导体屏蔽橡皮、无卤半导电可交联可剥离绝缘屏蔽橡皮其体积电阻率≤100Ω·cm，无卤性能：PH值≥4.3，电导率加权值≤10μs/mm；无卤乙丙绝缘橡皮的介质损耗tanδ（95～100℃）最大值为400×104，体积电阻率最小值为1016Ω·cm，因此，电缆绝缘电阻性能优异，能确保电缆的局部放电水平优异，放电量≤10Pc。

2、每根动力线芯采用镀锡铜丝编织结构，作为接地线，电缆内护套外均匀分布3根监视线与电缆接地线一起构成监视回路，实现对接地系统完整性的连续监视，当电缆受到外来损伤，接地线发生断裂时，通过监视回路直流电阻的变化使监视保护器动作，及时切断电源，确保电缆在井下的使用安全。

3、在内护套层外和外护套挤包前设计各重叠绕包一层无卤高阻燃带，在电缆燃烧时形成保护层，能有效阻挡火焰的蔓延。

4、电缆内护套、外护套层采用醋酸乙烯共聚物（EVA）为基料阻燃交联型无卤低烟高阻燃、高抗撕弹性体橡皮，无卤低烟阻燃高抗撕弹性体橡皮的抗张强度≥11MPa，断裂伸长率≥300%，抗撕≥5.0N/mm，氧指数≥35，通过内护套对缆芯的紧密挤包和外护套对监视层的紧密挤包，以及无卤高阻燃带的有效阻挡，使电缆阻燃性能满足IEC60332-3-22：2000成束燃烧A类试验。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述的一种无卤低烟阻燃金属屏蔽监视型橡套软电缆，包括缆芯，所述的缆芯由三根动力线芯绞合而成；在缆芯的空隙处填充无卤半导电填充带7，在缆芯外挤包无卤阻燃带8，在无卤阻燃带外挤包厚度为2.0mm的无卤低烟高阻燃橡皮内护套9，在无卤低烟高阻燃橡皮内护套设有监视层10，在电缆的最外层挤包厚度为5.5mm的无卤低烟阻燃橡皮外护套11；所述的动力线芯由设置在其最中心的导体1以及依次设置在导体1外的厚度为0.7mm的以三元乙丙为基料的交联型无卤低烟导体屏蔽层2、厚度为4.5mm的以三元乙丙为基料的交联型中压乙丙橡皮绝缘层3、厚度为0.7mm的以醋酸乙烯共聚物和丁腈橡胶为基料的可剥离交联型无卤低烟半导电绝缘屏蔽层4、尼龙半导电带5、镀锡铜丝屏蔽层6构成；所述的监视层10由尼龙半导电带和设置在尼龙半导电带内的三根监视线12构成，监视线12采用镀锡铜丝束合或编织而成。

一种无卤低烟阻燃金属屏蔽监视型橡套软电缆的制备方法，该方法的具体步骤如下：

1）首先通过密炼机将导体屏蔽层、乙丙绝缘层、绝缘屏蔽层、内护套层、外护套层的橡胶原材料分别加工成满足连硫挤出的混炼胶橡皮；

2）在动力线芯导体外通过悬链式三层共挤的连硫挤橡生产线分层一次成形，一次挤出导体屏蔽层、乙丙橡皮绝缘层和绝缘屏蔽层，挤出温度控制在70℃～90℃，生产线速控制在5～10米/分钟，挤出后线芯在密闭的蒸汽管道加热连续硫化，蒸汽管道气压控制在0.9MPa～1.2MPa；硫化后再经过水冷管道冷却形成动力线芯，冷却段水温度控制在30℃～50℃；

3）在动力线芯外绕包一层尼龙半导电带，搭盖率20%～25%；

4）然后用镀锡铜丝编织在尼龙半导电带层外，形成金属屏蔽层，编织密度＞80%；

5）然后用退扭式成缆机将编织好金属屏蔽层的三根动力线芯绞合成缆芯，成缆节距控制范围为10～12倍的成缆外径；

6）然后在缆芯外间隙绕包2层无卤阻燃带，间隙率20%～25%。

7）然后在电缆无卤绕包带外通过悬链式连硫挤橡生产线挤包无卤低烟高阻燃内护套橡皮；挤出温度控制在75℃～88℃，生产线速控制在5～8米/分钟，线芯在密闭的蒸汽管道加热连续硫化，蒸汽管道气压控制在0.9MPa～1.2MPa；硫化后再经过水冷管道冷却，冷却段水温度控制在30℃～50℃；

8）然后在电缆内护套外重叠绕包一层无卤高阻燃带；

9）然后在电缆无卤高阻燃带外形成监视层：绕包尼龙半导电带+3根监视线+尼龙半导电带，3根监视线均匀分布缆芯上；

10）然后在电缆监视层外再重叠绕包一层无卤高阻燃带；

11）最后在电缆无卤高阻燃带外通过悬链式连硫挤橡生产线挤包无卤低烟阻燃高抗撕外护套橡皮。挤出温度控制在75℃～88℃，生产线速控制在5～8米/分钟，线芯在密闭的蒸汽管道加热连续硫化，蒸汽管道气压控制在0.9MPa～1.2MPa；硫化后再经过水冷管道冷却，冷却段水温度控制在30℃～50℃。

其中，导体屏蔽橡皮和绝缘屏蔽橡皮的体积电阻率≤100Ω·cm，绝缘层采用三元乙丙为基料的交联型中压乙丙绝缘橡皮，乙丙绝缘橡皮的介质损耗tanδ（95～100℃）最大值为400×104。内护套采用醋酸乙烯共聚物（EVA）为基料阻燃交联型无卤低烟高阻燃橡皮，氧指数≥36，外护套层采用醋酸乙烯共聚物（EVA）为基料阻燃交联型无卤低烟阻燃高抗撕橡皮，无卤低烟弹性体橡皮的抗张强度≥11MPa，断裂伸长率≥300%，抗撕≥5.0N/mm，氧指数≥35。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (4)

1.一种无卤低烟阻燃金属屏蔽监视型橡套软电缆，包括缆芯，其特征在于，所述的缆芯由三根动力线芯绞合而成；在缆芯的空隙处填充无卤半导电填充带（7），在缆芯外挤包无卤阻燃带（8），在无卤阻燃带外挤包无卤低烟高阻燃橡皮内护套（9），在无卤低烟高阻燃橡皮内护套设有监视层（10），在电缆的最外层挤包无卤低烟阻燃橡皮外护套（11）；所述的动力线芯由设置在其最中心的导体（1）以及依次设置在导体（1）外的以三元乙丙为基料的交联型无卤低烟导体屏蔽层（2）、以三元乙丙为基料的交联型中压乙丙橡皮绝缘层（3）、以醋酸乙烯共聚物和丁腈橡胶为基料的可剥离交联型无卤低烟半导电绝缘屏蔽层（4）、尼龙半导电带（5）、镀锡铜丝屏蔽层（6）构成。

2.根据权利要求1所述的无卤低烟阻燃金属屏蔽监视型橡套软电缆，其特征在于，所述的监视层（10）由尼龙半导电带和设置在尼龙半导电带内的三根监视线（12）构成。

3.根据权利要求2所述的无卤低烟阻燃金属屏蔽监视型橡套软电缆，其特征在于，所述的监视线（12）采用镀锡铜丝束合或编织而成。

4.一种如权利要求1-3所述的无卤低烟阻燃金属屏蔽监视型橡套软电缆的制备方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下：

1）首先通过密炼机将导体屏蔽层、乙丙绝缘层、绝缘屏蔽层、内护套层、外护套层的橡胶原材料分别加工成满足连硫挤出的混炼胶橡皮；

2）在动力线芯导体外通过悬链式三层共挤的连硫挤橡生产线分层一次成形，一次挤出导体屏蔽层、乙丙橡皮绝缘层和绝缘屏蔽层，挤出温度控制在70℃～90℃，生产线速控制在5～10米/分钟，挤出后线芯在密闭的蒸汽管道加热连续硫化，蒸汽管道气压控制在0.9MPa～1.2MPa；硫化后再经过水冷管道冷却形成动力线芯，冷却段水温度控制在30℃～50℃；

3）在动力线芯外绕包一层尼龙半导电带，搭盖率20%～25%；

4）然后用镀锡铜丝编织在尼龙半导电带层外，形成金属屏蔽层，编织密度＞80%；

5）然后用退扭式成缆机将编织好金属屏蔽层的三根动力线芯绞合成缆芯，成缆节距控制范围为10～12倍的成缆外径；

6）然后在缆芯外间隙绕包2层无卤阻燃带，间隙率20%～25%；

7）然后在电缆无卤绕包带外通过悬链式连硫挤橡生产线挤包无卤低烟高阻燃内护套橡皮；挤出温度控制在75℃～88℃，生产线速控制在5～8米/分钟，线芯在密闭的蒸汽管道加热连续硫化，蒸汽管道气压控制在0.9MPa～1.2MPa；硫化后再经过水冷管道冷却，冷却段水温度控制在30℃～50℃；

8）然后在电缆内护套外重叠绕包一层无卤高阻燃带；

9）然后在电缆无卤高阻燃带外形成监视层：绕包尼龙半导电带+3根监视线+尼龙半导电带，3根监视线均匀分布缆芯上；

10）然后在电缆监视层外再重叠绕包一层无卤高阻燃带；

11）最后在电缆无卤高阻燃带外通过悬链式连硫挤橡生产线挤包无卤低烟阻燃高抗撕外护套橡皮；挤出温度控制在75℃～88℃，生产线速控制在5～8米/分钟，线芯在密闭的蒸汽管道加热连续硫化，蒸汽管道气压控制在0.9MPa～1.2MPa；硫化后再经过水冷管道冷却，冷却段水温度控制在30℃～50℃。