CN106024152B - 一种重型柔性矿物绝缘防火电缆 - Google Patents

一种重型柔性矿物绝缘防火电缆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种重型柔性矿物绝缘防火电缆，包括多个导体及护套，护套设置在多个导体外，多个导体分成六组导体，六组导体拧成一股，每组导体由六个单独的导体组成，每组导体外分别缠绕有无碱玻璃丝绕包带，每组导体中的六个单独的导体之间填充有填充物，六组导体外缠绕有云母带绕包，云母带绕包外包裹有隔热层；护套包括内护套及外护套，内护套上设有螺纹，并内护套上设有一层防护层，内护套套设在隔热层外，外护套套设在内护套外；该电缆截面大，具有过载能力大、柔性好，防火、耐高温、绝缘性能优良，耐候性好不会受到热胀冷缩自然力或电动力的破坏。

Description

一种重型柔性矿物绝缘防火电缆
技术领域
本发明涉及一种电缆，具体涉及一种重型柔性矿物质绝缘防火电缆。
背景技术
矿物绝缘电缆在国外已有上百年的生产、应用历史，在国内也有近三十年时间，其性能已历经近万个项目的实践应用证明，如国家体育场（鸟巢）、国家大剧院、中央电视台、首都机场新建工程、东莞大剧院、东方艺术中心等国家重点或地方重点工程；但由于矿物绝缘电缆产品结构从未更新，制造工艺落后复杂，其导体采用实芯铜杆，护套为铜管拉拔，因此，电缆呈刚性，绝缘材料采用氧化镁（Mgo）粉易吸潮，给安装施工及终端的制作带来很多困难，并且矿物绝缘电缆受制作工艺限制，导体截面小，制作长度短，且恶劣环境施工损伤铜护套，安装上也比较麻烦，影响电缆运行与寿命，重型柔性矿物绝防火电缆（BBTRZ）凭借本身的优越性，有逐步取代矿物绝缘电缆的趋势，其主要原因是：重型柔性矿物绝缘电缆是由铜绞线、矿物化合物绝缘、和矿物化合物护套所构成，其采用柔性结构，主要材料均采用无机材料，弥补了结构硬、易燃烧、有毒等缺陷，并且具有一些其它电缆不具有的优点，如：耐火、载流量大、耐冲击电压、耐机械损伤、无卤无毒、防爆、防水、耐腐蚀、寿命长、安全、耐过载、耐高温、成本低等特点，特别是表面加护套，更好的发挥矿物绝缘电缆的性。
为了适应国家经济发展，使企业在激烈的市场竞争中更具有竞争力，公司技术中心的研究与开发正向着高技术含量、安全环保型、多品种、多系列、多用途方向发展，基于国内市场特别是矿物绝缘电缆的发展需求，为了进一步开拓和占有市场，提高经济效益，满足用户要求，研发一种柔性矿物绝缘防火双护套电缆具有一定意义，此电缆除满足JB/T 313-2011标准所规定性能外，还具有耐火功能，在燃烧状态下尚能在一定时间内保持线路正常运行，为人员逃生、处理事故赢得宝贵的时间，从我国经济发展和电力建设对柔性矿物绝缘高耐火电缆的需求看，很多行业资料把近几年的增长比例预测为18-25%左右，预测2020年前我国柔性矿物绝缘高耐火电缆的年需求增长率平均为15%，根据行业统计资料和市场分析预测，2011年我国柔性矿物绝缘高耐火电缆需求为6870km，2012年将达到12000km，2014年预测为25000km，2020年将达到45000km，因此具有非常好的社会效益及经济效益。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种重型柔性矿物质绝缘防火电缆，该电缆截面大，具有过载能力大、柔性好，防火、耐高温、绝缘性能优良，耐候性好不会受到热胀冷缩自然力或电动力的破坏。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种重型柔性矿物绝缘防火电缆，包括多个导体及护套，护套设置在多个导体外，其中：
导体由位于中部的导线以及依次包覆在导线外的防火层、绝缘层和绝缘保护层组成，多个导体分成六组导体，六组导体拧成一股，每组导体由六个单独的导体组成，并每组中的六个单独的导体以其中一个导体为中心其余五个导体均布在其圆周方向上，每组导体外分别缠绕有无碱玻璃丝绕包带，每组导体中的六个单独的导体之间填充有填充物，六组导体外缠绕有云母带绕包，云母带绕包外包裹有隔热层；
护套包括内护套及外护套，内护套上设有螺纹，并内护套上设有一层防护层，内护套套设在隔热层外，外护套套设在内护套外。
本发明进一步限定的技术方案是：
进一步的，前述重型柔性矿物绝缘防火电缆中，导线采用多根无氧铜丝绞合制成。
前述重型柔性矿物绝缘防火电缆中，填充物为无碱玻璃丝，绝缘保护层为芳纶纤维层，隔热层为无卤硅瓷胶，绝缘层为氧化镁、二氧化硅及高岭土的混合物层，按质量比计氧化镁：二氧化硅：高岭土=3:1:1.5。
前述重型柔性矿物绝缘防火电缆中，内护套为铜护套。
前述重型柔性矿物绝缘防火电缆中，外护套按质量份数计包括以下组分：
聚氯乙烯树脂：15-25份，丙烯酸树脂：10-20份，溴碳聚氨酯树脂：10-18份，苯乙烯系弹性体：10-25份，阻燃剂：6-9份，增塑剂：5-8份，HCl吸收剂：1-2份，抗氧剂：2-4份；
苯乙烯系弹性体为丁二烯-苯乙烯共聚物SBS；阻燃剂为氯化石蜡和氢氧化铝的混合物，按质量比计氯化石蜡：氢氧化铝=2:1；增塑剂为聚壬二酸酐；抗氧剂为二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯。
前述重型柔性矿物绝缘防火电缆中，防护层按质量份数计包括以下组分：
聚氯乙烯：40-45份，三氧化二锑：10-13份，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物：10-15份，聚烯烃弹性体：20-25份，硼酸锌：3-5份，硬脂酸：1-3份，硅藻土：1-3份，氢氧化镁：4-6份，氢氧化铝：3-5份，聚酰胺：8-10份，复合稀土：0.3-0.5份；
聚烯烃弹性体为乙烯、辛烯及1-丁烯进行无规共聚而获得的物质，所述稀土按重量百分比包含以下成分：La：10-20%，Y：9-11%，Sc：30-38%，Gd：18-20%，Sm：8-10%，Pr：13-15%，以上各组分之和为100%。
前述重型柔性矿物绝缘防火电缆中，该防火电缆的制备方法如下：
先将由多根无氧铜丝绞合制成的导线外依次包覆一层防火层、绝缘层及绝缘保护层形成一个单独的导体，然后选六根同样的导体组合成一组导体，每组导体中六个单独导体之间填充有填充物，在每组导体外缠绕无碱玻璃丝绕包带，选用六组分别缠绕有无碱玻璃丝绕包带的导体拧成一股，在再其外绕包有云母带绕包，在云母带绕包外包覆一层隔热层；
内护套套设在隔热层外，在内护套上设置一层防护层，设有防护层的内护套外再设有外护套，即可形成重型柔性矿物绝缘防火电缆。
本发明的有益效果是：
本发明由多个导体组成，并多个导体分六组，六组中每组又由六个单独的导体组成，导体截面大，延长了使用寿命，降低了成本，过载能力大，采用绞合导体，增大电缆的柔软性。
云母带绕包起到很到的绝缘效果，隔热层保证了电缆的耐温性，内护套上设有螺纹，增强内护套与外护套之间的摩擦性，增强内护套与外护套之间的牢固性，确保电缆正常使用，不会出现脱落现象。
本发明中采用了氢氧化铝，氢氧化铝能在200℃下发生分解反应，生成氧化铝和水，并吸收大量热量，产生的水蒸气可以有效的稀释钢结构表面的可燃性气体和氧气，使其升温缓慢，减慢了燃烧的速度，同时生成的氧化铝膜覆盖在炭化层表面，进一步隔绝氧气，在防火性能中起到重要作用。
国内使用较多的防火涂料仍是通过添加大量小分子阻燃剂来达到阻燃的目的，由于大量小分子阻燃剂的添加，降低了材料的耐水性能，且不能保证材料的长期高效阻燃；而本发明的溴碳聚氨酯树脂是一种阻燃高分子材料，其用作防火材料的基体树脂解决了防火材料基体树脂的易燃问题，同时溴碳聚氨酯树脂作为有机高分子材料也解决了防火材料中因大量添加阻燃剂致使防火材料耐水、耐候性能不佳、阻燃时效短的缺陷的问题，达到了长期高效的阻燃目的，溴碳聚氨酯树脂具有较高的强度、弹性及断裂伸长率，加入到外护套的组分中能获得高强度、高模量、高耐磨、耐撕裂的材料，增强了其防火的性能，延长了使用寿命，保证了安全性。
本发明外护套中三种树脂混合，扬长避短，互补，加强了三种树脂之间的性能，使其发挥更有效，混合制得的保护套更具有保护作用，延长了电缆的使用寿命，降低成本。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例中导体的结构示意图；
图中：1-导体，11-导线，12-防火层，13-绝缘层，14-绝缘保护层，2-无碱玻璃丝绕包带，3-填充物，4-云母带绕包，5-隔热层，6-内护套，7-外护套。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种重型柔性矿物绝缘防火电缆，结构如图1-2所示，包括多个导体1及护套，护套设置在多个导体1外，其中：
导体1由位于中部的导线11以及依次包覆在导线11外的防火层12、绝缘层13和绝缘保护层14芳纶纤维层组成，导线11采用多根无氧铜丝绞合制成，多个导体1分成六组导体，六组导体拧成一股，每组导体由六个单独的导体1组成，并每组中的六个单独的导体1以其中一个导体1为中心其余五个导体1均布在其圆周方向上，每组导体外分别缠绕有无碱玻璃丝绕包带2，每组导体中的六个单独的导体1之间填充有填充物3无碱玻璃丝，六组导体外缠绕有云母带绕包4，云母带绕包4外包裹有隔热层5无卤硅瓷胶；
护套包括内护套6及外护套7，内护套6为铜护套，内护套6上设有螺纹，并内护套6上设有一层防护层，内护套6套设在隔热层5外，外护套7套设在内护套6外。
在本实施例中，绝缘层13为氧化镁、二氧化硅及高岭土的混合物层，按质量比计氧化镁：二氧化硅：高岭土=3:1:1.5。该防火电缆的制备方法如下：
先将由多根无氧铜丝绞合制成的导线外依次包覆一层防火层、绝缘层及绝缘保护层形成一个单独的导体，然后选六根同样的导体组合成一组导体，每组导体中六个单独导体之间填充有填充物，在每组导体外缠绕无碱玻璃丝绕包带，选用六组分别缠绕有无碱玻璃丝绕包带的导体拧成一股，在再其外绕包有云母带绕包，在云母带绕包外包覆一层隔热层；
内护套套设在隔热层外，在内护套上设置一层防护层，设有防护层的内护套外再设有外护套，即可形成重型柔性矿物绝缘防火电缆。
实施例2
本实施例提供上述实施例1中重型柔性矿物绝缘防火电缆中外护套及防护层的具体组分，如下：
外护套7按质量份数计包括以下组分：
聚氯乙烯树脂：20份，丙烯酸树脂：15份，溴碳聚氨酯树脂：10份，苯乙烯系弹性体：19份，阻燃剂：7份，增塑剂：6份，HCl吸收剂：1份，抗氧剂：3份；
苯乙烯系弹性体为丁二烯-苯乙烯共聚物SBS；阻燃剂为氯化石蜡和氢氧化铝的混合物，按质量比计氯化石蜡：氢氧化铝=2:1；增塑剂为聚壬二酸酐；抗氧剂为二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯。
防护层按质量份数计包括以下组分：
聚氯乙烯：43份，三氧化二锑：12份，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物：12份，聚烯烃弹性体：23份，硼酸锌：4份，硬脂酸：2份，硅藻土：2份，氢氧化镁：5份，氢氧化铝：4份，聚酰胺：9份，复合稀土：0.4份；
聚烯烃弹性体为乙烯、辛烯及1-丁烯进行无规共聚而获得的物质，稀土按重量百分比包含以下成分：La：10%，Y：10%，Sc：35%，Gd：20%，Sm：10%，Pr：15%，以上各组分之和为100%。
实施例3
本实施例提供上述实施例1中重型柔性矿物绝缘防火电缆中外护套及防护层的具体组分，如下：
外护套7按质量份数计包括以下组分：
聚氯乙烯树脂：25份，丙烯酸树脂：20份，溴碳聚氨酯树脂：18份，苯乙烯系弹性体：25份，阻燃剂：9份，增塑剂：8份，HCl吸收剂：2份，抗氧剂：4份；
苯乙烯系弹性体为丁二烯-苯乙烯共聚物SBS；阻燃剂为氯化石蜡和氢氧化铝的混合物，按质量比计氯化石蜡：氢氧化铝=2:1；增塑剂为聚壬二酸酐；抗氧剂为二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯。
防护层按质量份数计包括以下组分：
聚氯乙烯：45份，三氧化二锑：13份，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物：15份，聚烯烃弹性体：25份，硼酸锌：5份，硬脂酸：3份，硅藻土：3份，氢氧化镁：6份，氢氧化铝：5份，聚酰胺：10份，复合稀土：0.5份；
聚烯烃弹性体为乙烯、辛烯及1-丁烯进行无规共聚而获得的物质，稀土按重量百分比包含以下成分：La：20%，Y：9%，Sc：30%，Gd：18%，Sm：9%，Pr：14%，以上各组分之和为100%。
实施例4
本实施例提供上述实施例1中重型柔性矿物绝缘防火电缆中外护套及防护层的具体组分，如下：
外护套7按质量份数计包括以下组分：
聚氯乙烯树脂：15份，丙烯酸树脂：10份，溴碳聚氨酯树脂：15份，苯乙烯系弹性体：10份，阻燃剂：6份，增塑剂：5份，HCl吸收剂：1份，抗氧剂：2份；
苯乙烯系弹性体为丁二烯-苯乙烯共聚物SBS；阻燃剂为氯化石蜡和氢氧化铝的混合物，按质量比计氯化石蜡：氢氧化铝=2:1；增塑剂为聚壬二酸酐；抗氧剂为二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯。
防护层按质量份数计包括以下组分：
聚氯乙烯：40份，三氧化二锑：10份，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物：10份，聚烯烃弹性体：20份，硼酸锌：3份，硬脂酸：1份，硅藻土：1份，氢氧化镁：4份，氢氧化铝：3份，聚酰胺：8份，复合稀土：0.3份；
聚烯烃弹性体为乙烯、辛烯及1-丁烯进行无规共聚而获得的物质，稀土按重量百分比包含以下成分：La：11%，Y：11%，Sc：38%，Gd：19%，Sm：8%，Pr：13%，以上各组分之和为100%。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种重型柔性矿物绝缘防火电缆，其特征在于：包括多个导体(1)及护套，所述护套设置在多个导体(1)外，其中：
所述导体(1)由位于中部的导线(11)以及依次包覆在导线(11)外的防火层(12)、绝缘层(13)和绝缘保护层(14)组成，多个导体(1)分成六组导体，六组导体拧成一股，每组导体由六个单独的导体(1)组成，并每组中的六个单独的导体(1)以其中一个导体(1)为中心其余五个导体(1)均布在其圆周方向上，每组导体外分别缠绕有无碱玻璃丝绕包带(2)，每组导体中的六个单独的导体(1)之间填充有填充物(3)，六组导体外缠绕有云母带绕包(4)，所述云母带绕包(4)外包裹有隔热层(5)；
所述护套包括内护套(6)及外护套(7)，所述内护套(6)上设有螺纹，并内护套(6)上设有一层防护层，所述内护套(6)套设在隔热层(5)外，所述外护套(7)套设在所述内护套(6)外；
所述的外护套(7)按质量份数计包括以下组分：
聚氯乙烯树脂：15-25份，丙烯酸树脂：10-20份，溴碳聚氨酯树脂：10-18份，苯乙烯系弹性体：10-25份，阻燃剂：6-9份，增塑剂：5-8份，HCl吸收剂：1-2份，抗氧剂：2-4份；
所述的苯乙烯系弹性体为丁二烯-苯乙烯共聚物SBS；所述的阻燃剂为氯化石蜡和氢氧化铝的混合物，按质量比计氯化石蜡：氢氧化铝＝2:1；所述的增塑剂为聚壬二酸酐；所述的抗氧剂为二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯。
2.根据权利要求1所述的重型柔性矿物绝缘防火电缆，其特征在于：所述导线(11)采用多根无氧铜丝绞合制成。
3.根据权利要求1所述的重型柔性矿物绝缘防火电缆，其特征在于：所述填充物(3)为无碱玻璃丝，所述的绝缘保护层(14)为芳纶纤维层，所述的隔热层(5)为无卤硅瓷胶，所述的绝缘层(13)为氧化镁、二氧化硅及高岭土的混合物层，按质量比计氧化镁：二氧化硅：高岭土＝3:1:1.5。
4.根据权利要求1所述的重型柔性矿物绝缘防火电缆，其特征在于：所述内护套(6)为铜护套。
5.根据权利要求1所述的重型柔性矿物绝缘防火电缆，其特征在于：所述防护层按质量份数计包括以下组分：
聚氯乙烯：40-45份，三氧化二锑：10-13份，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物：10-15份，聚烯烃弹性体：20-25份，硼酸锌：3-5份，硬脂酸：1-3份，硅藻土：1-3份，氢氧化镁：4-6份，氢氧化铝：3-5份，聚酰胺：8-10份，复合稀土：0.3-0.5份；
所述聚烯烃弹性体为乙烯、辛烯及1-丁烯进行无规共聚而获得的物质，所述稀土按重量百分比包含以下成分：La：10-20％，Y：9-11％，Sc：30-38％，Gd：18-20％，Sm：8-10％，Pr：13-15％，以上各组分之和为100％。
6.根据权利要求1所述的重型柔性矿物绝缘防火电缆，其特征在于：该防火电缆的制备方法如下：
先将由多根无氧铜丝绞合制成的导线外依次包覆一层防火层、绝缘层及绝缘保护层形成一个单独的导体，然后选六根同样的导体组合成一组导体，每组导体中六个单独导体之间填充有填充物，在每组导体外缠绕无碱玻璃丝绕包带，选用六组分别缠绕有无碱玻璃丝绕包带的导体拧成一股，在再其外绕包有云母带绕包，在云母带绕包外包覆一层隔热层；
内护套套设在隔热层外，在内护套上设置一层防护层，设有防护层的内护套外再设有外护套，即可形成重型柔性矿物绝缘防火电缆。
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