CN107622825B - 一种柔性耐火低压变频电缆 - Google Patents

Abstract

本发明所述的一种柔性耐火低压变频电缆，包括至少三根线芯和包裹于线芯外的屏蔽层；每一个线芯包括导体和包裹于导体外的综合绝缘层构成，综合绝缘层包括内绝缘层和外绝缘层；屏蔽层包括隔热层、耐火内衬层、连锁铠装屏蔽层和外护套，线芯与线芯之间，线芯与屏蔽层之间设置有填充层。本发明的产品是一种全屏蔽的式样，可以耐高温耐热，产品具有阻燃耐火的性能，耐火等级可达到GB12666.6的A级标准，即在950~1000℃火焰中燃烧90min,3A保险丝不熔断；也可达到英国BS6387的最高级别。

Description

一种柔性耐火低压变频电缆

技术领域

本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种低压变频电缆，具体来说是一种柔性耐火低压变频电缆。

背景技术

变频电机具有较多的优点，如设备投资费用少，结构简单，体积小，成本低，节能，调速范围大，具有恒功率、恒转速的特性，使用方便，容量大等等。变频装置的节能效果十分明显，在大功率电机中采用变频调速电机，整个发电机组可节电30％。并且使用变频调速后，实现了电机的软启动，使电机工作平稳，电机轴承磨损减小，延长了电机使用寿命和维护周期。因此当前在冶金、矿山、铁路等工业方面广泛地使用，最近在家用电器同样也大量应用。

电缆屏蔽的有效性规则是，屏蔽层越紧密电磁辐射的水平就越低。传统电缆的屏蔽结构：电缆的屏蔽层采用铜丝缠绕在三芯或四芯相线的外面，带有一个螺旋形铜带，减小了屏蔽层孔的大小。但是，屏蔽不是全屏蔽样式，依然存在缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种柔性耐火低压变频电缆，通过对线芯与绝缘层的设置，旨在显著提高电缆的耐火、隔热性能。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种柔性耐火低压变频电缆，其特征在于：所述的变频电缆包括至少三根线芯和包裹于线芯外的屏蔽层；

每一个线芯包括导体和包裹于导体外的综合绝缘层构成，所述的综合绝缘层包括内绝缘层和外绝缘层；所述的屏蔽层包括隔热层、耐火内衬层、连锁铠装屏蔽层和外护套，所述的线芯与线芯之间，线芯与屏蔽层之间设置有填充层。

优选的，所述的变频电缆包括三根线芯和三根绝缘线芯，三根线芯和三根绝缘线芯对称成缆；所述的对称成缆是指三根线芯在电缆中心处呈等边三角形排列，三个绝缘线芯也在电缆中心处呈一倒等边三角形排列，使得每两个相邻线芯之间设有一绝缘线芯。所述的绝缘线芯直径与线芯直径的比值为1：2.5—4.8。

优选的，所述的综合绝缘层是包括内、外绝缘层的双层绝缘层，内绝缘层采用矿物绝缘耐火包带重叠绕包而成，绕包的厚度为0.14mm；外绝缘层采用陶瓷化聚烯烃绝缘料制成，外绝缘层的厚度为1.0mm-2.5mm。

进一步，所述的隔热层采用无碱玻璃带绕包而成，所述的绕包厚度为0.4-0.6mm，耐火内衬层采用陶瓷化聚烯烃料挤包在隔热层上形成，所述的耐火内衬层厚度为1.0-3.58mm；耐火内衬层中包含有支撑件。

进一步，所述的连锁铠装屏蔽层采用自锁式连锁铠装的方式进行装配，将铝合金带或铝带制成单独的S状预成型带，相邻的预成型带与预成型带之间首尾相扣进行锁合。

更进一步，所述的外护套采用挤包方式挤包在钢带铠装层上，厚度2～5mm，外护套选用阻燃聚乙烯或低烟无卤护套料制成。

相对于现有技术，本发明的技术方案除了整体技术方案的改进，还包括很多细节方面的改进，具体而言，具有以下有益效果：

1、本发明所述的改进方案，本发明的电缆中心处设有3根线芯或者3根线芯＋三根绝缘线芯的形式；这种排列方式和对称成缆的形式，有更好的电磁相容性，对抑制电磁干扰起到一定的作用，能抵消高次谐波中的奇次频率，提高变频电机专用电缆的抗干扰性，减少了整个系统中的电磁辐射；

2、本发明的技术方案的线芯采用导体外面包裹两层绝缘层，由于采用双耐火绝缘层制成，双绝缘层互相作用，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、本发明所述的线芯成缆后其外部包裹有屏蔽层，屏蔽层包括隔热层、耐火内衬层、连锁铠装屏蔽层和外护套，屏蔽层提供了一个均匀一致的电场，该电场能够在电压倍增之前增大了电机和传动器之间的允许长度，同时，屏蔽层既起到抑制电磁波对外发射的作用，又可作为短路电流的通道，能起到中性线芯的保护作用；

4、所述的连锁铠装屏蔽层采用自锁式连锁铠装的方式进行装配，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。

附图说明

图1是本发明所述的柔性耐火低压变频电缆的一实施例的结构示意图。

图2是本发明所述的柔性耐火低压变频电缆的又一实施例的结构示意图。

附图标记：

1 导体、2内绝缘层、3外绝缘层、4隔热层、5耐火内衬层、6连锁铠装屏蔽层、7外护套、8填充层、9绝缘线芯。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供了一种柔性耐火低压变频电缆，参考图1中，所述的变频电缆包括至少三根线芯和包裹于线芯外的屏蔽层；每一个线芯包括导体和包裹于导体外的综合绝缘层构成，所述的综合绝缘层包括内绝缘层和外绝缘层；所述的屏蔽层包括隔热层、耐火内衬层、连锁铠装屏蔽层和外护套，所述的线芯与线芯之间，线芯与屏蔽层之间设置有填充层。具体来说，变频电缆包括三根线芯，这三根是主线芯，这三根主线芯绞合成缆后设置于电缆的中心处，三根线芯是排列成一个等边三角形的形式进行绞合的，这里采用对称电缆结构由于导线的互换性，有更好的电磁相容性，对抑制电磁干扰起到一定的作用，能抵消高次谐波中的奇次频率，提高变频电机专用电缆的抗干扰性，减少了整个系统中的电磁辐射。这里的填充层采用阻水绳进行填充，阻水绳制成球状结构，在球状阻水绳之间的空隙处，填充柔性支撑件，支撑件采用细钢丝制成，所述的细钢丝采用螺旋状结构，这样有很高的支撑和受压回弹作用，效果更佳。

具体来说，本发明的优点如下：

1. 优良的电绝缘性：体积电阻率可达1×10¹⁵Ω·cm，击穿强度150～230KV/mm，介电损耗正切10^-4，可以用于绝缘；

2.优异的屏蔽效果，铝（合金）护套提供了一个均匀一致的电场，该电场能够在电压倍增之前增大了电机和传动器之间的允许长度；铝（合金）护套起到一种有效的屏蔽作用，从而减小了相邻电路间的串扰；铝（合金）护套为一种低阻抗的路径，可防止产生的高频噪音扩散到地面的电网。屏蔽层既起到抑制电磁波对外发射的作用，又可作为短路电流的通道，能起到中性线芯的保护作用。

3.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。

4.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，具有更好的耐火性和隔热性；

5.优异的耐火性能，耐火等级可达到GB12666.6的A级标准，即在950~1000℃火焰中燃烧90min,3A保险丝不熔断；也可达到英国BS6387的C W Z最高级别，即C——在950℃火焰中燃烧3H，W——水喷淋，Z——震动；

在一个实施例中，所述的变频电缆包括三根线芯和三根绝缘线芯，即3+3模式，3+3芯电缆结构是将三大一小四芯绝缘线芯中第四芯（中性线芯）分解为三个截面较小的绝缘线芯，三根线芯和三根绝缘线芯对称成缆；所述的对称成缆是指三根线芯在电缆中心处呈等边三角形排列，三个绝缘线芯也在电缆中心处呈一倒等边三角形排列，使得每两个相邻线芯之间设有一绝缘线芯。这里的线芯采用铜导体，铜导体外包裹有内、外双层绝缘层，使得耐火性能更佳，这里的绝缘线芯截面较小，绝缘线芯直径与线芯直径之比为1：2.8-4.68。绝缘线芯的铜丝导体外部缠绕有一层不定向硅钢片，所述的不定向硅钢片上设有一个螺旋状的嵌设槽，所述的螺旋状的嵌设槽内设有超导材料，所述的超导材料可采用常温超导材料，比如陶瓷超导体或者超导片，使得电缆在工作过程中，有更好的电磁相容性，对抑制电磁干扰起到一定的作用。

在另一个实施例中，变频电缆包括至少三根线芯和包裹于线芯外的屏蔽层；所述的屏蔽层包括隔热层、耐火内衬层、连锁铠装屏蔽层和外护套，所述的线芯与线芯之间，线芯与屏蔽层之间设置有填充层。所述的隔热层采用无碱玻璃带绕包而成，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。所述的绕包厚度为0.48mm，耐火内衬层采用陶瓷化聚烯烃料挤包在隔热层上形成，所述的耐火内衬层厚度为2.48mm；耐火内衬层中包含有支撑件，所述的支撑件为柔性支撑件，支撑件采用细钢丝制成，所述的细钢丝采用螺旋状结构，这样有很高的支撑和受压回弹作用，可以保证在遇到大火时，耐火内衬层的主体结构不易松垮，同时承压性能更佳。

进一步，耐火内衬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耐火的作用。

在一个具体的实施例中，具体参见图2，所述的变频电缆包括三根线芯和三根绝缘线芯，即3+3模式，3+3芯电缆结构是将三大一小四线芯中第四芯（中性线芯）分解为三个截面较小的绝缘线芯，三根线芯和三根绝缘线芯对称成缆。每一根线芯由铜导体和包裹在铜导体外的综合绝缘层构成，所述的综合绝缘层是包括内、外绝缘层的双层绝缘层，内绝缘层采用矿物绝缘耐火包带重叠绕包而成，绕包的厚度为0.14m；外绝缘层采用陶瓷化聚烯烃绝缘料制成，外绝缘层的厚度为1.85mm。这里的陶瓷化聚烯烃耐火绝缘料除具有普通聚烯烃绝缘料的特性外，还具有优异的耐火、耐火特性，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。

进一步，连锁铠装屏蔽层采用自锁式连锁铠装的方式进行装配，将铝合金带或铝带制成单独的S状预成型带，相邻的预成型带与预成型带之间首尾相扣进行锁合。为了取得更好的屏蔽效果，在首尾相扣连接的S状预成型带的内、外表面分别贴附一层铝合金带，所述的铝合金带不仅更好地相对固定了连锁铠装屏蔽层，同时进一步增强了屏蔽效果。其中，外层的铝合金带表面设有向外凸起的凸点，用以加强效果。

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。由连锁铠装屏蔽层形成的连锁铠装铝（合金）护套提供了一个均匀一致的电场，该电场能够在电压倍增之前增大了电机和传动器之间的允许长度；铝（合金）护套起到一种有效的屏蔽作用，从而减小了相邻电路间的串扰；铝（合金）护套为一种低阻抗的路径，可防止产生的高频噪音扩散到地面的电网；同时，铝（合金）护套可以作为接地线使用，降低电缆成本。

进一步的，连锁铠装屏蔽层有优异的屏蔽效果，连锁铠装屏蔽层作为一种铝（合金）护套，提供了一个均匀一致的电场，该电场能够在电压倍增之前增大了电机和传动器之间的允许长度；铝（合金）护套起到一种有效的屏蔽作用，从而减小了相邻电路间的串扰；铝（合金）护套为一种低阻抗的路径，可防止产生的高频噪音扩散到地面的电网。屏蔽层既起到抑制电磁波对外发射的作用，又可作为短路电流的通道，能起到中性线芯的保护作用。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (2)

1.一种柔性耐火低压变频电缆，其特征在于：所述的变频电缆包括三根线芯和包裹于线芯外的屏蔽层；每一个线芯包括导体和包裹于导体外的综合绝缘层，所述的综合绝缘层包括内绝缘层和外绝缘层；所述的屏蔽层包括隔热层、耐火内衬层、连锁铠装屏蔽层和外护套，所述的线芯与线芯之间，线芯与屏蔽层之间设置有填充层;所述的变频电缆包括三根线芯和三根绝缘线芯，三根线芯和三根绝缘线芯对称成缆；所述的对称成缆是指三根线芯在电缆中心处呈等边三角形排列，三个绝缘线芯也在电缆中心处呈一倒等边三角形排列，使得每两个相邻线芯之间设有一绝缘线芯；所述的绝缘线芯直径与线芯直径的比值为1：2.5—4.8,绝缘线芯的铜丝导体外部缠绕有一层不定向硅钢片，不定向硅钢片上设有一个螺旋状的嵌设槽，螺旋状的嵌设槽内设有超导材料，超导材料采用陶瓷超导体；所述的隔热层采用无碱玻璃带绕包而成，绕包厚度为0.4-0.6mm，耐火内衬层采用陶瓷化聚烯烃料挤包在隔热层上形成，所述的耐火内衬层厚度为1.0-3.58mm；耐火内衬层中包含有支撑件，支撑件为柔性支撑件，支撑件采用螺旋状结构的细钢丝制成；综合绝缘层是包括内、外绝缘层的双层绝缘层，内绝缘层采用矿物绝缘耐火包带重叠绕包而成，绕包的厚度为0.14m；外绝缘层采用陶瓷化聚烯烃绝缘料制成，外绝缘层的厚度为1.85mm；所述的连锁铠装屏蔽层采用自锁式连锁铠装的方式进行装配，将铝合金带或铝带制成单独的S状预成型带，相邻的预成型带与预成型带之间首尾相扣进行锁合。

2.根据权利要求1所述的一种柔性耐火低压变频电缆，其特征在于：所述的外护套采用挤包方式挤包在钢带铠装层上，厚度2～5mm，外护套选用低烟无卤护套料制成。

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