CN108962473A - 一种绝热电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种绝热电缆，由内至外依次为缆芯、包裹在缆芯外表面的绝缘层、疏水气凝胶材料层、绕包在气凝胶材料层外侧的耐火层、可拆卸防护层，所述气凝胶材料层具有纳米多孔结构。本发明公开的绝热电缆不仅具有优异的防火、耐高温性能，还具有轻质高强、抗压、防爆等特性，适用于高温、高机械压力、超低温、易爆等极端苛刻环境，具有很高的应用价值和广阔的应用前景。

Description

一种绝热电缆
技术领域
本发明涉及电力电缆、通信光缆领域，具体涉及一种绝热电缆。
技术背景
电缆行业是国内仅次于汽车行业的第二大行业，产品品种满足率和国内市场占有率均超过90%，应用范围极为广泛。近年来建筑行业的迅猛发展使建筑电缆的用量得到不断攀升，尤其是现代的智能型高层建筑，各类电气电子系统日趋复杂，线路纵横密布，在给人们生活、工作带来极大便利的同时也浮现了电气火灾事故逐年增多的局面。现有技术中，一般使用阻燃聚氯乙烯电缆，其虽然具有一定的阻燃性，但由于含有卤性，燃烧时会释放大量的腐蚀性气体和滚烟，从而危及人身安全。因此，开发一种具有非常优异性能的阻燃耐火电缆非常必要。
气凝胶是一种具有三维网络骨架结构和纳米级孔洞的轻质无机固体材料，具有极高的孔隙率、比表面积，极低的密度和固含量，化学惰性和不燃性，表现出优异的绝热、防火、隔音、减震吸能以及透明等特性，导热系数可低至0.011W/m·K以下，是所有固体材料中隔热保温性能最好的一种，可广泛应用于国防军工、航空航天、安保反恐等军事领域以及绿色建筑、热量传输、太阳能利用、公共交通、金融设备防护等民用领域。因此，将气凝胶用于电缆，有望获得轻质、防火、耐高温、隔热、抗压的高性能电缆，应用前景巨大。
发明内容
本发明的目的在于提出一种绝热电缆，解决电缆不耐高温、耐火极限时间短以及遇火释放有毒有害气体等问题。
一种绝热电缆，由内至外依次为缆芯、包裹在缆芯外表面的绝缘层、气凝胶材料层、绕包在气凝胶材料层外侧的耐火层、可拆卸防护层，所述气凝胶材料层具有纳米多孔结构。
如此，由于电缆内不止一个缆芯，因此在缆芯外表面包裹一层绝缘层，尽管在缆芯相互接触，也不影响电缆的正常使用；疏水气凝胶材料层具有纳米多孔结构，具有优异的防火、隔热、耐高温、防水、轻质、抗压、防爆等优异特性，可以显著提高电缆的耐火极限和耐高温特性；在气凝胶材料层外层绕包耐火层，可以进一步提高本发明电缆的耐火极限，耐火层避免气凝胶直接与火焰接触，保护气凝胶不发生开裂，通过相变等吸收消耗热量，阻碍热量向内传播速率；在耐火层外设置可拆卸防护层，保护电缆不受外力及虫蚁破坏，同时对电缆进行消磁保护，提高电缆的使用寿命。
进一步地，所述缆芯为金属导体或光纤。金属导体优选铜、铝。
进一步地，所述绝缘层为低烟无卤阻燃型交联聚烯烃绝缘层。
进一步地，所述疏水气凝胶材料层为气凝胶粉体、与所述缆芯形状匹配的气凝胶块体、与所述缆芯形状匹配的气凝胶复合材料中的一种或多种。
进一步地，所述气凝胶复合材料为气凝胶/无机胶粘剂复合材料、气凝胶/纤维毡复合材料、气凝胶/短纤维复合材料中的一种。
进一步地，所述气凝胶为SiO2气凝胶、Al2O3气凝胶、SiO2/Al2O3气凝胶、ZrO2气凝胶、SiO2/ ZrO2气凝胶、SiO2/ ZrO2/Al2O3气凝胶中的一种或多种。
进一步地，所述耐火层为石棉带或云母带。
进一步地，所述可拆卸防护层为不锈钢铠装编织层或不锈钢波纹管。
进一步地，所述绝热电缆包含2个或多个缆芯。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
如图1所示，本发明的绝热电缆一种实施例，由内至外依次为缆芯1、包裹在缆芯外表面的绝缘层2、气凝胶材料层3、绕包在气凝胶材料层外侧的耐火层4、可拆卸防护层5，所述气凝胶材料层具有纳米多孔结构。
如此，由于电缆内不止一个缆芯，在缆芯外表面包裹一层绝缘层，尽管在缆芯相互接触，也不影响电缆的正常使用；疏水气凝胶材料层具有纳米多孔结构，具有优异的防火、隔热、耐高温、防水、轻质、抗压、防爆等优异特性，可以显著提高电缆的耐火极限和耐高温特性；在气凝胶材料层外层绕包耐火层，可以进一步提高本发明电缆的耐火极限，耐火层避免气凝胶直接与火焰接触，保护气凝胶不发生开裂，通过相变等吸收消耗热量，阻碍热量向内传播速率；在耐火层外设置可拆卸防护层，保护电缆不受外力及虫蚁破坏，同时对电缆进行消磁保护，提高电缆的使用寿命。
本实施例中，所述缆芯为金属导体或光纤。
本实施例中，所述绝缘层为低烟无卤阻燃型交联聚烯烃绝缘层。
本实施例中，所述疏水气凝胶材料层为气凝胶粉体、与所述缆芯形状匹配的气凝胶块体、与所述缆芯形状匹配的气凝胶复合材料中的一种或多种。
本实施例中，所述气凝胶复合材料为气凝胶/无机胶粘剂复合材料、气凝胶/纤维毡复合材料、气凝胶/短纤维复合材料中的一种。
本实施例中，所述气凝胶为SiO2气凝胶、Al2O3气凝胶、SiO2/Al2O3气凝胶、ZrO2气凝胶、SiO2/ ZrO2气凝胶、SiO2/ ZrO2/Al2O3气凝胶中的一种或多种。
本实施例中，所述耐火层为石棉带或云母带。
本实施例中，所述可拆卸防护层为不锈钢铠装编织层或不锈钢波纹管。
本实施例中，所述绝热电缆包含2个或多个缆芯。
本发明公开的绝热电缆不仅具有优异的防火、耐高温性能，还具有轻质高强、抗压、防爆等特性，适用于高温、高机械压力、超低温、易爆等极端苛刻环境，具有很高的应用价值和广阔的应用前景。
附图说明：
图1为本发明的绝热电缆的层间结构图。
下面以具体实施例对本发明做进一步说明，但保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1：
本发明的绝热电缆由由内至外依次为铜缆芯、包裹在铜缆芯外表面的聚乙烯绝缘层、SiO2/ ZrO2气凝胶/玻璃纤维毡层、绕包在气凝胶材料层外侧的双面云母带、不锈钢铠装编织层，该电缆可以在1100℃的高温环境下工作3小时以上。
上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种绝热电缆，其特征在于，由内至外依次为缆芯、包裹在缆芯外表面的绝缘层、疏水气凝胶材料层、绕包在气凝胶材料层外侧的耐火层、可拆卸防护层，所述气凝胶材料层具有纳米多孔结构。
2.根据权利要求1所述的一种绝热电缆，其特征在于，所述缆芯为金属导体、光纤。
3.根据权利要求1所述的一种绝热电缆，其特征在于，所述绝缘层为低烟无卤阻燃型交联聚烯烃绝缘层。
4.根据权利要求1所述的一种绝热电缆，其特征在于，所述疏水气凝胶材料层为气凝胶粉体、与所述缆芯形状匹配的气凝胶块体、与所述缆芯形状匹配的气凝胶复合材料中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的一种绝热电缆，其特征在于，所述气凝胶复合材料为气凝胶/无机胶粘剂复合材料、气凝胶/纤维毡复合材料、气凝胶/短纤维复合材料中的一种。
6.根据权利要求1或4或5所述的一种绝热电缆，其特征在于，所述气凝胶为SiO2气凝胶、Al2O3气凝胶、SiO2/Al2O3气凝胶、ZrO2气凝胶、SiO2/ ZrO2气凝胶、SiO2/ ZrO2/Al2O3气凝胶中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种绝热电缆，其特征在于，所述耐火层为石棉带或云母带。
8.根据权利要求1所述的一种绝热电缆，其特征在于，所述可拆卸防护层为不锈钢铠装编织层或不锈钢波纹管。
9.根据权利要求1所述的一种绝热电缆，其特征在于，所述绝热电缆包含2个或多个缆芯。
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