CN109559848B - 一种隔离型柔性矿物绝缘防火电缆及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种隔离型柔性矿物绝缘防火单芯电缆，包括金属导体，所述金属导体外面绕包复合绝缘层，所述复合绝缘层外无缝挤出金属管，所述金属管外面设有第一隔离套，所述第一隔离套外侧形成第一防火层，所述第一防火层外形成第一绕包层，所述第一绕包层外形成第二隔离套，所述第二隔离套外侧形成第二防火层，所述第二防火层外形成第二绕包层，所述第二绕包层外形成护套，可分为单芯电缆与多芯电缆。与现有技术相比，本发明隔离型柔性矿物绝缘电缆在火焰下燃烧不短路，让电缆内部温升不会超过320℃，保证消防应急电源和电梯正常负载无压力。还能满足BS6387‑2013三项指标考核。

Description

一种隔离型柔性矿物绝缘防火电缆及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种防火电缆，尤其是涉及一种隔离型柔性矿物绝缘防火电缆及其制作方法。
背景技术
随着市场上的防火电缆种类越来越多，对防火电缆进行各种试验的方法越来越重要。市场上防火电缆采用低成本材料结构组成，首先绝缘材料分为：白云母、金云母、合成云母、煅烧云母、陶瓷复合带等几种材料选用，最贵最好的包括陶瓷带、煅烧云母带，中间价位的包括合成云母，低价位的主要是白云母、金云母。目前大部生产厂家选用最低价位的材料作为绝缘层，所以电缆在不出现火焰下最考验绝缘稳定性就是云母带，绝缘层好与坏直接跟电缆整个使用年限有直接关系。
由于在火灾时消防逃生应急电源和所敷设电缆有一定的长度，在火焰燃烧时在电缆经受950℃持续高温下，防火电缆本身应该承受两大特点，燃烧不短路，在燃烧过程中考虑防火电缆内部温升，温升越高意味着电缆的阻抗和压降越大，压降和阻抗越大肯定影响电缆的载流量，载流量在变小的情况下意味着电梯的电机在负载过程中是不能正常运行的。所以市场上防火电缆大部分忽略这种情况，只是满足BS6387单项耐火标准要求。
传统的防火电缆大多采用在导体与绝缘层之间增加云母带绕包层的普通耐火电缆和氧化镁矿物绝缘防火电缆。普通耐火电缆在火灾中能经受一定时间，给人们逃生时多一些用电的时间，火灾中电缆会很快燃烧，云母带经火直接燃烧后发脆易脱落，不能在火灾中真正起到防火的作用。氧化镁矿物绝缘防火电缆虽具有极佳的耐火性能，但制造工艺复杂，需要专用生产设备，生产成本高，施工敷设要求高。因此市场需要升级柔性矿物绝缘防火电缆，替代普通耐火电缆和氧化镁矿物绝缘防火电缆，满足防火、防水性能、安装敷设方便、安全性高等要求。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种隔离型柔性矿物绝缘防火电缆及其制作方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种隔离型柔性矿物绝缘防火单芯电缆，包括金属导体，所述金属导体外面绕包复合绝缘层，所述复合绝缘层外无缝挤出金属管，所述金属管外面设有第一隔离套，所述第一隔离套外侧形成第一防火层，所述第一防火层外形成第一绕包层，所述第一绕包层外形成第二隔离套，所述第二隔离套外侧形成第二防火层，所述第二防火层外形成第二绕包层，所述第二绕包层外形成护套。
进一步地，所述隔离型柔性矿物绝缘防火电缆可以为单芯电缆，此时：
所述金属导体外面绕包复合绝缘层，所述复合绝缘层外无缝挤出金属管，所述金属管外面设有第一隔离套，形成电缆线芯，
所述电缆线芯外侧形成第一防火层，所述第一防火层外形成第一绕包层，所述第一绕包层外形成第二隔离套，所述第二隔离套外侧形成第二防火层，所述第二防火层外形成第二绕包层，所述第二绕包层外形成护套。
对于单芯电缆的结构，所述第一隔离套、第二隔离套均为齿型隔离套，
所述第一隔离套的齿之间形成第一防火层，第一隔离套的外侧形成第一绕包层，所述第二隔离套的齿之间形成第二防火层，所述第二隔离套的外侧形成第二绕包层，
所述第一隔离套与第一防火层共同构成隔离层；
所述第二隔离套与第二防火层共同构成隔离层。
第一防火层、第二防火层耐火温度1200℃180min。隔离层性能具有超隔热遇火膨胀效果。
所述第一隔离套、第二隔离套主要起到防水作用，隔离套材料采用PE料和陶瓷聚烯烃料。
进一步地，所述隔离型柔性矿物绝缘防火电缆为多芯电缆，此时：
所述金属导体外面绕包复合绝缘层，所述复合绝缘层外无缝挤出金属管，所述金属管外面设有第一隔离套，形成电缆线芯，
多个电缆线芯外侧共同形成第一防火层，所述第一防火层外形成第一绕包层，所述第一绕包层外形成第二隔离套，所述第二隔离套外侧形成第二防火层，所述第二防火层外形成第二绕包层，所述第二绕包层外形成护套。
多芯电缆可以为四芯电缆，也可以为三芯电缆。
对于多芯电缆的结构，所述第一隔离套为圆形隔离套，所述第二隔离套为齿型隔离套，
所述第二隔离套的齿之间形成第二防火层，所述第二隔离套的外侧形成第二绕包层；
所述第二隔离套与第二防火层共同构成隔离层。
第一防火层、第二防火层耐火温度1200℃180min。隔离层性能具有超隔热遇火膨胀效果。
所述第一隔离套主要起到分相作用，第二隔离套主要起到防水作用，隔离套材料采用PE料和陶瓷聚烯烃料。
对于多芯电缆的结构，所述第一防火层在成缆好的多个电缆线芯周边空闲填满。
优选地，本发明中，金属导体采用铜导体。
所述复合绝缘层为陶瓷硅胶复合带绕包形成的层状结构。
陶瓷硅胶复合带主要提升电缆绝缘性能和电气性能，陶瓷硅胶复合带具有极高耐温等级，耐火可达到1500-3000℃，提升生产效率，降低了电缆不合格品。
所述金属管包括铝金属管，优选采用A6型号铝杆挤出成型。
本发明中，金属管采用无缝挤出方式，挤出方式比焊接扎纹方式要更好，性能更高，具有防水、防火、接地、防撞击作用。
所述第一绕包层、第二绕包层采用陶瓷带绕包而成，起到阻燃作用；
所述护套为陶瓷化低烟无卤材料，或聚乙烯护套料，或低烟无卤护套，具有防火、防水作用，优选采用陶瓷化低烟无卤聚烯烃材料，陶瓷化低烟无卤聚烯烃材料具有优越防火性能，遇高温3000℃180min迅速结一层厚厚壳体来保护外护套不被烧破，提升电缆阻燃性能，还具备抗撞击性能与防水、防火性能。
所述隔离型柔性矿物绝缘防火电缆的制作方法，包括以下步骤：
在金属导体外面绕包复合绝缘层，在复合绝缘层外无缝挤出金属管，在金属管外面形成第一隔离套，构成电缆线芯，
将多个电缆线芯成缆构成多芯线缆，或仅有一个电缆线芯构成单芯线缆，
在电缆线芯外侧形成第一防火层，在所述第一防火层外形成第一绕包层，在所述第一绕包层外形成第二隔离套，在所述第二隔离套外侧形成第二防火层，在所述第二防火层外形成第二绕包层，在所述第二绕包层外形成护套。
与现有技术相比，本发明隔离型柔性矿物绝缘电缆在火焰下燃烧不短路，让电缆内部温升不会超过320℃，保证消防应急电源和电梯正常负载无压力。还能满足BS6387-2013三项指标考核。
本发明隔离型柔性矿物绝缘电缆采用全新结构设计，以双层防火层为保护墙，防火层耐火温度可达到1200℃，3小时，隔离层具有超隔热遇火膨胀效果，用于防火、隔热、隔温，填补整个国内这一领域的空白，而其他号称防火电缆实际上防火效果并不突出。
本发明隔离型柔性矿物绝缘电缆中，复合绝缘层为陶瓷硅胶复合带绕包形成的层状结构，并没有采用云母带，采用复合绝缘层能够提升绝缘电气性能和耐火性能，而云母带达不到这样要求。
本发明隔离型柔性矿物绝缘电缆中，护套遇高温3000℃180min迅速结一层厚厚壳体来保护外护套不被烧破，提升电缆阻燃性能，还具备抗撞击性能与防水、防火性能。
附图说明
图1为对比例1中矿物绝缘电缆制作工艺流程图；
图2为对比例2中矿物绝缘电缆制作工艺流程图；
图3为对比例3中矿物绝缘电缆制作工艺流程图；
图4为实施例1中隔离型柔性矿物绝缘防火电缆制作工艺流程图；
图5为对比例1中矿物绝缘电缆温升试验曲线图；
图6为对比例2中矿物绝缘电缆温升试验曲线图；
图7为对比例3中矿物绝缘电缆温升试验曲线图；
图8为实施例1中隔离型柔性矿物绝缘防火电缆温升试验曲线图；
图9为实施例1中隔离型柔性矿物绝缘防火电缆单芯电缆结构示意图；
图10为实施例1中隔离型柔性矿物绝缘防火电缆多芯电缆结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
对比例1
一种矿物绝缘电缆制作工艺，如图1所示，首先是铜导体，然后在铜导体外面包覆云母带绝缘，然后成缆，然后绕包保护层，最后铜焊接扎纹护套。
对比例1中矿物绝缘电缆温升试验曲线图如图5所示，可见，该对比例中矿物绝缘电缆在受火时间为160min时温度达到600℃，然后温度持续为600℃。
对比例2
一种矿物绝缘电缆制作工艺，如图2所示，首先是铜导体，然后在铜导体外面包覆氧化镁绝缘，然后设置铜护套。
对比例2中矿物绝缘电缆温升试验曲线图如图6所示，可见，该对比例中矿物绝缘电缆在受火时间为150min时温度达到600℃，然后温度持续为600℃。
对比例3
一种矿物绝缘电缆制作工艺，首先是铜导体，然后在铜导体外面包覆云母带+陶瓷，然后成缆，然后绕包保护层，然后进行铝带连锁铠装，最后形成低烟无卤外护套。
对比例3中矿物绝缘电缆温升试验曲线图如图7所示，可见，该对比例中矿物绝缘电缆在受火时间为135min时温度达到500℃，然后温度持续为500℃。
实施例1
一种隔离型柔性矿物绝缘防火电缆制作工艺，如图4所示，包括以下步骤：
在金属导体外面绕包复合绝缘层，在复合绝缘层外无缝挤出金属管，在金属管外面形成第一隔离套，构成电缆线芯，
将多个电缆线芯成缆构成多芯线缆，或仅有一个电缆线芯构成单芯线缆，
在电缆线芯外侧形成第一防火层，在所述第一防火层外形成第一绕包层，在所述第一绕包层外形成第二隔离套，在所述第二隔离套外侧形成第二防火层，在所述第二防火层外形成第二绕包层，在所述第二绕包层外形成护套。
其中，隔离型柔性矿物绝缘防火电缆可以为单芯电缆，结构如图9所示，此时：
金属导体1外面绕包复合绝缘层2，复合绝缘层2外无缝挤出金属管3，金属管3外面设有第一隔离套4，形成电缆线芯，
电缆线芯外侧形成第一防火层5，第一防火层5外形成第一绕包层6，第一绕包层6外形成第二隔离套7，第二隔离套7外侧形成第二防火层8，第二防火层8外形成第二绕包层9，第二绕包层9外形成护套10。
对于单芯电缆的结构，第一隔离套4、第二隔离套7均为齿型隔离套，第一隔离套4的齿之间形成第一防火层5，第一隔离套4的外侧形成第一绕包层6，第二隔离套7的齿之间形成第二防火层8，第二隔离套7的外侧形成第二绕包层9，第一隔离套4与第一防火层5共同构成隔离层；第二隔离套7与第二防火层8共同构成隔离层。
此外，隔离型柔性矿物绝缘防火电缆还可以为多芯电缆，结构如图10所示，此时：
金属导体1外面绕包复合绝缘层2，复合绝缘层2外无缝挤出金属管3，金属管3外面设有第一隔离套4，形成电缆线芯，
多个电缆线芯外侧共同形成第一防火层5，第一防火层5外形成第一绕包层6，第一绕包层6外形成第二隔离套7，第二隔离套7外侧形成第二防火层8，第二防火层8外形成第二绕包层9，第二绕包层9外形成护套10。
多芯电缆可以为四芯电缆，也可以为三芯电缆。
对于多芯电缆的结构，第一隔离套4为圆形隔离套，第二隔离套7为齿型隔离套，第二隔离套7的齿之间形成第二防火层8，第二隔离套7的外侧形成第二绕包层9；第二隔离套7与第二防火层8共同构成隔离层。第一防火层5在成缆好的多个电缆线芯周边空闲填满。
对于单芯电缆或多芯电缆而言，
第一防火层5、第二防火层8耐火温度1200℃180min。隔离层性能具有超隔热遇火膨胀效果。
第一隔离套4、第二隔离套7主要起到防水作用，隔离套材料采用PE料和陶瓷聚烯烃料。
金属导体1采用铜导体。
复合绝缘层2为陶瓷硅胶复合带绕包形成的层状结构。陶瓷硅胶复合带主要提升电缆绝缘性能和电气性能，陶瓷硅胶复合带具有极高耐温等级，耐火可达到1500-3000℃，提升生产效率，降低了电缆不合格品。
金属管3包括铝金属管，优选采用A6型号铝杆挤出成型。金属管采用无缝挤出方式，挤出方式比焊接扎纹方式要更好，性能更高，具有防水、防火、接地、防撞击作用。
第一绕包层6、第二绕包层9采用陶瓷带绕包而成，起到阻燃作用；护套10为陶瓷化低烟无卤材料，或聚乙烯护套料，或低烟无卤护套，具有防火、防水作用，优选采用陶瓷化低烟无卤聚烯烃材料，陶瓷化低烟无卤聚烯烃材料具有优越防火性能，遇高温3000℃180min迅速结一层厚厚壳体来保护外护套不被烧破，提升电缆阻燃性能，还具备抗撞击性能与防水、防火性能。
实施例1中隔离型柔性矿物绝缘防火电缆温升试验曲线图如图8所示，可见，该对比例中矿物绝缘电缆在受火时间为120min时温度还不到350℃，以后随着受火时间的延长，温度也都不到350℃。
从工艺流程图到电缆试验温升试验图来分析，对比例1、对比例2、对比例3结构的电缆在火灾时电梯时不能正常运行，因为对比例1、对比例2、对比例3这三种电缆温升都达到500℃以上，导致电流增大，电流越大电缆阻抗影响整条电缆通电运行。尽管对比例1、对比例2、对比例3可以满足3小时耐火试验，但是由于其温升都达到了500℃以上，因此在使用安全是存在非常大安全隐患的，而对比例1、对比例2、对比例3这三种电缆也代表了市场上出现的大多数规格的防火电缆。
而本申请研发的隔离型柔性矿物绝缘防火电缆，符合BS6387-2013C W Z三项考核，即，1C 950℃受火180min，2W 650℃燃烧加喷淋30min，3Z 950℃燃烧每隔5min冲击一次持续15min。满足火灾时电梯运行正常，也解决了和降低电缆内部温升问题(电缆内部温升只有320℃)，因此使用安全得到大大提升。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种隔离型柔性矿物绝缘防火单芯电缆，其特征在于，包括金属导体(1)，所述金属导体(1)外面绕包复合绝缘层(2)，所述复合绝缘层(2)外无缝挤出金属管(3)，所述金属管(3)外面设有第一隔离套(4)，形成电缆线芯，所述第一隔离套(4)外侧形成第一防火层(5)，所述第一防火层(5)外形成第一绕包层(6)，所述第一绕包层(6)外形成第二隔离套(7)，所述第二隔离套(7)外侧形成第二防火层(8)，所述第二防火层(8)外形成第二绕包层(9)，所述第二绕包层(9)外形成护套(10)；
所述第一隔离套(4)、第二隔离套(7)均为齿型隔离套，
所述第一隔离套(4)的齿之间形成第一防火层(5)，第一隔离套(4)的外侧形成第一绕包层(6)，所述第二隔离套(7)的齿之间形成第二防火层(8)，所述第二隔离套(7)的外侧形成第二绕包层(9)，
所述第一隔离套(4)与第一防火层(5)共同构成隔离层，所述第二隔离套(7)与第二防火层(8)共同构成隔离层；
所述第一绕包层(6)、第二绕包层(9)采用陶瓷带绕包而成；
所述复合绝缘层(2)为陶瓷硅胶复合带绕包形成的层状结构；所述护套(10)为陶瓷化低烟无卤材料，或聚乙烯护套料，或低烟无卤护套。
2.一种隔离型柔性矿物绝缘防火多芯电缆，其特征在于，包括金属导体(1)，所述金属导体(1)外面绕包复合绝缘层(2)，所述复合绝缘层(2)外无缝挤出金属管(3)，所述金属管(3)外面设有第一隔离套(4)，形成电缆线芯，
多个电缆线芯外侧共同形成第一防火层(5)，所述第一防火层(5)外形成第一绕包层(6)，所述第一绕包层(6)外形成第二隔离套(7)，所述第二隔离套(7)外侧形成第二防火层(8)，所述第二防火层(8)外形成第二绕包层(9)，所述第二绕包层(9)外形成护套(10)；
所述第一隔离套(4)为圆形隔离套，所述第二隔离套(7)为齿型隔离套，
所述第二隔离套(7)的齿之间形成第二防火层(8)，所述第二隔离套(7)的外侧形成第二绕包层(9)；
所述第二隔离套(7)与第二防火层(8)共同构成隔离层；
所述第一防火层(5)在成缆好的多个电缆线芯周边空闲填满；
所述第一绕包层(6)、第二绕包层(9)采用陶瓷带绕包而成；
所述复合绝缘层(2)为陶瓷硅胶复合带绕包形成的层状结构；所述护套(10)为陶瓷化低烟无卤材料，或聚乙烯护套料，或低烟无卤护套。
3.如权利要求1所述隔离型柔性矿物绝缘防火单芯电缆的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
在金属导体(1)外面绕包复合绝缘层(2)，在复合绝缘层(2)外无缝挤出金属管(3)，在金属管(3)外面形成第一隔离套(4)，构成电缆线芯，
仅有一个电缆线芯构成单芯线缆，
在电缆线芯外侧形成第一防火层(5)，在所述第一防火层(5)外形成第一绕包层(6)，在所述第一绕包层(6)外形成第二隔离套(7)，在所述第二隔离套(7)外侧形成第二防火层(8)，在所述第二防火层(8)外形成第二绕包层(9)，在所述第二绕包层(9)外形成护套(10)。
4.如权利要求2所述隔离型柔性矿物绝缘防火多芯电缆的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
在金属导体(1)外面绕包复合绝缘层(2)，在复合绝缘层(2)外无缝挤出金属管(3)，在金属管(3)外面形成第一隔离套(4)，构成电缆线芯，
将多个电缆线芯成缆构成多芯线缆，
在电缆线芯外侧形成第一防火层(5)，在所述第一防火层(5)外形成第一绕包层(6)，在所述第一绕包层(6)外形成第二隔离套(7)，在所述第二隔离套(7)外侧形成第二防火层(8)，在所述第二防火层(8)外形成第二绕包层(9)，在所述第二绕包层(9)外形成护套(10)。
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