CN110993169A - 一种防火电缆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防火电缆，该防火电缆包括绝缘线芯、填充体、隔热层、金属护套层以及非金属护套层，填充体填充于绝缘线芯与隔热层之间，金属护套层和非金属护套层依次包覆在隔热层之外。本发明公开的防火电缆通过设置隔热层，能有效的将绝缘线芯和金属护套层分隔开来，线缆在燃烧外部非金属护套层以及金属护套层的过程中，火力无法快速穿透至绝缘线芯，以此来延长燃烧时间，绝缘线芯仍然能够长时间保持结构的完整性，使整个线路不断电，保持持续工作；而且在隔热层的外部包裹金属护套层，使隔热层在消防灭火过程中不被高压水冲毁，通过隔热层与金属护套层两者的结合，有效保证了线缆的强度。本发明还公开一种防火电缆的制备方法。

Description

一种防火电缆及其制备方法

技术领域

本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种防火电缆及其制备方法。

背景技术

电是当代社会的主要能源，电力的输送及信息和信号的传递均离不开电线、电缆，随着我国工业特别是动力工业的不断发展，大负荷、超高压输供电技术的应用日益普遍，一个大型工厂中铺设的电线电缆通常可达数十万米长，导致电线电缆火灾危险性日益突出。

防火电缆广泛应用在高层建筑、地铁、发电厂、核电站、医院、机场灯等重要部门以及公共场所。防火电缆最终要的是在保持电缆的基本属性如电气性能和物理性能外，还能保持线路的完整性，也就是不断电。当发生火灾时，持续工作的防火电缆能够保证通讯、电力线路的畅通，为生命、财产的抢救赢得宝贵的时间，为减少人员伤亡和财产损失做出重要贡献。因此，如何在燃烧的状态下还能保持电路的完整性成为了电缆技术亟待解决的问题。

相关技术中，传统的防火电缆在铜芯导体和绕包层之间填充防火材料，这样的防火电缆其防火能力有限，当外部环境温度很高时，电缆短时间内就会被点燃烧毁内部导体结构，无法长时间在高温燃烧下还能保持线路的完整性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供一种持续高温燃烧下延长燃烧时间以保持线路完好且结构强度高的防火电缆。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种防火电缆，包括绝缘线芯、填充体、隔热层、金属护套层以及非金属护套层，所述填充体填充于所述绝缘线芯与所述隔热层之间，所述金属护套层和所述非金属护套层依次包覆在所述隔热层之外。

优选的，所述隔热层挤覆于所述填充体之外，所述隔热层由氢氧化镁、氢氧化铝和硅胶混合而成。

优选的，所述氢氧化镁、所述氢氧化铝和所述硅胶的质量比为(4～6)∶(60～70)∶(24～36)。

优选的，所述绝缘线芯包括铜芯以及依次包覆在所述铜芯外的矿物质绝缘层和有机绝缘层。

优选的，所述绝缘线芯为多个且多个所述绝缘线芯相互抵接紧靠于一体。

优选的，所述填充体为阻燃聚丙烯绳；所述矿物质绝缘层为云母带，所述有机绝缘层为阻燃聚烯烃；所述金属护套层为铝护套层；所述非金属护套层为低烟无卤护套层。

优选的，所述金属护套层的外部轧刻有自其外表面向内凹陷的螺旋纹。

优选的，还包括包裹于所述隔热层之外的成缆绕包层，所述成缆绕包层包括绕设于所述隔热层外的低烟无卤带以及敷设于所述低烟无卤带外表的保护薄膜。

一种防火电缆的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1，绝缘线芯成型后，将多个所述绝缘线芯和填充体捆和成一体；

步骤S2，将隔热层挤出包裹于所述绝缘线芯和所述填充体之外；

步骤S3，将金属护套层包覆于所述隔热层之外并进行合缝焊接，所述金属护套层轧螺旋纹；

步骤S4，将非金属护套层挤出包覆于所述金属护套层之外。

优选的，在步骤S1中，所述绝缘线芯的成型工艺为：

拉丝，将大直径铜丝拉丝成小直径铜丝并退火；

绞线，将多根拉丝后的小直径铜丝绞合于一体形成铜芯；

绕包，将绞合后的所述铜芯外绕包多层矿物质绝缘层和一层有机绝缘层，多层所述矿物质绝缘层的绕包方向通过一正一反进行绕包；

挤出，在绕包有多层矿物质绝缘层的铜芯之外挤出一层有机绝缘层。

本发明实施例提供的防火电缆及其制备方法通过设置隔热层，能有效的将绝缘线芯与金属护套层分隔开来，在发生火灾引起线缆燃烧时，线缆在燃烧外部的非金属护套层以及金属护套层的过程中通过在所述隔热层的隔离作用下，火力无法快速穿透至所述绝缘线芯，从而来延长线缆的燃烧时间，使所述绝缘线芯仍然能够长时间保持结构的完整性，从而整个线缆在长时间燃烧状态下仍然能够保持线路的完整性，使整个线路不断电，保持持续工作；而且在所述隔热层的外部包裹金属护套层，使隔热层在消防灭火过程中不被高压水冲毁，通过隔热层与所述金属护套层两者的结合，有效保证了线缆的强度。

附图说明

图1为本发明提供的防火电缆的结构示意图；

图2为本发明提供的防火电缆的制备方法的流程图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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的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。

请参阅图1，为本发明提供的防火电缆的结构示意图。该防火电缆包括绝缘线芯1、填充体3、隔热层5、金属护套层7以及非金属护套层9，所述填充体3填充于所述绝缘线芯1与所述隔热层5之间，所述金属护套层7和所述非金属护套层9依次包覆在所述隔热层5之外。因此，所述隔热层5能有效的将所述绝缘线芯1和金属护套层7分隔开来，在发生火灾引起线缆燃烧时，线缆在燃烧外部非金属护套层9以及所述金属护套层7的过程中通过在所述隔热层5的隔离作用下，火力无法快速穿透至所述绝缘线芯1，从而来延长线缆的燃烧时间，使所述绝缘线芯1仍然能够长时间保持结构的完整性，这样，整个线缆在燃烧状态下长达180分钟的时间仍然能够保持线路的完整性，使整个线路不断电，保持持续工作，为消防灭火工作争取时间。需要提出的是，所述隔热层5的外部包裹所述金属护套层7，使所述隔热层5在消防灭火过程中不被高压水冲毁，保证了线缆的强度。

所述隔热层5挤覆于所述成缆绕包层10之外，具体的，所述隔热层5由氢氧化镁、氢氧化铝和硅胶混合后挤出而成。

氢氧化镁、氢氧化铝和硅胶的质量比为(4～6)∶(60～70)∶(24～36)，具体的，在本实施例中，氢氧化镁、氢氧化铝和硅胶的质量比为5∶65∶30，此比例经过多次试验数据证明最为合理，且隔热、阻燃效果最好。需要解释的是，氢氧化镁分解生成的氧化镁是良好的耐火材料，能帮助提高合成材料的抗火性能，同时它放出的水蒸气也可作为一种抑烟剂。氢氧化铝是一种无卤环保阻燃剂，氢氧化铝受热到一定程度时开始脱水吸收热量并汽化产生H₂O从而降低可燃物的温度并稀释可燃物汽化物和助燃气体的浓度，同时在可燃物表面形成氧化物隔离层，从而实现可燃物阻燃目的。其中，在氢氧化镁和氢氧化铝中加入硅胶能有效的提高硬度，进一步起到阻燃的作用。

所述绝缘线芯1为多个且多个所述绝缘线芯1相互抵接紧靠于一体。每一个所述绝缘线芯1包括铜芯11以及依次包覆在所述铜芯11外的矿物质绝缘层13和有机绝缘层15。具体的，在本实施例中，所述矿物质绝缘层13为云母带，所述有机绝缘层15为阻然聚烯烃。

具体的，在本实施例中，所述填充体3为阻燃聚丙烯绳。

具体的，在本实施例中，所述金属护套层7为铝护套层。所述金属护套层7的外部轧刻有自其外表面向内凹陷的螺旋纹。所述金属护套层7上轧刻的螺旋纹能有使得线缆变得更加容易弯曲，从而安装更方便。

具体的，在本实施例中，所述非金属护套层9为阻燃聚烯烃材料制成的低烟无卤护套层。

另一实施例中，所述防火线缆还包括包裹于所述隔热层5外的成缆绕包层10用于加强阻燃的效果。所述成缆绕包层10包括绕设于所述隔热层5外的低烟无卤带以及敷设于所述低烟无卤带外表的保护薄膜。

所述保护薄膜为阻燃聚酯薄膜，其作用在于，一方面，用于防止所述隔热层5在燃烧过程中产生湿气进入到所述绝缘线芯1而造成短路；另一方面，所述低烟无卤带外面包一层聚酯膜可以防止低烟无卤带外表的毛须影响到所述金属护套层的合缝焊接，因为所述金属护套层在合缝焊接时如果出现玻纤毛须就会产生缺焊的现象，因此，所述低烟无卤带外部包裹保护薄膜，可以有效的提高防火线缆的生产质量。

请参阅图2，为本发明提供的防火电缆的制备方法流程图。本发明还提供一种防火电缆的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1，所述绝缘线芯1成型后，将多根所述绝缘线芯1与所述填充体3通过云母带捆和成一体。其中，每一根所述绝缘线芯1的成型工艺为：拉丝，采用拉丝设备将大直径铜丝拉丝成小直径铜丝并退火，然后将硬铜丝退火成软铜丝；绞线，根据线缆大小的需求将多根拉丝后的小直径铜丝通过框绞机绞合于一体形成铜芯11；绕包，将绞合后的所述铜芯11外绕包多层矿物质绝缘层13和一层有机绝缘层15，多层所述矿物质绝缘层13的绕包方向通过一正一反进行绕包；挤出，在绕包有多层矿物质绝缘层13的铜芯11之外挤出一层有机绝缘层15形成一根所述绝缘线芯1。

所述矿物质绝缘层13的绕包层数为4～8层，具体的，在本实施例中，具体为3层，绕包重叠率为20～25％。而现有技术中绕包层数为2层，且绕包重叠率为40～48％，因此本发明增加了绕包层数、降低了绕包重叠率，使绕包速度提升了一倍，工作效率提高了一倍。

步骤S2，先将所述氢氧化镁、所述氢氧化铝和所述硅胶按照质量比为5∶65∶30调和后，再放入挤出机内混合，最后通过挤出机挤覆于所述成缆绕包层10之外形成所述隔热层5，并包裹于所述绝缘线芯1和所述填充体3之外。

步骤S3，将所述金属护套层7纵向包覆于所述隔热层5之外并进行合缝焊接，然后再通过轧纹机在所述金属护套层7外表面轧刻螺旋纹。

步骤S4，将阻燃聚烯烃熔融后形成所述非金属护套层9，所述非金属护套层9挤出包覆于所述金属护套层7之外形成保护外层。

本发明实施例提供的防火电缆及其制备方法通过设置隔热层，能有效的将绝缘线芯与金属护套层分隔开来，在发生火灾引起线缆燃烧时，线缆在燃烧外部的非金属护套层以及金属护套层的过程中通过在所述隔热层的隔离作用下，火力无法快速穿透至所述绝缘线芯，从而来延长线缆的燃烧时间，使所述绝缘线芯仍然能够长时间保持结构的完整性，从而整个线缆在长时间燃烧状态下仍然能够保持线路的完整性，使整个线路不断电，保持持续工作；而且在所述隔热层的外部包裹金属护套层，使隔热层在消防灭火过程中不被高压水冲毁，通过隔热层与所述金属护套层两者的结合，有效保证了线缆的强度。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种防火电缆，其特征在于，包括绝缘线芯、填充体、隔热层、金属护套层以及非金属护套层，所述填充体填充于所述绝缘线芯与所述隔热层之间，所述金属护套层和所述非金属护套层依次包覆在所述隔热层之外。

2.根据权利要求1所述的防火电缆，其特征在于，所述隔热层挤覆于所述填充体之外，所述隔热层由氢氧化镁、氢氧化铝和硅胶混合而成。

3.根据权利要求2所述的防火电缆，其特征在于，所述氢氧化镁、所述氢氧化铝和所述硅胶的质量比为(4～6)∶(60～70)∶(24～36)。

4.根据权利要求1所述的防火电缆，其特征在于，所述绝缘线芯包括铜芯以及依次包覆在所述铜芯外的矿物质绝缘层和有机绝缘层。

5.根据权利要求4所述的防火电缆，其特征在于，所述绝缘线芯为多个且多个所述绝缘线芯相互抵接紧靠于一体。

6.根据权利要求4所述的防火电缆，其特征在于，所述填充体为阻燃聚丙烯绳；所述矿物质绝缘层为云母带，所述有机绝缘层为阻燃聚烯烃；所述金属护套层为铝护套层；所述非金属护套层为低烟无卤护套层。

7.根据权利要求1所述的防火电缆，其特征在于，所述金属护套层的外部轧刻有自其外表面向内凹陷的螺旋纹。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的防火电缆，其特征在于，还包括包裹于所述隔热层之外的成缆绕包层，所述成缆绕包层包括绕设于所述隔热层外的低烟无卤带以及敷设于所述低烟无卤带外表的保护薄膜。

9.一种如权利要求1-8中任意一项中所述的防火电缆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，绝缘线芯成型后，将多个所述绝缘线芯和填充体捆和成一体；

步骤S2，将隔热层挤出包裹于所述绝缘线芯和所述填充体之外；

步骤S3，将金属护套层包覆于所述隔热层之外并进行合缝焊接，所述金属护套层轧螺旋纹；

步骤S4，将非金属护套层挤出包覆于所述金属护套层之外。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述绝缘线芯的成型工艺为：

拉丝，将大直径铜丝拉丝成小直径铜丝并退火；

绞线，将多根拉丝后的小直径铜丝绞合于一体形成铜芯；

绕包，将绞合后的所述铜芯外绕包多层矿物质绝缘层和一层有机绝缘层，多层所述矿物质绝缘层的绕包方向通过一正一反进行绕包；

挤出，在绕包有多层矿物质绝缘层的所述铜芯之外挤出一层有机绝缘层。

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