CN111009353A - 一种b1级阻燃电力电缆及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及阻燃电力电缆技术领域，具体涉及一种B1级阻燃电力电缆及其生产工艺，为单芯电缆，且由内向外依次包括型线导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、金属屏蔽层、阻燃内护套、金属铠装和阻燃外护套，在金属屏蔽层和阻燃内护套之间、金属铠装和阻燃外护套之间均设置有阻燃布带；针对阻燃护套材料的高填充度，对机头部分进行改进，使材料能顺利挤在电缆上。

Description

一种B1级阻燃电力电缆及其生产工艺

技术领域

本发明涉及阻燃电力电缆技术领域，具体涉及一种B1级阻燃电力电缆及其生产工艺。

背景技术

阻燃电力电缆，是指在规定试验条件下，试样被燃烧，在撤去试验火源后，火焰的蔓延仅在限定范围内，残焰或残灼在限定时间内能自行熄灭的电缆。根本特性是：在火灾情况下有可能被烧坏而不能运行，但可阻止火势的蔓延。通俗地讲，电线万一失火，能够把燃烧限制在局部范围内，不产生蔓延，保住其他的各种设备，避免造成更大的损失。

现有阻燃电力电缆主要分两类：含卤阻燃电力电缆和无卤低烟阻燃电力电缆，前者具有良好的阻燃特性，但是在电缆燃烧时会释放大量的浓烟和卤酸气体，卤酸气体对周围的电气设备有腐蚀性危害，救援人员需要带上防毒面具才能接近现场进行灭火。电缆燃烧时给周围电气设备以及救援人员造成危害，不利于灭火救援工作，从而导致严重的“二次危害”。后者不仅具有更好的阻燃特性，而且在电缆燃烧时没有卤酸气体放出，电缆的发烟量也小，但是机械性能差，易变形，使用寿命低。

随着社会文明的进步和发展，环境问题备受重视，世界各国已纷纷制定政策应对环境恶化和安全问题，如欧标ROHS指令对2006年后再投放市场的电子电器设备中含有的铅、汞、镉、铬、多溴等有害物质进行规定限制使用。同年日本也制定电器中所用电线电缆要求无卤化，自此世界进入一个真正无卤化的新纪元。

我国发展无卤化材料的比较晚，在2004年由北京化工大学实验室反复测试并宣布成功开发了无卤阻燃材料，后面在2015年才发布一套完整的电线电缆用低烟无卤阻燃电缆料标准GB/T 32129-2015，此标准伴随着国家大力发展高铁机遇发布的，与此同时国家由公安部提出，由消防标委会认定，各个参与单位起草了一份关于电缆及光缆燃烧性能分级的标准GB/T 31247-2014，标准中对燃烧进行分级，对燃烧过程中的状态和释放热、毒气、滴落进行分级，此标准一出，使整个国家对无卤阻燃电缆的又有一个新的认识，无卤阻燃电线电缆已经成为该行业的重要发展方向，国内已有相关规定要求高层建筑必须采用无卤阻燃电线电缆，另外电信基础设备用线和汽车用线中在阻燃的基础上都附加了无卤化的要求，家装用线随着消费升级及环保意识提高，无卤型产品越来越受市场青睐。

B1级电力电缆生产制作难度在于燃烧性能状态指标、附加分级指标不容易通过。为了提高阻燃性能，需要对护套材料进行新的筛选，当采用具有高填充、大熔压阻燃性能较好的材料作为护套材料时，在护套材料的挤出成型中存在难以挤出的问题，即使挤出也会存在表面不光滑并且有气孔，挤出过程中压力和电流不稳定。另外，对电缆表面进行油墨喷印不耐擦，不环保。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种B1级阻燃电力电缆及其生产工艺，本发明的电缆采用新的护套材料，具体是护套和布带上采用新的高填充，大溶压的阻燃材料作为护套，由于护套材料高填充度导致材料不易挤出，挤出压力很大，特对机头部分进行改进，使材料能顺利挤在电缆上。另外，采用激光打印技术，将护层表皮击穿来提高辨识度并完美解决聚乙烯型材料油墨喷印后易擦除缺点。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种B1级阻燃电力电缆，为单芯电缆，且由内向外依次包括型线导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、金属屏蔽层、阻燃内护套、金属铠装和阻燃外护套，在金属屏蔽层和阻燃内护套之间、金属铠装和阻燃外护套之间均设置有阻燃布带；型线导体为铜或铝合金，型线导体包括至少四层，由内至外包括芯线、第一导体层、第二导体层和第三导体层，第一导体层为管状，第二导体层和第三导体层均采用梯形导线绞合而成；梯形导线的外壁为弧形；导体屏蔽层为半导电屏蔽层；绝缘层采用抗老化交联聚乙烯，阻燃布带为无碱玻璃纤维布。

该电缆的导体制作采用型线设计，目的是降低导体与导体屏蔽层界面的不光滑度。当采用型线导体时，导体与导体屏蔽之间界面光滑，提高电缆的电气性能，导体外径比圆形紧压外径小，便于施工的同时还可以降低电缆的成本和外径，另外导体结构紧实，导体结构间近乎无缝隙，有利于电缆燃烧试验。

作为优选，阻燃内护套和阻燃外护套采用结壳无卤阻燃材料。

作为优选，金属铠装采用金属带进行铠装，且在金属铠装外的阻燃布带为两层无碱无蜡型玻璃丝布带。金属铠装采用金属带进行铠装，带材铠装较丝铠装结构紧密，易于通过燃烧试验，铠装外包覆两层高密度无蜡型无碱玻璃丝布带。

作为优选，金属屏蔽层采用软铜丝疏绕而成。

作为优选，软铜丝直径不大于0.85mm。

金属屏蔽层采用软铜丝疏绕，铜丝直径不易过大，一般不超过0.85mm，在满足短路电流要求的情况下，生产机器能生产的前提下，单丝根数越多越好，这样可以减少铜丝间的缝隙，使电缆整体结构更加紧密，更有易于通过B1级燃烧试验，在金属屏蔽层后需绕包两层高密度无蜡型无碱玻璃丝布带，此包带具有耐高温，热传导能力强，无卤，无蜡，密度高平面间隙小特点，在燃烧时起到阻燃耐高温作用。

一种B1级阻燃电力电缆的生产工艺，包括以下步骤：

（1）导体制备：采用铜或铝材料制备型线导体，型线导体采用权利要求1的结构进行制备；通过绞制而成；

（2）多层共挤：导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层采用交联三层共挤，挤出速率为3-5m/s；

（3）然后在外层包覆一层金属屏蔽层，金属屏蔽层外包覆阻燃布带；

（4）金属屏蔽层外挤出阻燃内护套；挤出转速≤15rpm/min；挤出速率≤5m/min；

（5）然后缠绕金属铠装，金属铠装外包覆阻燃布带；

（6）阻燃布带外挤出阻燃外护套；挤出转速≤15rpm/min；挤出速率≤5m/min。

阻燃外护套和阻燃内护套在生产过程采用的材料为B1特种结壳阻燃无卤型护套材料，此材料同样具有高填充，难挤出特点，机头和螺杆采用改进的机头和螺杆。此材料由于具有燃烧结壳性，挤出转速不超过15rpm/min，生产速度不超过5m/min，在生产过程中容易脱节，在燃烧过程中结壳性效果会降低，燃烧过程中性能附加分级的滴落性能很难达标，在护套喷码采用环保型的氮气激光打印机，使护套表皮击穿，无法擦掉，护套辨识度高，美观。

作为优选，在B1级阻燃电力电缆表面在护套喷码采用环保型的氮气激光打印机。通过使护套表皮击穿，无法擦掉，护套辨识度高，美观。

作为优选，步骤（4）和步骤（6）中，挤出机的机头和螺杆采用改进的机头和螺杆，具体改进为螺杆的长径比为30-40:1，机头直接与挤出机连接，将螺杆端头与机头分胶器之间的部件去除，使螺杆端头与机头分胶器的距离≤2cm。

在挤出护套材料时，护套料由于具有高填充性，难于挤出，因此，特别地针对所采用的高填充、大熔压的阻燃填充材料对挤出机和机头进行改进改进，具体是将螺杆加长，增加长径比，将传统挤出机法兰位置卸掉，通过将机头侧面改进进行加长，使机头侧面不通过法兰直接连接在挤出机上，使加长的螺杆直接距机头分胶体2cm，通过这种改进的机头和螺杆的工艺生产方法使得挤出高填充，大熔压的B1无卤阻燃护套材料成为可能，此方法在挤出的过程中挤出量稳定，出胶量大，挤出压力小，材料在挤出过程中摩擦生热小，温度控制容易，无气孔产生。

本发明与现有技术相比，有益效果是：

本发明的电缆采用新的护套材料，具体是采用新的高填充、大熔压的阻燃材料作为护套，由于护套材料高填充度导致材料不易挤出，挤出压力很大，因此，在对机头部分进行改进后，使材料能顺利挤在电缆上。另外，采用激光打印技术，将护层表皮击穿来提高辨识度并完美解决聚乙烯型材料油墨喷印后易擦除缺点。

本发明的生产工艺，具有制造技术容易实现的特点；在保证电缆最基本电气参数和结构尺寸合格前提下，对导体结构设计进行改良，有效的提升电性能稳定性，采用新式改性型生产工艺使护套挤出控制更加稳定高效，打印标识技术的提升改进有效解决传统标识的缺陷，能更好的提高识别清晰度及耐磨性，延长电缆运行使用寿命。

附图说明

图1是本发明的B1级阻燃电力电缆的结构示意图。

图2是本发明的B1级阻燃电力电缆的型线导体的结构示意图。

图中：1型线导体、2导体屏蔽层、3绝缘层、4绝缘屏蔽层、5金属屏蔽层、6阻燃内护套、7金属铠装、8阻燃外护套、9阻燃布带、10芯线、11第一导体层、12第二导体层、13第三导体层。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述说明。

如果无特殊说明，本发明的实施例中所采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。

一种B1级阻燃电力电缆，如图1所示，为单芯电缆，且由内向外依次包括型线导体1、导体屏蔽层2、绝缘层3、绝缘屏蔽层4、金属屏蔽层5、阻燃内护套6、金属铠装7和阻燃外护套8，在金属屏蔽层5和阻燃内护套6之间、金属铠装7和阻燃外护套8之间均设置有阻燃布带9；型线导体1为铜或铝合金，型线导体1包括至少四层，由内至外包括芯线10、第一导体层11、第二导体层12和第三导体层13，第一导体层11为管状，第二导体层12和第三导体层13均采用梯形导线绞合而成；梯形导线的外壁为弧形。

导体屏蔽层2为半导电屏蔽层；绝缘层3采用抗老化交联聚乙烯；绝缘屏蔽层4采用交联型绝缘屏蔽材料；金属屏蔽层5采用软铜丝疏绕而成，软铜丝直径不大于0.85mm；阻燃内护套6和阻燃外护套8采用结壳无卤阻燃材料；金属铠装7采用金属带进行铠装，且在金属铠装7外的阻燃布带9为两层无碱无蜡型玻璃丝布带。阻燃内护套6和阻燃外护套8材料采用的是具有高填充、大熔压的结壳无卤阻燃材料。

一种B1级阻燃电力电缆的生产工艺，包括以下步骤：

（1）导体制备：采用铜或铝材料制备型线导体1，型线导体1采用权利要求1的结构进行制备；通过绞制而成；

（2）多层共挤：导体屏蔽层2、绝缘层3、绝缘屏蔽层4采用交联三层共挤，挤出速率为3-5m/s；

（3）然后在外层包覆一层金属屏蔽层5，金属屏蔽层5外包覆阻燃布带9；

（4）金属屏蔽层5外挤出阻燃内护套6；挤出转速≤15rpm/min；挤出速率≤5m/min；挤出机的机头和螺杆采用改进的机头和螺杆，具体改进为螺杆的长径比为30-40:1，将螺杆端头与机头分胶器之间的部件去除，使螺杆端头与机头分胶器的距离小于2cm；

（5）然后缠绕金属铠装7，金属铠装7外包覆阻燃布带9；

（6）阻燃布带9外挤出阻燃外护套8；挤出转速≤15rpm/min；挤出速率≤5m/min。挤出机的机头和螺杆采用改进的机头和螺杆，具体改进为螺杆的长径比为30-40:1，将螺杆端头与机头分胶器之间的部件去除，使螺杆端头与机头分胶器的距离小于2cm；

（7）采用环保型的氮气激光打印机，使护套表皮击穿，无法擦掉，护套辨识度高，美观。

采用上述的制备工艺进行制备标称截面400mm²的B1级阻燃电缆：

工艺参数分别如下，

第一例，多层共挤中，挤出速率为3m/s，在挤出阻燃内护套6和阻燃外护套8时，挤出转速10rpm/min；挤出速率3m/min；挤出机的机头和螺杆采用改进的机头和螺杆，具体改进为螺杆的长径比为30:1，将螺杆端头与机头分胶器之间的部件去除，使螺杆端头与机头分胶器的距离≤2cm；

第二例，多层共挤中，挤出速率为5m/s，在挤出阻燃内护套6和阻燃外护套8时，挤出转速8rpm/min；挤出速率4m/min；挤出机的机头和螺杆采用改进的机头和螺杆，具体改进为螺杆的长径比为40:1，将螺杆端头与机头分胶器之间的部件去除，使螺杆端头与机头分胶器的距离≤2cm。

针对上述的两个例子中，均采用了具有高填充、大熔压的结壳无卤阻燃材料作为阻燃内护套6和阻燃外护套8的材料，经过螺杆挤出后，挤出顺利，此方法在挤出的过程中挤出量稳定，出胶量大，挤出压力小，材料在挤出过程中摩擦生热小，温度控制容易，无气孔产生。外观表现为阻燃内护套6和阻燃外护套8表面光滑，对偏心率的降低提供了有利条件。

对上述的两例产品进行偏心率测定显示，均小于3.0%，其阻燃性能达到标准GB/T19666—2005《阻燃和耐火电线电缆通则》的基本要求。

上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例， 而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种B1级阻燃电力电缆，其特征在于，为单芯电缆，且由内向外依次包括型线导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、金属屏蔽层、阻燃内护套、金属铠装和阻燃外护套，在金属屏蔽层和阻燃内护套之间、金属铠装和阻燃外护套之间均设置有阻燃布带；型线导体为铜或铝合金，型线导体包括至少四层，由内至外包括芯线、第一导体层、第二导体层和第三导体层，第一导体层为管状，第二导体层和第三导体层均采用梯形导线绞合而成；梯形导线的外壁为弧形；导体屏蔽层为半导电屏蔽层；绝缘层采用抗老化交联聚乙烯，阻燃布带为无碱玻璃纤维布。

2.根据权利要求1所述的一种B1级阻燃电力电缆，其特征在于，阻燃内护套和阻燃外护套采用结壳无卤阻燃材料。

3.根据权利要求1所述的一种B1级阻燃电力电缆，其特征在于，金属铠装采用金属带进行铠装，且在金属铠装外的阻燃布带为两层无碱无蜡型玻璃丝布带。

4.根据权利要求1所述的一种B1级阻燃电力电缆，其特征在于，金属屏蔽层采用软铜丝疏绕而成。

5.根据权利要求4所述的一种B1级阻燃电力电缆，其特征在于，软铜丝直径不大于0.85mm。

6.一种B1级阻燃电力电缆的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

（1）导体制备：采用铜或铝材料制备型线导体，型线导体采用权利要求1的结构进行制备；通过绞制而成；

（2）多层共挤：导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层采用交联三层共挤，挤出速率为3-5m/s；

（3）然后在外层包覆一层金属屏蔽层，金属屏蔽层外包覆阻燃布带；

（4）金属屏蔽层外挤出阻燃内护套；挤出转速≤15rpm/min；挤出速率≤5m/min；

（5）然后缠绕金属铠装，金属铠装外包覆阻燃布带；

（6）阻燃布带外挤出阻燃外护套；挤出转速≤15rpm/min；挤出速率≤5m/min。

7.根据权利要求5所述的一种B1级阻燃电力电缆生产工艺，其特征在于，步骤（4）和步骤（6）中，挤出机的机头和螺杆采用改进的机头和螺杆，具体改进为螺杆的长径比为30-40:1，将螺杆端头与机头分胶器之间的部件去除，使螺杆端头与机头分胶器的距离≤2cm。

Images