CN111354505A - 一种矿物绝缘防火电缆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种矿物绝缘防火电缆，包括由内至外依次设置的缆芯、氧化镁填充层和无缝铜管；所述缆芯为单股铜导体，所述缆芯与铜管同轴心设置；所述氧化镁填充层密实无缝隙的填充在缆芯与铜管之间，所述氧化镁充层包括沿缆芯轴线方向依次间隔排列的氧化镁粉体和氧化镁管柱，所述氧化镁管柱套接在缆芯上。矿物绝缘防火电缆包括由内至外依次设置的缆芯、氧化镁填充层和无缝的铜管；防火绝缘特性腔。所述氧化镁填充层密实无缝隙的填充在缆芯与铜管之间，实现电缆的绝缘、耐火耐高温性能，且氧化镁填充层属于无机填充材料，因而不存在绝缘老化的问题，使用寿命可达到普通电缆的3倍以上。

Description

一种矿物绝缘防火电缆及其制备方法
技术领域
本发明属于矿物电缆技术领域，具体涉及一种矿物绝缘防火电缆及其制备方法。
背景技术
BTTZ电缆,是一种矿物绝缘电缆，是铜芯铜护套氧化镁绝缘重载防火电缆。具体地，是一种外层采用无缝铜管护套、中间充填氧化镁晶体粉作绝缘材料，导体是单股铜棒组成的新型电缆。BTTZ电缆具有耐高温、防火、防爆、不燃烧(250℃时可连续长时间运行，1000℃极限状态下也可作30min的短时间运行)且载流量大等特点。为此广泛应用于核电站、冶金、化工、矿井、制窑等危险、恶劣、高温环境。
在实现本发明创造的过程中，申请人发现现有BTTZ电缆存在如下问题：
传统BTTZ生产工艺主要采用采用氧化镁瓷柱装配、多次拉拔退火的生产方式：
工艺流程为氧化镁瓷柱压制、瓷柱烧结、电缆装配、多次拉拔退火、浸水实验等。该工艺方法是我国最早采用的，其主要特点就是填补了我们国家无法生产BTTZ电缆的空白，并具有性能稳定，拉拔效率高的优点。电缆结构可参见公开号为CN209895809U的实用新型专利。其缺点是工序复杂繁多，不能一次成型，且需要巨大空间来放置各种设备，同时还需要配备大量人力。
同时，现有工艺的成品只能确保在100m以下，成品长度有限。这导致在敷设时，电缆需要多个电缆接头衔接，施工难度大，且电缆接头性能不稳定，会使接头处受潮，影响整个线路的正常工作。
发明内容
本发明的目的是要解决现有工艺无法生产大长度矿物绝缘防火电缆的技术问题，提供一种矿物绝缘防火电缆及其制备方法。
为了解决上述问题，本发明按以下技术方案予以实现的：
本发明所述一种矿物绝缘防火电缆，包括由内至外依次设置的缆芯、氧化镁填充层和无缝铜管；
所述缆芯为单股铜导体，所述缆芯与铜管同轴心设置；
所述氧化镁填充层密实无缝隙的填充在缆芯与铜管之间，所述氧化镁充层包括沿缆芯轴线方向依次间隔排列的氧化镁粉体和氧化镁管柱，所述氧化镁管柱套接在缆芯上。
优选地，任意两个相邻的氧化镁管柱的间距为8～15m。
优选地，所述氧化镁管柱的两个端部呈锥型，且端部的斜度为(1～2):5。
优选地，所述氧化镁管柱为两个互为对称的半圆柱装配而成，所述半圆柱的矩形侧面上包含有凹设的适配缆芯的凹槽。
优选地，所述氧化镁管体的外圆周设置有若干凹设的弧形槽，弧形槽贯穿氧化镁管体的两个端部，所述弧形槽与铜管内壁的间隙填充有密实无缝的氧化镁粉体。
优选地，所述铜管为管状铜带焊接并轧制而成，所述氧化镁管柱的外径小于管状铜带的内径。
优选地，所述矿物绝缘防火电缆通过以下步骤制得：
(1)预处理：去除铜杆和铜带的表面杂质，以及对氧化镁粉体和氧化镁管柱烘干去湿；所述氧化镁管柱为两个互为对称的半圆柱装配而成；
(2)铜管定型：将铜带送入定型模具中，将铜带卷成管状得到管状铜带，然后将铜杆校直并穿入管状铜带的中间，通过定芯模具使铜杆与铜带同轴心；
其中，所述定型模具和定芯模具倾斜设置，使得管状铜带和铜杆倾斜，两者与水平面的夹角同为40°～70°；
(3)氧化镁灌装：通过灌粉设备将氧化镁粉体填充至铜杆与管状铜带的中间，在填充氧化镁粉体的过程中，利用机械设备按预设距离，依次在铜杆上套接氧化镁管柱，通过焊接设备将管状铜带焊接成铜管；
本步骤在铜管和铜杆之间形成氧化镁填充层，得到电缆半成品；其中，所述氧化镁填充层包括沿电缆半成品轴线方向依次间隔排列的氧化镁粉体和氧化镁管柱；
(4)粗轧：将步骤(3)的带有氧化镁填充层的电缆半成品通过第一道轧机进行粗轧；
(5)退火：采用将粗轧后的电缆半成品由倾斜转为水平，进行退火工序；
(6)精轧和退火：对步骤(5)的电缆半成品经过多道精轧和退火工序，直至电缆半成品的结构尺寸达到要求规格后收卷，即得矿物绝缘防火电缆成品。
本发明还提供了一种矿物绝缘防火电缆的制备方法，包括如下步骤：
(1)预处理：去除铜杆和铜带的表面杂质，以及对氧化镁粉体和氧化镁管柱烘干去湿；所述氧化镁管柱为两个互为对称的半圆柱装配而成；
(2)铜管定型：将铜带送入定型模具中，将铜带卷成管状得到管状铜带，然后将铜杆校直并穿入管状铜带的中间，通过定芯模具使铜杆与铜带同轴心；
其中，所述定型模具和定芯模具倾斜设置，使得管状铜带和铜杆倾斜，两者与水平面的夹角同为40°～70°；
(3)氧化镁灌装：通过灌粉设备将氧化镁粉体填充至铜杆与管状铜带的中间，在填充氧化镁粉体的过程中，利用机械设备按预设距离，依次在铜杆上套接氧化镁管柱，通过焊接设备将管状铜带焊接成铜管；
本步骤在铜管和铜杆之间形成氧化镁填充层，得到电缆半成品；其中，所述氧化镁填充层包括沿电缆半成品轴线方向依次间隔排列的氧化镁粉体和氧化镁管柱；
(4)粗轧：将步骤(3)的带有氧化镁填充层的电缆半成品通过轧机进行粗轧；
(5)退火：采用将粗轧后的电缆半成品由倾斜转为水平，进行退火工序；
(6)精轧和退火：对步骤(5)的电缆半成品经过多道精轧和退火工序，直至电缆半成品的结构尺寸达到要求规格后收卷，即得矿物绝缘防火电缆成品。
优选地，所述预设距离为8～15m，使得氧化镁填充层中的任意两个相邻的氧化镁管柱的间距为8～15m。
优选地，所述步骤(4)粗轧的轧机包括6～10组轧辊，每道轧辊的减面率设置为1.03～1.04。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的矿物绝缘防火电缆包括由内至外依次设置的缆芯、氧化镁填充层和无缝的铜管。所述氧化镁填充层密实无缝隙的填充在缆芯与铜管之间，实现电缆的绝缘、耐火耐高温性能，且氧化镁填充层属于无机填充材料，因而不存在绝缘老化的问题，使用寿命可达到普通电缆的3倍以上。
2、本发明通过在矿物绝缘防火电缆中，间设多个氧化镁管体，有效将电缆端头、分支衔接处、电缆连接头的连接处、铜管破碎处的吸潮长度缩短，利用氧化镁管体在一定程度上阻挡氧化镁粉体的潮湿长度蔓延，保护其他的电缆段。提供更充分的时间让工作人员检修，及时处理事故部分的电缆段，避免整根电缆无法使用。
3、通过本发明的制备方法，有效解决BTTZ电缆产品的长度在100m以内的技术难题，实现大长度的矿物绝缘防火电缆的生产，可根据实际需求生产相应长度规格。进而减轻工人施工难度和减少敷设时的电缆接头数量，便于敷设，极大减少了施工时间。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：
图1是本发明的矿物防火绝缘电缆的立体省略示意图；
图2是本发明的矿物防火绝缘电缆的切面省略示意图；
图3是本发明的氧化镁管柱的立体装配示意图；
图4是本发明的矿物防火绝缘电缆的横切面示意图；
图5是本发明的矿物防火绝缘电缆的局部切面省略示意图；
图6是本发明的制备方法的生产流程示意图；
图中：
10-铜管；
20-缆芯；
30-氧化镁粉体；
40-氧化镁管柱、41-半圆柱、411-凹槽、412-锥型端部、413-弧形槽。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
关于现有工艺的进一步说明：
我国生产BTTZ系列电缆主要采用采用氧化镁瓷柱装配、多次拉拔退火的生产方式。具体地，申请人在研究现有工艺及产品时，发现现有工艺具体存在如下缺陷：
传统工艺所采用氧化镁陶瓷柱装配，其核心缺点是工序复杂繁多，且不能一次成型。需要先将氧化镁粉体和添加剂混合后经压制、烧结成环状，然后将氧化镁陶瓷柱套接在缆芯上，与铜管结合后进行多次拉拔退火。并且，该工艺是采用水平装配填充、水平拉拔的模式进行生产的。分多次进行水平拉拔退火，这导致需要长度巨大的空间来放置各种设备，同时还需要配备大量人力届入。
另一方面，由于无缝铜管长度的限制及铜材延伸系数的制约，导致这种方法生产的矿物绝缘电缆普遍不能达到较长米段，产品多为100m以下。因为长度较短。而且目前BTTZ电缆在施工安装时需要使用专用的电缆连接头，这种专用的电缆连接头价格昂贵，同时安装复杂、耗时费力，长距离布线时就需要多次接头，这样无形中给施工增加了大量的额外费用。
为此，本发明提供了一种新型的矿物绝缘防火电缆及其制备方法。
实施例1
如图1～图5所示，本发明所述的一种矿物绝缘防火电缆的优选结构。
如图1所示，所述矿物绝缘防火电缆，包括由内至外依次设置的缆芯20、氧化镁填充层和无缝的铜管10。其中，所述缆芯20为单股铜导体，如铜杆。所述缆芯20与铜管10同轴心设置，所述氧化镁填充层密实无缝隙的填充在缆芯20与铜管10之间，实现电缆的绝缘、耐火耐高温性能，且氧化镁填充层属于无机填充材料，与铜管10和铜杆的结合，矿物绝缘防火电缆全部由无机材料构成，因而不存在绝缘老化的问题，使用寿命可达到普通电缆的3倍以上。
如图2所示，所述氧化镁填充层包括沿缆芯20轴线方向依次间隔排列的氧化镁粉体30和氧化镁管柱40，所述氧化镁管柱40套接在缆芯20上。
需要说明的是，现有技术中，存在部分工艺采用氧化镁粉体30填充，经压实制得电缆产品。采用粉体填充，其工艺时间，工序步骤更为简单快捷，无需预制氧化镁瓷柱。但是，由于氧化镁粉体30极易与空气中的水分发生化学反应，而生成能导电的氢氧化镁。所以电缆接头处、电缆进行分支连接时，又或者铜护套破损时，衔接处和破损处极易受潮。填充层的绝缘值会逐渐下降，当超过一定时间，填充层的绝缘值会下降到0。且矿物绝缘电缆的故障即难排查，时间长，会造成该电缆无法使用的问题。
为此，本发明采用氧化镁充层为氧化镁粉体30和氧化镁管柱40依次间隔排列构成。通过氧化镁粉体30与氧化镁管柱40的结合，无须在整条矿物绝缘防火电缆上装配氧化镁管柱40，减少氧化镁管柱40的数量，减少成本和工序时间。
另一方面，本发明的氧化镁管柱40，具有一定的防潮蔓延功能，有效将氧化镁充层的吸潮长度缩短。在其中一种实施方式中，氧化镁管柱的原料为在氧化镁粉体30中加入纤维素、石蜡和硅油，经压制烧结而成。为此，本发明通过在矿物绝缘防火电缆中，间设多个氧化镁管体，有效将电缆端头、分支衔接处、电缆连接头的连接处、铜管10破碎处的吸潮长度缩短，利用氧化镁管体在一定程度上阻挡氧化镁粉体30的潮湿长度蔓延，保护其他的电缆段。提供更充分的时间让工作人员检修，及时处理事故部分的电缆段，避免整根电缆无法使用。
由于矿物绝缘电缆广泛应用于核电站、冶金、化工、矿井、制窑等危险、恶劣、高温环境。近年来也较多的应用于高层建筑、机场、码头、地下铁道等场所。根据本发明的记载，氧化镁管柱40的长度，以及任意两个相邻的氧化镁管柱40的间距，是本领域的技术人员根据电缆的具体应用场景进行选择和设计的。
本实施例优选地，任意两个相邻的氧化镁管柱40的间距为8～15m，该间隔下的氧化镁管柱40的分布，更适用于上述敷设场景，且在大长度矿物绝缘电缆中，该间隔下的氧化镁管柱40数量合理且不多，便于缩短生产时间和成本，无需预制大量的氧化镁管柱40。
其中，本发明所述的铜管10，通过将铜带送入定型模具中卷成管状铜带，经焊接设备将管状铜带焊接成无缝铜管10，并经粗轧和精轧工序后等到的。
需要说明的是，所述氧化镁管柱40的外径小于所述管状铜带的内径。通过此设计，氧化镁管柱40的外径小于管状铜管10的内径，实现本发明的电缆可以进行粗轧和精轧工序。进一步地，当电缆成品时，氧化镁管柱40与本发明的轧制后的铜管10内径相适配，得到外径一致的电缆产品。
如图4所示，所述氧化镁管柱40为两个互为对称的半圆柱41装配而成，所述半圆柱41的矩形侧面上包含有凹设的适配缆芯20的凹槽411。
在本发明中，氧化镁管柱40为两个半圆柱41装配而成，该结构下，无需将氧化镁管柱40预设套设在缆芯20上，可以与氧化镁粉体30灌装的同时，一同与缆芯20结合，缩短工艺步骤。
在其中一个实例中，两个半圆柱41的相互装配，可以是基于物理结构的连接，如图3所示，第一个半圆柱41的矩形侧面上设置有凸柱，第二个半圆柱41上开设有盲孔，通过凸柱塞入卡合在与盲孔内，简单装配成一体，实现氧化镁管柱40套接在缆芯20上即可。
基于本发明的指导，本领域的技术人员可以根据生产设备和工艺，设计两个半圆柱41装配方式，是本领域的技术人员可实现的，在此不过多说明。
实施例2
本发明还提供了一种矿物绝缘防火电缆的制备方法，用于制作上述实施例1和实施例3的矿物绝缘防火电缆，且基于本发明提供的制备方法，解决BTTZ电缆长度段在100米以下的问题，实现大长度的矿物绝缘防火电缆生产，可根据客户要求进行定制长度。
具体地，所述矿物绝缘防火电缆的制备方法包括如下步骤：
(1)预处理：去除铜杆和铜带的表面杂质，以及对氧化镁粉体和氧化镁管柱烘干去湿；所述氧化镁管柱为两个互为对称的半圆柱装配而成。
(2)铜管定型：将铜带送入定型模具中，将铜带卷成管状得到管状铜带，然后将铜杆校直并穿入管状铜带的中间，通过定芯模具使铜杆与铜带同轴心；
其中，所述定型模具和定芯模具倾斜设置，使得管状铜带和铜杆倾斜，两者与水平面的夹角同为40°～70°。
(3)氧化镁灌装：通过灌粉设备将氧化镁粉体填充至铜杆与管状铜带的中间，在填充氧化镁粉体的过程中，利用机械设备按预设距离，依次在铜杆上套接氧化镁管柱；通过焊接设备将管状铜带焊接成铜管，通过本步骤在铜管和铜杆之间形成氧化镁填充层，得到电缆半成品；
其中，所述氧化镁填充层包括沿电缆半成品轴线方向依次间隔排列的氧化镁粉体和氧化镁管柱。
(4)粗轧：将步骤(3)的带有氧化镁填充层的电缆半成品通过轧机进行粗轧。
(5)退火：采用将粗轧后的电缆半成品由倾斜转为水平，进行退火工序。
(6)反复精轧和退火：对步骤(5)的电缆半成品经过多道精轧和退火工序，直至电缆半成品的结构尺寸达到要求规格后收卷，即得矿物绝缘防火电缆成品。
需要说明的时，本发明的氧化镁管柱的直径，与步骤(6)精轧后的铜管内径相适配。且氧化镁管柱的直径是小于管状铜管的内径，否则在粗轧和精轧时，轧制难度大，且成品外径难以保持一致。并且，该结构尺寸下，在倾斜状态转水平生产时，铜管的管腔存在一定的容错空间，避免铜管层被强度高的氧化镁管柱破坏又或者氧化镁管柱被折断。通过此设计，实现对具有氧化镁管柱的电缆进行轧制。
具体地，如图6所示，在下面的描述中，对本制备方法的各步骤进行具体说明，描述如下：
(1)预处理：去除铜杆和铜带的表面杂质，以及对氧化镁粉体和氧化镁管柱烘干去湿；所述氧化镁管柱为两个互为对称的半圆柱装配而成。
在本发明中，所述缆芯为铜杆制成的单股铜导体，铜杆符合相应的国家标准的要求。其中，氧化镁粉体同样需要符合相应的标准要求，氧化镁含量必须大于96％，且不得含有铁金属等极性物质。另一方面，铜带需要符合《GB-T 11091-2014电缆用铜带》的要求。
具体地，在进入生产步骤时，需要去除铜杆和铜带上的铜粉等杂质，可以通过清洁耗材擦拭清洁。其中，所述氧化镁管柱的具体内容，可参见上述的记载。对氧化镁粉体和氧化镁管柱烘干去湿是本领域的技术人员可实现的，在此不过多说明。
(2)铜管定型：将铜带送入定型模具中，将铜带卷成管状，然后将铜杆校直并穿入管状铜带的中间，通过定芯模具使铜杆与铜带同轴心；
其中，所述定型模具和定芯模具倾斜设置，使得管状铜带和铜杆倾斜，两者与水平面的夹角同为40°～70°。
本发明创造性的将传统工艺中的水平式填充改进为倾斜式填充，通过机架将定型模具、定型模具和焊接设备等，倾斜设置为40°～70°即可。设备的起始端位于高层，生产线的自动化生产由上至下进行。倾斜40°～70°，该角度范围下，便于氧化镁粉体的填充，同时，也便于后续步骤(5)的转为水平式生产。
需要说明的是，具体地的机械设备及相关的定型模具、定型模具等，属于现有技术，均是本领域的技术人员可实现的，在此不对实现本方法的设备作过多陈述。
(3)氧化镁灌装：通过灌粉设备将氧化镁粉体填充至铜杆与管状铜带的中间，在填充氧化镁粉体的过程中，利用机械设备按预设距离，依次在铜杆上套接氧化镁管柱，通过焊接设备将管状铜带焊接成铜管；
本步骤在铜管和铜杆之间形成氧化镁填充层，得到电缆半成品。其中，所述氧化镁填充层包括沿电缆半成品轴线方向依次间隔排列的氧化镁粉体和氧化镁管柱。
其中，所述预设距离为8～15m，使得氧化镁填充层中的任意两个相邻的氧化镁管柱的间距为8～15m。
具体地，关于氧化镁粉体的灌装，可以自动灌装设备进行灌装，利用氧化镁粉体比重大的特性，实现倾斜灌装进入铜管中。例如，现有技术的自动灌装设备，包括漏斗状的储粉罐，储粉罐通过导管置于管状铜带入口上方，实现自动灌装设备往管状铜带内输送氧化镁粉体。关于氧化镁管柱与缆芯的装配，可通过机械设备实现。
在其中一个实例中，可通过两个相对设置的气缸驱动的伸缩臂，伸缩臂上设置有夹持半圆柱的夹具，两个伸缩臂可以相互彼此靠近和彼此远离。其中，两个伸缩臂邻近定芯模具设置，且缆芯位于两个伸缩臂之间，通过上料机构自动的将半圆柱输送至伸缩臂的夹具上，伸缩臂夹持住半圆柱。当两个伸缩臂相互靠近时，实现将两个半圆柱装配至缆芯的表面上，夹具释放半圆柱，伸缩臂相互彼此远离，即完成对氧化镁管柱的装配。
具体地，对于氧化镁管柱的装配，是本领域的技术人员可实现的，亦可通过人工进行装配。随后通过焊接设备对管状铜带进行焊接得到无缝铜管，即得电缆半成品。
需要说明的时，氧化镁管柱的直径小于上述铜管的内径，该结构尺寸下，氧化镁管柱与铜管的内壁存在间隙，氧化镁粉体的填充时会从间隙进入氧化镁管柱的底部，填充氧化镁管柱下方的间隙。当铜管经过多道轧制工序后，轧制后的铜管内径与所述氧化镁管柱的直径相适配，且得到外径一致的电缆产品。
本发明优选地，可通过敲击设备对电缆半成品的外壁进行敲击，以震实氧化镁粉体；且在，以及确保氧化镁管柱与铜管内壁之间的间隙、氧化镁粉体和氧化镁管柱之间的间隙被氧化镁粉体密实填充。
(4)粗轧：将步骤(3)的带有氧化镁填充层的电缆半成品通过轧机进行粗轧。
在倾斜状态下，对电缆半成品通过轧机进行粗轧，其中，本步骤中的轧机包括6～10组轧辊，每道轧辊的减面率设置为1.03～1.04。通过粗轧，使整个电缆半成品的截面积减少至少20％。同时，轧机压实中间填充的氧化镁填充层的间隙，还具有牵引功能。
通过粗轧，将进一步的减小铜管内壁与氧化镁管柱的间隙，且氧化镁粉体在上下两端的氧化镁管柱的夹设下，经过粗轧和后续的精轧，氧化镁粉体被轧制的更为密实、无缝。
(5)退火：采用将粗轧后的电缆半成品由倾斜转为水平，进行退火工序。
具体地，将上述工序由倾斜状态切换为水平，如经过导轮、校直轮等将电缆半成品转为水平生产，以便于后续工序的进行，减少垂直空间的使用，合理调控生产所需的空间。转为水平生产后，可根据现有技术，对电缆半成品进行高频退火，改变铜管和铜杆的金相结构，以使其具有较高的柔软性。
本发明优选地，所述(5)退火还包括：在第一道粗轧退火完成后，还包括对电缆半成品的测试。电缆半成品已经转为水平生产，根据现有技术，设置相应的测试设备，如测试铜管的焊接处是否牢固、是否有渗水现象等。及时发现电缆异常和及时处理，再进入精轧工序。
(6)反复精轧和退火：对步骤(5)的电缆半成品经过多道精轧和退火工序，直至电缆半成品的结构尺寸达到要求规格后收卷，即得矿物绝缘防火电缆成品。
本领域的技术人员根据按电缆的不同规格，可确定需要经过多少道精轧和退火工序。例如，大规格电缆，只需要一到精轧和退火工序，小规格电缆，可以经过多道精轧和退火工序。精轧的减面率也是本领域的技术人员可确定的，确保精轧后达到成品所需要的结构尺寸以及相应要求。
本发明优选地，所述步骤(6)在精轧和退火工序后，直接将矿物绝缘防火电缆成品输送至氮气保护设备中，避免矿物绝缘防火电缆成品的铜管外层经高温退火后，加速铜层的氧化而影响铜管性能及外观。经氮气保护后，有效避免铜层氧化，韧性高，使铜管具有较好的机械性能，完成后收卷即可。电缆产品中包含多个氧化镁管柱，氧化镁管柱的长度合理，且氧化镁管柱在大长度矿物绝缘防火电缆中的长度占比小，并不影响电缆成品的收卷，收卷完成后即可入库。
实例1
本发明实例1中，一种BTTZ防火电缆的生产方法，包括以下步骤：
(1)预处理：去除铜杆和铜带的表面杂质，以及对氧化镁粉体和氧化镁管柱烘干去湿。
(2)铜管定型：将铜带送入定型模具中，将铜带卷成管状得到管状铜带，然后将铜杆校直并穿入管状铜带的中间，通过定芯模具使铜杆与铜带同轴心；
其中，所述定型模具和定芯模具倾斜设置，使得管状铜带和铜杆倾斜，两者与水平面的夹角同为40°。
(3)氧化镁灌装：通过灌粉设备将氧化镁粉体填充至铜杆与管状铜带的中间，在填充氧化镁粉体的过程中，利用机械设备按8m的间距，依次在铜杆上装配两个互为对称的半圆，得到氧化镁管柱，随后通过焊接设备将管状铜带焊接成铜管。
其中，所述氧化镁填充层包括沿电缆半成品轴线方向依次间隔排列的氧化镁粉体和氧化镁管柱。
(4)粗轧：将步骤(3)的带有氧化镁填充层的电缆半成品通过轧机进行粗轧，所述轧机包括6组轧辊，每道轧辊的减面率设置为1.04。
(5)退火：采用将粗轧后的电缆半成品由倾斜转为水平，进行退火工序。在粗轧退火完成后，对电缆半成品的测试，测试铜管的焊接处是否牢固、是否有渗水现象。
(6)反复精轧和退火：对步骤(5)的电缆半成品经过多道精轧和退火工序，直至电缆半成品的结构尺寸达到要求规格后收卷，即得矿物绝缘防火电缆成品。
实例2
本发明实例2中，一种BTTZ防火电缆的生产方法，包括以下步骤：
(1)预处理：去除铜杆和铜带的表面杂质，以及对氧化镁粉体和氧化镁管柱烘干去湿。
(2)铜管定型：将铜带送入定型模具中，将铜带卷成管状得到管状铜带，然后将铜杆校直并穿入管状铜带的中间，通过定芯模具使铜杆与铜带同轴心；
其中，所述定型模具和定芯模具倾斜设置，使得管状铜带和铜杆倾斜，两者与水平面的夹角同为60°。
(3)氧化镁灌装：通过灌粉设备将氧化镁粉体填充至铜杆与管状铜带的中间，在填充氧化镁粉体的过程中，利用机械设备按12m的间距，依次在铜杆上装配两个互为对称的半圆，得到氧化镁管柱，随后通过焊接设备将管状铜带焊接成铜管。
其中，所述氧化镁填充层包括沿电缆半成品轴线方向依次间隔排列的氧化镁粉体和氧化镁管柱。
(4)粗轧：将步骤(3)的带有氧化镁填充层的电缆半成品通过轧机进行粗轧，所述轧机包括8组轧辊，每道轧辊的减面率设置为1.035。
(5)退火：采用将粗轧后的电缆半成品由倾斜转为水平，进行退火工序。在粗轧退火完成后，对电缆半成品的测试，测试铜管的焊接处是否牢固、是否有渗水现象。
(6)反复精轧和退火：对步骤(5)的电缆半成品经过多道精轧和退火工序，直至电缆半成品的结构尺寸达到要求规格后收卷，即得矿物绝缘防火电缆成品。
实例3
本发明实例3中，一种BTTZ防火电缆的生产方法，包括以下步骤：
(1)预处理：去除铜杆和铜带的表面杂质，以及对氧化镁粉体和氧化镁管柱烘干去湿。
(2)铜管定型：将铜带送入定型模具中，将铜带卷成管状得到管状铜带，然后将铜杆校直并穿入管状铜带的中间，通过定芯模具使铜杆与铜带同轴心；
其中，所述定型模具和定芯模具倾斜设置，使得管状铜带和铜杆倾斜，两者与水平面的夹角同为70°。
(3)氧化镁灌装：通过灌粉设备将氧化镁粉体填充至铜杆与管状铜带的中间，在填充氧化镁粉体的过程中，利用机械设备按15m的间距，依次在铜杆上装配两个互为对称的半圆，得到氧化镁管柱，随后通过焊接设备将管状铜带焊接成铜管。
其中，所述氧化镁填充层包括沿电缆半成品轴线方向依次间隔排列的氧化镁粉体和氧化镁管柱。
(4)粗轧：将步骤(3)的带有氧化镁填充层的电缆半成品通过轧机进行粗轧，所述轧机包括10组轧辊，每道轧辊的减面率设置为1.03。
(5)退火：采用将粗轧后的电缆半成品由倾斜转为水平，进行退火工序。在粗轧退火完成后，对电缆半成品的测试，测试铜管的焊接处是否牢固、是否有渗水现象。
(6)反复精轧和退火：对步骤(5)的电缆半成品经过多道精轧和退火工序，直至电缆半成品的结构尺寸达到要求规格后收卷，即得矿物绝缘防火电缆成品。
经检测，采用本方法制备的矿物绝缘防火电缆成品，使用寿命大于60年，防火特性通过BS6387、8491等国外防火标准要求，符合GB/T3147不燃等级测试。
本发明所述的定型模具、定芯模具、自动灌装设备和焊接设备等机械设备和机械装置可参见现有技术。
实施例3
本实施例3所述的一种矿物绝缘防火电缆，采用实施例2的制备方法进行生产。且本实施3的结构和原理与实施例1的一致，相同的不同之处在于：
如图3所示，所述氧化镁管柱40的两个端部呈锥型，形成锥型端部412，且锥型端部412的斜度为(1～2):5。
由于本发明采用倾斜灌装，通过此设计，在进行灌装氧化镁粉体时，氧化镁粉体不会堆积在氧化镁管柱上方端部，在重力的作用下会随着锥型端部往下流动填充。且氧化镁管柱的下方端部同样为锥型，尽可能减少填充间隙的产生。
同时，锥型端部412的斜度为(1～2):5，锥型端部412的隆起高度较低，有利于减少填充孔隙。
本实施例3优选地，如图3所示，所述氧化镁管体的外圆周设置有若干凹设的弧形槽413，弧形槽413贯穿氧化镁管体的两个端部，所述弧形槽413与铜管10内壁的间隙填充有密实无缝的氧化镁粉体30。
具体地，在氧化镁管体的外圆周，环设有4个弧形槽413，弧形槽413两两对称设置。且弧形槽413贯穿氧化镁管体的端部。
通过此设计，弧形槽一方面加强氧化镁管体的强度，同时也扩大氧化镁粉体的向下流动空间，避免氧化镁粉体堆积在氧化镁管体和铜管内壁之间。另一方面，在粗轧和精轧工序时，弧形槽的槽腔可以容置密实的氧化镁粉体，更有利于粗轧和精轧后的保持产品外径一致。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种矿物绝缘防火电缆，其特征在于，包括由内至外依次设置的缆芯、氧化镁填充层和无缝的铜管；
所述缆芯为单股铜导体，所述缆芯与铜管同轴心设置；
所述氧化镁填充层密实无缝隙的填充在缆芯与铜管之间，所述氧化镁充层包括沿缆芯轴线方向依次间隔排列的氧化镁粉体和氧化镁管柱，所述氧化镁管柱套接在缆芯上。
2.根据权利要求1所述的矿物绝缘防火电缆，其特征在于：
任意两个相邻的氧化镁管柱的间距为8～15m。
3.根据权利要求1所述的矿物绝缘防火电缆，其特征在于：
所述氧化镁管柱的两个端部呈锥型，且端部的斜度为(1～2):5。
4.根据权利要求3所述的矿物绝缘防火电缆，其特征在于：
所述氧化镁管柱为两个互为对称的半圆柱装配而成，所述半圆柱的矩形侧面上包含有凹设的适配缆芯的凹槽。
5.根据权利要求4所述的矿物绝缘防火电缆，其特征在于：
所述氧化镁管体的外圆周设置有若干凹设的弧形槽，弧形槽贯穿氧化镁管体的两个端部，所述弧形槽与铜管内壁的间隙填充有密实无缝的氧化镁粉体。
6.根据权利要求1所述的矿物绝缘防火电缆，其特征在于：
所述铜管为管状铜带焊接并轧制而成，所述氧化镁管柱的外径小于管状铜带的内径。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的矿物绝缘防火电缆，其特征在于，矿物绝缘防火电缆通过以下步骤制得：
(1)预处理：去除铜杆和铜带的表面杂质，以及对氧化镁粉体和氧化镁管柱烘干去湿；所述氧化镁管柱为两个互为对称的半圆柱装配而成；
(2)铜管定型：将铜带送入定型模具中，将铜带卷成管状得到管状铜带，然后将铜杆校直并穿入管状铜带的中间，通过定芯模具使铜杆与铜带同轴心；
其中，所述定型模具和定芯模具倾斜设置，使得管状铜带和铜杆倾斜，两者与水平面的夹角同为40°～70°；
(3)氧化镁灌装：通过灌粉设备将氧化镁粉体填充至铜杆与管状铜带的中间，在填充氧化镁粉体的过程中，利用机械设备按预设距离，依次在铜杆上套接氧化镁管柱，通过焊接设备将管状铜带焊接成铜管；
本步骤在铜管和铜杆之间形成氧化镁填充层，得到电缆半成品；其中，所述氧化镁填充层包括沿电缆半成品轴线方向依次间隔排列的氧化镁粉体和氧化镁管柱；
(4)粗轧：将步骤(3)的带有氧化镁填充层的电缆半成品通过第一道轧机进行粗轧；
(5)退火：采用将粗轧后的电缆半成品由倾斜转为水平，进行退火工序；
(6)精轧和退火：对步骤(5)的电缆半成品经过多道精轧和退火工序，直至电缆半成品的结构尺寸达到要求规格后收卷，即得矿物绝缘防火电缆成品。
8.一种矿物绝缘防火电缆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)预处理：去除铜杆和铜带的表面杂质，以及对氧化镁粉体和氧化镁管柱烘干去湿；所述氧化镁管柱为两个互为对称的半圆柱装配而成；
(2)铜管定型：将铜带送入定型模具中，将铜带卷成管状得到管状铜带，然后将铜杆校直并穿入管状铜带的中间，通过定芯模具使铜杆与铜带同轴心；
其中，所述定型模具和定芯模具倾斜设置，使得管状铜带和铜杆倾斜，两者与水平面的夹角同为40°～70°；
(3)氧化镁灌装：通过灌粉设备将氧化镁粉体填充至铜杆与管状铜带的中间，在填充氧化镁粉体的过程中，利用机械设备按预设距离，依次在铜杆上套接氧化镁管柱，通过焊接设备将管状铜带焊接成铜管；
本步骤在铜管和铜杆之间形成氧化镁填充层，得到电缆半成品；其中，所述氧化镁填充层包括沿电缆半成品轴线方向依次间隔排列的氧化镁粉体和氧化镁管柱；
(4)粗轧：将步骤(3)的带有氧化镁填充层的电缆半成品通过轧机进行粗轧；
(5)退火：采用将粗轧后的电缆半成品由倾斜转为水平，进行退火工序；
(6)精轧和退火：对步骤(5)的电缆半成品经过多道精轧和退火工序，直至电缆半成品的结构尺寸达到要求规格后收卷，即得矿物绝缘防火电缆成品。
9.根据权利要求8所述的矿物绝缘防火电缆的制备方法，其特征在于：
所述预设距离为8～15m，使得氧化镁填充层中的任意两个相邻的氧化镁管柱的间距为8～15m。
10.根据权利要求8所述的矿物绝缘防火电缆的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)粗轧的轧机包括6～10组轧辊，每道轧辊的减面率设置为1.03～1.04。
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