CN112670020B

CN112670020B - 一种自防护型防火电缆

Info

Publication number: CN112670020B
Application number: CN202011475591.XA
Authority: CN
Inventors: 刘金桥
Original assignee: Jiangsu Saide Electric Co ltd
Current assignee: Jiangsu Saide Electric Co ltd
Priority date: 2020-12-15
Filing date: 2020-12-15
Publication date: 2022-05-13
Anticipated expiration: 2040-12-15
Also published as: CN112670020A

Abstract

本发明公开了一种自防护型防火电缆，属于电缆线缆技术领域，一种自防护型防火电缆，包括内护套和设置在内护套内部的三个电缆缆芯，电缆缆芯包括导体、包裹在导体外侧的绝缘层和包裹在绝缘层外侧的缆芯防护层，内护套的内部设有电缆加强芯，电缆加强芯的外壁上固定有三个呈三角形设置的加强支架，电缆缆芯设置在相邻两个加强支架之间，相邻两个加强支架之间位于电缆缆芯的两侧还设有多个二氧化碳防火球，可以实现在电缆因故障产生明火时，利用化学反应产生的二氧化碳，起到隔绝氧气的作用，同时反应过程时会吸热从而对电缆内部进行迅速降温，配合隔绝氧气的效果，有效的避免因电缆产生磨损或裂痕时火势得不到有效控制的现象。

Description

一种自防护型防火电缆

技术领域

本发明涉及电缆线缆技术领域，更具体地说，涉及一种自防护型防火电缆。

背景技术

电线电缆用以传输电（磁）能，信息和实现电磁能转换的线材产品。广义的电线电缆亦简称为电缆，狭义的电缆是指绝缘电缆，它可定义为：由下列部分组成的集合体；一根或多根绝缘线芯，以及它们各自可能具有的包覆层，总保护层及外护层，电缆亦可有附加的没有绝缘的导体。

电力电缆是用于传输和分配电能的电缆，电力电缆常用于城市地下电网、发电站引出线路、工矿企业内部供电及过江海水下输电线。在电力线路中，电缆所占比重正逐渐增加。电力电缆是在电力系统的主干线路中用以传输和分配大功率电能的电缆产品，包括1-500KV以及以上各种电压等级，各种绝缘的电力电缆。电线电缆行业是中国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%。在世界范围内，中国电线电缆总产值已超过美国，成为世界上第一大电线电缆生产国。伴随着中国电线电缆行业高速发展，新增企业数量不断上升，行业整体技术水平得到大幅提高。

在很多特殊场合，都需要使用防火电缆，目前市场上防火电缆多种多样，虽然提高了其防火能力，但大多数都是靠防火材料的堆积进行防火，当电缆本身产生磨损或裂痕时，其防火性能会大打折扣。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种自防护型防火电缆，在电缆内部设置呈三角形设置的加强支架，结构稳定性更高，具有坚固、耐压的特点，有效的提高了防火电缆内部结构的强度和抗压性能，还可以实现在电缆因故障产生明火时，利用碳酸氢铵和乙酸反应产生的二氧化碳，起到隔绝氧气的作用，同时碳酸氢铵反应剂和乙酸反应液反应时会吸热，从而对电缆内部进行迅速降温，配合隔绝氧气的效果，有效的避免因电缆产生磨损或裂痕时火势得不到有效控制的现象，增强电缆的防火效果。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种自防护型防火电缆，包括内护套和设置在内护套内部的三个电缆缆芯，三个所述电缆缆芯在内护套内部以内护套圆心为中心呈环形阵列排布，所述电缆缆芯包括导体、包裹在导体外侧的绝缘层和包裹在绝缘层外侧的缆芯防护层，所述内护套的内部设有电缆加强芯，所述电缆加强芯的外壁上固定有三个呈三角形设置的加强支架，所述电缆缆芯设置在相邻两个加强支架之间，相邻两个所述加强支架之间位于电缆缆芯的两侧还设有多个二氧化碳防火球，所述内护套的内部还填充有防火填充层，所述内护套的外部包裹有屏蔽层，所述屏蔽层的外部固定有外护套。将三个电缆缆芯设置成三角形形状排布，并在内护套内部设置三个呈三角形设置的加强支架，三角形的结构相较于其他形状，其结构稳定性更高，具有坚固、耐压的特点，有效的提高了防火电缆内部结构的强度和抗压性能，且由于在防火电缆内部增加电缆加强芯，有效的增加了电缆的整体强度和柔韧性，内护套内部填充的防火填充层能够增加电缆的防火性能，另外通过设置内护套和外护套，且在内护套和外护套之间增加屏蔽层，进一步增强了电缆防火、抗干扰、防老化等综合性能。

进一步的，所述二氧化碳防火球包括防火支撑球体，所述防火支撑球体内部固定有十字形导热柱，所述十字形导热柱的端部延伸至防火支撑球体外，所述十字形导热柱的外壁上固定有四块合成蜡分隔层，所述合成蜡分隔层与十字形导热柱、防火支撑球体的内壁密封贴合，所述十字形导热柱将防火支撑球体内部分隔成两个半球，且两个半球内分别填充有碳酸氢铵反应剂和乙酸反应液，所述防火支撑球体外壁开设有多个通孔，所述通孔内部设有密封塞。当电缆出现明火导致温度骤升时，十字形导热柱将感应到的温度均匀传导至合成蜡分隔层，合成蜡分隔层受热后软化脱落，位于合成蜡分隔层两侧的碳酸氢铵反应剂和乙酸反应液接触产生反应，反应产生大量的二氧化碳，此时防火支撑球体内部压强增大，并将位于液面以上的密封塞由通孔内部顶出，此时二氧化碳迅速喷出，起到隔绝氧气的作用，从而使明火在短时间内迅速熄灭，同时碳酸氢铵反应剂和乙酸反应液反应时会吸热，从而对电缆内部进行迅速降温，配合隔绝氧气的效果，有效的避免火势进一步扩大，增强电缆的防火效果。

进一步的，所述十字形导热柱为铜柱或石墨烯导热棒，具有较佳的导热效果，提高二氧化碳防火球的整体防护灵敏度。

进一步的，所述防火支撑球体的内壁上固定有四个穿刺机构，所述穿刺机构与合成蜡分隔层位于同一平面内，所述穿刺机构包括固定在防火支撑球体内壁上的导热外筒体，所述导热外筒体内部插接有内杆体，所述内杆体位于导热外筒体内部的一端与导热外筒体的内底部弹性连接，所述导热外筒体的顶端内壁固定有卡环，所述内杆体位于导热外筒体内的一端连接有密封垫板，所述密封垫板的外径大于卡环的内径，所述密封垫板与导热外筒体内底部之间填充有受热膨胀层，所述内杆体的外端固定连接有针形穿刺杆。当发生明火时，受热膨胀层感应到高温后受热膨胀将内杆体顶出，利用针状的针形穿刺杆可快速将软化后的合成蜡分隔层刺破，从而加速碳酸氢铵反应剂和乙酸反应液的接触反应，使二氧化碳防火球在产生明火时可快速进行防火保护，进一步提高安全性。

进一步的，所述电缆加强芯包括多股钢丝绞接在一起形成的钢丝束和套接在钢丝束外侧的套管，其强度和柔韧度都较高，进一步增加了电缆的整体强度和柔韧性。

进一步的，所述绝缘层为石英绝缘层、云母绝缘层、陶瓷绝缘层、四氟乙烯塑料绝缘层中的一种。

进一步的，所述缆芯防护层为由硅酸铝制成的防护层，硅酸铝不仅具有较佳的防水效果，还具备较佳的耐火效果，可进行有效的防水耐火保护。

进一步的，所述防火填充层为氧化铝、氧化钙、氧化锆、氮化硅、氮化硼中的一种或两种以上的混合物。

进一步的，所述屏蔽层为镀锡铜丝编织网。

进一步的，所述内护套和外护套均为低烟无卤阻燃护套。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本发明将三个电缆缆芯设置成三角形形状排布，并在内护套内部设置三个呈三角形设置的加强支架，三角形的结构相较于其他形状，其结构稳定性更高，具有坚固、耐压的特点，有效的提高了防火电缆内部结构的强度和抗压性能，且由于在防火电缆内部增加电缆加强芯，有效的增加了电缆的整体强度和柔韧性，内护套内部填充的防火填充层能够增加电缆的防火性能，另外通过设置内护套和外护套，且在内护套和外护套之间增加屏蔽层，进一步增强了电缆防火、抗干扰、防老化等综合性能。

（2）当电缆出现明火导致温度骤升时，十字形导热柱将感应到的温度均匀传导至合成蜡分隔层，合成蜡分隔层受热后软化脱落，位于合成蜡分隔层两侧的碳酸氢铵反应剂和乙酸反应液接触产生反应，反应产生大量的二氧化碳，此时防火支撑球体内部压强增大，并将位于液面以上的密封塞由通孔内部顶出，此时二氧化碳迅速喷出，起到隔绝氧气的作用，从而使明火在短时间内迅速熄灭，同时碳酸氢铵反应剂和乙酸反应液反应时会吸热，从而对电缆内部进行迅速降温，配合隔绝氧气的效果，有效的避免火势进一步扩大，增强电缆的防火效果。

（3）十字形导热柱为铜柱或石墨烯导热棒，具有较佳的导热效果，提高二氧化碳防火球的整体防护灵敏度。

（4）当发生明火时，受热膨胀层感应到高温后受热膨胀将内杆体顶出，利用针状的针形穿刺杆可快速将软化后的合成蜡分隔层刺破，从而加速碳酸氢铵反应剂和乙酸反应液的接触反应，使二氧化碳防火球在产生明火时可快速进行防火保护，进一步提高安全性。

（5）电缆加强芯包括多股钢丝绞接在一起形成的钢丝束和套接在钢丝束外侧的套管，其强度和柔韧度都较高，进一步增加了电缆的整体强度和柔韧性。

附图说明

图1为本发明的正视图；

图2为本发明中二氧化碳防火球的结构示意图；

图3为本发明中二氧化碳防火球内部结构剖视图；

图4为本发明中穿刺机构的结构示意图；

图5为本发明中二氧化碳防火球的结构示意图。

图中标号说明：

1内护套、2导体、3绝缘层、4缆芯防护层、5电缆加强芯、6加强支架、7二氧化碳防火球、701防火支撑球体、702十字形导热柱、703合成蜡分隔层、704碳酸氢铵反应剂、705乙酸反应液、706通孔、707密封塞、8防火填充层、9屏蔽层、10外护套、11穿刺机构、111导热外筒体、112内杆体、113卡环、114密封垫板、115受热膨胀层、116针形穿刺杆。

具体实施方式

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-5，一种自防护型防火电缆，包括内护套1和设置在内护套1内部的三个电缆缆芯，三个电缆缆芯在内护套1内部以内护套1圆心为中心呈环形阵列排布，电缆缆芯包括导体2、包裹在导体2外侧的绝缘层3和包裹在绝缘层3外侧的缆芯防护层4，内护套1的内部设有电缆加强芯5，电缆加强芯5的外壁上固定有三个呈三角形设置的加强支架6，电缆缆芯设置在相邻两个加强支架6之间，相邻两个加强支架6之间位于电缆缆芯的两侧还设有多个二氧化碳防火球7，内护套1的内部还填充有防火填充层8，内护套1的外部包裹有屏蔽层9，屏蔽层9的外部固定有外护套10。

将三个电缆缆芯设置成三角形形状排布，并在内护套1内部设置三个呈三角形设置的加强支架6，三角形的结构相较于其他形状，其结构稳定性更高，具有坚固、耐压的特点，有效的提高了防火电缆内部结构的强度和抗压性能，且由于在防火电缆内部增加电缆加强芯5，有效的增加了电缆的整体强度和柔韧性，内护套1内部填充的防火填充层8能够增加电缆的防火性能，另外通过设置内护套1和外护套10，且在内护套1和外护套10之间增加屏蔽层9，进一步增强了电缆防火、抗干扰、防老化等综合性能。

二氧化碳防火球7包括防火支撑球体701，防火支撑球体701内部固定有十字形导热柱702，十字形导热柱702的端部延伸至防火支撑球体701外，十字形导热柱702的外壁上固定有四块合成蜡分隔层703，合成蜡分隔层703与十字形导热柱702、防火支撑球体701的内壁密封贴合，十字形导热柱702将防火支撑球体701内部分隔成两个半球，且两个半球内分别填充有碳酸氢铵反应剂704和乙酸反应液705，防火支撑球体701外壁开设有多个通孔706，通孔706内部设有密封塞707。当电缆出现明火导致温度骤升时，十字形导热柱702将感应到的温度均匀传导至合成蜡分隔层703，合成蜡分隔层703受热后软化脱落，位于合成蜡分隔层703两侧的碳酸氢铵反应剂704和乙酸反应液705接触产生反应，反应产生大量的二氧化碳，此时防火支撑球体701内部压强增大，并将位于液面以上的密封塞707由通孔706内部顶出，此时二氧化碳迅速喷出，起到隔绝氧气的作用，从而使明火在短时间内迅速熄灭，同时碳酸氢铵反应剂704和乙酸反应液705反应时会吸热，从而对电缆内部进行迅速降温，配合隔绝氧气的效果，有效的避免火势进一步扩大，增强电缆的防火效果。

十字形导热柱702为铜柱或石墨烯导热棒，具有较佳的导热效果，提高二氧化碳防火球7的整体防护灵敏度。

防火支撑球体701的内壁上固定有四个穿刺机构11，穿刺机构11与合成蜡分隔层703位于同一平面内，穿刺机构11包括固定在防火支撑球体701内壁上的导热外筒体111，导热外筒体111内部插接有内杆体112，内杆体112位于导热外筒体111内部的一端与导热外筒体111的内底部弹性连接，导热外筒体111的顶端内壁固定有卡环113，内杆体112位于导热外筒体111内的一端连接有密封垫板114，密封垫板114的外径大于卡环113的内径，密封垫板114与导热外筒体111内底部之间填充有受热膨胀层115，内杆体112的外端固定连接有针形穿刺杆116。当发生明火时，受热膨胀层115感应到高温后受热膨胀将内杆体112顶出，利用针状的针形穿刺杆116可快速将软化后的合成蜡分隔层703刺破，从而加速碳酸氢铵反应剂704和乙酸反应液705的接触反应，使二氧化碳防火球7在产生明火时可快速进行防火保护，进一步提高安全性。

电缆加强芯5包括多股钢丝绞接在一起形成的钢丝束和套接在钢丝束外侧的套管，其强度和柔韧度都较高，进一步增加了电缆的整体强度和柔韧性。

绝缘层3为石英绝缘层、云母绝缘层、陶瓷绝缘层、四氟乙烯塑料绝缘层中的一种。

缆芯防护层4为由硅酸铝制成的防护层，硅酸铝不仅具有较佳的防水效果，还具备较佳的耐火效果，可进行有效的防水耐火保护。

防火填充层8为氧化铝、氧化钙、氧化锆、氮化硅、氮化硼中的一种或两种以上的混合物，屏蔽层9为镀锡铜丝编织网，内护套1和外护套10均为低烟无卤阻燃护套。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；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；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种自防护型防火电缆，包括内护套（1）和设置在内护套（1）内部的三个电缆缆芯，其特征在于：三个所述电缆缆芯在内护套（1）内部以内护套（1）圆心为中心呈环形阵列排布，所述电缆缆芯包括导体（2）、包裹在导体（2）外侧的绝缘层（3）和包裹在绝缘层（3）外侧的缆芯防护层（4），所述内护套（1）的内部设有电缆加强芯（5），所述电缆加强芯（5）的外壁上固定有三个呈三角形设置的加强支架（6），所述电缆缆芯设置在相邻两个加强支架（6）之间，相邻两个所述加强支架（6）之间位于电缆缆芯的两侧还设有多个二氧化碳防火球（7），所述内护套（1）的内部还填充有防火填充层（8），所述内护套（1）的外部包裹有屏蔽层（9），所述屏蔽层（9）的外部固定有外护套（10）；

所述二氧化碳防火球（7）包括防火支撑球体（701），所述防火支撑球体（701）内部固定有十字形导热柱（702），所述十字形导热柱（702）的端部延伸至防火支撑球体（701）外，所述十字形导热柱（702）的外壁上固定有四块合成蜡分隔层（703），所述合成蜡分隔层（703）与十字形导热柱（702）、防火支撑球体（701）的内壁密封贴合，所述十字形导热柱（702）将防火支撑球体（701）内部分隔成两个半球，其中一个半球内填充有碳酸氢铵反应剂（704），另一个半球内填充有乙酸反应液（705），所述防火支撑球体（701）外壁开设有多个通孔（706），所述通孔（706）内部设有密封塞（707）；

所述十字形导热柱（702）为铜柱或石墨烯导热棒；

所述防火支撑球体（701）的内壁上固定有四个穿刺机构（11），所述穿刺机构（11）与合成蜡分隔层（703）位于同一平面内，所述穿刺机构（11）包括固定在防火支撑球体（701）内壁上的导热外筒体（111），所述导热外筒体（111）内部插接有内杆体（112），所述内杆体（112）位于导热外筒体（111）内部的一端与导热外筒体（111）的内底部弹性连接，所述导热外筒体（111）的顶端内壁固定有卡环（113），所述内杆体（112）位于导热外筒体（111）内的一端连接有密封垫板（114），所述密封垫板（114）的外径大于卡环（113）的内径，所述密封垫板（114）与导热外筒体（111）内底部之间填充有受热膨胀层（115），所述内杆体（112）的外端固定连接有针形穿刺杆（116）。

2.根据权利要求1所述的一种自防护型防火电缆，其特征在于：所述电缆加强芯（5）包括多股钢丝绞接在一起形成的钢丝束和套接在钢丝束外侧的套管。

3.根据权利要求1所述的一种自防护型防火电缆，其特征在于：所述绝缘层（3）为石英绝缘层、云母绝缘层、陶瓷绝缘层、四氟乙烯塑料绝缘层中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种自防护型防火电缆，其特征在于：所述缆芯防护层（4）为由硅酸铝制成的防护层。

5.根据权利要求1所述的一种自防护型防火电缆，其特征在于：所述防火填充层（8）为氧化铝、氧化钙、氧化锆、氮化硅、氮化硼中的一种或两种以上的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种自防护型防火电缆，其特征在于：所述屏蔽层（9）为镀锡铜丝编织网。

7.根据权利要求1所述的一种自防护型防火电缆，其特征在于：所述内护套（1）和外护套（10）均为低烟无卤阻燃护套。