CN113053587A - 一种防火电缆的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种防火电缆的制备方法，包括由单丝拉制、单丝退火、缴制而成的单根导体，至少包括以下步骤：①挤包内绝缘层，在导体外包覆内绝缘层；②挤包内防水层，在绝缘层外包覆内防水层；③涂覆导电层，在内防水层外涂覆导电层并烘干；④挤包隔离环，在导电层外间隔一定时间挤包，每次短暂挤包，从而在导电层外包覆隔离环，相邻隔离环间隔一定的距离，形成凹槽，在挤包过程中或之后在隔离环外平行导体拉贴一根或若干细导线或导电带，所述细导线或导电带在防火电缆使用时接地；⑤在凹槽中填充电流变液17并通过挤包在隔离环外包覆外防水层；⑥挤包外绝缘导热层，在外防水层外包覆外绝缘导热层；⑦挤包阻燃层，在绝缘导热层外包覆阻燃层。

Description

一种防火电缆的制备方法
技术领域
本发明涉及电缆制造领域，尤其涉及一种防火电缆的制备方法。
背景技术
电缆由一根或多根相互绝缘的导体和外包绝缘保护层制成，将电力或信息从一处传输到另一处的导线。电力电缆通过一定负载电流时一定会产生发热的现象。负载电流越大，电缆温度就越高。如果处理不及时，可能会造成严重的后果；电缆表面温度过高，严重的会造成起火事故，较轻的会造成电缆各材质老化加快，电缆导体电阻升高，电流不稳定，现有的电缆一般均没有散热的能力，无法自我调控温度；此外，随着电缆的使用时间加长，电缆绝缘部分受高温氧化、老化等因素容易受到破坏性放电，甚至被击穿的情况，不仅对电缆的绝缘结构造成恶性循环的破坏，而且会造成漏电和着火的危险，现有电缆没有自愈和防止这种情况发生的能力。
发明内容
本发明提出一种防火电缆的制备方法，利用特殊的工艺和结构形成具备自动防止电缆绝缘层老化、电流破坏、电缆绝缘功能进一步失效的恶性循环，同时能够有效的防止电缆向外放电造成危险，同时还能够有效的控制电缆的温度，在一定范围内使其保持在较为恒定的温度，一方面能够防止电缆导体应温度升高而电阻升高，保障电流传输的稳定性，适用于对电流稳定性要求较高的电器件；另一方面由于保持了温度的恒定，因此能够有效降低电缆各种材质的老化，延长其使用寿命。
本发明的技术方案如下：
一种防火电缆的制备方法，包括由单丝拉制、单丝退火、缴制而成的单根导体，至少包括以下步骤：
①挤包内绝缘层，在导体外包覆内绝缘层；
②挤包内防水层，在绝缘层外包覆内防水层；
③涂覆导电层，在内防水层外涂覆导电层并烘干；
④挤包隔离环，在导电层外间隔一定时间挤包，每次短暂挤包，从而在导电层外包覆隔离环，相邻隔离环间隔一定的距离，形成凹槽，在挤包过程中或之后在隔离环外平行导体拉贴一根或若干细导线或导电带，所述细导线或导电带在防火电缆使用时接地；
⑤在凹槽中填充电流变液并通过挤包在隔离环外包覆外防水层；
⑥挤包外绝缘导热层，在外防水层外包覆外绝缘导热层；
⑦挤包阻燃层，在绝缘导热层外包覆阻燃层。
其中，所述细导线或导电带以铠装的工艺缠绕，且具有间隙供电流变液流入相邻隔离环围合的凹槽中。
其中，所述所述细导线或导电带与导体分别连接外部电源的正负极，所述电流变液在流入相邻隔离环围合的凹槽中后接触细导线或导电带与导体，在电场作用下瞬间凝固。
其中，所述内绝缘层与内防水层之间挤包或涂覆有内抗腐蚀层。
其中，所述外防水层与外绝缘导热层之间挤包或涂覆有外抗腐蚀层。
其中，所述内抗腐蚀层和外抗腐蚀层的材质为高分子陶瓷聚合物或纤维增强树脂基复合材料。
其中，步骤⑥采用的挤包机包括竖立的内筒和套设在内筒外的外筒；所述内筒和外筒均为由上至下直径逐渐缩小的子弹形，所述内筒下端出口略大于隔离环的直径；所述内筒和外筒围合出由上至下直径逐渐缩小的挤包腔；所述电缆由上至下穿过内筒，并在挤包腔下端被挤包腔中加压挤出的外防水层包覆；所述内筒内填充有所述电流变液，使外防水层包覆时同时将填充在凹槽内的电流变液一并包覆在内。
其中，步骤⑤中填充电流变液的装置包括一竖放的子弹型的筒体；所述筒体下端连接一竖立的导热连接管；所述导热连接管的内径与所述隔离环的直径相同或略大于所述隔离环的直径；所述电缆由上至下穿过筒体和导热连接管；所述导热连接管外螺旋缠绕换热管，所述换热管循环通冷冻液使穿过导热连接管的电缆的凹槽内填充的电流变液冷冻。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明利用特殊的工艺和结构形成具备自动防止电缆绝缘层老化、电流破坏、电缆绝缘功能进一步失效的恶性循环，同时能够有效的防止电缆向外放电造成危险，同时还能够有效的控制电缆的温度，在一定范围内使其保持在较为恒定的温度，一方面能够防止电缆导体应温度升高而电阻升高，保障电流传输的稳定性，适用于对电流稳定性要求较高的电器件；另一方面由于保持了温度的恒定，因此能够有效降低电缆各种材质的老化，延长其使用寿命。
2、本发明本发明利用特殊的工艺形成相互间距的隔离环，形成储存电流变液的舱室，从而实质上将电流变液段式密封分隔，有效防止因为电缆机械性损坏的情况下电流变液泄露。
3、本发明利用电流变液的特性，一方面利用其液体的大比热容特性，调节电缆温度，在电缆导体温度较高时吸收热量，并通过绝缘导热层向外释放热量，而在极寒天气时又可向电缆导体释放热量，为电缆保温，且能够有效降低电缆各种材质承受的温度变化，延长其使用寿命；且变相的提高了电缆总体的燃点，减少其发生着火的概率；另一方面利用了电流变液本身的特点，其受到外加电场时将在瞬间增加粘度甚至转化为固态，且该过程是可逆的，因此，当绝缘层被击穿时，电流触碰到导电层或电流变液，电流变液此时收到了外加电场，会在瞬间转化为固态，从而从性质和结构强度上双重阻断向外放电的情况，一方面吸收了向外释放的电流，另一方面其固体特征由具有较强的结构强度，从而避免结构上的损害；而电流变液的液态形态在平时可以自动填充电缆老化形成的孔隙，减少电缆被击穿的可能性。
4、本发明在实施例一中使用的挤包机结构简单，能够在填充电流变液的同时挤包外防水层，该过程连续流畅，电流变液不会发生泄露的情况，且生产效率高，不会影响电缆的整体生产速度。
5、本发明在实施例二中使用冷冻的方法将填充电流变液与冷冻电流变液同步进行，从而避免了电流变液在液态情况下流失，使挤包防水层与填充电流变液两道工序可分开进行，最大化利用现有的生产设备。
6、本发明细导线或导电带以铠装的工艺缠绕，细导线或导电带与导体分别连接外部电源的正负极，电流变液在流入相邻隔离环围合的凹槽中后接触细导线或导电带与导体，在电场作用下瞬间凝固，因此后续挤包防水层的过程通过现有的挤包机和挤包工艺即可正常实现，不仅利用了电流变液的特性简化了生产过程，而且以铠装的工艺缠绕不仅解决了细导线或导电带的固定问题、与电流变液的均匀接触问题，还起到了提高电缆强度的作用，甚至能够同时起到电磁屏蔽的功能。
附图说明
图1为本发明的流程示意图；
图2为本方法制备的电缆的轴向剖视示意图；
图3为本发明实施例一的挤包机的示意图；
图4为本发明实施例二的填充电流变液的装置的示意图。
图中附图标记表示为：
1-导体、2-内绝缘层、3-内防水层、4-导电层、5-隔离环、6-外防水层、7-绝缘导热层、8-阻燃层、9-内抗腐蚀层、10-外抗腐蚀层、11-内筒、12-外筒、13-挤包腔、14-筒体、15-导热连接管、16-换热管、17-电流变液、18-细导线或导电带。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。
参见图1和图2所示，一种防火电缆的制备方法，包括由单丝拉制、单丝退火、缴制而成的单根导体1，至少包括以下步骤：
①挤包内绝缘层2，在导体1外包覆内绝缘层2；
②挤包内防水层3，在绝缘层2外包覆内防水层3；
③涂覆导电层4，在内防水层3外涂覆导电层4并烘干；
④挤包隔离环5，在导电层4外间隔一定时间挤包，每次短暂挤包，从而在导电层4外包覆隔离环5，相邻隔离环5间隔一定的距离，形成凹槽，在挤包过程中或之后在隔离环5外平行导体1拉贴一根或若干细导线或导电带18，所述细导线或导电带18在防火电缆使用时接地；
⑤在凹槽中填充电流变液17并通过挤包在隔离环5外包覆外防水层6；
⑥挤包外绝缘导热层7，在外防水层6外包覆外绝缘导热层7；
⑦挤包阻燃层8，在绝缘导热层7外包覆阻燃层8。
进一步的，所述细导线或导电带18以铠装的工艺缠绕，且具有间隙供电流变液17流入相邻隔离环围合的凹槽中。
进一步的，所述内绝缘层2与内防水层3之间挤包或涂覆有内抗腐蚀层9。
进一步的，所述外防水层6与外绝缘导热层7之间挤包或涂覆有外抗腐蚀层10。
进一步的，所述内抗腐蚀层9和外抗腐蚀层10的材质为高分子陶瓷聚合物或纤维增强树脂基复合材料。
关于在凹槽中填充电流变液与挤包外防水层6的问题，可采用下述三种方法：
实施例一：
参见图3，步骤⑥采用的挤包机包括竖立的内筒11和套设在内筒11外的外筒12；所述内筒11和外筒12均为由上至下直径逐渐缩小的子弹形，所述内筒11下端出口略大于隔离环5的直径；所述内筒11和外筒12围合出由上至下直径逐渐缩小的挤包腔13；所述电缆由上至下穿过内筒11，并在挤包腔13下端被挤包腔13中加压挤出的外防水层6包覆；所述内筒11内填充有所述电流变液17，使外防水层6包覆时同时将填充在凹槽内的电流变液17一并包覆在内。
实施例二：
参见图4，步骤⑤中填充电流变液17的装置包括一竖放的子弹型的筒体14；所述筒体14下端连接一竖立的导热连接管15；所述导热连接管15的内径与所述隔离环5的直径相同或略大于所述隔离环5的直径；所述电缆由上至下穿过筒体14和导热连接管15；所述导热连接管15外螺旋缠绕换热管16，所述换热管16循环通冷冻液使穿过导热连接管15的电缆的凹槽内填充的电流变液17冷冻。
实施例三，
所述细导线或导电带18与导体1分别连接外部电源的正负极，所述电流变液17在流入相邻隔离环5围合的凹槽中后接触细导线或导电带18与导体1，在电场作用下瞬间凝固。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种防火电缆的制备方法，包括由单丝拉制、单丝退火、缴制而成的单根导体(1)，其特征在于，至少包括以下步骤：
①挤包内绝缘层(2)，在导体(1)外包覆内绝缘层(2)；
②挤包内防水层(3)，在绝缘层(2)外包覆内防水层(3)；
③涂覆导电层(4)，在内防水层(3)外涂覆导电层(4)并烘干；
④挤包隔离环(5)，在导电层(4)外间隔一定时间挤包，每次短暂挤包，从而在导电层(4)外包覆隔离环(5)，相邻隔离环(5)间隔一定的距离，形成凹槽，在挤包过程中或之后在隔离环(5)外平行导体(1)拉贴一根或若干细导线或导电带(18)，所述细导线或导电带(18)在防火电缆使用时接地；
⑤在凹槽中填充电流变液(17)并通过挤包在隔离环(5)外包覆外防水层(6)；
⑥挤包外绝缘导热层(7)，在外防水层(6)外包覆外绝缘导热层(7)；
⑦挤包阻燃层(8)，在绝缘导热层(7)外包覆阻燃层(8)。
2.如权利要求1所述的一种防火电缆的制备方法，其特征在于：所述细导线或导电带(18)以铠装的工艺缠绕，且具有间隙供电流变液(17)流入相邻隔离环(5)围合的凹槽中。
3.如权利要求2所述的一种防火电缆的制备方法，其特征在于：所述所述细导线或导电带(18)与导体(1)分别连接外部电源的正负极，所述电流变液(17)在流入相邻隔离环(5)围合的凹槽中后接触细导线或导电带(18)与导体(1)，在电场作用下瞬间凝固。
4.如权利要求1所述的一种防火电缆的制备方法，其特征在于：所述内绝缘层(2)与内防水层(3)之间挤包或涂覆有内抗腐蚀层(9)。
5.如权利要求1所述的一种防火电缆的制备方法，其特征在于：所述外防水层(6)与外绝缘导热层(7)之间挤包或涂覆有外抗腐蚀层(10)。
6.如权利要求1所述的一种防火电缆的制备方法，其特征在于：所述内抗腐蚀层(9)和外抗腐蚀层(10)的材质为高分子陶瓷聚合物或纤维增强树脂基复合材料。
7.如权利要求1所述的一种防火电缆的制备方法，其特征在于：步骤⑤采用的挤包机包括竖立的内筒(11)和套设在内筒(11)外的外筒(12)；所述内筒(11)和外筒(12)均为由上至下直径逐渐缩小的子弹形，所述内筒(11)下端出口略大于隔离环(5)的直径；所述内筒(11)和外筒(12)围合出由上至下直径逐渐缩小的挤包腔(13)；所述电缆由上至下穿过内筒(11)，并在挤包腔(13)下端被挤包腔(13)中加压挤出的外防水层(6)包覆；所述内筒(11)内填充有所述电流变液(17)，使外防水层(6)包覆时同时将填充在凹槽内的电流变液(17)一并包覆在内。
8.如权利要求1所述的一种防火电缆的制备方法，其特征在于：步骤⑤中填充电流变液(17)的装置包括一竖放的子弹型的筒体(14)；所述筒体(14)下端连接一竖立的导热连接管(15)；所述导热连接管(15)的内径与所述隔离环(5)的直径相同或略大于所述隔离环(5)的直径；所述电缆由上至下穿过筒体(14)和导热连接管(15)；所述导热连接管(15)外螺旋缠绕换热管(16)，所述换热管(16)循环通冷冻液使穿过导热连接管(15)的电缆的凹槽内填充的电流变液(17)冷冻。
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