CN114188080A - 一种耐温防火型轨道交通计轴电缆及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种耐温防火型轨道交通计轴电缆，包括缆芯和包覆在缆芯外的护层；缆芯包括至少一个导线组，导线组包括四根不同颜色相绞合设置的绝缘单线，每个绝缘单线从里至外包括导体、二氧化硅气凝胶层、内绝缘层、隔氧层和外绝缘层；绝缘单线外围绕包有扎纱，扎纱外依次设置有玻璃纤维带、综合护套、波纹管铠装层和交联聚乙烯层；护层从里至外依次包括芳纶层、微孔硅酸钙隔热层、防潮层、屏蔽层、纳米陶瓷防腐层、钢带铠装层、外护套和玻璃纤维管。本发明设置多重阻燃防火设计，不仅可起到优越的阻燃绝热作用，还可提升电缆的机械物理性能，使电缆在严苛环境下仍能正常工作，在火灾事故中，降低了事故救援工作难度。
Description
技术领域
本申请属于电缆技术领域，尤其是涉及一种耐温防火型轨道交通计轴电缆及其制造方法。
背景技术
地铁、轻轨、有轨电车和磁悬浮列车通常是城市最大的基础设施之一，同时也是城市客运交通的大动脉以及城市生命线。作为容量比较大的公共交通工具，其安全性直接关系到广大乘客的生命安全。现有技术中的轨道交通电缆，由于电缆结构设计缺陷，对来自其内、外部的灾害抵御能力差。在地下狭小的空间内，人员和设备高度密集，一旦发生火灾，电缆燃烧后自行熄灭时间长，给救灾工作带来极大困难，造成更大的伤害和损失。因此，对现有轨道交通电缆进行技术革新已成为大势所需。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种具有可靠使用寿命，热稳定性、防潮性、阻燃性、耐高温性能优良，使用寿命长的耐温防火型轨道交通计轴电缆。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
一种耐温防火型轨道交通计轴电缆，包括缆芯和包覆在缆芯外的护层；
所述缆芯包括至少一个导线组，所述导线组包括四根不同颜色相绞合设置的绝缘单线，每个绝缘单线从里至外包括导体、二氧化硅气凝胶层、内绝缘层、隔氧层和外绝缘层；所述绝缘单线外围绕包有扎纱，所述扎纱外依次设置有玻璃纤维带、综合护套、波纹管铠装层和交联聚乙烯层；
所述护层从里至外依次包括芳纶层、微孔硅酸钙隔热层、防潮层、屏蔽层、纳米陶瓷防腐层、钢带铠装层、外护套和玻璃纤维管。
优选地，本发明的耐温防火型轨道交通计轴电缆，所述二氧化硅气凝胶层涂抹在所述导体外周。
优选地，本发明的耐温防火型轨道交通计轴电缆，所述内绝缘层为硅烷交联聚乙烯绝缘层。
优选地，本发明的耐温防火型轨道交通计轴电缆，所述隔氧层由氢氧化铝和氢氧化镁材料制成。
优选地，本发明的耐温防火型轨道交通计轴电缆，所述外绝缘层为陶瓷化硅橡胶绝缘层。
优选地，本发明的耐温防火型轨道交通计轴电缆，所述综合护套为铜带纵包加挤塑高阻燃护套一次成型的综合护套。
优选地，本发明的耐温防火型轨道交通计轴电缆，所述波纹管铠装层是通过钢塑复合带焊接轧纹制作而成。
优选地，本发明的耐温防火型轨道交通计轴电缆，所述芳纶层是采用纵包工艺制作而成的，所述芳纶层纵包重叠部分宽度为2-3mm。
优选地，本发明的耐温防火型轨道交通计轴电缆，所述微孔硅酸钙隔热层是采用硬钙石型水化物、增强纤维等原料混合，经模压高温蒸氧工艺制成的；
所述防潮层是以纯丙烯酸聚合物乳液为基料，加入添加剂制成的；
所述纳米陶瓷防腐层是纳米耐高温陶瓷粉材料制成的；
所述的外护套为高阻燃交联型氯化混合物护套。
一种电缆的制造方法，包括以下步骤：
采用拉丝挤塑串列生产线将铜线拉制成符合技术要求的导体，在导体外采用涂覆工艺涂覆一层二氧化硅气凝胶层，在二氧化硅气凝胶层外挤塑一层内绝缘层，然后在内绝缘层外包覆一层隔氧层，最后在隔氧层外再挤塑一层外绝缘层制成绝缘单线；
将4根不同颜色的绝缘单线采用高速星绞机进行绞合，并在外绕包扎纱，然后采用绕包工艺在扎纱外包覆一层玻璃纤维带，采用轧纹纵包加挤塑工艺在玻璃纤维带外包覆一层铜带屏蔽层及高阻燃护套制得综合护套，再采用焊接轧纹工艺在综合护套外包覆一层波纹管铠装层，最后在波纹管铠装层外包覆一层交联聚乙烯层完成导线组制作；
将数个导线组采用高速成缆机一起绞合制成缆芯，在缆芯外依次包覆芳纶层、微孔硅酸钙隔热层、防潮层、屏蔽层、纳米陶瓷防腐层、钢带铠装层、外护套和玻璃纤维管；
在生产过程中，缆芯中所有线组保持张力一致，成缆绞合节距的设置范围为缆芯外径的35～55倍。
本发明的有益效果是：
本发明的隔氧层能明显提高电缆的阻燃防火性能，设置的二氧化硅气凝胶层、芳纶层、玻璃纤维带、玻璃纤维管、波纹管铠装层、微孔硅酸钙隔热层、纳米陶瓷防腐层等多重阻燃防火设计，不仅可以起到优越的阻燃绝热作用，还可以提升电缆的机械物理性能，使电缆在严苛环境下仍能正常工作，在火灾事故中，降低了事故救援工作难度，以及人民生命财产带来的损失。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。
图1是本申请实施例的耐温防火型轨道交通计轴电缆结构示意图。
图中的附图标记为：
1、导线组；2、绝缘单线；3、导体；4、二氧化硅气凝胶层；5、内绝缘层；6、隔氧层；7、外绝缘层；8、扎纱；9、玻璃纤维带；10、综合护套；11、波纹管铠装层；12、交联聚乙烯层；13、芳纶层；14、微孔硅酸钙隔热层；15、防潮层；16、屏蔽层；17、纳米陶瓷防腐层；18、钢带铠装层；19、外护套；20、玻璃纤维管。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的技术方案。
实施例
本实施例提供一种，如图1所示，包括：
一种耐温防火型轨道交通计轴电缆，如图1所示，包括缆芯和包覆在缆芯外的护层；
所述缆芯包括至少一个导线组1，所述导线组1包括四根不同颜色相绞合设置的绝缘单线2，每个绝缘单线2从里至外包括导体3、二氧化硅气凝胶层4、内绝缘层5、隔氧层6和外绝缘层7；所述绝缘单线2外围绕包有扎纱8，所述扎纱8外依次设置有玻璃纤维带9、综合护套10、波纹管铠装层11和交联聚乙烯层12；
所述护层从里至外依次包括芳纶层13、微孔硅酸钙隔热层14、防潮层15、屏蔽层16、纳米陶瓷防腐层17、钢带铠装层18、外护套19和玻璃纤维管20。
其中，二氧化硅气凝胶层4涂抹在所述导体3外周，二氧化硅气凝胶层4厚度为0.5-1mm。在火灾事故时，能有效降低导体表面的可燃性、阻止火灾的迅速蔓延，确保电缆信号正常传输。
其中，所述的内绝缘层5为硅烷交联聚乙烯绝缘。是采用过氧化物交联的方法使聚乙烯分子由线型分子结构变为三维网状结构，即热塑性的聚乙烯转变为热固性的交联聚乙烯，从而大大提高它的耐热性和机械性能，减少它的收缩性，使其受热后不再熔化，并保持优良的电气性能。
其中，所述的隔氧层6主要由氢氧化铝和氢氧化镁材料制成。它具有非常好的防火、耐火、阻燃、低烟、无毒的性能，提高电缆的阻燃防火性能。
其中，所述的外绝缘层7为陶瓷化硅橡胶绝缘。它具有优越的耐高温性能、抗疲劳性能、耐磨性能、耐腐蚀性能，阻燃性能和化学稳定性好。
其中，所述的综合护套10是采用厚度不小于0.1mm的铜带通过纵包工艺纵包成管状后并在其外挤塑一层高阻燃护套一次成型构成，其护套厚度不小于1mm，使电缆具有优越的耐温、屏蔽及防潮性能。
其中，所述的波纹管铠装层11是采用厚度不小于0.2mm的钢塑复合带通过焊接轧纹制作而成。它具有结构强度高，弯曲性能好，生产工艺简单等优点。
其中，所述的微孔硅酸钙隔热层14是采用硬钙石型水化物、增强纤维等原料混合，经模压高温蒸氧工艺制成的。它具有耐热度高，绝热性能好，强度高、耐久性好、无腐蚀、无污染等优点。
其中，所述的防潮层15是以纯丙烯酸聚合物乳液为基料，加入其他添加剂制成的。
其中，所述的纳米陶瓷防腐层17是纳米耐高温陶瓷粉材料制成的。它具有防腐耐磨、耐高温、防结焦、防水、机械强度高、韧性好、摩擦系数低等优点，安全可靠性高。
其中，所述的外护套19为高阻燃交联型氯化混合物护套。它具有优越的耐高温性能、抗疲劳性能、耐磨性能、耐辐照性能、耐腐蚀性能，阻燃性能和化学稳定性好，延长电缆使用寿命。
其中，所述的玻璃纤维带9和玻璃纤维管20不仅可以起到较好的阻燃绝热作用，还可以提升电缆的抗拉伸性能，使电缆在严苛环境下仍能正常工作，在火灾事故中，降低了事故救援工作难度，以及人民生命财产带来的损失。
制作本电缆时，采用拉丝挤塑串列生产线将铜线拉制成符合技术要求的铜导体，在导体外采用涂覆工艺涂覆一层二氧化硅气凝胶层，在二氧化硅气凝胶层外挤塑一层内绝缘层，然后在内绝缘层外包覆一层隔氧层，最后在隔氧层外再挤塑一层外绝缘层制成绝缘单线；
将4根不同颜色的绝缘单线采用高速星绞机进行绞合，并在外绕包扎纱，然后采用绕包工艺在扎纱外包覆一层玻璃纤维带，采用轧纹纵包+挤塑工艺在玻璃纤维带外包覆一层铜带屏蔽层及高阻燃护套制得综合护套，再采用焊接轧纹工艺在综合护套外包覆一层波纹管铠装层，最后在波纹管铠装层外包覆一层交联聚乙烯层完成导线组制作。
将数个导线组采用高速成缆机一起绞合制成缆芯，在缆芯外依次包覆芳纶层、微孔硅酸钙隔热层、防潮层、屏蔽层、纳米陶瓷防腐层、钢带铠装层、外护套和玻璃纤维管即制成本实施例的耐温防火型轨道交通计轴电缆。
为确保电缆各项电气性能指标合格，在生产过程中，缆芯中所有线组必须保持张力一致，成缆绞合节距的设置范围为缆芯外径的35～55倍。
这种耐温防火型轨道交通计轴电缆隔氧层由氢氧化铝和氢氧化镁材料制成，能明显提高电缆的阻燃防火性能，使电缆遇到明火燃烧时，隔氧层能析出大量水分以降低环境温度，并形成一个不熔不断的氧化铝硬壳，使其与外界空气隔绝，使电缆自熄。设置的二氧化硅气凝胶层、芳纶层、玻璃纤维带、玻璃纤维管、波纹管铠装层、微孔硅酸钙隔热层、纳米陶瓷防腐层等多重阻燃防火设计，不仅可以起到优越的阻燃绝热作用，还可以提升电缆的机械物理性能，使电缆在严苛环境下仍能正常工作，在火灾事故中，降低了事故救援工作难度，以及人民生命财产带来的损失。
以上述依据本申请的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种耐温防火型轨道交通计轴电缆，其特征在于，包括缆芯和包覆在缆芯外的护层；
所述缆芯包括至少一个导线组(1)，所述导线组(1)包括四根不同颜色相绞合设置的绝缘单线(2)，每个绝缘单线(2)从里至外包括导体(3)、二氧化硅气凝胶层(4)、内绝缘层(5)、隔氧层(6)和外绝缘层(7)；所述绝缘单线(2)外围绕包有扎纱(8)，所述扎纱(8)外依次设置有玻璃纤维带(9)、综合护套(10)、波纹管铠装层(11)和交联聚乙烯层(12)；
所述护层从里至外依次包括芳纶层(13)、微孔硅酸钙隔热层(14)、防潮层(15)、屏蔽层(16)、纳米陶瓷防腐层(17)、钢带铠装层(18)、外护套(19)和玻璃纤维管(20)。
2.根据权利要求1所述的耐温防火型轨道交通计轴电缆，其特征在于，所述二氧化硅气凝胶层(4)涂抹在所述导体(3)外周。
3.根据权利要求2所述的耐温防火型轨道交通计轴电缆，其特征在于，所述内绝缘层(5)为硅烷交联聚乙烯绝缘层。
4.根据权利要求1所述的耐温防火型轨道交通计轴电缆，其特征在于，所述隔氧层(6)由氢氧化铝和氢氧化镁材料制成。
5.根据权利要求1所述的耐温防火型轨道交通计轴电缆，其特征在于，所述外绝缘层(7)为陶瓷化硅橡胶绝缘层。
6.根据权利要求1所述的耐温防火型轨道交通计轴电缆，其特征在于，所述综合护套(10)为铜带纵包加挤塑高阻燃护套一次成型的综合护套。
7.根据权利要求1-6任一项所述的耐温防火型轨道交通计轴电缆，其特征在于，所述波纹管铠装层(11)是通过钢塑复合带焊接轧纹制作而成。
8.根据权利要求1-6任一项所述的耐温防火型轨道交通计轴电缆，其特征在于，所述芳纶(13)层是采用纵包工艺制作而成的，所述芳纶层(13)纵包重叠部分宽度为2-3mm。
9.根据权利要求1-6任一项所述的耐温防火型轨道交通计轴电缆，其特征在于，所述微孔硅酸钙隔热层(14)是采用硬钙石型水化物、增强纤维等原料混合，经模压高温蒸氧工艺制成的；
所述防潮层(15)是以纯丙烯酸聚合物乳液为基料，加入添加剂制成的；
所述纳米陶瓷防腐层(17)是纳米耐高温陶瓷粉材料制成的；
所述的外护套(19)为高阻燃交联型氯化混合物护套。
10.一种电缆的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
采用拉丝挤塑串列生产线将铜线拉制成符合技术要求的导体，在导体外采用涂覆工艺涂覆一层二氧化硅气凝胶层，在二氧化硅气凝胶层外挤塑一层内绝缘层，然后在内绝缘层外包覆一层隔氧层，最后在隔氧层外再挤塑一层外绝缘层制成绝缘单线；
将4根不同颜色的绝缘单线采用高速星绞机进行绞合，并在外绕包扎纱，然后采用绕包工艺在扎纱外包覆一层玻璃纤维带，采用轧纹纵包加挤塑工艺在玻璃纤维带外包覆一层铜带屏蔽层及高阻燃护套制得综合护套，再采用焊接轧纹工艺在综合护套外包覆一层波纹管铠装层，最后在波纹管铠装层外包覆一层交联聚乙烯层完成导线组制作；
将数个导线组采用高速成缆机一起绞合制成缆芯，在缆芯外依次包覆芳纶层、微孔硅酸钙隔热层、防潮层、屏蔽层、纳米陶瓷防腐层、钢带铠装层、外护套和玻璃纤维管；
在生产过程中，缆芯中所有线组保持张力一致，成缆绞合节距的设置范围为缆芯外径的35～55倍。
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