CN114783666B - 一种防冲击耐火电缆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防冲击耐火电缆及其制备方法。所述电缆包括多根绝缘线芯绞合而成的缆芯，缆芯的各绝缘线芯绞合间隙内填充有耐高温抗冲击填料；绝缘线芯主要由导体，以及由内而外包覆的耐火层、绝缘层、分相抗冲击层和缓冲层一组成；缆芯外部由内而外包覆有隔热层、总抗冲击层、缓冲层二、隔氧层、复合抗冲击层和护套层；总抗冲击层和分相抗冲击层，分别是由环周带有多个填充型腔的骨架，以及填充于骨架上的各填充型腔内的耐高温抗冲击填料组成。本发明的耐火电缆，既形成了分相的抗冲击耐火绝缘线芯，又形成了总的抗冲击耐火缆芯，选用的成型材料环保性好，阻燃、防火效果优异，在火灾事故中能够可靠地承受外力冲击，安全、耐火性好。

Description

一种防冲击耐火电缆及其制备方法
技术领域
本发明涉及耐火电缆，具体是一种环保、阻燃、防冲击的耐火电缆，以及该耐火电缆的制备方法。
背景技术
环保、阻燃、防火的安全电缆，在遇到火灾事故时，一方面能够延缓电路燃烧，为逃生通道、应急照明等提供电力，有利于争分夺秒的逃生行为；二方面能够减少烟气及有毒有害物质释放，从而减少人员在火灾环境中因电缆烟气窒息、中毒致死。因而，环保、阻燃、防火的安全电缆引起了大家越来越高的重视，这也是电缆生产行业的研究重点，各种环保、阻燃、防火的安全电缆研究成果屡见公开报道。
然而，现有的各种环保、阻燃、防火的安全电缆，大部分都不具有在火灾环境中的抗冲击性能，即环保、阻燃、防火的安全电缆在火灾环境中燃烧之后，受外力冲击（例如坠落物重力冲击、消防水喷射冲击等）振动的影响，组成电缆的各阻燃、防火结构层会脱落，导体上的绝缘等保护层失去阻燃、耐火结构而在高温、火焰引燃下急速燃烧，缆芯内部未受保护的各导体之间会接触发生短路，直接影响正常供电，不利于逃生、救援。因此，现有的大部分环保、阻燃、防火电缆的安全性实则有较大的局限性，不能更好的适应于不可预知的火灾事故。
为了提高耐火电缆的抗冲击性能，业内一般采用的是在缆芯外部包覆钢带或钢丝的铠装结构层，例如中国专利文献公开的“一种新型的抗冲击耐高温耐火塑料电缆”（公开号CN 211828239 U，公开日2020年10月30日）、“一种抗冲击耐高温耐火电缆”（公开号CN201237942 Y，公开日2009年5月13日）等技术。这些抗冲击耐火电缆因为钢带或钢丝的铠装结构层存在，其柔韧性较差，不利于敷设安装；此外，以钢带或钢丝的铠装结构所成型的抗冲击保护层，无法阻止火焰向内部蔓延，亦无法隔绝缆芯内部的各导体在失去绝缘等保护层时的相互接触发生短路。因此，这些抗冲击耐火电缆的抗冲击性能，主要侧重的是在火灾事故发生之前的正常服役工况中的抗冲击性能，并未考虑、至少是未全面考虑在火灾事故中的抗冲击性能。
发明内容
本发明的技术目的在于：针对上述现有技术的不足，提供一种环保、阻燃、且在火灾事故中抗外力冲击的安全、耐火电缆，以及该电缆的制备方法。
本发明的技术目的通过下述技术方案实现，一种防冲击耐火电缆，包括多根绝缘线芯绞合而成的缆芯，所述缆芯的各绝缘线芯绞合间隙内填充有耐高温抗冲击填料；
所述绝缘线芯主要由导体，以及由内而外包覆的耐火层、绝缘层、分相抗冲击层和缓冲层一组成；
所述缆芯外部由内而外包覆有隔热层、总抗冲击层、缓冲层二、隔氧层、复合抗冲击层和护套层；
所述总抗冲击层和所述分相抗冲击层，分别是由环周带有多个填充型腔的骨架，以及填充于骨架上的各填充型腔内的耐高温抗冲击填料组成。
上述技术措施，既形成了分相的抗冲击耐火绝缘线芯，又形成了总的抗冲击耐火缆芯，选用的成型材料环保性好，阻燃、防火效果优异，在火灾事故中能够可靠地承受外力冲击，安全、耐火性好。在上述技术措施中，以不影响绝缘导体的导电性能为前提，在耐火层的外部形成了分相抗冲击层，该分相抗冲击层在燃烧条件下形成良好的结壳，对所包覆的绝缘导体形成隔离保护，承受外力冲击，同时能够阻止火焰向内蔓延，从而能够保证各绝缘导体之间相互独立、不导通，以确保线路不短路，保障电力系统正常运行。在上述技术措施中，总抗冲击层更多的承担阻燃、防火任务，其在燃烧条件下形成良好的结壳，对所包覆的内部结构形成隔离保护，作为加强结构层承受外力冲击，阻止火焰向内蔓延。
作为优选方案之一，所述耐火层为陶瓷化耐火云母带的绕包结构，绕包重叠率＞20%。或者，所述耐火层为煅烧云母带的绕包结构，绕包重叠率＞20%。亦或者，所述耐火层为陶瓷化耐火云母带和煅烧云母带的绕包结构，绕包重叠率＞20%。该技术措施的耐火层，在燃烧过程中可以结成陶瓷状的壳体，耐火性能优异，从而对内部导体形成可靠保护，以与外部隔绝；同时，其在燃烧时低烟、无卤、无毒、无重金属，安全级别达ZA1级，环保性好。
作为优选方案之一，所述隔热层为低烟无卤阻燃玻纤带的绕包结构，绕包重叠率＞20%。该技术措施的隔热层，起到耐高温、隔热作用，以提高电缆的耐高温性能。
作为优选方案之一，所述骨架环周的各填充型腔分别沿着骨架的长度方向成型，各个填充型腔在骨架的环周相互独立；
每个填充型腔的横截面轮廓内侧宽度大于外侧宽度，且每个填充型腔的横截面轮廓外侧轮廓为弧形状结构；
每个填充型腔的横截面轮廓外侧处具有联通至骨架外壁的豁口槽。
上述技术措施的骨架，有利于耐高温抗冲击填料在各填充型腔内灌装，且在足料的情况下各填充型腔易于无死角的灌装满，以确保灌装满的耐高温抗冲击填料在对应填充型腔内稳定、不窜位，有利于耐高温抗冲击填料在火灾燃烧条件下形成良好的结壳。
作为优选方案之一，所述缓冲层一为耐高温缓冲带的绕包结构，绕包重叠率＞20%。该技术措施的缓冲层，对分相抗冲击层骨架一内填充的耐高温抗冲击填料形成稳定地定型、包裹，防止耐高温抗冲击填料流出；同时，起到耐高温、阻燃之效果，阻止火焰向内部燃烧。
作为优选方案之一，所述缓冲层二为耐高温缓冲带的绕包结构，绕包重叠率＞20%。该技术措施的缓冲层，对总抗冲击层骨架二内填充的耐高温抗冲击填料形成稳定地定型、包裹，防止耐高温抗冲击填料流出；同时，起到耐高温、阻燃之效果，阻止火焰向内部燃烧。
作为优选方案之一，所述隔氧层为陶瓷化高分子化合物的挤包结构，挤包厚度≥3.0mm。该技术措施的隔氧层，能够有效地隔绝空气，从而阻止火焰向内蔓延，有利于提高电缆的阻燃性能。
作为优选方案之一，所述复合抗冲击层主要由铝塑复合带纵包层和包覆于所述铝塑复合带纵包层外部的聚乙烯塑料层组成，所述铝塑复合带纵包层的厚度≥0.5mm。或者，所述复合抗冲击层主要由铝护套挤包层和包覆于所述铝护套挤包层外部的聚乙烯塑料层组成，所述铝护套挤包层的厚度≥1.0mm。该技术措施的复合抗冲击层，使得铝塑复合带纵包层或铝护套挤包层紧密的包裹在内部结构上，以提高缆芯的抗冲击性能。
作为优选方案之一，所述护套层为无卤低烟阻燃弹性材料挤包结构。或者，所述护套层为内侧金属铠装结构与外侧无卤低烟阻燃弹性材料挤包结构的复合结构。亦或者，所述护套层为内侧金属屏蔽结构与外侧无卤低烟阻燃弹性材料挤包结构的复合结构。
作为优选方案之一，所述耐高温抗冲击填料是由下列重量百分比的原料组成膏状物：
水云母                        18～22%、
二氧化硅                      16～18%、
碳酸钙                        10～13%、
高岭土                        8～10%、
膨润土                        5～8%、
邻苯二甲酸酯                  5～7%、
Fe2O3                          4～6%、
蒸馏水                        26～34%。
上述技术措施的耐高温抗冲击填料，在未燃烧之前保持细腻的膏状，柔软、可变性，包含其的电缆敷设安装过程柔软，便于安装敷设；在燃烧时则形成良好的结壳，从而对所包覆的结构形成隔离保护；同时，能够阻止火焰向内蔓延，阻燃、防火性好。
一种上述防冲击耐火电缆的制备方法，所述制备方法包括下列工艺步骤：
步骤1. 制备绝缘线芯；
步骤①. 将陶瓷化耐火云母带或煅烧云母带绕包在导体的外部，形成耐火层；
步骤②. 将交联聚乙烯材料挤包在耐火层的外部，形成绝缘层；
步骤③. 将交联聚乙烯材料挤压式挤包在绝缘层的外部，形成环周具有多个填充型腔的骨架一；
步骤④. 在骨架一的各填充型腔内，分别灌装耐高温抗冲击填料，在灌装过程中采用耐高温缓冲带绕包在骨架一的外周，将灌装好的耐高温抗冲击填料在骨架一的填充型腔内封裹；
灌装有耐高温抗冲击填料的骨架一形成分相抗冲击层；
绕包的耐高温缓冲带在分相抗冲击层的外部形成缓冲层一；
步骤2. 将按照步骤1制成的多根绝缘线芯绞合在一起，在它们的绞合间隙内填充耐高温抗冲击填料，形成缆芯；
步骤3. 将低烟无卤阻燃玻纤带绕包在缆芯的外部，形成隔热层；
步骤4. 将交联聚乙烯材料挤压式挤包在隔热层的外部，形成环周具有多个填充型腔的骨架二；
步骤5. 在骨架二的各填充型腔内，分别灌装耐高温抗冲击填料，在灌装过程中采用耐高温缓冲带绕包在骨架二的外周，将灌装好的耐高温抗冲击填料在骨架二的填充型腔内封裹；
灌装有耐高温抗冲击填料的骨架二形成总抗冲击层；
绕包的耐高温缓冲带在总抗冲击层的外部形成缓冲层二；
步骤6. 将陶瓷化高分子化合物挤包在缓冲层二的外部，形成隔氧层；
步骤7. 将铝塑复合带纵包在隔氧层的外部，并将铝塑复合带的纵包重叠区域无缝焊接，在铝塑复合带纵包层的外部挤包聚乙烯塑料层，形成复合抗冲击层；
或者，将铝护套挤包在隔氧层的外部，烘干、去除铝护套挤包层表面的水分，在铝护套挤包层的外部挤包聚乙烯塑料层，形成复合抗冲击层；
步骤8. 将无卤低烟阻燃弹性材料挤包在复合抗冲击层的外部，形成护套层；
或者，将金属铠装材料包覆在复合抗冲击层的外部，并在金属铠装结构层的外部挤包无卤低烟阻燃弹性材料，形成复合结构的护套层；
亦或者，将金属屏蔽材料包覆在复合抗冲击层的外部，并在金属屏蔽结构层的外部挤包无卤低烟阻燃弹性材料，形成复合结构的护套层。
上述技术措施针对于上述电缆设计结构，简单、易行，所制成的电缆各结构层致密紧凑、稳定可靠，从而能够有效地起到阻燃、防火效果，且在火灾事故中抗外力冲击，安全、耐火性好。对所制成的电缆经模拟火灾事故测试表明，其在火灾事故中不会引燃周边物体，燃烧毒性指数＜3，耐火等级可达950～1000℃，抗震8级，抗冲击力达4MPa，碳化高度＜0.5mm，能够在火灾事故中保持正常工作达180min。
本发明的有益技术效果是：上述技术措施的耐火电缆，既形成了分相的抗冲击耐火绝缘线芯，又形成了总的抗冲击耐火缆芯，选用的成型材料环保性好，阻燃、防火效果优异，在火灾事故中能够可靠地承受外力冲击，安全、耐火性好。经模拟火灾事故的测试结果表明，上述技术措施的耐火电缆在火灾事故中不会引燃周边物体，燃烧毒性指数＜3，耐火等级可达950～1000℃，抗震8级，抗冲击力达4MPa，碳化高度＜0.5mm，能够在火灾事故中保持正常工作达180min，有利于逃生、救援。
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图。
图2为图1中的分相抗冲击层的结构示意图。
图3为图1中的总抗冲击层的结构示意图。
图中代号含义：1—绝缘线芯；11—导体；12—耐火层；13—绝缘层；14—分相抗冲击层；141—骨架一；142—耐高温抗冲击填料；15—缓冲层一；2—耐高温抗冲击填料；3—隔热层；4—总抗冲击层；41—骨架二；42—耐高温抗冲击填料；5—缓冲层二；6—隔氧层；7—复合抗冲击层；8—护套层。
具体实施方式
本发明涉及耐火电缆，具体是一种环保、阻燃、防冲击的耐火电缆（通常用作0.6/1kV及以下的电力电缆），以及该耐火电缆的制备方法，下面以多个实施例对本发明的主体技术内容进行详细说明。其中，实施例1结合说明书附图-即图1、图2和图3对本发明的技术方案内容进行清楚、详细的阐释；其它实施例虽未单独绘制附图，但其主体结构仍可参照实施例1的附图。
在此需要特别说明的是，本发明的附图是示意性的，其为了清楚本发明的技术目的已经简化了不必要的细节，以避免模糊了本发明贡献于现有技术的技术方案。
实施例1
参见图1、图2和图3所示，本发明的防冲击耐火电缆，包括缆芯，以及在缆芯外部由内而外依次包覆的隔热层3、总抗冲击层4、缓冲层二5、隔氧层6、复合抗冲击层7和护套层8。
其中，缆芯是由五根绝缘线芯1以约40倍的节径比绞合而成，在它们的绞合间隙内填充有耐高温抗冲击填料2，由耐高温抗冲击填料2将五根绝缘线芯1的绞合结构填充紧密、圆整。
每一根绝缘线芯1主要由导体11，以及由内而外包覆的耐火层12、绝缘层13、分相抗冲击层14和缓冲层一15组成。导体11为铜绞线结构。耐火层12为陶瓷化耐火云母带的绕包结构，绕包重叠率约为25%。绝缘层13为交联聚乙烯的挤包结构。分相抗冲击层14是由骨架一141和耐高温抗冲击填料一142组成；骨架一141为交联聚乙烯材料在绝缘层13外部的挤出结构，其环周带有多个相互独立的填充型腔，每个填充型腔沿着骨架一141的长度方向成型，各个填充型腔在骨架一141的环周相互独立、不连通；每个填充型腔的横截面轮廓内侧宽度大于外侧宽度，且每个填充型腔的横截面轮廓外侧轮廓为弧形状结构，整个填充型腔的横截面轮廓近似于碗口朝内的平底碗型结构，这样的填充型腔避免了在外侧形成填料灌装死角；为了便于填料灌装，每个填充型腔的横截面轮廓外侧中间处具有联通至骨架一141外壁的豁口槽；耐高温抗冲击填料一142填充于骨架一141的各个填充型腔内。缓冲层一15为耐高温缓冲带的绕包结构，绕包重叠率约为25%，通过缓冲层一15，对骨架一141上的各填充型腔豁口槽形成封堵。
隔热层3为低烟无卤阻燃玻纤带的绕包结构，绕包重叠率约为25%。
总抗冲击层4是由骨架二41和耐高温抗冲击填料二42组成。骨架二41为交联聚乙烯材料在隔热层3外部的挤出结构，其环周带有多个相互独立的填充型腔，每个填充型腔沿着骨架二41的长度方向成型，各个填充型腔在骨架二41的环周相互独立、不连通。每个填充型腔的横截面轮廓内侧宽度大于外侧宽度，且每个填充型腔的横截面轮廓外侧轮廓为弧形状结构，整个填充型腔的横截面轮廓近似于碗口朝内的平底碗型结构，这样的填充型腔避免了在外侧形成填料灌装死角。为了便于填料灌装，每个填充型腔的横截面轮廓外侧中间处具有联通至骨架二41外壁的豁口槽。耐高温抗冲击填料二42填充于骨架二41的各个填充型腔内。
缓冲层二5为耐高温缓冲带的绕包结构，绕包重叠率约为25%，通过缓冲层二5，对骨架二41上的各填充型腔豁口槽形成封堵。
隔氧层6为陶瓷化高分子化合物的挤包结构，挤包厚度约为4.0mm。
复合抗冲击层7主要由铝塑复合带纵包层和乙烯塑料层组成。铝塑复合带纵包于隔氧层6的外部，纵包接口处以无缝焊接处理，铝塑复合带纵包层的厚度约为0.7mm。聚乙烯塑料挤包于铝塑复合带纵包层的外部。
护套层8为无卤低烟阻燃弹性材料的挤包结构。
上述缆芯绞合间隙内的耐高温抗冲击填料2、分相抗冲击层14中的耐高温抗冲击填料一142、总抗冲击层4中的耐高温抗冲击填料42，均为同一种耐高温、抗冲击的填料，其是由下列重量百分比的原料组成膏状物：水云母19%、二氧化硅17%、碳酸钙11%、高岭土8%、膨润土7%、邻苯二甲酸酯7%、Fe2O35%、蒸馏水26%。
上述耐高温、抗冲击的膏状填料，按照下列工艺措施制得：
首先，将配方量的水云母、碳酸钙、高岭土混合均匀，再加入配方量一半的蒸馏水搅拌成流体状；
其次，在流体状中加入配方量的二氧化硅、Fe2O3、膨润土继续搅拌约5分钟；然后，加入配方量的邻苯二甲酸酯、以及剩余的蒸馏水，继续搅拌，直至膏状。
一种上述防冲击耐火电缆的制备方法，包括下列工艺步骤：
步骤1. 制备绝缘线芯1；
步骤①. 选得合格的铜绞线导体11；
将陶瓷化耐火云母带绕包在导体11的外部，形成耐火层12；
步骤②. 将交联聚乙烯材料挤包在耐火层12的外部，形成绝缘层13；
步骤③. 将交联聚乙烯材料挤压式挤包在绝缘层13的外部，形成环周具有多个填充型腔的骨架一141；
步骤④. 在骨架一141的各填充型腔内，以灌浆方式分别灌装耐高温抗冲击填料一142，在灌装过程中采用耐高温缓冲带绕包在骨架一141的外周，将灌装好的耐高温抗冲击填料一142在骨架一141的填充型腔内封裹；
灌装有耐高温抗冲击填料一142的骨架一141形成分相抗冲击层14；
绕包的耐高温缓冲带在分相抗冲击层14的外部形成缓冲层一15；
步骤2. 将按照步骤1制成的五根绝缘线芯1绞合在一起，在它们的绞合间隙内填充耐高温抗冲击填料2，填充致密、圆整，形成缆芯；
步骤3. 将低烟无卤阻燃玻纤带绕包在缆芯的外部，形成隔热层3；
步骤4. 将交联聚乙烯材料挤压式挤包在隔热层3的外部，形成环周具有多个填充型腔的骨架二41；
步骤5. 在骨架二41的各填充型腔内，以灌浆方式分别灌装耐高温抗冲击填料二42，在灌装过程中采用耐高温缓冲带绕包在骨架二41的外周，将灌装好的耐高温抗冲击填料二42在骨架二41的填充型腔内封裹；
灌装有耐高温抗冲击填料二42的骨架二41形成总抗冲击层4；
绕包的耐高温缓冲带在总抗冲击层4的外部形成缓冲层二5；
步骤6. 将陶瓷化高分子化合物挤包在缓冲层二5的外部，形成隔氧层6；
步骤7. 将铝塑复合带纵包在隔氧层6的外部，并将铝塑复合带的纵包重叠区域无缝焊接，在铝塑复合带纵包层的外部挤包聚乙烯塑料层，形成复合结构的防冲击层7；
步骤8. 将无卤低烟阻燃弹性材料挤包在复合抗冲击层7的外部，形成护套层8。
实施例2
本发明的防冲击耐火电缆，包括缆芯，以及在缆芯外部由内而外依次包覆的隔热层、总抗冲击层、缓冲层二、隔氧层、复合抗冲击层和护套层。
其中，缆芯是由四根绝缘线芯以约35倍的节径比绞合而成，在它们的绞合间隙内填充有耐高温抗冲击填料，由耐高温抗冲击填料将四根绝缘线芯的绞合结构填充紧密、圆整。
每一根绝缘线芯主要由导体，以及由内而外包覆的耐火层、绝缘层、分相抗冲击层和缓冲层一组成。导体为铜绞线结构。耐火层为煅烧云母带的绕包结构，绕包重叠率约为30%。绝缘层为交联聚乙烯的挤包结构。分相抗冲击层是由骨架一和耐高温抗冲击填料一组成；骨架一为交联聚乙烯材料在绝缘层外部的挤出结构，其环周带有多个相互独立的填充型腔，每个填充型腔沿着骨架一的长度方向成型，各个填充型腔在骨架一的环周相互独立、不连通；每个填充型腔的横截面轮廓内侧宽度大于外侧宽度，且每个填充型腔的横截面轮廓外侧轮廓为弧形状结构，整个填充型腔的横截面轮廓近似于碗口朝内的平底碗型结构，这样的填充型腔避免了在外侧形成填料灌装死角；为了便于填料灌装，每个填充型腔的横截面轮廓外侧中间处具有联通至骨架一外壁的豁口槽；耐高温抗冲击填料一填充于骨架一的各个填充型腔内。缓冲层一为耐高温缓冲带的绕包结构，绕包重叠率约为30%，通过缓冲层一，对骨架一上的各填充型腔豁口槽形成封堵。
隔热层为低烟无卤阻燃玻纤带的绕包结构，绕包重叠率约为30%。
总抗冲击层是由骨架二和耐高温抗冲击填料二组成。骨架二为交联聚乙烯材料在隔热层外部的挤出结构，其环周带有多个相互独立的填充型腔，每个填充型腔沿着骨架二的长度方向成型，各个填充型腔在骨架二的环周相互独立、不连通。每个填充型腔的横截面轮廓内侧宽度大于外侧宽度，且每个填充型腔的横截面轮廓外侧轮廓为弧形状结构，整个填充型腔的横截面轮廓近似于碗口朝内的平底碗型结构，这样的填充型腔避免了在外侧形成填料灌装死角。为了便于填料灌装，每个填充型腔的横截面轮廓外侧中间处具有联通至骨架二外壁的豁口槽。耐高温抗冲击填料二填充于骨架二的各个填充型腔内。
缓冲层二为耐高温缓冲带的绕包结构，绕包重叠率约为30%，通过缓冲层二，对骨架二上的各填充型腔豁口槽形成封堵。
隔氧层为陶瓷化高分子化合物的挤包结构，挤包厚度约为3.5mm。
复合抗冲击层主要由铝护套挤包层和乙烯塑料层组成。铝护套挤包于隔氧层的外部，挤包厚度约为1.2mm。将铝护套挤包层烘干、去除表面水分，再将聚乙烯塑料挤包于铝护套挤包层的外部。
护套层为金属铠装层与无卤低烟阻燃弹性材料挤包层的复合结构。金属铠装材料铠装包覆于复合抗冲击层的外部。无卤低烟阻燃弹性材料挤包于铠装层的外部。
上述缆芯绞合间隙内的耐高温抗冲击填料、分相抗冲击层中的耐高温抗冲击填料一、总抗冲击层中的耐高温抗冲击填料，均为同一种耐高温、抗冲击的填料，其是由下列重量百分比的原料组成膏状物：水云母21%、二氧化硅16%、碳酸钙10%、高岭土9%、膨润土5%、邻苯二甲酸酯5%、Fe2O34%、蒸馏水30%。
上述耐高温、抗冲击的膏状填料，按照下列工艺措施制得：
首先，将配方量的水云母、碳酸钙、高岭土混合均匀，再加入配方量一半的蒸馏水搅拌成流体状；
其次，在流体状中加入配方量的二氧化硅、Fe2O3、膨润土继续搅拌约5分钟；然后，加入配方量的邻苯二甲酸酯、以及剩余的蒸馏水，继续搅拌，直至膏状。
一种上述防冲击耐火电缆的制备方法，包括下列工艺步骤：
步骤1. 制备绝缘线芯；
步骤①. 选得合格的铜绞线导体；
将煅烧云母带绕包在导体的外部，形成耐火层；
步骤②. 将交联聚乙烯材料挤包在耐火层的外部，形成绝缘层；
步骤③. 将交联聚乙烯材料挤压式挤包在绝缘层的外部，形成环周具有多个填充型腔的骨架一；
步骤④. 在骨架一的各填充型腔内，以灌浆方式分别灌装耐高温抗冲击填料一，在灌装过程中采用耐高温缓冲带绕包在骨架一的外周，将灌装好的耐高温抗冲击填料一在骨架一的填充型腔内封裹；
灌装有耐高温抗冲击填料一的骨架一形成分相抗冲击层；
绕包的耐高温缓冲带在分相抗冲击层的外部形成缓冲层一；
步骤2. 将按照步骤1制成的四根绝缘线芯绞合在一起，在它们的绞合间隙内填充耐高温抗冲击填料，填充致密、圆整，形成缆芯；
步骤3. 将低烟无卤阻燃玻纤带绕包在缆芯的外部，形成隔热层；
步骤4. 将交联聚乙烯材料挤压式挤包在隔热层的外部，形成环周具有多个填充型腔的骨架二；
步骤5. 在骨架二的各填充型腔内，以灌浆方式分别灌装耐高温抗冲击填料二，在灌装过程中采用耐高温缓冲带绕包在骨架二的外周，将灌装好的耐高温抗冲击填料二在骨架二的填充型腔内封裹；
灌装有耐高温抗冲击填料二的骨架二形成总抗冲击层；
绕包的耐高温缓冲带在总抗冲击层的外部形成缓冲层二；
步骤6. 将陶瓷化高分子化合物挤包在缓冲层二的外部，形成隔氧层；
步骤7. 将铝护套挤包在隔氧层的外部，烘干、去除铝护套挤包层表面的水分，在铝护套挤包层的外部挤包聚乙烯塑料层，形成复合抗冲击层；
步骤8. 将金属铠装材料铠装包覆于复合抗冲击层的外部，并在金属铠装结构层的外部挤包无卤低烟阻燃弹性材料，形成复合结构的护套层。
实施例3
本发明的防冲击耐火电缆，包括缆芯，以及在缆芯外部由内而外依次包覆的隔热层、总抗冲击层、缓冲层二、隔氧层、复合抗冲击层和护套层。
其中，缆芯是由五根绝缘线芯以约50倍的节径比绞合而成，在它们的绞合间隙内填充有耐高温抗冲击填料，由耐高温抗冲击填料将四根绝缘线芯的绞合结构填充紧密、圆整。
每一根绝缘线芯主要由导体，以及由内而外包覆的耐火层、绝缘层、分相抗冲击层和缓冲层一组成。导体为铜绞线结构。耐火层为陶瓷化耐火云母带和煅烧云母带的复合结构，具体的，先将陶瓷化耐火云母带以约30%的绕包重叠率绕包于导体的外部，再将煅烧云母带以约30%的绕包重叠率绕包于陶瓷化耐火云母带的绕包层外部，从而形成复合结构的耐火层。绝缘层为交联聚乙烯的挤包结构。分相抗冲击层是由骨架一和耐高温抗冲击填料一组成；骨架一为交联聚乙烯材料在绝缘层外部的挤出结构，其环周带有多个相互独立的填充型腔，每个填充型腔沿着骨架一的长度方向成型，各个填充型腔在骨架一的环周相互独立、不连通；每个填充型腔的横截面轮廓内侧宽度大于外侧宽度，且每个填充型腔的横截面轮廓外侧轮廓为弧形状结构，整个填充型腔的横截面轮廓近似于碗口朝内的平底碗型结构，这样的填充型腔避免了在外侧形成填料灌装死角；为了便于填料灌装，每个填充型腔的横截面轮廓外侧中间处具有联通至骨架一外壁的豁口槽；耐高温抗冲击填料一填充于骨架一的各个填充型腔内。缓冲层一为耐高温缓冲带的绕包结构，绕包重叠率约为30%，通过缓冲层一，对骨架一上的各填充型腔豁口槽形成封堵。
隔热层为低烟无卤阻燃玻纤带的绕包结构，绕包重叠率约为30%。
总抗冲击层是由骨架二和耐高温抗冲击填料二组成。骨架二为交联聚乙烯材料在隔热层外部的挤出结构，其环周带有多个相互独立的填充型腔，每个填充型腔沿着骨架二的长度方向成型，各个填充型腔在骨架二的环周相互独立、不连通。每个填充型腔的横截面轮廓内侧宽度大于外侧宽度，且每个填充型腔的横截面轮廓外侧轮廓为弧形状结构，整个填充型腔的横截面轮廓近似于碗口朝内的平底碗型结构，这样的填充型腔避免了在外侧形成填料灌装死角。为了便于填料灌装，每个填充型腔的横截面轮廓外侧中间处具有联通至骨架二外壁的豁口槽。耐高温抗冲击填料二填充于骨架二的各个填充型腔内。
缓冲层二为耐高温缓冲带的绕包结构，绕包重叠率约为30%，通过缓冲层二，对骨架二上的各填充型腔豁口槽形成封堵。
隔氧层为陶瓷化高分子化合物的挤包结构，挤包厚度约为3.5mm。
复合抗冲击层主要由铝护套挤包层和乙烯塑料层组成。铝护套挤包于隔氧层的外部，挤包厚度约为1.5mm。将铝护套挤包层烘干、去除表面水分，再将聚乙烯塑料挤包于铝护套挤包层的外部。
护套层为金属屏蔽材料与无卤低烟阻燃弹性材料挤包层的复合结构。金属屏蔽材料包覆于复合抗冲击层的外部。无卤低烟阻燃弹性材料挤包于屏蔽层的外部。
上述缆芯绞合间隙内的耐高温抗冲击填料、分相抗冲击层中的耐高温抗冲击填料一、总抗冲击层中的耐高温抗冲击填料，均为同一种耐高温、抗冲击的填料，其是由下列重量百分比的原料组成膏状物：水云母18%、二氧化硅16%、碳酸钙12%、高岭土10%、膨润土5%、邻苯二甲酸酯5%、Fe2O3 6%、蒸馏水28%。
上述耐高温、抗冲击的膏状填料，按照下列工艺措施制得：
首先，将配方量的水云母、碳酸钙、高岭土混合均匀，再加入配方量一半的蒸馏水搅拌成流体状；
其次，在流体状中加入配方量的二氧化硅、Fe2O3、膨润土继续搅拌约5分钟；然后，加入配方量的邻苯二甲酸酯、以及剩余的蒸馏水，继续搅拌，直至膏状。
一种上述防冲击耐火电缆的制备方法，包括下列工艺步骤：
步骤1. 制备绝缘线芯；
步骤①. 选得合格的铜绞线导体；
先将陶瓷化耐火云母带绕包于导体的外部，再将煅烧云母带绕包于陶瓷化耐火云母带的绕包层外部，形成复合结构的耐火层；
步骤②. 将交联聚乙烯材料挤包在耐火层的外部，形成绝缘层；
步骤③. 将交联聚乙烯材料挤压式挤包在绝缘层的外部，形成环周具有多个填充型腔的骨架一；
步骤④. 在骨架一的各填充型腔内，以灌浆方式分别灌装耐高温抗冲击填料一，在灌装过程中采用耐高温缓冲带绕包在骨架一的外周，将灌装好的耐高温抗冲击填料一在骨架一的填充型腔内封裹；
灌装有耐高温抗冲击填料一的骨架一形成分相抗冲击层；
绕包的耐高温缓冲带在分相抗冲击层的外部形成缓冲层一；
步骤2. 将按照步骤1制成的五根绝缘线芯绞合在一起，在它们的绞合间隙内填充耐高温抗冲击填料，填充致密、圆整，形成缆芯；
步骤3. 将低烟无卤阻燃玻纤带绕包在缆芯的外部，形成隔热层；
步骤4. 将交联聚乙烯材料挤压式挤包在隔热层的外部，形成环周具有多个填充型腔的骨架二；
步骤5. 在骨架二的各填充型腔内，以灌浆方式分别灌装耐高温抗冲击填料二，在灌装过程中采用耐高温缓冲带绕包在骨架二的外周，将灌装好的耐高温抗冲击填料二在骨架二的填充型腔内封裹；
灌装有耐高温抗冲击填料二的骨架二形成总抗冲击层；
绕包的耐高温缓冲带在总抗冲击层的外部形成缓冲层二；
步骤6. 将陶瓷化高分子化合物挤包在缓冲层二的外部，形成隔氧层；
步骤7. 将铝护套挤包在隔氧层的外部，烘干、去除铝护套挤包层表面的水分，在铝护套挤包层的外部挤包聚乙烯塑料层，形成复合抗冲击层；
步骤8. 将金属屏蔽材料包覆于复合抗冲击层的外部，并在金属屏蔽结构层的外部挤包无卤低烟阻燃弹性材料，形成复合结构的护套层。
实施例4
本发明的防冲击耐火电缆，包括缆芯，以及在缆芯外部由内而外依次包覆的隔热层、总抗冲击层、缓冲层二、隔氧层、复合抗冲击层和护套层。
其中，缆芯是由三根绝缘线芯以约25倍的节径比绞合而成，在它们的绞合间隙内填充有耐高温抗冲击填料，由耐高温抗冲击填料将三根绝缘线芯的绞合结构填充紧密、圆整。
每一根绝缘线芯主要由导体，以及由内而外包覆的耐火层、绝缘层、分相抗冲击层和缓冲层一组成。导体为铜绞线结构。耐火层为陶瓷化耐火云母带的绕包结构，绕包重叠率约为25%。绝缘层为交联聚乙烯的挤包结构。分相抗冲击层是由骨架一和耐高温抗冲击填料一组成；骨架一为交联聚乙烯材料在绝缘层外部的挤出结构，其环周带有多个相互独立的填充型腔，每个填充型腔沿着骨架一的长度方向成型，各个填充型腔在骨架一的环周相互独立、不连通；每个填充型腔的横截面轮廓内侧宽度大于外侧宽度，且每个填充型腔的横截面轮廓外侧轮廓为弧形状结构，整个填充型腔的横截面轮廓近似于碗口朝内的平底碗型结构，这样的填充型腔避免了在外侧形成填料灌装死角；为了便于填料灌装，每个填充型腔的横截面轮廓外侧中间处具有联通至骨架一外壁的豁口槽；耐高温抗冲击填料一填充于骨架一的各个填充型腔内。缓冲层一为耐高温缓冲带的绕包结构，绕包重叠率约为25%，通过缓冲层一，对骨架一上的各填充型腔豁口槽形成封堵。
隔热层为低烟无卤阻燃玻纤带的绕包结构，绕包重叠率约为25%。
总抗冲击层是由骨架二和耐高温抗冲击填料二组成。骨架二为交联聚乙烯材料在隔热层外部的挤出结构，其环周带有多个相互独立的填充型腔，每个填充型腔沿着骨架二的长度方向成型，各个填充型腔在骨架二的环周相互独立、不连通。每个填充型腔的横截面轮廓内侧宽度大于外侧宽度，且每个填充型腔的横截面轮廓外侧轮廓为弧形状结构，整个填充型腔的横截面轮廓近似于碗口朝内的平底碗型结构，这样的填充型腔避免了在外侧形成填料灌装死角。为了便于填料灌装，每个填充型腔的横截面轮廓外侧中间处具有联通至骨架二外壁的豁口槽。耐高温抗冲击填料二填充于骨架二的各个填充型腔内。
缓冲层二为耐高温缓冲带的绕包结构，绕包重叠率约为25%，通过缓冲层二，对骨架二上的各填充型腔豁口槽形成封堵。
隔氧层为陶瓷化高分子化合物的挤包结构，挤包厚度约为3.0mm。
复合抗冲击层主要由铝塑复合带纵包层和乙烯塑料层组成。铝塑复合带纵包于隔氧层的外部，纵包接口处以无缝焊接处理，铝塑复合带纵包层的厚度约为0.6mm。聚乙烯塑料挤包于铝塑复合带纵包层的外部。
护套层为无卤低烟阻燃弹性材料的挤包结构。
上述缆芯绞合间隙内的耐高温抗冲击填料、分相抗冲击层中的耐高温抗冲击填料一、总抗冲击层中的耐高温抗冲击填料，均为同一种耐高温、抗冲击的填料，其是由下列重量百分比的原料组成膏状物：水云母18%、二氧化硅16%、碳酸钙10%、高岭土8%、膨润土6%、邻苯二甲酸酯6%、Fe2O34%、蒸馏水32%。
上述耐高温、抗冲击的膏状填料，按照下列工艺措施制得：
首先，将配方量的水云母、碳酸钙、高岭土混合均匀，再加入配方量一半的蒸馏水搅拌成流体状；
其次，在流体状中加入配方量的二氧化硅、Fe2O3、膨润土继续搅拌约5分钟；然后，加入配方量的邻苯二甲酸酯、以及剩余的蒸馏水，继续搅拌，直至膏状。
一种上述防冲击耐火电缆的制备方法，包括下列工艺步骤：
步骤1. 制备绝缘线芯；
步骤①. 选得合格的铜绞线导体；
将陶瓷化耐火云母带绕包在导体的外部，形成耐火层；
步骤②. 将交联聚乙烯材料挤包在耐火层的外部，形成绝缘层；
步骤③. 将交联聚乙烯材料挤压式挤包在绝缘层的外部，形成环周具有多个填充型腔的骨架一；
步骤④. 在骨架一的各填充型腔内，以灌浆方式分别灌装耐高温抗冲击填料一，在灌装过程中采用耐高温缓冲带绕包在骨架一的外周，将灌装好的耐高温抗冲击填料一在骨架一的填充型腔内封裹；
灌装有耐高温抗冲击填料一的骨架一形成分相抗冲击层；
绕包的耐高温缓冲带在分相抗冲击层的外部形成缓冲层一；
步骤2. 将按照步骤1制成的三根绝缘线芯绞合在一起，在它们的绞合间隙内填充耐高温抗冲击填料，填充致密、圆整，形成缆芯；
步骤3. 将低烟无卤阻燃玻纤带绕包在缆芯的外部，形成隔热层；
步骤4. 将交联聚乙烯材料挤压式挤包在隔热层的外部，形成环周具有多个填充型腔的骨架二；
步骤5. 在骨架二的各填充型腔内，以灌浆方式分别灌装耐高温抗冲击填料二，在灌装过程中采用耐高温缓冲带绕包在骨架二的外周，将灌装好的耐高温抗冲击填料二在骨架二的填充型腔内封裹；
灌装有耐高温抗冲击填料二的骨架二形成总抗冲击层；
绕包的耐高温缓冲带在总抗冲击层的外部形成缓冲层二；
步骤6. 将陶瓷化高分子化合物挤包在缓冲层二的外部，形成隔氧层；
步骤7. 将铝塑复合带纵包在隔氧层的外部，并将铝塑复合带的纵包重叠区域无缝焊接，在铝塑复合带纵包层的外部挤包聚乙烯塑料层，形成复合结构的防冲击层；
步骤8. 将无卤低烟阻燃弹性材料挤包在复合抗冲击层的外部，形成护套层。
以上各实施例仅用以说明本发明，而非对其限制。
尽管参照上述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对上述各实施例进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的精神和范围。

Claims (8)

1.一种防冲击耐火电缆，包括多根绝缘线芯(1)绞合而成的缆芯，其特征在于：
所述缆芯的各绝缘线芯(1)绞合间隙内填充有耐高温抗冲击填料；
所述绝缘线芯(1)主要由导体(11)，以及由内而外包覆的耐火层(12)、绝缘层(13)、分相抗冲击层(14)和缓冲层一(15)组成；
所述分相抗冲击层(14)是由环周带有多个填充型腔的骨架，以及填充于骨架上的各填充型腔内的耐高温抗冲击填料组成；所述骨架环周的各填充型腔分别沿着骨架的长度方向成型，各个填充型腔在骨架的环周相互独立，每个填充型腔的横截面轮廓内侧宽度大于外侧宽度，且每个填充型腔的横截面轮廓外侧轮廓为弧形状结构，每个填充型腔的横截面轮廓外侧处具有联通至骨架外壁的豁口槽；
所述缓冲层一(15)为耐高温缓冲带的绕包结构，绕包重叠率＞20％；
所述缆芯外部由内而外包覆有隔热层(3)、总抗冲击层(4)、缓冲层二(5)、隔氧层(6)、复合抗冲击层(7)和护套层(8)；
所述总抗冲击层(4)是由环周带有多个填充型腔的骨架，以及填充于骨架上的各填充型腔内的耐高温抗冲击填料组成；所述骨架环周的各填充型腔分别沿着骨架的长度方向成型，各个填充型腔在骨架的环周相互独立，每个填充型腔的横截面轮廓内侧宽度大于外侧宽度，且每个填充型腔的横截面轮廓外侧轮廓为弧形状结构，每个填充型腔的横截面轮廓外侧处具有联通至骨架外壁的豁口槽；
所述缓冲层二(5)为耐高温缓冲带的绕包结构，绕包重叠率＞20％。
2.根据权利要求1所述防冲击耐火电缆，其特征在于：所述耐火层(12)为陶瓷化耐火云母带和/或煅烧云母带的绕包结构，绕包重叠率＞20％。
3.根据权利要求1所述防冲击耐火电缆，其特征在于：所述隔热层(3)为低烟无卤阻燃玻纤带的绕包结构，绕包重叠率＞20％。
4.根据权利要求1所述防冲击耐火电缆，其特征在于：所述隔氧层(6)为陶瓷化高分子化合物的挤包结构，挤包厚度≥3.0mm。
5.根据权利要求1所述防冲击耐火电缆，其特征在于：所述复合抗冲击层(7)主要由铝塑复合带纵包层/铝护套挤包层，和包覆于所述铝塑复合带纵包层/铝护套挤包层外部的聚乙烯塑料层组成；
所述铝塑复合带纵包层的厚度≥0.5mm；
所述铝护套挤包层的厚度≥1.0mm。
6.根据权利要求1所述防冲击耐火电缆，其特征在于：所述护套层(8)为无卤低烟阻燃弹性材料挤包结构；
或者，所述护套层(8)为内侧金属铠装结构与外侧无卤低烟阻燃弹性材料挤包结构的复合结构；
亦或者，所述护套层(8)为内侧金属屏蔽结构与外侧无卤低烟阻燃弹性材料挤包结构的复合结构。
7.根据权利要求1所述防冲击耐火电缆，其特征在于，所述耐高温抗冲击填料是由下列重量百分比的原料组成膏状物：
Figure FDA0004088487710000021
8.一种权利要求1所述防冲击耐火电缆的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括下列工艺步骤：
步骤1.制备绝缘线芯(1)；
步骤①.将陶瓷化耐火云母带或煅烧云母带绕包在导体(11)的外部，形成耐火层(12)；
步骤②.将交联聚乙烯材料挤包在耐火层(12)的外部，形成绝缘层(13)；
步骤③.将交联聚乙烯材料挤压式挤包在绝缘层(13)的外部，形成环周具有多个填充型腔的骨架一(141)；
步骤④.在骨架一(141)的各填充型腔内，分别灌装耐高温抗冲击填料，在灌装过程中采用耐高温缓冲带绕包在骨架一(141)的外周，将灌装好的耐高温抗冲击填料在骨架一(141)的填充型腔内封裹；
灌装有耐高温抗冲击填料的骨架一(141)形成分相抗冲击层(14)；
绕包的耐高温缓冲带在分相抗冲击层(14)的外部形成缓冲层一(15)；
步骤2.将按照步骤1制成的多根绝缘线芯(1)绞合在一起，在它们的绞合间隙内填充耐高温抗冲击填料，形成缆芯；
步骤3.将低烟无卤阻燃玻纤带绕包在缆芯的外部，形成隔热层(3)；
步骤4.将交联聚乙烯材料挤压式挤包在隔热层(3)的外部，形成环周具有多个填充型腔的骨架二(41)；
步骤5.在骨架二(41)的各填充型腔内，分别灌装耐高温抗冲击填料，在灌装过程中采用耐高温缓冲带绕包在骨架二(41)的外周，将灌装好的耐高温抗冲击填料在骨架二(41)的填充型腔内封裹；
灌装有耐高温抗冲击填料的骨架二(41)形成总抗冲击层(4)；
绕包的耐高温缓冲带在总抗冲击层(4)的外部形成缓冲层二(5)；
步骤6.将陶瓷化高分子化合物挤包在缓冲层二(5)的外部，形成隔氧层(6)；
步骤7.将铝塑复合带纵包在隔氧层(6)的外部，并将铝塑复合带的纵包重叠区域无缝焊接，在铝塑复合带纵包层的外部挤包聚乙烯塑料层，形成复合抗冲击层(7)；
或者，将铝护套挤包在隔氧层(6)的外部，烘干、去除铝护套挤包层表面的水分，在铝护套挤包层的外部挤包聚乙烯塑料层，形成复合抗冲击层(7)；
步骤8.将无卤低烟阻燃弹性材料挤包在复合抗冲击层(7)的外部，形成护套层(8)；
或者，将金属铠装材料包覆在复合抗冲击层(7)的外部，并在金属铠装结构层的外部挤包无卤低烟阻燃弹性材料，形成复合结构的护套层(8)；
亦或者，将金属屏蔽材料包覆在复合抗冲击层(7)的外部，并在金属屏蔽结构层的外部挤包无卤低烟阻燃弹性材料，形成复合结构的护套层(8)。
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