CN115132418A - 1千伏的耐火电缆 - Google Patents

Abstract

本申请涉及耐火电缆的领域，尤其是涉及1千伏的耐火电缆，其从内到外依次包括导电束、铠装层和外保护层，导电束包括若干导体线芯和填充层，每根导体线芯从内到外依次包裹有耐火层和绝缘层，导电束和铠装层之间设置有具有隔火防火性能的包带层，同时耐火层与绝缘层之间设置有用于隔离绝缘层和耐火层的内隔离层，内隔离层包括层状的内基材和间隔设置的若干具有高耐热性的内隔离柱，内隔离柱均匀固定于所述内基材朝向所述绝缘层一侧。本申请的包带层材料选取耐火材料，同时设置内隔离层为绝缘层提供形变空间，降低绝缘层受热熔融变化后产生的应力变形对耐火层的挤压破坏，提高电缆的耐火性能，改善无纺布包带的耐火电缆耐火性能不足的缺陷。

Description

1千伏的耐火电缆

技术领域

本申请涉及耐火电缆的领域，尤其是涉及1千伏的耐火电缆。

背景技术

耐火电缆是指在火焰燃烧情况下能够保持一定时间安全运行的电缆，被广泛应用于众多与防火安全和消防救生有关的地方。

相关技术中，耐火电缆包括若干导体线芯，每根导体线芯从内到外依次包裹有耐火层和绝缘层，若干包裹完毕的导体线芯同时被包带层包裹，包带层以外还包裹有铠装层和护套层。其中包带层起到保护绝缘层在电缆铠装时不受铠皮损坏的作用或因材料不同对电缆绝缘起隔热、防腐、防老化等不同的作用，常用包带层为可燃的无纺布，以降低燃烧时包带层对耐火层的挤压损伤。

针对上述中的相关技术，发明人认为当包带层选择无纺布时，无纺布可燃导致包带层无法为耐火电缆增加额外的耐火性能，无纺布包带的耐火电缆的耐火性能仅依靠耐火层，存在耐火性能不足的缺陷。

发明内容

为了改善无纺布包带的耐火电缆耐火性能不足的缺陷，本申请提供1千伏的耐火电缆。

本申请提供的1千伏的耐火电缆，采用如下的技术方案：

1千伏的耐火电缆，从内到外依次包括导电束、铠装层和外保护层，所述导电束包括若干导体线芯和填充层，每根所述导体线芯从内到外依次包裹有耐火层和绝缘层，所述导电束和所述铠装层之间设置有具有隔火防火性能的包带层，同时所述耐火层与绝缘层之间设置有用于隔离绝缘层和耐火层的内隔离层，所述内隔离层包括层状的内基材和间隔设置的若干具有高耐热性的内隔离柱，所述内隔离柱均匀固定于所述内基材朝向所述绝缘层一侧。

通过采用上述技术方案，通过内隔离柱的支撑作用形成耐火层和绝缘层之间的空隙，为绝缘层提供形变空间；当电缆被火焰包围燃烧时，绝缘层会受热熔融，内隔离层的设置能够降低因绝缘层受热熔融变化后产生的应力变形对耐火层的挤压破坏；包带层设置为同样具有耐火性能的材质，使得包带层也能够起到耐火作用，令耐火材料的包带层在火烧后也能保持导电束的圆整，尽量保持并稳固导电束的强度和结构，延长电缆在火焰燃烧情况下保持安全运行的时间，延长电缆的耐火性能，改善无纺布包带的耐火电缆耐火性能不足的缺陷。

可选的，若干所述内隔离柱沿所述导电束长度方向螺旋缠绕排布。

通过采用上述技术方案，使得内隔离柱在生产过程中可通过绕包的形式实现生产，减低生产工艺难度；同时螺旋型缠绕排布也能够令电缆保持一定的弯曲能力，提高实用性。

可选的，所述内隔离柱朝向绝缘层的侧壁开设有弧面，所述弧面抵接于所述绝缘层。

通过采用上述技术方案，绝缘层卷绕在内隔离层外后，弧面的设置能够降低内隔离柱的棱角对绝缘层的物理破坏，提高电缆的绝缘质量。

可选的，所述包带层与所述铠装层之间设置有外隔离层，所述外隔离层包括层状的外基材和间隔设置的若干外隔离柱，所述外隔离柱均匀固定于所述外基材朝向所述铠装层的一侧。

通过采用上述技术方案，通过设置外隔离层使包带层和铠装层之间形成空隙，为铠装层提供形变空间，降低铠装层因温度变化产生的应力变形对耐火的包带层的挤压破坏，也降低对电缆内部结构的破坏，提高电缆火烧后的结构稳定性，提高耐火性能。

可选的，若干所述外隔离柱沿所述导电束长度方向螺旋缠绕排布。

通过采用上述技术方案，使得外隔离柱在生产过程中也可通过绕包的形式实现生产，减低生产工艺难度；同时螺旋型缠绕排布也能够令电缆保持一定的弯曲能力，提高实用性。

可选的，相邻的两条所述外隔离柱之间设置有若干用于辅助灭火的小气囊，所述小气囊内填充有用于减小火势的固体二氧化碳。

通过采用上述技术方案，在生产加工使加工环境呈低温，并且在小气囊中加入固体二氧化碳，当生产完毕后固体二氧化碳在常温下升华，使得小气囊中充斥高压二氧化碳；当使用过程中火焰燃烧至铠装层内部时，小气囊被外部火焰高温烧化或因铠装层形变而被顶破后，会泄露出内部的高压二氧化碳，高压二氧化碳会在压强的作用下迅速充斥到着火点附近的空气中，冲淡电缆周围的氧气浓度，有效抑制火焰的穿透，具有阻止或延缓火焰发生或蔓延的能力，保证电路的完整，进一步提升电缆的耐火性能。

可选的，相邻的两个小气囊之间设置有使其连通的连通管。

通过采用上述技术方案，使得常温状态下的小气囊中的高压二氧化碳能够相互连通，一方面有利于电缆弯折，也有利于降低因电缆弯折导致压迫小气囊的概率，另一方面当电缆燃烧时，不仅燃烧点处的小气囊破损后能够发挥一定的灭火作用，与之连通的其余小气囊中的高压二氧化碳均能够在压强的作用下快速运动至破损部位，共同发挥灭火作用，更进一步提升电缆的耐火性能。

可选的，若干相互连通的小气囊能够组成一个气囊条，并且每相邻的两条外隔离柱之间填充有若干首尾相接的气囊条，同时所述气囊条之间互不连通。

通过采用上述技术方案，使得电缆被火烧破损后，与破损部位小气囊处于同一个气囊条中的高压二氧化碳能够救急，离破损部位较远的气囊条依旧保持完好，降低因一处地方破损导致整条电缆报废的概率，有利于提高电缆的寿命，降低维修成本。

可选的，所述耐火层为合成氟金云母带。

通过采用上述技术方案，合成氟金云母带是以氟离子代替烃基，不含结晶水，熔点1375℃，安全裕度大，具有天然云母带的特性即除膨胀系数小、介电强度大、电阻率高和介电常数均匀等特性以外，还具有耐热等级高的特性，完全满足950℃-1000℃的耐火要求，有利于增强耐火性能。

可选的，所述填充层为无机纳米耐火绳。

通过采用上述技术方案，使得填充层具有耐高温、超柔软、比重轻、强度大等特点，并且不含卤素、石棉、玻纤等有害物质，燃烧时发烟量少，符合环保阻燃的要求，也适用于生产。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.内隔离层为绝缘层提供形变空间，降低绝缘层受热熔融变化后产生的应力变形对耐火层的挤压破坏，耐火材料的包带层在火烧后也能保持导电束的圆整，尽量保持并稳固导电束的强度和结构，延长电缆在火焰燃烧情况下保持安全运行的时间，改善无纺布包带的耐火电缆耐火性能不足的缺陷；

2.外隔离层为铠装层提供形变空间，降低铠装层因温度变化产生的应力变形对耐火的包带层的挤压破坏，也降低对电缆内部耐火层的破坏，提高电缆火烧后的结构稳定性，提高耐火性能；

3.生产时往小气囊中加入固体二氧化碳，从而使得电缆在常温状态使用下能够收到高压二氧化碳的保护；当电缆被火焰包围燃烧时，燃烧部位的小气囊破损后会释放高压二氧化碳，同时处于同条气囊条中的其余小气囊中的高压二氧化碳会运动至破损部位救急，以冲淡电缆周围的氧气浓度，有效抑制火焰的穿透，具有阻止或延缓火焰发生或蔓延的能力，保证电路的完整。

附图说明

图1是本申请实施例的剖视图。

图2是图1中A处的放大图。

图3是本申请实施例的内部结构示意图。

附图标记说明：1、导体线芯；2、耐火层；3、内隔离层；4、绝缘层；5、导电束；6、包带层；7、外隔离层；8、铠装层；9、外保护层；10、填充层；11、内基材；12、内隔离柱；13、外基材；14、外隔离柱；15、气囊条；16、小气囊；17、连通管。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开1千伏的耐火电缆，参照图1，包括三根导体线芯1，每根导体线芯1从内到外依次包裹有耐火层2、内隔离层3和绝缘层4，三根导体线芯1共同组成导电束5，导电束5外依次包裹有包带层6、外隔离层7、铠装层8和外保护层9。导电束5与包带层6之间还填充有填充层10，包带层6同时包裹住导电束5和填充层10，使得整根电缆横截面呈现完整的圆形，增大结构稳固性和抗压强度。

其中，耐火层2材料选择合成氟金云母带，其性能见下表。合成氟金云母带能够以氟离子代替烃基，不含结晶水，安全裕度大，具有天然云母带的特性即除膨胀系数小、介电强度大、电阻率高和介电常数均匀等特性以外，还具有耐热等级高的特性，比天然云母带的耐火性能更佳。另外，合成氟金云母带的厚度范围也可达到日常普通设备工艺要求，适用于生产。

表1 合成氟金云母带性能

绝缘层4材料选择交联聚乙烯绝缘层，有利于提高低压电缆的绝缘性能，进而提高电缆的用电安全性。

包带层6材料选取为具有隔火防火性能的材料，如云母带或涂胶玻璃丝带，使得包带层6既能将导电束5和填充层10包裹严实成缆，同时也能起到耐火作用。将包带层6材料设置为隔火防火材料的同时，也要考虑到绝缘层4在高温下受热熔融的情况，因此采用在耐火层2和绝缘层4之间设置内隔离层3的方法来降低绝缘层4受热熔融产生的应力变形对耐火层2的损伤。

铠装层8材料选择非磁性的不锈钢带绕包形成，保护电缆内部完整和电气性能。在包带层6和铠装层8内设置外隔离层7，能够降低铠装层8受热发生应力变形进而对包带层6或耐火层2的损伤。

外保护层9材料选择低烟无卤材料，受热时排烟量低且低毒，更安全。

填充层10材料选择无机纳米耐火填充材料，如无机纳米耐火填充绳或无机纳米耐火填充丝，其具有耐高温、超柔软、比重轻、强度大等特点，并且不含卤素、石棉、玻纤等有害物质，燃烧时发烟量少，符合环保阻燃的要求，适用于实际生产。

参照图1和图2，内隔离层3包括层状的内基材11和若干相互平行的内隔离柱12，内基材11材料选择无纺布，内隔离柱12材料选取高耐热性的陶瓷材质，并且内隔离柱12固定连接于内基材11朝向绝缘层4的一侧，内隔离柱12朝向绝缘层4的一侧设置为弧形；实际生产时内隔离柱12以绕包的方式生产，使得若干内隔离柱12沿导电束5长度方向螺旋缠绕排布于内基材11。

参照图1和图2，外隔离层7包括层状的外基材13和若干相互平行的外隔离柱14，外基材13材料选择无纺布，外隔离柱14固定连接于外基材13朝向铠装层8的一侧；外隔离柱14朝向铠装层8的一侧也设置为弧形；实际生产生时，外隔离柱14同样也以绕包的方式生产，使得若干外隔离柱14沿导电束5长度方向螺旋缠绕排布于外基材13。

参照图2和图3，相邻的外隔离柱14之间还填充有若干气囊条15，若干气囊条15首尾相互抵接且互不连通，每个气囊条15均包括有若干小气囊16，每相邻的两个小气囊16之间同时连通有连通管17。每个小气囊16在生产时填充有固体二氧化碳；整根电缆生产完毕且电缆位于常温环境下时，固体二氧化碳会升华为二氧化碳气体，使得小气囊16中在常温状态下填充高压二氧化碳气体；小气囊16的包裹材料由易燃材料组成，当小气囊16受到外部火烧时将会破损并释放二氧化碳气体。

本申请实施例1千伏的耐火电缆的实施原理为：当电缆在火焰和额定电压下燃烧时，电缆内部各层结构都将承受至少750摄氏度以上的高温，铠装层8可能会因温度变化发生应力变形，外隔离层7能够提供形变空间来缓冲铠装层8的应力变形，同时外隔离层7中的小气囊16在被外部火焰点燃后能够泄露高压二氧化碳气体，同时处于同一个气囊条15上的其他小气囊16中的高压二氧化碳气体也会在压强的作用下聚集到破损部位共同作用，以冲淡电缆周围的氧气浓度，抑制火焰的穿透，具有阻止或延缓火焰发生或蔓延的能力；而包带层6本身为耐火材料能够为防火耐火提供近一步保障；绝缘层4在高温作用后会发生受热熔融，此时内隔离层3能够为绝缘层4提供形变空间来缓冲绝缘层4的应力变形，降低对电缆内部耐火层2的挤压损伤；以上三者共同作用，来增强电缆的耐火性能。

以上为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.1千伏的耐火电缆，从内到外依次包括导电束(5)、铠装层(8)和外保护层(9)，所述导电束(5)包括若干导体线芯(1)和填充层(10)，每根所述导体线芯(1)从内到外依次包裹有耐火层(2)和绝缘层(4)，其特征在于：所述导电束(5)和所述铠装层(8)之间设置有具有隔火防火性能的包带层(6)，同时所述耐火层(2)与绝缘层(4)之间设置有用于隔离绝缘层(4)和耐火层(2)的内隔离层(3)，所述内隔离层(3)包括层状的内基材(11)和间隔设置的若干具有高耐热性的内隔离柱(12)，所述内隔离柱(12)均匀固定于所述内基材(11)朝向所述绝缘层(4)一侧。

2.根据权利要求1所述的1千伏的耐火电缆，其特征在于：若干所述内隔离柱(12)沿所述导电束(5)长度方向螺旋缠绕排布。

3.根据权利要求2所述的1千伏的耐火电缆，其特征在于：所述内隔离柱(12)朝向绝缘层(4)的侧壁开设有弧面，所述弧面抵接于所述绝缘层(4)。

4.根据权利要求3所述的1千伏的耐火电缆，其特征在于：所述包带层(6)与所述铠装层(8)之间设置有外隔离层(7)，所述外隔离层(7)包括层状的外基材(13)和间隔设置的若干外隔离柱(14)，所述外隔离柱(14)均匀固定于所述外基材(13)朝向所述铠装层(8)的一侧。

5.根据权利要求4所述的1千伏的耐火电缆，其特征在于：若干所述外隔离柱(14)沿所述导电束(5)长度方向螺旋缠绕排布。

6.根据权利要求5所述的1千伏的耐火电缆，其特征在于：相邻的两条所述外隔离柱(14)之间设置有若干用于辅助灭火的小气囊(16)，所述小气囊(16)内填充有用于减小火势的固体二氧化碳。

7.根据权利要求6所述的1千伏的耐火电缆，其特征在于：相邻的两个小气囊(16)之间设置有使其连通的连通管(17)。

8.根据权利要求7所述的1千伏的耐火电缆，其特征在于：若干相互连通的小气囊(16)能够组成一个气囊条(15)，并且每相邻的两条外隔离柱(14)之间填充有若干首尾相接的气囊条(15)，同时所述气囊条(15)之间互不连通。

9.根据权利要求1所述的1千伏的耐火电缆，其特征在于：所述耐火层(2)为合成氟金云母带。

10.根据权利要求1所述的1千伏的耐火电缆，其特征在于：所述填充层(10)为无机纳米耐火绳。

Images