CN116525189B - 无机材料高阻燃的防火电缆 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及一种无机材料高阻燃的防火电缆，包括电缆芯，所述电缆芯内设有导线，所述电缆芯外包覆有电缆外皮，所述电缆外皮为轴向折叠的波纹形状，所述电缆外皮和电缆芯之间每隔一定距离L设有一个双金属片，所述双金属片的内壁包覆在电缆芯外，所述双金属片的外壁嵌设在电缆外皮内，并且所述电缆外皮通过双金属片固定在电缆芯外并且所述双金属片使得电缆外皮始终处于拉伸状态，所述双金属片包括内金属片和外金属片，所述内金属片的外壁与外金属片的内壁固定连接，并且所述内金属片的热膨胀系数大于外金属片的热膨胀系数，本发明通过双金属片的温度感应，预知发生火情，在火势起初就可以切断电缆外皮与火源的联系，防止火情蔓延。

Description

无机材料高阻燃的防火电缆

技术领域

本发明属于电业领域，具体涉及一种无机材料高阻燃的防火电缆。

背景技术

电缆在应用过程中，遇火通常是电缆外皮易燃导致火势的蔓延，现有技术中通常是将电缆外皮做成是相对阻燃的，现阶段应用较广的防火线缆主要有UL系列阻燃电缆，UL阻燃标准要求最高的电缆是增压级-CMP级，该材料的成本比较高，这种CMP电缆通常安装在通风管道或空气处理设备使用的空气回流增压系统中，适用安全标准为UL910，实验规定在装置的水平风道上敷设多条试样，用87.9KW煤气本生灯内金属片300，000BTU/Hr燃烧20分钟。合格标准为火焰不可延伸到距煤气本生灯火焰前端5英尺以外。光密度的峰值最大为0.5，平均密度值最大为0.15，类似的现有技术中都是仅仅依靠材料本身的阻燃性能来防止火势的蔓延，存在延时性，无法完全阻断火势的进攻，不利于对电缆本身的保护及火势的控制，无法在火势起初就切断与火源的联系，最大限度的保护电缆本身，有鉴于此，提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无机材料高阻燃的防火电缆，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

无机材料高阻燃的防火电缆，包括电缆芯，所述电缆芯内设有导线，所述电缆芯外包覆有电缆外皮，所述电缆外皮为轴向折叠的波纹形状，所述电缆外皮和电缆芯之间每隔一定距离L设有一个双金属片，所述双金属片的内壁包覆在电缆芯外，所述双金属片的外壁嵌设在电缆外皮内，并且所述电缆外皮通过双金属片固定在电缆芯外并且所述双金属片使得电缆外皮始终处于拉伸状态，所述双金属片包括内金属片和外金属片，所述内金属片的外壁与外金属片的内壁固定连接，并且所述内金属片的热膨胀系数大于外金属片的热膨胀系数。

进一步，所述内金属片包括相卡合的内上半环与内下半环，所述内上半环的一端为单尖部，所述内上半环的另一端为双尖部，所述内下半环的一端对应内上半环的单尖部设有相卡合的双尖部，所述内下半环的一端对应内上半环的双尖部设有相卡合的单尖部。

进一步，所述外金属片包括相卡合的外上半环与外下半环，所述外上半环的一端为单尖部，所述外上半环的另一端为双尖部，所述外下半环的一端对应外上半环的单尖部设有相卡合的双尖部，所述外下半环的一端对应外上半环的双尖部设有相卡合的单尖部。

进一步，所述外金属片外壁设有锥套，所述外金属片与锥套的材质相同，所述锥套的中部向外突出形成环形尖部，并且所述环形尖部嵌设在电缆外皮内。

进一步，所述锥套的环形尖部嵌设在电缆外皮的波谷内。

进一步，配置内金属片和外金属片的参数，具体包括配置内金属片和外金属片的尺寸规格和具体的材质，配置方法包括以下步骤：

S1.首先在应用中确定电缆芯和电缆外皮具体的材质和尺寸规格，然后统计电缆芯和电缆外皮自导电的产热效能及使用在的极端高温环境温度的产热效能，确定电缆芯和电缆外皮在极端高温环境下的最高产热效能，根据最高产热效能确定一个双金属片的温度下限阈值T1；

S2.然后在两个相邻的双金属片之间对电缆芯和电缆外皮的进行燃烧模拟实验，确定与燃烧位置最接近的双金属片的产热效能，然后根据该双金属片的产热效能确定一个该双金属片的温度上限阈值T2；

S3.配置内金属片和外金属片的尺寸规格和材质使得其在温度下限阈值T1的情况下不发生明显的体积膨胀，且不会导致电缆外皮被撑破；配置内金属片和外金属片的尺寸规格和材质使得其在温度上限阈值T2的情况下发生明显的体积膨胀，且能够将电缆外皮撑破。

进一步，配置每相邻两个双金属片在电缆芯上的间距为L，具体方法如下：

在内金属片和外金属片的尺寸规格和材质恒定的情况下，确定一个L初始的经验数值，确保内金属片和外金属片在温度下限阈值T1的情况下不发生明显的体积膨胀且不会导致电缆外皮被撑破，同时，在温度上限阈值T2的情况下发生明显的体积膨胀且能够将电缆外皮撑破，然后逐渐增加L，再次评估，使得内金属片和外金属片在温度下限阈值T1的情况下不发生明显的体积膨胀且不会导致电缆外皮被撑破，同时，在温度上限阈值T2的情况下发生明显的体积膨胀且能够将电缆外皮撑破，则，继续增加L的长度，直到内金属片和外金属片在温度上限阈值T2的情况下不发生明显的体积膨胀，或不能够将电缆外皮撑破，由此确定一个L的最长长度。

有益效果

本发明通过双金属片的温度感应，预知发生火情，在火势起初就可以切断电缆外皮与火源的联系，防止火情蔓延，有利于对电缆本身的保护及火势的控制，具体的，当出现火情时，电缆芯传热给双金属片，随着温度的升高，双金属片的体积扩大，配置双金属片的内金属片和外金属片的热膨胀系数，当温度升高到一定程度时，由于内金属片的热膨胀系数大于外金属片的热膨胀系数，内上半环和内下半环分别对应带着外上半环和外下半环向外卷翘，内上半环、内下半环、外上半环、外下半环、两端的对应单尖部和双尖部弹出，可以划破对应位置的电缆外皮，内金属片和外金属片的体积膨胀的同时，外金属片外壁的锥套的体积也膨胀，通过锥套的体积膨胀，可以进一步撑破电缆外皮，设置所述锥套的中部向外突出形成环形尖部，环形尖部可以增大对应位置的压强，更容易撑破电缆外皮，由于双金属片的外壁嵌设在电缆外皮内，并且所述电缆外皮通过双金属片固定在电缆芯外并且所述双金属片使得电缆外皮始终处于拉伸状态，当锥套将电缆外皮完全撑破后，双金属片两端的电缆外皮会向两端回缩使得远离双金属片，阻断火势随着电缆外皮蔓延的危险，本发明通过双金属片的温度感应，预知发生火情，在火势起初就可以切断电缆外皮与火源的联系，防止火情蔓延，有利于对电缆本身的保护及火势的控制。

附图说明

图1为本申请的整体结构图，并具体是轴向剖面图；

图2为本申请的整体结构图，并具体是径向剖面图；

图3为本申请另一种实施例的整体结构图，并具体是径向剖面图；

图4为本申请的双金属片的整体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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。

本发明提供一种无机材料高阻燃的防火电缆，如图1-图4所示，包括电缆芯200，所述电缆芯200内设有导线100，所述电缆芯200外包覆有电缆外皮600，所述电缆外皮600由现有技术中无机阻燃材料制成，本发明不做限定，所述电缆外皮600为轴向折叠的波纹形状，所述电缆外皮600和电缆芯200之间每隔一定距离L设有一个双金属片500，所述双金属片500的内壁包覆在电缆芯200外，所述双金属片500的外壁嵌设在电缆外皮600内，并且所述电缆外皮600通过双金属片500固定在电缆芯200外并且所述双金属片500使得电缆外皮600始终处于拉伸状态，所述双金属片500包括内金属片300和外金属片400，所述内金属片300的外壁与外金属片400的内壁固定连接，并且所述内金属片300的热膨胀系数大于外金属片400的热膨胀系数，使得内金属片300为主动金属片，外金属片400为被动金属片。

优选的实施例中，如图3所示，所述内金属片300包括相卡合的内上半环301与内下半环302，所述内上半环301的一端为单尖部，所述内上半环301的另一端为双尖部，所述内下半环302的一端对应内上半环301的单尖部设有相卡合的双尖部，所述内下半环302的一端对应内上半环301的双尖部设有相卡合的单尖部。所述外金属片400包括相卡合的外上半环401与外下半环402，所述外上半环401的一端为单尖部，所述外上半环401的另一端为双尖部，所述外下半环402的一端对应外上半环401的单尖部设有相卡合的双尖部，所述外下半环402的一端对应外上半环401的双尖部设有相卡合的单尖部。

优选的实施例中，如图4所示，所述外金属片400外壁设有锥套700，所述外金属片400与锥套700的材质相同，所述锥套700的中部向外突出形成环形尖部，并且所述环形尖部嵌设在电缆外皮600内。

优选的实施例中，所述锥套700的环形尖部嵌设在电缆外皮600的波谷内。

当出现火情时，电缆芯200传热给双金属片500，随着温度的升高，双金属片500的体积扩大，配置双金属片500的内金属片300和外金属片400的热膨胀系数，当温度升高到一定程度时，由于内金属片300的热膨胀系数大于外金属片400的热膨胀系数，

内上半环301和内下半环302分别对应带着外上半环401和外下半环402向外卷翘，内上半环301、内下半环302、外上半环401、外下半环402、两端的对应单尖部和双尖部弹出，可以划破对应位置的电缆外皮600，内金属片300和外金属片400的体积膨胀的同时，外金属片400外壁的锥套700的体积也膨胀，通过锥套700的体积膨胀，可以进一步撑破电缆外皮600，设置所述锥套700的中部向外突出形成环形尖部，环形尖部可以增大对应位置的压强，更容易撑破电缆外皮600，所述锥套700的环形尖部嵌设在电缆外皮600的波谷内，还能进一步便于撑破电缆外皮600，由于双金属片500的外壁嵌设在电缆外皮600内，并且所述电缆外皮600通过双金属片500固定在电缆芯200外并且所述双金属片500使得电缆外皮600始终处于拉伸状态，当锥套700将电缆外皮600完全撑破后，双金属片500两端的电缆外皮600会向两端回缩使得远离双金属片500，阻断火势随着电缆外皮600蔓延的危险，本发明通过双金属片500的温度感应，预知发生火情，在火势起初就可以切断电缆外皮600与火源的联系，防止火情蔓延，有利于对电缆本身的保护及火势的控制。

具体实施中，如果电缆芯200导电的自产热温度过高或者是阳光暴晒、环境温度过高的时候，也可能会导致双金属片500膨胀从而导致对应位置的电缆外皮600断开，使得电缆芯200暴露，为了解决这种问题，需要统计数据来确定双金属片500合理的参数，包括配置内金属片300和外金属片400的参数，具体包括配置内金属片300和外金属片400的尺寸规格和具体的材质，其方法包括以下步骤：

S1.首先在应用中确定电缆芯200和电缆外皮600具体的材质和尺寸规格，然后统计电缆芯200和电缆外皮600自导电的产热效能及使用在的极端高温环境温度的产热效能，确定电缆芯200和电缆外皮600在极端高温环境下的最高产热效能，根据最高产热效能确定一个双金属片500的温度下限阈值T1；

S2.然后在两个相邻的双金属片500之间对电缆芯200和电缆外皮600的进行燃烧模拟实验，确定与燃烧位置最接近的双金属片500的产热效能，然后根据该双金属片500的产热效能确定一个该双金属片500的温度上限阈值T2；

S3.配置内金属片300和外金属片400的尺寸规格和材质使得其在温度下限阈值T1的情况下不发生明显的体积膨胀，且不会导致电缆外皮600被撑破；配置内金属片300和外金属片400的尺寸规格和材质使得其在温度上限阈值T2的情况下发生明显的体积膨胀，且能够将电缆外皮600撑破。

还包括配置每相邻两个双金属片500在电缆芯200上的间距为L，每相邻两个双金属片500在电缆芯200上的间距为L越长，当电缆外皮600被撑破时，双金属片500两端的电缆外皮600向两端回缩的距离就越长，未着火的一端离火源就越远，更能有效阻断火源，安全性越高，因此，双金属片500在电缆芯200上的间距为L应在保证发生火灾时的热传导使得双金属片500及时有效得发生体积膨胀撑破电缆外皮600的基础上使得双金属片500在电缆芯200上的间距为L应尽可能长，就越能阻断火势，具体方法如下：

在内金属片300和外金属片400的尺寸规格和材质恒定的情况下，确定一个L初始的经验数值，确保内金属片300和外金属片400在温度下限阈值T1的情况下不发生明显的体积膨胀且不会导致电缆外皮600被撑破，同时，在温度上限阈值T2的情况下发生明显的体积膨胀且能够将电缆外皮600撑破，然后逐渐增加L，再次评估，使得内金属片300和外金属片400在温度下限阈值T1的情况下不发生明显的体积膨胀且不会导致电缆外皮600被撑破，同时，在温度上限阈值T2的情况下发生明显的体积膨胀且能够将电缆外皮600撑破，则，继续增加L的长度，直到内金属片300和外金属片400在温度上限阈值T2的情况下不发生明显的体积膨胀，或不能够将电缆外皮600撑破，由此确定一个L的最长长度。

具体是指，首先确定一个L初始的经验数值，确保固定内金属片300和外金属片400的尺寸规格和材质，使得其在温度下限阈值T1的情况下不发生明显的体积膨胀，且不会导致电缆外皮600被撑破；且确保固定内金属片300和外金属片400的尺寸规格和材质，使得其在温度上限阈值T2的情况下发生明显的体积膨胀，且能够将电缆外皮600撑破，然后逐渐增加L，再次评估，如果能够确保固定内金属片300和外金属片400的尺寸规格和材质，使得其在温度下限阈值T1的情况下不发生明显的体积膨胀，且不会导致电缆外皮600被撑破，且能够确保固定内金属片300和外金属片400的尺寸规格和材质，使得其在温度上限阈值T2的情况下发生明显的体积膨胀，且能够将电缆外皮600撑破，则，继续增加L的长度，直到当确定内金属片300和外金属片400的尺寸规格和材质时，其在温度上限阈值T2的情况下不发生明显的体积膨胀，或不能够将电缆外皮600撑破，由此确定一个L的最长长度。

Claims (6)

1.无机材料高阻燃的防火电缆，包括电缆芯（200），所述电缆芯（200）内设有导线（100），所述电缆芯（200）外包覆有电缆外皮（600），其特征在于，所述电缆外皮（600）为轴向折叠的波纹形状，所述电缆外皮（600）和电缆芯（200）之间每隔一定距离L设有一个双金属片（500），所述双金属片（500）的内壁包覆在电缆芯（200）外，所述双金属片（500）的外壁嵌设在电缆外皮（600）内，并且所述电缆外皮（600）通过双金属片（500）固定在电缆芯（200）外并且所述双金属片（500）使得电缆外皮（600）始终处于拉伸状态，所述双金属片（500）包括内金属片（300）和外金属片（400），所述内金属片（300）的外壁与外金属片（400）的内壁固定连接，并且所述内金属片（300）的热膨胀系数大于外金属片（400）的热膨胀系数；

配置内金属片（300）和外金属片（400）的参数，具体包括配置内金属片（300）和外金属片（400）的尺寸规格和具体的材质，配置方法包括以下步骤：

S1.首先在应用中确定电缆芯（200）和电缆外皮（600）具体的材质和尺寸规格，然后统计电缆芯（200）和电缆外皮（600）自导电的产热效能及使用在的极端高温环境温度的产热效能，确定电缆芯（200）和电缆外皮（600）在极端高温环境下的最高产热效能，根据最高产热效能确定一个双金属片（500）的温度下限阈值T1；

S2.然后在两个相邻的双金属片（500）之间对电缆芯（200）和电缆外皮（600）的进行燃烧模拟实验，确定与燃烧位置最接近的双金属片（500）的产热效能，然后根据该双金属片（500）的产热效能确定一个该双金属片（500）的温度上限阈值T2；

S3.配置内金属片（300）和外金属片（400）的尺寸规格和材质使得其在温度下限阈值T1的情况下不发生明显的体积膨胀，且不会导致电缆外皮（600）被撑破；配置内金属片（300）和外金属片（400）的尺寸规格和材质使得其在温度上限阈值T2的情况下发生明显的体积膨胀，且能够将电缆外皮（600）撑破。

2.根据权利要求1所述的无机材料高阻燃的防火电缆，其特征在于，所述内金属片（300）包括相卡合的内上半环（301）与内下半环（302），所述内上半环（301）的一端为单尖部，所述内上半环（301）的另一端为双尖部，所述内下半环（302）的一端对应内上半环（301）的单尖部设有相卡合的双尖部，所述内下半环（302）的一端对应内上半环（301）的双尖部设有相卡合的单尖部。

3.根据权利要求2所述的无机材料高阻燃的防火电缆，其特征在于，所述外金属片（400）包括相卡合的外上半环（401）与外下半环（402），所述外上半环（401）的一端为单尖部，所述外上半环（401）的另一端为双尖部，所述外下半环（402）的一端对应外上半环（401）的单尖部设有相卡合的双尖部，所述外下半环（402）的一端对应外上半环（401）的双尖部设有相卡合的单尖部。

4.根据权利要求3所述的无机材料高阻燃的防火电缆，其特征在于，所述外金属片（400）外壁设有锥套（700），所述外金属片（400）与锥套（700）的材质相同，所述锥套（700）的中部向外突出形成环形尖部，并且所述环形尖部嵌设在电缆外皮（600）内。

5.根据权利要求4所述的无机材料高阻燃的防火电缆，其特征在于，所述锥套（700）的环形尖部嵌设在电缆外皮（600）的波谷内。

6.根据权利要求1所述的无机材料高阻燃的防火电缆，其特征在于，配置每相邻两个双金属片（500）在电缆芯（200）上的间距为L，具体方法如下：

在内金属片（300）和外金属片（400）的尺寸规格和材质恒定的情况下，确定一个L初始的经验数值，确保内金属片（300）和外金属片（400）在温度下限阈值T1的情况下不发生明显的体积膨胀且不会导致电缆外皮（600）被撑破，同时，在温度上限阈值T2的情况下发生明显的体积膨胀且能够将电缆外皮（600）撑破，然后逐渐增加L，再次评估，使得内金属片（300）和外金属片（400）在温度下限阈值T1的情况下不发生明显的体积膨胀且不会导致电缆外皮（600）被撑破，同时，在温度上限阈值T2的情况下发生明显的体积膨胀且能够将电缆外皮（600）撑破，则，继续增加L的长度，直到内金属片（300）和外金属片（400）在温度上限阈值T2的情况下不发生明显的体积膨胀，或不能够将电缆外皮（600）撑破，由此确定一个L的最长长度。