CN1822243A

CN1822243A - 电线电缆

Info

Publication number: CN1822243A
Application number: CN 200510033421
Authority: CN
Inventors: 吴逸民
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-03-09
Filing date: 2005-03-09
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2025-03-09
Also published as: CN100466111C

Abstract

本发明的电线电缆，包括导体、耐火层和外套，在导体外任何一层中混合有可烧结的无机化合物。上述可烧结的无机化合物为金属含氧化合物、氮化物或碳化物。上述金属含氧化合物为金属氧化物、金属氢氧化物、硅酸盐或硼酸盐。使用本发明的电线电缆，在火焰条件下，耐火层中的可烧结的无机化合物能烧结成致密烧结体，有良好的绝缘性能、硬度和防水性能，因此能耐水淋和耐撞击，满足我国和国际对于耐火电线电缆的标准。

Description

电线电缆

技术领域

本发明涉及一种电线电缆，特别是一种高耐火特性的耐火电线电缆。

背景技术

耐火电线电缆是在着火燃烧时仍能保持一定时间的正常运行的电缆。它已经获得广泛的使用，在大型商场、高层建筑、地下铁道、船舶、航空、石油、化工企业的消防与紧急电源中已不能缺少耐火电线电缆。

耐火电线电缆区别于防火电缆(或称为矿物电缆，Mi型电缆)的地方是它的绝缘和护套是有机物树脂，因此它的耐火性能主要依靠其结构中的耐火层。耐火层主要是由耐火云母带组成。

传统的耐火云母带是用耐高温粘合剂将一定厚度的云母纸和补强材料粘合而制成。耐火云母带中的主要耐火绝缘材料是云母纸。不同的云母纸，它的耐火特性也有不同，如天然白云母纸[KAl₂(AlSi₃O₁₀)(OH)₂]在650℃时(OH)开始所分解，天然金云母[KMg₃(AlSi₃O₁₀)(OH)₂]的热分解起始温度则在850℃，合成云母纸[KMg₃AlSi₃O₁₀F₂]的热分解温度高达1200℃，所以用不同云母纸制成的耐火云母带的耐火温度也不同。应用不同耐火云母带制成的耐火电线电缆所能承受的火焰温度也就不同。

耐火电线电缆在遭遇火灾时，除了火焰的燃烧破坏了它的绝缘材料外，还有外来的机械上撞击(如掉下来的石块、木板、钢板)和消防的水的喷射，在这种恶劣的火灾环境下，耐火电线电缆也必须维持电路的完整性。所以高要求的耐火电线电缆必须能承受火焰、撞击、水淋三种破坏性之考验，以保证在实际的火灾环境下使紧急电源可靠地使用。在IEC60331-32、英国标准BS3687和美国DC2196标准中真实地体现以上的火场状态。

使用上述传统的耐火云母带的耐火电线电缆，只能保证在火焰条件在一定时间的维持其正常供电，也不能在承受水淋、撞击的状态正常运行。究其原因是在火焰条件下，耐高温粘结剂已失去其粘结性，玻璃纤维布已失去其机械强度，云母鳞片之间的结合力已经相当地松散，在水淋条件下，云母带结构耐火层的绝缘电阻急剧下降，而无法维持线间的绝缘电阻而出现短路。出现机械撞击时，已经燃烧得相当松散的云母带结构变得更加松散和脱落，也无法保持其绝缘性。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐火电线电缆，在火焰条件下仍能耐水淋、耐撞击。

本发明的电线电缆，包括导体、耐火层和外套，在导体外任何一层中混合有可烧结的无机化合物。

可烧结的无机化合物是指在火焰条件下能单独或与云母纸一起烧结成致密烧结体的无机化合物。致密烧结体与陶瓷一样有良好的绝缘性能、硬度和防水性能，因此能耐水淋和耐撞击。上述的可烧结的无机化合物为金属含氧化合物、氮化物或碳化物。上述的金属含氧化合物为金属氧化物、金属氢氧化物、硅酸盐或硼酸盐。其中的金属氧化物选自氧化铝、氧化镁、氧化锌、氧化硅或氧化硼。其中的金属氢氧化物为氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化锌或氢氧化硼。其中的硅酸盐为含镁硅酸盐或含铝硅酸盐。其中的硼酸盐为水合硼酸锌或水合硼酸钡。其中的氮化物为氮化硼或氮化铝。其中的碳化物为碳化硅。

上述可烧结的无机化合物还可以为碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硝酸盐、氯化物或碘化物，如碳酸镁、硫酸铝、磷酸镁、硝酸钠、氯化铝、碘化镁等。

本发明的电线电缆每平方米外表面内含有的可烧结的无机化合物用量大于2克。所用可烧结的无机化合物的粒度小于50微米。在与云母纸接触时，粒度越小越容易渗透进云母纸层，与云母充分混合，形成的致密烧结体的性能越好。

本发明的电线电缆中的可烧结的无机化合物可以通过混合在粘结剂中，涂在云母带上，从而渗透进云母纸层和补强材料层，这样可烧结的无机化合物和云母纸紧密接触，高温下形成致密烧结体的效果好。可烧结的无机化合物也可以通过和玻璃纤维布粘合，缠绕在云母带外。可烧结的无机化合物还可以制作成纤维状，作为电线电缆的填充物。

本发明是这样实现其目的的：在火焰条件下，电线电缆中所含的可烧结的无机化合物单独或和云母纸一起烧结成致密烧结体，有良好的绝缘性能、硬度和防水性能，因此能耐水淋和耐撞击。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

附图说明

附图1是本发明的电线电缆结构图。

具体实施方式

实施例1

如附图1，本实施例的电线电缆，包括导体1、耐火层、树脂绝缘层2和塑料外套3。可烧结的无机化合物4混合在粘结剂中涂在云母带5上，然后在150℃下干燥、固化8分钟；把上述云母带5缠绕两层在导体1上作为耐火层。所用的可烧结的无机化合物4是氧化镁。氧化镁的粒度为5微米，电线电缆每平方米外表面内含有的氧化镁的量是10克。

实施例2

本实施例的电线电缆，包括导体、耐火层、树脂绝缘层和塑料外套。可烧结的无机化合物混合在粘结剂中粘连云母带的云母纸层和补强材料层，然后在150℃下干燥、固化8分钟；云母带缠绕两层在导体上作为耐火层。所用的可烧结的无机化合物是氢氧化铝。氢氧化铝的粒度为8微米，电线电缆每平方米外表面内含有的氢氧化铝的量是3克。云母纸层是每平方米120克的金云母纸。补强材料层是每平方米30克的玻璃布。

本实施例的氢氧化铝也可以用碳酸镁、硫酸铝、磷酸镁、硝酸钠、氯化铝或碘化镁等代替。

实施例3

本实施例的电线电缆，包括导体、耐火层、可烧结带、树脂绝缘层和塑料外套。可烧结的无机化合物混合在粘结剂中涂在玻璃纤维布上，然后在150℃下干燥、固化8分钟，制成可烧结带；可烧结带和云母带一起缠绕两层在导体上作为耐火层。所用的可烧结的无机化合物是氧化铝和氢氧化镁的混合物，两者按重量百分比1∶1的比例混合。氧化铝的粒度为10微米，氢氧化镁的粒度为15微米。电线电缆每平方米外表面内含有的可烧结的无机化合物量是8克。

实施例4

本实施例的电线电缆，包括导体、耐火层、可烧结带、树脂绝缘层和塑料外套。滑石粉混合在粘结剂中涂在玻璃纤维布上，然后在150℃下干燥、固化8分钟，制成可烧结带。云母带缠绕两层在导体上作为耐火层，可烧结带再缠绕在云母带外面。滑石粉的粒度为30微米，电线电缆每平方米外表面内含有的滑石粉量为50克。

滑石粉的主要成分是水合硅酸镁。

本实施例的滑石粉也可以用粘土、高岭土、蛇纹石、云母等含有可烧结的无机化合物的天然矿物代替。

因为这些天然矿物中含有可烧结的无机化合物，所以制成的可烧结带中也就含有了可烧结的无机化合物。

实施例5

本实施例的电线电缆，包括导体、耐火层、树脂绝缘层和塑料外套。可烧结的无机化合物混合在每平方米23克的有机硅树脂中，把云母纸层和补强材料层粘合在一起。然后在150℃下干燥、固化8分钟。云母带缠绕两层在导体上作为耐火层。所用的可烧结的无机化合物是水合硼酸钡。水合硼酸钡的粒度为4微米，电线电缆每平方米外表面内含有的水合硼酸钡的量是25克。云母纸层是每平方米120克的金云母纸。补强材料层是PE塑料薄膜。

实施例6

本实施例的电线电缆，包括导体、耐火层和塑料外套。所用的可烧结的无机化合物是氮化硼纤维，直接作为填充物构成耐火层。氮化硼纤维的粒度为50微米，电线电缆每平方米外表面内含有的氮化硼纤维的量是80克。

本实施里的可烧结的无机化合物也可以为氮化铝和碳化硅等陶瓷纤维物质。

对比例

本对比例的电线电缆，包括导体、耐火层、树脂绝缘层和塑料外套。耐火层由云母带组成。云母带包括云母纸层和补强材料层。云母纸层是每平方米120克的金云母纸。补强材料层是每平方米30克的玻璃布。云母纸层和补强材料层用每平方米23克的有机硅树脂粘合在一起。然后在150℃下干燥、固化8分钟即制成。

试验1 耐火试验

按照GB/T 19216.21-2003/IEC 60331-21：1999进行测试，测试条件如下：

1.喷灯名称：长度至少为400mm的管状气体燃烧器

2.燃料：丙烷

3.火焰温度：950±40℃

4.试验时间：3小时

测试步骤：

按照上述标准要求的装置进行下列试验：

1.试样制备：长1200mm的电线电缆，两端露出100mm的导体，制成试验电缆。

2.把试样安装在夹子和支架上，相对试样调节喷灯到正确的位置。

3.点燃喷灯，调节丙烷和空气流量；打开电源开关，调节电压到0.6/1.0千伏。

4.按给定的供火时间持续进行，之后应熄灭火焰，但应对电缆试样继续供电15分钟，即总的试验时间应为供货时间加上15分钟的冷却时间。

合格判据：

1.保持电压，即没有一个熔断器或断路器断开；

2.导体不断，即灯泡一个也不熄灭。

经测试，实施例1-6和对比例的云母带均合格。

试验2 耐水试验

按照英国标准BS 6387：1994进行测试，测试条件如下：

1.喷灯名称：长度至少为400mm的管状气体燃烧器

2.燃料：丙烷

3.火焰温度：650±40℃

4.洒水器：提供的水压在250千帕至350千帕之间，电缆试样附近的水流量在每平方米每秒0.25升到0.30升之间。

测试步骤：

2.充分开启气源，并点燃燃烧器，通过气源上的调节阀门，把火焰温度调节到650±40℃。

3.关闭通向燃烧器的气源，使火焰熄灭，并维持调节阀门的位置使供气不发生变化。

4.把电缆试样安装在上述标准所述的钢铁支架上，并使整个电缆组件在试验框架上安装到位。

5.接通电源，把相电压调节到额定电压值450/750伏。

6.接通气源，重新点燃燃烧器，15分钟之后，打开水龙头，使洒水器的喷头向电缆试样被烧区域洒水。

7.继续燃烧和洒水试验15分钟。

合格判据：

1.保持电压，即没有一个熔断器或断路器断开；

2.导体不断，即灯泡一个也不熄灭。

经测试，实施例1-6的云母带均合格；而用对比例的电线在水淋5分钟后，熔断器熔断，不合格。

试验3 耐撞击试验1

按照英国标准BS 6387：1994进行测试，测试条件如下：

1.喷灯名称：长度至少为400mm的管状气体燃烧器

2.燃料：丙烷

3.火焰温度：950±40℃

测试步骤：

2.将试样安装在试验梯架上，按上述标准调节燃烧器，使此相对于试样呈正确位置。

3.接通电流，把相电压调节到额定电压值450/750伏。

4.启动冲击装置，点燃燃烧器。

5.继续试验15分钟。

合格判据：

1.保持电压，即没有一个熔断器或断路器断开；

2.导体不断，即灯泡一个也不熄灭。

经测试，实施例1-6的云母带均合格；而对比例的电线在敲击后第5分钟，熔断器熔断。

试验4 耐撞击试验2

按照IEC60331-31：2002进行测试，测试条件如下：

4.喷灯名称：长度至少为400mm的管状气体燃烧器

5.燃料：丙烷

6.火焰温度：750±40℃

测试步骤：

3.采用2A的熔断器或具有等价特性的断路器，将每相导体与变压器输出端的一相连接。

4.点燃燃烧器，调节丙烷和空气流量。

5.在点燃燃烧器后，立即启动冲击发生设施，启动试验周期计时器，在启动5分钟±10秒后，以及之后每隔5分钟±10秒，冲击发生设施应撞击电缆，在每次撞击后，撞击棒应在撞击20秒内，从试验梯架上提升。

6.在试验计时器启动后，立即接通电源，调节电压到0.6/1.0千伏。

合格判据：

1.保持电压，即没有一个熔断器或断路器断开；

2.导体不断，即灯泡一个也不熄灭。

经测试，实施例1-6的云母带均合格；而对比例的电线在敲击后的第4分钟，熔断器熔断，不合格。

Claims

1.一种电线电缆，包括导体、耐火层和外套，其特征在于，在导体外任何一层中含有可烧结的无机化合物。

2.根据权利要求1所述的电线电缆，其特征在于所述的可烧结的无机化合物为金属含氧化合物、氮化物或碳化物。

3.根据权利要求1所述的电线电缆，其特征在于所述的金属含氧化合物为金属氧化物、金属氢氧化物、硅酸盐或硼酸盐。

4.根据权利要求3所述的电线电缆，其特征在于所述的金属氧化物为氧化铝、氧化镁、氧化锌、氧化硅或氧化硼。

5.根据权利要求3所述的电线电缆，其特征在于所述的所述的金属氢氧化物为氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化锌或氢氧化硼。

6.根据权利要求3所述的电线电缆，其特征在于所述的硅酸盐为水合硅酸镁或硅酸镁铝。

7.根据权利要求3所述的电线电缆，其特征在于所述的硼酸盐为水合硼酸锌或水合硼酸钡。

8.根据权利要求2所述的电线电缆，其特征在于所述的氮化物为氮化硼或氮化铝，所述的碳化物为碳化硅。

9.根据权利要求1所述的电线电缆，其特征在于所述的电线电缆每平方米外表面内含有的可烧结的无机化合物用量大于2克。

10.根据权利要求1所述的电线电缆，其特征在于所述的可烧结的无机化合物的粒度小于50微米。