CN201570304U - 环保安全型耐火矿用电力电缆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种环保安全型耐火矿用电力电缆。耐火层绕包在导电线芯上，在耐火层外为屏蔽层，电缆外层由内而外依此由半导电阻水带、内衬层、铜丝铜带组合屏蔽层、半导电阻水缓冲带、阻燃内衬层、双钢带铠装层和膨胀型无卤阻燃保护层组成。其特征在于：所述的耐火层为合成云母带GSG，所述的导电阻水带是由高吸水性、导电性材料和无纺布带构成，高吸水材料有羧甲基纤维素、乙烯醇-丙烯酸共聚物等，分子内含有大量的亲水基团，所述的内衬层是由阻燃玻璃纤维带绕包而成，所述的半导电阻水缓冲带是由一种经过加工的具有微型泡沫的半导电阻。本实用新型的优点是由于采用了上述结构，从而提高了防火、安全效果。不会蔓延、燃烧及产生卤化氢有害气体，同时还有短路保护的屏蔽系统，达到了绿色环保型安全电缆的设计要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电力电缆，应用于各类额定电压的矿井下移动采煤设备的电源连接以及矿井下巷道照明，输送机联锁和控制与信号设备电源连接等等领域。特别是一些石油、矿山、冶金、隧道等的自动安全消防系统和紧急供电系统中，作为电能传输的应急电力电缆。
背景技术
随着国民经济的快速发展，矿业开发已经成为国民经济发展的重要支柱产业之一。特别是西部、北部省区煤炭资源非常丰富，这些地区属于相对落后的地区。矿产资源将占有很大的比例，在今后的发展过程中，开发这些资源势在必行。另一方面，由于历年来煤矿行业事故频频，国务院三令五申关闭中小煤矿，并在今后的发展中国家将投入大量资金优先考虑对煤矿的安全系统及作业环境进行改造，这就为电缆制造厂家开发矿用电缆新产品提供了良机。但是煤炭行业明令规定煤矿所用的电缆必须按煤炭行业标准MT818.1～818.14-1999进行生产及检验，同时产品必须通过煤炭行业的检验，取得生产许可证产品才允许进入煤矿使用。煤矿用移动软电缆主要用于煤矿井下移动设备的电源连接。地下矿井环境恶劣，很多矿石非常坚硬、锋利；加之地下水渗漏，地面泥、水、矿石混杂，且有很多矿物质溶解在水中。在电缆运行的过程中，经常受到矿石的砸、碰、刮等情况，使电缆的护套很容易发生机械损伤而报废。尽管国家标准对电缆的性能提出了更高的要求：电缆护套的抗撕强度不小于7.5N/mm2。但是在实际使用过程中，还是经常发生电缆护套损伤、线芯折断等情况，导致电缆报废，尤其容易引发瓦斯爆炸事故，造成人员财产损失。
尤其是石油、矿山、冶金、隧道等防火安全条件高的场合，所使用的电缆绝缘层，护套层都不能采用含卤的绝缘材料。否则，火灾一旦蔓延，不仅会产生大量的浓烟，而且会产生具有“二次灾害”的腐蚀性很强的卤化氢气体，危及人的生命，危害设备和污染环境。随着经济的高速发展以及环境组织对环境保护的要求，亟待开发环保型安全电缆以满足石油、矿山、冶金、隧道等防火安全条件高的场合需求。
发明内容
本实用新型的目的是要提供一种防火、防水、防腐、环保、安全性高，适于特定灾难情况下仍能维持通电的保安，救灾电源以及灭火，报警，照明，通信等的应急电源所使用的低烟无卤，无毒无公害的绿色安全电缆——环保安全型耐火矿用电力电缆。本实用新型设计环保安全型耐火矿用电力电缆，包括电缆内芯、电缆外层，其特征在于：电缆内芯由导电线芯、耐火层、屏蔽层组成，耐火层绕包在导电线芯上，在耐火层外为屏蔽层，电缆外层由内而外依此由半导电阻水带、内衬层、铜丝铜带组合屏蔽层、半导电阻水缓冲带、阻燃内衬层、双钢带铠装层和膨胀型无卤阻燃保护层组成。其特征在于：所述的耐火层为合成云母带GSG，所述的导电阻水带是由高吸水性、导电性材料和无纺布带构成，高吸水材料有羧甲基纤维素、乙烯醇-丙烯酸共聚物等，分子内含有大量的亲水基团，所述的内衬层是由阻燃玻璃纤维带绕包而成，所述的半导电阻水缓冲带是由一种经过加工的具有微型泡沫的半导电阻水带绕包构成，所述的阻燃内衬层采用氧指数高的阻燃型交联聚烯烃电缆料。其特征在于：电缆外层内的电缆内芯可以有一个以上。其特征在于：电缆外层内的电缆内芯有三个或四个或五个。其特征在于：屏蔽层是由CCV干法交联三层共挤形成，内层为半导电导体屏蔽料，外层为半导电绝缘屏蔽料，中间为交联聚乙烯绝缘料，三层均由低烟无卤电缆材料挤压成型，通过交联处理，将聚乙烯的线型分子结构转变为立体网状分子结构。其特征在于：导电线芯由若干根直径相同的软圆铜丝绞制而成。其特征在于：电缆外层的铜丝铜带组合屏蔽层由一层铜丝外一层铜带绕包组成。其特征在于：双钢带铠装层是由非导磁钢带间隙绕包构成。其特征在于：电缆外层的膨胀型无卤阻燃聚烯烃保护层，由酸源(脱水剂)、碳源(成炭剂)及气源(发泡剂)三部分组成的护套材料。本实用新型的优点是由于采用了上述结构，从而提高了防火、安全效果。不会蔓延、燃烧及产生卤化氢有害气体，同时还有短路保护的屏蔽系统，达到了绿色环保型安全电缆的设计要求。
附图说明
图一为本实用新型的具有三个电缆内芯的结构剖视图，
图二为本实用新型的具有四个电缆内芯的结构剖视图，
下面结合附图和实例对本实用新型作详细说明。
具体实施方式
图中包括电缆内芯、电缆外层，其特征在于：电缆内芯由导电线芯1、耐火层2、屏蔽层组成，耐火层2绕包在导电线芯1上，在耐火层2外为屏蔽层(包括导体屏蔽3、交联聚乙烯绝缘料4、绝缘屏蔽5)，电缆外层由内而外依此由半导电阻水带6、内衬层7、铜丝铜带组合屏蔽层8、半导电阻水缓冲带9、阻燃内衬层10、双钢带铠装层11和膨胀型无卤阻燃保护层12组成。其特征在于：所述的耐火层为合成云母带GSG，所述的导电阻水带6是由高吸水性、导电性材料和无纺布带构成，高吸水材料有羧甲基纤维素、乙烯醇-丙烯酸共聚物等，分子内含有大量的亲水基团，所述的内衬层7是由阻燃玻璃纤维带绕包而成，所述的半导电阻水缓冲带9是由一种经过加工的具有微型泡沫的半导电阻水带绕包构成，所述的阻燃内衬层采用氧指数高的阻燃型交联聚烯烃电缆料。其特征在于：电缆外层内的电缆内芯可以有一个以上。其特征在于：电缆外层内的电缆内芯有三个或四个或五个。其特征在于：屏蔽层是由CCV干法交联三层共挤形成，内层3为半导电导体屏蔽料，外层5为半导电绝缘屏蔽料，中间4为交联聚乙烯绝缘料，三层均由低烟无卤电缆材料挤压成型，通过交联处理，将聚乙烯的线型分子结构转变为立体网状分子结构。其特征在于：导电线芯1由若干根直径相同的软圆铜丝绞制而成。其特征在于：电缆外层的铜丝铜带组合屏蔽层8由一层铜丝外一层铜带绕包组成。其特征在于：双钢带铠装层11是由非导磁钢带间隙绕包构成。其特征在于：电缆外层的膨胀型无卤阻燃聚烯烃保护层12，由酸源(脱水剂)、碳源(成炭剂)及气源(发泡剂)三部分组成的护套材料。
本实用新型的技术方案是这样来完成的。电缆由导电线芯1、耐火层2、屏蔽层(包括导体屏蔽3、交联聚乙烯绝缘料4、绝缘屏蔽5)、半导电阻水带6、内衬层7、铜丝铜带组合屏蔽层8、半导电阻水缓冲带9、阻燃内衬层10、双钢带铠装11和膨胀型无卤阻燃保护层12共同组成。电缆的导电线芯1是由许多根软园铜单线按同心分层式绞制而成的绞合导体。耐火层2是由优质的耐火合成云母带组成，包绕在导电线芯1上，屏蔽层为三层共挤由导体屏蔽3——交联聚乙烯绝缘料(XLPE)4——绝缘屏蔽5组成：依次包覆于耐火层2的外侧，半导电阻水带6重叠绕包在绝缘屏蔽5的外侧，低烟无卤内衬层7挤包在外面。铜丝铜带组合屏蔽层8是由多根软圆铜丝疏绕在内衬层7的外侧，再反向绕包一根铜带扎紧来完成，半导电缓冲阻水带9绕包在铜丝铜带组合屏蔽层8的外侧，起缓冲阻水作用。再挤包阻燃内衬层10在半导电缓冲阻水带9的外侧，再加上双钢带铠装的抗压保护层11，最外面再挤包一层膨胀型低烟无卤阻燃耐火聚烯烃护套12作外保护层，这是一种新型的膨胀型阻燃耐火护套。遇火会迅速膨胀，具有良好的隔热效应。
本实用新型的导电线芯1的截面积为1.5～300mm2，几何形状是圆型的，是由若干根直径相同的软圆铜丝有规则的，同心式的，且相继各层次依不同的方向绞制而成的。绝缘线芯可以是单芯的，也可以是三芯、四芯的，几何形状固定，稳定性高，对电缆的可曲度影响很小。
本实用新型的耐火层2是用耐火安全电缆专用的优质云母带绕包而成，有优良的耐火阻燃效果，且在燃烧温度下仍能保持良好的介电强度。本实用新型的屏蔽层由三层组成，为三层共挤形成，内层为半导电导体屏蔽层3，外层为半导电绝缘屏蔽层5，中间则为交联聚乙烯绝缘层4，三层均由低烟无卤特殊绝缘材料挤压成型，通过交联特殊处理，将聚乙烯的线型分子结构转变为立体网状分子结构，大大提高了产品的电气性能、物理性能、机械性能和其他特殊性能，不仅耐高温且具有不延燃和不会产生卤化氢气体的特点。这样电缆在燃烧时就可以不释放有害气体及烟雾，不致造成“二次灾害”。
本实用新型的铜丝铜带组合屏蔽层8是由一层铜丝，一层铜带绕包组成，屏蔽层截面与主线芯截面按一定的比例配置，由16、25、35、50......多种规格。此结构的屏蔽电缆可抗电磁感应，接地不良和电源线传导干扰，减小电感，防止感应电动势过大等特点。屏蔽层既起到抑制电磁波对外发射的作用，又可作为短路电流的通道，能起到中性线芯的保护作用。
本实用新型的半导电阻水带6具有半导电、阻水的双重功效，在电缆绝缘屏蔽层5外重叠绕包，作为防水结构。选用0.5毫米厚的阻水带，当其遇水后，能迅速膨胀至12毫米的高度，从而达到很好的阻水效果。具有半导电、缓冲、阻水三重功效的半导电缓冲阻水带9，重叠绕包在铜丝铜带组合屏蔽层8外，具有同样的阻水原理，还有缓冲的作用。该带遇水膨胀后，能将铜丝铜带组合屏蔽层堵的水泄不通。有效的防止水分、潮气的侵入。
本实用新型采用的双钢带铠装11，能提高电缆的抗压能力，和新型的膨胀型阻燃耐火护套11配合，减缓了热的传导。在高于1000℃的火焰温度条件下，经过90min后，内部的温度不超过450℃。而采用普通低烟无卤阻燃耐火护套(ATH)+铝箔的结构，在高于1000℃的火焰温度条件下，经过20min后，内部的温度也超不过600℃，根本不会熔融。
本实用新型使用膨胀型阻燃耐火护套12，采用膨胀型阻燃技术以氮为阻燃元素，在火焰的环境下，由酸源(脱水剂)、碳源(成炭剂)及气源(发泡剂)三部分组成的护套材料迅速膨胀，表面形成致密的多孔碳质泡沫层，牢固地附着在电缆上，起到很好的隔热、隔氧、抑烟，并能防止产生溶滴的作用。耐火外护套具有良好的阻燃抑烟和自熄的功能，低烟、无卤、阻燃以及具有高的断裂伸长率(＞350％)，且加工方便。膨胀型阻燃耐火护套的阻燃耐火作用主要是通过膨胀炭层的隔热-泡沫结构的低热传导和对热辐射的反射、隔气作用，限制了对下层聚合物供氧及抑制可燃性降解气体的放出以及有效地制止聚合物燃烧产生的融溶滴落行为以达到阻燃耐火的作用。
本实用新型所使用的绝缘材料是向生产材料的厂商购买。
Claims (9)
1.环保安全型耐火矿用电力电缆，包括电缆内芯、电缆外层，其特征在于：电缆内芯由导电线芯、耐火层、屏蔽层组成，耐火层绕包在导电线芯上，在耐火层外为屏蔽层，电缆外层由内而外依此由半导电阻水带、内衬层、铜丝铜带组合屏蔽层、半导电阻水缓冲带、阻燃内衬层、双钢带铠装层和膨胀型无卤阻燃保护层组成。
2.按权利要求1所述的环保安全型耐火矿用电力电缆，其特征在于：所述的耐火层为合成云母带GSG，所述的导电阻水带是由高吸水性、导电性材料和无纺布带构成，高吸水材料有羧甲基纤维素、乙烯醇-丙烯酸共聚物等，分子内含有大量的亲水基团，所述的内衬层是由阻燃玻璃纤维带绕包而成，所述的半导电阻水缓冲带是由一种经过加工的具有微型泡沫的半导电阻水带绕包构成，所述的阻燃内衬层采用氧指数高的阻燃型交联聚烯烃电缆料。
3.按权利要求1所述的环保安全型耐火矿用电力电缆，其特征在于：电缆外层内的电缆内芯可以有一个以上。
4.按权利要求1所述的环保安全型耐火矿用电力电缆，其特征在于：电缆外层内的电缆内芯有三个或四个或五个。
5.按权利要求1所述的环保安全型耐火矿用电力电缆，其特征在于：屏蔽层是由CCV干法交联三层共挤形成，内层为半导电导体屏蔽料，外层为半导电绝缘屏蔽料，中间为交联聚乙烯绝缘料，三层均由低烟无卤电缆材料挤压成型，通过交联处理，将聚乙烯的线型分子结构转变为立体网状分子结构。
6.按权利要求1所述的环保安全型耐火矿用电力电缆，其特征在于：导电线芯由若干根直径相同的软圆铜丝绞制而成。
7.按权利要求1所述的环保安全型耐火矿用电力电缆，其特征在于：电缆外层的铜丝铜带组合屏蔽层由一层铜丝外一层铜带绕包组成。
8.按权利要求1所述的环保安全型耐火矿用电力电缆，其特征在于：双钢带铠装层是由非导磁钢带间隙绕包构成。
9.按权利要求1所述的环保安全型耐火矿用电力电缆，其特征在于：电缆外层的膨胀型无卤阻燃聚烯烃保护层，由酸源、碳源及气源三部分组成的护套材料。
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