CN202487273U - 一种纳米陶瓷化海洋工程和船用防火中压电力电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种纳米陶瓷化海洋工程和船用防火中压电力电缆，包括一根或数根导体，一根或数根导体外依次包裹有导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层，绝缘屏蔽层外包裹有金属屏蔽层，包裹金属屏蔽层的一根导体形成单芯缆芯或包裹金属屏蔽层的数根导体相互绞合构成多芯缆芯，单芯缆芯或多芯缆芯外依次采用陶瓷纤维防火包带绕包构成防火层、纳米陶瓷化热塑防火材料挤塑成型的衬垫层、铠装层、外护套层。本实用新型结构设计新颖合理，缆芯外采用陶瓷纤维防火带绕包构成防火层后挤包纳米陶瓷化热塑防火材料的衬垫层，实现采用导体屏蔽、绝缘及绝缘屏蔽三层共挤技术，工艺流程短，生产效率高，外径及重量小，防火功能也要略胜一筹。

Description

一种纳米陶瓷化海洋工程和船用防火中压电力电缆

技术领域

本实用新型涉及电力电缆，尤其涉及一种纳米陶瓷化海洋工程和船用防火中压电力电缆。

背景技术

目前在国内尚无海洋工程和船用低烟无卤阻燃防火中压电力电缆的生产制造，在国外电缆行业中已有生产制造，参照有关IEC标准，对海洋工程和船用低烟无卤阻燃防火中压电力电缆的性能要求是：

1、导体符合IEC60228 class2或class5圆形多股镀锡退火铜导体规定；

2、工频耐压试验3.5U₀kV/5min不击穿, U₀为额定相电压；

3、低烟试验烟密度透光率≥60%；

4、无卤试验PH值≥4.3，电导率≤10μS/mm；

5、导体最高工作温度为90℃，短时短路温度250℃；

6、阻燃试验符合IEC60332-3-22 A类要求：非金属物体积7L/m，供火40min，试样炭化长度应不超过距喷嘴底边向上2.5m，停止供火后试样上的有焰燃烧时间不超过1h；

7、防火试验符合IEC60331-1/2要求：供火时施加冲击，温度不低于830℃，施加额定电压，供火时间为90min，机械冲击间隔5min，电压保持（2A熔断器不熔断），导体不熔断（指示灯不熄灭）。

为了满足海洋工程和船舶对中压电力电缆的低烟无卤阻燃防火要求，目前，国外采用的大多是在导体屏蔽上缠绕云母带和使用无卤交联绝缘料、无卤阻燃聚烯烃护套料及无卤阻燃包带等的低烟无卤阻燃耐火电缆，其结构单元从内到外依次是导体、导体屏蔽、云母带+乙丙橡胶或交联聚乙烯绝缘、绝缘屏蔽、金属屏蔽、无卤衬垫层、编织铠装、无卤外护套。 

国外这种在导体屏蔽上缠绕云母带的海洋工程和船用低烟无卤阻燃防火中压电力电缆，不能采用导体屏蔽、绝缘及绝缘屏蔽三层共挤的先进工艺技术，因为为了要绕包云母带来达到耐火的目的，必须先行挤包导体屏蔽，再绕包云母带，然后实行绝缘及绝缘屏蔽双层共挤，技术要求高，控制难度大。而且在生产中云母带需要多层缠绕，绕包质量要求很高，由于工艺条件的限制，费工费时，控制不好，云母脱落，往往还易造成搭接缝处出现缺陷，故在生产时，一般还要加绕一层聚酯带或玻纤带以保护里面的云母带。这样生产的海洋工程和船用低烟无卤阻燃防火中压电力电缆外径大，重量重，对希望节省空间和减轻自重的海洋工程和船舶是不利的。而且缠绕云母带的耐火电缆，火烧后云母带发脆，很容易脱落，致使耐火效果不够理想，从而难以保障电力在火灾情况下的安全畅通。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种纳米陶瓷化海洋工程和船用防火中压电力电缆，结构设计新颖，具有外径小、重量轻、耐火性能更加优越。

本实用新型的技术方案如下： 

纳米陶瓷化海洋工程和船用防火中压电力电缆，包括一根或数根导体，其特征在于：所述的一根或数根导体外依次包裹有导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层，绝缘屏蔽层外包裹有金属屏蔽层，包裹金属屏蔽层的一根导体形成单芯缆芯或包裹金属屏蔽层的数根导体相互绞合构成多芯缆芯，单芯缆芯或多芯缆芯外依次采用陶瓷纤维防火包带绕包构成防火层、纳米陶瓷化热塑防火材料挤塑成型的衬垫层、铠装层、外护套层，还包括有填充层，填充层位于多芯缆芯与防火层之间。

所述的纳米陶瓷化海洋工程和船用防火中压电力电缆，其特征在于：所述的铠装层采用金属丝编织构成。 

所述的纳米陶瓷化海洋工程和船用防火中压电力电缆，其特征在于：所述的单芯缆芯弯曲半径不小于电缆外径的12倍。 

所述的纳米陶瓷化海洋工程和船用防火中压电力电缆，其特征在于：所述的多芯缆芯弯曲半径不小于电缆外径的9倍。 

本实用新型的优点是： 

本实用新型结构设计新颖合理，缆芯外采用陶瓷纤维防火带绕包构成防火层后挤包纳米陶瓷化热塑防火材料的衬垫层，实现采用导体屏蔽、绝缘及绝缘屏蔽三层共挤技术，不需另外单独绕包云母带，工艺流程短，生产效率高，外径及重量小，防火功能也要略胜一筹。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图（多芯缆芯电缆）。

具体实施方式

参见图1：

纳米陶瓷化海洋工程和船用防火中压电力电缆，包括一根或数根导体1，一根或数根导体1外依次包裹有导体屏蔽层2、绝缘层3、绝缘屏蔽层4，绝缘屏蔽层4外包裹有金属屏蔽层5，包裹金属屏蔽层5的一根导体形成单芯缆芯或包裹金属屏蔽层的数根导体相互绞合构成多芯缆芯，单芯缆芯或多芯缆芯外依次采用陶瓷纤维防火包带绕包构成防火层6、纳米陶瓷化热塑防火材料挤塑成型的衬垫层7、铠装层8、外护套层9，还包括有填充层10，填充层10位于多芯缆芯与防火层6之间。

铠装层8采用金属丝编织构成。 

单芯缆芯弯曲半径不小于电缆外径的12倍。 

多芯缆芯弯曲半径不小于电缆外径的9倍。 

本实用新型材料和结构创新及性能参数： 

1、材料应用创新——陶瓷纤维防火包带和纳米陶瓷化热塑防火材料的综合应用：

与国外海洋工程和船用低烟无卤阻燃防火中压电力电缆防火材料采用导体屏蔽上缠绕云母带相比，本实用新型将陶瓷纤维防火包带和纳米陶瓷化热塑防火材料综合应用于电缆上，一样能制造出符合标准和使用要求的海洋工程和船用低烟无卤阻燃防火中压电力电缆，而且还具有外径小、重量轻、结构性能更加优越的特点。

纳米陶瓷化热塑防火材料，在常温下它具备普通热塑性聚烯烃的性能，在一定的工艺条件下，可实现正常挤塑作为电缆防火衬垫层兼内护套，在高温火焰条件下，因金属丝编织铠装层迅速均匀的热传导，使烧蚀后的纳米陶瓷化热塑防火衬垫层很快形成坚硬的管状壳体，这层坚硬的管状壳体因已陶瓷化而不会燃烧，又隔绝了里面的绝缘线芯，使之不与外面的空气接触，形成不了燃烧的条件（火源、氧气、着火点为燃烧三要素），从而保护了管状壳体里的电缆绝缘线芯在一定时间内不受损坏。 

2、结构创新——将防火层设置在电缆缆芯上 

国外海洋工程和船用低烟无卤阻燃防火中压电力电缆将防火层设置在导体屏蔽上，而本实用新型则将防火层设置在缆芯上，即缆芯扎带先行采用陶瓷纤维防火带绕包后挤包纳米陶瓷化热塑防火材料衬垫层（内护套）。这样做使本实用新型的电缆外径与普通的非防火电缆的外径及其重量相当，又赋予了本实用新型的防火功能。与将防火层设置在导体屏蔽上的海洋工程和船用低烟无卤阻燃防火中压电力电缆相比，本实用新型的电缆因可采用导体屏蔽、绝缘及绝缘屏蔽三层共挤技术，不需另外单独绕包云母带，故工艺流程短，生产效率高，外径及重量小，防火功能也要略胜一筹。

用纳米陶瓷化热塑防火材料做成的海洋工程和船用低烟无卤阻燃防火中压电力电缆，被烧蚀后形成的坚硬管状壳体保护着里面的电缆缆芯，从而保证了电力的畅通，为火灾情况下人员的疏散和抢救赢得了宝贵的时间。 

3、本实用新型的各项技术性能指标 

3.1额定电压：3.6/6kV、6/10kV、8.7/15kV、12/20kV、18/30kV、26/35kV；

3.2电缆长期最高允许工作温度为90℃，短路温度为250℃；

3.3导体直流电阻符合IEC60228 class2或class5圆形多股镀锡退火铜导体规定；

3.4成品电缆工频耐压试验3.5U₀kV/5min不击穿；

3.5最小弯曲半径：单芯不小于电缆外径的12倍，三芯不小于电缆外径的9倍；

3.6绝缘电阻常数20℃时不小于3670MΩ·km；

3.7低烟性能：烟密度透光率≥85%；

3.8无卤性能：PH值≥4.3，电导率≤10μS/mm；

3.9阻燃性能：电缆在1100℃的火焰温度下，供火40min，符合IEC60332-3-22 A类要求；

3.10防火性能：供火时施加冲击，温度不低于830℃，施加额定电压，供火时间为90min，机械冲击间隔5min，电压保持（2A熔断器不熔断），导体不熔断（指示灯不熄灭），符合IEC60331-1/2要求。

Claims (4)

1.一种纳米陶瓷化海洋工程和船用防火中压电力电缆，包括一根或数根导体，其特征在于：所述的一根或数根导体外依次包裹有导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层，绝缘屏蔽层外包裹有金属屏蔽层，包裹金属屏蔽层的一根导体形成单芯缆芯或包裹金属屏蔽层的数根导体相互绞合构成多芯缆芯，单芯缆芯或多芯缆芯外依次采用陶瓷纤维防火包带绕包构成防火层、纳米陶瓷化热塑防火材料挤塑成型的衬垫层、铠装层、外护套层，还包括有填充层，填充层位于多芯缆芯与防火层之间。

2.根据权利要求1所述的纳米陶瓷化海洋工程和船用防火中压电力电缆，其特征在于：所述的铠装层采用金属丝编织构成。

3.根据权利要求1所述的纳米陶瓷化海洋工程和船用防火中压电力电缆，其特征在于：所述的单芯缆芯弯曲半径不小于电缆外径的12倍。

4.根据权利要求1所述的纳米陶瓷化海洋工程和船用防火中压电力电缆，其特征在于：所述的多芯缆芯弯曲半径不小于电缆外径的9倍。