CN206726789U - 一种动车组高阻燃耐火电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动车组高阻燃耐火电缆，属于电缆技术领域。它包括若干总线、第一防火层及第一护套层，总线与总线之间填充有填充芯，总线与填充芯绞合在一起且截面成圆形，总线和填充芯的外围是第一防火层，防火层的外围是第一护套层。本实用新型通过其层状结构设计，加强了电缆的抗机械强度、密封性以及导电性，满足铁路电缆对低烟无卤要求，该电缆裸露在800℃以上以及机械冲击环境中保证并维持其不变的传输特性，使用性能好；本实用新型耐火效果好，大大提高了电缆在火焰灼烧下的持续工作时间，减低制造成本，结构简单、设计合理、易于制造的优点。

Description

一种动车组高阻燃耐火电缆

技术领域

本实用新型属于电缆技术领域，更具体地说，涉及一种动车组高阻燃耐火电缆。

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。我国国家标准GB12666.6(等IEC331)将耐火试验分A、B两种级别，A级火焰温度950～1000℃，持续供火时间90min，B级火焰温度750～800℃，持续供火时间90min，整个试验期间，试样应承受产品规定的额定电压值。耐火电缆广泛应用于高层建筑、地下铁道、地下街、大型电站及重要的工矿企业等与防火安全和消防救生有关的地方，例如，消防设备及紧急向导灯等应急设施的供电线路和控制线路。此外，动车组高阻燃耐火电缆不仅具有通用铁路电缆的性能，比如主要性能有阻燃、低烟、无卤、耐酸、耐碱等特性，其还具有特殊性能，即具有运动性和耐候性，作为动车组上使用的电气电缆，欧洲的安全标准要求产品能够达到即使发生火灾时，电缆在交通运输工具上火灾现场中也能够确保电力供应和信号数据传输连续性的使用标准。

目前动车组电缆的发展状况，目前动车组电缆都要求做到阻燃级别，因为考虑到成本等因素，只在部分特殊要求的地方使用耐火电缆，本实用新型会进一步推动耐火电缆在动车组上的应用。为了解决上述动车组电缆的耐火问题，经检索发现，中国专利申请号为201420377094.X，申请公布日为2014年11月19日的专利申请文件公开了一种高阻燃耐火电缆，包括多个线芯，线芯包括若干紧压绞合的导线、无机矿物质绝缘层、铝套、交联聚乙烯绝缘层，若干紧压绞合的导线外侧设有无机矿物质绝缘层，无机矿物质绝缘层外侧设有铝套，铝套外侧设有交联聚乙烯绝缘层，多个线芯外设有隔氧层，隔氧层与多个线芯之间以及多个线芯之间填充复合碳纤维，隔氧层外侧设有聚酯带包扎层，聚酯带包扎层外侧设有聚烯烃挤包层；再如中国专利申请号为201220531808.9，申请公布日为2013年4月3日的专利申请文件公开了一种耐火电缆，其包括由若干线芯绞合成的缆芯，线芯由中间的导线以及设置在导线外的耐火层和绝缘层组成，在缆芯的缝隙及外部设有填充层，在填充层外依次设置内护层，隔热层，铠装层和外护层，填充层由绳状无机材料绕包制成，而隔热层由两层高阻燃玻璃布带中间粘夹合成云母纸构成，这种双重保险结构在火灾中能够起到很好的耐火隔热效果，使得电缆的绝缘层在火灾中被软化而不融化掉。上述的两种耐火电缆在结构上较为复杂，制作成本较高，实用性较差。

实用新型内容

1.要解决的问题

针对现有动车组耐火电缆在发生火灾时不能确保电力供应和信号数据传输连续性的问题，本实用新型提供了一种动车组高阻燃耐火电缆，该电缆裸露在800℃以上以及机械冲击环境中保证并维持其不变的传输特性，使用性能好。

2.技术方案

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

本实用新型的一种动车组高阻燃耐火电缆，包括若干总线、第一防火层及第一护套层，总线与总线之间填充有填充芯，总线与填充芯绞合在一起且截面成圆形，总线和填充芯的外围是第一防火层，防火层的外围是第一护套层。

作为本实用新型的进一步改进，所述总线包括若干电缆单元，电缆单元包括两个规格相同的线芯、第二防火层和第二护套层，每个线芯由导线和绝缘层a或绝缘层b组成，绝缘层a、绝缘层b均匀密封导线，绝缘层a或绝缘层b的厚度为0.18～0.31mm，线芯绞合后，外围依次包裹第二防火层和第二护套层，在线芯之间填充有防火材料。

作为本实用新型的进一步改进，所述导线为EN60228五级或六级镀锡退火软铜丝。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一防火层、第二防火层均采用金云母纸为主要基材，以玻纤布作为双面增强材料的金云母带。

作为本实用新型的进一步改进，所述绝缘层a或绝缘层b均由EI104和EI109复合物制作而成，具体的由以下重量份的原料制备而成，其中：55～65％交联聚乙烯、30～40％聚丙烯和2～7％有机硅；所述第一护套层、第二护套层均由以下重量份的原料制备而成，其中：55～65％聚乙烯基材、35～40％聚丙烯和1～3％氢氧化钙。

作为本实用新型的进一步改进，所述电缆单元还包括无纺布绕包带层，包带层设置在第二防火层和第二护套层之间。

作为本实用新型的进一步改进，所述防火材料主要成分为云母粉。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一防火层、第二防火层均采用金云母纸为主要基材，以玻纤布作为双面增强材料的金云母带，其中金云母纸与玻纤布通过贴合压制工艺成为整体。

作为本实用新型的进一步改进，所述防火材料的成分包括云母粉，重量占比为95～98％；碱性金属氧化物，重量占比为2～5％，碱性金属氧化物为氧化镁、氧化钙或氧化铝。

本实用新型的一种动车组高阻燃耐火电缆的生产方法，包括以下具体步骤：

(1)绝缘层挤出：根据成缆线径大小，选择80mm或者120mm单螺杆挤出机挤出，挤出温度控制在160～180℃；

(2)成缆：根据线芯数选择成缆机，如线芯数小于8根，可选择对绞机，线芯数多余8根，可选择笼绞机；

(3)防火材料填充：线芯成缆过程中，线芯和线芯之间的空隙填充云母粉和碱性金属氧化物的混合物；

(4)绕包防火层：成缆以后，使用纵向绕包机，绕包金云母带，金云母带搭接覆盖率不小于30％；

(5)护套层挤出：选择80mm或120mm单螺杆挤出机挤出，挤出温度控制在160～170℃。

3.有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的动车组高阻燃耐火电缆，通过其层状结构设计，加强了电缆的抗机械强度、密封性以及导电性，满足铁路电缆对低烟无卤要求，该电缆裸露在800℃以上以及机械冲击环境中保证并维持其不变的传输特性，使用性能好；

(2)本实用新型的动车组高阻燃耐火电缆，采用金云母带，具有较高的耐高温性能，又具有较好的强度，此种结构即保证了强度，又能很好的起到耐火效果，保证在850℃下120分钟无击穿；

(3)本实用新型的动车组高阻燃耐火电缆，导线采用了EN60228五级或六级镀锡退火软铜丝，增加了电缆的柔韧性，可以有效提升电缆自身强度，同时，避免对车体内数据控制类电缆信号干扰；

(4)本实用新型的动车组高阻燃耐火电缆，云母粉中包括少量的碱性金属氧化物，在高温条件下，氢氧化钙可以与其相互反应，生成耐火材料，增强对电缆的耐火保护；

(5)本实用新型结构简单，设计合理，易于制造，成本低廉。

附图说明

下面结合具体附图对本实用新型进一步进行描述。

图1为本实用新型动车组高阻燃耐火电缆的结构示意图。

图中：1、导线；2、绝缘层a；3、绝缘层b；4、防火材料；5、无纺布绕包带层；6、第二防火层；7、第二护套层；8、填充芯；9、第一防火层；10、第一护套层。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进一步进行描述。

下文对本实用新型的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本实用新型可实施的示例性实施例。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本实用新型，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下对本实用新型作各种改变。下文对本实用新型的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本实用新型的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本实用新型的特点和特征的描述，以提出执行本实用新型的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本实用新型。因此，本实用新型的范围仅由所附权利要求来限定。

下文对本实用新型的详细描述和示例实施例可结合附图来更好地理解，其中本实用新型的元件和特征由附图标记标识。

如图1所示，本实用新型的动车组高阻燃耐火电缆包括若干总线、第一防火层9及第一护套层10，总线与总线之间填充有填充芯8，总线与填充芯8绞合在一起且截面成圆形，总线和填充芯8的外围是第一防火层9，防火层的外围是第一护套层10。

其中：总线包括若干电缆单元，电缆单元包括两个规格相同的线芯、第二防火层6和第二护套层7，每个线芯由导线1和绝缘层a2或绝缘层b3组成，绝缘层a2、绝缘层b3均匀密封导线1，绝缘层a2或绝缘层b3的厚度选择在0.18～0.31mm这个范围内，可以满足绝缘的需要，最佳的厚度为0.18mm或者是0.20mm或者是0.31mm，线芯绞合后，外围依次包裹第二防火层6和第二护套层7，在线芯之间填充有防火材料4，在第二防火层6和第二护套层7之间设置有无纺布绕包带层5。

本实用新型的电缆使用的导线1为EN60228五级或六级镀锡退火软铜丝，增加了电缆的柔韧性，可以有效提升电缆自身强度，同时，避免对车体内数据控制类电缆信号干扰。

本实用新型的第一防火层9、第二防火层6均采用金云母纸为主要基材，以玻纤布作为双面增强材料的金云母带，其中金云母纸与玻纤布通过贴合压制工艺成为整体。

本实用新型的绝缘层a或绝缘层b均由EI104和EI109复合物制作而成。具体的由以下重量份的原料制备而成，其中：55～65％交联聚乙烯、30～40％聚丙烯和2～7％有机硅；所述第一护套层10、第二护套层7均由以下重量份的原料制备而成，其中：55～65％聚乙烯基材、35～40％聚丙烯和1～3％氢氧化钙。

目前使用的高阻燃耐火电缆一般采用的方法就是在护套材料中添加含有卤素的卤化物和金属氧化物，从阻燃的角度来评价，这是极好的方法，但是，由于这些材料中含有卤化物，在燃烧时释放大量的烟雾和卤化氢气体，所以火灾时的能见度低，给人员的安全疏散和消防带来很大的妨碍，而人则更多地为有毒气体窒息致死。

然而，实用新型人在对防火材料4的组分进行改进时，发现由于电缆必须能耐受在灭火和撤离操作过程中遭受的强力机械应力，例如振动、冲击等等，电缆的耐火层极容易出现裂纹和溶胀的缺陷，对电缆的保护存在一定的缺陷。

鉴于上述的技术难点，实用新型人经过理论分析和长期大量的实验研究发现，对本实用新型的防火材料4成分进行有效改进，其主要成分为云母粉，重量占比为95～98％；碱性金属氧化物，重量占比为2～5％，碱性金属氧化物为氧化镁、氧化钙或氧化铝；以及绝缘层a或绝缘层b由以下重量份的原料制备而成，其中：55～65％交联聚乙烯、30～40％聚丙烯和2～7％有机硅。实用新型人进一步分析可能的原因是：氢氧化钙与云母粉在高温条件下发生反应，生成阻燃耐火性能较好的保护层，同时碱性金属氧化物在高温熔融时，对形成的保护层颗粒进行晶粒细化，以及对空隙进行填充，使用保护层的致密性更好，保护层的裂纹和溶胀减少，阻燃耐火性能好，保证在850℃下120分钟无击穿。

实施例1

本实用新型的绝缘层a或绝缘层b由以下重量份的原料制备而成，其中：60％交联聚乙烯、35％聚丙烯和5％有机硅；第一护套层10、第二护套层7均由以下重量份的原料制备而成，其中：60％聚乙烯基材、38％聚丙烯和2％氢氧化钙。

本实用新型的防火材料4主要成分为云母粉，重量占比为98％；碱性金属氧化物，重量占比为2％，碱性金属氧化物为氧化镁。

本实用新型的一种动车组高阻燃耐火电缆的生产方法，包括以下具体步骤：

(1)绝缘层挤出：根据成缆线径大小，选择80mm或者120mm单螺杆挤出机挤出，挤出温度控制在180℃；

(2)成缆：根据线芯数选择成缆机，如线芯数小于8根，可选择对绞机，线芯数多余8根，可选择笼绞机；

(3)防火材料填充：线芯成缆过程中，线芯和线芯之间的空隙填充云母粉和氧化镁的混合物；

(4)绕包防火层：成缆以后，使用纵向绕包机，绕包金云母带，金云母带搭接覆盖率不小于30％；

(5)护套层挤出：选择80mm或120mm单螺杆挤出机挤出，挤出温度控制在160℃。

实施例2

本实用新型的绝缘层a或绝缘层b由以下重量份的原料制备而成，其中：65％交联聚乙烯、30％聚丙烯和5％有机硅；第一护套层10、第二护套层7均由以下重量份的原料制备而成，其中：60％聚乙烯基材、35％聚丙烯和5％氢氧化钙。

本实用新型的防火材料4主要成分为云母粉，重量占比为95％；碱性金属氧化物，重量占比为5％，碱性金属氧化物为氧化铝。

本实用新型的一种动车组高阻燃耐火电缆的生产方法，包括以下具体步骤：

(1)绝缘层挤出：根据成缆线径大小，选择80mm或者120mm单螺杆挤出机挤出，挤出温度控制在160℃；

(2)成缆：根据线芯数选择成缆机，如线芯数小于8根，可选择对绞机，线芯数多余8根，可选择笼绞机；

(3)防火材料填充：线芯成缆过程中，线芯和线芯之间的空隙填充云母粉和氧化铝的混合物；

(4)绕包防火层：成缆以后，使用纵向绕包机，绕包金云母带，金云母带搭接覆盖率不小于30％；

(5)护套层挤出：选择80mm或120mm单螺杆挤出机挤出，挤出温度控制在160℃。

实施例3

本实用新型的绝缘层a或绝缘层b由以下重量份的原料制备而成，其中：55％交联聚乙烯、40％聚丙烯和5％有机硅；第一护套层10、第二护套层7均由以下重量份的原料制备而成，其中：63％聚乙烯基材、35％聚丙烯和2％氢氧化钙。

本实用新型的防火材料4主要成分为云母粉，重量占比为98％；碱性金属氧化物，重量占比为2％，碱性金属氧化物为氧化钙。

本实用新型的一种动车组高阻燃耐火电缆的生产方法，包括以下具体步骤：

(1)绝缘层挤出：根据成缆线径大小，选择80mm或者120mm单螺杆挤出机挤出，挤出温度控制在180℃；

(2)成缆：根据线芯数选择成缆机，如线芯数小于8根，可选择对绞机，线芯数多余8根，可选择笼绞机；

(3)防火材料填充：线芯成缆过程中，线芯和线芯之间的空隙填充云母粉和氧化钙的混合物；

(4)绕包防火层：成缆以后，使用纵向绕包机，绕包金云母带，金云母带搭接覆盖率不小于30％；

(5)护套层挤出：选择80mm或120mm单螺杆挤出机挤出，挤出温度控制在160℃。

实施例4

本实用新型的绝缘层a或绝缘层b由以下重量份的原料制备而成，其中：62％交联聚乙烯、36％聚丙烯和2％有机硅；第一护套层10、第二护套层7均由以下重量份的原料制备而成，其中：58％聚乙烯基材、39％聚丙烯和3％氢氧化钙。

本实用新型的防火材料4主要成分为云母粉，重量占比为98％；碱性金属氧化物，重量占比为2％，碱性金属氧化物为氧化镁。

本实用新型的一种动车组高阻燃耐火电缆的生产方法，包括以下具体步骤：

(1)绝缘层挤出：根据成缆线径大小，选择80mm或者120mm单螺杆挤出机挤出，挤出温度控制在160℃；

(2)成缆：根据线芯数选择成缆机，如线芯数小于8根，可选择对绞机，线芯数多余8根，可选择笼绞机；

(3)防火材料填充：线芯成缆过程中，线芯和线芯之间的空隙填充云母粉和氧化镁的混合物；

(4)绕包防火层：成缆以后，使用纵向绕包机，绕包金云母带，金云母带搭接覆盖率不小于30％；

(5)护套层挤出：选择80mm或120mm单螺杆挤出机挤出，挤出温度控制在170℃。

实施例5

本实用新型的绝缘层a或绝缘层b由以下重量份的原料制备而成，其中：59％交联聚乙烯、38％聚丙烯和3％有机硅；第一护套层10、第二护套层7均由以下重量份的原料制备而成，其中：60％聚乙烯基材、38％聚丙烯和2％氢氧化钙。

本实用新型的防火材料4主要成分为云母粉，重量占比为97％；碱性金属氧化物，重量占比为3％，碱性金属氧化物为氧化镁。

本实用新型的一种动车组高阻燃耐火电缆的生产方法，包括以下具体步骤：

(1)绝缘层挤出：根据成缆线径大小，选择80mm或者120mm单螺杆挤出机挤出，挤出温度控制在170℃；

(2)成缆：根据线芯数选择成缆机，如线芯数小于8根，可选择对绞机，线芯数多余8根，可选择笼绞机；

(3)防火材料填充：线芯成缆过程中，线芯和线芯之间的空隙填充云母粉和氧化镁的混合物；

(4)绕包防火层：成缆以后，使用纵向绕包机，绕包金云母带，金云母带搭接覆盖率不小于30％；

(5)护套层挤出：选择80mm或120mm单螺杆挤出机挤出，挤出温度控制在170℃。

对由实施例1至5得到的电缆进行测试，其测试电缆的性能参数为：

1)20℃导线1电阻≤0.108Ω/Km；2)20℃绝缘电阻≤330Ω/Km。

将本实用新型的电缆与传统电缆的耐火性能进行对比，得到如下的表1：

表1本实用新型与传统电缆的耐火时间对比

由上述的数据可以看出，本实用新型的高阻燃耐火电缆，在850℃以及机械冲击环境中能够保持电缆完整性的能力。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种动车组高阻燃耐火电缆，其特征在于，包括若干总线、第一防火层(9)及第一护套层(10)，总线与总线之间填充有填充芯(8)，总线与填充芯(8)绞合在一起且截面成圆形，总线和填充芯(8)的外围是第一防火层(9)，第一防火层(9)的外围是第一护套层(10)。

2.根据权利要求1所述的动车组高阻燃耐火电缆，其特征在于，所述总线包括若干电缆单元，电缆单元包括两个规格相同的线芯、第二防火层(6)和第二护套层(7)，每个线芯由导线(1)和绝缘层a(2)或绝缘层b(3)组成，线芯绞合后，外围依次包裹第二防火层(6)和第二护套层(7)，在线芯之间填充有防火材料(4)。

3.根据权利要求2所述的动车组高阻燃耐火电缆，其特征在于，所述导线(1)为EN60228五级或六级镀锡退火软铜丝。

4.根据权利要求3所述的动车组高阻燃耐火电缆，其特征在于，所述第一防火层(9)、第二防火层(6)均采用金云母纸为主要基材，以玻纤布作为双面增强材料的金云母带。

5.根据权利要求4所述的动车组高阻燃耐火电缆，其特征在于，所述电缆单元还包括无纺布绕包带层(5)，包带层(5)设置在第二防火层(6)和第二护套层(7)之间。

6.根据权利要求5所述的动车组高阻燃耐火电缆，其特征在于，所述防火材料(4)的主要成分为云母粉。

7.根据权利要求6所述的动车组高阻燃耐火电缆，其特征在于，所述第一防火层(9)、第二防火层(6)均采用金云母纸为主要基材，以玻纤布作为双面增强材料的金云母带，其中金云母纸与玻纤布通过贴合压制工艺成为整体。

8.根据权利要求7所述的动车组高阻燃耐火电缆，其特征在于，所述绝缘层a(2)、绝缘层b(3)均匀密封导线(1)，绝缘层a(2)或绝缘层b(3)的厚度为0.18～0.31mm。

9.根据权利要求8所述的动车组高阻燃耐火电缆，其特征在于，所述绝缘层a(2)、绝缘层b(3)均由EI104和EI109复合物制作而成。