CN218100776U - 额定电压1.8/3kV及以下矿用无卤低烟电力电缆 - Google Patents
额定电压1.8/3kV及以下矿用无卤低烟电力电缆 Download PDFInfo
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Abstract
一种额定电压1.8/3kV及以下矿用无卤低烟电力电缆，其结构是由缆芯外自内而外依次包裹内衬层、金属铠装层、阻燃绕包层和外护套层构成；缆芯是由多根线芯以及填充绞合构成；线芯的结构为：由内而外依次为导体和绝缘层；导体为铜导体，铜导体是由多根铜单丝绞合构成；绝缘层是由交联聚乙烯绝缘料挤包构成；内衬层是低烟无卤阻燃聚烯烃挤包构成；金属铠装层是由镀锌金属带构成；阻燃绕包层是由两层玻璃纤维带夹一层云母带重叠绕包构成；外护套层是环保型护套料构成。本实用新型的矿用无卤低烟电力电缆，可在矿井发生火灾时保持至少40分钟电缆不自燃、不延燃，且发烟量低。
Description
技术领域
本技术方案具体是一种额定电压1.8/3kV及以下矿用无卤低烟电力电缆，属电线电缆技术领域。
背景技术
一般的电缆，在火灾时接触到火焰后会自燃起来，加大火势且会释放出浓烟，以矿井用电缆来说，其会加速火势蔓延，严重影响人员的逃生；同时释放出的浓烟，可能会导致火灾对人造成的伤害更严重并加大了救援难度。而且常见的矿用电缆试验中，只要求电缆有阻燃性能，阻燃40min以上。现有试验的条件单一。而火灾的实际情况远比试验情况复杂得多，火灾时电缆燃烧释放有的毒气体、浓烟都会增加伤亡。
常规的矿用电缆也只能控制火势蔓延，但释放的毒气和浓烟也足以使人丧命。
在火灾中，电缆如何在复杂的火灾情况下保证自身不延燃，不对人员造成伤害，且在日常使用中拥有较高的性能，是当今耐火电缆的重要课题之一，也是耐火电缆的性能有待进一步提升的方面。
发明内容
为了解决以上技术问题，本实用新型提出一种额定电压1.8/3kV及以下矿用无卤低烟电力电缆，电缆的外径范围是7～80mm；
电缆的结构是由缆芯外自内而外依次包裹内衬层4、金属铠装层5、阻燃绕包层6和外护套层7构成；
所述缆芯是由多根线芯以及填充3绞合构成，绞合的节径比范围为30～40倍，成缆方向是右向；
所述线芯的结构为：由内而外依次为导体1和绝缘层2；
所述导体1为铜导体，铜导体是由多根铜单丝绞合构成，铜单丝直径范围是0.43mm～3.33mm；导体的直径范围1.3mm2～30.2mm2；绞合节径比是12～20倍；
所述绝缘层2是由交联聚乙烯绝缘料挤包构成；绝缘层2的厚度是0.7～ 2.8mm；
所述内衬层4是低烟热释放小的阻燃聚烯烃材料构成，内衬层4的标称厚度是2.4～3.6mm；
所述金属铠装层5是由镀锌金属带构成，镀锌金属带的厚度是0.2～0.8mm；
所述阻燃绕包层6是由两层玻璃纤维带夹一层云母带重叠绕包构成；
所述外护套层7是环保型护套料构成，所述外护套层7的厚度是1.8mm～ 3.5mm，最薄点厚度不小于标称值的80％-0.2mm。
优选的，所述阻燃绕包层6中，绕包的第一层玻璃纤维带在内，绕包的云母带在中间，绕包的第二层玻璃纤维带在外；第一层玻璃纤维带、云母带和第二层玻璃纤维带的绕包的重叠率是12～25％；云母带的厚度不小于0.14mm；第一层玻璃纤维带、云母带和第二层玻璃纤维带的氧指数大于70％；
所述填充是非吸湿性聚丙烯网状撕裂纤维，填充后缆芯圆整度是大于95％；
非吸湿性聚丙烯网状撕裂纤维的要求是经100℃±2℃高温240h老化后，不脆化。
优选的，绝缘层2是由硅烷交联聚乙烯材料挤包构成，绝缘层的标称厚度 1.6mm。
所述金属铠装层是由双层镀锌钢带间隙绕包制成，间隙率不大于50％；镀锌钢带的要求为抗拉强度不小于295N/mm2，伸长率不小于20％，金属铠装层的重量≥40g/m2。
填充材料是非吸湿性聚丙烯网状撕裂纤维，该材料的要求是经100℃±2℃， 240h老化，不出现脆化现象。
内衬层是由低烟无卤阻燃聚烯烃挤包制成；低烟无卤阻燃聚烯烃的氧指数是30％以上。
铠装外共绕包两层玻璃纤维带和一层云母带，其中云母带夹在两层玻璃纤维带中间。每层带的规格为厚度0.2mm×宽度60mm，绕包搭盖宽度是5～8mm。
外护套层是由无卤聚烯烃护套料挤包制得；外护套层的标称厚度符合GB/T 12706标准规定要求。
本实用新型的电缆结构在外护套层和金属铠装层中间添加阻燃绕包层，在并在金属铠装层下方增加内衬层。阻燃绕包层优选采用一层玻璃纤维带+一层煅烧型云母带+一层玻璃纤维带，金属铠装层优选采用双层间隙绕包，外护套层采用高伸率无卤低烟型聚烯烃，这些结构满足机械防护需求及电气安全性能。通过一系列结构，使本实用新型的矿用无卤低烟电力电缆，可在矿井发生火灾时保持至少40分钟电缆不自燃、不延燃，且发烟量低。
本实用新型解决了电缆遇到两个主要问题，分别是阻燃绕包层、低烟性能。
其中阻燃绕包层是将经过两层玻璃纤维带和一层煅烧型云母带构成，普通的云母带在750℃的火焰下就会出现破裂，煅烧型的云母带是将普通的云母放到 1000℃的火焰下进行煅烧，这样的高温煅烧会去掉的云母中的杂质以及劣质云母，使云母的耐高温和隔温性能都有大幅提升。由于杂质和缺陷的减少，这样制作出来的云母纸在被火焰下不易开裂，且耐温等级大幅提升。
之后采用双层玻璃纤维带夹住煅烧型云母带。云母纸本身易脱落和碎裂，加上电缆生产中需要反复上盘弯曲，很容易使云母粉掉落，造成质量问题。绕包两层玻璃纤维带可以在普通环境下起到保护云母层的作用，防止云母粉掉落或其他机械损伤。还可以阻止云母带在高温火焰下的开裂现象，火焰条件下同样起到保护云母带作用，使质量进一步提升，增加产品可靠度。
考虑火灾的复杂环境，添加连锁金属层，可防止燃烧物砸击或其他机械冲击
此电缆的所有材料均使用低烟无卤材料，且通过rosh2.0检测，为满足低烟无卤要求。因人工合成云母中含有氟元素，所以不能满足环保要求，所以采用经过特殊工艺制成的天然云母代替性能更好的人工合成云母。阻燃性能优异的无尘岩棉绳和玻纤绳中都含有玻璃纤维，所以不能使用，只能牺牲阻燃性能换为环保的PP绳。护套料采用本厂自制的环保型护套料，在火灾时电缆能阻止火焰的蔓延、发烟少以及没有卤素气体释放。
本发明的有益效果是：
额定电压1.8/3kV及以下矿用无卤低烟电力电缆，解决了电缆易燃和燃烧时发烟量、有毒气体大得问题。火灾中若无法控制火势，会严重影响人员的逃生；而且如果仅仅只控制火势，不考虑发烟量、毒性气体等因素，也会增加人员得伤亡，只有在火灾和烟气同时被控制得情况下才能保证人员的安全。
本电缆的优点是采用了双层玻璃纤维带夹住煅烧型云母带。云母纸本身易脱落和碎裂，加上电缆生产中需要反复上盘弯曲，很容易使云母粉掉落，造成质量问题。绕包两层玻璃纤维带可以在普通环境下起到保护云母层的作用，防止云母粉掉落或其他机械损伤。还可以阻止云母带在高温火焰下的开裂现象，火焰条件下同样起到保护云母带作用，使质量进一步提升，增加产品可靠度。大截面导体，采用多层紧压结构，减小导体外径；绝缘、填充、护套等所有材料都为无卤低烟材料，在火灾时电缆能阻止火焰的蔓延、发烟少以及没有卤素气体释放，为救援工作降低困难，并减少对被困人员和救援人员的伤害。
附图说明
图1是本实施例电缆的径向截面示意图，
图中：1、导体，2、绝缘层，3、填充，4、内衬层，5、金属铠装层，6、阻燃绕包层，7、外护套层。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本技术方案进一步说明如下：
参考图1，一种额定电压1.8/3kV及以下矿用无卤低烟电力电缆，电缆的外径范围是7～80mm；
电缆的结构是由缆芯外自内而外依次包裹内衬层4、金属铠装层5、阻燃绕包层6和外护套层7构成；
所述缆芯是由多根线芯以及填充3绞合构成，绞合的节径比范围为30～40倍，成缆方向是右向；
所述线芯的结构为：由内而外依次为导体1和绝缘层2；
所述导体1为铜导体，铜导体是由多根铜单丝绞合构成，铜单丝直径范围是0.43mm～3.33mm；导体的直径范围1.3mm2～30.2mm2；绞合节径比是12～20倍；
所述绝缘层2是由交联聚乙烯绝缘料挤包构成；绝缘层2的厚度是0.7～ 2.8mm；
所述内衬层4是低烟热释放小的阻燃聚烯烃材料构成，内衬层4的标称厚度是2.4～3.6mm；
所述金属铠装层5是由镀锌金属带构成，镀锌金属带的厚度是0.2～0.8mm；
所述阻燃绕包层6是由两层玻璃纤维带夹一层云母带重叠绕包构成；
所述外护套层7是环保型护套料构成，所述外护套层7的厚度是1.8mm～ 3.5mm，最薄点厚度不小于标称值的80％-0.2mm。环保型护套料可采用临海 HW4612-2。
所述阻燃绕包层6中，绕包的第一层玻璃纤维带在内，绕包的云母带在中间，绕包的第二层玻璃纤维带在外；第一层玻璃纤维带、云母带和第二层玻璃纤维带的绕包的重叠率是12～25％；云母带的厚度不小于0.14mm；第一层玻璃纤维带、云母带和第二层玻璃纤维带的氧指数大于70％；
所述填充是非吸湿性聚丙烯网状撕裂纤维，填充后缆芯圆整度是大于95％；
非吸湿性聚丙烯网状撕裂纤维的要求是经100℃±2℃高温240h老化后，不脆化。
本例的是三芯电缆：
所述线芯有3根；单根线芯中导体的称重截面积是185mm2；电缆的外径是 60.3±2mm。
导体中的铜单丝的直径是2.62mm，铜单丝公差要求是2.62±0.01mm，铜单丝延伸率≥37％，铜单丝电阻率不超过0.017241Ω·mm2/m；
所述导体是由多层铜单丝分层绞合构成，按照自内层到外层，铜单丝的数量依次为1根、6根、12根和18根，最外层铜单丝的绞合节径比不超过12倍；
所述导体要求为：20℃导体直流电阻＜0.0991Ω/km；导体外径是 15.9±0.2mm。
本例的绝缘层2是由硅烷交联聚乙烯材料挤包构成，绝缘层的标称厚度 1.6mm。
内衬层4的标称厚度是3.0mm。
所述金属铠装层是由双层镀锌钢带间隙绕包制成，单层镀锌钢带的厚度是0.5mm、宽度是55mm，间隙率不大于50％(本例是50％)；
联锁绕包后线缆的外径是54.3±2mm；
镀锌钢带的要求为抗拉强度不小于295N/mm2，伸长率不小于20％，金属铠装层的重量≥40g/m2。
所述外护套层7的标称厚度是3.0mm。
填充材料是非吸湿性聚丙烯网状撕裂纤维，该材料的要求是经100℃±2℃， 240h老化，不出现脆化现象；填充后缆芯圆整度达95％以上。
内衬层是由低烟无卤阻燃聚烯烃挤包制成；低烟无卤阻燃聚烯烃的氧指数是30％以上；挤包后外径是42.3±2mm；
金属铠装层的铠装绕包后线缆的外径是44.3±2mm。
铠装外共绕包两层玻璃纤维带和一层云母带，其中云母带夹在两层玻璃纤维带中间。每层带的规格为厚度0.2mm×宽度60mm，绕包搭盖宽度是5～8mm；绕包后外径是46.7±2mm
外护套层是由无卤聚烯烃护套料挤包制得；外护套层的标称厚度是3.0mm，符合GB/T 12706标准规定要求；制得电缆整体外径为52.7±2mm。
结果检测，本例电缆的主要参数包括：
Claims (9)
1.一种额定电压1.8/3kV及以下矿用无卤低烟电力电缆，电缆的外径范围是7～80mm；
其特征是电缆的结构是由缆芯外自内而外依次包裹内衬层(4)、金属铠装层(5)、阻燃绕包层(6)和外护套层(7)构成；
所述缆芯是由多根线芯以及填充(3)绞合构成，绞合的节径比范围为30～40倍，成缆方向是右向；
所述线芯的结构为：由内而外依次为导体(1)和绝缘层(2)；
所述导体(1)为铜导体，铜导体是由多根铜单丝绞合构成，铜单丝直径范围是0.43mm～3.33mm；导体的直径范围1.3mm2～30.2mm2；绞合节径比是12～20倍；
所述绝缘层(2)是由交联聚乙烯绝缘料挤包构成；绝缘层(2)的厚度是0.7～2.8mm；
所述内衬层(4)是低烟无卤阻燃聚烯烃挤包构成，内衬层(4)的标称厚度是2.4～3.6mm；
所述金属铠装层(5)是由镀锌金属带构成，镀锌金属带的厚度是0.2～0.8mm；
所述阻燃绕包层(6)是由两层玻璃纤维带夹一层云母带重叠绕包构成；
所述外护套层(7)是环保型护套料构成，所述外护套层(7)的厚度是1.8mm～3.5mm，最薄点厚度不小于标称值的80％-0.2mm。
2.根据权利要求1所述的额定电压1.8/3kV及以下矿用无卤低烟电力电缆，其特征是所述填充是非吸湿性聚丙烯网状撕裂纤维，填充后缆芯圆整度大于95％；
非吸湿性聚丙烯网状撕裂纤维的要求是经100℃±2℃高温240h老化后，不脆化。
3.根据权利要求1或2所述的额定电压1.8/3kV及以下矿用无卤低烟电力电缆，其特征是所述线芯有3根；单根线芯中导体的称重截面积是185mm2；电缆的外径是60.3±2mm。
4.根据权利要求3所述的额定电压1.8/3kV及以下矿用无卤低烟电力电缆，其特征是导体中的铜单丝的直径是2.62mm，铜单丝公差要求是2.62±0.01mm，铜单丝延伸率≥37％，铜单丝电阻率不超过0.017241Ω·mm2/m；
所述导体是由多层铜单丝分层绞合构成，按照自内层到外层，铜单丝的数量依次为1根、6根、12根和18根，最外层铜单丝的绞合节径比不超过12倍；
所述导体要求为：20℃导体直流电阻＜0.0991Ω/km；导体外径是15.9±0.2mm。
5.根据权利要求3所述的额定电压1.8/3kV及以下矿用无卤低烟电力电缆，其特征是绝缘层(2)是由硅烷交联聚乙烯材料挤包构成，绝缘层的标称厚度1.6mm。
6.根据权利要求3所述的额定电压1.8/3kV及以下矿用无卤低烟电力电缆，其特征是内衬层(4)的标称厚度是3.0mm；内衬层的低烟无卤阻燃聚烯烃的氧指数是30％以上。
7.根据权利要求3所述的额定电压1.8/3kV及以下矿用无卤低烟电力电缆，其特征是所述金属铠装层是由双层镀锌钢带间隙绕包制成，单层镀锌钢带的厚度是0.5mm、宽度是55mm，间隙率为50％；
联锁绕包后线缆的外径是54.3±2mm；
镀锌钢带的要求为抗拉强度不小于295N/mm2，伸长率不小于20％，金属铠装层的重量≥40g/m2。
8.根据权利要求3所述的额定电压1.8/3kV及以下矿用无卤低烟电力电缆，其特征是所述外护套层(7)的标称厚度是3.0mm。
9.根据权利要求1所述的额定电压1.8/3kV及以下矿用无卤低烟电力电缆，其特征是所述阻燃绕包层(6)中，绕包的第一层玻璃纤维带在内，绕包的云母带在中间，绕包的第二层玻璃纤维带在外；第一层玻璃纤维带、云母带和第二层玻璃纤维带的绕包的重叠率是12～25％；云母带的厚度不小于0.14mm；第一层玻璃纤维带、云母带和第二层玻璃纤维带的氧指数大于70％。
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