CN219303388U - 一种充气隔温中压耐火电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种充气隔温中压耐火电缆，包括缆芯、综合耐火层、外护套三个部分组成；其中综合耐火层由灭火气体填充隔温层、连锁金属带隔离层两个部分组成；有效阻挡电缆在火焰高温环境下，外部火焰及高温对电缆缆芯的损伤，提升电缆在1000℃火焰环境下持续传输35kV及以下中压电力能力，为火灾救火及人员逃生所需的大功率装备和远距离供电设备提供稳定电力。

Description

一种充气隔温中压耐火电缆

技术领域

本实用新型涉及一种充气隔温中压耐火电缆，特别是提供一种能有效阻挡电缆在火焰高温环境下，外部火焰及高温对电缆缆芯的损伤，提升在1000℃火焰环境下持续传输35kV及以下高等级电压电力能力的电力电缆，为火灾救火及人员逃生所需的大功率装备和远距离供电设备提供稳定电力。

背景技术

现有技术耐火电力电缆主要为低压耐火电缆，其产品耐火结构为云母带绕包结构，电缆主要耐火功能为在火焰环境下持续实现0.6/1kV及以下低电压等级的持续供电，其供电的电压等级能力比较弱，无法实现大功率装备运行能力，以及远距离的电力供应，只能满足信号传输和逃生照明电力供应，很难满足火灾消防和救灾设计要求；随着建筑和工业技术越来越发达，要求耐火电缆在火焰条件下，持续供电的电压等级越来越高，以满足大型装备以及高层、超高层建筑持续远距离供电的设计需求；所以市场急需一款能在1000℃火焰温度下，保持持续传输35kV及以下高电压等级的电缆产品技术，以满足高层、超高层建筑远距离电力供应；以及大型工矿企业单位大型装备运行能力的要求，以实现火灾环境下救灾、抗灾能力的提升，为生命逃生、财产经济保护提供强有力的电力供应。

35kV及以下高电压等级的耐火电缆的功能实现原理与低电压等级耐火电缆不同，低压采用的是导体外缠绕高温下具有绝缘特性的云母带原理，但云母带的耐压能力只有满足1kV电压等级，而35kV及以下中压电缆的电压等级要远远超过1kV，所以无法采用云母带结构来实现该电压等级电缆的耐火功能；35kV及以下电压等级的中压耐火电缆，其耐火功能必须确保电缆在1000℃火焰高温环境下，保持电缆导体半导电屏蔽、绝缘、绝缘半导电屏蔽组成的三层绝缘系统保持良好的结构尺寸和绝缘性能的同时，还需保持良好的机械物理性能，才能使得电缆保持良好的高电压等级电力传输功能。

发明内容

针对上述问题和缺陷，本实用新型提供了一种充气隔温中压耐火电缆，具备电缆在1000℃火焰环境下，实现35kV及以下高电压等级持续稳定传输功能，达成中压耐火电缆功能需求；同时：电缆具有结构紧凑外径小，柔韧易弯曲特性，便于狭小空间工程敷设安装；电缆综合耐火层具有在1000℃火焰环境下烧结固化能力，以及综合防水防护能力，具有火灾环境下防水防潮、防机械外力冲击能力，达到防火级耐火能力，以实现电缆满足火灾高温、喷水、以及震动机械冲击等综合损伤下保持中压电力安全传输的优异性能。

本实用新型的技术方案是：一种充气隔温中压耐火电缆包括缆芯、综合耐火层、外护套三个部分组成；其有益功效为与现有低压耐火电缆相比，其耐火特性结构是通过综合耐火层实现，而非低压耐火电缆云母带结构，提高了电缆在火焰状态下的耐高等级电压能力。

作为本实用新型优选的，所述缆芯从内到外由绝缘线芯、填充、包带三个部分组成；所述绝缘线芯从内到外由导体、导体半导电屏蔽、绝缘、绝缘半导电屏蔽、铜带屏蔽五个部分组成，这样的绝缘线芯可以由一根或三根绞合组成；其有益功效为电缆的缆芯结构和三层绝缘体系与普通中压电力电缆结构一致，确保电缆的35kV及以下高电压等级电力传输的电气安全特性，同时其相同的电缆结构，提升了中压耐火电缆缆芯结构的通配性，方便了中压耐火电缆缆芯的生产。

作为本实用新型优选的，所述综合耐火层由灭火气体填充隔温层、连锁金属带隔离层两个部分组成；其有益功效为通过灭火气体填充隔温层隔离外部火焰高温，连锁金属带隔离层阻挡外部火焰向内部引燃等功能，实现隔温挡火的效果，确保耐火中压电缆内部缆芯的结构尺寸、机械物理性能、以及电气绝缘性能不受影响，从而确保中压耐火电缆在1000℃火焰环境下持续传输35kV及以下高电压等级电力的能力。

作为本实用新型优选的，所述连锁金属带隔离层由金属带轧制成水平的“S”形，上下半圆半径为3mm～6mm，内外层弧形相切相扣，形成以缆芯为轴心的螺旋管状结构，形成弯曲性优异且封闭的外罩，重叠绕包在灭火气体填充隔温层外围；其有益功效为：一、大大提升了金属层的弯曲特性，实现电缆的柔韧弯曲优异性能，适合狭小敷设安装环境使用；二、内外成水平的“S”形相扣结构，组建成类似重叠“瓦片”的疏水结构，有效防止外部如消防救灾喷水的浸入，影响电缆内部绝缘性能，提升电缆在火灾、救灾喷淋环境下的电气安全特性；三、金属带轧制成水平的“S”形，形成以缆芯为轴心的螺旋管状结构，且内部密实填充了灭火气体填充隔温层，从结构角度大大提升了金属管的机械强度，有效提升了电缆抗外力冲击能力；通过上述结构创新，综合实现了电缆的柔韧易弯曲、防水、抗机械冲击能力，以适应电缆在火灾环境下复杂多变的恶劣场景，以实现持续传输35kV及以下高压电力的能力。

作为本实用新型优选的，所述综合耐火层的灭火气体填充隔温层为填充二氧化碳的瓷化耐火溶胶材料，形成微孔气体腔；其有益功效为填充了二氧化碳，形成微孔气体腔的瓷化耐火溶胶材料降低了灭火气体填充隔温层的高温传导力，有效阻隔了电缆在外部火焰高温环境下，高温向电缆内部缆芯的绝缘体系传导，防止由于内部温度过高而影响电缆缆芯的结构尺寸、机械物理性能，最终导致电缆缆芯的绝缘性能破坏，形成高压击穿质量事故；同时灭火气体填充隔温层中的微孔气体腔内为二氧化碳或类似具备灭火的气体，一旦该微孔气体腔因高温破裂后，释放出的灭火气体同样也有抑制外部火焰强度功能，进一步提升电缆耐火性能。

作为本实用新型优选的，所述综合耐火层的灭火气体填充隔温层材料为氢氧化镁和氢氧化铝经液态硅胶混合的溶胶体，该材料流动性大，可塑性强，具备注射填充功能；其有益功效为该层材料具有遇火高温灼烧结壳瓷化效果，形成具有隔温、防水、防一定机械外力损伤的瓷化壳体，有效阻隔外部火焰高温、救灾消防喷水、机械冲击对电缆内部的损伤，以满足电缆在火灾环境下抗击复杂多变的恶劣环境，以实现持续传输35kV及以下高压电力的能力。

作为本实用新型优选的，所述综合耐火层的灭火气体填充隔温层包裹在缆芯外围，并填充到缆芯与连锁金属带隔离层之间所有空间，形成灭火气体填充隔温层外形与连锁金属带隔离层的螺旋谷峰一致形状，并与连锁金属带隔离层内壁形成密切接触；其有益功效为灭火气体填充隔温层良好的填充流动性，可以有效填充满连锁金属带隔离层形成以缆芯为轴心的螺旋管与缆芯之间的所有空间，与连锁金属带隔离层形成一个稳定整体的综合耐火层结构，起到隔温、防水、防机械外力冲击的诸多有益功效，以满足电缆在火灾环境下抗击复杂多变的恶劣环境，以实现持续传输35kV及以下高压电力的能力。

作为本实用新型优选的，所述外护套挤包在综合耐火层外围，给电缆提供常温下的机械性能防护，同时电缆外护套具有优异的阻燃性能，在火焰环境下，通过释放隔氧气体或者所含结晶水物理升华降温等多种方式进行抑制火焰强度，以及碳化结壳方式保护内部结构，起到阻燃、不延燃的效果。

与现有技术相比，本实用新型的创新效果是：

采用了上述技术方案后，本实用新型创新相比现有耐火电缆技术，具有稳定的35kV及以下高电压等级稳定电力传输优势，特别是在外部1000℃高温火焰环境下，仍可以持续实现35kV及以下高电压等级稳定电力传输功能，以适应消防救灾等要求下大功率装备的运行和远距离电力的供应，满足一些例如高层建筑远距离供电，工矿企业大型装备消防工程的设计需求。

电缆采用综合耐火层的灭火气体填充隔温层密实填充了连锁金属带隔离层的所有空间，以及连锁金属带隔离层轧制成“S”形相扣结构，组建成类似重叠“瓦片”的疏水结构，以及良好的弯曲柔韧性，可适应狭小空间敷设安装需求，综合提升了电缆在1000℃外部火焰环境下隔温防火、防水、抗冲击能力，以适应电缆在火灾环境下复杂多变的恶劣场景，以实现35kV及以下高电压、大容量、长距离持续电力传输的能力。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体的实例并结合附图对本实用新型作进一步详细的说明，其中：

图1为本实用新型的结构示意图，图2为综合耐火层的结构示意图。

附图中标号为：缆芯(1)、绝缘线芯(11)、导体(111)、导体半导电屏蔽(112)、绝缘(113)、绝缘半导电屏蔽(114)、铜带屏蔽(115)、填充(12)、包带(13)、综合耐火层(2)、灭火气体填充隔温层(21)、连锁金属带隔离层(22)、外护套(3)。

具体实施方式

见图1、图2，本一种充气隔温中压耐火电缆，从内到外包括缆芯(1)、综合耐火层(2)、外护套(3)三个部分组成；其中缆芯(1)由绝缘线芯(11)、填充(12)、包带(13)三个部分组成。

绝缘线芯(11)从内到外由导体(111)、导体半导电屏蔽(112)、绝缘(113)、绝缘半导电屏蔽(114)、铜带屏蔽(115)五个部分组成，这样的绝缘线芯(11)可以由一根或三根绞合组成，形成35kV及以下高电压等级的一个完整绝缘体系，满足电力系统单相或三相35kV及以下高电压等级电力传输需求。

导体(111)为多根圆形单丝绞合并经紧压成圆形结构，有效均化电场，提升电缆35kV及以下高电压等级下的电气安全特性。

导体半导电屏蔽(112)、绝缘(113)、绝缘半导电屏蔽(114)组成电缆的耐高压绝缘系统，有效提升电缆的耐高等级电压能力。

铜带屏蔽(115)为铜带搭盖绕包在绝缘线芯(11)的绝缘半导电屏蔽(114)外围，与绝缘半导电屏蔽(114)形成良好的电气接触。

填充(12)设置在三根绝缘线芯(11)绞合成缆后的中间和侧边间隙位置，用于填实间隙和结构支撑作用，确保电缆三根绝缘线芯(11)绞合成缆后的圆整性。

包带(13)重叠绕包在三根绝缘线芯(11)绞合成缆后的外围，起到绑扎的作用，同时采用具有阻燃特性的包带(13)，也可提升电缆整体的阻燃特性。

综合耐火层(2)从内到外由灭火气体填充隔温层(21)、连锁金属带隔离层(22)两个部分组成；其中连锁金属带隔离层(22)由金属带轧制成水平的“S”形，通过绕包型式首尾相扣，形成以缆芯(1)为轴心的螺旋管状结构。

灭火气体填充隔温层(21)为填充二氧化碳或类似灭火气体的瓷化耐火溶胶材料，形成微孔气体腔；该材料为氢氧化镁和氢氧化铝经液态硅胶混合的溶胶体，该材料流动性大，可塑性强，具备注射填充功能。

综合耐火层(2)的灭火气体填充隔温层(21)包裹在缆芯(1)外围，并填充到缆芯(1)与连锁金属带隔离层(22)之间所有空间，形成灭火气体填充隔温层(21)外形与连锁金属带隔离层(22)的螺旋谷峰一致形状，并与连锁金属带隔离层(22)内壁形成密切接触。

外护套(3)挤包在综合耐火层(2)外围，为电缆提供常温环境下的防水和机械防护，提升电缆安装敷设的安全特性；同时外护套(3)采用阻燃材料可提升电缆的阻燃特性，一定程度抑制火灾环境下的外部火势和防止火灾沿着电缆线路蔓延。

以上所述的具体实例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等均应包含在本实用新型保护范围之内。

Claims (4)

1.一种充气隔温中压耐火电缆，其特征在于：包括缆芯(1)、综合耐火层(2)、外护套(3)三个部分组成；所述缆芯(1)由绝缘线芯(11)、填充(12)、包带(13)三个部分组成；所述绝缘线芯(11)由导体(111)、导体半导电屏蔽(112)、绝缘(113)、绝缘半导电屏蔽(114)、铜带屏蔽(115)五个部分组成，这样的绝缘线芯(11)可以由一根或三根绞合组成。

2.根据权利要求1所述的一种充气隔温中压耐火电缆，其特征在于：所述综合耐火层(2)由灭火气体填充隔温层(21)、连锁金属带隔离层(22)两个部分组成；所述连锁金属带隔离层(22)由金属带轧制成水平的“S”形，通过绕包型式首尾相扣，形成以缆芯(1)为轴心的螺旋管状结构。

3.根据权利要求1所述的一种充气隔温中压耐火电缆，其特征在于：所述综合耐火层(2)的灭火气体填充隔温层(21)为填充二氧化碳的瓷化耐火熔胶材料，形成微孔气体腔；该材料为氢氧化镁和氢氧化铝经液态硅胶混合的溶胶体，该材料流动性大，可塑性强，具备注射填充功能。

4.根据权利要求1所述的一种充气隔温中压耐火电缆，其特征在于：所述综合耐火层(2)的灭火气体填充隔温层(21)包裹在缆芯(1)外围，并填充到缆芯(1)与连锁金属带隔离层(22)之间所有空间，形成灭火气体填充隔温层(21)外形与连锁金属带隔离层(22)的螺旋谷峰一致形状，并与连锁金属带隔离层(22)内壁形成密切接触。

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