JP7377775B2 - fireproof cable - Google Patents

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Description

本発明は、高耐火特性を備えた耐火ケーブルに関する。 FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a fireproof cable with high fireproof properties.

長時間の耐火試験に耐えることのできる高耐火特性を備えた耐火ケーブルの一例として、特許文献1には、導体、耐火層、絶縁層および難燃性シースから構成される耐火ケーブルの耐火層を、アルミナクロスと集成マイカなどの他の耐火材との複合絶縁テープにより構成することが記載されている。 As an example of a fire-resistant cable with high fire-resistant properties that can withstand long-term fire-resistant tests, Patent Document 1 describes a fire-resistant layer of a fire-resistant cable consisting of a conductor, a fire-resistant layer, an insulating layer, and a flame-retardant sheath. , it is described that it is constructed from a composite insulating tape of alumina cloth and other refractory materials such as laminated mica.

特開2000-331546号公報Japanese Patent Application Publication No. 2000-331546

原子力施設では、火災時の安全対策として、一定の時間、火災時の高温に耐え、かつ、自己が延焼しない状態で必要な設備へ電力を供給することのできる耐火ケーブルが必要となっている。 As a safety measure in the event of a fire, nuclear facilities require fire-resistant cables that can withstand the high temperatures of a fire for a certain period of time and can supply power to necessary equipment without spreading the fire themselves.

従来の耐火ケーブルは、例えば、ガラスクロス、ポリエステルテープ等の裏打ち材で裏打ちされたマイカテープを導体上に巻き付け、これにより形成された耐火層の上に絶縁層と難燃性シースを順に形成した構造が広く使用されている。 Conventional fire-resistant cables are made by wrapping a mica tape lined with a backing material such as glass cloth or polyester tape around a conductor, and then forming an insulating layer and a flame-retardant sheath on the fire-resistant layer formed by this. structure is widely used.

しかし、この構造の耐火ケーブルは、JIS-A1304に準拠した30分耐火試験レベルの耐火性のものがほとんどであり、原子力発電所において必要とされる3時間の耐火試験をクリアすることは難しい、との課題がある。 However, most fire-resistant cables with this structure have a fire resistance that meets the 30-minute fire resistance test according to JIS-A1304, and it is difficult to pass the 3-hour fire resistance test required at nuclear power plants. There is an issue with this.

特に、30分と3時間での耐火試験を比べると、前者の最高温度が840℃程度であるのに対し、後者の最高温度はケーブル表面で約1100℃にもなり、ポリエチレン等の絶縁層は蒸し焼き状態を経て炭化してしまい、その結果、絶縁抵抗は大幅に低下することになる。 In particular, when comparing the 30-minute and 3-hour fire resistance tests, the maximum temperature of the former is about 840℃, while the maximum temperature of the latter is about 1100℃ on the cable surface, and the insulation layer of polyethylene etc. After being steamed, it becomes carbonized, resulting in a significant drop in insulation resistance.

従来技術として、特許文献1に記載の技術が知られている。この特許文献1では、1時間の耐火試験に耐えることのできる耐火ケーブルとして、アルミナクロスと他の耐火材との複合絶縁テープを耐火層の構成材料として使用することが記載されている。 As a conventional technique, the technique described in Patent Document 1 is known. This Patent Document 1 describes the use of a composite insulating tape of alumina cloth and other fire-resistant materials as a constituent material of a fire-resistant layer as a fire-resistant cable that can withstand a one-hour fire resistance test.

しかしながら、特許文献1に記載の技術では、1時間の耐火試験には耐えられるが、原子力発電所において必要とされる3時間の耐火試験では導体である銅が溶融してケーブルの強度が低下してしまう。加えて、絶縁抵抗が大きく低下するため、耐火性をより改善する必要がある。 However, although the technology described in Patent Document 1 can withstand a one-hour fire resistance test, the copper conductor melts during the three-hour fire resistance test required at nuclear power plants, reducing the strength of the cable. I end up. In addition, since the insulation resistance is greatly reduced, it is necessary to further improve the fire resistance.

本発明は、従来よりも耐火性を向上させた、3時間の耐火試験に耐えることのできる原子力発電所用の耐火ケーブルを提供する。 The present invention provides a fire-resistant cable for use in nuclear power plants that has improved fire resistance compared to conventional cables and can withstand a 3-hour fire resistance test.

本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、線芯を有する耐火ケーブルであって、前記線芯は、導体と、前記導体の外周に位置する耐火層と、前記耐火層の外周に位置する絶縁体と、を備え、前記耐火層は、有機材料、および無機材料を有し、前記耐火層における前記有機材料の含有量が、0.5質量%以上10質量%以下であることを特徴とする。 The present invention includes a plurality of means for solving the above problems, and one example thereof is a fireproof cable having a wire core, the wire core comprising a conductor and a fireproof cable located on the outer periphery of the conductor. layer, and an insulator located on the outer periphery of the fireproof layer, the fireproof layer has an organic material and an inorganic material, and the content of the organic material in the fireproof layer is 0.5% by mass. It is characterized in that the amount is 10% by mass or less.

本発明によれば、従来よりも耐火性を向上させ、3時間の耐火試験に耐えることができる。上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態および実施例の説明により明らかにされる。 According to the present invention, the fire resistance is improved compared to the conventional one, and it is possible to withstand a 3-hour fire resistance test. Problems, configurations, and effects other than those described above will be made clear by the following description of the embodiments and examples.

本実施形態の耐火ケーブルを模式的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing a fireproof cable of this embodiment. 本発明の実施例1の耐火ケーブルでの絶縁抵抗測定の結果を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the results of insulation resistance measurement on the fireproof cable of Example 1 of the present invention. 本発明の実施例2の耐火ケーブルでの絶縁抵抗測定の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of insulation resistance measurement of the fireproof cable of Example 2 of this invention.

以下、適宜図面を参照しながら本発明の耐火ケーブルの実施形態について図1乃至図3を用いて説明する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the fireproof cable of the present invention will be described using FIGS. 1 to 3 while referring to the drawings as appropriate.

最初に、耐火ケーブルの構成について図1を用いて説明する。図1は、本実施形態の耐火ケーブルを模式的に示す構造例の図である。 First, the configuration of the fireproof cable will be explained using FIG. 1. FIG. 1 is a diagram of a structural example schematically showing the fireproof cable of this embodiment.

図1で示した耐火ケーブル10は、2本分の線芯5と、介在物6、押さえ巻きテープ4、断熱層7、シース8とから構成される。 The fireproof cable 10 shown in FIG. 1 is composed of two wire cores 5, an inclusion 6, a pressing tape 4, a heat insulating layer 7, and a sheath 8.

線芯5は、例えば銅などからなる導体1と、導体1の外周に位置する耐火層2と、耐火層2の外周に位置する絶縁体3と、絶縁体3の周囲に巻き付けられた押さえ巻きテープ4から成る。この線芯5が2本、相互に擦り合わせられている。 The wire core 5 includes a conductor 1 made of, for example, copper, a fireproof layer 2 located on the outer periphery of the conductor 1, an insulator 3 located on the outer periphery of the fireproof layer 2, and a pressure winding wound around the insulator 3. Consists of 4 tapes. Two of these wire cores 5 are rubbed together.

介在物6は、相互に捻り併せられた2本の線芯5の周囲にポリエチレン等からなる押さえ巻きテープ4により被せられており、例えばガラスマイカなどの絶縁物が用いられる。 The inclusion 6 is formed by wrapping a pressure tape 4 made of polyethylene or the like around two wire cores 5 twisted together, and for example, an insulating material such as glass mica is used.

断熱層7は、押さえ巻きテープ4により囲まれた介在物6を被覆するものであり、例えばアルミナなどの耐熱性の高い材料が用いられる。 The heat insulating layer 7 covers the inclusion 6 surrounded by the pressing tape 4, and is made of a highly heat resistant material such as alumina.

難燃性シース8は、耐火ケーブル10の最外周を形成する層であり、一般的な耐火用のケーブルの最外周層に用いられている材料であれば特に限定されない。 The flame-retardant sheath 8 is a layer that forms the outermost layer of the fire-resistant cable 10, and is not particularly limited as long as it is made of a material that is used for the outermost layer of general fire-resistant cables.

本発明では、耐火層2以外の構造、材料については特段限定はなく、耐火ケーブルに適した構造、材料を適宜用いることができる。 In the present invention, the structure and materials other than the fireproof layer 2 are not particularly limited, and structures and materials suitable for fireproof cables can be used as appropriate.

次いで、本発明の耐火ケーブル10の最も特徴となる耐火層2の詳細について以下説明する。 Next, details of the fireproof layer 2, which is the most characteristic feature of the fireproof cable 10 of the present invention, will be described below.

耐火層2は、有機材料と、耐熱性を有する第1無機材料、および絶縁性の第2無機材料と、を有している。 The fireproof layer 2 includes an organic material, a first inorganic material having heat resistance, and a second inorganic material having insulating properties.

このうち、有機材料は、第1無機材料および第2無機材料の粉末をシート状に成型するための接着剤として用いられるものであり、第1無機材料や第2無機材料との相性を考慮してその材質などを決定することができる。例えば、エポキシ樹脂やポリエステル樹脂が好適に用いられるが、もちろんこれに限定されない。 Among these, the organic material is used as an adhesive to mold the powders of the first inorganic material and the second inorganic material into a sheet shape, and the organic material is used in consideration of its compatibility with the first inorganic material and the second inorganic material. It is possible to determine the material etc. For example, epoxy resin and polyester resin are preferably used, but of course the material is not limited thereto.

また、耐火層2における有機材料の含有量は、0.5質量%以上10質量%以下、さらに望ましくは1質量%以上5質量%以下である。 Further, the content of the organic material in the fireproof layer 2 is 0.5% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 1% by mass or more and 5% by mass or less.

有機材料の含有量が0.5質量%よりも少ない場合、無機材料の粉末同士の接着力が弱くなり、シート状に成型することができない。さらに、望ましくは1質量%以上含有することが望ましい。これにより、シートの強度を高めることができる。 When the content of the organic material is less than 0.5% by mass, the adhesive force between the inorganic material powders becomes weak, and it is impossible to mold the powder into a sheet. Furthermore, it is desirable to contain 1% by mass or more. Thereby, the strength of the sheet can be increased.

一方、有機材料の含有量が10質量%を超える場合、耐火性能が損なわれるため、好ましくない。さらに望ましくは、5質量%以下である。 On the other hand, if the content of the organic material exceeds 10% by mass, the fire resistance performance will be impaired, which is not preferable. More preferably, it is 5% by mass or less.

第1無機材料は、3時間の耐火試験時間後の耐火ケーブル10の外表面温度が1100℃まで到達することから、1000℃でも機械強度を維持する、さらに望ましくは1200℃以上でも機械強度を維持する耐熱性を有することが望ましい。機械強度は、引張強度で判断するものとする。引張強度については、室温時と耐火試験後とで同じ手法で評価すればよく、例えばJISなどの各種試験方法によって評価される。 The first inorganic material maintains its mechanical strength even at 1000°C, and more preferably maintains its mechanical strength even at 1200°C or higher, since the outer surface temperature of the fireproof cable 10 reaches 1100°C after a 3-hour fire resistance test. It is desirable to have heat resistance. Mechanical strength shall be judged by tensile strength. The tensile strength may be evaluated by the same method both at room temperature and after the fire resistance test, for example, by various test methods such as JIS.

引張強度が室温(25℃)時の1/2以上で維持されることで、耐火ケーブル10としての強度を維持できることから、耐火層2の引張強度が室温時の1/2に減少する温度は、少なくとも1000℃、さらに望ましくは1200℃が求められる。 Since the strength of the fire-resistant cable 10 can be maintained by maintaining the tensile strength at 1/2 or more of that at room temperature (25°C), the temperature at which the tensile strength of the fire-resistant layer 2 decreases to 1/2 of that at room temperature is , at least 1000°C, more preferably 1200°C.

このような第1無機材料としては、快削性セラミック(SiO)、MgO、Al複合体、快削性セラミック:AlN,BN複合体、ステアタイト(MgO・SiO)、安定化ジルコニア、炭化ケイ素、酸化マグネシウム、サイアロン(SiにAlとSiOを合成して得られる、チッ化珪素系のエンジニアリングセラミックス)、ホトベール(登録商標)(ガラス質をマトリックスに、フッ素金雲母・ジルコニア微結晶を均一に析出させたもの)、シェイパル Hi Msoft(登録商標)(AlNとBNとの複合体)、石英、バイコール(登録商標)(ホウケイ酸ガラスを分相させ、アルカリホウ酸分を溶出させることにより96%までシリカ分を高めた)のうち少なくとも1種以上を含むものとすることができる。このような上記材料においても、上述した1000℃でも機械強度を維持する、さらに望ましくは1200℃以上でも機械強度を維持するものであることが望ましい。 Examples of such first inorganic materials include free-cutting ceramic (SiO 2 ), MgO, Al 2 O 3 composite, free-cutting ceramic: AlN, BN composite, steatite (MgO・SiO 2 ), and stabilization. Zirconia, silicon carbide, magnesium oxide, Sialon (silicon nitride-based engineering ceramics obtained by synthesizing Si 3 N 4 with Al 2 O 3 and SiO 2 ), Photoveil (registered trademark) (glass matrix, Shapal Hi Msoft (registered trademark) (composite of AlN and BN), quartz, Vycor (registered trademark) (by phase-separating borosilicate glass, The silica content can be increased to 96% by eluting the boric acid content. It is desirable that the above-mentioned material maintains its mechanical strength even at the above-mentioned temperature of 1000°C, and more preferably maintains its mechanical strength even at temperatures of 1200°C or higher.

第2無機材料は、500℃における体積抵抗率が1[MΩ・m]以上、さらに望ましくは1000℃における体積抵抗率が1[MΩ・m]以上であることが望ましい。 The second inorganic material preferably has a volume resistivity of 1 [MΩ·m] or more at 500°C, more preferably a volume resistivity of 1 [MΩ·m] or more at 1000°C.

従来の耐火ケーブルの耐火層を構成する材料の体積抵抗率は、常温では1[MΩ・m]以上であっても、温度の上昇と共に耐火層の体積抵抗率が低下し、3時間の耐火試験では絶縁性を維持することが困難となっていた。 Even though the volume resistivity of the material constituting the fireproof layer of conventional fireproof cables is 1 [MΩ・m] or more at room temperature, the volume resistivity of the fireproof layer decreases as the temperature rises, and the volume resistivity of the fireproof layer decreases as the temperature rises, resulting in a 3-hour fireproof test. It has become difficult to maintain insulation.

そこで、本発明者らは耐火試験中の絶縁抵抗を測定した結果、体積抵抗率が500℃で1[MΩ・m]以上の無機物を用いることにより、ケーブルの絶縁低下を効果的に抑制できることを突きとめた。さらに好ましくは、1000℃で1[MΩ・m]以上の無機物を用いることにより、有機材料と第1無機材料で複合シートを作製した場合においても、絶縁抵抗の低下が大幅に抑制できる。 Therefore, as a result of measuring the insulation resistance during a fire resistance test, the present inventors found that by using an inorganic substance with a volume resistivity of 1 [MΩ・m] or more at 500°C, it is possible to effectively suppress the deterioration of cable insulation. I figured it out. More preferably, by using an inorganic substance having a resistance of 1 [MΩ·m] or more at 1000° C., a decrease in insulation resistance can be significantly suppressed even when a composite sheet is produced using an organic material and a first inorganic material.

このような第2無機材料としては、アルミナ、サファイア、ムライト(酸化アルミニウムと二酸化ケイ素との化合物)、コージライト(MgO、Al、SiOの三成分からなるセラミックス)、フォルステライト(MgO-Al-SiO系のセラミックスで2MgO・SiO(MgSiOとも記す)のフォルステライト結晶から成る)、窒化ケイ素、窒化アルミ、窒化ホウ素、マセライト(フッ素金雲母)のうち少なくとも1種以上を含むものであることが望ましい。このような上記材料においても、上述した500℃における体積抵抗率が1[MΩ・m]以上、さらに望ましくは1000℃における体積抵抗率が1[MΩ・m]以上あるものであることが望ましい。 Examples of such second inorganic materials include alumina, sapphire, mullite (a compound of aluminum oxide and silicon dioxide), cordierite (ceramic consisting of three components of MgO, Al 2 O 3 and SiO 2 ), and forsterite (MgO -Al 2 O 3 -SiO 2 ceramics consisting of forsterite crystals of 2MgO.SiO 2 (also written as Mg 2 SiO 4 ), silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride, and macerite (fluorophlogopite). It is desirable that it contains one or more types. It is also desirable that the above-mentioned material has a volume resistivity of 1 [MΩ·m] or more at 500°C, more preferably a volume resistivity of 1 [MΩ·m] or more at 1000°C.

また、耐火層2中の第1無機材料と第2無機材料の比率は、10~40質量%:60~90質量%の範囲で合計で100質量%となる、更には20~30質量%:70~80質量%の範囲で合計で100質量%となることが望ましい。 Further, the ratio of the first inorganic material and the second inorganic material in the fireproof layer 2 is in the range of 10 to 40% by mass: 60 to 90% by mass, for a total of 100% by mass, and more preferably 20 to 30% by mass: It is desirable that the total amount is 100% by mass within the range of 70 to 80% by mass.

第1無機材料の比率が10質量%以上、より好適には20質量%以上(すなわち、第2無機材料の比率が90質量%以下、より好適には80質量%以下)の範囲とすることで、機械強度を十分に保つことができる。また、第2無機材料の比率が60%以上、より好適には70質量%以下(すなわち、第1無機材料の比率が40質量%以下、より好適には30質量%以下)の範囲とすることで、3時間の耐火試験後の絶縁抵抗の低下を効果的に抑制できる。 The ratio of the first inorganic material is in the range of 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more (that is, the ratio of the second inorganic material is 90% by mass or less, more preferably 80% by mass or less). , sufficient mechanical strength can be maintained. Further, the ratio of the second inorganic material is 60% or more, more preferably 70% by mass or less (that is, the ratio of the first inorganic material is 40% by mass or less, more preferably 30% by mass or less). Therefore, a decrease in insulation resistance after a 3-hour fire resistance test can be effectively suppressed.

これらの関係から、有機材料と第1無機材料、第2無機材料の最適な比率は、有機材料、第1無機材料、および第2無機材料の比率が0.5~10質量%:9~40質量%:54~90質量%の範囲で合計で100質量%となる、より好適には、1.0~5.0質量%:1.0~29.7質量%:66.5~79.2質量%の範囲で合計で100質量%となることが望ましい。 From these relationships, the optimal ratio of the organic material, first inorganic material, and second inorganic material is 0.5 to 10% by mass: 9 to 40% by mass of the organic material, first inorganic material, and second inorganic material. Mass %: 54 to 90 mass %, totaling 100 mass %, more preferably 1.0 to 5.0 mass %: 1.0 to 29.7 mass %: 66.5 to 79. It is desirable that the total amount is 100% by mass within the range of 2% by mass.

このような組み合わせであると、耐火層2は3時間の耐火試験においても十分な絶縁抵抗と機械強度を維持することができる。 With such a combination, the fireproof layer 2 can maintain sufficient insulation resistance and mechanical strength even during a 3-hour fireproof test.

次に、本発明の実施例および比較例について図2および図3を参照して説明するが、本発明の技術的範囲はこれに限定されるものではない。 Next, examples and comparative examples of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3, but the technical scope of the present invention is not limited thereto.

<耐火試験>
耐火試験は、消防法で定めた一般産業向け耐火ケーブルの国内耐火試験規格JCS 7503:2009「ケーブル耐火試験方法」、及び米国耐火試験規(IEEE1844、UL2196)に準拠して実施した。加熱炉はJCS 7503:2009に定めた大型加熱炉を使用した。
<Fire resistance test>
The fire resistance test was conducted in accordance with the domestic fire resistance test standard JCS 7503:2009 "Cable Fire Resistance Test Method" for fire resistance cables for general industry stipulated by the Fire Service Act, and the United States Fire Resistance Testing Standards (IEEE 1844, UL 2196). The heating furnace used was a large heating furnace specified in JCS 7503:2009.

<判定試験>
(1)通電試験
通電試験はJIS C3005に規定の通電試験方法に準拠した。導体に18Aの直流電流を流し、ブザーを用いて断線の有無を確認した。判定基準は、加熱炉で3時間加熱した後に、ブザーが鳴り、通電を確認できればOKとした。
<Judgment test>
(1) Current test
The current test was conducted in accordance with the current test method specified in JIS C3005. A direct current of 18 A was applied to the conductor, and a buzzer was used to check for disconnection. The criterion was that after heating in a heating furnace for 3 hours, a buzzer sounded and electricity was confirmed to be OK.

(2)絶縁耐力試験
絶縁耐力試験はJCS 7503に規定の試験方法に準拠した。導体と対地間に周波数50[Hz]または、60[Hz]の正弦波に近い波形をもった規定の交流電圧を加え、規定時間耐えるかどうかを調べた。判定基準は、加熱炉で3時間の加熱中に、AC600[V]に耐えることができればOKとした。
(2) Dielectric strength test
The dielectric strength test was based on the test method specified in JCS 7503. A specified AC voltage with a waveform close to a sine wave with a frequency of 50 [Hz] or 60 [Hz] was applied between the conductor and the ground, and it was examined whether it could withstand the specified time. The criterion was that it was OK if it could withstand AC600 [V] during heating in a heating furnace for 3 hours.

(3)絶縁抵抗測定
原子力発電工作物に係る電気設備の技術基準の解釈第13条に規定される絶縁抵抗値に準拠した。絶縁抵抗計を用いてケーブルの導体と大地間の絶縁抵抗を測定した。判定基準は、加熱炉で3時間加熱した後に、絶縁抵抗値が0.4[MΩ]以上であればOKとした。
(3) Insulation resistance measurement
Conformed to the insulation resistance value stipulated in Article 13 of the Interpretation of Technical Standards for Electrical Equipment Related to Nuclear Power Plants. The insulation resistance between the cable conductor and the ground was measured using an insulation resistance meter. The criterion was that the insulation resistance value was 0.4 [MΩ] or more after being heated in a heating furnace for 3 hours.

<実施例1>
耐火ケーブル10の構造については以下の通りとした。導体1は銅線の表面にニッケルをメッキしたものを用いた。耐火層2は、第1無機材料としてバイコール、第2無機材料としてムライトを粉末の状態で1:9~4:6の比率となるように配合し、有機材料としてエポキシ樹脂を5質量%添加してシート状に成型した。これを導体1の周上に巻き付けた。
<Example 1>
The structure of the fireproof cable 10 was as follows. The conductor 1 was a copper wire whose surface was plated with nickel. The fireproof layer 2 is made by blending Vycor as a first inorganic material and mullite as a second inorganic material in a powder state at a ratio of 1:9 to 4:6, and adding 5% by mass of epoxy resin as an organic material. It was molded into a sheet. This was wound around the circumference of the conductor 1.

耐火層2の周上には水酸化マグネシウムを40質量%添加したシリコーンゴムからなる絶縁体3を形成させた。その周囲には、ポリエチレン製の押さえ巻きテープ4を巻き付けた。この線芯5を相互に擦り合わせたのち、この上にガラスマイカの介在物6を被せ、さらに、ポリエチレン製の押さえ巻きテープ4と押さえ巻きテープ4を被覆するアルミナ製の断熱層7と最外周に難燃性シース8を形成させた。 An insulator 3 made of silicone rubber to which 40% by mass of magnesium hydroxide was added was formed on the circumference of the fireproof layer 2. A polyethylene pressing tape 4 was wrapped around it. After rubbing the wire cores 5 against each other, a glass mica inclusion 6 is placed on top of the wire cores 5, and a heat insulating layer 7 made of polyethylene and a heat insulating layer 7 made of alumina covering the pressure winding tape 4 and the outermost periphery. A flame retardant sheath 8 was formed.

図2に絶縁抵抗測定の結果を示す。この図2に示すように、第1無機材料と第2無機材料の比率は、10~40質量%:60~90質量%の範囲で合計で100質量%となる、更には20~30質量%:70~80質量%の範囲で合計で100質量%とすることで、より絶縁抵抗の低下が抑えられていることが分かった。 Figure 2 shows the results of insulation resistance measurements. As shown in FIG. 2, the ratio of the first inorganic material to the second inorganic material is 10 to 40% by mass: 60 to 90% by mass, for a total of 100% by mass, and more preferably 20 to 30% by mass. : It was found that by setting the total amount to 100% by mass in the range of 70 to 80% by mass, the decrease in insulation resistance was further suppressed.

<実施例2>
実施例2には、耐火層2に第1無機材料として炭化ケイ素(緻密質)を、第2無機材料としてアルミナ(A482R)を、質量%で1:9の比率で配合した無機材料を使用した。有機材料はポリエステル樹脂を0.5質量%以上10質量%以下の範囲で添加した。図3に絶縁抵抗測定の結果を示す。この図3に示すように、有機材料の含有量は0.5質量%以上10質量%以下、さらに望ましくは1質量%以上5質量%以下の範囲で絶縁抵抗の低下が抑えられていることが分かった。
<Example 2>
In Example 2, an inorganic material containing silicon carbide (dense) as the first inorganic material and alumina (A482R) as the second inorganic material in a ratio of 1:9 by mass was used for the fireproof layer 2. . As the organic material, polyester resin was added in an amount of 0.5% by mass or more and 10% by mass or less. Figure 3 shows the results of insulation resistance measurements. As shown in FIG. 3, the decrease in insulation resistance is suppressed when the content of the organic material is in the range of 0.5% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 1% by mass or more and 5% by mass or less. Do you get it.

<実施例3>
耐火層2の第1無機材料にはサイアロンを使用し、第1無機材料と第2無機材料を粉末の状態で2:8の比率となるように配合し、有機材料としてポリエステル樹脂を5質量%添加してシート状に成型した。
<Example 3>
Sialon is used as the first inorganic material of the fireproof layer 2, and the first inorganic material and the second inorganic material are blended in powder form at a ratio of 2:8, and 5% by mass of polyester resin is used as the organic material. It was added and molded into a sheet.

第2無機材料には、以下の表1に示すように、体積抵抗率が500℃で1[MΩ・m]以上である、アルミナ(A482R、A459、A471、A473、A484、A476、A479、A479S、A479M・A479G、A480S、A601D・A601L)、サファイア(SA100)、ムライト(ML652)、コージライト(CO220、CO720)、フォルステライト(F1120、F1023、FC112M)、窒化ケイ素(SN201B、SN260、SN240、SN241)、窒化アルミ(AN216A、AN2000)、窒化ホウ素(バインダーレス)、マセライト(フッ素金雲母)を使用した。 As shown in Table 1 below, the second inorganic material includes alumina (A482R, A459, A471, A473, A484, A476, A479, A479S) having a volume resistivity of 1 [MΩ・m] or more at 500°C. , A479M/A479G, A480S, A601D/A601L), sapphire (SA100), mullite (ML652), cordierite (CO220, CO720), forsterite (F1120, F1023, FC112M), silicon nitride (SN201B, SN260, SN240, SN24) 1 ), aluminum nitride (AN216A, AN2000), boron nitride (binderless), and macerite (fluorine phlogopite) were used.

Figure 0007377775000001
Figure 0007377775000001

性能評価の結果を表1に示す。この表1に示すように、上述の評価試験結果が全ての項目でOKとなり、3時間の耐火試験においても求められる性能を満足することがわかった。 The results of the performance evaluation are shown in Table 1. As shown in Table 1, the above evaluation test results were OK in all items, and it was found that the required performance was satisfied even in the 3-hour fire resistance test.

<実施例4>
表1には、実施例3に示した耐火層2の第2無機材料に代えて、体積抵抗率が500℃で1[MΩ・m]未満である、アルミナ(A445)を使用したこと以外は実施例3と同様にして作製されたケーブルの評価試験結果も示した。
<Example 4>
Table 1 shows the exception that alumina (A445), which has a volume resistivity of less than 1 [MΩ・m] at 500°C, was used instead of the second inorganic material of the fireproof layer 2 shown in Example 3. Evaluation test results for a cable produced in the same manner as in Example 3 are also shown.

この表1に示すように、実施例4のケーブルでは3時間の耐火試験において求められる性能を満足できることはできるが、実施例3のような材料に比べて性能が低いことが明らかとなった。 As shown in Table 1, although the cable of Example 4 can satisfy the performance required in the 3-hour fire resistance test, it is clear that the cable of Example 4 has lower performance than the material of Example 3.

<実施例5>
耐火層2の第2無機材料にマセライト(フッ素金雲母)を使用し、第1無機材料と第2無機材料を粉末の状態で2:8の比率となるように配合し、有機材料としてポリエステル樹脂を5質量%添加してシート状に成型した。
<Example 5>
Macerite (fluorine phlogopite) is used as the second inorganic material of the fireproof layer 2, the first inorganic material and the second inorganic material are blended in powder form at a ratio of 2:8, and polyester resin is used as the organic material. was added in an amount of 5% by mass and molded into a sheet.

第1無機材料としては、以下の表2に示すように、快削性セラミック:SiO=46%/MgO=17%/Al=16%、快削性セラミック:AlN,BN複合体、ステアタイト:MgO・SiO、安定化ジルコニア(緻密質)、炭化ケイ素(緻密質)、酸化マグネシウム(緻密質)、サイアロン、ホトベールII、ホトベールII-S、M-soft、石英、バイコールを20質量%配合した第1無機材料を使用した。 As the first inorganic material, as shown in Table 2 below, free-cutting ceramic: SiO 2 = 46%/MgO = 17%/Al 2 O 3 = 16%, free-cutting ceramic: AlN, BN composite , steatite: MgO/SiO 2 , stabilized zirconia (dense), silicon carbide (dense), magnesium oxide (dense), Sialon, Photoveil II, Photoveil II-S, M-soft, quartz, Vycor 20 The first inorganic material blended in mass% was used.

Figure 0007377775000002
Figure 0007377775000002

性能評価の結果を表2に示す。この表2に示すように、上述の評価試験結果が全ての項目でOKとなり、3時間の耐火試験においても求められる性能を満足することがわかった。 The results of the performance evaluation are shown in Table 2. As shown in Table 2, the above evaluation test results were OK in all items, and it was found that the required performance was satisfied even in the 3-hour fire resistance test.

<実施例6>
表2には、更に実施例5に示した耐火層2の第1無機材料に代えて、1000℃の引張強度が室温時の1/2に低下するガラスマイカを使用したこと以外は実施例5と同様にして作製されたケーブルの評価試験結果も示した。
<Example 6>
Table 2 also shows Example 5 except that glass mica, whose tensile strength at 1000°C is reduced to 1/2 of that at room temperature, was used in place of the first inorganic material of fireproof layer 2 shown in Example 5. The evaluation test results of a cable fabricated in the same manner as above are also shown.

この表2に示すように、実施例6のケーブルでは3時間の耐火試験において求められる性能を満足できることはできるが、実施例5のような材料に比べて性能が低いことが明らかとなった。 As shown in Table 2, although the cable of Example 6 can satisfy the performance required in the 3-hour fire resistance test, it is clear that the cable of Example 6 has lower performance than the material of Example 5.

次に、本実施例の効果について説明する。 Next, the effects of this embodiment will be explained.

上述した本実施例の線芯5を有する耐火ケーブル10は、線芯5は、導体1と、導体1の外周に位置する耐火層2と、耐火層2の外周に位置する絶縁体3と、を備え、耐火層2は、有機材料、および無機材料を有し、耐火層2における有機材料の含有量が、0.5質量%以上10質量%以下である。 The fireproof cable 10 having the wire core 5 of the present embodiment described above includes a conductor 1, a fireproof layer 2 located on the outer periphery of the conductor 1, an insulator 3 located on the outer periphery of the fireproof layer 2, The fireproof layer 2 includes an organic material and an inorganic material, and the content of the organic material in the fireproof layer 2 is 0.5% by mass or more and 10% by mass or less.

このような構成によって、3時間の耐火試験に耐えられる高い耐火性を備えたケーブルが得られ、原子力発電所における火災時の安全性を高めるうえにおいて非常に有用なものとなる。 With such a configuration, a cable with high fire resistance that can withstand a 3-hour fire resistance test can be obtained, which is extremely useful in increasing safety in the event of a fire at a nuclear power plant.

また、耐火層2は、有機材料の含有量が、1質量%以上5質量%以下であることによって、第1無機材料および第2無機材料をより効果的に成型することができる。 Further, in the fireproof layer 2, the content of the organic material is 1% by mass or more and 5% by mass or less, so that the first inorganic material and the second inorganic material can be molded more effectively.

更に、第1無機材料は、1000℃、更に好適には1200℃以上における引張強度が室温時の1/2以上で維持される耐熱性を有することで、3時間の耐火試験後においてもケーブルとしての強度を十分に担保されたものとすることができる。 Furthermore, the first inorganic material has heat resistance such that the tensile strength at 1000°C, more preferably 1200°C or higher, is maintained at 1/2 or more of that at room temperature, so that it can be used as a cable even after a 3-hour fire resistance test. The strength of the material can be sufficiently ensured.

また、第2無機材料は、500℃、更に好適には1000℃における体積抵抗率が1[MΩ・m]以上であることにより、3時間の耐火試験後においても絶縁性を十分に担保されたケーブルとなり、万が一火災事故環境下に晒された際にもその性能を十分に担保されたケーブルとすることができる。 In addition, the second inorganic material has a volume resistivity of 1 [MΩ・m] or more at 500°C, more preferably at 1000°C, so that insulation properties are sufficiently ensured even after a 3-hour fire resistance test. The cable can be made into a cable whose performance is sufficiently guaranteed even if it is exposed to a fire accident environment.

更に、第1無機材料と第2無機材料との比率が、10~40質量%:60~90質量%の範囲、更に好適には、20~30質量%:70~80質量%の範囲で、合計で100質量%となることで、ケーブルとしての機械的強度と絶縁性をより確実に担保することができる。 Furthermore, the ratio of the first inorganic material to the second inorganic material is in the range of 10 to 40% by mass: 60 to 90% by mass, more preferably in the range of 20 to 30% by mass: 70 to 80% by mass, By having a total content of 100% by mass, the mechanical strength and insulation properties of the cable can be more reliably ensured.

また、第2無機材料として、アルミナ、サファイア、ムライト、コージライト、フォルステライト、窒化ケイ素、窒化アルミ、窒化ホウ素、マセライト(フッ素金雲母)のうち少なくとも1種以上を含むことで、3時間の耐火試験後の機械強度の低下を飛躍的に抑制することができる。 In addition, the second inorganic material contains at least one of alumina, sapphire, mullite, cordierite, forsterite, silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride, and macerite (fluorine phlogopite), resulting in 3-hour fire resistance. Decrease in mechanical strength after testing can be dramatically suppressed.

また、第1無機材料として、快削性セラミック:SiO、MgO、Al複合体、快削性セラミック:AlN,BN複合体、ステアタイト:MgO・SiO、安定化ジルコニア、炭化ケイ素、酸化マグネシウム、サイアロン、ホトベール、M-soft、石英、バイコールのうち少なくとも1種以上を含むことによっても、3時間の耐火試験後の機械強度の低下を飛躍的に抑制できる。 In addition, as the first inorganic material, free-cutting ceramic: SiO 2 , MgO, Al 2 O 3 composite, free-cutting ceramic: AlN, BN composite, steatite: MgO/SiO 2 , stabilized zirconia, silicon carbide. By containing at least one of , magnesium oxide, Sialon, Photoveil, M-soft, quartz, and Vycor, the decrease in mechanical strength after a 3-hour fire resistance test can be dramatically suppressed.

<その他>
なお、本発明は上記の実施例に限られず、種々の変形、応用が可能なものである。上述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。
<Others>
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications are possible. The embodiments described above are described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and the present invention is not necessarily limited to having all the configurations described.

1…導体
2…耐火層
3…絶縁体
4…押さえ巻きテープ
5…線芯
6…介在物
7…断熱層
8…シース
10…耐火ケーブル
1... Conductor 2... Fireproof layer 3... Insulator 4... Pressure wrapping tape 5... Wire core 6... Inclusion 7... Heat insulating layer 8... Sheath 10... Fireproof cable

Claims (13)

線芯を有する耐火ケーブルであって、
前記線芯は、
導体と、
前記導体の外周に位置する耐火層と、
前記耐火層の外周に位置する絶縁体と、を備え、
前記耐火層は、有機材料、および無機材料を有し、
前記耐火層における前記有機材料の含有量が、0.5質量%以上10質量%以下である
ことを特徴とする耐火ケーブル。
A fireproof cable having a wire core,
The wire core is
a conductor;
a fireproof layer located on the outer periphery of the conductor;
an insulator located on the outer periphery of the fireproof layer,
The fireproof layer includes an organic material and an inorganic material,
A fire-resistant cable, wherein the content of the organic material in the fire-resistant layer is 0.5% by mass or more and 10% by mass or less.
請求項1に記載の耐火ケーブルにおいて、
前記耐火層は、前記有機材料の含有量が、1質量%以上5質量%以下である
ことを特徴とする耐火ケーブル。
The fireproof cable according to claim 1,
The fireproof cable is characterized in that the content of the organic material in the fireproof layer is 1% by mass or more and 5% by mass or less.
請求項1に記載の耐火ケーブルにおいて、
前記無機材料は、耐熱性を有する第1無機材料、および絶縁性の第2無機材料からなる
ことを特徴とする耐火ケーブル。
The fireproof cable according to claim 1,
The fireproof cable is characterized in that the inorganic material includes a first inorganic material having heat resistance and a second inorganic material having insulating properties.
請求項3に記載の耐火ケーブルにおいて、
前記第1無機材料は、1000℃における引張強度が室温時の1/2以上で維持される耐熱性を有する
ことを特徴とする耐火ケーブル。
The fireproof cable according to claim 3,
A fire-resistant cable, wherein the first inorganic material has heat resistance such that tensile strength at 1000° C. is maintained at 1/2 or more of that at room temperature.
請求項4に記載の耐火ケーブルにおいて、
前記第1無機材料は、1200℃以上で引張強度が室温時の1/2以上で維持される耐熱性を有する
ことを特徴とする耐火ケーブル。
The fireproof cable according to claim 4,
The first inorganic material has heat resistance such that its tensile strength is maintained at 1/2 or more of that at room temperature at temperatures of 1200° C. or higher.
請求項3に記載の耐火ケーブルにおいて、
前記第2無機材料は、500℃における体積抵抗率が1[MΩ・m]以上である
ことを特徴とする耐火ケーブル。
The fireproof cable according to claim 3,
A fire-resistant cable, wherein the second inorganic material has a volume resistivity of 1 [MΩ·m] or more at 500°C.
請求項6に記載の耐火ケーブルにおいて、
前記第2無機材料は、1000℃における体積抵抗率が1[MΩ・m]以上である
ことを特徴とする耐火ケーブル。
The fireproof cable according to claim 6,
A fire-resistant cable, wherein the second inorganic material has a volume resistivity of 1 [MΩ·m] or more at 1000°C.
請求項3に記載の耐火ケーブルにおいて、
前記第1無機材料と前記第2無機材料との比率が、10~40質量%:60~90質量%の範囲で、合計で100質量%となる
ことを特徴とする耐火ケーブル。
The fireproof cable according to claim 3,
A fire-resistant cable characterized in that the ratio of the first inorganic material to the second inorganic material is in the range of 10 to 40% by mass: 60 to 90% by mass, for a total of 100% by mass.
請求項8に記載の耐火ケーブルにおいて、
前記第1無機材料と前記第2無機材料との比率が、20~30質量%:70~80質量%の範囲で、合計で100質量%となる
ことを特徴とする耐火ケーブル。
The fireproof cable according to claim 8,
A fireproof cable characterized in that the ratio of the first inorganic material to the second inorganic material is in the range of 20 to 30% by mass: 70 to 80% by mass, for a total of 100% by mass.
請求項3に記載の耐火ケーブルにおいて、
前記有機材料、前記第1無機材料、および前記第2無機材料の比率が、0.5~10質量%:9~40質量%:54~90質量%の範囲で、合計で100質量%となる
ことを特徴とする耐火ケーブル。
The fireproof cable according to claim 3,
The ratio of the organic material, the first inorganic material, and the second inorganic material is in the range of 0.5 to 10% by mass: 9 to 40% by mass: 54 to 90% by mass, and the total is 100% by mass. A fireproof cable characterized by:
請求項10に記載の耐火ケーブルにおいて、
前記有機材料、前記第1無機材料、および前記第2無機材料の比率が、1.0~5.0質量%:19.0~29.7質量%:66.5~79.2質量%の範囲で、合計で100質量%となる
ことを特徴とする耐火ケーブル。
The fireproof cable according to claim 10,
The ratio of the organic material, the first inorganic material, and the second inorganic material is 1.0 to 5.0% by mass: 19.0 to 29.7% by mass: 66.5 to 79.2% by mass. A fire-resistant cable having a total content of 100% by mass.
請求項3に記載の耐火ケーブルにおいて、
前記第2無機材料として、アルミナ、サファイア、ムライト、コージライト、フォルステライト、窒化ケイ素、窒化アルミ、窒化ホウ素、マセライト(フッ素金雲母)のうち少なくとも1種以上を含む
ことを特徴とする耐火ケーブル。
The fireproof cable according to claim 3,
A fire-resistant cable characterized in that the second inorganic material contains at least one of alumina, sapphire, mullite, cordierite, forsterite, silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride, and macerite (fluorophlogopite).
請求項3に記載の耐火ケーブルにおいて、
前記第1無機材料として、快削性セラミック:SiO、MgO、Al複合体、快削性セラミック:AlN,BN複合体、ステアタイト:MgO・SiO、安定化ジルコニア、炭化ケイ素、酸化マグネシウム、サイアロン、ホトベール、M-soft、石英、バイコールのうち少なくとも1種以上を含む
ことを特徴とする耐火ケーブル。
The fireproof cable according to claim 3,
As the first inorganic material, free-cutting ceramic: SiO 2 , MgO, Al 2 O 3 composite, free-cutting ceramic: AlN, BN composite, steatite: MgO/SiO 2 , stabilized zirconia, silicon carbide, A fireproof cable characterized by containing at least one of magnesium oxide, Sialon, Photoveil, M-soft, quartz, and Vycor.
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