一种高强度耐腐蚀不燃电缆的制作方法

1.本实用新型涉及电缆电线技术领域，尤其涉及一种高强度耐腐蚀不燃电缆。


背景技术：

2.相关资料显示，发生火灾时，因电线电缆而引起的火灾占比较大。电线电缆作为电能传输的载体，火灾情况时电线电缆中可燃的绝缘或护套材料可能致使火灾事故进一步扩大，可直接导致消防设备的电源和线路被烧毁甚至助燃造成进一步的人员及财产损失，无法起到为消防电气设备供电、延长灭火时间的作用。另外，电线电缆的塑料或可燃性绝缘和护套材料燃烧时散发的热量、有毒气体及浓烟阻碍了消防工作。由此可见，提供一种高强度耐腐蚀不燃电缆在火灾发生时起到至关重要的作用。
3.然而，目前市场上的电线电缆阻燃、耐火性能大多局限于gb/t 19666中的要求，无法满足石油加工、大型图书馆等重要场合对阻燃、耐火的要求。根据强制性标准gb 31247《电缆及光缆燃烧性能分级》，gb 51348
‑
2019《民用建筑电气设计标准》，iec 60695
‑8‑
1《fire hazard testing
–
part 8
‑
1:heat release
–
generalguidance》热释放通用指南，重要场所需满足燃性性能为a级不燃电缆的要求。但目前高强度耐腐蚀不燃电缆仍属于空白，因此，如何开发出一种能够在火灾苛刻情况下满足高强度、耐腐蚀、线路完整性要求的不燃电缆，对提高重要场所的防火安全性具有重大意义。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种高强度耐腐蚀不燃电缆，能够在高温下保持长时间的线路完整性。
5.具体地，本实用新型采用的方案为：
6.本实用新型提供的一种高强度耐腐蚀不燃电缆包括若干根导体，每一根所述导体外包裹有第一云母层，形成绝缘线芯；若干根所述绝缘线芯之间相互绞合，且若干根所述绝缘线芯之间的缝隙之间设置有第一玻璃纤维层，形成缆芯；所述缆芯外依次包覆有第二云母层、防火层和铜护套，所述防火层为第二玻璃纤维层或第三云母层；
7.或者，所述高强度耐腐蚀不燃电缆包括单根导体，所述导体外依次包裹有第一云母层、第一玻璃纤维层、第二云母层、防火层和铜护套，所述防火层为第二玻璃纤维层或第三云母层。
8.根据本实用新型的一种高强度耐腐蚀不燃电缆，至少具有如下有益效果：
9.云母在高温下具有良好的电绝缘性和散热性、不燃性，玻璃纤维则具有很好的隔热性能，燃烧热值低，虽然相关技术提及使用云母、玻璃纤维制作电缆，但此类电缆一般只能达到耐火电缆级别，只能在750℃低温下保持90min左右的线路完整性能，难以达到a级不燃电缆的要求。本实用新型的实用新型人通过对电缆结构以及电缆材料进行深入研究，发现当将云母、玻璃纤维按照一定的顺序进行排布时，具体地，在每一根导体外面包裹第一云母层作为绝缘层，并设置第一玻璃纤维层、第二云母层、第二玻璃纤维层(或第三云母层)和
铜护套，可以有效提高电缆的防火性能，使电缆达到a级不燃电缆级别。
10.在本实用新型的一些实施方式中，所述导体为铜导体。
11.在本实用新型的一些实施方式中，所述铜导体的直径为1.37～30.0mm。
12.在本实用新型的一些实施方式中，所述第一云母层由合成云母带沿导体的长度方向绕包在所述导体外侧而成。
13.在本实用新型的一些实施方式中，所述合成云母带的熔点≥1000℃。
14.在本实用新型的一些实施方式中，所述合成云母带的熔点为1300～1500℃，常温下的电阻率为10
11
～10
12
ω.m。
15.在本实用新型的一些实施方式中，所述第一云母层的厚度为0.8～2.0mm。
16.在本实用新型的一些实施方式中，所述不燃电缆包括若干根导体时，所述第一玻璃纤维层由玻璃纤维绳填充于绝缘线芯的缝隙中形成。若干根所述绝缘线芯之间相互绞合形成的缆芯一般为不圆整的形状，通过在绝缘线芯之间的缝隙填充玻璃纤维绳不仅可以对缆芯进行填充圆整，而且可提高电缆的隔热性能。
17.在本实用新型的一些实施方式中，所述玻璃纤维绳为无碱玻璃纤维绳。无碱玻璃纤维绳相较碱性玻璃纤维绳更具环保型，且隔热性能更好，燃烧热值更低。
18.在本实用新型的一些实施方式中，所述玻璃纤维绳的直径为1～6mm。
19.在本实用新型的一些实施方式中，在单位长度的不燃电缆中，形成所述第一玻璃纤维层的玻璃纤维绳使用量为26.2～362.1g/m。
20.在本实用新型的一些实施方式中，所述第二云母层由合成云母带沿不燃电缆的长度方向绕包在所述缆芯外侧而成。制作第二云母层的合成云母带与第一云母层相同。
21.在本实用新型的一些实施方式中，所述第二云母层的厚度为0.14～0.48mm。所述第二云母层作为加强绝缘层。
22.在本实用新型的一些实施方式中，所述第二玻璃纤维层的厚度为0.3～ 0.6mm。在本实用新型的一些实施方式中，所述第三云母层的厚度为0.14～ 0.48mm。所述第三云母层使用的材料与第一云母层相同。
23.在本实用新型的一些实施方式中，所述铜护套由轧纹铜带沿不燃电缆的长度方向绕包在所述防火层的外侧而成。采用铜护套替代一般电缆的塑料护套，铜电阻率高且耐高温，在火灾情况下可保持线路完整；同时通过采用轧纹铜带制作铜护套，可使不燃电缆具有良好的弯曲性能。
24.在本实用新型的一些实施方式中，所述铜护套的厚度为0.4～0.8mm。
25.上述高强度耐腐蚀不燃电缆的制备方法包括如下步骤：
26.(1)在导体外侧，沿导体的长度方向绕包合成云母带，形成第一云母层，得到绝缘线芯；
27.(2)将若干根绝缘线芯绞合，并在绝缘线芯的缝隙中填充玻璃纤维绳形成第一玻璃纤维层，得到缆芯；
28.(3)在缆芯外侧，依次绕包第二云母层、防火层和铜护套，所述防火层为第二玻璃纤维层或第三云母层，得到不燃电缆；
29.或者，所述高强度耐腐蚀不燃电缆的制备方法包括如下步骤：
30.在单根导体外依次绕包第一云母层、第一玻璃纤维层、第二云母层、防火层和铜护
套，得到不燃电缆。
31.所述高强度耐腐蚀不燃电缆可应用于在电力传输中，尤其是在石油加工、图书馆等重要场所中的电力传输。
32.相对于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：
33.本实用新型通过合理设置电缆结构，在火灾情况下电气性能安全稳定、无附加热量释放、无烟、耐腐蚀，并且能够在长时间的高温状况下保持线路完整性，承受火灾时外物损坏对电缆的机械冲击，为消防救灾提供宝贵的时间，并且避免了由于电线电缆参与燃烧而造成人员、财产的次级伤害。
附图说明
34.图1为本实用新型一个实施例的高强度耐腐蚀不燃电缆的结构示意图；
35.图2为本实用新型另一个实施例的高强度耐腐蚀不燃电缆的结构示意图；
36.附图标记：导体100(100’)，第一云母层200(200’)，第一玻璃纤维层 300(300’)，第二云母层400(400’)，防火层500(500’)，铜护套600(600’)。
具体实施方式
37.以下将结合实施例对本实用新型的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。
38.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
39.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
40.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
41.参考图1所示，在实用新型的一个实施例中，提供一种高强度耐腐蚀不燃电缆，包括若干根导体100，每一根所述导体100外包裹有第一云母层200，形成绝缘线芯；若干根所述绝缘线芯之间相互绞合接触且呈阵列排布，且若干根所述绝缘线芯之间的缝隙之间设置有第一玻璃纤维层300，形成缆芯；所述缆芯外依次包覆有第二云母层400、防火层500和铜护套600；其中防火层500为第二玻璃纤维层或第三云母层。
42.参考图2所示，在本实用新型的一个实施例中，提供一种高强度耐腐蚀不燃电缆，包括单根导体100’，所述导体100’外依次包裹有第一云母层200’、第一玻璃纤维层300’、第
二云母层400’、防火层500’和铜护套600’；其中防火层500’为第二玻璃纤维层或第三云母层。
43.实施例1
44.一种高强度耐腐蚀不燃电缆，其结构如表1所示，包括若干根导体，每一根所述导体外包裹有第一云母层，形成绝缘线芯；若干根所述绝缘线芯之间相互绞合接触且呈阵列排布，且若干根所述绝缘线芯之间的缝隙之间设置有第一玻璃纤维层，形成缆芯；所述缆芯外依次包覆有第二云母层、第二玻璃纤维层和铜护套。
45.其中，导体为铜导体，由若干根铜导线绞合而成，铜导体的截面直径约为 20mm；第一云母层的厚度约为2mm；在单位长度的电缆中，形成第一玻璃纤维层的玻璃纤维绳的使用量为200g/m；第二云母层的厚度约为0.48mm；第二玻璃纤维层的厚度约为0.5mm；铜护套为轧纹铜护套，厚度约为0.8mm。
46.第一云母层、第一玻璃纤维层、第二云母层和第二玻璃纤维层的热值如表1 所示。
47.高强度耐腐蚀不燃电缆的制备方法包括如下步骤：
48.(1)在导体外侧，沿导体的长度方向绕包合成云母带，形成第一云母层，得到绝缘线芯；
49.(2)将若干根绝缘线芯绞合，并在绝缘线芯的缝隙中填充玻璃纤维绳形成第一玻璃纤维层，得到形成缆芯；
50.(3)在缆芯外侧，沿电缆的长度方向用合成云母带绕包形成第二云母层；
51.(4)在第二云母层外侧，沿电缆的长度方向用无碱玻璃纤维绳绕包形成第二玻璃纤维层；
52.(5)在第二玻璃纤维层外侧，沿电缆的长度方向用轧纹铜带绕包形成铜护套。
53.上述制备过程中所用的合成云母带的熔点为1375℃左右。
54.根据gb/t14402的试验方法对所得电缆的总热值进行检测，总热值pcs不大于2.0mj/kg2，达到a级不燃电缆等级；并根据bs 6387对电缆进行了耐火性能检测，结果本实施例的电缆在1000℃的火焰温度下能够保持180min的线路完整性。
55.实施例2
56.一种高强度耐腐蚀不燃电缆，其结构如表1所示，包括若干根导体，每一根所述导体外包裹有第一云母层，形成绝缘线芯；若干根所述绝缘线芯之间相互绞合接触且呈阵列排布，且若干根所述绝缘线芯之间的缝隙之间设置有第一玻璃纤维层，形成缆芯；所述缆芯外依次包覆有第二云母层、第三云母层和铜护套。
57.其中，导体为铜导体，由若干根铜导线绞合而成，铜导体的截面直径约为 10mm；第一云母层的厚度约为1mm；在单位长度的电缆中，形成第一玻璃纤维层的玻璃纤维绳的使用量为150g/m；第二云母层的厚度约为0.2mm；第三云母层的厚度约为0.4mm；铜护套为轧纹铜护套，厚度约为0.5mm。
58.第一云母层、第一玻璃纤维层、第二云母层和第三云母层的热值如表1所示。
59.本实施例的高强度耐腐蚀不燃电缆的制备方法与实施例1相似，不同之处在于在形成第二云母层后继续用合成云母带绕包加厚，形成第三云母层。
60.根据gb/t14402的试验方法对所得电缆的总热值进行检测，总热值pcs不大于2.0mj/kg2，达到a级不燃电缆等级；并根据bs 6387对电缆进行了耐火性能检测，结果本实
施例的电缆在1000℃的火焰温度下能够保持180min的线路完整性。
61.对比例1
62.本对比例与实施例1的不同之处在于，电缆中没有第二云母层。其他结构与实施例1相同。
63.根据bs 6387对电缆进行了耐火性能检测，，结果显示本对比例的电缆在 1000℃的火焰温度下能够保持线路完整性的时长为90min左右，相较实施例1 减少了一半。
64.对比例2
65.本对比例与实施例1的不同之处在于，将第二云母层替换为相同厚度的无碱玻璃纤维层。其他结构与实施例1相同。
66.根据bs 6387对电缆进行了耐火性能检测，，结果显示本对比例的电缆在 1000℃的火焰温度下能够保持线路完整性的时长为90min左右，相较实施例1 减少了一半。
67.表1.电缆结构以及耐火试验结果
68.。