一种防火冷却线缆的制作方法

1.本发明涉及线缆技术领域，更具体地，涉及一种防火冷却线缆。


背景技术：

2.线缆主要用于控制安装、连接设备、输送电力等多重作用，随着社会的高速发展，线缆已经成为日常生活中常见而不可缺少的一种东西。有些线缆是专门进行电力传输的，在使用时，线缆会流经非常大的电流，因此线缆内部会产生大量的热量，由于热量过大将导致线缆内部中的导体急剧升温，进而将线缆内的导线引燃，发生火灾造成重大的经济损失，而传输电能效率越高的线缆在使用流经的电流越大，其所具有高温引发火灾的隐患越高，目前的线缆普遍都不具有防火功能，因此，现有技术中亟需一种新的方案来解决上述问题。


技术实现要素：

3.本发明的一个目的是提供一种防火冷却线缆的新技术方案。能够有效降低线缆工作时的工作温度并在线缆出现火情时及时阻止火情蔓延。
4.一种防火冷却线缆，包括金属箔层、护套、至少一根导体和至少一根冷却管；
5.所述金属箔层围绕成能够容纳所述导体及所述冷却管的腔体；
6.所述金属箔层上设置有防火涂层；
7.所述护套套设在所述金属箔层外部。
8.所述金属箔层的内壁和外壁均设置有防火涂层。
9.所述防火涂层的材质为膨胀型防火涂料。
10.所述防火涂层的材质为水性型非膨胀防火涂料或溶剂型非膨胀防火涂料。
11.所述金属箔层为管状或由带状金属箔缠绕成型。
12.所述金属箔层的厚度为0.05mm-0.11mm。
13.所述防火涂层的厚度为0.2mm-9mm。
14.所述冷却管流通冷却液，所述冷却液在所述冷却管中流动速率为0.5ml/s-50ml/s。
15.所述冷却管流通冷却液，所述冷却液的冷却速率为0.05k/s-5k/s。
16.所述防火涂层通过涂覆的方式设置在所述金属箔层上。
17.本发明的有益效果是：线缆中的冷却管能够给导体降温，减少其在电能传输过程中出现温度过高的情况。线缆中的金属箔层导热率高，遇到起火时能够快速导热激发金属箔层上各处的防火涂层起作用，第一时间起到防火效果。金属箔层还具有屏蔽能力，能够防止线缆内外的信号相互干扰。膨胀型防火涂料能够迅速填充要保护的导体旁的自由空隙并限制火势蔓延。金属箔层也会使膨胀型防火涂料在膨胀时具有方向性，使其向内部扩散，相当于形成一个新的防火护套来保护导体，防止火势蔓延。
18.通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
19.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
20.图1为本发明一种防火冷却线缆一种实施例的横截面视图。
21.图2为本发明另一种防火冷却线缆一种实施例的横截面视图。
22.图3为本发明又一种防火冷却线缆一种实施例的横截面视图。
23.图中标示如下：
24.1-金属箔层、2-护套、3-导体、32-绝缘层、4-冷却管、5-控制线、6-接地线。
具体实施方式
25.现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
26.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
27.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
28.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
29.一种防火冷却线缆，如图1所示，包括金属箔层1、护套2、至少一根导体3和至少一根冷却管4；所述金属箔层1围绕成能够容纳所述导体3及所述冷却管4的腔体；所述金属箔层1上设置有防火涂层；所述护套2套设在所述金属箔层1外部。护套2在线缆的最外层，起到保护作用，防止外部的器件撞击导体3对导体3造成伤害。线缆中的冷却管4能够给导体3降温，减少其在电能传输过程中出现温度过高的情况。冷却管4中填充冷却介质，冷却介质可以是固体、也可以是不流动的液体，还可以是流动的液体。使用时可以根据具体的使用环境采用不同的冷却介质和冷却方式。金属箔是很薄的金属片，一般会用锤锻或是轧制的方式制造。选用延展性好的金属箔材料制成金属箔层1，金属箔层1围绕成筒状设置在护套2内。在金属箔层1上设置防火涂层，防火涂层能提高材料的耐火能力，减缓火焰蔓延传播速度，或在一定时间内能阻止燃烧。金属箔层1导热率高，遇到起火时能够快速导热激发金属箔层1上各处的防火涂层起作用，第一时间起到防火效果。金属箔层1还具有屏蔽能力，能够防止线缆内外的信号相互干扰。导体3用于进行电能传输，具体设置时，可以每根导体3单独放在护套2中，也可以在护套2中分隔设置多根导体3，防止其短路。
30.在一些实施例中，所述金属箔层1的内壁和外壁均设置有防火涂层。将防火层设置在金属箔层1的外表面的作用是遇到火灾时可以快速膨胀防火。放在内表面的作用是，金属热传导比较高，当遇到火灾时金属箔层1可以快速传递热量，使涂敷在金属箔内表面的防火涂料迅速形成隔热层，及时阻燃。
31.在一些实施例中，所述防火涂层的材质为膨胀型防火涂料。膨胀型防火涂料能够迅速填充要保护的导体3旁的自由空隙并限制火势蔓延。金属箔层1也会使膨胀型防火涂料在膨胀时具有方向性，使其向内部扩散，相当于形成一个新的防火护套来保护导体3，防止
线缆内部结构的破坏。同时金属箔层1的导热速度快，即使线缆局部起燃，金属箔层1也能快速导热激发大面积的膨胀型防火涂料发生膨胀，及时消灭火情。膨胀型防火涂料按其功能和使用对象可分为饰面型膨胀型防火涂料、钢结构膨胀型防火涂料、电缆膨胀型防火涂料、油罐及石油输送管道用膨胀型防火涂料、钢筋混凝土楼板用膨胀型防火涂料、隧道用膨胀型防火涂料、海上及石油化工建筑用膨胀型防火涂料等。本实施例中，发明人优选钢结构膨胀型防火涂料。它的性能特点有：1、涂层比较薄、安全无毒。2、与金属粘结牢固、不会被钝器击落。3、抗震动性能好，耐冻融、涂层不开裂。
32.在一些实施例中，所述防火涂层的材质为水性型非膨胀防火涂料或溶剂型非膨胀防火涂料。非膨胀防火涂料又称厚型防火涂料，非膨胀防火涂料充分利用了涂料良好的隔热性能和吸热过程中某些成分蒸发分解产生的吸热，防止和消耗燃烧的热量向基体输送，从而线缆达到临界温度的时间。
33.在一些实施例中，所述金属箔层1为管状或由带状金属箔缠绕成型。管状的金属箔层具有更好的屏蔽效果，但是容易出现破损。而带状金属箔缠绕成型的金属箔层不易破损，但是屏蔽效果差一些，具体使用时可以根据使用环境选择合适的金属箔层。
34.在一些实施例中，所述金属箔层1的厚度为0.05mm-0.11mm。如果金属箔层1的厚度太小，则线缆在弯折中会导致金属箔层1破裂影响防火效果，也影响屏蔽效果。如果金属箔层1厚度太大，则线缆弯折后，金属箔层1不易回复原状，当线缆再度拉直时护套2表面会出现鼓包，为了选择合适的金属箔层1的厚度，发明人进行了相关实验，实验方法为选择不同厚度的金属箔层1的线缆，对线缆进行弯曲再复原，反复10次，之后检查线缆状况，如果护套2表面出现鼓包为不合格，如果拆除护套2后发现金属箔层1出现破损也为不合格，结果如表1所示。
35.表1：金属箔层的厚度对是否出现破损及是否造成护套鼓包的影响。
[0036][0037][0038]
从表1可知，当金属箔层1的厚度小于0.05mm时，在反复的弯曲中，会造成金属箔层1的破损，所以不合格。当金属箔层1的厚度大于0.11mm时，护套2会在反复弯曲中出现鼓包，也为不合格，因此，发明人优选所述金属箔层1的厚度为0.05mm-0.11mm。
[0039]
在一些实施例中，所述防火涂层的厚度为0.2mm-9mm。以在金属箔层1的内壁设置有防火涂层为例，如果防火涂层的厚度过小，则防火性能达不到需要的标准。如果防火涂层过厚，则线缆内部的空间太小，无法容纳导体1和冷却管4。如果金属箔层外部的防火涂层过厚，则线缆整体的线径和重量就会过大，因此发明人优选所述防火涂层的厚度为0.2mm-9mm，具体的可以为0.3mm、0.5mm、2mm、5mm或8mm。
[0040]
所述冷却管4流通冷却液，所述冷却液在所述冷却管4中流动速率为0.5ml/s-50ml/s。
[0041]
发明人为了验证冷却液在液冷管4中流动速率对线缆温升的影响，选用材质，尺寸完全相同的线缆，此时，导通相同的电流，冷却液采用不同流动速率通过液冷管4，对线缆进行冷却，并读取各个线缆的温升值，记录在表2中，在本实施例中，温升小于50k为合格值。
[0042]
表2：冷却液以不同流动速率通过液冷管对线缆温升的影响
[0043][0044]
从上表2中可以看出，当液冷管4内的冷却液的流动速率小于0.5ml/s时，线缆的温升值不合格，当冷却液在液冷管4的流动速率大于等于0.5ml/s时，线缆的温升值合格，但是，流动速率大于50ml/s时，线缆的温升没有明显的下降，而且流动速率越大，对液冷管4的质量要求以及使冷却液流动的循环泵的质量的要求都会进一步提高，而此时线缆的温升已无明显变化。因此，发明人将冷却液在所述液冷管4中流动速率设定为0.5ml/s-50ml/s。
[0045]
所述冷却管4流通冷却液，所述冷却液的冷却速率为0.05k/s-5k/s。发明人为了验证冷却液的冷却速率对线缆温升的影响，选用材质，尺寸完全相同的多组线缆，导通相同的电流，冷却液以不同冷却速率通过液冷管4，对线缆进行冷却，并读取各个线缆的温升值，记录在表3中，在本实施例中，温升小于50k为合格值。
[0046]
表3：不同的冷却速率对线缆温升的影响
[0047][0048]
从上表3中可以看出，当冷却速率小于0.05k/s时，线缆的温升值不合格，当冷却速率大于等于0.05k/s时，线缆的温升值合格，但是，冷却速率大于5k/s时，线缆的温升没有明显的下降，而且冷却速率越大，对液冷通道的质量要求以及冷却液的流动速率的要求都会进一步提高，而此时线缆的温升已无明显变化。因此，发明人将冷却液的冷却速率设定为0.05k/s-5k/s。在一实施例中，所述防火涂层通过涂覆的方式设置在所述金属箔层1。
[0049]
涂覆的设置方式能够使防火涂层更均匀且不易脱落。具体涂覆方式可以为刷涂或滚涂或喷涂或浸涂。刷涂使用的工具简单、加工方便，维修也很方便。滚涂对涂料的浪费小，更加节约成本。喷涂的防火涂层表面质感更为细腻光滑，涂料会形成平顺、致密的涂层。浸
涂省工省料、生产效率高、设备与操作简单，最适宜于单一品种的大批量生产。具体加工时，可以根据需要选择不同的涂覆方式。
[0050]
在一些实施例中，所述导体3为多根，所述导体3外设置包裹在所述导体3外的绝缘层32。如图2所示，在护套2内设置多根导体3，如正极导体和负极导体，为了避免导体3间短路，在导体3外设置绝缘层32。
[0051]
在一些实施例中，所述腔体内还设置有控制线5，如图3所示，所述控制线5包括至少一根信号线。信号线用于进行电信号的传输，将其设置在护套内可以和其他导体一起进行保护。
[0052]
在一些实施例中，所述腔体内设置有地线6。如图3所示，电线6可能产生巨大的瞬时电流造成护套2内温度的突然升高，并且地线6也很容易产生辐射，所以也需要金属箔层1对其进行屏蔽，同时将电线6设置在腔体中，也方便整体线缆布置在使用环境中。
[0053]
在一些实施例中，所述冷却管4内设置有冷却液，所述冷却液含有水、乙二醇、硅油、氟化液、蓖麻油、椰子油、玉米油、棉籽油、亚麻籽油、橄榄油、棕榈油、花生油、葡萄籽油、菜籽油、红花油、向日葵油、大豆油、各种植物油的高油酸变体、癸烯-4-酸、癸烯酸、月桂烯酸、天台乌药酸、十四碳烯酸、抹香鲸酸、粗租酸、棕榈油酸、芹岩酸、油酸、十八碳烯酸、鳕烯酸、巨头鲸鱼酸、鲸蜡烯酸、芥酸、和神经酸、甘油、变压器油、车轴油、内燃机油或压缩机油的一种或几种。也可在冷却液中加入添加剂，所述添加剂选自抗氧化剂、倾点抑制剂、缓蚀剂、抗菌剂、黏度改性剂中一种或几种。冷却油具有灵敏的热平衡能力，超强的热传导能力，超宽的工作温度区间，杜绝沸腾开锅，冷却系统微压力，低温环境不用添加防冻剂，避免了气蚀、水垢、电解等腐蚀伤害等优点。
[0054]
在一些实施例中，所述腔体的截面形状为圆形、椭圆形、矩形、多边形、a形、b形、d形、m形、n形、o形、s形、e形、f形、h形、k形、l形、t形、u形、v形、w形、x形、y形、z形、p形、半弧形、弧形、波浪形中的一种或几种。具体地，腔体的截面的一部分可以是圆形结构，另一部分是椭圆形结构，或者根据腔体内具体的线路种类和数量将轻体设置成不同的形状。
[0055]
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。