稀土高鐵鋁合金環(huán)保納米隔火層耐火電纜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電工產品【技術領域】，具體涉及一種電纜。稀土高鐵鋁合金環(huán)保納米隔火層耐火電纜，包括一電纜主體，電纜主體包括一電纜線芯，電纜線芯包括導體線芯和絕緣層，導體線芯的外部包覆有絕緣層，電纜線芯的外部由內而外分別設有內隔離層、復合環(huán)保納米隔火層和阻燃保護層。由于采用上述技術方案，本發(fā)明結構簡單，易于制造；采用鋁合金材質作為導體線芯以便緩解銅資源稀缺的困境，易于推廣；具有良好的耐火性能、電氣性能、機械性能、柔韌性能、耐電化學腐蝕性能，適用范圍廣，安全性能高，是一款綠色環(huán)保產品。
【專利說明】稀土高鐵鋁合金環(huán)保納米隔火層耐火電纜

【技術領域】
[0001〕 本發(fā)明涉及電工產品【技術領域】，具體涉及一種電纜。

【背景技術】
[0002]高層及超高層建筑、大型娛樂場所、大型工礦、企業(yè)及地下工程中等眾多場所，對電能的需求量大，往往電纜密集敷設，一旦發(fā)生火災，火焰將順著電纜延燃而蔓延到其他樓層。在眾多的火災中，除了造成人身生命危險的火焰外，電纜燃燒后釋放的酸氣、氯氣等有毒氣體往往對人身生命造成嚴重的“二次危害”，另外，由于電纜著火引起停電，直接影響到人員的逃生和疏散。因而，電纜的防火耐火技術越來越引起人們的關注，并成為線纜行業(yè)的一個重要發(fā)展方向。
[0003]對耐火電纜的耐火性能方面，要求火災發(fā)生時電纜能繼續(xù)保證一定的供電時間，一方面提供人員逃生用電，另一方面提供用電設備的用電。電纜結構上目前主要有云母帶隔離火源和氧化鎂礦物絕緣和銅護套組成隔離火源的方式。
[0004]目前國內用于電力傳輸?shù)膶w線芯以銅導體為主，隨著電子產品類的銅導體的需求量的上升，銅資源稀缺的矛盾日益突出，即使采用鋁導體替代部分銅導體，由于鋁導體易于發(fā)生電化學腐蝕、蠕變、機械性能不佳、不易于彎折等問題影響了電纜的使用壽命。為了替代銅導體、彌補純鋁導體的缺陷，鋁合金導體被廣泛推廣使用，但是簡單的用鋁合金材質制成的導體，機械性能仍然不能滿足要求，當有高次諧波電流經過電纜，導體溫度上升發(fā)熱蠕變，存在安全隱患。


【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，提供一種稀土高鐵鋁合金環(huán)保納米隔火層耐火電纜，解決以上的技術問題。
[0006]本發(fā)明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現(xiàn):
[0007]稀土高鐵鋁合金環(huán)保納米隔火層耐火電纜，包括一電纜主體，所述電纜主體包括一電纜線芯，所述電纜線芯包括導體線芯和絕緣層，所述導體線芯的外部包覆有所述絕緣層，其特征在于，所述電纜線芯的外部由內而外分別設有內隔離層、復合環(huán)保納米隔火層和阻燃保護層。
[0008]本發(fā)明通過在電纜線芯外部設置包括內隔離層、復合環(huán)保納米隔火層、阻燃保護層等多重保護層結構，增強了電纜主體在各種環(huán)境下的電氣、機械性能和耐火性能，顯著增加了使用的可靠性和安全性。
[0009]所述內隔離層采用一擠包型的內隔離層，擠包材料采用無鹵低煙阻燃料。
[0010]所述內隔離層采用一繞包型的內隔離層，繞包材料采用設有纖維帶的壓紋高強度阻燃帶。
[0011]所述內隔離層的設置不僅提高了電纜的整體強度和柔韌性，而且提高了產品的耐火性，減少外部火源對絕緣線芯的破壞。
[0012]所述內隔離層與所述電纜線芯之間充填有環(huán)保防火型填充料，以便增強產品的耐火性能。
[0013]所述復合環(huán)保納米隔火層采用納米無機助劑和無機粘結劑制成的復合環(huán)保納米隔火層混合物；
[0014]所述納米無機助劑包括無機礦物質耐火阻燃材料、活性劑、補強劑；
[0015]所述無機粘結劑采用釔、鑭或鑭系元素的氧化物；
[0016]所述無機礦物質耐火阻燃材料選用氫氧化鋁、氫氧化鎂。
[0017]本發(fā)明選用的復合環(huán)保納米隔火層材料具有無煙、無毒、無味、不產生滴下物的特點，其中，納米無機助劑促進材料形成綜合的優(yōu)良性能，具有高分子材料的柔軟性和立體架構材料的堅固性。無機粘接劑是一種利用無機納米材料經縮聚反應制成的耐高溫無機納米復合水性無機粘接劑，通過對成分配比以及制備工藝參數(shù)的篩選，不僅粘結力強且對金屬基體無腐蝕性，可在1600°C的高溫下保持良好的無腐蝕性，耐火性和粘接性能。
[0018]所述復合環(huán)保納米隔火層采用一立體網狀結構的復合環(huán)保納米隔火層，所述復合環(huán)保納米隔火層通過涂敷方式或擠包方式設置于所述內隔離層外。當復合環(huán)保納米隔火層燃燒時，形成固態(tài)不燃物質，該固態(tài)不燃物質變硬后，在復合環(huán)保納米隔火層內部產生空穴，有效地隔絕了燃燒熱的傳遞，阻止了燃燒的持續(xù)，具有顯著的耐火和阻隔高溫的作用，從而有效保護電纜的內部結構不發(fā)生機械變化和電性能變化。
[0019]本發(fā)明使用復合環(huán)保納米隔火層作為電纜主體的主要保護層，具有無色、無味、無毒、無煙、耐高低溫、耐候老化、環(huán)保等特點，能有效地阻止火焰對電纜的損害。
[0020]所述復合環(huán)保納米隔火層內設有連接加強用骨架，所述骨架采用一網狀金屬制成的骨架。
[0021]所述阻燃保護層采用無鹵低煙環(huán)保聚烯烴材料制成的阻燃保護層，消除因火災引起的“二次危害”，保護電纜日常運行。
[0022]所述電纜線芯外部還設有一自鎖鎧裝防護層，所述自鎖鎧裝防護層設置于所述內隔離層和所述復合環(huán)保納米隔火層之間。本發(fā)明通過設置自鎖鎧裝防護層，以便提高電纜的機械性能、柔韌性、抗蠕變性能；在自鎖鎧裝防護層外設置復合環(huán)保納米隔火層，并在復合環(huán)保納米隔火層外設置阻燃保護層，以解決電纜阻燃耐火的要求，而內隔離層的設置，既可將自鎖鎧裝防護層與導體線芯隔離，又可提高電纜整體的電氣性能和耐電化學腐蝕性能，即使在電力系統(tǒng)出現(xiàn)瞬間高壓致使導體線芯表面的絕緣層發(fā)生局部損壞時也不會直接造成電能外泄。
[0023]所述自鎖鎧裝防護層采用鋁合金、鋼帶或不銹鋼帶構成的自鎖鎧裝防護層，具有強度高，更易剝離的特點，安裝便利，可免橋架安裝，降低成本，360度安裝，不需要拉線盒；在敷設過程中拐角處易彎曲，減少管道的需求，并具備普通管道所不具有的超強柔韌性。
[0024]所述電纜主體包括至少兩個所述電纜線芯，所述內隔離層包覆于至少兩個所述電纜線芯的外部；
[0025]當所述電纜主體包括兩個所述電纜線芯時，兩個所述電纜線芯的截面呈一字形排列；
[0026]當所述電纜主體包括三個所述電纜線芯時，三個所述電纜線芯的截面呈品字形排列；
[0027]當所述電纜主體包括四個所述電纜線芯時，四個所述電纜線芯的截面呈田字形排列；
[0028]當所述電纜主體包括五個及五個以上所述電纜線芯時，五個及五個以上所述電纜線芯的截面呈環(huán)繞形排列。
[0029]所述導體線芯采用稀土高鐵鋁合金材質制成的導體線芯，所述稀土高鐵鋁合金材質為由稀土、鐵、硅、銅、鎂、鋅、硼、鋰、鎵、鋁元素構成的鋁合金材質。
[0030]絕緣層采用阻燃交聯(lián)聚乙烯制成的絕緣層。本發(fā)明通過采用電子輻照交聯(lián)技術，將阻燃交聯(lián)聚乙烯中的聚乙烯分子由線性結構變成立體網狀結構，從而使絕緣層具有耐高溫、防燃燒、抗老化、強耐用、低碳環(huán)保等性能。
[0031]有益效果:由于采用上述技術方案，本發(fā)明結構簡單，易于制造；采用鋁合金材質作為導體線芯以便緩解銅資源稀缺的困境，易于推廣；具有良好的耐火性能、電氣性能、機械性能、柔韌性能、耐電化學腐蝕性能，適用范圍廣，安全性能高，是一款綠色環(huán)保產品。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1為本發(fā)明的雙線芯結構示意圖；
[0033]圖2為本發(fā)明的三線芯結構示意圖；
[0034]圖3為本發(fā)明的四線芯結構示意圖。

【具體實施方式】
[0035]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示進一步闡述本發(fā)明。
[0036]參照圖1、圖2、圖3，稀土高鐵鋁合金環(huán)保納米隔火層耐火電纜，包括電纜主體，電纜主體包括至少一個電纜線芯。電纜線芯由導體線芯1和絕緣層2組成，絕緣層2包覆于導體線芯1上，電纜線芯外部由內而外分別設有內隔離層3、自鎖鎧裝防護層4、復合環(huán)保納米隔火層6、阻燃保護層8。電纜線芯外還設有環(huán)保防火型填充料7，環(huán)保防火型填充料充填于絕緣層2和內隔離層3之間。
[0037]本發(fā)明通過在導體線芯的外部設置復合環(huán)保納米隔火層，內部設置環(huán)保防火型填充料而有效阻止火焰對電纜線芯的損害，通過復合環(huán)保納米隔火層的外部設置阻燃保護層保護電纜的日常運行，而內隔離層的設置，既可將自鎖鎧裝防護層、復合環(huán)保納米隔火層與導體線芯隔離，又可提高電纜整體的電氣性能、耐電化學腐蝕性能，即使在電力系統(tǒng)出現(xiàn)瞬間高壓致使導體線芯表面的絕緣層發(fā)生局部損壞，也不會直接造成電能外泄。
[0038]實施例一:
[0039]如圖1所示，電纜主體設有兩個電纜線芯，兩個電纜線芯均為導體線芯1外包覆絕緣層2的結構。兩個電纜線芯的截面呈一字形排列，內隔離層3包裹于排列成束的兩個電纜線芯外部。內隔離層3與絕緣層2對導體線芯1起到雙重絕緣防護效果。在內隔離層3與絕緣層2之間充填有環(huán)保防火型填充料7，而在內隔離層3的外部覆蓋自鎖鎧裝防護層4，在自鎖鎧裝防護層4之外設有復合環(huán)保納米隔火層6，復合環(huán)保納米隔火層6的外部設有阻燃保護層8。
[0040]實施例二:
[0041]如圖2所示，電纜主體設有三個電纜線芯，三個電纜線芯均為導體線芯1外包覆絕緣層2的結構。三個電纜線芯的截面呈品字型排列，內隔離層3包裹于排列成束的三個電纜線芯外部。在內隔離層3與絕緣層2之間充填有環(huán)保防火型填充料7，在內隔離層3外設有復合環(huán)保納米隔火層6，復合環(huán)保納米隔火層6的外部設有阻燃保護層8。
[0042]實施例三:
[0043]如圖3所示，電纜主體設有四個電纜線芯，四個電纜線芯均為導體線芯1外包覆絕緣層2的結構。四個電纜線芯的截面呈田字型排列，內隔離層3包裹于排列成束的四個電纜線芯外部。在內隔離層3與絕緣層2之間充填有環(huán)保防火型填充料7。內隔離層3采用設有纖維帶的壓紋型高強度阻燃帶，以提高內隔離層的整體強度和柔韌性，且纖維帶的設置可提高內隔離層的耐火性。復合環(huán)保納米隔火層6的外部設置阻燃保護層8，復合環(huán)保納米隔火層6包覆自鎖鎧裝防護層4，自鎖鎧裝防護層4設置于內隔離層3外部。
[0044]導體線芯采用稀土高鐵鋁合金材質制成的導體線芯，稀土高鐵鋁合金材質為由稀土、鐵、硅、銅、鎂、鋅、硼、鋰、鎵、鋁化學元素構成的鋁合金材質，使用稀土高鐵鋁合金材質制成的導體線芯可具有抗蠕變、高柔韌、強延展、低反彈、連接穩(wěn)定等優(yōu)點，從而提高了電纜的導電性能、彎曲性能、柔韌性能、抗蠕變性能和耐電化學腐蝕性能等，能夠保證電纜在長時間過載和過熱時保持連續(xù)性能穩(wěn)定，提高了電纜的使用壽命及方便了電纜的敷設。
[0045]復合環(huán)保納米隔火層采用一納米無機助劑和無機粘結劑制成的復合環(huán)保納米隔火層混合物，納米無機助劑包括無機礦物質耐火阻燃材料、活性劑、補強劑，無機粘結劑采用釔、鑭或鑭系元素的氧化物，無機礦物質耐火阻燃材料選用氫氧化鋁、氫氧化鎂。復合環(huán)保納米隔火層內設置連接加強骨架，并通過涂敷或擠包在自鎖鎧裝防護層或內隔離層外，復合環(huán)保納米隔火層的立體網狀結構形成固態(tài)不燃性質，復合環(huán)保納米隔火層在火焰的燃燒下不燃，無色、無味、無毒、無煙、耐高低溫、耐候老化、環(huán)保，能有效的阻止火焰對電纜的損害。
[0046]自鎖鎧裝防護層采用鋁合金、鋼帶或不銹鋼帶構成，以提高電纜的機械性能、柔韌性能、抗蠕變性能，使電纜的鎧裝防護層強度高，更易剝離，安裝便利，可免橋架安裝，降低成本，360度安裝，不需要拉線盒；在敷設過程中拐角處易彎曲，減少管道的需求，并具備普通管道所不具有的超強柔韌性。
[0047]絕緣層采用阻燃交聯(lián)聚乙烯制成的絕緣層。本發(fā)明通過采用電子輻照交聯(lián)技術，將阻燃交聯(lián)聚乙烯中的聚乙烯分子由線性結構變成立體網狀結構，從而使絕緣層具有耐高溫、防燃燒、抗老化、強耐用、低碳環(huán)保等性能。
[0048]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.稀土高鐵鋁合金環(huán)保納米隔火層耐火電纜，包括一電纜主體，所述電纜主體包括一電纜線芯，所述電纜線芯包括導體線芯和絕緣層，所述導體線芯的外部包覆有所述絕緣層，其特征在于，所述電纜線芯的外部由內而外分別設有內隔離層、復合環(huán)保納米隔火層和阻燃保護層。
2.根據(jù)權利要求1所述的稀土高鐵鋁合金環(huán)保納米隔火層耐火電纜，其特征在于:所述內隔離層采用一擠包型的內隔離層或一繞包型的內隔離層，擠包材料采用無鹵低煙阻燃料，繞包材料采用設有纖維帶的壓紋高強度阻燃帶。
3.根據(jù)權利要求1所述的稀土高鐵鋁合金環(huán)保納米隔火層耐火電纜，其特征在于:所述電纜線芯外部還設有一自鎖鎧裝防護層，所述自鎖鎧裝防護層設置于所述內隔離層和所述復合環(huán)保納米隔火層之間； 所述自鎖鎧裝防護層采用鋁合金、鋼帶或不銹鋼帶構成的自鎖鎧裝防護層。
4.根據(jù)權利要求1所述的稀土高鐵鋁合金環(huán)保納米隔火層耐火電纜，其特征在于:所述復合環(huán)保納米隔火層采用納米無機助劑和無機粘結劑制成的復合環(huán)保納米隔火層混合物； 所述納米無機助劑包括無機礦物質耐火阻燃材料、活性劑、補強劑； 所述無機粘結劑采用釔、鑭或鑭系元素的氧化物； 所述無機礦物質耐火阻燃材料選用氫氧化鋁、氫氧化鎂。
5.根據(jù)權利要求1所述的稀土高鐵鋁合金環(huán)保納米隔火層耐火電纜，其特征在于:所述復合環(huán)保納米隔火層采用一立體網狀結構的復合環(huán)保納米隔火層，所述復合環(huán)保納米隔火層通過涂敷方式或擠包方式設置于所述內隔離層外。
6.根據(jù)權利要求1所述的稀土高鐵鋁合金環(huán)保納米隔火層耐火電纜，其特征在于:所述復合環(huán)保納米隔火層內設有連接加強用骨架，所述骨架采用一網狀金屬制成的骨架。
7.根據(jù)權利要求1所述的稀土高鐵鋁合金環(huán)保納米隔火層耐火電纜，其特征在于:所述導體線芯采用稀土高鐵鋁合金材質制成的導體線芯，所述稀土高鐵鋁合金材質為由稀土、鐵、硅、銅、鎂、鋅、硼、鋰、鎵、鋁元素構成的鋁合金材質。
8.根據(jù)權利要求1所述的稀土高鐵鋁合金環(huán)保納米隔火層耐火電纜，其特征在于:所述阻燃保護層采用無鹵低煙環(huán)保聚烯烴材料制成的阻燃保護層。
9.根據(jù)權利要求1所述的稀土高鐵鋁合金環(huán)保納米隔火層耐火電纜，其特征在于:所述內隔離層與所述電纜線芯之間充填有環(huán)保防火型填充料。
10.根據(jù)權利要求1?9任一項所述的稀土高鐵鋁合金環(huán)保納米隔火層耐火電纜，其特征在于:所述電纜主體包括至少兩個及以上所述的電纜線芯，所述內隔離層包覆于至少兩個及以上所述電纜線芯的外部。
【文檔編號】H01B7/18GK104425072SQ201310410999
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月10日 優(yōu)先權日:2013年9月10日
【發(fā)明者】包正東, 陳智, 陳浩, 付啟飛 申請人:上海永進特種電纜有限公司