專利名稱：電線電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電線電纜，特別是一種高耐火特性的耐火電線電纜。
背景技術(shù)：
耐火電線電纜是在著火燃燒時仍能保持一定時間的正常運行的電纜。它已經(jīng)獲得廣泛的使用，在大型商場、高層建筑、地下鐵道、船舶、航空、石油、化工企業(yè)的消防與緊急電源中已不能缺少耐火電線電纜。
耐火電線電纜區(qū)別于防火電纜(或稱為礦物電纜，Mi型電纜)的地方是它的絕緣和護(hù)套是有機(jī)物樹脂，因此它的耐火性能主要依靠其結(jié)構(gòu)中的耐火層。耐火層主要是由耐火云母帶組成。
傳統(tǒng)的耐火云母帶是用耐高溫粘合劑將一定厚度的云母紙和補(bǔ)強(qiáng)材料粘合而制成。耐火云母帶中的主要耐火絕緣材料是云母紙。不同的云母紙，它的耐火特性也有不同，如天然白云母紙[KAl2(AlSi3O10)(OH)2]在650℃時(OH)開始所分解，天然金云母[KMg3(AlSi3O10)(OH)2]的熱分解起始溫度則在850℃，合成云母紙[KMg3AlSi3O10F2]的熱分解溫度高達(dá)1200℃，所以用不同云母紙制成的耐火云母帶的耐火溫度也不同。應(yīng)用不同耐火云母帶制成的耐火電線電纜所能承受的火焰溫度也就不同。
耐火電線電纜在遭遇火災(zāi)時，除了火焰的燃燒破壞了它的絕緣材料外，還有外來的機(jī)械上撞擊(如掉下來的石塊、木板、鋼板)和消防的水的噴射，在這種惡劣的火災(zāi)環(huán)境下，耐火電線電纜也必須維持電路的完整性。所以高要求的耐火電線電纜必須能承受火焰、撞擊、水淋三種破壞性之考驗，以保證在實際的火災(zāi)環(huán)境下使緊急電源可靠地使用。在IEC60331-32、英國標(biāo)準(zhǔn)BS3687和美國DC2196標(biāo)準(zhǔn)中真實地體現(xiàn)以上的火場狀態(tài)。
使用上述傳統(tǒng)的耐火云母帶的耐火電線電纜，只能保證在火焰條件在一定時間的維持其正常供電，也不能在承受水淋、撞擊的狀態(tài)正常運行。究其原因是在火焰條件下，耐高溫粘結(jié)劑已失去其粘結(jié)性，玻璃纖維布已失去其機(jī)械強(qiáng)度，云母鱗片之間的結(jié)合力已經(jīng)相當(dāng)?shù)厮缮?，在水淋條件下，云母帶結(jié)構(gòu)耐火層的絕緣電阻急劇下降，而無法維持線間的絕緣電阻而出現(xiàn)短路。出現(xiàn)機(jī)械撞擊時，已經(jīng)燃燒得相當(dāng)松散的云母帶結(jié)構(gòu)變得更加松散和脫落，也無法保持其絕緣性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種耐火電線電纜，在火焰條件下仍能耐水淋、耐撞擊。
本發(fā)明的電線電纜，包括導(dǎo)體、耐火層和外套，在導(dǎo)體外任何一層中混合有可燒結(jié)的無機(jī)化合物。
可燒結(jié)的無機(jī)化合物是指在火焰條件下能單獨或與云母紙一起燒結(jié)成致密燒結(jié)體的無機(jī)化合物。致密燒結(jié)體與陶瓷一樣有良好的絕緣性能、硬度和防水性能，因此能耐水淋和耐撞擊。上述的可燒結(jié)的無機(jī)化合物為金屬含氧化合物、氮化物或碳化物。上述的金屬含氧化合物為金屬氧化物、金屬氫氧化物、硅酸鹽或硼酸鹽。其中的金屬氧化物選自氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅、氧化硅或氧化硼。其中的金屬氫氧化物為氫氧化鋁、氫氧化鎂、氫氧化鋅或氫氧化硼。其中的硅酸鹽為含鎂硅酸鹽或含鋁硅酸鹽。其中的硼酸鹽為水合硼酸鋅或水合硼酸鋇。其中的氮化物為氮化硼或氮化鋁。其中的碳化物為碳化硅。
上述可燒結(jié)的無機(jī)化合物還可以為碳酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、硝酸鹽、氯化物或碘化物，如碳酸鎂、硫酸鋁、磷酸鎂、硝酸鈉、氯化鋁、碘化鎂等。
本發(fā)明的電線電纜每平方米外表面內(nèi)含有的可燒結(jié)的無機(jī)化合物用量大于2克。所用可燒結(jié)的無機(jī)化合物的粒度小于50微米。在與云母紙接觸時，粒度越小越容易滲透進(jìn)云母紙層，與云母充分混合，形成的致密燒結(jié)體的性能越好。
本發(fā)明的電線電纜中的可燒結(jié)的無機(jī)化合物可以通過混合在粘結(jié)劑中，涂在云母帶上，從而滲透進(jìn)云母紙層和補(bǔ)強(qiáng)材料層，這樣可燒結(jié)的無機(jī)化合物和云母紙緊密接觸，高溫下形成致密燒結(jié)體的效果好。可燒結(jié)的無機(jī)化合物也可以通過和玻璃纖維布粘合，纏繞在云母帶外?？蔁Y(jié)的無機(jī)化合物還可以制作成纖維狀，作為電線電纜的填充物。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)其目的的在火焰條件下，電線電纜中所含的可燒結(jié)的無機(jī)化合物單獨或和云母紙一起燒結(jié)成致密燒結(jié)體，有良好的絕緣性能、硬度和防水性能，因此能耐水淋和耐撞擊。
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。


附圖1是本發(fā)明的電線電纜結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
實施例1
如附圖1，本實施例的電線電纜，包括導(dǎo)體1、耐火層、樹脂絕緣層2和塑料外套3。可燒結(jié)的無機(jī)化合物4混合在粘結(jié)劑中涂在云母帶5上，然后在150℃下干燥、固化8分鐘；把上述云母帶5纏繞兩層在導(dǎo)體1上作為耐火層。所用的可燒結(jié)的無機(jī)化合物4是氧化鎂。氧化鎂的粒度為5微米，電線電纜每平方米外表面內(nèi)含有的氧化鎂的量是10克。
實施例2本實施例的電線電纜，包括導(dǎo)體、耐火層、樹脂絕緣層和塑料外套?？蔁Y(jié)的無機(jī)化合物混合在粘結(jié)劑中粘連云母帶的云母紙層和補(bǔ)強(qiáng)材料層，然后在150℃下干燥、固化8分鐘；云母帶纏繞兩層在導(dǎo)體上作為耐火層。所用的可燒結(jié)的無機(jī)化合物是氫氧化鋁。氫氧化鋁的粒度為8微米，電線電纜每平方米外表面內(nèi)含有的氫氧化鋁的量是3克。云母紙層是每平方米120克的金云母紙。補(bǔ)強(qiáng)材料層是每平方米30克的玻璃布。
本實施例的氫氧化鋁也可以用碳酸鎂、硫酸鋁、磷酸鎂、硝酸鈉、氯化鋁或碘化鎂等代替。
實施例3本實施例的電線電纜，包括導(dǎo)體、耐火層、可燒結(jié)帶、樹脂絕緣層和塑料外套?？蔁Y(jié)的無機(jī)化合物混合在粘結(jié)劑中涂在玻璃纖維布上，然后在150℃下干燥、固化8分鐘，制成可燒結(jié)帶；可燒結(jié)帶和云母帶一起纏繞兩層在導(dǎo)體上作為耐火層。所用的可燒結(jié)的無機(jī)化合物是氧化鋁和氫氧化鎂的混合物，兩者按重量百分比1∶1的比例混合。氧化鋁的粒度為10微米，氫氧化鎂的粒度為15微米。電線電纜每平方米外表面內(nèi)含有的可燒結(jié)的無機(jī)化合物量是8克。
實施例4本實施例的電線電纜，包括導(dǎo)體、耐火層、可燒結(jié)帶、樹脂絕緣層和塑料外套?；刍旌显谡辰Y(jié)劑中涂在玻璃纖維布上，然后在150℃下干燥、固化8分鐘，制成可燒結(jié)帶。云母帶纏繞兩層在導(dǎo)體上作為耐火層，可燒結(jié)帶再纏繞在云母帶外面?；鄣牧６葹?0微米，電線電纜每平方米外表面內(nèi)含有的滑石粉量為50克。
滑石粉的主要成分是水合硅酸鎂。
本實施例的滑石粉也可以用粘土、高嶺土、蛇紋石、云母等含有可燒結(jié)的無機(jī)化合物的天然礦物代替。
因為這些天然礦物中含有可燒結(jié)的無機(jī)化合物，所以制成的可燒結(jié)帶中也就含有了可燒結(jié)的無機(jī)化合物。
實施例5本實施例的電線電纜，包括導(dǎo)體、耐火層、樹脂絕緣層和塑料外套?？蔁Y(jié)的無機(jī)化合物混合在每平方米23克的有機(jī)硅樹脂中，把云母紙層和補(bǔ)強(qiáng)材料層粘合在一起。然后在150℃下干燥、固化8分鐘。云母帶纏繞兩層在導(dǎo)體上作為耐火層。所用的可燒結(jié)的無機(jī)化合物是水合硼酸鋇。水合硼酸鋇的粒度為4微米，電線電纜每平方米外表面內(nèi)含有的水合硼酸鋇的量是25克。云母紙層是每平方米120克的金云母紙。補(bǔ)強(qiáng)材料層是PE塑料薄膜。
實施例6本實施例的電線電纜，包括導(dǎo)體、耐火層和塑料外套。所用的可燒結(jié)的無機(jī)化合物是氮化硼纖維，直接作為填充物構(gòu)成耐火層。氮化硼纖維的粒度為50微米，電線電纜每平方米外表面內(nèi)含有的氮化硼纖維的量是80克。
本實施里的可燒結(jié)的無機(jī)化合物也可以為氮化鋁和碳化硅等陶瓷纖維物質(zhì)。
對比例本對比例的電線電纜，包括導(dǎo)體、耐火層、樹脂絕緣層和塑料外套。耐火層由云母帶組成。云母帶包括云母紙層和補(bǔ)強(qiáng)材料層。云母紙層是每平方米120克的金云母紙。補(bǔ)強(qiáng)材料層是每平方米30克的玻璃布。云母紙層和補(bǔ)強(qiáng)材料層用每平方米23克的有機(jī)硅樹脂粘合在一起。然后在150℃下干燥、固化8分鐘即制成。
試驗1 耐火試驗按照GB/T 19216.21-2003/IEC 60331-211999進(jìn)行測試，測試條件如下1.噴燈名稱長度至少為400mm的管狀氣體燃燒器2.燃料丙烷3.火焰溫度950±40℃4.試驗時間3小時測試步驟
按照上述標(biāo)準(zhǔn)要求的裝置進(jìn)行下列試驗1.試樣制備長1200mm的電線電纜，兩端露出100mm的導(dǎo)體，制成試驗電纜。
2.把試樣安裝在夾子和支架上，相對試樣調(diào)節(jié)噴燈到正確的位置。
3.點燃噴燈，調(diào)節(jié)丙烷和空氣流量；打開電源開關(guān)，調(diào)節(jié)電壓到0.6/1.0千伏。
4.按給定的供火時間持續(xù)進(jìn)行，之后應(yīng)熄滅火焰，但應(yīng)對電纜試樣繼續(xù)供電15分鐘，即總的試驗時間應(yīng)為供貨時間加上15分鐘的冷卻時間。
合格判據(jù)1.保持電壓，即沒有一個熔斷器或斷路器斷開；2.導(dǎo)體不斷，即燈泡一個也不熄滅。
經(jīng)測試，實施例1-6和對比例的云母帶均合格。
試驗2 耐水試驗按照英國標(biāo)準(zhǔn)BS 63871994進(jìn)行測試，測試條件如下1.噴燈名稱長度至少為400mm的管狀氣體燃燒器2.燃料丙烷3.火焰溫度650±40℃4.灑水器提供的水壓在250千帕至350千帕之間，電纜試樣附近的水流量在每平方米每秒0.25升到0.30升之間。
測試步驟1.試樣制備長1200mm的電線電纜，兩端露出100mm的導(dǎo)體，制成試驗電纜。
2.充分開啟氣源，并點燃燃燒器，通過氣源上的調(diào)節(jié)閥門，把火焰溫度調(diào)節(jié)到650±40℃。
3.關(guān)閉通向燃燒器的氣源，使火焰熄滅，并維持調(diào)節(jié)閥門的位置使供氣不發(fā)生變化。
4.把電纜試樣安裝在上述標(biāo)準(zhǔn)所述的鋼鐵支架上，并使整個電纜組件在試驗框架上安裝到位。
5.接通電源，把相電壓調(diào)節(jié)到額定電壓值450/750伏。
6.接通氣源，重新點燃燃燒器，15分鐘之后，打開水龍頭，使灑水器的噴頭向電纜試樣被燒區(qū)域灑水。
7.繼續(xù)燃燒和灑水試驗15分鐘。
合格判據(jù)1.保持電壓，即沒有一個熔斷器或斷路器斷開；2.導(dǎo)體不斷，即燈泡一個也不熄滅。
經(jīng)測試，實施例1-6的云母帶均合格；而用對比例的電線在水淋5分鐘后，熔斷器熔斷，不合格。
試驗3 耐撞擊試驗1按照英國標(biāo)準(zhǔn)BS 63871994進(jìn)行測試，測試條件如下1.噴燈名稱長度至少為400mm的管狀氣體燃燒器2.燃料丙烷3.火焰溫度950±40℃測試步驟1.試樣制備長1200mm的電線電纜，兩端露出100mm的導(dǎo)體，制成試驗電纜。
2.將試樣安裝在試驗梯架上，按上述標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)燃燒器，使此相對于試樣呈正確位置。
3.接通電流，把相電壓調(diào)節(jié)到額定電壓值450/750伏。
4.啟動沖擊裝置，點燃燃燒器。
5.繼續(xù)試驗15分鐘。
合格判據(jù)1.保持電壓，即沒有一個熔斷器或斷路器斷開；2.導(dǎo)體不斷，即燈泡一個也不熄滅。
經(jīng)測試，實施例1-6的云母帶均合格；而對比例的電線在敲擊后第5分鐘，熔斷器熔斷。
試驗4 耐撞擊試驗2按照IEC60331-312002進(jìn)行測試，測試條件如下
4.噴燈名稱長度至少為400mm的管狀氣體燃燒器5.燃料丙烷6.火焰溫度750±40℃測試步驟1.試樣制備長1200mm的電線電纜，兩端露出100mm的導(dǎo)體，制成試驗電纜。
2.將試樣安裝在試驗梯架上，按上述標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)燃燒器，使此相對于試樣呈正確位置。
3.采用2A的熔斷器或具有等價特性的斷路器，將每相導(dǎo)體與變壓器輸出端的一相連接。
4.點燃燃燒器，調(diào)節(jié)丙烷和空氣流量。
5.在點燃燃燒器后，立即啟動沖擊發(fā)生設(shè)施，啟動試驗周期計時器，在啟動5分鐘±10秒后，以及之后每隔5分鐘±10秒，沖擊發(fā)生設(shè)施應(yīng)撞擊電纜，在每次撞擊后，撞擊棒應(yīng)在撞擊20秒內(nèi)，從試驗梯架上提升。
6.在試驗計時器啟動后，立即接通電源，調(diào)節(jié)電壓到0.6/1.0千伏。
合格判據(jù)1.保持電壓，即沒有一個熔斷器或斷路器斷開；2.導(dǎo)體不斷，即燈泡一個也不熄滅。
經(jīng)測試，實施例1-6的云母帶均合格；而對比例的電線在敲擊后的第4分鐘，熔斷器熔斷，不合格。
權(quán)利要求
1.一種電線電纜，包括導(dǎo)體、耐火層和外套，其特征在于，在導(dǎo)體外任何一層中含有可燒結(jié)的無機(jī)化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電線電纜，其特征在于所述的可燒結(jié)的無機(jī)化合物為金屬含氧化合物、氮化物或碳化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電線電纜，其特征在于所述的金屬含氧化合物為金屬氧化物、金屬氫氧化物、硅酸鹽或硼酸鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電線電纜，其特征在于所述的金屬氧化物為氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅、氧化硅或氧化硼。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電線電纜，其特征在于所述的所述的金屬氫氧化物為氫氧化鋁、氫氧化鎂、氫氧化鋅或氫氧化硼。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電線電纜，其特征在于所述的硅酸鹽為水合硅酸鎂或硅酸鎂鋁。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電線電纜，其特征在于所述的硼酸鹽為水合硼酸鋅或水合硼酸鋇。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電線電纜，其特征在于所述的氮化物為氮化硼或氮化鋁，所述的碳化物為碳化硅。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電線電纜，其特征在于所述的電線電纜每平方米外表面內(nèi)含有的可燒結(jié)的無機(jī)化合物用量大于2克。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電線電纜，其特征在于所述的可燒結(jié)的無機(jī)化合物的粒度小于50微米。
全文摘要
本發(fā)明的電線電纜，包括導(dǎo)體、耐火層和外套，在導(dǎo)體外任何一層中混合有可燒結(jié)的無機(jī)化合物。上述可燒結(jié)的無機(jī)化合物為金屬含氧化合物、氮化物或碳化物。上述金屬含氧化合物為金屬氧化物、金屬氫氧化物、硅酸鹽或硼酸鹽。使用本發(fā)明的電線電纜，在火焰條件下，耐火層中的可燒結(jié)的無機(jī)化合物能燒結(jié)成致密燒結(jié)體，有良好的絕緣性能、硬度和防水性能，因此能耐水淋和耐撞擊，滿足我國和國際對于耐火電線電纜的標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號H01B7/00GK1822243SQ20051003342
公開日2006年8月23日 申請日期2005年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月9日
發(fā)明者吳逸民 申請人:吳逸民