專利名稱：耐火電纜及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是對(duì)耐火電纜的改進(jìn)，尤其涉及一種高耐火，環(huán)保性好，耐酸、 堿、油的耐火電纜。
技術(shù)背景現(xiàn)有技術(shù)低壓耐火電纜，耐火結(jié)構(gòu)既作為耐火層，同時(shí)又作為絕緣使 用，其形式主要有下列幾類以氧化鎂為絕緣外套銅管或鋼管的耐火電纜，例如中國(guó)專利 CN2745194所述，此類耐火電纜雖然具有較好的耐火性能，著火后也可繼 續(xù)使用，其主要不足是組成耐火絕緣為無(wú)機(jī)粉狀材料，外需要金屬套管 予以保形，這樣一是生產(chǎn)制作難度大，制造成本較高，尤其是不能大長(zhǎng)度 生產(chǎn)，導(dǎo)致敷設(shè)施工接頭多，增加了敷設(shè)難度，二是因外用金屬管，電纜 彎曲性差，且不耐酸堿腐蝕，三是為保證其足夠的絕緣和耐火性能，厚度 通常較厚，制得的電纜外徑較大，不僅運(yùn)輸便，敷設(shè)占位大，而且也影響 電纜的彎曲性能。以云母為代表的耐火絕緣，例如中國(guó)專利CN2817002所述，此類耐火 電纜雖然具有較好的彎曲性能，也能夠大長(zhǎng)度生產(chǎn)，但生產(chǎn)也有一定難度， 主要是生產(chǎn)過(guò)程中云母容易破碎脫落，從而會(huì)導(dǎo)致耐火性能的下降；其次 是此類耐火層只能短期耐火，且不耐水淋、振動(dòng)，因此在著火后只能短期 工作，也不能長(zhǎng)期工作在80(TC及以上高溫環(huán)境，特別是著火后不能再繼續(xù) 使用，需另行更換。耐火硅橡膠絕緣，例如中國(guó)專利CN2701026所述，其缺點(diǎn)是耐溫等 級(jí)相對(duì)較低，只能在300。C以下環(huán)境環(huán)境使用，而且硅橡膠耐酸堿性差，并 且著火后也不能再繼續(xù)使用，需另行更換。上述耐火電纜，還有一個(gè)共同缺點(diǎn)，即電纜報(bào)廢后回收分解都非常復(fù) 雜，也不利于資源再生利用。隨著對(duì)電纜耐火要求，及其他要求越來(lái)越高， 上述耐火電纜并不能完全適應(yīng)。其次，現(xiàn)有耐火電纜，基本只有單一輸送電力功能，也不能滿足現(xiàn)在 日益發(fā)展的需要。雖然現(xiàn)有技術(shù)也有公開電力/通信復(fù)合電纜，但其均是將 兩種電纜簡(jiǎn)單組合，例如中國(guó)專利CN1152784電纜，為中部有中空導(dǎo)管內(nèi)穿光纖，導(dǎo)管周圍為電力導(dǎo)體和絕緣護(hù)套；中國(guó)專利CN1929043公開的特 種光電纜，傳輸光信號(hào)的光纖或光纖束位于光電纜中心，外包絕緣塑料包 帶或塑料管，30-50根傳輸電能的導(dǎo)電線芯環(huán)包外圍，其外是聚氯乙烯或交 聯(lián)氯乙烯絕緣層和外護(hù)套層；中國(guó)專利CN2387675及CN2396484公開的 電表遠(yuǎn)抄系統(tǒng)的供電通信一體化電纜，僅是簡(jiǎn)單將電力線1與通信線2并 行排列，外共用絕緣。中國(guó)專利CN2689409公開的帶有光纖的電力電纜， 光纖或穿有光纖的套管，絞合或設(shè)置在帶有絕緣護(hù)套的電力線芯間的不受 到應(yīng)力的間隙谷區(qū)。中國(guó)專利CN2817011公開的光電復(fù)合結(jié)構(gòu)海纜，以不 銹鋼套管包覆光纖單元與電力電纜芯線并列包覆在內(nèi)護(hù)套層內(nèi)。中國(guó)專利 CN2819408電纜，集束多芯鋁線芯中至少有一芯包含有內(nèi)置光纖單元非導(dǎo) 磁金屬管。中國(guó)專利CN2842457公開的海底電力復(fù)合光纜，由三根或者多 根絕緣電力電纜按一定的節(jié)距絞合在一起，同時(shí)以小張力同步絞入一個(gè)或 多個(gè)光單元。它們均未涉及耐火絕緣同時(shí)兼作通信線路。因此仍有必要進(jìn) 行改進(jìn)。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于克服上述己有技術(shù)的不足，提供一種耐火度高，并可 回收再利用，環(huán)保性好，電纜外徑小，彎曲性能好的耐火電纜。本發(fā)明另一目的在于提供一種同時(shí)具備通信功能的耐火電纜。本發(fā)明再一 目的在于提供上述耐火電纜的制備方法。本發(fā)明第一 目的實(shí)現(xiàn)，主要改進(jìn)是電纜導(dǎo)體外耐火絕緣層采用高溫?cái)D 包硅質(zhì)化合物，耐火絕緣外有耐火纖維編織層保護(hù)，從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的。 具體說(shuō)，本發(fā)明耐火電纜，包括導(dǎo)體，導(dǎo)體外包覆的耐火絕緣層和外保護(hù) 層，其特征在于耐火絕緣層為高溫?cái)D包、厚度0.05 1.0mm硅質(zhì)化合物，外 保護(hù)層為耐火纖維編織層。本發(fā)明所說(shuō)硅質(zhì)化合物，是以硅為基礎(chǔ)(例如氧化硅含量》99%)的化學(xué)合成或提純 物質(zhì)，且耐溫》1000。C，并適合高溫熔化擠包的硅質(zhì)材料，例如但不限于 四氯化硅、硅晶體、二氧化硅等。此類硅質(zhì)化合物既具有很高的絕緣性能， 又具有很高耐溫特性，可以穩(wěn)定在IOO(TC環(huán)境中保持完好，短期可以承受更高溫度(視所用材料及純度而不同)，同時(shí)其薄壁結(jié)構(gòu)，又具有良好的彎曲 性能，在本發(fā)明中既作為導(dǎo)體絕緣材料，又作為高耐火材料。硅質(zhì)化合物， 一種較好為采用二氧化硅(Si02)，其來(lái)源更廣，并具有更優(yōu)良的特性。耐火纖維編織層，主要作用是在生產(chǎn)、運(yùn)輸、敷設(shè)過(guò)程中，保護(hù)內(nèi)側(cè) 的硅質(zhì)化合物少受外力損傷，同時(shí)也具有一定耐火作用。編織層，可以是 各種公知的耐高溫纖維編織組成，例如耐火纖維的編織布、帶、編織套等。耐火纖維例如為碳纖維、Kevlar纖維、滌綸纖維，玻璃纖維、BeiCoTex纖 維、玄武巖纖維等等，它們可以是各種單一纖維編織物，也可以是混合纖 維編織物。其中一種較好為采用BeiCoTex纖維，長(zhǎng)期可耐100(TC高溫，短 期可耐1200°C，且極耐溫度變化，比重小，隔熱效果優(yōu)越，高度抗化學(xué)變 化，對(duì)皮膚和善而無(wú)害，在生產(chǎn)施工過(guò)程中，對(duì)人體健康無(wú)害，屬環(huán)保型 耐火纖維。導(dǎo)體，可以是通常電纜用各種軟結(jié)構(gòu)導(dǎo)體，也可以是硬結(jié)構(gòu)導(dǎo)體，視 需要選用。本發(fā)明第二目的實(shí)現(xiàn)，是使硅質(zhì)化合物耐火絕緣層，采用多層復(fù)合結(jié) 構(gòu)，其中至少中間有一層為二氧化硅，緊鄰二氧化硅的內(nèi)外層為與二氧化 硅不同的其他硅質(zhì)化合物或不同晶狀結(jié)構(gòu)二氧化硅。這樣其中的二氧化硅 層因內(nèi)外二層材質(zhì)或晶狀不同，能形成光的反射，從而可以成為光信號(hào)傳 輸載體，使耐火電纜同時(shí)具有光通信能力，得到電力/通信復(fù)合耐火電纜， 增加了電纜功能。二氧化硅內(nèi)外二層材質(zhì)，可以相同，也可以不同。本發(fā)明耐火電纜制備，其特征是將硅質(zhì)預(yù)制棒，經(jīng)加溫熔化制成大于 導(dǎo)體外徑的中空硅質(zhì)管；將經(jīng)預(yù)熱的導(dǎo)體穿過(guò)預(yù)制中空硅質(zhì)管，經(jīng)加熱爐使硅質(zhì)管軟化，拉拔變徑復(fù)合于導(dǎo)體表面，形成厚度為0.05 1.0mm耐火絕 緣層，冷卻后施加耐火纖維編織層。本發(fā)明中，硅質(zhì)預(yù)制棒，可以是通過(guò)市購(gòu)獲得，也可以自制，此為現(xiàn) 有技術(shù)。導(dǎo)體預(yù)熱，主要是減少導(dǎo)體與硅質(zhì)管的溫差， 一是方便擠包生產(chǎn)，二 可以防止薄的硅質(zhì)絕緣過(guò)早冷卻，造成絕緣層收縮不均勻產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，從 而導(dǎo)致絕緣層可能出現(xiàn)的破損。導(dǎo)體預(yù)熱溫度，較好為200-600。C，預(yù)熱溫 度過(guò)低，二者溫差太大，不利于硅質(zhì)絕緣拉制，預(yù)熱溫度過(guò)高，則會(huì)降低 導(dǎo)體抗拉強(qiáng)度，易導(dǎo)致導(dǎo)體在生產(chǎn)過(guò)程中被拉斷。耐火絕緣多層復(fù)合制備，則分別制作各層中空管，通過(guò)熱脹套合冷縮 復(fù)合使其實(shí)現(xiàn)相互緊配合復(fù)合，制得多層復(fù)合中空硅質(zhì)管，再通過(guò)加熱軟化拉拔擠包于導(dǎo)體表面。本發(fā)明耐火電纜，由于采用耐高溫和絕緣性均優(yōu)的硅質(zhì)化合物，拉伸包覆在導(dǎo)體表面，形成超薄(厚度0.05~1.0mm)導(dǎo)體耐火絕緣，外覆耐火 纖維編織層保護(hù)。所形成的耐火電纜，較現(xiàn)有耐火電纜，不僅具有優(yōu)異的 耐火性能，耐火度和耐溫等級(jí)高，在100(TC溫度下仍能穩(wěn)定工作，安全性 好；而且薄的硅質(zhì)耐火絕緣層，不僅外徑小，敷設(shè)占位空間小，而且具有 纖維特性，彎曲性能適中，相對(duì)于高耐火度的氧化鎂好，彎曲半徑為電纜 直徑20倍左右；并且拉伸擠包能夠大長(zhǎng)度生產(chǎn)，生產(chǎn)工序簡(jiǎn)單；廢電纜回 收分離容易，回收材料均可循環(huán)再利用，無(wú)污染；耐火絕緣原料資源多， 價(jià)格低，可以降低電纜耐火絕緣成本，耐火絕緣成本可分別較，礦物絕緣、 云母絕緣、硅橡膠絕緣，降低70%、 40%、 50%;防水、耐油、耐輻射性能， 也優(yōu)于現(xiàn)有耐火電纜。硅質(zhì)耐火絕緣層制成多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，且至少中間一 層為二氧化硅、二側(cè)內(nèi)外層為與二氧化硅不同的硅質(zhì)化合物或不同晶狀結(jié) 構(gòu)二氧化硅，還可以傳輸光信號(hào)，使耐火電纜同時(shí)具有光通信功能，增加 了電纜功能， 一根電纜實(shí)現(xiàn)雙重功能，既能傳輸電能，又能同路傳輸光信 號(hào)，且信號(hào)傳輸安全可靠，光信號(hào)損耗小，互不干擾，不僅可大大節(jié)省鋪 設(shè)光纜電纜的投資費(fèi)用，而且電纜制造成本也大大低于現(xiàn)有技術(shù)電力/通信 復(fù)合電纜。以下結(jié)合幾個(gè)具體實(shí)施方式
，示例性說(shuō)明本發(fā)明，以幫助對(duì)本發(fā)明的 理解。


圖1為本發(fā)明單芯耐火電纜。圖2為本發(fā)明三芯耐火電纜。圖3為本發(fā)明耐火電纜制備工藝流程簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例l:參見圖l，本發(fā)明單芯耐火電纜，自內(nèi)向外依次為絞合軟導(dǎo) 體l，經(jīng)高溫拉拔復(fù)合于導(dǎo)體表面、厚度為0.08mm 二氧化硅(Si02)耐火 絕緣層2(也可以為四氯化硅或硅晶體)，外有BeiCoTex纖維編織套保護(hù)套 3。制備按圖3工藝過(guò)程，導(dǎo)體1由放線盤6放出，經(jīng)導(dǎo)體預(yù)熱裝置7 預(yù)熱至200-600。C(視導(dǎo)體線徑不同調(diào)整)，穿入(加熱前)預(yù)制的上述材質(zhì)制成 的中空預(yù)制管，由高溫爐8對(duì)硅質(zhì)預(yù)制管加熱使其軟化，經(jīng)模具拉拔變徑(拉 細(xì)拉薄)復(fù)合于導(dǎo)體表面，經(jīng)冷卻裝置9冷卻，由收線裝置11收盤。拉拔 擠包硅質(zhì)絕緣，由檢測(cè)裝置IO對(duì)拉拔線徑檢測(cè)，顯示或反饋控制絕緣層厚度，使其符合要求，最后在絕緣線芯外由編織設(shè)備編織耐火纖維套。實(shí)施例2:參見圖2，三芯耐火電纜，有三根實(shí)施例1所述耐火絕緣線芯，加填充4組成纜芯，用扎帶5扎緊，外加耐火纖維編織套。也可以是只有一根實(shí)施例1所述耐火絕緣線芯。實(shí)施例3:如前述單芯或三芯耐火電纜，其中至少一根導(dǎo)體1外硅質(zhì)耐火絕緣層2為三層復(fù)合結(jié)構(gòu)，厚度為l.Omm，內(nèi)外層為四氯化硅，中間層 為二氧化硅，構(gòu)成帶光通信的耐火電力電纜。制備制備方法如實(shí)施例1述，其中拉擠包的復(fù)合耐火絕緣層，根據(jù)套合外徑，先分別制作內(nèi)中外三種中空管，將中間層硅質(zhì)管加熱至300。C以 上，使之膨脹，套在內(nèi)層玻璃管上，冷卻使兩者緊密復(fù)合；再加熱外層硅 質(zhì)管至30(TC以上，使之膨脹，套在做好的兩層硅質(zhì)管上，冷卻使之緊密復(fù) 合，制得三層復(fù)合管，再經(jīng)加熱軟化、拉拔擠包，覆于導(dǎo)體表面。 此外，多層復(fù)合，也可以是同種材質(zhì)，只是不具有通信功能。 電纜外還可以擠包護(hù)套，例如像膠或塑料護(hù)套，構(gòu)成移動(dòng)敷設(shè)電纜。
權(quán)利要求
1、耐火電纜，包括導(dǎo)體，導(dǎo)體外包覆的耐火絕緣層和外保護(hù)層，其特征在于耐火絕緣層為高溫?cái)D包、厚度0.05～1.0mm硅質(zhì)化合物，外保護(hù)層為耐火纖維編織層。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述耐火電纜，其特征在于硅質(zhì)化合物為二氧化硅。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述耐火電纜，其特征在于耐火纖維為BeiCoTex纖維。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述耐火電纜，其特征在于耐火絕緣層為硅 質(zhì)化合物多層復(fù)合。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述耐火電纜，其特征在于多層復(fù)合中至少中間一層 為二氧化硅，緊鄰二氧化硅內(nèi)外層為與二氧化硅不同的其他硅質(zhì)化合物或不 同晶狀結(jié)構(gòu)二氧化硅。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述耐火電纜，其特征在于緊鄰二氧化硅內(nèi)外層為四 氯化硅。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述耐火電纜，其特征在于耐火纖維編織層外有 像膠或塑料護(hù)套。
8、 耐火電纜制備方法，其特征是將硅質(zhì)預(yù)制棒，經(jīng)加溫熔化制成大于導(dǎo) 體外徑的中空硅質(zhì)管；將經(jīng)預(yù)熱的導(dǎo)體穿過(guò)預(yù)制中空硅質(zhì)管，經(jīng)加熱爐使硅 質(zhì)管軟化，拉拔變徑復(fù)合于導(dǎo)體表面，形成厚度為0.05 1.0mm耐火絕緣層， 冷卻后施加耐火纖維編織層。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述耐火電纜制備方法，其特征在于導(dǎo)體預(yù)熱溫度為 200國(guó)600。C。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述耐火電纜制備方法，其特征在于拉拔擠包 硅質(zhì)管為多層復(fù)合，先分別制作各層硅質(zhì)中空管，通過(guò)熱脹套合冷縮復(fù)合使 其實(shí)現(xiàn)相互緊配合復(fù)合，制得多層復(fù)合中空硅質(zhì)管；再通過(guò)加熱軟化拉拔擠 包于導(dǎo)體表面。
全文摘要
本發(fā)明是對(duì)耐火電纜的改進(jìn)，其特征是導(dǎo)體外耐火絕緣層為高溫?cái)D包、厚度0.05～1.0mm硅質(zhì)化合物，外保護(hù)層為耐火纖維編織層。較已有耐火電纜，能夠大長(zhǎng)度生產(chǎn)，生產(chǎn)工序簡(jiǎn)單；電纜外徑小，敷設(shè)占位空間小，彎曲性能適中；廢電纜回收分離容易，回收材料均可循環(huán)再利用，無(wú)污染；耐火絕緣原料資源多，價(jià)格低，可以降低電纜耐火絕緣成本，耐火絕緣成本可分別較，礦物絕緣、云母絕緣、硅橡膠絕緣，降低70％、40％、50％，防水、耐油、耐輻射性能，也優(yōu)于現(xiàn)有耐火電纜，耐火度和耐溫等級(jí)高，可以長(zhǎng)期在1000℃環(huán)境中運(yùn)行，彎曲半徑為電纜直徑20倍左右。硅質(zhì)耐火絕緣層制成至少中間一層為二氧化硅、二側(cè)內(nèi)外層為與二氧化硅不同的硅質(zhì)化合物或不同晶狀結(jié)構(gòu)二氧化硅，還可以傳輸光信號(hào)，使耐火電纜同時(shí)具有光通信功能。
文檔編號(hào)H01B7/295GK101236801SQ200710191858
公開日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2007年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月16日
發(fā)明者鈺 馮, 靜 徐 申請(qǐng)人:遠(yuǎn)東電纜有限公司;江蘇新遠(yuǎn)東電纜有限公司;遠(yuǎn)東復(fù)合技術(shù)有限公司