專利名稱：：耐火信號電纜的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種用于傳輸中高頻信號的耐火信號電纜，特別是涉及一種采用玻璃絲耐火層的耐火信號電纜。
背景技術：
：信號電纜，即信號傳輸頻率在lKHz-lMHz的電纜，是隨著現代控制信息技術發(fā)展而產生的，主要用于工業(yè)配電網絡中儀表、電器及其它自動控制裝置之間的連接線，負責傳輸控制信號、傳遞信息。與控制電纜相比較，它不傳輸電力，屬于弱電系統(tǒng)用電纜；與通訊電纜相比較，傳輸信號的頻率低于通訊電纜。傳統(tǒng)的信號電纜包括導體、絕緣層、屏蔽層和護套。而信號電纜大多不具有耐火功能，在敷設時在其外部敷設保護層，例如鋁合金排管、水泥涂層或繞包云母層等，在起到保護作用的同時兼顧一定的耐火功效。在一些特殊場合(如軌道交通列車、海上石油平臺及大型船舶等)，敷設安裝在高火災危險區(qū)域的信號電纜必須保證具有耐火功能(火焰條件下保持線路完整性)，也要保證電纜具有一定的傳輸特性(信號頻率達1KHz-1MHz);同時這類電纜的安裝敷空間設有限，對信號電纜的結構尺寸有嚴格的要求。在這樣的場合迫切需要一種具有良好傳輸特性、耐火功能、結構緊湊的耐火信號電纜。耐火信號電纜不同于傳統(tǒng)意義上的耐火電纜。傳統(tǒng)意義的耐火電纜包括電力電纜和儀表電纜兩類。傳統(tǒng)耐火電纜實現耐火功能所設置的耐火層主要有下列技術方式(1)礦物絕緣，使用氧化鎂、氧化鋁等無機物的耐高溫特性實現耐火，同時也可以作為絕緣層，此類電纜的耐火溫度可達到150(TC左右；(2)云母帶及無機物與云母復合帶繞包在導體上，此類電纜的耐火溫度可以達到950。C左右；(3)擠包硅橡膠層，此類電纜的耐火溫度可以達到75(TC左右，常作為電力電纜的耐火層和絕緣層使用；(4)玻璃絲作為輔助耐火材料。由于耐火信號電纜的使用特性與這兩類電纜大不相同，首先電壓等級不超過300V，其次信號的傳輸頻率在lKHz-lMHz之間。因此不能簡單地將上述傳統(tǒng)意義的耐火電纜中的耐火層技術轉用于信號電纜。然而，現有的(1)礦物絕緣耐火效果雖好，但其介電常數過高，天然地限制使用在信號傳輸上；此外信號電纜的導體截面一般來講均小于lmm2，目前的加工工藝也限制礦物絕緣在信號電纜上的應用；(2)云母帶及無機物與云母復合帶繞包在導體上耐火效果雖較佳，而現代信號電纜要求傳輸信號頻率達1KHz-1MHz，傳統(tǒng)工藝使用云母帶繞包式耐火電纜不能夠做到繞制完全平整光滑，很難保證電纜在高頻下的良好傳輸特性，不可避免造成信號衰減、畸變，從而導致工業(yè)現場總線系統(tǒng)工作區(qū)域變小，甚至失常；(3)擠包硅橡膠層厚度常超過0.6mm，硅橡膠的介電常數為2.9-4.0之間，與云母帶和礦物絕緣相比介電常數較小，但與信號電纜的絕緣層用材料(聚乙烯和發(fā)泡聚乙烯)的2.3以下相比，仍然較大，因此使用硅橡膠類化合物必須將厚度減薄到與絕緣層厚度相比較小的程度，而直接使用硅橡膠擠包，加工的精度不可能達到信號電纜要求的0.10mm-0.20mm，不能單獨使用硅橡膠。
發(fā)明內容本發(fā)明要解決的技術問題是為了克服現有技術中大多信號電纜無耐火層，而在采用外設耐火設備或最外層繞包云母帶時無法兼顧高頻傳輸特性的缺陷，提供一種耐火信號電纜，其傳輸信號頻率可達1KHz-1MHz。本發(fā)明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的一種耐火信號電纜，其包括導體以及絕緣層，其特征在于，在該導體和絕緣層中間設有一耐火層，該耐火層為采用介電常數在3.0-4.0范圍內的玻璃絲纖維制成的玻璃絲耐火層。4其中，該玻璃絲纖維優(yōu)選介電常數較低的無堿玻璃絲，通?？蛇x用市售產品，所說的無堿玻璃絲是指其中氧化鈉的含量一般在0%-2%(重量百分比)范圍的玻璃絲。其中，該玻璃絲耐火層的厚度范圍為0.10mm-0.20mm。較佳地，該絕緣層材料采用聚乙烯、發(fā)泡聚乙烯或發(fā)泡交聯聚乙烯。其中，該耐火信號電纜的絕緣層外設有一屏蔽層，該屏蔽層由鍍錫銅絲組成，屏蔽密度不小于85%。本發(fā)明的積極進步效果在于本發(fā)明首次將低介電常數(3.0-4.0)的玻璃絲用于作為耐火信號電纜的耐火層，解決了大多信號電纜不設有耐火層，需借由在其外部敷設排管或繞包云母帶等方法達到耐火功能從而導致高頻信號傳輸特性下降的缺點。本發(fā)明采用低介電常數的玻璃絲繞包耐火層，其具有良好傳輸特性、耐火功能。在兼顧耐火特性和高頻傳輸特性的同時，依然整體結構尺寸緊湊，不會給安裝敷設帶來困難。圖1為本發(fā)明的耐火信號電纜應用于profibus總線耐火信號電纜結構示意圖。圖2為本發(fā)明的耐火信號電纜應用于RS485總線用耐火電纜結構示意圖。具體實施例方式下面結合附圖給出本發(fā)明較佳實施例，以詳細說明本發(fā)明的技術方案。實施例1如圖1所示，為本發(fā)明用于profibus總線用耐火信號電纜的實施例，A為proflbus總線用耐火信號電纜，其采用銅絞合導線1其截面面積為0.22mm2，在銅絞合導線1上繞包厚度為O.lOmm的玻璃絲耐火層2，特別的是本發(fā)明中的玻璃絲耐火層2要求采用低介電常數的玻璃絲作為耐火層的材料。在該玻璃絲耐火層2外包裹厚度為0.30mm的聚乙烯絕緣層3，可以使用發(fā)泡聚乙烯或發(fā)泡交聯聚乙烯作為替代，用以補償采用玻璃絲繞包帶來的等效介電常數變大的問題。雙芯絞合后在其外部編織金屬屏蔽4，該金屬屏蔽4主要由鍍錫銅絲組成，該屏蔽密度不小于85%。最后在該金屬屏蔽4外擠包護套5。玻璃絲的高熔點性能保證了電纜的耐火特性，但玻璃絲纖維應用于信號傳輸上必須選用低介電常數，即介電常數范圍在3.0-4.0的玻璃絲纖維，且玻璃絲繞包層的厚度與絕緣層相比要較小時，可制得符合行業(yè)標準的耐火信號電纜。其中，厚度為O.lOmm的玻璃絲繞包耐火層不僅能保證具有雙層絕緣介質的Can總線用電纜中傳輸線對的傳輸特性，如保證在lKHz至1MHz的特性阻抗(150Q)，較小衰減、串音、結構回波損耗；而且具有耐火特性，能夠通過BS6387規(guī)定保持線路完整性試驗，供火溫度為95(TC對絞線線對內兩線施加250V電壓水平下燃燒30分鐘不擊穿的標準。實施例2如圖2所示，本發(fā)明應用于RS485總線電纜的實施例，圖中的線芯A'即為圖1中的信號電纜A。將五束線芯A'絞合成纜線后，在纜線的外部繞包聚脂膜6，在聚脂膜6外部編織包含鍍錫銅絲的總屏蔽層7，屏蔽密度不小于85%。在該總屏蔽7外部套設總護套8，該總護套由低煙無鹵阻燃聚烯烴材料組成。特別的是，本實施例中采用的信號電纜A的聚乙烯絕緣層厚度相對上述實施例中使用的聚乙烯絕緣層厚度略有增加，本實施例中采用的厚度為0.35mm。本實施例中，厚度為0.20mm的玻璃絲繞包耐火層不僅能保證具有雙層絕緣介質的RS485總線用電纜的傳輸特性，如保證在lKHz至lMHz的特性阻抗(120Q)，較小衰減、串音、結構回波損耗；而且其耐火特性能夠通過IEC6033U規(guī)定保持線路完整性試驗，最大外徑15.0mm，供火溫度為950°C對絞線線對內兩線施加60V電壓水平下燃燒30分鐘不擊穿。同時電纜具有低煙、無鹵、阻燃特性。特別的，本發(fā)明中的玻璃絲繞包耐火層采用市售的低介電常數無堿玻璃絲，在lMHz以下的測量條件時，其介電常數為3.0-4.0,其主要成分見表1。表1低介電常數無堿玻璃絲主要成分(以質量百分比計)Si02<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>上述實施例中的其它各層原料均可購得，電纜的生產工藝可同現有傳統(tǒng)技術。雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式，但是本領域的技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，在不背離本發(fā)明的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改。因此，本發(fā)明的保護范圍由所附權利要求書限定。權利要求1、一種耐火信號電纜，其包括導體以及絕緣層，其特征在于，在該導體和絕緣層中間設有一耐火層，該耐火層為采用介電常數在3.0-4.0范圍內的玻璃絲纖維制成的玻璃絲耐火層。2、如權利要求1所述的耐火信號電纜，其特征在于，該玻璃絲纖維為無堿玻璃絲。3、如權利要求1或2所述的耐火信號電纜，其特征在于，該玻璃絲耐火層的厚度范圍為0.10mm-0.20mm。4、如權利要求1或2所述的耐火信號電纜，其特征在于，該絕緣層的材料采用聚乙烯、發(fā)泡聚乙烯或發(fā)泡交聯聚乙烯。5、如權利要求1或2所述的耐火信號電纜，其特征在于，該耐火信號電纜的絕緣層外設有一屏蔽層，該屏蔽層由鍍錫銅絲組成，屏蔽密度不小于85%。全文摘要本發(fā)明公開了一種耐火信號電纜，其包括導體以及絕緣層，在該導體和絕緣層之間設有一耐火層，其中該耐火層為采用低介電常數無堿玻璃絲制成的玻璃絲耐火層。本發(fā)明將傳統(tǒng)的用作耐火層輔助材料的玻璃絲作為主耐火材料，采用低介電常數的玻璃絲繞包耐火層，達到了良好傳輸特性、耐火功能并具有結構緊湊的優(yōu)點。文檔編號H01B3/44GK101673594SQ20091017416公開日2010年3月17日申請日期2009年9月29日優(yōu)先權日2009年7月21日發(fā)明者忻濟民,曲文波,揚楊申請人:上海電纜研究所;上海特纜電工科技有限公司