光纖復(fù)合耐火電纜的制作方法
【專利摘要】光纖復(fù)合耐火電纜，屬于電纜【技術(shù)領(lǐng)域】。包括纜芯、包帶和護(hù)套層,其特征是,纜芯由光單元組件、電力線芯構(gòu)成，光單元組件由單模光纖、填充層、內(nèi)護(hù)套、綜合耐火層、高阻燃隔氧保護(hù)層構(gòu)成；電力線芯由導(dǎo)體、線芯耐火層、絕緣層構(gòu)成；纜芯上設(shè)有包帶層，護(hù)套層由設(shè)置隔氧層、護(hù)套構(gòu)成。本實(shí)用新型確保了在火災(zāi)發(fā)生時(shí)電纜能夠繼續(xù)正常傳輸電能和光信號(hào)，結(jié)構(gòu)合理，將電力線芯和光單元組件有效結(jié)合到一根電纜中，減少了電纜和光纖同時(shí)使用時(shí)的敷設(shè)空間，降低了安裝成本，提高系統(tǒng)安全性。
【專利說(shuō)明】光纖復(fù)合耐火電纜

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電纜的結(jié)構(gòu)，尤其是一種光纖復(fù)合耐火電纜的結(jié)構(gòu)，屬于電纜【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)隨著城市人口的急劇增長(zhǎng)，高層建筑、大型賓館、超市、醫(yī)院、車站、機(jī)場(chǎng)的不斷增加，地鐵、城市軌道交通的建設(shè)、大型公共設(shè)施的興建尤其是國(guó)家智能電網(wǎng)的建設(shè)等等，消防安全的重要性凸顯出來(lái)，建筑中電纜的敷設(shè)量成倍增長(zhǎng)，狹小空間內(nèi)敷設(shè)過(guò)多電纜既耗材又耗能，因此大型建筑物開(kāi)始采用耐火電纜進(jìn)行供電，作為耐火電纜，耐火層在火焰溫度下，不僅要耐火，而且要有較高的絕熱性以保證外界的高溫不損害內(nèi)部絕緣和光單元組件，保證電纜在著火后一定時(shí)間內(nèi)線路的完整性，繼續(xù)給設(shè)備供電和信號(hào)傳輸，爭(zhēng)取寶貴的逃生時(shí)間。
[0003]普通耐火電纜大都為彎曲性能極差的硬電纜，彎曲半徑較大，通常至少需要20倍電纜直徑，而且電纜重量大，不利于運(yùn)輸和施工敷設(shè)，只能用于大直徑、大空間敷設(shè)，安裝困難。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種耐火、柔軟性好，著火后抗火災(zāi)能力強(qiáng)，能夠保持較長(zhǎng)時(shí)間安全供電和通信的光纖復(fù)合耐火電纜。
[0005]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:光纖復(fù)合耐火電纜，包括纜芯、包帶和護(hù)套層，其特征是，所述纜芯由光單元組件和四根電力線芯構(gòu)成，四根電力線芯均勻設(shè)置在光單元組件周圍，包帶繞包在纜芯上，護(hù)套層擠包在包帶上；
[0006]所述光單元組件由單模光纖、吸水膨脹材料填充層、內(nèi)護(hù)套、綜合耐火層、高阻燃隔氧保護(hù)層構(gòu)成，單模光纖外設(shè)置吸水膨脹材料填充層，吸水膨脹材料填充層外設(shè)置內(nèi)護(hù)套，內(nèi)護(hù)套外設(shè)置綜合耐火層，綜合耐火層上擠包高阻燃隔氧保護(hù)層；
[0007]所述電力線芯由導(dǎo)體上依次設(shè)置云母耐火層、交聯(lián)聚乙烯絕緣層構(gòu)成，云母耐火層由合成云母帶重復(fù)繞包在導(dǎo)體上構(gòu)成，在云母耐火層上擠包交聯(lián)聚乙烯絕緣層。
[0008]所述綜合耐火層由設(shè)置在內(nèi)護(hù)套外的無(wú)機(jī)纖維隔熱層、無(wú)機(jī)纖維隔熱層上設(shè)置的柔軟型熱固彈性體材料制成的擋火層、擠塑在擋火層上的降溫層、降溫層上設(shè)置的鎧裝層構(gòu)成。
[0009]所述無(wú)機(jī)纖維隔熱層由無(wú)機(jī)纖維材料填充層和繞包在無(wú)機(jī)纖維材料填充層上的無(wú)機(jī)纖維包帶層構(gòu)成。
[0010]所述導(dǎo)體由銅絲絞合而成，其橫截面為扇形或瓦楞型結(jié)構(gòu)。
[0011]所述護(hù)套層由設(shè)置在包帶外的隔氧層、擠包在隔氧層上的無(wú)鹵低煙阻燃材料制成的護(hù)套構(gòu)成。
[0012]本實(shí)用新型在光單元組件中設(shè)計(jì)了四合一的綜合耐火層結(jié)構(gòu)，保證火災(zāi)發(fā)生時(shí)光信號(hào)的穩(wěn)定傳輸。光單元組件不同于一般的光纜，因?yàn)榇祟愲娎|的耐火性能要求較高，必須從結(jié)構(gòu)到材料進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，盡可能的阻止火焰的滲入，本實(shí)用新型采用高熱阻系數(shù)的材料和結(jié)構(gòu)，降低溫度由外向內(nèi)的擴(kuò)散。
[0013]本實(shí)用新型中采用傳輸性能優(yōu)異的單模光纖，并在其周圍填充吸水膨脹材料，保證光纖部分的阻水性能；采用擠出成型的金屬管材或高強(qiáng)度有機(jī)材料制成的內(nèi)護(hù)套，可保護(hù)內(nèi)部光纖不受外力破壞，并且為以后光纖的更換提供有效的通道。
[0014]本實(shí)用新型中四合一復(fù)合耐火結(jié)構(gòu)(綜合耐火層)由隔熱層(無(wú)機(jī)纖維隔熱層)、擋火層、降溫層、鎧裝層構(gòu)成。隔熱層采用無(wú)機(jī)纖維材料填充和無(wú)機(jī)纖維包帶繞包，在火焰襲擊電纜時(shí)，高阻燃無(wú)機(jī)纖維填充及包帶分解成金屬氧化物并析出結(jié)晶水，金屬氧化物分解后形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，對(duì)煙氣有一定的吸附作用，析出的結(jié)晶水不但對(duì)煙粒起到明顯的沉降作用，而且還具有較好的吸熱效果。擋火層采用柔軟型熱固彈性體材料，此材料遇火轉(zhuǎn)變?yōu)閾趸鸶魺釋?，在遇火或高溫時(shí)則迅速轉(zhuǎn)變?yōu)闅す軤钅突鸶魺峤Y(jié)構(gòu)，在救火環(huán)境中仍能維持一定時(shí)間不被破壞，有效阻擋火焰或高溫對(duì)內(nèi)層絕緣的損壞。降溫層通過(guò)擠塑以Al (OH)3、Mg(OH)2為主體的隔氧層材料，此材料高溫或燃燒后產(chǎn)生的結(jié)晶水分子，將與其臨近層降溫，充分保證傳導(dǎo)到內(nèi)層溫度得到適當(dāng)降低，同時(shí)保證電纜具有高阻燃及高載流的特性。鎧裝層是通過(guò)合適工藝制成的保護(hù)層，保證電纜在使用過(guò)程中對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)，并對(duì)火焰?zhèn)鞑サ臏囟冗M(jìn)行及時(shí)的散熱，避免熱量集中產(chǎn)生的破壞。
[0015]本實(shí)用新型中的高阻燃隔氧保護(hù)層采用高氧指數(shù)的無(wú)鹵阻燃聚烯烴材料擠出，避免在電纜生產(chǎn)安裝過(guò)程中，光單元的表面鋼帶毛刺等問(wèn)題對(duì)電力線芯絕緣可能造成的破壞，并提高光單元組件在火焰下的耐熱性能。
[0016]電力線芯的導(dǎo)體采用銅絲，保證產(chǎn)品在具有良好電性能的同時(shí)具有一定的柔軟性，便于安裝敷設(shè)，在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中對(duì)截面進(jìn)行合理地控制。導(dǎo)體的緊壓度達(dá)到90%以上，圓整度達(dá)到98%以上，導(dǎo)體表面光潔，無(wú)毛刺、劃痕，并可根據(jù)電纜芯數(shù)及截面范圍采用扇形或瓦楞型結(jié)構(gòu)，以進(jìn)一步降低電纜外徑，降低電纜生產(chǎn)成本，方便電纜安裝和敷設(shè)。
[0017]電力線芯的線芯耐火層(云母耐火層)根據(jù)電纜使用的要求及耐火的特性，選用高性能的合成云母帶進(jìn)行重疊繞包，保證電纜在火焰燃燒絕緣破壞后線路繼續(xù)安全運(yùn)行。
[0018]電力線芯的絕緣材料采用具有柔韌性、機(jī)械強(qiáng)度和電氣性能良好的交聯(lián)聚乙烯絕緣材料，保證電纜電氣絕緣性能的同時(shí)，增強(qiáng)絕緣層的抗拉強(qiáng)度和抗擠壓性能。
[0019]由于無(wú)鹵低煙電纜在燃燒時(shí)要求煙密度及透光率問(wèn)題，必須設(shè)計(jì)一種有效的結(jié)構(gòu)阻止火焰向內(nèi)部傳播，本實(shí)用新型設(shè)置了高氧指數(shù)的隔氧層護(hù)層，來(lái)達(dá)到此類電纜的要求。本實(shí)用新型的護(hù)套也使用無(wú)鹵低煙阻燃材料擠出成型，其生產(chǎn)工藝較為重要，由于電纜敷設(shè)在戶內(nèi)或戶外，不可忽視電纜長(zhǎng)期經(jīng)受日光直接照射，其外護(hù)套擠出工藝不當(dāng)，就會(huì)發(fā)生表面開(kāi)裂，同時(shí)，由于無(wú)機(jī)阻燃材料大量填充，使得材料的機(jī)械和加工性能大幅下降，對(duì)擠出溫度范圍和分布要求較高。本實(shí)用新型根據(jù)大量的工藝試驗(yàn)，確定了合理的擠出溫度，并針對(duì)材料拉伸比較小的情況，對(duì)模具進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)速度、外觀質(zhì)量、機(jī)械性能和無(wú)鹵低煙阻燃性能的平衡。
[0020]本實(shí)用新型確保了在火災(zāi)發(fā)生時(shí)電纜能夠繼續(xù)正常傳輸電能和光信號(hào)。光單元組件采用特殊的四合一復(fù)合耐火結(jié)構(gòu)(無(wú)機(jī)纖維隔熱層、擋火層、降溫層、鎧裝層)，充分保證中光單元組件在火災(zāi)發(fā)生時(shí)的穩(wěn)定性、可靠性。內(nèi)層為無(wú)機(jī)纖維隔熱層；次外層采用自主研發(fā)的柔軟型熱固彈性體，此材料遇火轉(zhuǎn)變?yōu)閾趸鸶魺釋?，在遇火或高溫時(shí)則迅速轉(zhuǎn)變?yōu)闅す軤钅突鸶魺峤Y(jié)構(gòu)，在救火過(guò)程中仍能維持一定時(shí)間不會(huì)破壞，有效阻擋火焰高溫對(duì)內(nèi)層絕緣的損壞；最外層采用降溫層，此材料通過(guò)高溫或燃燒后產(chǎn)生的結(jié)晶水分子，將與其臨近層降溫，充分保證傳導(dǎo)到內(nèi)層溫度得到適當(dāng)降低，達(dá)到良好的阻燃效果，提高電纜的載流量。
[0021]擋火層的柔軟型熱固性彈性體材料-陶瓷化高分子復(fù)合耐火硅橡膠是以硅橡膠為基料，加入無(wú)機(jī)硅粉填充劑、結(jié)構(gòu)控制劑以及其它助劑，經(jīng)過(guò)密煉、捏合、混煉、壓延而成，其具有優(yōu)異的彈性、柔軟性、阻燃性、電性能，同時(shí)還具備卓越的耐高低溫性，耐臭氧、耐熱氧及紫外線老化性能，特殊的表面性能，具有一定的耐油、防水、耐溶劑性。在1200°C -1500°C的高溫?zé)g下，形成堅(jiān)硬的陶瓷狀殼體，具備一定的機(jī)械強(qiáng)度和良好的電絕緣性能。
[0022]整個(gè)電纜結(jié)構(gòu)中所用材料均為綠色環(huán)保型，在正常工作及火災(zāi)工況下均不會(huì)產(chǎn)生含毒煙氣，而且PH值、透光率、煙密度、毒性氣體釋放、重金屬含量等性能均符合綠色環(huán)保電纜要求，確保電纜可靠運(yùn)行的同時(shí)，最大限度保障人員安全。
[0023]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理，將電力線芯和光單元組件有效結(jié)合到一根電纜中，減少了電纜和光纖同時(shí)使用時(shí)的敷設(shè)空間，降低了安裝成本，提高系統(tǒng)安全性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖中:1單模光纖、2內(nèi)護(hù)套、3綜合耐火層、4高阻燃隔氧保護(hù)層、5導(dǎo)體、6云母耐火層、7交聯(lián)聚乙烯絕緣層、8包帶、9護(hù)套層。

【具體實(shí)施方式】
[0026]光纖復(fù)合耐火電纜，包括纜芯、包帶8和護(hù)套層9，包帶繞包在纜芯上，護(hù)套層擠包在包帶上，護(hù)套層9由設(shè)置在包帶層外層的隔氧層、擠包在隔氧層上的無(wú)鹵低煙阻燃材料制成的護(hù)套構(gòu)成。纜芯由光單元組件和四根電力線芯構(gòu)成，四根電力線芯均勻設(shè)置在光單元組件周圍。
[0027]光單元組件由單模光纖1、單模光纖周圍設(shè)置的吸水膨脹材料填充層、擠包在吸水膨脹材料填充層外的金屬或高強(qiáng)度有機(jī)材料制成的內(nèi)護(hù)套2、設(shè)置在內(nèi)護(hù)套外的綜合耐火層3、擠包在綜合耐火層上的無(wú)鹵阻燃聚烯烴材料制成的高阻燃隔氧保護(hù)層4構(gòu)成。
[0028]綜合耐火層3由設(shè)置在內(nèi)護(hù)套外層上的無(wú)機(jī)纖維隔熱層、無(wú)機(jī)纖維隔熱層上設(shè)置的柔軟型熱固彈性體材料制成的擋火層、擠塑在擋火層上的降溫層、降溫層上設(shè)置的鎧裝層構(gòu)成。隔熱層由無(wú)機(jī)纖維材料填充層、繞包在填充層上的無(wú)機(jī)纖維包帶層構(gòu)成。
[0029]電力線芯由導(dǎo)體5、用合成云母帶在導(dǎo)體上重復(fù)繞包而成的線芯耐火層(云母耐火層)6、設(shè)置在線芯耐火層上的交聯(lián)聚乙烯絕緣層7構(gòu)成。導(dǎo)體由銅絲絞合而成，其橫截面為扇形或瓦楞型結(jié)構(gòu)。
【權(quán)利要求】
1.一種光纖復(fù)合耐火電纜，包括纜芯、包帶和護(hù)套層，其特征是，所述纜芯由光單元組件和四根電力線芯構(gòu)成，四根電力線芯均勻設(shè)置在光單元組件周圍，包帶繞包在纜芯上，護(hù)套層擠包在包帶上； 所述光單元組件由單模光纖、吸水膨脹材料填充層、內(nèi)護(hù)套、綜合耐火層、高阻燃隔氧保護(hù)層構(gòu)成，單模光纖外設(shè)置吸水膨脹材料填充層，吸水膨脹材料填充層外設(shè)置內(nèi)護(hù)套，內(nèi)護(hù)套外設(shè)置綜合耐火層，綜合耐火層上擠包高阻燃隔氧保護(hù)層； 所述電力線芯由導(dǎo)體上依次設(shè)置云母耐火層、交聯(lián)聚乙烯絕緣層構(gòu)成，云母耐火層由合成云母帶重復(fù)繞包在導(dǎo)體上構(gòu)成，在云母耐火層上擠包交聯(lián)聚乙烯絕緣層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖復(fù)合耐火電纜，其特征是，所述綜合耐火層由設(shè)置在內(nèi)護(hù)套外的無(wú)機(jī)纖維隔熱層、無(wú)機(jī)纖維隔熱層上設(shè)置的柔軟型熱固彈性體材料制成的擋火層、擠塑在擋火層上的降溫層、降溫層上設(shè)置的鎧裝層構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖復(fù)合耐火電纜，其特征是，所述無(wú)機(jī)纖維隔熱層由無(wú)機(jī)纖維材料填充層和繞包在無(wú)機(jī)纖維材料填充層上的無(wú)機(jī)纖維包帶層構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖復(fù)合耐火電纜，其特征是，所述導(dǎo)體由銅絲絞合而成，其橫截面為扇形或瓦楞型結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖復(fù)合耐火電纜，其特征是，所述護(hù)套層由設(shè)置在包帶外的隔氧層、擠包在隔氧層上的無(wú)鹵低煙阻燃材料制成的護(hù)套構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】H01B7/295GK203950602SQ201420251604
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月16日
【發(fā)明者】房權(quán)生, 李明, 李昆鵬, 宋敬濤 申請(qǐng)人:寶勝科技創(chuàng)新股份有限公司, 寶勝（山東）電纜有限公司