本發(fā)明涉及電纜制造技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種耐高低溫艦船用輕型低煙無鹵阻燃電纜。
背景技術(shù)：
隨著我國的國防現(xiàn)代化建設(shè)，特別是海軍武器裝備的迅速發(fā)展，艦船供電、通信安全措施保障越來越重要，直接關(guān)系到提高艦船戰(zhàn)斗力與人員生命安全問題。其次隨著海防建設(shè)急需大量機(jī)動靈活、作戰(zhàn)能力強(qiáng)、安全可靠的海軍裝備，減輕電纜重量、減小電纜外徑，對于有效降低艦船的自身重量，增加有效負(fù)載，提高航速，增強(qiáng)戰(zhàn)斗力具有非常重要意義。為此開發(fā)一種耐高低溫艦船用輕型低煙無鹵電纜迫在眉睫。
目前國內(nèi)生產(chǎn)的艦船電纜多為通用型結(jié)構(gòu)，相對外徑較大、重量較重，無法滿足艦船發(fā)展的輕型靈便要求，且電纜的使用環(huán)境中有一定的局限性。
專利號102842376 A公布了一種高溫耐火絕緣艦船電纜，此專利為一種普通型的耐火艦船電纜，存在以下缺點(diǎn)：一、電纜絕緣層和耐火層使用外層繞包復(fù)合高分子高溫耐火帶材形成的耐火絕緣層構(gòu)成耐火絕緣線芯，通過繞包的絕緣層電纜其絕緣性能存在缺陷，繞包不緊密，電纜經(jīng)過彎曲后搭蓋率減小，電纜容易產(chǎn)生漏電電流，高電壓滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時容易擊穿；二、復(fù)合帶厚度厚，既要保證耐火性能又要保證絕緣電氣性能，需要繞重疊繞包兩層以上，繞包厚度遠(yuǎn)超過采用繞包0.14mm煅燒云母帶+絕緣層厚度，在電纜重量和外徑上并未減小；三、此專利雖然在電纜中提到阻燃，但是對于阻燃等級并未提及，根據(jù)專利中高分子耐火帶中的成分可看出材料成分中有硅氧分子結(jié)構(gòu)存在，此結(jié)構(gòu)在燃燒過程中未可燃物，有助燃的效果。
專利號203150281 U公布了艦船用高強(qiáng)度輕型耐腐蝕電力電纜，此專利中絕緣材料采用聚四氟乙烯絕緣材料，此材料在高溫情況下產(chǎn)生劇毒的副產(chǎn)物氟光氣和全氟異丁烯等有毒物質(zhì)，其電纜無法滿足艦船用低煙無鹵低毒特性測試要求。
專利號204834102 U公布了一種超輕型無鹵低煙阻燃艦船電纜，此專利中編織層采用碳纖維作為編織層，其采用碳纖維編織層存在以下缺點(diǎn)：一、碳纖維比較脆，在電纜編織生產(chǎn)過程中需要經(jīng)過復(fù)繞、并絲、編織和電纜在生產(chǎn)和使用過程中反復(fù)彎曲，碳纖維易斷裂；二、艦船電纜的屏蔽層起到靜電屏蔽作用和導(dǎo)通故障電流作用，因碳纖維的導(dǎo)電性能很差，一般碳纖維20℃體積電阻率約為銅絲的八百多倍，為鋁合金絲的五百多倍。電纜在正常運(yùn)行過程中屏蔽層產(chǎn)生電流，如果采用碳纖維作為編織層將會導(dǎo)致編織層損耗大大增加，熱量聚集導(dǎo)致電纜的載流量下降，電纜出現(xiàn)超載，短路現(xiàn)象。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種耐低溫、耐高溫、重量輕、低煙無鹵、阻燃和耐油特性的艦船用電纜，導(dǎo)體采用鍍錫銅緊壓處理，導(dǎo)體的外徑減小，絕緣采用低煙無鹵阻燃熱固性聚烯烴絕緣料，線芯之間填充采用低煙無鹵阻燃發(fā)泡填充條，包帶采用薄型高阻燃低煙無鹵包帶，外護(hù)套采用熱固性低煙無鹵阻燃聚烯烴護(hù)套料，所有的材料均滿足耐低溫-40℃，耐高溫105℃，無鹵、低煙、阻燃性能，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種耐高低溫艦船用輕型低煙無鹵阻燃電纜,包括導(dǎo)體線芯、填充、包帶、編織層和外護(hù)套，所述導(dǎo)體線芯為三股，相互絞合，導(dǎo)體線芯外部包覆有包帶，包帶外部表面設(shè)有編織層，編織層外部表面固定設(shè)置外護(hù)套，導(dǎo)體線芯與所述包帶之間間隙內(nèi)設(shè)有填充；
導(dǎo)體線芯包括緊壓鍍錫銅導(dǎo)體、耐火層及絕緣層，所述緊壓鍍錫銅導(dǎo)體外部表面包覆有耐火層，耐火層外部表面設(shè)置有絕緣層，所述絕緣層與所述包帶內(nèi)側(cè)表面緊貼。
優(yōu)選的，耐火層采用煅燒云母帶重疊繞包。
優(yōu)選的，絕緣層采用高性能耐低溫-40℃耐高溫105℃低煙無鹵阻燃聚烯烴絕緣料，所述聚烯烴絕緣料在20℃環(huán)境下，絕緣體積電阻率≥1×1015Ω.cm。
優(yōu)選的，填充采用高阻燃低煙無鹵高阻燃耐低溫-40℃和耐高溫105℃低煙的無鹵材料按照1%~5%的比例添加環(huán)保型發(fā)泡劑經(jīng)過高溫擠出的處理使其進(jìn)行發(fā)泡。
優(yōu)選的，環(huán)保型發(fā)泡劑在110~150℃范圍內(nèi)對彈性體和熱塑性樹脂進(jìn)行發(fā)泡；所述環(huán)保型發(fā)泡劑鹵素含量不超過20mg/g，電導(dǎo)率不超過10μs/mm。
優(yōu)選的，包帶使用薄型高阻燃低煙無鹵包帶，厚度為0.14±0.002 mm。
優(yōu)選的，編織層采用鍍錫銅絲或者鋁合金絲編織，編織密度達(dá)到88%以上。
優(yōu)選的，外護(hù)套為擠包熱固性低煙無鹵阻燃聚烯烴材料。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明中的電纜整個所使用的原材料均可滿足-40℃環(huán)境中的正常使用，最高使用溫度滿足105℃的運(yùn)行，解決了因艦船在運(yùn)行在不同環(huán)境中的要求，普通的電纜耐低溫環(huán)境要求為-20℃，如果艦船運(yùn)行在渤海以北區(qū)域以上，最低氣溫可達(dá)到-34℃，使用普通的艦船電纜完全不能滿足環(huán)境要求；根據(jù)我國海軍裝備的迅速發(fā)展，目前急需大量機(jī)動靈活、作戰(zhàn)能力強(qiáng)、安全可靠的海軍裝備，減小電纜的外徑和重量對于有效降低艦船的自身重量，減小艦船自身重量和增加負(fù)載，通過鍍錫導(dǎo)體特殊緊壓技術(shù)來減小導(dǎo)體的總體外徑，而不影響導(dǎo)體的直流電阻。
選用高性能低煙無鹵阻燃熱固性聚烯烴絕緣料，厚度進(jìn)行減薄設(shè)計，以降低電纜的總體外徑和線芯的重量，同時又保證了電纜的電氣性能；填充使用發(fā)泡型低煙無鹵阻燃聚烯烴填充條，常規(guī)普通電纜使用阻燃實心填充條，其存在重量重，而且較硬，采用發(fā)泡型低煙無鹵阻燃聚烯烴填充條很大降低了填充材料的重量，在其結(jié)構(gòu)上又使電纜彎曲性能提高；成纜包帶采用薄型高阻燃低煙無鹵包帶，此包帶耐火性能優(yōu)異，并且具有一定的絕緣性能，有效的保證了線芯的外徑和電氣性能；編織層采用鍍錫銅絲或者鋁合金絲，為防止電纜在電磁場的干擾區(qū)段內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流而影響電能的傳輸，導(dǎo)致供電不穩(wěn)或供電系統(tǒng)癱瘓，也能起到良好的機(jī)械保護(hù)作用，并且保證了電纜的良好彎曲性能；外護(hù)套采用耐低溫-40℃耐高溫105℃低煙無鹵阻燃熱固性聚烯烴材料作為外護(hù)套材料保證了電纜在高低溫環(huán)境中正常使用，并且具有耐油和耐磨性能。本專利中電纜所涉及的材料均為低煙無鹵阻燃，有效的保證了電纜的阻燃性能、低煙性能和環(huán)保性能。
附圖說明
圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
請參閱圖1，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種耐高低溫艦船用輕型低煙無鹵阻燃電纜,包括導(dǎo)體線芯A、填充4、包帶5、編織層6和外護(hù)套7，導(dǎo)體線芯A為三股，相互絞合，導(dǎo)體線芯A外部包覆有包帶5，包帶5外部表面設(shè)有編織層6，編織層6外部表面固定設(shè)置外護(hù)套7，導(dǎo)體線芯A與所述包帶5之間間隙內(nèi)設(shè)有填充4；
其中的導(dǎo)體線芯A包括緊壓鍍錫銅導(dǎo)體1、耐火層2及絕緣層3，所述緊壓鍍錫銅導(dǎo)體1外部表面包覆有耐火層2，耐火層2外部表面設(shè)置有絕緣層3，所述絕緣層3與所述包帶5內(nèi)側(cè)表面緊貼。本發(fā)明主要采用耐低溫-40℃，耐高溫105℃高性能低煙無鹵阻燃熱固性絕緣材料，厚度進(jìn)行減薄設(shè)計，相比普通艦船儀表控制電纜電纜厚度可減小60%左右，電纜外徑減小，降低了電纜的重量。環(huán)境溫度可滿足-40℃耐低溫環(huán)境和高溫105℃的環(huán)境應(yīng)用，電纜的耐溫等級提高同時大大提高了電纜的載流量，其載流量相比可提高15%，大大提高了艦船的負(fù)載能力。
緊壓鍍錫銅導(dǎo)體1：鍍錫軟導(dǎo)體通過鍍錫工藝生產(chǎn)，提高導(dǎo)體抗氧化，耐腐蝕性能。導(dǎo)體采用第2種絞合導(dǎo)體，導(dǎo)體進(jìn)行緊壓處理，減小了導(dǎo)體的外徑，同時導(dǎo)體符合GB/T 3956-2008第2種鍍錫銅導(dǎo)體的電阻。
耐火層2采用煅燒云母帶重疊繞包，保證電纜滿足830℃及以上耐火沖擊90min正常通電。
絕緣層3，采用高性能耐低溫-40℃耐高溫105℃低煙無鹵阻燃聚烯烴絕緣料，其20℃絕緣體積電阻率為1×1015Ω.cm以上，絕緣采用高能電子加速器產(chǎn)生的電子線射線，電離輻射作用到絕緣材料上，產(chǎn)生電離和激發(fā)，釋放出軌道電子，形成自由基，使絕緣材料的物理性能和化學(xué)組成發(fā)生變化并使其達(dá)到滿足耐高溫105℃、耐低溫-40℃、耐油和其優(yōu)異的電氣性能和物理機(jī)械性能。并且保證了電纜在電纜長期運(yùn)行使用溫度105℃時的熱壽命大于30年。
填充4使用高阻燃低煙無鹵高阻燃耐低溫-40℃和耐高溫105℃低煙無鹵材料按照一定比例添加發(fā)泡劑經(jīng)過高溫擠出特殊的處理使其進(jìn)行發(fā)泡，以降低填充材料的重量，增加填充材料的柔軟性，確保電纜的圓整，又能為整個電纜滿足阻燃低煙無鹵耐高溫105℃和耐低溫-40℃提供可靠保證。
包帶5使用薄型高阻燃低煙無鹵包帶，此包帶為復(fù)合型包帶，其具有一定的絕緣性能和高性能的耐火阻燃性能，厚度為0.14±0.002 mm，有效的阻止了電纜在火焰燃燒過程中蔓延至內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并且保證了電纜的外徑以及低煙無鹵性能。
編織層6：采用鍍錫銅絲或者鋁合金絲編織，編織密度達(dá)到88%以上，其單絲直徑可根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格要求達(dá)到相應(yīng)的屏蔽作用，采用不同的單絲直徑和根數(shù)。
采用編織屏蔽鎧裝方式，使鍍錫銅絲或鋁合金絲以一定的規(guī)律相互交織并覆蓋在電纜的纜芯上，而成為一層緊密的保護(hù)、屏蔽層。這種編織屏蔽鎧裝層對于電纜既能起到屏蔽方面防止電磁干擾、消除電纜表面的感應(yīng)電位，良好的接地保護(hù)，起到保護(hù)設(shè)施及人員安全的作用，也能起到良好的機(jī)械保護(hù)作用，在敷設(shè)的過程中能抗拖拽，并且保證了電纜的良好彎曲性能，從而保證了產(chǎn)品在反復(fù)彎曲或長期最小彎曲半徑使用條件下不斷裂。其采用鍍錫銅絲或者鋁合金絲根據(jù)適用場合選用不同的材料。如果電纜使用在電磁干擾低，電纜運(yùn)行的過程中感應(yīng)電位少，采用鋁合金絲相比鍍錫銅絲在重量上又具有優(yōu)勢。
外護(hù)套7為擠包熱固性低煙無鹵阻燃聚烯烴材料，電纜兼具低煙、無鹵、阻燃、耐油、耐磨、耐低溫、耐高溫、耐紫外線和老化等性能，將為艦船的的運(yùn)行提供安全保障。
本發(fā)明主要采用耐低溫-40℃，耐高溫105℃高性能低煙無鹵阻燃熱固性絕緣材料，厚度進(jìn)行減薄設(shè)計，相比普通艦船儀表控制電纜電纜厚度可減小60%左右，電纜外徑減小，降低了電纜的重量。環(huán)境溫度可滿足-40℃耐低溫環(huán)境和高溫105℃的環(huán)境應(yīng)用，電纜的耐溫等級提高同時大大提高了電纜的載流量，其載流量相比可提高15%，大大提高了艦船的負(fù)載能力。
填充材料使用發(fā)泡型低煙無鹵阻燃耐低溫和耐高溫聚烯烴，代替?zhèn)鹘y(tǒng)實心填充條或者填充繩，大大降低了電纜的填充重量，因其填充條經(jīng)過發(fā)泡處理，其填充條的柔軟性大大提高，其性能滿足阻燃、低煙、無鹵、耐低溫-40℃和耐高溫105℃有效保證了電纜的填充圓整、電纜的燃燒性能和艦船狹小空間安裝輻照的要求。
本發(fā)明去除傳統(tǒng)艦船電纜的內(nèi)襯層/內(nèi)護(hù)套的結(jié)構(gòu)，采用高阻燃低煙無鹵高阻燃耐低溫-40℃和耐高溫105℃低煙無鹵發(fā)泡填充材料和薄型高阻燃低煙無鹵包帶有效保證了電纜的填充圓整和電纜的燃燒性能，故取消了內(nèi)襯層/內(nèi)護(hù)套，減少了電纜外徑、降低電纜外護(hù)套以及編織層電纜成本，同時提高了生產(chǎn)效率，減少了電纜的生產(chǎn)工序，并且降低了電纜的彎曲半徑，達(dá)到電纜重量輕、外徑小、彎曲半徑小的特征。
其整個電纜每層結(jié)構(gòu)都進(jìn)行嚴(yán)格控制外徑和厚度，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，使電纜的總體外徑和重量進(jìn)行減小，相比傳統(tǒng)的艦船電纜其外徑減小約15%以上，重量減小約20%左右。可滿足-40℃~105℃的環(huán)境使用要求，其具有低煙無鹵阻燃性能。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。