一種新型耐火絕緣電纜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電纜的改進(jìn)，特別涉及一種新型高阻燃絕緣耐火電纜。
【背景技術(shù)】
[0002]六、七十年代，全球銅價(jià)高速攀升，由于政治因素，銅材作為戰(zhàn)略物資受到貿(mào)易管制，國內(nèi)大量采用鋁作為輸電電纜的主要導(dǎo)體材料，“以鋁代銅”成為電氣行業(yè)普遍遵循的技術(shù)政策。所以民用建筑的干線，支線都采用純鋁線纜。而純鋁導(dǎo)體的缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面:1、機(jī)械強(qiáng)度差，容易折斷，易蠕變；2、需要經(jīng)常緊固螺絲；3、容易過載發(fā)熱，存在安全隱患；4沒有很好的解決銅鋁過渡連接問題。這些問題不僅僅是國內(nèi)面臨的問題，世界電纜行業(yè)也面臨同樣的問題。
[0003]此外，傳統(tǒng)礦物絕緣電纜還存在以下不足之處:1、首先它的護(hù)套采用了銅護(hù)套，用銅量大增故生產(chǎn)成本增加。2、較大截面的電纜還是比較硬，柔軟性不夠，因此更大截面(大于400_2)尚無法生產(chǎn)，不能滿足系統(tǒng)大電流的要求。
[0004]根據(jù)英國地鐵公司規(guī)定的實(shí)驗(yàn)要求，在試驗(yàn)過程中，傳統(tǒng)礦物絕緣電纜的樣品通過燃燒和噴淋這兩個(gè)階段的實(shí)驗(yàn)，在沖擊點(diǎn)彎曲180°時(shí)，傳統(tǒng)礦物絕緣電纜的銅護(hù)套在彎曲點(diǎn)處沿焊縫開裂，開裂長度超過10cm，并可看到金云母帶已經(jīng)被燒成黑色粉末狀，隨后對(duì)彎曲點(diǎn)繼續(xù)做每隔30秒沖擊一次、持續(xù)15分鐘的沖擊實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)礦物絕緣電纜銅護(hù)套在彎曲點(diǎn)處的裂紋更大，開裂處的金云母已經(jīng)嚴(yán)重脫落，測絕緣顯示OMΩ。將沖擊后的樣品浸入水中后施加750V電壓。傳統(tǒng)礦物絕緣電纜樣品由于護(hù)套表面開裂且已經(jīng)短路無法通過該項(xiàng)測試。
[0005]從試驗(yàn)中的樣品觀察和最終的試驗(yàn)結(jié)果表明，傳統(tǒng)礦物絕緣電纜在持續(xù)高溫燃燒的條件下，起絕緣和耐火作用的金云母會(huì)呈粉末狀脫落，玻璃絲布會(huì)變硬變脆。由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所致，護(hù)套和絕緣層之間有相當(dāng)大的空隙，為脫落的云母粉末提供了空間，這樣在外力的沖擊作用下非常容易造成電氣短路。而這種電纜的絕緣層又不具備高阻燃耐火礦物絕緣電纜那樣的陶瓷化防火耐火復(fù)合帶絕緣層，所以它的防爆性能也欠佳，可燃?xì)怏w、汽油、蒸汽等都會(huì)通過電纜護(hù)套與絕緣層的空隙傳播到電纜連接的電器設(shè)備或者其他有防爆要求的區(qū)域，所以在一些重要的場所，如消防系統(tǒng)等，應(yīng)謹(jǐn)慎選擇。此外，傳統(tǒng)電纜使用過程中如果意外產(chǎn)生過電壓，由于護(hù)套選擇不當(dāng)，傳統(tǒng)礦物絕緣電纜一旦被擊穿就再也無法恢復(fù)其電氣性能，只能報(bào)廢。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實(shí)用新型旨在提供一種耐火性能高、過載保護(hù)能力強(qiáng)、工作溫度高、抗輻射能力強(qiáng)且屏蔽性能優(yōu)越的高阻燃耐火絕緣電纜。
[0007]為了解決上述問題，該種新型耐火絕緣電纜，包括:至少一根線芯導(dǎo)體、耐火層、絕緣層、隔氧層、包覆層和填充層；
[0008]每根線芯導(dǎo)體由至少兩根鋁合金線芯纏繞而成；該耐火層為雙面氟金云母帶；該絕緣層為陶瓷化耐火復(fù)合帶；隔氧層為陶瓷化耐火復(fù)合帶；包覆層為玻化纖維帶；填充層為?；w維；
[0009]每根線芯導(dǎo)體外依次纏繞有至少一層耐火層和絕緣層，各根線芯導(dǎo)體組成整體纜芯，該整體纜芯外依次纏繞有至少一層隔氧層和包覆層，各線芯導(dǎo)體之間以及整體纜芯與隔氧層之間設(shè)有填充層。
[0010]優(yōu)選地，所述包覆層外設(shè)有金屬鎧裝層，該金屬鎧裝層由鋁合金帶互鎖纏繞而成。
[0011]優(yōu)選地，所述鋁合金帶帶體一側(cè)設(shè)有凸緣，另一側(cè)設(shè)有凹槽，進(jìn)行纏繞時(shí)，凸緣卡入凹槽中形成互鎖結(jié)構(gòu)。
[0012]更優(yōu)選地，所述金屬鎧裝層外設(shè)有聚烯烴阻燃護(hù)套。
[0013]優(yōu)選地，所述線芯導(dǎo)體由型號(hào)為:A8030的鋁合金構(gòu)成；所述金屬鎧裝層由型號(hào)為:5052H24的鋁合金構(gòu)成。
[0014]優(yōu)選地，所述陶瓷化耐火復(fù)合帶是由陶瓷化耐火硅橡膠和玻璃纖維布?jí)貉訌?fù)合而成。
[0015]優(yōu)選地，每根線芯導(dǎo)體由I至61根鋁合金線芯纏繞而成；所述整體纜芯由I至5根線芯導(dǎo)體組成。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0017]1、耐火標(biāo)準(zhǔn)可通過BS6387三項(xiàng)考核:即950°C 3h火焰下不擊穿，650°C 30min后承受15min的水噴淋(直接浸水亦可)，950°C火焰下承受15min的敲擊振動(dòng)而不破壞，能實(shí)現(xiàn)阻燃IA級(jí)、耐火IA級(jí)，且低煙無鹵，從而在耐火性能上完全達(dá)到礦物絕緣電纜的考核標(biāo)準(zhǔn)。
[0018]2、敷設(shè)時(shí)可不必另行穿管，具有防水、防沖擊功能。
[0019]3、具有良好的防鼠、防蟻、防輻射功能，可保證電纜具有穩(wěn)定性、壽命長和耐久性。
[0020]4、工作溫度低、線損小、抗過載能力強(qiáng)，使用壽命長、安全性高，在有環(huán)保要求的項(xiàng)目中尤其適合應(yīng)用。
[0021]5、防爆一一電纜中高度壓實(shí)的絕緣材料及專門密封套安裝的電纜終端可以阻止蒸汽、氣體和火焰進(jìn)入與電纜連接的電氣設(shè)備，因而實(shí)用于有爆炸危險(xiǎn)的地方和各種防爆設(shè)備、器材的連線。
[0022]6、耐腐蝕一一高阻燃耐火礦物絕緣無鹵低煙聚烯烴護(hù)套電力電纜的金屬鎧裝層因添加了稀土成分具有高耐腐蝕性，對(duì)于大多數(shù)的裝置來說，它不需要采取附加的防護(hù)措施；即使在電纜的金屬護(hù)套易遭受化學(xué)品腐蝕或工業(yè)污染嚴(yán)重的地方，因?yàn)殡娎|最外層有無鹵低煙阻燃聚烯烴外護(hù)套的保護(hù)，它仍然安全。
[0023]7、機(jī)械性強(qiáng)度高一一高阻燃礦物絕緣無鹵低煙聚烯烴護(hù)套電力電纜堅(jiān)固耐用，其連續(xù)互鎖鎧裝結(jié)構(gòu)，具有抗沖擊、耐擠壓不變形，在電纜直徑變形三分之一的情況下仍可正常工作，即使經(jīng)受劇烈的機(jī)械破壞，也不會(huì)損害其電性能。
[0024]8、輕便柔軟性一一與銅芯電纜、傳統(tǒng)的礦物絕緣電纜相比，該產(chǎn)品具有重量輕的優(yōu)點(diǎn)，可減少施工人員成本，加快施工進(jìn)度，且具有防潮及柔軟易彎曲的特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0025]圖1為本實(shí)用新型的耐火絕緣電纜的截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本實(shí)用新型的耐火絕緣電纜的部分剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為本實(shí)用新型的耐火絕緣電纜的金屬鎧裝層的分解結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步地說明。
[0029]結(jié)合圖1和圖2，本實(shí)用新型的新型耐火絕緣電纜，該電纜包括:至少一根線芯導(dǎo)體1、每根線芯導(dǎo)體外包覆或纏繞有耐火層2和絕緣層3，整根纜芯外包覆或纏繞有隔氧層4和包覆層5，各線芯導(dǎo)體I之間以及整體纜芯與隔氧層4之間設(shè)有填充層6。每根線芯導(dǎo)體I由至少兩根鋁合金線芯纏繞而成，該種鋁合金線芯優(yōu)選型號(hào)為:A8030。
[0030]對(duì)比AA-8030鋁合金導(dǎo)體和銅導(dǎo)體，發(fā)現(xiàn)由于電阻率的不同，它們的IACS不同，AA-8030鋁合金是銅的61.8%，當(dāng)我們將鋁合金導(dǎo)體的截面積增大兩檔或者提高到銅導(dǎo)體截面積的150%時(shí)，其電氣性能一致?？估瓘?qiáng)度，鋁合金導(dǎo)體只有銅導(dǎo)體的一半(113.8:220MPa)，由于AA-8030鋁合金的密度只有銅導(dǎo)體的30.4%，因而即使鋁合金導(dǎo)體截面積提高到銅導(dǎo)體截面積的150%，鋁合金導(dǎo)體的重量也只有銅導(dǎo)體的45%，這使得鋁合金導(dǎo)體的抗拉強(qiáng)度相對(duì)于銅導(dǎo)體還有一定的優(yōu)勢。AA-8030鋁合金導(dǎo)體的屈服接近于銅導(dǎo)體，從而使得鋁合金導(dǎo)體的蠕變性能接近銅導(dǎo)體的蠕變性能。在斷裂伸長率上，鋁合金導(dǎo)體和銅導(dǎo)體基本相同。由于鋁合金導(dǎo)體和銅導(dǎo)體的膨脹系數(shù)不一樣，使得銅導(dǎo)體和鋁合金導(dǎo)體不宜直接連接。我們通過如下方式，保證連接的可靠性。
[0031]對(duì)比A-8030系列導(dǎo)體與純鋁A-1350導(dǎo)體，由于增加了銅/鐵/鎂元素，這些元素在合金中起到非常關(guān)鍵的作用:
[0032]銅:增加合金在高溫時(shí)候的電阻穩(wěn)定性；
[0033]鐵:抗蠕變性與壓緊性提高了 280%，避免了由于蠕變引起的松弛問題；
[0034]鎂:在同樣的界面壓力下，能夠提高接觸點(diǎn)而具有更高的抗拉強(qiáng)度。
[0035](I)機(jī)械強(qiáng)度，從表上可以看出，和AA-1350純鋁導(dǎo)體相比，AA-8030系列導(dǎo)體的抗拉強(qiáng)度約是純鋁的150%，屈服強(qiáng)度約為純鋁的200% ;
[0036](2)抗蠕變性能在通過500小時(shí)的蠕變?cè)囼?yàn)中，可以看到，和AA-1350純鋁導(dǎo)體相比，AA-8030系列合金的抗蠕變性能約是純鋁的280%，基本達(dá)到了和銅導(dǎo)體同樣的水平；
[0037](3)抗腐蝕性能，鋁材固有的防腐性能，緣自當(dāng)鋁表面與空氣接觸時(shí)，會(huì)立即形成一層厚度約為2?4 μ m的致密氧化膜，這層氧化膜非常致密，特別耐受各種形式的腐蝕，因而具有承受最惡劣環(huán)境的特性；經(jīng)北京有色金屬研宄總院等國家級(jí)檢測部門的檢測和工程實(shí)例數(shù)據(jù)分析表明，在氯離子、海水、海洋大氣、鹽霧環(huán)境(干濕交替)、飽和HzS、硫以及高溫、高壓環(huán)境條件下，稀土鋁合金的年腐蝕率為零或幾乎為零，加之合金導(dǎo)體內(nèi)部物質(zhì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，及熱縮型低煙無鹵聚烯烴絕緣材料的應(yīng)用，使鋁合金電纜的使用壽命比銅纜延長10年以上。
[0038]該耐火層2優(yōu)選為雙面氟金云母帶。該種合成云母帶是以氟金云母原料制造的。金云母的結(jié)構(gòu)式為:Kmg3(AISi3010) (OH) 2，氟金云母的結(jié)構(gòu)式為:Kmg3 (