一种低烟无卤耐火隔热复合电力电缆的制作工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种低烟无卤耐火隔热复合电力电缆及其制备工艺，该电缆由外包层和内芯构成，内芯由电缆线芯和光缆单元绞合而成；光缆单元由一加强件和设在加强件四周的松套管组绞合成缆；电缆线芯由导体和挤包在导体外侧的绝缘屏蔽复合层构成；外包层由隔热层、耐火层、隔氧层、抗冲击层和外护套层依次包裹而成。本发明专利技术同时具备信息通讯和电力传输功能。光单元采用非金属结构直接复合在电力电缆成缆线芯的边侧，产品外径与普通低压电力电缆外径相同，在不增加电缆敷设成本的情况下，可同步实现电力光纤到户的上端连接和电力线路监测、预警等功能，提高故障反应速度，降低线路的维护成本，同时具有良好的耐火和隔热功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电缆制造
，具体涉及一种低烟无卤耐火隔热复合电力电缆的制作工艺。
技术介绍
目前，随着我国社会经济的高速发展， 地铁、隧道、发电厂、核电站等重要工程设施及大型超市、会展中心等人员密集的地方越来越多，由于负载对电力的要求而采用中压供电系统，对6～35kV 电缆火灾情况下的安全性能提出了要求，要求电缆在火焰情况下仍能维持一段时间正常供电，以便于逃生和救援，所以急需一种耐火光纤复合中压电缆。随着社会的现代化进程的快速发展，城市建设化建设也越来越拥挤，所以建筑只能往空中发展。在中国计划建设中的高楼（不含港澳台，不含正在规划中的项目）就有 10 个项目 ：上海中心大厦 (Shanghai Center Tower) 632 米，121 层 ；天津中国 117 大厦 597 米， 117 层 ；深圳京基金融中心广场 439 米，97 层 ；沈阳恒隆市府广场 384.2 米，76 层 ；大连裕景 中心(Dalian Eton Center) 383米，80层 ；广州广晟国际大厦360米，59层 ；武汉葛洲坝国 际广场 350 米，69 层 ；南京德基广场二期 339 米，70 层 ；天津嘉里中心 333 米，72 层 ；重庆 浪高联合国际大厦 330 米，72 层。按照楼层经济性能来设计，作为电力的输配电设备安装楼 层设置在顶层最为经济。这就需要用一根中压电缆垂直附设在高楼里，将中压电力从楼外 送至楼顶，然后降压到所需要的电压供楼使用。为了充分使用空间，一般给电缆垂直敷设的 电缆井空间也是有限的，从经济角度出发是越小越好，所以吊装电缆的敷设一般为高楼顶 层受力，电缆其余部分均受力于顶点的拉力而悬挂在高楼里，中间不受力，所以这个电缆结 构就与常规电缆有很大的差异。高层建筑一般在 300 米以上，所以人员上下基本靠电梯，所以在高层建筑中，即使 发生火灾，也要从电梯中下楼逃生。另外所有安防设施也需要电力驱动。所以作为给大楼 输电的总通道——中压吊装电缆必须具备在火灾进行时能够保持继续通电的性能，也就是 具备耐火特性。同时还得有低烟无卤阻燃特性，确保发生火灾时给大楼人员争取更为安全 的逃生环境。现有技术虽然也有一些关于高层吊装电缆的和中压耐火电缆的专利文献，但其电 缆结构是分别考虑了高层吊装和耐火性能，没有综合考虑两项性能共同具备，另外针对耐 火中压电缆的结构，仅仅考虑了电缆在火灾发生时，采用隔温材料将火灾产生的热量阻挡 在外边的结构，但这样的结构在电缆正常运行过程中也阻碍了电缆导体由于电流通过而产 生的热量往外散发，最终影响电缆的载流能力或则电缆的使用寿命。其中，关于高层建筑用吊装电缆的公开技术主要以中国专利 CN200510094704.0 公开的《高层建筑用吊装电缆》为主的设计路线。此专利技术是对高层建筑用三芯高压吊装电缆 的改进，其特征在于绝缘缆芯采用单芯绝缘电缆，单芯绝缘电缆间用三根由承载钢芯外包 绝缘截面呈弧面扇形填充，两者绞合成缆，外周由高强度扎带捆绑扎紧。此专利技术采用弧面扇 形承载体与相邻缆芯接触面积大，极大地增加了两者间摩擦力，辅之绞合成缆、捆绑扎紧更 是增大了两者间摩擦力及整体性，大大提了电缆整体抗拉强度，因而可以承受极大的整体 抗拉强度，使之可以适应 150 米或更高层建筑垂吊敷设。同时有利于提高电缆载流量，流量 可提高 10-30% 左右，电缆重量可减轻 20~30%，大大降低了电缆成本。弧面扇形承载体对电 缆侧压力小，电缆安全、可靠性好，三辨承载独立结构，降低了工艺生产难度。从产品结构来看，此电缆具备高层吊装功能，不具备耐火特性。所以此电缆在高层建筑发生火灾情况下， 不具备继续供能力。那么在发生火灾之后，高层建筑的所有用电设备只能靠平时储存的电 力来维持，然而储存的电量有限，也就是说技术在高层建筑内设计的大量的安防设施，由于 电力供应不足而无法发挥自设计作用。而关于中压耐火电缆公开技术主要以中国专利 CN200710190369.3 公开的《中压 耐火电缆》为主的设计路线。此专利技术涉及一种中压输电耐火电缆，其特征是中压缆芯外 耐火层为，内侧耐火无机纤维隔热层，和外侧正常使用为柔软型热固性弹性体、遇着火则 转变为挡火隔热层的复合耐火隔热层，所说热固性弹性体，由 30-50wt% 的硅基弹性材料、 40-60wt% 无机填充料、5-15wt% 中低温熔块、4-10wt% 硫化剂，混合挤压成型、硫化而成。该 复合耐火隔热层，在未遇到火焰情况下，是较柔软护层材料，可以确保正常时耐火结构的 良好弯曲性能，在遇火或高温时则迅速转变为壳管状耐火隔热结构，在救火环境中仍能维 持一定时间不被损坏，有效阻挡火焰或高温对内层绝缘的损坏，当外层 850℃火焰温度， 内侧绝缘表面温度低于 180℃。这样的专利还有 ZL200720042350.X、ZL201120193504.1、 ZL201120096435.2 等等，其基本思路都为在中压电缆金属屏蔽外增设隔温挡火层，此层材 料大多为磁化硅胶，在未经燃烧时为弹性体性质的材料，燃烧后为磁化的挡火层作用。这样 的结构具有一定的耐火性能，但磁化硅橡胶在磁化后要起到足够的耐火作用，需要足够的 厚度，然而隔温层能阻隔外围火焰温度向电缆内部传递，同样也阻隔了电缆由于电力传输 而产生的热量向外围传递，也就是说此电缆采用这样的结构影响电缆的散热功能，最终导 致电缆的载流能力的下降。另外此电缆结构到隔温挡火层并没有结束，外面还有绕包的挡 火材料和阻燃的外护层材料，这些都将给电缆的散热性能造成影响而造成电缆载流能力的 进一步下降。所以这样的结构不节能，需要更进一步优化。中压耐火电缆公开技术另一种比较新的思路为中国专利 ZL201220559823.4 公开 的《自锁式铠装中压耐火电缆》。此技术涉及自锁式铠装中压耐火电缆，包括 ：缆芯以及 依次包裹在所述缆芯外侧的耐火隔热层、内护层、铠装层、隔氧层及外护套。缆芯包括多个 金属屏蔽绝缘线芯，所述金属屏蔽绝缘线芯的数量为 3 个，所述金属屏蔽绝缘线芯呈“品” 字形排列，所述金属屏蔽绝缘线芯之间设有填充物。铠装层为铜或铜合金自锁式铠装。隔 氧层的材质为无卤低烟高阻燃聚烯烃电缆料。从结构上来看，此电缆从成缆线芯往外有 5 层护层，其目的为隔温挡火作用，发挥的是该层高的阻燃特性和高的热阻特性，能将火焰和 火焰带来的高温阻挡在电缆绝缘线芯之外，但这样厚实的结构同样影响电缆的散热特性， 最终导致电缆的载流能力的下降。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种同时具备信息通讯和电力传输功能。光单元采用非金属结构直接复合在电力电缆成缆线芯的边侧，产品外径与普通低压电力电缆外径相同，在不增加电缆敷设成本的情况下，可同步实现电力光纤到户的上端连接和电力线路监测、预警等功能，提高故障反应速度，降低线路的维护成本，同时具有良好的耐火和隔热功能的低烟无卤耐火隔热复合电力电缆的制作工艺。技术方案：本专利技术所述的一种低烟无卤耐火隔热复合电力电缆，所述电缆由外包层和内芯构成，内芯由电缆线芯和光缆单元绞合而成，内芯采用三根电缆线芯，三根电缆线芯排列成三角形，并在三角形的一侧边设置光缆单元；所述的光缆单元由一加强件和设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低烟无卤耐火隔热复合电力电缆，其特征在于：所述电缆由外包层和内芯构成，内芯由电缆线芯和光缆单元绞合而成，内芯采用三根电缆线芯，三根电缆线芯排列成三角形，并在三角形的一侧边设置光缆单元；所述的光缆单元由一加强件和设在加强件四周的松套管组绞合成缆，所述的光缆单元设有4‑6个松套管组成的松套管组，松套管组的中心处设有树脂纤维增强塑料FRP 制成的加强件，所述的松套管组的外部挤制保护套，每个松套管内均设有光纤线芯，保护套由阻水带和耐电痕护套构成，所述的保护套与松套管之间，松套管与加强件之间填充有阻水纱；所述的松套管外径为2.0‑2.5mm，壁厚大于等于0.35mm，每个松套管内设有2 ～12 芯光纤；所述的电缆线芯由导体和挤包在导体外侧的绝缘屏蔽复合层构成，所述绝缘屏蔽复合层由导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层依次包裹而成，绝缘屏蔽复合层外侧包裹有金属屏蔽层；导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层的厚度之比为1:5:1 ；所述的金属屏蔽层采用铜带重叠绕包而成；所述的外包层由隔热层、耐火层、隔氧层、抗冲击层和外护套层依次包裹而成；所述的隔热层与内芯之间，内芯的电缆线芯与光缆单元之间填充有无碱玻璃绳，所述的无碱玻璃绳表面涂覆有纳米氢氧化铝，所述的隔热层由如下重量份的材料制备而成：EVA：20~35份、LLDPE 塑料：10~25份、AL(OH)3：45~55份、Mg(OH)2：25~40份、高分子助剂2‑5份，胶粘剂5‑10份；耐火层采用陶瓷化聚烯烃料挤包在隔热层上制成，耐火层的厚度为2‑4mm；隔氧层采用低烟无卤隔氧材料，挤包在耐火层上，厚度为1.2～2.2mm。...

【技术特征摘要】
1.一种低烟无卤耐火隔热复合电力电缆，其特征在于：所述电缆由外包层和内芯构成，内芯由电缆线芯和光缆单元绞合而成，内芯采用三根电缆线芯，三根电缆线芯排列成三角形，并在三角形的一侧边设置光缆单元；所述的光缆单元由一加强件和设在加强件四周的松套管组绞合成缆，所述的光缆单元设有4-6个松套管组成的松套管组，松套管组的中心处设有树脂纤维增强塑料FRP 制成的加强件，所述的松套管组的外部挤制保护套，每个松套管内均设有光纤线芯，保护套由阻水带和耐电痕护套构成，所述的保护套与松套管之间，松套管与加强件之间填充有阻水纱；所述的松套管外径为2.0-2.5mm，壁厚大于等于0.35mm，每个松套管内设有2 ～12 芯光纤；所述的电缆线芯由导体和挤包在导体外侧的绝缘屏蔽复合层构成，所述绝缘屏蔽复合层由导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层依次包裹而成，绝缘屏蔽复合层外侧包裹有金属屏蔽层；导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层的厚度之比为1:5:1 ；所述的金属屏蔽层采用铜带重叠绕包而成；所述的外包层由隔热层、耐火层、隔氧层、抗冲击层和外护套层依次包裹而成；所述的隔热层与内芯之间，内芯的电缆线芯与光缆单元之间填充有无碱玻璃绳，所述的无碱玻璃绳表面涂覆有纳米氢氧化铝，所述的隔热层由如下重量份的材料制备而成：EVA：20~35份、LLDPE 塑料：10~25份、AL(OH)3：45~55份、Mg(OH)2：25~40份、高分子助剂2-5份，胶粘剂5-10份；耐火层采用陶瓷化聚烯烃料挤包在隔热层上制成，耐火层的厚度为2-4mm；隔氧层采用低烟无卤隔氧材料，挤包在耐火层上，厚度为1.2～2.2mm。2.根据权利要求1 所述的一种低烟无卤耐火隔热复合电力电缆，其特征在于：所述抗冲击层采用三层钢编织带间隙搭盖方式绕包在隔氧层上制成，钢编织带采用不锈钢钢编织带或者镀锌钢编织带。3.根据权利要求1 所述的一种低烟无卤耐火隔热复合电力电缆，其特征在于：所述外护套阻燃聚乙烯货低烟无卤护套料制成，厚度为1.8-2.5mm ；绝缘层采用低烟无卤交联聚乙烯绝缘料挤包而成。4.根据权利要求1 所述的一种低烟无卤耐火隔热复合电力电缆，其特征在于：所述高分子助剂采用聚乙烯吡咯烷酮、羟丙基氧化淀粉琥珀酸酯钠、椰油酰单乙醇胺及亚甲基二萘磺酸钠一种或多种的组合。5.根据权利要求1 所述的一种低烟无卤耐火隔热复合电力电缆，其特征在于：所述胶粘剂采用硅溶胶。6.一种低烟无卤耐火隔热复合电力电缆的制作工艺，其特征在于：所述的制作工艺包括如下步骤：a、制作电缆线芯，将圆形铜导...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵斌斌，
申请(专利权)人：芜湖诚通自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34