二氧化硅气凝胶隔热耐火层防火电缆制造技术

本实用新型专利技术属于电力电缆技术领域的一种二氧化硅气凝胶隔热耐火层防火电缆，技术方案为：裹有绝缘层的导体芯的外围依次套设绝缘保护层、隔热耐火层和外护套；导体芯为退火铜；绝缘层为合成云母；绝缘保护层为玻璃纤维增强SiO

【技术实现步骤摘要】
二氧化硅气凝胶隔热耐火层防火电缆
本技术涉及电力电缆
，尤其涉及一种矿物绝缘防火电缆。
技术介绍
火灾发生时，如果电缆没有防火性能，很容易发生燃烧，在燃烧后不能继续传输电能。但在许多重要场合发生火灾时，人员的疏散、应急照明、消防报警设备、消防电梯、泵、风机等自动消防设施以及其它应急设备的启动，都需要有电能的供应才可以正常工作。为了是消防设备在火灾时正常工作，提高电气线路的安全水平，需要耐火、操作温度高、寿命长、耐腐蚀性高、燃烧时低压无卤无毒等要求的防火电缆。目前市面上较好的防火电缆以矿物绝缘电缆为主。部分矿物绝缘电缆的绝缘材料主要采用氧化镁或氢氧化铝，然而氧化镁粉材料易吸潮，且柔性差硬度高，安装施工较为困难，并且矿物绝缘电缆受制作工艺限制；也有部分矿物绝缘电缆的绝缘层采用合成云母带，外层护套采用皱纹铜护套，并增加低烟无卤环保护层材料起保护作用，虽然该电缆解决了氧化镁绝缘电缆质地坚硬，不易安装的问题，但这种防火电缆由于是铜护套轧纹纵包焊接而成，在实际运行中铜护套焊接处易开裂，容易造成电缆线路的短路；也有如隔氧层铜芯铝护套防火电缆在导体外采用一层挡火层、一层隔火层的双层结构，在火焰条件下，隔火层能够固化，起到隔火作用，其结构采用无卤低烟阻燃聚烯烃作为绝缘结构，在火焰或者高温情况下，还是会分解出有毒烟雾。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提供了一种SiO2气凝胶隔热耐火层防火电缆，SiO2气凝胶材料包裹导体和绝缘层，实现加强绝缘、隔热、档火，增强电缆的防火性能。技术方案为：一种SiO2气凝胶隔热耐火层防火电缆，裹有绝缘层的导体芯的外围依次套设绝缘保护层、隔热耐火层和外护套；导体芯为退火铜；绝缘层为合成云母；绝缘保护层为玻璃纤维增强SiO2气凝胶包带；隔热耐火层为柔性SiO2气凝胶；外护套为陶瓷化无卤低烟阻燃聚烯烃护套。基于上述技术特征：隔热耐火层的厚度大于或等于2.0mm。本技术为一种柔性矿物绝缘防火电缆，导体芯的外围依次套设绝缘层、绝缘保护层、隔热耐火层和外护套。绝缘层包裹导体芯，以形成柱状的缆芯，绝缘保护层呈环状，且固定导体芯和绝缘层。通过绝缘层包裹导体芯、以及绝缘保护层、隔热耐火层的设置，在发生火灾时,起到很好的阻燃、耐火、隔温、防水、抗震的作用，从而保护内部的导体芯正常供电。本技术的有益效果是：利用SiO2气凝胶新材料技术，提升防火电缆的防火性能。SiO2气凝胶材料具有熔点温度极高、无机、不燃、耐火、防水、隔热、绝缘的特性，由于其超低介电常数，绝缘能力比最好的玻璃纤维还要强39倍，此些优异的性能，配合多种制备方法所产生的气凝胶形态，非常适合用于防火电缆的隔热耐火层。附图说明图1为SiO2气凝胶隔热耐火层防火电缆的剖面结构图。图中的标号示意为：1-导体芯；2-绝缘层；3-绝缘保护层；4-隔热耐火层；5-外护套。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本技术，而并非对本技术的限制。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。如图1所示，导体芯1外裹有绝缘层2，多条裹有绝缘层2的导体芯1外围依次套设绝缘保护层3、隔热耐火层4和外护套5。导体芯1采用普通退火铜作为导体芯，合成云母带包裹在导体芯外圈，作为电缆的绝缘层。绝缘保护层3为玻璃纤维增强SiO2气凝胶包带缠绕在绝缘层2的外侧，以增强电缆的绝缘性能。由于SiO2气凝胶原本特性脆、力学性能较差，其弯曲强度只有0.018MPa，通过引入柔性链段和添加纳米纤维等制备玻璃纤维等，用玻璃纤维增强SiO2复合气凝胶的方法制备，将二氧化硅硅气凝胶与纤维复合可改善硅气凝胶的力学性能。在绝缘保护层3的外侧套设隔热耐火层4，利用柔性SiO2气凝胶做隔热耐火层，柔性SiO2气凝胶是以甲基三乙氧基硅烷为前驱体，通过溶胶凝胶法和超临界干燥制备块状柔性SiO2气凝胶。这样制备的柔性SiO2气凝胶可以克服普通的SiO2气凝胶较脆的问题，也能保证气凝胶的厚度。取其厚度大于或等于2.0mm，由于气凝胶材料为耐火，低导热，在遇到火或者高温的情况下能起到保护导体和绝缘层的作用，有焰、无焰情况下，均不熔融，不滴落，不脱落，不会造成二次火灾。有实验证明以SiO2为主的陶瓷状态的铠体外壳其介电强度≥40KV/m，烧结的过程中能形成蜂窝状细微孔，挡火、隔温、抗震效果高于铝合金护套。而SiO2气凝胶结构的挡火、隔温能力也不亚于SiO2陶瓷铠体。隔热耐火层4外侧的外护套5采用无卤低烟阻燃聚烯烃作为材料，在火焰或者高温情况下，无卤低烟阻燃聚烯烃能转化为SiO2陶瓷铠体，烧蚀后的铠体弯曲断裂强度可达5-6MPa左右，最高可耐温度2700℃，进而在高温下起到很好的阻燃、耐火、防火、隔火、隔水及抗震的作用，保障在发生火灾时，电缆线路能保持长时间畅通。本技术提供一种柔性矿物绝缘防火电缆技术，SiO2气凝胶材料具有高比表面积(500~1200m2/g)、高孔隙率(80%~99.8%)、低密度(0.003~0.5g/cm3)、低导热率(0.005~0.1)W/(m·K)、超低介电常数(k=1.0~2.0)、低折射率(~1.05)等优异的性能，能在防火电缆领域有非常好的发挥。本技术的工作原理为：多条外围裹有绝缘层2的导体芯1的外围依次套设绝缘层2、绝缘保护层3、隔热耐火层4和外护套5。绝缘层2包裹导体芯1，以形成柱状的缆芯，绝缘保护层3呈环状，且固定导体芯1和绝缘层2。通过绝缘层2包裹导体芯1、以及绝缘保护层3、隔热耐火层4的设置，在发生火灾时,起到很好的阻燃、耐火、隔温、防水、抗震的作用，从而保护内部的导体芯正常供电。以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氧化硅气凝胶隔热耐火层防火电缆，其特征在于：裹有绝缘层(2)的导体芯（1）的外围依次套设绝缘保护层（3）、隔热耐火层（4）和外护套（5）；所述导体芯（1）为退火铜；所述绝缘层(2)为合成云母；所述绝缘保护层（3）为玻璃纤维增强SiO

【技术特征摘要】
1.一种二氧化硅气凝胶隔热耐火层防火电缆，其特征在于：裹有绝缘层(2)的导体芯（1）的外围依次套设绝缘保护层（3）、隔热耐火层（4）和外护套（5）；所述导体芯（1）为退火铜；所述绝缘层(2)为合成云母；所述绝缘保护层（3）为玻璃纤维增强Si...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴源昊，王宇，
申请(专利权)人：华东建筑设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31