能夠防止火傳播的電力和/或通信電纜的製作方法

2023-06-08 05:39:06 1

專利名稱：能夠防止火傳播的電力和/或通信電纜的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種鋁製電纜，其能夠承受極端的溫度條件，並且更特別地，能夠防止火傳播。本發明發現了特別有利的但不是唯一的在電力和/或通信電纜領域中的應用，當電纜經受高溫和/或直接面臨火焰時，它們旨在保持運行既定的一段時間。
背景技術：
現如今，在電纜工業中的主要問題之一是改進電纜在極端溫度條件下的行為和性能，特別是火災時所面臨的那些情況。具體而言，本質上為了安全的原因，有必要最大限度地提高電纜的能力，一方面是阻止火焰傳播，另一方面是承受大火。顯著地阻止火焰前進提供適當比例數量的額外時間來疏散經營場所和/或使用適當的滅火裝置。更好的耐火性使得電纜能夠工作的時間更長，因為其降解不那麼快。無論它是電的還是光的，旨在用於電力傳送還是數據傳輸，電纜示意性地由至少一個導電元件組成，導電元件在至少一個絕緣元件裡延伸。應該注意的是，絕緣元件中的至少一個也可用作保護裝置，和/或電纜也可以包括至少一個特定的保護元件，形成護套。特別地，靠近易燃材料安裝的帶有鋁導電元件的電纜必須能夠承受住範圍可從750°C至900°C的火溫，以便不傳播火。然而，這些火溫高於約為658°C的鋁的熔點。目前，眾所周知，除了在電纜中使用的最好的絕緣和/或保護材料之外，它們中的許多不幸也是極其易燃的材料。特別是對於聚烯烴及其共聚物的情況，例如聚乙烯、聚丙烯、乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物、以及乙烯和丙烯的聚合物。無論哪種情況，實際上，這種過度的易燃性證明與之前提到的耐火必要性是完全不相容的。在電纜領域，存在很多方法用於改進用作絕緣和/或防護材料的聚合物的防火性。迄今使用的最普遍的解決方案在於使用滷代化合物，其以分散在聚合物基質中的滷代副產物的形式，或者直接以滷代聚合物的形式，例如在聚氯乙烯(PVC)的情況下。然而，當前的規定是現在傾向於禁止使用這種類型的物質，基本上是由於它們潛在的毒性和腐蝕性，無論是在製造材料時，還是在其燃燒分解時。這是更真實的，因為正在討論的的分解不但可在火災中意外出現，而且也可在焚燒時有意出現。在任何情況下，滷代材料的循環使用仍然存在著特別的問題。這就是為什麼日益增加的求助指向非滷化阻燃填料，以及特別是金屬氫氧化物，比如氫氧化鋁或氫氧化鎂。然而，這種類型的技術方案具有的缺點是需要大量的填充料從而達到滿意水平的功效，無論是在阻止火焰傳播的能力方面，還是在耐火性方面。舉個例子，按重量計算，相對於樹脂總量，金屬氫氧化物的含量通常可達到150%至200%。目前，填料的任何大規模摻入都會在材料的粘性上引起相當大的增加，並且，因此，擠出速率明顯減小，從而導致生產力大大降低。添加過量的阻燃添加劑還會引起電纜的機械及電氣特性的顯著惡化。
在其現有技術中，文件GB2035666描述了一種能夠在高溫下工作的電纜，該電纜包括至少一個鋁或銅導體，縱向或螺旋狀地包覆有基於玻璃纖維的礦物絕緣層。研究表明這種材料是很難處理的，並且因此製造過程變得冗長且麻煩。而且，在所述文件中，研究表明該層玻璃纖維在約400-500°C的溫度時顯示了其行為的不穩定性，以及在約700-800°C時，該玻璃纖維具有粘性相，這使得其不太絕緣。因此，本發明的目的是通過建議一種耐火電力和/或通信電纜來克服現有技術中的缺點，通過特別是提供充分改進的機械特性，所述電纜還可防止現有技術中的問題，而同時在火災期間具有運行功能。

發明內容
本發明的一個主題是一種電力和/或通信電纜，其包括:-至少一個細長的導電元件，以及-同軸地圍繞著所述導電元件的第一熱保護層，其特徵在於，熱保護第一層包括玻璃纖維，每單位體積的質量至少是0.5g/cm3。已經證明，這樣的一層玻璃纖維可通過所述電纜限制火傳播至周圍的物體(窗簾等)，從而使所述電纜具有耐火性，而同時確保運行功能。具體地，所述熱保護第一層防止導電元件熔化，特別是當該元件由鋁製成時。因此，由該層玻璃纖維形成的熱屏障防止所述導電元件的熔化，並且，因此，也防止周圍的材料被點燃，這可能是由熔化鋁的滴落引起的，而同時使得電纜能夠運行，儘管發生了大火。所述玻璃纖維第一層因此提供的耐火性比在文件GB2035666中描述的玻璃纖維
層更好。在一優選的實施例中，所述第一層可以包括至少一玻璃纖維帶。所述帶特別成螺旋狀地圍繞著該導電元件。所述玻璃纖維帶可包覆著該導電元件，具有的重疊度約為15% -20%。本發明的第一層可具有的每單位體積的質量至少是0.8g/cm3,並且優選地至少是lg/cm3。所述第一層可具有的每單位體積的質量不多於2g/cm3，並且優選地不多於1.5g/
3
cm ο特別優選地，所述第一層可具有的每單位體積的質量範圍為從1.0g/cm3至1.5g/
3
cm ο本發明的第一層可最好用作熱屏障，特別是火焰屏障。對於至少800°C的溫度且優選地至少1000°C的溫度來說，可保持所述導電元件的完整性。因此，這防止火災時導電元件熔化。有利地，本發明的第一層可具有的導熱係數至多為0.25W/m°C (瓦特每米攝氏度)。優選地,所述第一層的厚度範圍為從0.1Omm至0.40mm。例如,如果該第一層僅包括一玻璃纖維帶，那麼厚度將約為0.1Omm,以及如果其包括兩個，那麼厚度將約為0.40mm。優選地，所述第一層(由玻璃纖維製成)具有的每單位面積的質量範圍可從120g/cm3 至 160g/cm3。本發明的導電元件可以是從鋁(Al)或鋁合金中選擇的材料。鋁合金可以從銅鋁、鎳鋁和銅鎳鋁、或者其中的結合中選擇。
所述導電元件例如可以是單股型或多股型。有利地，本發明的電纜可以包括圍繞著所述第一層的第二層。該第二層可以由根據本領域技術人員公知的技術的擠出或繞包形成，從而第二層僅由一個或若干個子層組成，優選地比如為兩個。優選地，所述第二層是電絕緣的，並且可以由從合成橡膠，例如矽橡膠，以及聚烯烴，例如乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)類型中的乙烯共聚物，或者其中的結合中選擇的材料製成。有利地，所述第二層的厚度範圍從0.5mm至3.0mm。當本發明的電纜包括所述第二層時，第一層可以直接與導電元件物理接觸，並且所述第二層可以直接與第一層物理接觸。所述電纜還可包括圍繞著第二層的保護套。在一個特別優選的實施例中，所述電力和/或通信電纜是絕緣電導體，其中細長的導電元件是中心元件。本發明的主題還是上面描述的用於限制火傳播的電纜的使用。


為了更好地理解本發明，本說明書將參考附圖，給出的附圖純粹是為了示意性的目的，並不帶有任何隱含的限制。在這幅圖中:-圖1示出了根據本發明優選實施例的電力和/或通信電纜局部剖開的透視圖。
具體實施例方式實施例:示例1:根據本發明的電纜組成的示例(圖1)為清楚起見，圖1中僅示意性地示出了對理解本發明是有必要的元件，並且不是按比例繪製的。圖1中所示的電力電纜I是絕緣電導體，其包括特別是由鋁製成的多股型中心導電元件2,以及依次且同軸地環繞著該元件的第一層3,該第一層3由Stevtiss或Tisstech公司出售的玻璃纖維條(帶)形成，或由Scapa公司出售的參考SFR10/103的玻璃纖維帶形成。該玻璃纖維帶包覆著所述導電元件，具有約15% -20%的重疊度，從而確保該導電元件的所有表面受到保護而免受火焰的影響。第二層4置於該玻璃纖維帶之上，第二層4由基於矽橡膠的兩子層擠制材料組成:一層參考EIlll的由聚矽氧烷聚合物製成的白色材料和一層參考EM107的由用於軋制材料的歐洲標準EN50382-1中的乙烯共聚物製成的黑色材料。該第二層4是可選層。在該示例中，所述帶(B卩，第一層3)的厚度是0.12mm，並且其每單位體積的質量是
1.16g/cm3。所述第二層4的厚度約為2.7mm。示例2:用於準備根據本發明的電纜的過程所述多股鋁電導體2被如在例I中提到的第一層玻璃纖維帶圍繞著。然後通過上述兩層矽橡膠及聚烯烴的擠出而將該玻璃纖維帶包覆起來。
對於本領域的技術人員來說，繞包和擠出技術是公知的，並且將不在本專利申請中進一步詳細解釋。實駘測試對如在示例I中描述的電纜進行耐火測試。將發射850°C火焰的噴燈置於靠近根據本發明的電纜I小時，從而火焰接觸到所述電纜的一部分。還將一張紙置於靠近該電纜，約相距30cm，同時保持遠離噴燈火焰。一小時後發現，由矽橡膠和聚烯烴製成的第二層著火了，並且在與火焰接觸的區域被完全燒焦了，但是所述多股鋁導體由於玻璃纖維帶的作用而保持完好。而且，該帶也保持完好。此外，距離電纜30cm放置的這張紙沒有著火，因此顯示了根據本發明的電纜不傳播火。儘管已對本發明結合特定的實施例進行了描述，但是很顯然，其絕不限於此，並且其包括所描述方法的所有等同技術以及與之的結合，前提是如果它們落入本發明的範圍的話。
權利要求
1.電力和/或通信電纜(I)，其包括: -至少一個細長的導電元件(2)，以及 -同軸地圍繞著所述導電元件(2)的熱保護第一層(3)， 其特徵在於，所述熱保護第一層(3)包括玻璃纖維，具有的每單位體積的質量至少是0.5g/cm3。
2.根據權利要求1所述的電纜(I)，其特徵在於，所述第一層包括至少一玻璃纖維帶。
3.根據權利要求1或2所述的電纜(I)，其特徵在於，所述第一層具有的每單位體積的質量至少是0.8g/cm3,並且優選地至少是lg/cm3。
4.根據前述權利要求中任一項所述的電纜(1)，其特徵在於，所述第一層具有的每單位體積的質量不多於2g/cm3，並且優選地不多於1.5g/cm3。
5.根據前述權利要求中任一項所述的電纜(I)，其特徵在於，所述第一層(3)具有的每單位面積的質量約為120g/m2至160g/m2。
6.根據前述權利要求中任一項所述的電纜(I)，其特徵在於，所述第一層(3)的厚度約為 0.10mm 至 0.40mm。
7.根據前述權利要求中任一項所述的電纜(I)，其中所述導電元件(2)由從鋁(Al)和招合金中選擇的材料製成。
8.根據前述權利要求中任一項所述的電纜(I)，其特徵在於，其包括圍繞著所述第一層的第二層。
9.根據權利要求8所述的電纜(I)，其特徵在於，所述第二層由從合成橡膠和聚烯烴或它們的結合中選擇的材料製成。
10.根據前述權利要求中任一項所述的電纜(I)，其特徵在於，所述第一層(3)直接與所述導電元件(2)物理接觸。
11.根據前述權利要求中任一項所述的電纜(1)，其特徵在於，它是絕緣電導體，其中所述導電元件(2)是中心元件。
全文摘要
本發明涉及一種電力和/或通信電纜(1)，其包括至少一個細長的導電元件(2)，以及同軸地圍繞著所述導電元件(2)的熱保護第一層(3)，其特徵在於，所述熱保護第一層(3)包括玻璃纖維，具有的每單位體積的質量至少是0.5g/cm3。
文檔編號H01B9/00GK103198891SQ20131008177
公開日2013年7月10日 申請日期2013年1月4日 優先權日2012年1月5日
發明者R·卡裡爾, C·巴裡奧茨, A·克萊坦特, T·瑟克斯, R·洛裡奧爾, C·肯西齊爾 申請人:尼克桑斯公司