35kV及以下新型環保型中壓防火電纜及其生產方法

2023-07-24 04:06:26 4

35kV及以下新型環保型中壓防火電纜及其生產方法
【專利摘要】本發明提供一種35kV及以下新型環保型中壓防火電纜及其生產方法，該電纜在電力系統一旦發生火災情況下，仍能保持電纜順暢輸送電力，滿足應急照明、防火報警裝置、自動消防及應急設備等的正常供電。該電纜的生產方法工藝先進，提高和改善了中壓電纜的阻燃性能和防火性能，以適應中壓配電系統等電力輸電系統的應急輸電工作需要。該電纜包括三組動力線芯、填充層及外圍的防護層，所述動力線芯由內向外依次包括：導體、導體屏蔽層、交聯聚乙烯絕緣層、絕緣屏蔽層、金屬屏蔽層；防護層由內向外依次為防火層、阻燃包帶層、鎧裝鋼帶層、隔氧層和外護套；所述防火層為環保陶瓷化矽橡膠材料層。
【專利說明】35kV及以下新型環保型中壓防火電纜及其生產方法
[0001]【技術領域】:
本發明涉及一種防火電纜及其生產方法，具體為一種35kV及以下新型環保型中壓防火電纜的生產方法，屬於電纜製備【技術領域】。
[0002]【背景技術】:
隨著我國社會經濟建設步伐的日益加快，高層建築、發電廠、核電站、交通隧道等重要場所的越來越需要火災發生現場，通訊和電力線路必須保持一定時間內通暢運行，為人員疏散和財產物資的搶救爭取寶貴時間。
[0003]目前，國內常見防火電纜以低壓的居多，主要用於高層建築等低壓配電場所。但隨著社會經濟發展需要，中壓配電系統，對電纜在火災條件下的安全性也提出了更高的要求。現在市面上只有低壓情況下使用的防火電纜，尚無中壓防火電纜，所以有必要研製開發。
[0004]
【發明內容】
:
本發明針對現有技術狀況提供一種35kV及以下新型環保型中壓防火電纜，該電纜在電力系統一旦發生火災情況下，仍能保持電纜順暢輸送電力，滿足應急照明、防火報警裝置、自動消防及應急設備等的正常供電。
[0005]本發明的另一目的是提供上述新型環保型中壓防火電纜的生產方法，該方法工藝先進，提高和改善了中壓電纜的阻燃性能和防火性能，以適應中壓配電系統等電力輸電系統的應急輸電工作需要。
[0006]本發明的目的是通過以下措施實現的:
一種35kV及以下新型環保型中壓防火電纜，包括三組動力線芯、填充層及外圍的防護層，所述動力線芯由內向外依次包括:導體、導體屏蔽、交聯聚乙烯絕緣層、絕緣屏蔽層、金屬屏蔽層；防護層由內向外依次為防火層、阻燃包帶層、鎧裝鋼帶層、無滷隔氧層、和聚烯烴無滷阻燃外護套；其特徵是:所述防火層為環保陶瓷化矽橡膠材料層。
[0007]所述金屬屏蔽層為銅絲和銅帶複合屏蔽。
[0008]本發明防火電纜的生產方法，該方法包括以下步驟:
一種35kV及以下新型環保型中壓防火電纜，包括三組動力線芯、填充層及外圍的防護層，所述動力線芯由內向外依次包括:導體、導體屏蔽層、交聯聚乙烯絕緣層、絕緣屏蔽層、金屬屏蔽層；防護層由內向外依次為防火層、阻燃包帶層、鎧裝鋼帶層、隔氧層和外護套；其特徵是:所述防火層為環保陶瓷化矽橡膠材料層。
[0009]金屬屏蔽層為銅絲和銅帶複合屏蔽。
[0010]上述電纜的製備方法的具體步驟如下:
1)將絞合好的緊壓導體通過懸鏈式三層共擠的交聯生產線分層一次成形，一次擠出導體屏蔽、交聯聚乙烯絕緣層和絕緣屏蔽層，擠出溫度控制在80°c -120°C，生產線速控制在5-10米/分鐘，擠出後在氮氣保護條件下加熱交聯，交聯管加熱溫度為280°C -340°C ;交聯後再經過冷卻段冷卻形成動力線芯，冷卻段水溫度控制在35°C -60°C ；
2)將動力線芯用銅絲纏繞再反向扎一層銅帶，形成銅絲銅帶屏蔽層；
3)然後用退扭式成纜機將紮好屏蔽層的三根動力線芯絞合為成纜線芯，成纜節距控制範圍為28?30倍的成纜外徑；
4)在開煉機將環保陶瓷化矽橡膠與2，4一二氯過氧化苯甲醯按重量比100/1混和加工成混煉膠，混煉膠通過連硫生產線密實地擠包在步驟3)的成纜纜芯上形成防火層，擠出時控制硫化管溫度在102°C -115 °C，硫化管蒸汽氣壓控制在0.01-0.07MPa，生產線速為
3.0-5.0m/min ；
5)在電纜防火層外繞包阻燃包帶；然後在外面間隙繞包二層鍍鋅鋼帶，間隙率45%?50%，形成鎧裝鋼帶層；
6)在電纜鎧裝鋼帶層外通過擠塑機擠包高阻燃型材料的隔氧層，擠出溫度為120。。-160。。；
7)最後在電纜隔氧層外通過擠塑機將聚烯烴無滷阻燃外護套料擠包在電纜的最外層，擠出溫度為120°C _160°C，生產線速8-10m/min。
[0011]步驟4)中的連硫機機頭模套前襯裝有四氟乙烯隔熱墊。
[0012]本發明相比現有技術具有以下優點:
1、本發明研製開發了一種採用特殊方式生產的中壓防火電纜，該電纜防火層採用連硫方式擠包環保型陶瓷化矽橡膠材料。該環保型陶瓷化矽橡膠材料在常溫下柔軟且有彈性，被火燒後易於燒結成堅硬的陶瓷化殼體，能承受一定的水的噴淋和一定強度的震動，保證了線路在被燒蝕過程中，不短路、不起火、不延燃，具有很好的防火阻燃性。該電纜以優異的防火、阻燃特性，為中壓防火電纜的發展開闢了新途徑。
[0013]2、本發明的銅絲+銅帶屏蔽結構不但起到靜電屏蔽的作用，還起到了導通故障電流的作用，從而確保電纜安全運行。
[0014]3、該電纜防火層設計採用陶瓷化矽橡膠防火材料，該材料在750_800°C或以上的火焰中，在很短的時間內燒結成堅硬的陶瓷化殼體，並且在電纜經過90-180分鐘或以上時間燒蝕後，保護電纜不被燒壞，且能承受一定的水的噴淋和一定強度的震動，還能保證線路的完整性。
[0015]4、在電纜鎧裝層外設計了隔氧層，有效隔絕火源。該產品不僅可以滿足中壓配電系統的電能傳輸要求，而且由於設計了防火層，隔氧層，可以有效的保證電纜的防火要求，滿足電纜在火災條件下運行的安全性。
[0016]5、本發明生產過程中，環保陶瓷化矽橡膠混煉後，採用有主動餵料的150連硫擠出機擠出，並且擠出機機身、機頭不需要加熱，為保持機頭溫度不超過60°C，本發明在擠出機的模套前設計了聚四氟乙烯隔熱墊，該隔熱墊襯裝在擠出機的模套前，隔絕硫化管溫度對模具溫度的影響，以防止因模具溫度升高，致使陶瓷化矽橡膠預交聯產生而堵塞機頭無法連續生產。
[0017]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1為本發明電纜的結構示意圖。
[0018]1-導體；2_導體屏蔽層；3_交聯聚乙烯絕緣層；4_絕緣屏蔽層；5_銅絲銅帶屏蔽層；6_無滷阻燃填充層；7_環保陶瓷化矽橡膠防火層；8_阻燃繞包帶層；9_鎧裝鋼帶層；10-無滷隔氧層；11_聚烯烴無滷外護層。
[0019]【具體實施方式】:
實施例一: 本發明的35kV及以下新型環保型中壓防火電纜，包括三根動力線芯，每根動力線芯由導體1、導體屏蔽層2、交聯聚乙烯絕緣層3、絕緣屏蔽層4、銅絲銅帶屏蔽層5組成，三根動力線芯絞合成纜。採用密實的無滷阻燃填充層6，環保陶瓷化矽橡膠防火層7，阻燃繞包帶岐8，鋼帶鎧裝層9，無滷隔氧層10，無滷阻燃外護層11。
[0020]實施例二:
實施例一所述電纜的具體生產方法如下:
I)將絞合好的緊壓導體通過懸鏈式三層共擠的交聯生產線分層一次成形，一次擠出導體屏蔽、交聯聚乙烯絕緣層和絕緣屏蔽層，擠出機溫度控制範圍80?120°C，生產線速控制在8米/分鐘，擠出後在氮氣保護條件下加熱交聯，交聯管加熱溫度控制範圍280?340°C;交聯後再經過冷卻段冷卻形成動力線芯，冷卻段水溫度控制在50°C ；
3)將動力線芯用銅絲纏繞再反向稀疏繞扎一層銅帶，形成銅絲銅帶屏蔽層；
3)然後用退扭式成纜機將紮好屏蔽層的三根動力線芯絞合為成纜線芯，成纜節距控制為29倍的成纜外徑；
4)在開煉機上將環保陶瓷化矽橡膠(深圳市沃爾核材股份有限公司生產的陶瓷化矽橡膠TC9710)與2，4一二氯過氧化苯甲醯混和加工成混煉膠，陶瓷化矽橡膠與2，4_ 二氯過氧化苯甲醯(二者重量比100/1)，混煉膠通過連硫生產線密實地擠包在步驟3)的成纜纜芯上形成防火層，擠出時控制硫化管溫度在115°C，硫化管蒸汽氣壓控制在0.07MPa，生產線速為 3.0m/min ；
5)在電纜防火層外繞包阻燃包帶；然後在外面間隙繞包二層鍍鋅鋼帶，間隙率45%，形成鎧裝鋼帶層；
6)在電纜鎧裝鋼帶層外通過擠塑機擠包高阻燃型材料的隔氧層，擠出機身溫度控制範圍 120。。?160 0C ；
7)最後在電纜隔氧層外通過擠塑機將護套料擠包在電纜的最外層，擠出機身溫度控制範圍120°C?160°C，生產線速8m/min。
[0021]步驟4)中的連硫機機頭模套前襯裝有四氟乙烯隔熱墊。
[0022]性能測定:
採用實施例二方法製備的中壓防火電纜結構尺寸和性能如下:
額定電壓8.7/15kV交聯聚乙烯絕緣無滷低煙阻燃A類耐火電力電纜WDZAN-YJF23-8.7/15 3X70
1.導體70mm2
2.導體屏蔽:可交聯半導電屏蔽料標稱厚度0.7mm
3.絕緣:交聯聚乙烯絕緣料標稱厚度4.5mm
4.絕緣屏蔽:可交聯半導電屏蔽料標稱厚度0.7mm
5.銅絲銅帶複合屏蔽:16根直徑Φ1.13銅絲稀疏纏繞+ —層銅帶反向繞扎
6.防火層:環保型陶瓷化矽橡膠TC9710標稱厚度3.5mm
7.阻燃層:三層阻燃帶重疊繞包
8.鎧裝:二層鍍鋅鋼帶間隙繞包
9.無滷隔氧層:高阻燃無滷護套料標稱厚度3.0mm
10.護套:無滷低煙聚烯烴護套料標稱厚度2.9mm①動力線芯絕緣材料採用交聯聚乙烯絕緣，電纜導體長期工作溫度達90°C，短路溫度% 2500C (持續時間≤4s);
W動力線芯採用銅絲銅帶複合金屬屏蔽，短路電流能從銅帶屏蔽層中迅速通過，從而確保電纜安全運行；
③耐火試驗:電纜在75(T800°C火焰溫度下，施加電纜額定工作電壓，供火90min，期間電纜絕緣不擊穿，試驗結束後I小時內，對試樣的完整性進行檢查，在保持試驗原始狀態的情況下，給試樣施加3.5U0的試驗電壓持續15min,電纜絕緣不擊穿。
[0023]④該電纜阻燃性能達成束燃燒A類
⑤該電纜無滷性能:燃燒時HCl釋放量少於5mg/g ;PH值≥4.3 ;導電率≤10 μ S/mm ；透光率(煙密度)≥ 60%。
[0024]⑥電纜常溫下彎曲性能優良。
[0025]該防火電纜經國家電線電纜質量監督檢驗中心試驗測定:
該電纜在75(T800°C火焰溫度下，施加電纜額定工作電壓，供火90min，期間電纜絕緣不擊穿，試驗結束後I小時內，對試樣的完整性進行檢查，在保持試驗原始狀態的情況下，給試樣施加3.5U0的試驗電壓持續15min，電纜絕緣不擊穿，電纜能保持通電。電纜阻燃性能達成束燃燒A類。電纜無滷性能:燃燒時HCl釋放量少於5mg/g ;PH值≥ 4.3 ;導電率≤10 μ S/mm ;透光率(煙密度)≥60%。
【權利要求】
1.一種35kV及以下新型環保型中壓防火電纜，包括三組動力線芯、填充層及外圍的防護層，所述動力線芯由內向外依次包括:導體、導體屏蔽層、交聯聚乙烯絕緣層、絕緣屏蔽層、金屬屏蔽層；其特徵是:防護層由內向外依次為防火層、阻燃包帶層、鎧裝鋼帶層、隔氧層和外護套；所述防火層為環保陶瓷化矽橡膠材料層。
2.根據權利要求1所述防火電纜，其特徵是:所述金屬屏蔽層為銅絲和銅帶複合屏蔽。
3.權利要求1或2所述防火電纜的生產方法，其特徵是:該方法的具體步驟如下: 1)將絞合好的緊壓導體通過懸鏈式三層共擠的交聯生產線分層一次成形，一次擠出導體屏蔽、交聯聚乙烯絕緣層和絕緣屏蔽層，擠出溫度控制在80°C _120°C，生產線速控制在5-10米/分鐘，擠出後在氮氣保護條件下加熱交聯，交聯管加熱溫度為280°C -340°C ;交聯後再經過冷卻段冷卻形成動力線芯，冷卻段水溫度控制在35°C -60°C ； 2)將動力線芯用銅絲纏繞再反向扎一層銅帶，形成銅絲銅帶屏蔽層； 3)然後用退扭式成纜機將紮好屏蔽層的三根動力線芯絞合為成纜線芯，成纜節距控制範圍為28~30倍的成纜外徑； 4)在開煉機將環保陶瓷化矽橡膠與2，4一二氯過氧化苯甲醯按重量比100/1混和加工成混煉膠，混煉膠通過連硫生產線密實地擠包在步驟3)的成纜纜芯上形成防火層，擠出時控制硫化管溫度在102°C -115 °C，硫化管蒸汽氣壓控制在0.01-0.07MPa，生產線速為3.0-5.0m/min ； 5)在電纜防火層外繞包阻燃包帶；然後在外面間隙繞包二層鍍鋅鋼帶，間隙率45%~50%，形成鎧裝鋼帶層； 6)在電纜鎧裝鋼帶層外通過擠塑機擠包高阻燃型材料的隔氧層，擠出溫度為120。。-160。。； 7)最後在電纜隔氧層外通過擠塑機將聚烯烴無滷阻燃外護套料擠包在電纜的最外層，擠出溫度為120°C _160°C，生產線速8-10m/min。
4.根據權利要求3所述防火電纜的生產方法，其特徵是:所述步驟4)中的連硫機機頭模套前襯裝有四氟乙烯隔熱墊。
【文檔編號】H01B7/29GK103606405SQ201310588386
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月21日 優先權日:2013年11月21日
【發明者】於金花, 劉家朝, 陸洲 申請人:無錫市明珠電纜有限公司