中压防火电力电缆及其制造工艺

摘要

本发明一种中压防火电力电缆，包括多根铜导体、半导电导体屏蔽层、交联聚乙烯绝缘层和半导电绝缘屏蔽层，所述半导电导体屏蔽层、交联聚乙烯绝缘层和半导电绝缘屏蔽层三层共挤包覆于每根铜导体外侧，所述半导电绝缘屏蔽层外侧设有金属屏蔽层，所述多根铜导体外侧设有两层耐火绕包层，分别为第一耐火绕包层和第二耐火绕包层，所述第一耐火绕包层位于多根铜导体外侧，与金属屏蔽层之间填充有低烟无卤耐火填充物，所述第二耐火绕包层设于第一耐火绕包层外侧，两层耐火绕包层之间设有包覆有隔氧层和陶瓷化耐火层。本发明电缆具有耐火、耐冲击、防水淋的特性，还可隔绝大部分火焰的热度，可使电缆在950℃火焰中燃烧可达180min以上仍能正常供电。

权利要求

1.一种中压防火电力电缆，其特征在于：包括多根铜导体（1）、半导电导体屏蔽层（2）、交联聚乙烯绝缘层（3）和半导电绝缘屏蔽层（4），所述半导电导体屏蔽层（2）、交联聚乙烯绝缘层（3）和半导电绝缘屏蔽层（4）三层共挤包覆于每根铜导体（1）外侧，所述半导电绝缘屏蔽层（4）外侧设有金属屏蔽层（5），所述多根铜导体（1）外侧设有两层耐火绕包层，分别为第一耐火绕包层（7）和第二耐火绕包层（10），所述第一耐火绕包层（7）位于多根铜导体（1）外侧，与金属屏蔽层（5）之间填充有低烟无卤耐火填充物（6），所述第二耐火绕包层（10）设于第一耐火绕包层（7）外侧，两层耐火绕包层之间设有包覆有隔氧层（8）和陶瓷化耐火层（9），所述第二耐火绕包层（10）外侧包覆有低烟无卤外护层（11）；

所述陶瓷化耐火层（9）位于隔氧层（8）和第二耐火绕包层（10）之间，所述陶瓷化耐火层（9）的原料包括以下质量份组分：乙烯-醋酸乙烯共聚物                        80 100份，~

三元乙丙橡胶                               30 50份，~

陶瓷粉                                     200 250份，~

甲基硅油                                   3 10份，~

马来酸酐枝接聚苯乙烯                       10 15份，~

三缩四乙二醇二甲基丙烯酸酯                 1 5份，~

正硅酸甲酯                                 1 3份，~

硅酮母粒                                   0.5 2份，~

氢氧化铝                                   30 60份，~

三聚氰胺焦磷酸盐                           10 20份，~

硼酸锌                                     10 20份，~

二异丙苯                                   2 5份，~

有机锡                                     0.5 1份，~

抗氧剂                                     1 5份。

~

2.根据权利要求1所述的中压防火电力电缆，其特征在于：所述乙烯-醋酸乙烯共聚物共聚中醋酸乙烯的含量为40-50wt%。

3.根据权利要求1所述的中压防火电力电缆，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1024或抗氧剂565中的一种。

4.根据权利要求1所述的中压防火电力电缆，其特征在于：所述氢氧化铝与三聚氰胺焦磷酸盐、硼酸锌的添加比例为2 3：1：1。

~

5.根据权利要求1所述的中压防火电力电缆，其特征在于：所述陶瓷化耐火层（9）的厚度为0.8 2mm。

~

6.根据权利要求1所述的中压防火电力电缆，其特征在于：所述陶瓷化耐火层（9）的原料还包括偶联剂或消烟剂。

7.根据权利要求6所述的中压防火电力电缆，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂。

8.一种用于权利要求1所述的中压防火电力电缆的制造工艺，其特征在于：包括以下步骤：S1、将乙烯-醋酸乙烯共聚物80 100份、三元乙丙橡胶30 50份、陶瓷粉200 250份、甲基~ ~ ~硅油3 10份和马来酸酐枝接聚苯乙烯10 15份加入捏合机中混炼；

~ ~

S2、在捏合机中再次加入三缩四乙二醇二甲基丙烯酸酯1 5份、正硅酸甲酯1 3份、硅酮~ ~母粒0.5 2份、氢氧化铝30 60份、三聚氰胺焦磷酸盐10 20份、硼酸锌10 20份、二异丙苯2 5~ ~ ~ ~ ~份、有机锡0.5 1份和抗氧剂1 5份，混合均匀出料；

~ ~

S3、将S2得到的物料投入双螺杆挤出机，该双螺杆挤出机的机头温度为130 140℃，冷~切造粒，得到陶瓷化耐火材料。

9.根据权利要求1所述的中压防火电力电缆的制造工艺，其特征在于：所述步骤S1中捏合机的捏合温度为90 130℃。

~

说明书

中压防火电力电缆及其制造工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及一种电力电缆，尤其涉及一种应中压防火电力电缆及其制造工艺。

背景技术

[0002] 民用建筑消防的规范已经要求消防配电系统电缆要采用矿物绝缘防火电缆。其主要特性是要满足950℃火焰燃烧180min以上保证线路能够正常运行。目前许多超高层、特高层建筑物，已经使用6～35kV中压交联聚乙烯绝缘电缆供电，变压器设置在建筑物楼层的中间或顶部，中压电缆敷设在竖井内连接变压器，经过变压器降压后，向相关的设备供电。许多用户提出，火灾发生时，建筑内的中压线路一旦起火短路，那么低压配电的消防线路也会随之没电导致不能正常工作。为了保证火灾条件下的供电可靠性，用户对额定电压6～35kV的中压交联电缆提出了更高耐火的要求，要求交联电缆在火焰条件下仍能在一段时间内具有与矿物绝缘防火电缆一样的防火等级，即为950℃/180min耐火等级。为保证电缆燃烧时产生少量烟且烟中不能含卤，所以需要低烟无卤阻燃防火的中压电缆。

发明内容

[0003] 本发明目的在于提供一种中压防火电力电缆，该电缆具有耐火、耐冲击、防水淋的特性，还可隔绝大部分火焰的热度，可使电缆在950℃火焰中燃烧180min以上仍能正常工作；本发明的另一个目的是提供一种用于上述中压防火电力电缆的制备方法。

[0004] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种中压防火电力电缆，包括多根铜导体、半导电导体屏蔽层、交联聚乙烯绝缘层和半导电绝缘屏蔽层，所述半导电导体屏蔽层、交联聚乙烯绝缘层和半导电绝缘屏蔽层三层共挤包覆于每根铜导体外侧，所述半导电绝缘屏蔽层外侧设有金属屏蔽层，所述多根铜导体外侧设有两层耐火绕包层，分别为第一耐火绕包层和第二耐火绕包层，所述第一耐火绕包层位于多根铜导体外侧，与金属屏蔽层之间填充有低烟无卤耐火填充物，所述第二耐火绕包层设于第一耐火绕包层外侧，两层耐火绕包层之间设有包覆有隔氧层和陶瓷化耐火层，所述第二耐火绕包层外侧包覆有低烟无卤外护层；所述陶瓷化耐火层位于隔氧层和第二耐火绕包层之间，所述陶瓷化耐火层的原料包括以下质量份组分：
乙烯-醋酸乙烯共聚物                        80 100份，
~
三元乙丙橡胶                               30 50份，
~
陶瓷粉                                     200 250份，
~
甲基硅油                                   3 10份，
~
马来酸酐枝接聚苯乙烯                       10 15份，
~
三缩四乙二醇二甲基丙烯酸酯                 1 5份，
~
正硅酸甲酯                                 1 3份，
~
硅酮母粒                                   0.5 2份，
~
氢氧化铝                                   30 60份，
~
三聚氰胺焦磷酸盐                           10 20份，
~
硼酸锌                                     10 20份，
~
二异丙苯                                   2 5份，
~
有机锡                                     0.5 1份，
~
抗氧剂                                     1 5份。
~

[0005] 上述技术方案中进一步改进的技术方案如下：1. 上述方案中，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物共聚中醋酸乙烯的含量为40-50wt%。

[0006] 2. 上述方案中，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1024或抗氧剂565中的一种。

[0007] 3. 上述方案中，所述氢氧化铝与三聚氰胺焦磷酸盐、硼酸锌的添加比例为2 3：1：~
1。

[0008] 4. 上述方案中，所述陶瓷化耐火层的厚度为0.8 2mm。~

[0009] 5. 上述方案中，所述陶瓷化耐火层的原料还包括偶联剂或消烟剂。

[0010] 6. 上述方案中，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

[0011] 本发明采用的制备方法技术方案是：一种用于中压防火电力电缆的制造工艺，包括以下步骤：S1、将乙烯-醋酸乙烯共聚物80 100份、三元乙丙橡胶30 50份、陶瓷粉200 250份、甲基~ ~ ~
硅油3 10份和马来酸酐枝接聚苯乙烯10 15份加入捏合机中混炼；
~ ~
S2、在捏合机中再次加入三缩四乙二醇二甲基丙烯酸酯1 5份、正硅酸甲酯1 3份、硅酮~ ~
母粒0.5 2份、氢氧化铝30 60份、三聚氰胺焦磷酸盐10 20份、硼酸锌10 20份、二异丙苯2 5~ ~ ~ ~ ~
份、有机锡0.5 1份和抗氧剂1 5份，混合均匀出料；
~ ~
S3、将S2得到的物料投入双螺杆挤出机，该双螺杆挤出机的机头温度为130 140℃，冷~
切造粒，得到陶瓷化耐火材料。

[0012] 上述技术方案中进一步改进的技术方案如下：上述方案中，所述步骤S1中捏合机的捏合温度为90 130℃。
~

[0013] 由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：1. 本发明中压防火电力电缆，采用耐火填充、耐火绕包、隔氧层、陶瓷化耐火层与耐火绕包的包覆结构，使电缆在950℃火焰中燃烧可达180min以上，延缓了电缆的损坏，可增加火灾现场的救生及逃离时间，保证使用现场的生命财产安全。

[0014] 2. 本发明中压防火电力电缆，其在乙烯-醋酸乙烯共聚物、三元乙丙橡胶、陶瓷粉、马来酸酐枝接聚苯乙烯、氢氧化铝、三聚氰胺焦磷酸盐和硼酸锌中添加三缩四乙二醇二甲基丙烯酸酯和正硅酸甲酯，受火时陶瓷化耐火层迅速形成坚硬的陶瓷壳体，不但耐火、耐冲击、防水淋，还可隔绝大部分火焰的热度，可使电缆在950℃火焰中燃烧180min以上仍能正常工作，同时，电缆护套的氧指数可达50以上，延缓电缆的燃烧，为火灾现场增加救援逃生时间。

附图说明

[0015] 附图1为本发明中压防火电力电缆结构示意图。

[0016] 以上附图中：1、铜导体；2、半导电导体屏蔽层；3、交联聚乙烯绝缘层；4、半导电绝缘屏蔽层；5、金属屏蔽层；6、低烟无卤耐火填充物；7、第一耐火绕包层；8、隔氧层；9、陶瓷化耐火层；10、第二耐火绕包层；11、低烟无卤外护层。

具体实施方式

[0017] 下面结合实施例对本发明作进一步描述：实施例1 3：一种中压防火电力电缆，包括多根铜导体1、半导电导体屏蔽层2、交联聚乙~
烯绝缘层3和半导电绝缘屏蔽层4，所述半导电导体屏蔽层2、交联聚乙烯绝缘层3和半导电绝缘屏蔽层4三层共挤包覆于每根铜导体1外侧，所述半导电绝缘屏蔽层4外侧设有金属屏蔽层5，所述多根铜导体1外侧设有两层耐火绕包层，分别为第一耐火绕包层7和第二耐火绕包层10，所述第一耐火绕包层7位于多根铜导体1外侧，与金属屏蔽层5之间填充有低烟无卤耐火填充物6，所述第二耐火绕包层10设于第一耐火绕包层7外侧，两层耐火绕包层之间设有包覆有隔氧层8和陶瓷化耐火层9，所述第二耐火绕包层10外侧包覆有低烟无卤外护层
11；
所述陶瓷化耐火层9位于隔氧层8和第二耐火绕包层10之间，所述陶瓷化耐火层9的制备方法包括以下步骤：
S1、将乙烯-醋酸乙烯共聚物80 100份、三元乙丙橡胶30 50份、陶瓷粉200 250份、甲基~ ~ ~
硅油3 10份和马来酸酐枝接聚苯乙烯10 15份加入捏合机中混炼；
~ ~
S2、在捏合机中再次加入三缩四乙二醇二甲基丙烯酸酯1 5份、正硅酸甲酯1 3份、硅酮~ ~
母粒0.5 2份、氢氧化铝30 60份、三聚氰胺焦磷酸盐10 20份、硼酸锌10 20份、二异丙苯2 5~ ~ ~ ~ ~
份、有机锡0.5 1份和抗氧剂1 5份，混合均匀出料；
~ ~
S3、将S2得到的物料投入双螺杆挤出机，该双螺杆挤出机的机头温度为130 140℃，冷~
切造粒，得到陶瓷化聚烯烃耐火料；
该陶瓷化耐火层9的原料包括以下质量份的对应组分，具体如表1所示：
表1
其中，实施例1中的乙烯-醋酸乙烯共聚物共聚中醋酸乙烯的含量为40wt%，抗氧剂为抗氧剂1010，氢氧化铝与三聚氰胺焦磷酸盐、硼酸锌的添加比例为2：1：1，陶瓷化耐火层的厚度为0.8mm，陶瓷化耐火层的原料还包括偶联剂，该偶联剂为硅烷偶联剂；
实施例2中的乙烯-醋酸乙烯共聚物共聚中醋酸乙烯的含量为45wt%，抗氧剂为抗氧剂
565，氢氧化铝与三聚氰胺焦磷酸盐、硼酸锌的添加比例为2.5：1：1，陶瓷化耐火层的厚度为
1mm，陶瓷化耐火层的原料还包括消烟剂；
实施例3中的乙烯-醋酸乙烯共聚物共聚中醋酸乙烯的含量为50wt%，抗氧剂为抗氧剂
1024，氢氧化铝与三聚氰胺焦磷酸盐、硼酸锌的添加比例为3：1：1，陶瓷化耐火层的厚度为
2mm。

[0018] 对比例1 2：一种中压防火电力电缆，包括多根铜导体1、半导电导体屏蔽层2、交联~聚乙烯绝缘层3和半导电绝缘屏蔽层4，所述半导电导体屏蔽层2、交联聚乙烯绝缘层3和半导电绝缘屏蔽层4三层共挤包覆于每根铜导体1外侧，所述半导电绝缘屏蔽层4外侧设有金属屏蔽层5，所述多根铜导体1外侧设有两层耐火绕包层，分别为第一耐火绕包层7和第二耐火绕包层10，所述第一耐火绕包层7位于多根铜导体1外侧，与金属屏蔽层5之间填充有低烟无卤耐火填充物6，所述第二耐火绕包层10设于第一耐火绕包层7外侧，两层耐火绕包层之间设有包覆有隔氧层8和陶瓷化耐火层9，所述第二耐火绕包层10外侧包覆有低烟无卤外护层11；
所述陶瓷化耐火层9位于隔氧层8和第二耐火绕包层10之间，所述陶瓷化耐火层9由以下重量份组分组成：
表2
对比例制备方法同实施例。

[0019] 上述实施例1 3和对比例1 2制得的中压防火电力电缆的产品性能如表3所示：~ ~
表3
表中耐火试验的测试方法为：TICW.8-2012，在导体与金属屏蔽之间施加电缆U0电压，在火焰温度为950 1000℃的火焰中燃烧3h，停止供火15min在电缆导体与金属屏蔽之间施~
加电缆U0电压，冷却1h后在导体与金属屏蔽之间施加电缆3.5U0电压15min。整个过程电缆既不短路也不开路，即为合格；
抗机械冲击实验测试方法：英国BS6387，950℃受火、机械冲击15min后，线路保持完整即为合格；
水喷淋实验测试方法：英国BS6387，650℃受火15min、水喷淋15min后，线路保持完整即为合格。

[0020] 如表3的评价结果所示，本发明中压防火电力电缆氧指数高，耐火实验合格，同时在高温条件可耐机械冲击及水喷淋，极好的隔绝了外界的环境，在火灾情况下，保证电缆在短时间内的正常运行，也延缓了电缆的损坏，保证了人民的生命财产安全。

[0021] 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。