CN103646702A

CN103646702A - 铝合金中压耐火电缆

Info

Publication number: CN103646702A
Application number: CN201310635278.1A
Authority: CN
Inventors: 魏英; 毛传岚; 崔天峰; 李准
Original assignee: SICHUAN XINDIAN CABLE CO Ltd
Current assignee: SICHUAN XINDIAN CABLE CO Ltd
Priority date: 2013-11-29
Filing date: 2013-11-29
Publication date: 2014-03-19

Abstract

本发明公开了一种铝合金中压耐火电缆，包括数根导线，所述导线由内而外依次由导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层和金属屏蔽层组成，所述屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层和金属屏蔽层依次套装于导体上，所述导体为铝合金导体，所述数根导线通过绕包层固定，所述导线之间的间隙处设有填充层，所述绕包层外依次套装有耐火层、隔热层、连锁铠装层和外护套。与现有中压耐火电缆相比较，本发明更进一步降低施工成本及产品成本，且性能上优于铝导体，具有优异的电导率、柔软性、防腐性和抗蠕变性，增加连锁铠装层，对内层电缆起到很好的保护，而且弯曲、柔软性能好，且电缆不需要安装波纹管，室内安装不需要挤架。

Description

铝合金中压耐火电缆

技术领域

本发明涉及一种中压电缆，尤其涉及一种铝合金中压耐火电缆。

背景技术

目前耐火电缆应用范围之广泛，如：电视台、医院、影剧院、商厦、地铁、隧道、铁路、机场、车站、大型公共体育、娱乐场所、大型超市、宾馆酒店、高层建筑、军事设施、核电站、煤矿、化工、医药、钢铁、冶金、船舶、民用等等。通常耐火电缆采用的结构是绕包云母带，不但生产效率低，而且控制难度大、质量可靠性低，且云母带不能承受过高的电压。云母带要绕包在导体表面，然而中压电缆绝缘和导体之间的界面要光滑圆整，有一层挤包半导电层，防止局放量过大，如果将云母带绕包在导体表面，将会导致电缆局部放电量超标，出现致命缺陷。另外，云母带燃烧后变硬、发脆，很容易脱落，而且需要安装波纹管，在室内安装需要挤架。

在倡导节能环保、可持续发展的大环境下，电缆行业一直在尽力推广以铝代铜，但铝制线缆在使用中的问题暴露出来，尤其是铝导线接头氧化引发多起火灾，加之铜导体电气性能稳定、抗机械疲劳、耐化学腐蚀等诸多优越性，在应用上就逐渐变成了以铜作为主要材料。但是，在伴随科学技术的发展，高质量、高科技含量的铝材被开发出来后，加之全球贫铜富铝的资源现状，铜价目前已是铝价的3倍以上（铜约5.5万元/吨，铝约1.45万元/吨），重量是铝的3.3倍，以“铝”代铜又成为必然的选择。然而，目前所用的电工用铝作为电缆铝导体，在使用过程中有较多缺陷，如接触电阻大，存在蠕变，接线端子经过一段时间使用，产生松动，容易引发火灾。

我公司正是在此背景下，克服了现有了铝材料的不足，研发了一种结构抗蠕变、耐腐蚀、高导电性能的铝合金中压耐火电缆。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种解决上述问题具有抗蠕变、耐腐蚀、高导电性能的铝合金中压耐火电缆。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种铝合金中压耐火电缆，包括数根导线，所述导线由内而外依次由导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层和金属屏蔽层组成，所述屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层和金属屏蔽层依次套装于导体上，所述导体为铝合金导体，所述数根导线通过绕包层固定，所述导线之间的间隙处设有填充层，所述绕包层外依次套装有耐火层、隔热层、连锁铠装层和外护套；

作为优选，所述铝合金导体重量百分比的组分：Si，0.03-0.15%；Cu，0.01-0.25%；Zr，0.02-0.45%；Fe，0.3-0.9%；Mg，0.001-0.012%；B，0.001-0.015%；稀土元素Ce，0.03-0.20%；余量为铝和不可避免的杂质；

作为优选，所述的导体屏蔽层为半导电内屏蔽层；

作为优选，所述的绝缘屏蔽为半导电外屏蔽层；

作为优选，所述的金属屏蔽层为铜带屏蔽层；

作为优选，所述的绝缘层为交联聚乙烯绝缘层；

作为优选，所述的隔热层为耐火无机纤维层；

作为优选，耐火层为陶瓷化硅橡胶层；

作为优选，填充层为阻燃石棉绳层；

作为优选，所述的外护套为聚氯乙烯、聚烯烃的一种。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1.导体采用铝合金导体，该导体在达到铜导体同等性能的基础上，重量约为铜导体的三分之一，更进一步降低施工成本及产品成本，且性能上优于铝导体，且导电率可达61.9%IACS，抗拉强度可达126MPa，断裂伸长率可达15.6%；具有优异的电导率、柔软性、防腐性和抗蠕变性。

2.增加连锁铠装层，对内层电缆起到很好的保护，而且弯曲、柔软性能好，且电缆不需要安装波纹管，室内安装不需要挤架。

3.耐火层为陶瓷化硅橡胶，保护线路畅通，温度越高，烧蚀时间越长，陶瓷铠体越坚硬，且具有良好的绝缘性能，完全可以保证电缆的耐压。同时产品成本低于现有耐火电缆，易于安装敷设，使用方便。

4.陶瓷化硅橡胶是可回收的“绿色材料”，还具有很好的经济效益。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

其中，附图中的附图标记所对应的名称为：

1－导体，2－导体屏蔽层，3－绝缘层，4－绝缘屏蔽层，5－填充层，6－金属屏蔽层，7－绕包层，8－耐火层，9－隔热层，10－外护套，11－连锁铠装层。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

实施例：参见图1，一种铝合金中压耐火电缆，包括数根导线，所述导线由内而外依次由导体1、导体屏蔽层2、绝缘层2、绝缘屏蔽层4和金属屏蔽层6组成，所述屏蔽层、绝缘层2、绝缘屏蔽层4和金属屏蔽层6依次套装于导体1上，所述导体1为铝合金导体1，所述数根导线通过绕包层7固定，所述导线之间的间隙处设有填充层5，所述绕包层7外依次套装有耐火层8、隔热层9、连锁铠装层11和外护套；所述的导体屏蔽层2为半导电内屏蔽层；所述的绝缘屏蔽为半导电外屏蔽层；所述的金属屏蔽层6为铜带屏蔽层；所述的绝缘层2为交联聚乙烯绝缘层2；所述的隔热层9为耐火无机纤维层；耐火层8为陶瓷化硅橡胶层；填充层5为阻燃石棉绳层；所述的外护套为聚氯乙烯、聚烯烃的一种。

以上描述的防火电缆具有阻燃耐火电缆耐火能力，在经受火焰直接燃烧情况下，在一定时间内（不小于3h）不发生短路和断路故障，确保继续供电以维持照明和传输信号，保护人员有足够的时间安全撤离，且利于灭火及减少损失。连锁铠装层11，对内层电缆起到很好的保护，而且弯曲、柔软性能好，且电缆不需要安装波纹管，室内安装不需要挤架。

普通阻燃、低烟高分子材料及硅橡胶燃烧后的残留物为灰烬，被火烧后很快短路；陶瓷化耐火电缆硅橡胶具有非常好的防火、耐火、阻燃、低烟、无毒的性能，同时其燃烧后的残余物为陶瓷状硬壳，硬壳在火灾（600-1300℃）环境下不熔融，不滴落，保障在火灾的情况下线路不短路、不断路，从而保证了线路的畅通，起到坚固的保护作用，为人员的生命和财产抢救，最大限度的赢得时间。

陶瓷化硅橡胶材料密度1.42g/cm3，传统耐火材料云母带密度≥2.0g/cm3，氧化镁矿物材料密度8.9g/cm3，在电缆产品中绝缘和护套的厚度是一定的，因此材料体积是相同的，所以陶瓷化硅橡胶就下降了40%左右，因此综合比较，经济效益明显。如：价格成本低于云母带，远低于氧化镁矿物绝缘电缆，可以满足中、低、高压防火耐火电线电缆的要求，即可做绝缘、耐火层，又可做护套。

所述铝合金导体重量百分比的组分：Si，0.03-0.15%；Cu，0.01-0.25%；Zr，0.02-0.45%；Fe，0.3-0.9%；Mg，0.001-0.012%；B，0.001-0.015%；稀土元素Ce，0.03-0.20%；余量为铝和不可避免的杂质；

Si，0.03-0.15%；是改善流动性能的主要成份。从共晶到过共晶都能得到最好的流动性。另外，可改善抗拉强度、硬度、切削性以及高温时强度。过量会使使延伸率降低。

Cu，0.01-0.25%；机械性能可以提高，切削性变好。过量会造成耐蚀性降低，容易发生热间裂痕。

Zr，0.02-0.45%；可阻碍再结晶过程，细化再结晶晶粒。亦能细化铸造组织。

Fe，0.3-0.9%；会生成金属化合物，形成硬点，增加铝合金抗蠕变性能。含量低时有不易脱模的现象；含量高时，会引起产生裂纹。

Mg，0.001-0.012%；能增加合金的耐蚀性，是耐蚀性合金，但是可焊性良好，抗蚀性也好，并有中等强度。含量增加，它的凝固范围增大，产生热脆性，韧性降低。

B，0.001-0.015%；成为结晶时的非自发核心，起细化铸造组织和焊缝组织的作用。

稀土元素Ce，0.03-0.20%；在铝合金中加入微量稀土元素，可以显著改善铝合金的金相组织，细化晶粒，去除铝合金中气体和有害杂质，减少铝合金的裂纹源，从而提高铝合金的强度，改善加工性能，还能改善铝合金的耐热性、可塑性及可锻性，提高硬度、增加强度和韧性。

实验数据如下：

1.铝合金导体材料，包括下述重量百分百的组分：

Si，0.04%；Cu，0.04%；Zr，0.025%；Fe，0.7%；Mg，0.004%；B，0.01%；稀土Ce，0.12%；

余量是铝和不可避免的杂质。

经检测其导电率为61.5%IACS，抗拉强度为113MPa，断裂伸长率为24.1%。

2.铝合金导体材料，包括下述重量百分百的组分：

Si，0.03%；Cu，0.01%；Zr，0.08%；Fe，0.47%；Mg，0.002%；B，0.002%；稀土Ce，0.06%；

余量是铝和不可避免的杂质。

经检测其导电率为60.4%IACS，抗拉强度为122MPa，断裂伸长率为15.6%。

3.铝合金导体材料，包括下述重量百分百的组分：

Si，0.05%；Cu，0.22%；Zr，0.4%；Fe，0.35%；Mg，0.009%；B，0.008%；稀土Ce，0.16%；

余量是铝和不可避免的杂质；

经检测其导电率为61.8%IACS，抗拉强度为109MPa，断裂伸长率为20.5%。以上对本发明所提供的铝合金中压耐火电缆进行了详尽介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，对本发明的变更和改进将是可能的，而不会超出附加权利要求所规定的构思和范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种铝合金中压耐火电缆，包括数根导线，其特征在于：所述导线由内而外依次由导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层和金属屏蔽层组成，所述屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层和金属屏蔽层依次套装于导体上，所述导体为铝合金导体，所述数根导线通过绕包层固定，所述导线之间的间隙处设有填充层，所述绕包层外依次套装有耐火层、隔热层、连锁铠装层和外护套。

2.根据权利要求1所述铝合金中压耐火电缆，其特征在于：所述铝合金导体重量百分比的组分：Si，0.03-0.15%；Cu，0.01-0.25%；Zr，0.02-0.45%；Fe，0.3-0.9%；Mg，0.001-0.012%；B，0.001-0.015%；稀土元素Ce，0.03-0.20%；余量为铝和不可避免的杂质。

3.根据权利要求1所述的铝合金中压耐火电缆，其特征在于：所述的导体屏蔽层为半导电内屏蔽层。

4.根据权利要求1所述的铝合金中压耐火电缆，其特征在于：所述的绝缘屏蔽为半导电外屏蔽层。

5.根据权利要求1所述的铝合金中压耐火电缆，其特征在于：所述的金属屏蔽层为铜带屏蔽层。

6.根据权利要求1所述的铝合金中压耐火电缆，其特征在于：所述的绝缘层为交联聚乙烯绝缘层。

7.根据权利要求1所述的铝合金中压耐火电缆，其特征在于：所述的隔热层为耐火无机纤维层。

8.根据权利要求1所述的铝合金中压耐火电缆，其特征在于：耐火层为陶瓷化硅橡胶层。

9.根据权利要求1所述的铝合金中压耐火电缆，其特征在于：填充层为阻燃石棉绳层。

10.根据权利要求1所述的铝合金中压耐火电缆，其特征在于：所述的外护套为聚氯乙烯、聚烯烃的一种。