一種高強(qiáng)度阻燃防火電力電纜及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力電纜技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種高強(qiáng)度阻燃防火電力電纜及其制作方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，電纜的使用量和鋪設(shè)密集程度越來(lái)越高，近年來(lái)由電 氣引起的火災(zāi)逐年增多，而其中由于電線電纜原因所引發(fā)的火災(zāi)占相當(dāng)大的比例。在火災(zāi) 中，由于電纜起火蔓延而釋放出的腐蝕性及有毒氣體、產(chǎn)生的大量煙霧等所造成的"二次災(zāi) 害"，已引起人們的重視，因此有關(guān)部門對(duì)電纜防火、阻燃等特性的要求也越來(lái)越高，不僅要 求電纜線路具有高的可靠性，而且要求它對(duì)周圍環(huán)境的安全性。GB 50217- 94《電力工程 電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》已把采用阻燃電纜、耐火電纜等作為電纜防火的重要措施，明確規(guī)定在某些 場(chǎng)所應(yīng)選用阻燃電纜或其它類型的防火電纜。
[0003] 就目前而言，電纜行業(yè)習(xí)慣將阻燃、耐火、低煙低鹵或低煙無(wú)鹵型阻燃電纜統(tǒng)稱為 防火電纜。然而，這些產(chǎn)品因其性能指標(biāo)、制造技術(shù)的不同，其應(yīng)用的范圍也不同。普通的 阻燃電線電纜不易著火或著火后燃燒僅局限在一定范圍之內(nèi)，因此它能抑制火焰蔓延，可 以提高整條電纜線路的防火水平，通常用于電纜敷設(shè)密集程度較高的空曠而通風(fēng)良好的場(chǎng) 所。耐火電纜的主要特點(diǎn)是在著火燃燒的情況下仍能保持一定時(shí)間的安全運(yùn)行，以保證火 災(zāi)時(shí)消防、報(bào)警系統(tǒng)、應(yīng)急供電回路等都能繼續(xù)通電，使救災(zāi)工作能夠正常進(jìn)行。而低煙低 鹵、低煙無(wú)鹵型阻燃電纜在燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙霧和有害氣體較少，可以將"二次災(zāi)害"帶來(lái)的 損失減至較低程度，因此適用于要求比較高的地鐵、隧道、船舶和車輛、發(fā)電站以及重要的 高層建筑等。但這幾種電纜在火勢(shì)兇猛、風(fēng)力強(qiáng)勁、高溫、高壓情況下就失去了它的正常特 性而不能滿足使用要求，因?yàn)樗鼈兌酁橛袡C(jī)材料，在著火情況下容易燃燒，并發(fā)出很多熱 量，加速電纜的燃燒。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)度阻燃防火電力電纜及其制作方法，以解決上述
【背景技術(shù)】中提出的問(wèn)題。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案： 一種高強(qiáng)度阻燃防火電力電纜，包括多股電纜內(nèi)芯以及多股電纜內(nèi)芯外依次包覆的第 二有機(jī)硅復(fù)合材料阻燃層、陶瓷纖維耐火帶、第二納米阻燃絕緣層和阻燃外護(hù)套，多股所述 電纜內(nèi)芯是以該高強(qiáng)度阻燃防火電力電纜中心位置設(shè)置的加強(qiáng)件為中心呈輻射狀間隔排 布，每股所述電纜內(nèi)芯均包括導(dǎo)體芯組，以及導(dǎo)體芯組外依次包覆的第一有機(jī)硅復(fù)合材料 阻燃層和第一納米阻燃絕緣層，所述導(dǎo)體芯組是由多股高強(qiáng)度99. 99%無(wú)氧退火鍍鎳超細(xì) 軟鋁絲外包聚全氟乙丙烯擠壓成形；在多股電纜內(nèi)芯相互之間，以及電纜內(nèi)芯與第二有機(jī) 硅復(fù)合材料阻燃層之間均填充有阻燃填充料；所述第二納米阻燃絕緣層之間還設(shè)置有一根 接地線芯； 所述阻燃填充料按照重量份的組分為：膨脹蛭石100-150份、微米級(jí)高嶺土 50-100份、 水滑石30-50份、硼酸鋅10-20份、納米氮化硅5-15份、玻璃纖維10-25份、聚醚改性硅油 15-25份、重質(zhì)碳酸鈣5-15份、結(jié)集石墨10-20份； 所述第一有機(jī)硅復(fù)合材料阻燃層和第二有機(jī)硅復(fù)合材料阻燃層的材料相同，按照重量 份的組分為：有機(jī)硅廢料30-60份、納米氮化硅10-20份、硅酸鈉2-10份、熱分解石墨10-20 份、硼酸鈉5-35份、硬硅鈣石10-30份、鋼纖維2-8份、硅烷偶聯(lián)劑1-10份、碳納米管5-10 份、焦磷酸鐵2-8、納米氮化硼2-10份； 所述陶瓷纖維耐火帶由一層陶瓷硅膠和一層玻璃纖維粘合而成，厚度為0. 2-0. 4mm，相 鄰層采用雙向繞包的方式，每層重疊處間隔纏繞。
[0006] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述第一納米阻燃絕緣層和第二納米阻燃絕緣層的材 料相同，按照重量份的組分為：水性丙烯酸樹(shù)脂50-100份、納米氮磷類膨脹阻燃劑2-10份、 納米氧化硅2-10份、納米介孔分子篩2-10份、三氧化二銻10-25份、增塑劑0. 5-1. 5份、 十二碳醇酯5-25份、防老劑1-4份。
[0007] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述阻燃填充料按照重量份的組分為：膨脹蛭石 110-140份、微米級(jí)高嶺土 60-80份、水滑石35-45份、硼酸鋅12-18份、納米氮化硅8-12 份、玻璃纖維12-20份、聚醚改性硅油18-22份、重質(zhì)碳酸鈣8-12份、結(jié)集石墨12-18份。
[0008] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述第一有機(jī)硅復(fù)合材料阻燃層和第二有機(jī)硅復(fù)合材 料阻燃層的材料相同，按照重量份的組分為：有機(jī)硅廢料40-55份、納米氮化硅12-18份、硅 酸鈉4-8份、熱分解石墨12-18份、硼酸鈉15-30份、硬硅鈣石15-25份、鋼纖維3-7份、硅 烷偶聯(lián)劑2-8份、碳納米管6-8份、焦磷酸鐵3-6、納米氮化硼3-8份。
[0009] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述第一納米阻燃絕緣層和第二納米阻燃絕緣層的材 料相同，按照重量份的組分為：水性丙烯酸樹(shù)脂60-90份、納米氮磷類膨脹阻燃劑4-8份、納 米氧化硅4-8份、納米介孔分子篩3-7份、三氧化二銻15-25份、增塑劑0. 5-1. 2份、十二碳 醇酯15-25份、防老劑2-4份。
[0010] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述阻燃外護(hù)套和加強(qiáng)件的材料相同，采用低煙無(wú)鹵 阻燃高強(qiáng)度耐磨彈性體制成。
[0011] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述阻燃填充料按照重量份的組分為：膨脹蛭石125 份、微米級(jí)高嶺土 70份、水滑石40份、硼酸鋅15份、納米氮化硅10份、玻璃纖維15份、聚 醚改性硅油20份、重質(zhì)碳酸鈣10份、結(jié)集石墨15份。
[0012] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述第一有機(jī)硅復(fù)合材料阻燃層和第二有機(jī)硅復(fù)合材 料阻燃層的材料相同，按照重量份的組分為：有機(jī)硅廢料50份、納米氮化硅15份、硅酸鈉6 份、熱分解石墨15份、硼酸鈉25份、硬硅鈣石20份、鋼纖維5份、硅烷偶聯(lián)劑5份、碳納米 管7份、焦磷酸鐵5、納米氮化硼5份。
[0013] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述第一納米阻燃絕緣層和第二納米阻燃絕緣層的材 料相同，按照重量份的組分為：水性丙烯酸樹(shù)脂70份、納米氮磷類膨脹阻燃劑6份、納米氧 化硅6份、納米介孔分子篩5份、三氧化二銻20份、增塑劑1份、十二碳醇酯20份、防老劑 3份。
[0014] 本發(fā)明還提供一種高強(qiáng)度阻燃防火電力電纜的制作方法，具體步驟為： (1)采用數(shù)根導(dǎo)體絞合成一根導(dǎo)體芯組，然后采用雙層共擠工藝在導(dǎo)體芯組外自內(nèi)向 外依次包覆第一有機(jī)硅復(fù)合材料阻燃層和第一納米阻燃絕緣層；即得到單根電纜內(nèi)芯； (2) 將數(shù)根電纜內(nèi)芯圍繞中心的加強(qiáng)件合股成一股總纜，并用擠出工藝在一股總纜外 面包覆阻燃填充料，接著采用繞包工藝在阻燃填充料外繞包第二有機(jī)硅復(fù)合材料阻燃層； (3) 采用三層共擠工藝，在第二有機(jī)硅復(fù)合材料阻燃層外自內(nèi)向外依次包覆陶瓷纖維 耐火帶、第二納米阻燃絕緣層和阻燃外護(hù)套；即得到一種高強(qiáng)度阻燃防火電力電纜。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是： 本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種高強(qiáng)度阻燃防火電力電纜的耐火試驗(yàn)不僅滿足國(guó)標(biāo)GB/T 19216的 要求，在導(dǎo)體之間施加1000V電壓，在火焰溫度為950-1000°C的火焰中燃燒3h，電纜既不短 路也不開(kāi)路。還可滿足英國(guó)BS6387標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的A級(jí)、B級(jí)和C級(jí)的要求，同時(shí)，在燃燒中 還可耐受水噴淋(W級(jí)）與抗機(jī)械沖擊（X級(jí)、Y級(jí)、Z級(jí)）；試驗(yàn)過(guò)程中，電纜既不短路也不開(kāi) 路。