一种环保型防火电缆及其制备方法

技术领域

本发明涉及电缆的技术领域，特别是涉及一种环保型防火电缆及其制备方法。

背景技术

防火电缆，广义上来说是具有防火性能电线电缆的总称，是指在火灾条件下具有能直接或间接减少火灾损失特性的一类电线电缆，通常分为阻燃电线电缆和耐火电线电缆两类，阻燃，电缆在规定的试验条件下燃烧时，撤去火源后，火焰在电缆试样上蔓延但不超过规定的范围并且自行熄灭的特性，即阻止或延缓火焰发生或蔓延的能力。

申请号为2022111883027的专利涉及一种低烟的环保型耐高温防火电缆，包括耐热内衬层，所述耐热内衬层内壁等距固定连接有支撑条，所述耐热内衬层内部中心位置处安装有硅橡胶玻璃套管，所述导体套管内部均匀填充有导体，但是该电缆的防火性能主要是在电缆燃烧时才能顺利触发其阻燃剂和氢氧化铝粉末的喷出，防火效果不明显。

申请号为2015100598594的专利涉及一种环保型柔性防火电缆所述的防火绝缘电缆由外包层和内芯构成，内芯由单芯电缆线芯或者多芯电缆线芯绞合而成，电缆线芯外部绕包有双防火绝缘层，该装置主要是避免外部火焰对电缆的影响，但电缆连接处容易产生电弧和电火花以及电缆电流过载是引起火灾的重要因素，因此该电缆在防火时存在局限性。

现有技术中的电缆往往通过在绝缘层添加阻燃剂进行防火，但是这种方法制成的电缆绝缘层依旧会燃烧，并且在电缆起火后辅助灭火的功效很小，电缆起火后的烟雾也无法有效的消除。

同时，电缆的起火位置往往是从电缆的相互连接处开始，电缆的连接处容易受到老化的影响而短路形成高温引起火灾，而电缆连接处往往在墙体上呈竖直布置，电缆连接处起火后会沿着电缆线进行蔓延。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种抗老化，防火性能优异的环保型防火电缆及其制备方法。

本发明的一种环保型防火电缆及其制备方法，包括电缆本体、连接座，墙面和防火除烟组件，所述电缆本体与连接座连接，所述连接座设置于墙面侧端，所述防火除烟组件设置于电缆本体外端，所述防火除烟组件位于连接座顶端；

所述防火除烟组件包括安装壳，所述安装壳设置于墙面的侧端，所述安装壳远离墙面的一侧设置有干粉灭火瓶，所述干粉灭火瓶的输出端设置有电控阀，所述安装壳靠近墙面的一侧设置有喷射组件，所述喷射组件与干粉灭火瓶连通，所述安装壳设置有摇摆组件，所述摇摆组件远离安装壳的一侧设置有U形管道,所述U形管道远离连接座的一侧与外接气泵连通，所述安装壳外侧设置有控制器，所述干粉灭火瓶靠近U形管道的一侧设置有触控开关，所述U形管道中设置有烟雾传感器，喷射组件用于将干粉灭火瓶中的粉末喷洒在电缆本体上，摇摆组件用于辅助喷射组件的使用，控制器用于控制设备的协同运作。

优选的，所述电缆本体包括内芯，所述内芯外端设置有内绝缘套，三个所述内芯穿过防护组件，所述防护组件外端设置有外绝缘套，所述内芯由镀上金属镍镀层的铜丝绞合而成，所述内绝缘套和外绝缘套均采用陶瓷化硅橡胶材料，铜丝表面通过镀上耐高温且分子比较稳定的金属镀层镍，有效避免了铜丝在高温状态下氧化现象的发生，同时通过陶瓷化硅橡胶材料在350℃以上温度开始变硬结成陶瓷状的壳体，在火灾情况下“陶瓷化”坚硬的壳体可以起到很好的阻燃、耐火、防火和隔火的作用。

优选的，所述防护组件包括密封罩，所述密封罩内设置有空腔，所述密封罩设置有通道，所述内绝缘套穿过通道，所述通道外侧设置有密封圈，所述密封圈设置于空腔内壁上，当内芯产生电弧和电火花时，电弧电火花的高温使密封块熔化，密封圈受到空腔高压的影响使粉末状的陶瓷化硅橡胶材料由喷口喷出到内芯外侧形成新的绝缘层，保证内芯的正常通电。

优选的，所述密封圈与通道之间填充有粉末状的陶瓷化硅橡胶材料，所述通道的通道壁上设置有喷口，所述喷口内设置有密封块，两个所述防护组件通过连通组件连通，所述空腔内填充有氢氧化铝粉末，氢氧化铝粉末用于电缆起火时的辅助灭火和除烟。

优选的，所述连通组件包括外管，所述外管设置于密封罩的侧端，所述外管侧端设置有开口，所述外管内设置有内管，所述内管设置有第一连通管和第二连通管，所述外管外侧设置有第一连通口和第二连通口，所述第一连通管、第一连通口和外管一侧的开口对应，所述第二连通管、第二连通口和外管另一侧的开口对应，所述内管与外管的内壁通过阻尼杆连接，当空腔内压力不足时，该空腔隔壁的防护组件中的压力通过连通组件进行补充，进而对压力不足的空腔进行补充。

优选的，所述喷射组件包括喷管，所述喷管设置于安装壳靠近墙面的一侧，所述喷管靠近电缆本体的一侧设置有喷头，多个所述喷头均匀排列，所述喷管通过连接管与电控阀连通，多个喷头均匀的将干粉喷射在电缆本体表面进行辅助灭火。

优选的，所述摇摆组件包括滑块，所述安装壳外侧设置有滑槽，所述滑块在滑槽内进行滑动，所述U形管道固定设置于滑块远离电缆本体的一侧，所述安装壳在滑槽的侧端设置有气缸。

优选的，所述气缸的输出端设置有伸缩杆，所述伸缩杆的末端固定设置于滑块的侧端，所述气缸通过分流管与喷管和电控阀之间的连接管连通，气缸通过分流管与喷管和电控阀之间的连接管连通，干粉灭火瓶靠近U形管道的一侧设置有触控开关，电控阀控制干粉灭火瓶的打开与关闭，滑块在滑槽中进行滑动。

优选的，所述U形管道远离连接座的一侧设置有软管，所述软管与外接气泵连通，所述U形管道设置有敲击球，所述敲击球位于安装壳远离电缆本体的一侧，所述U形管道位于安装壳远离电缆本体一侧的末端设置有收集罩，所述烟雾传感器设置于U形管道靠近收集罩的一侧，外接气泵产生的风力作用于U形管道内，使收集罩能够对烟雾进行收集，烟雾传感器用于对烟雾浓度进行检测。

本发明的一种环保型防火电缆的制备方法，包括以下步骤：

S1、将铜丝表面镀上金属镍镀层后，多根铜丝相互绞合形成内芯，所述内芯外侧包裹由陶瓷化硅橡胶材料制成的内绝缘套，而后将三根所述内芯呈三角形排列；

S2、通过防护组件上的喷口将粉末状的陶瓷化硅橡胶材料填充进入到所述密封圈与通道之间，而后通过密封块对喷口进行封堵；

S3、将多个所述防护组件通过连通组件进行相互拼接，将S1中三根包裹有所述内绝缘套的所述内芯穿过所述防护组件的通道，每根所述内芯对应一个所述通道；

S4、将多个所述防护组件的外侧包裹上由陶瓷化硅橡胶材料制成的外绝缘套，通过连通组件将二氧化碳气体和氢氧化铝粉末充入到所述空腔内，使空腔内形成高压环境；

S5、对位于所述电缆本体两端的连通组件进行封堵，以使电缆本体保持稳定状态，而后使电缆本体与防火除烟组件进行正常接线使用。

与现有技术相比本发明的有益效果为：

1、内芯的铜丝表面镀上高温分子结构稳定的金属镍，使内芯导体性能保持最优状态，且多股铜丝绞合形成内芯，避免集肤效应，提高了电流分布的均匀性，增大了电缆载流容量，采用陶瓷化硅橡胶材料制成的内外绝缘层，提高了电缆绝缘耐温等级，有效确保了长期高温环境下电缆的绝缘性能；

2、本发明通过设置防护组件，当内绝缘套老化后，两个内芯之间产生的电弧电火花容易击穿内绝缘层，在空腔内压力和电弧电火花高温的配合下使粉末状的陶瓷化硅橡胶材料由喷口喷出到内芯外侧形成新的绝缘层，保证内芯的正常通电。

3、本发明通过设置防火除烟组件，通过干粉灭火瓶、外接气泵和滑块等装置相互之间的配合，对电缆本体易起火位置进行灭火和除烟，避免火势的蔓延，降低电缆起火引起的黑烟对人体的伤害，提高了电缆使用的环保性和防火性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明另一视角的结构示意图；

图3是防火除烟组件的结构示意图；

图4是防护组件和外绝缘套的结构示意图；

图5是内绝缘套和密封罩等装置的剖切结构示意图；

图6是防护组件和连通组件的结构示意图；

图7是电缆本体的剖面结构示意图；

图8是喷口和密封块的结构示意图；

图9是连通组件的剖面结构示意图；

图10是电缆本体和喷管等装置的剖面结构示意图；

图11是外接气泵反转时U形管道的风力方向示意图。

附图标记：1、电缆本体；2、连接座；3、墙面；4、防火除烟组件；5、喷射组件；6、摇摆组件；7、防护组件；8、连通组件；101、内芯；102、内绝缘套；103、外绝缘套；401、安装壳；402、干粉灭火瓶；403、电控阀；404、U形管道；405、软管；406、敲击球；407、收集罩；501、喷管；502、喷头；601、滑块；602、滑槽；603、气缸；604、伸缩杆；605、分流管；701、密封罩；702、空腔；703、通道；704、密封圈；705、喷口；706、密封块；801、外管；802、开口；803、内管；804、第一连通管；805、第二连通管；806、第一连通口；807、第二连通口；808、阻尼杆。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

实施例1

如图1至图9所示的一种环保型防火电缆，包括包括电缆本体1，电缆本体1包括内芯101，内芯101外端设置有内绝缘套102，三个内芯101穿过防护组件7，防护组件7外端设置有外绝缘套103，内芯101由镀上金属镍镀层的铜丝绞合而成，内绝缘套102和外绝缘套103均采用陶瓷化硅橡胶材料，铜丝表面通过镀上耐高温且分子比较稳定的金属镀层镍，有效避免了铜丝在高温状态下氧化现象的发生，确保了铜丝在高温状态下的导电性，并且铜丝多股绞合，绞合间距从内向外逐层减小，以确保导体的柔韧性能，且这种结构能够有效避免集肤效应的产生，同时通过陶瓷化硅橡胶材料在350℃以上温度开始变硬结成陶瓷状的壳体，在火灾情况下“陶瓷化”坚硬的壳体可以起到很好的阻燃、耐火、防火和隔火的作用。

防护组件7包括密封罩701，密封罩701内设置有空腔702，密封罩701设置有通道703，内绝缘套102穿过通道703，通道703外侧设置有密封圈704，密封圈704设置于空腔702内壁上，密封圈704与通道703之间填充有粉末状的陶瓷化硅橡胶材料，通道703的通道壁上设置有喷口705，喷口705内设置有密封块706，两个防护组件7通过连通组件8连通，空腔702内填充有氢氧化铝粉末，通过连通组件8对空腔702内充入二氧化碳气体，使空腔702内形成高压，当内芯101产生电弧和电火花时，电弧电火花的高温使密封块706熔化，密封圈704受到空腔702高压的影响使粉末状的陶瓷化硅橡胶材料由喷口705喷出到内芯101外侧形成新的绝缘层，保证内芯101的正常通电。

连通组件8包括外管801，外管801设置于密封罩701的侧端，外管801侧端设置有开口802，外管801内设置有内管803，内管803设置有第一连通管804和第二连通管805，外管801外侧设置有第一连通口806和第二连通口807，第一连通管804、第一连通口806和外管801一侧的开口802对应，第二连通管805、第二连通口807和外管801另一侧的开口802对应，内管803与外管801的内壁通过阻尼杆808连接，两个空腔702通过连通组件8进行连通，当空腔702内压力不足时，该空腔702隔壁的防护组件7中的压力通过连通组件8进行补充，进而对压力不足的空腔702进行补充。

本发明在使用时，铜丝表面通过镀上耐高温且分子就够比较稳定的金属镀层，有效避免了铜丝在高温状态下氧化现象的发生，确保了铜丝在高温状态下的导电性，并且铜丝多股绞合，绞合间距从内向外逐层减小，以确保导体的柔韧性能，且这种结构能够有效避免集肤效应的产生，同时通过陶瓷化硅橡胶材料在350℃以上温度开始变硬结成陶瓷状的壳体，在火灾情况下“陶瓷化”坚硬的壳体可以起到很好的阻燃、耐火、防火和隔火的作用。

电缆本体1在长期使用过程中，会存在绝缘层老化的现象，当内绝缘套102发生老化后，两个内芯101之间容易产生电弧电火花的现象，而当电缆的通电电压高时，存在电弧击穿绝缘层的现象，使内绝缘套102失效，此时，电弧的高温会使密封块706熔化，密封圈704受到空腔702高压的影响使粉末状的陶瓷化硅橡胶材料由喷口705喷出到内芯101外侧形成新的绝缘层，保证内芯101的正常通电。

当空腔702内压力不足时，该空腔702隔壁的防护组件7中的压力通过连通组件8进行补充，进而对压力不足的空腔702进行补充，以保证电缆后续的稳定使用。

当电缆本体1失火后，受到火势的影响，电缆本体1容易被烧断，而电缆本体1被烧断后，空腔702内的氢氧化铝粉末排出，而氢氧化铝粉末作为良好的阻燃剂，其分解吸收大量的热，对电缆本体1进行降温，并且氢氧化铝分解后形成的水蒸气能够对燃烧产生的黑烟进行辅助沉降，提高了电缆使用的环保性和防火性。

实施例2

基于上述实施例1的一种环保型防火电缆，虽然该电缆在使用时能够有效的阻燃、耐火、防火和隔火，并且在电缆起火后能够进行进行辅助灭火和灭烟，但是该电缆在具体使用过程中，电缆的起火位置往往是从电缆的相互连接处开始，电缆的连接处容易受到老化的影响而短路形成高温引起火灾，而电缆连接处往往在墙体上呈竖直布置，电缆连接处起火后会沿着电缆线进行蔓延，并且电缆燃烧形成的黑烟对人体存在极大的危害，为了从火灾的源头进行电缆的防火和除烟，我们提出以下技术方案：

如图1至图11所示的一种环保型防火电缆，防火除烟组件4包括安装壳401，安装壳401设置于墙面3的侧端，安装壳401远离墙面3的一侧设置有干粉灭火瓶402，干粉灭火瓶402的输出端设置有电控阀403，安装壳401靠近墙面3的一侧设置有喷射组件5，喷射组件5与干粉灭火瓶402连通，安装壳401设置有摇摆组件6，摇摆组件6远离安装壳401的一侧设置有U形管道404,U形管道404远离连接座2的一侧与外接气泵连通，安装壳401外侧设置有控制器，U形管道404中设置有烟雾传感器，喷射组件5用于将干粉灭火瓶402中的粉末喷洒在电缆本体1上，摇摆组件6用于辅助喷射组件5的使用，控制器用于控制设备的协同运作。

喷射组件5包括喷管501，喷管501设置于安装壳401靠近墙面3的一侧，喷管501靠近电缆本体1的一侧设置有喷头502，多个喷头502均匀排列，喷管501通过连接管与电控阀403连通，多个喷头502均匀的将干粉喷射在电缆本体1表面进行辅助灭火。

摇摆组件6包括滑块601，安装壳401外侧设置有滑槽602，滑块601在滑槽602内进行滑动，U形管道404固定设置于滑块601远离电缆本体1的一侧，安装壳401在滑槽602的侧端设置有气缸603，气缸603的输出端设置有伸缩杆604，伸缩杆604的末端固定设置于滑块601的侧端，气缸603通过分流管605与喷管501和电控阀403之间的连接管连通，干粉灭火瓶402靠近U形管道404的一侧设置有触控开关，电控阀403控制干粉灭火瓶402的打开与关闭，滑块601在滑槽602中进行滑动。

U形管道404远离连接座2的一侧设置有软管405，软管405与外接气泵连通，U形管道404设置有敲击球406，敲击球406位于安装壳401远离电缆本体1的一侧，U形管道404位于安装壳401远离电缆本体1一侧的末端设置有收集罩407，烟雾传感器设置于U形管道404靠近收集罩407的一侧，外接气泵产生的风力作用于U形管道404内，使收集罩407能够对烟雾进行收集。

喷口705设置在远离连接座2的一侧，由喷口705排出的粉末状的陶瓷化硅橡胶材料将烟雾排向连接座2，烟雾由连接座2进行排出。

本装置在使用时，当电缆本体1和连接座2的连接处出现电路故障时，电缆本体1和连接座2的连接处往往会产生黑烟，而黑烟上升进入到收集罩407内后，烟雾传感器可以检测到由收集罩407进入到U形管道404内烟雾的浓度，黑烟的蔓延会对维修人员的健康形成极大的危害。

当烟雾传感器检测到的烟雾浓度大于零而低于阈值时，控制器判断电缆本体1和连接座2的连接出现故障，此时烟雾传感器中的蜂鸣器产生蜂鸣以警示，并且控制器控制外接气泵正转形成吸力，进而使收集罩407形成吸力，在收集罩407的辅助下，使电缆本体1和连接座2连接处产生的黑烟进入到U形管道404中，黑烟最终由软管405进行排出，从而降低黑烟的弥漫，同时由于烟雾传感器中蜂鸣器的提醒，使维修人员能够快速定位事故发生的位置，提高了设备使用的环保性和便捷性。

当烟雾传感器检测到的烟雾浓度大于阈值时，控制器判断电缆本体1和连接座2的连接处已经起火，而火势容易沿着电缆本体1进行蔓延，此时烟雾传感器中的蜂鸣器产生蜂鸣以警示，控制器控制两个电控阀403中的一个打开，该电控阀403对应的干粉灭火瓶402与喷管501连通，干粉灭火瓶402中的干粉通过喷管501上的喷头502均匀的喷洒在电缆本体1的外表面，干粉灭火瓶402中的干粉在进入到喷管501时，其中一部分干粉通过分流管605进入到气缸603中，使该气缸603对应的伸缩杆604进行移动，使滑块601在滑槽602中进行滑动，滑块601向另一个干粉灭火瓶402进行移动，在滑块601移动到另一个干粉灭火瓶402的位置时，U形管道404上的敲击球406会敲打在该干粉灭火瓶402对应位置触控开关上，并使干粉灭火瓶402震动，干粉灭火瓶402的震动使瓶内的干粉震动，使干粉灭火瓶402内干粉的排出更加流畅，并且由于敲击球406对触控开关的敲击，控制器控制原先打开的电控阀403管壁，控制器控制原先管壁的电控阀403打开，保证喷头502稳定喷出干粉的过程中，使摇摆组件6进行往复摆动以使两个干粉灭火瓶402进行震动，干粉灭火瓶402的长期放置会使内部干粉板结，而干粉灭火瓶402的震动使内部干粉分散摇匀，使干粉灭火瓶402的出粉更加均匀，同时喷头502喷出的干粉对火势进行隔断，避免电缆本体1和连接座2连接处的火灾向上方的蔓延。

当烟雾传感器检测到的烟雾浓度大于阈值时，控制器控制外接气泵反转形成吹力，外接气泵的吹力由软管405进入到U形管道404内，使U形管道404靠近电缆本体1的一侧出口形成吹力，U形管道404靠近收集罩407的一侧形成吸力，使电缆本体1和连接座2连接处起火形成的黑烟由收集罩407吸入，而后黑烟由U形管道404排出到喷头502喷出的干粉处，黑烟与干粉混合后能够快速沉降，以避免黑烟的蔓延，并且受到U形管道404吹力的影响，干粉被吹向起火处进行辅助灭火，同时随着滑块601的移动，使干粉均匀的吹向起火处，使干粉的灭火效果更好，并且黑烟中的二氧化碳也能进行辅助灭火，提高了设备使用的环保性和防火性。

当摇摆组件6在进行往复摆动的过程中，U形管道404在不同电缆本体1对应位置处烟雾传感器检测到的烟雾浓度不同，通过烟雾传感器检测到的烟雾浓度，控制器判断烟雾浓度最大的位置处即为电缆本体1的起火点，而后控制器通过协同控制两个电控阀403使U形管道404移动到烟雾浓度最大的位置，使U形管道404靠近电缆本体1的一侧对准烟雾浓度最大处，使收集罩407能够将烟雾进行更高效的收集，同时在外接气泵的辅助下使喷头502喷出的干粉能够更精准的吹向电缆本体1的起火点，使干粉的灭火降温效果更好，提高了设备使用的防火形和环保性。

实施例3

本发明的一种环保型防火电缆的制备方法，包括以下步骤：

S1、将铜丝表面镀上金属镍镀层后，多根铜丝相互绞合形成内芯101，内芯101外侧包裹由陶瓷化硅橡胶材料制成的内绝缘套102，而后将三根内芯101呈三角形排列；

S2、通过防护组件7上的喷口705将粉末状的陶瓷化硅橡胶材料填充进入到密封圈704与通道703之间，而后通过密封块706对喷口705进行封堵；

S3、将多个防护组件7通过连通组件8进行相互拼接，将S1中三根包裹有内绝缘套102的内芯101穿过防护组件7的通道703，每根内芯101对应一个通道703；

S4、将多个防护组件7的外侧包裹上由陶瓷化硅橡胶材料制成的外绝缘套103，通过连通组件8将二氧化碳气体和氢氧化铝粉末充入到空腔702内，使空腔702内形成高压环境；

S5、对位于电缆本体1两端的连通组件8进行封堵，以使电缆本体1保持稳定状态，而后使电缆本体1与防火除烟组件7进行正常接线使用。

本发明通过设置防火除烟组件7，通过干粉灭火瓶402、外接气泵和滑块601等装置相互之间的配合，对电缆本体1易起火位置进行灭火和除烟，避免火势的蔓延，降低电缆起火引起的黑烟对人体的伤害，提高了电缆使用的环保性和防火性

本发明的一种环保型防火电缆及其制备方法，其安装方式、连接方式或设置方式均为常见机械方式，只要能够达成其有益效果的均可进行实施。

本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。