一种防火耐冲击型电缆及生产工艺

技术领域

本发明属于电缆技术领域，具体涉及一种防火耐冲击型电缆及生产工艺。

背景技术

电缆作为电能或信号传输装置，是电力中用量最大的设备。电缆通常由几根或几组导线组成。电缆有五大种类，其中，电力电缆在电力系统主干线路中是用以传输和分配大功率电能的电缆产品，常用于城市地下电网、发电站引出线路、工矿企业内部供电及过江海水下输电线。

随着高分子材料工业的发展，各种环保、阻燃和防火的电缆层出不穷，如公开号为CN102855985A的中国发明专利，公开了一种无机材料高阻燃防火电缆，其通过利用陶瓷化硅橡胶，可以起到阻燃效果，一定程度上能够保证电缆的绝缘性能。

然而，该电缆在使用时，抗冲击能力相对较差，即在火灾发生时，若电缆受到外力冲击，电缆的阻燃或防火结构层容易出现脱落，进而导致电缆的导体容易失去保护，使得电缆各导体之间会接触发生短路现象，从而容易存在更大的安全隐患。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防火耐冲击型电缆及生产工艺，其能够解决上述的电缆防冲击能力差的问题。

为了实现上述目的，本发明一具体实施例提供的技术方案如下：

一种防火耐冲击型电缆，包括引导管、若干绝缘线缆、铠装层、耐高温抗冲击填料二和保护层；

若干所述绝缘线缆围绕所述引导管相互绞合；

其中，所述绝缘线缆包括导体，所述导体外连接有绝缘层，所述绝缘层外绕包有耐火层，所述耐火层外设有阻燃层一，所述耐火层与阻燃层一之间嵌设有防冲击机构，所述阻燃层一外绕包有抗冲击层；

所述铠装层设于所述绝缘线缆外侧；

所述耐高温抗冲击填料二填充于所述绝缘线缆与所述铠装层之间；

所述保护层连接于所述铠装层外侧。

在本发明的一个或多个实施例中，所述防冲击机构包括若干防冲击件，所述防冲击件嵌设于所述耐火层与所述阻燃层一之间，每六个所述防冲击件为一组，一组所述防冲击件呈同一圆周均匀分布，防冲击件用于支撑耐火层和阻燃层一，进而可以提高整体的抗冲击能力，当电缆在受到外力冲击时，避免防火结构层出现脱落的问题，进而可以保证电缆整体的防火效果。

在本发明的一个或多个实施例中，同一圆周相邻所述防冲击件之间连接有连接管一，不同圆周相邻所述防冲击件之间连接有连接管二，使得若干防冲击件可以连接成一个整体，进而可以提高电缆整体的抗冲击能力。

在本发明的一个或多个实施例中，所述耐火层与所述阻燃层一之间填充有耐高温抗冲击填料一，用于进一步提高电缆整体的抗冲击能力，同时也可以提高整体的防火能力。

在本发明的一个或多个实施例中，所述防冲击件内设有空腔，所述连接管一内设有连通腔，所述空腔与连通腔相连通，所述空腔与连通腔内均设有挥发液，利用挥发液可以进一步提高整体的防火能力，当阻燃层一和抗冲击层破损时，利用挥发液可以起到灭火效果，进而可以大大提高整体的防火能力。

在本发明的一个或多个实施例中，所述连接管一侧壁设有若干通孔，所述连通腔通过通孔与所述阻燃层一内侧相连通，通孔用于释放挥发液，进而可以提高整体的防火能力；

所述连接管一外侧设有保护膜，所述保护膜覆盖于所述通孔，当电缆整体不受火灾影响时，挥发液不会从通孔泄露。

在本发明的一个或多个实施例中，所述铠装层内侧设有若干支撑条，所述支撑条与所述绝缘线缆相对应，支撑条一方面可以固定绝缘线缆，另一方面可以提高整体的抗冲击能力。

一种所述的防火耐冲击型电缆的生产工艺，包括以下步骤：

S1、制备若干绝缘线缆；

S2、将S1制备的若干绝缘线缆围绕引导管相互绞合，并将金属橡胶材料挤压式挤包在绝缘线缆外侧，形成与绝缘线缆一一对应的支撑条；

S3、在绝缘线缆的绞合缝隙内填充耐高温抗冲击填料二，并将低烟无卤阻燃玻纤带绕包在绝缘线缆的外侧，形成铠装层；

S4、将金属铠装材料包覆在铠装层外部，并在金属铠装结构层的外部挤包无卤低烟阻燃弹性材料，形成复合结构的保护层。

在本发明的一个或多个实施例中，所述S1具体包括以下步骤：

S101、利用拉丝机将铜材料拉成一定直径的线材，形成导体；

S102、在导体的外表面注塑包覆发泡绝缘材料，待发泡绝缘材料冷却后，可以形成绝缘层；

S103、在绝缘层的表面绕包耐火层，并将防冲击机构绕包在耐火层表面；

S104、在防冲击机构的防冲击件的各个空腔内分别灌装挥发液，在灌装过程中采用耐高温缓冲带绕包在防冲击件外周，将耐高温抗冲击填料一填充在多个防冲击件缝隙之间；

S105、将低烟无卤阻燃玻纤带绕包在耐火层的外侧，形成阻燃层一；

S106、将铝护套挤包在阻燃层一外部，烘干、去除铝护套挤包层表面的水分，在铝护套挤包层的外部挤包聚乙烯塑料层，形成复合结构的抗冲击层。

在本发明的一个或多个实施例中，所述耐高温抗冲击填料一按质量百分比计，包括以下组成：氢氧化镁50-75％，陶瓷粒2-8％，碳酸镁钙5-8％和二氧化硅2-6％。

与现有技术相比，本发明的一种防火耐冲击型电缆，不仅可以保证电缆的防火效果，同时也可以大大提高电缆整体的抗冲击能力，避免电缆在受到外力冲击时，防火结构层出现脱落的问题，进而可以保证电缆整体的防火效果，有效的避免电缆各导体因接触而出现的短路问题，大大降低电缆的安全隐患。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例中一种防火耐冲击型电缆的剖面图；

图2为本发明一实施例中绝缘线缆的剖面图；

图3为图2中A处结构示意图；

图4为本发明一实施例中一种防冲击机构的立体图；

图5为本发明一实施例中一种防火耐冲击型电缆的测试结果图。

主要附图标记说明：

1-引导管，2-绝缘线缆，201-导体，202-绝缘层，203-耐火层，204-防冲击件，205-连接管一，206-连接管二，207-阻燃层一，208-耐高温抗冲击填料一，209-抗冲击层，210-挥发液，211-连通腔，212-通孔，213-保护膜，3-铠装层，301-支撑条，4-耐高温抗冲击填料二，5-保护层。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

如图1-图4所示，本发明公开了一种防火耐冲击型电缆，包括引导管1、若干绝缘线缆2、铠装层3、耐高温抗冲击填料二4和保护层5。

优选的，引导管1为橡胶材质。

其中，若干绝缘线缆2围绕引导管1相互绞合，利用绝缘线缆2围绕引导管1绞合的方式，可以提高电缆整体连接的紧密性，使得电缆整体可以连接成一个整体。

另外，绝缘线缆2包括导体201，导体201外连接有绝缘层202，绝缘层202外绕包有耐火层203，耐火层203外设有阻燃层一207。

如图1-图4所示，耐火层203与阻燃层一207之间嵌设有防冲击机构。利用防冲击机构可以提高电缆整体的抗冲击能力，避免电缆在受到外力冲击时，防火结构层出现脱落的问题，进而可以保证电缆整体的防火效果，有效的避免电缆各导体201因接触而出现的短路问题，大大降低电缆的安全隐患。

其中，防冲击机构包括若干防冲击件204，防冲击件204嵌设于耐火层203与阻燃层一207之间，每六个防冲击件204为一组，一组防冲击件204呈同一圆周均匀分布。防冲击件204用于支撑耐火层203和阻燃层一207，进而可以提高整体的抗冲击能力，当电缆在受到外力冲击时，避免防火结构层出现脱落的问题，进而可以保证电缆整体的防火效果。

另外，同一圆周相邻防冲击件204之间连接有连接管一205，不同圆周相邻防冲击件204之间连接有连接管二206，使得若干防冲击件204可以连接成一个整体，进而可以提高电缆整体的抗冲击能力。

具体地，耐火层203与阻燃层一207之间填充有耐高温抗冲击填料一208，用于进一步提高电缆整体的抗冲击能力，同时也可以提高整体的防火能力。

此外，防冲击件204内设有空腔，连接管一205内设有连通腔211，空腔与连通腔211相连通，空腔与连通腔211内均设有挥发液210。利用挥发液210可以进一步提高整体的防火能力，当阻燃层一207和抗冲击层209破损时，利用挥发液210可以起到灭火效果，进而可以大大提高整体的防火能力。

优选的，挥发液210为水。

如图1-图4所示，连接管一205侧壁设有若干通孔212，连通腔211通过通孔212与阻燃层一207内侧相连通，通孔212用于释放挥发液210，进而可以提高整体的防火能力。

其中，连接管一205外侧设有保护膜213，保护膜213覆盖于通孔212，当电缆整体不受火灾影响时，挥发液210不会从通孔212泄露。

另外，阻燃层一207外绕包有抗冲击层209。

具体地，铠装层3设于绝缘线缆2外侧，铠装层3内侧设有若干支撑条301，支撑条301与绝缘线缆2相对应，支撑条301一方面可以固定绝缘线缆2，另一方面可以提高整体的抗冲击能力。

此外，耐高温抗冲击填料二4填充于绝缘线缆2与铠装层3之间。

如图1-图4所示，保护层5连接于铠装层3外侧。

实施例一

一种防火耐冲击型电缆的生产工艺，包括以下步骤：

S1、制备若干绝缘线缆2；

S2、将S1制备的若干绝缘线缆2围绕引导管1相互绞合，并将金属橡胶材料挤压式挤包在绝缘线缆2外侧，形成与绝缘线缆2一一对应的支撑条301；

S3、在绝缘线缆2的绞合缝隙内填充耐高温抗冲击填料二4，并将低烟无卤阻燃玻纤带绕包在绝缘线缆2的外侧，形成铠装层3；

S4、将金属铠装材料包覆在铠装层3外部，并在金属铠装结构层的外部挤包无卤低烟阻燃弹性材料，形成复合结构的保护层5。

其中，S1具体包括以下步骤：

S101、利用拉丝机将铜材料拉成一定直径的线材，形成导体201；

S102、在导体201的外表面注塑包覆发泡绝缘材料，待发泡绝缘材料冷却后，可以形成绝缘层202；

S103、在绝缘层202的表面绕包耐火层203，并将防冲击机构绕包在耐火层203表面；

S104、在防冲击机构的防冲击件204的各个空腔内分别灌装挥发液210，在灌装过程中采用耐高温缓冲带绕包在防冲击件204外周，将耐高温抗冲击填料一208填充在多个防冲击件204缝隙之间；

S105、将低烟无卤阻燃玻纤带绕包在耐火层203的外侧，形成阻燃层一207；

S106、将铝护套挤包在阻燃层一207外部，烘干、去除铝护套挤包层表面的水分，在铝护套挤包层的外部挤包聚乙烯塑料层，形成复合结构的抗冲击层209。

另外，耐高温抗冲击填料一208按质量百分比计，包括以下组成：氢氧化镁50％，陶瓷粒2％，碳酸镁钙5％和二氧化硅2％。

实施例二

一种防火耐冲击型电缆的生产工艺，包括以下步骤：

S1、制备若干绝缘线缆2；

S2、将S1制备的若干绝缘线缆2围绕引导管1相互绞合，并将金属橡胶材料挤压式挤包在绝缘线缆2外侧，形成与绝缘线缆2一一对应的支撑条301；

S3、在绝缘线缆2的绞合缝隙内填充耐高温抗冲击填料二4，并将低烟无卤阻燃玻纤带绕包在绝缘线缆2的外侧，形成铠装层3；

S4、将金属铠装材料包覆在铠装层3外部，并在金属铠装结构层的外部挤包无卤低烟阻燃弹性材料，形成复合结构的保护层5。

其中，S1具体包括以下步骤：

S101、利用拉丝机将铜材料拉成一定直径的线材，形成导体201；

S102、在导体201的外表面注塑包覆发泡绝缘材料，待发泡绝缘材料冷却后，可以形成绝缘层202；

S103、在绝缘层202的表面绕包耐火层203，并将防冲击机构绕包在耐火层203表面；

S104、在防冲击机构的防冲击件204的各个空腔内分别灌装挥发液210，在灌装过程中采用耐高温缓冲带绕包在防冲击件204外周，将耐高温抗冲击填料一208填充在多个防冲击件204缝隙之间；

S105、将低烟无卤阻燃玻纤带绕包在耐火层203的外侧，形成阻燃层一207；

S106、将铝护套挤包在阻燃层一207外部，烘干、去除铝护套挤包层表面的水分，在铝护套挤包层的外部挤包聚乙烯塑料层，形成复合结构的抗冲击层209。

另外，耐高温抗冲击填料一208按质量百分比计，包括以下组成：氢氧化镁53％，陶瓷粒3.5％，碳酸镁钙5.6％和二氧化硅3.7％。

实施例三

一种防火耐冲击型电缆的生产工艺，包括以下步骤：

S1、制备若干绝缘线缆2；

S2、将S1制备的若干绝缘线缆2围绕引导管1相互绞合，并将金属橡胶材料挤压式挤包在绝缘线缆2外侧，形成与绝缘线缆2一一对应的支撑条301；

S3、在绝缘线缆2的绞合缝隙内填充耐高温抗冲击填料二4，并将低烟无卤阻燃玻纤带绕包在绝缘线缆2的外侧，形成铠装层3；

S4、将金属铠装材料包覆在铠装层3外部，并在金属铠装结构层的外部挤包无卤低烟阻燃弹性材料，形成复合结构的保护层5。

其中，S1具体包括以下步骤：

S101、利用拉丝机将铜材料拉成一定直径的线材，形成导体201；

S102、在导体201的外表面注塑包覆发泡绝缘材料，待发泡绝缘材料冷却后，可以形成绝缘层202；

S103、在绝缘层202的表面绕包耐火层203，并将防冲击机构绕包在耐火层203表面；

S104、在防冲击机构的防冲击件204的各个空腔内分别灌装挥发液210，在灌装过程中采用耐高温缓冲带绕包在防冲击件204外周，将耐高温抗冲击填料一208填充在多个防冲击件204缝隙之间；

S105、将低烟无卤阻燃玻纤带绕包在耐火层203的外侧，形成阻燃层一207；

S106、将铝护套挤包在阻燃层一207外部，烘干、去除铝护套挤包层表面的水分，在铝护套挤包层的外部挤包聚乙烯塑料层，形成复合结构的抗冲击层209。

另外，耐高温抗冲击填料一208按质量百分比计，包括以下组成：氢氧化镁58％，陶瓷粒4.2％，碳酸镁钙6.5％和二氧化硅4.6％。

实施例四

一种防火耐冲击型电缆的生产工艺，包括以下步骤：

S1、制备若干绝缘线缆2；

S2、将S1制备的若干绝缘线缆2围绕引导管1相互绞合，并将金属橡胶材料挤压式挤包在绝缘线缆2外侧，形成与绝缘线缆2一一对应的支撑条301；

S3、在绝缘线缆2的绞合缝隙内填充耐高温抗冲击填料二4，并将低烟无卤阻燃玻纤带绕包在绝缘线缆2的外侧，形成铠装层3；

S4、将金属铠装材料包覆在铠装层3外部，并在金属铠装结构层的外部挤包无卤低烟阻燃弹性材料，形成复合结构的保护层5。

其中，S1具体包括以下步骤：

S101、利用拉丝机将铜材料拉成一定直径的线材，形成导体201；

S102、在导体201的外表面注塑包覆发泡绝缘材料，待发泡绝缘材料冷却后，可以形成绝缘层202；

S103、在绝缘层202的表面绕包耐火层203，并将防冲击机构绕包在耐火层203表面；

S104、在防冲击机构的防冲击件204的各个空腔内分别灌装挥发液210，在灌装过程中采用耐高温缓冲带绕包在防冲击件204外周，将耐高温抗冲击填料一208填充在多个防冲击件204缝隙之间；

S105、将低烟无卤阻燃玻纤带绕包在耐火层203的外侧，形成阻燃层一207；

S106、将铝护套挤包在阻燃层一207外部，烘干、去除铝护套挤包层表面的水分，在铝护套挤包层的外部挤包聚乙烯塑料层，形成复合结构的抗冲击层209。

另外，耐高温抗冲击填料一208按质量百分比计，包括以下组成：氢氧化镁66％，陶瓷粒5.9％，碳酸镁钙6.9％和二氧化硅5.3％。

实施例五

一种防火耐冲击型电缆的生产工艺，包括以下步骤：

S1、制备若干绝缘线缆2；

S2、将S1制备的若干绝缘线缆2围绕引导管1相互绞合，并将金属橡胶材料挤压式挤包在绝缘线缆2外侧，形成与绝缘线缆2一一对应的支撑条301；

S3、在绝缘线缆2的绞合缝隙内填充耐高温抗冲击填料二4，并将低烟无卤阻燃玻纤带绕包在绝缘线缆2的外侧，形成铠装层3；

S4、将金属铠装材料包覆在铠装层3外部，并在金属铠装结构层的外部挤包无卤低烟阻燃弹性材料，形成复合结构的保护层5。

其中，S1具体包括以下步骤：

S101、利用拉丝机将铜材料拉成一定直径的线材，形成导体201；

S102、在导体201的外表面注塑包覆发泡绝缘材料，待发泡绝缘材料冷却后，可以形成绝缘层202；

S103、在绝缘层202的表面绕包耐火层203，并将防冲击机构绕包在耐火层203表面；

S104、在防冲击机构的防冲击件204的各个空腔内分别灌装挥发液210，在灌装过程中采用耐高温缓冲带绕包在防冲击件204外周，将耐高温抗冲击填料一208填充在多个防冲击件204缝隙之间；

S105、将低烟无卤阻燃玻纤带绕包在耐火层203的外侧，形成阻燃层一207；

S106、将铝护套挤包在阻燃层一207外部，烘干、去除铝护套挤包层表面的水分，在铝护套挤包层的外部挤包聚乙烯塑料层，形成复合结构的抗冲击层209。

另外，耐高温抗冲击填料一208按质量百分比计，包括以下组成：氢氧化镁68％，陶瓷粒6.5％，碳酸镁钙7.4％和二氧化硅5.6％。

实施例六

一种防火耐冲击型电缆的生产工艺，包括以下步骤：

S1、制备若干绝缘线缆2；

S2、将S1制备的若干绝缘线缆2围绕引导管1相互绞合，并将金属橡胶材料挤压式挤包在绝缘线缆2外侧，形成与绝缘线缆2一一对应的支撑条301；

S3、在绝缘线缆2的绞合缝隙内填充耐高温抗冲击填料二4，并将低烟无卤阻燃玻纤带绕包在绝缘线缆2的外侧，形成铠装层3；

S4、将金属铠装材料包覆在铠装层3外部，并在金属铠装结构层的外部挤包无卤低烟阻燃弹性材料，形成复合结构的保护层5。

其中，S1具体包括以下步骤：

S101、利用拉丝机将铜材料拉成一定直径的线材，形成导体201；

S102、在导体201的外表面注塑包覆发泡绝缘材料，待发泡绝缘材料冷却后，可以形成绝缘层202；

S103、在绝缘层202的表面绕包耐火层203，并将防冲击机构绕包在耐火层203表面；

S104、在防冲击机构的防冲击件204的各个空腔内分别灌装挥发液210，在灌装过程中采用耐高温缓冲带绕包在防冲击件204外周，将耐高温抗冲击填料一208填充在多个防冲击件204缝隙之间；

S105、将低烟无卤阻燃玻纤带绕包在耐火层203的外侧，形成阻燃层一207；

S106、将铝护套挤包在阻燃层一207外部，烘干、去除铝护套挤包层表面的水分，在铝护套挤包层的外部挤包聚乙烯塑料层，形成复合结构的抗冲击层209。

另外，耐高温抗冲击填料一208按质量百分比计，包括以下组成：氢氧化镁75％，陶瓷粒8％，碳酸镁钙8％和二氧化硅6％。

取实施例一至实施例六中制得的电缆以及市售两种电缆分别进行防火测试和抗冲击强度测试，分别记作实施例一至实施例六，对比例一和对比例二，抗冲击强度测试包括如下步骤：

1.测试仪器和测试样本并排放于低温箱内，并保持在温度冷藏不少于16小时，包括测试仪器由室温冷却至所需温度的时间；

2.在规定时间过后，把样本轮流放上撞击测试仪上，锤子应从100mm高度跌下；

3.检测无外被电缆或电线的绝缘材料，要先待样本回复至室温，将缠绕的芯线样本拉直360至100mm长，再检查其绝缘材料；

4.检测电缆及电线的外被，要先待样本回复室温，再泡热水，之后沿电线中轴方向切开外被，检查外被内外及绝缘材料的外层。

实验结果如图5所示，根据图5可知，实施例一至实施例六中，防火等级均为A，抗冲击强度均大于3.2Mpa，对比例一和对比例二的防火等级为B，且抗冲击强度低于3Mpa。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。