一种高强度阻燃电缆及其制造方法

技术领域

本发明属于电缆技术领域，尤其涉及一种高强度阻燃电缆及其制造方法。

背景技术

电缆是指装有绝缘层和保护外皮的导线，由多股彼此绝缘的导线组合而成。并随着社会电力的发展，人们对户外耐低温高压电缆的需求日益增多。为了在高压电缆使用时避免因耐低温能力较差而影响到电力的传输和电缆的使用寿命，电缆行业正致力于研发一种适用于户外的高强度高阻燃性电缆。

现有技术中高强度阻燃电缆大多依赖于阻燃材质对其进行保护，却不具有对其降温处理的结构，不利于提高电缆的使用寿命。

因此，如何提供一种高强度阻燃电缆及其制造方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度阻燃电缆及其制造方法，旨在解决背景技术中所提到的问题。

本发明是这样实现的，一种高强度阻燃电缆，包括：

导线，所述导线设置有若干根；

阻燃防护层，所述阻燃防护层设置于导线的外侧；

散热固定机构，所述散热固定机构包括分隔基体和散温组件，所述分隔基体将若干根导线分隔固定，所述散温组件设置于分隔基体内，所述散温组件用于将导线的热量分散使其延缓分布；

连接块，所述连接块固定于分隔基体上并与阻燃防护层连接；

柔性填充层，所述柔性填充层填充于阻燃防护层内；

保护层，所述保护层固定于阻燃防护层的外侧；

灭火机构，所述灭火机构设置于保护层内。

优选地，所述连接块沿着圆周方向的两端分别为凸起部和锥端部，所述凸起部和锥端部分别嵌套于阻燃防护层内。

优选地，所述分隔基体包括：

导热管，所述导热管为圆管状，所述导热管设置于若干根导线之的内侧，所述导热管沿着导线的轴线方向分布；

弹性卡圈，所述弹性卡圈设置有若干组且沿着导热管圆周分布，每组所述弹性卡圈沿着导热管的轴线方向均匀分布且分别与一根导线相对；

所述弹性卡圈的内壁与导线之间设置有间歇，所述弹性卡圈与导热管之间的连接处设置有弧度。

优选地，所述散温组件包括：

第一薄膜层，所述第一薄膜层设置于导热管内，所述第一薄膜层设置有若干个且沿着导热管轴线均匀分布，所述第一薄膜层内设置有吸热液体；

第一导热板，所述第一导热板两端分别与弹性卡圈、第一薄膜层内侧连通；

隔热板，所述隔热板固定于第一薄膜层上，且两端延伸至第一薄膜层内外两侧；

所述导热管与弹性卡圈连接处内侧的位置为柔性破坏层，所述导热管除柔性破坏层的其他位置为支撑层；

所述导热管内设置有第一灭火干粉。

优选地，所述灭火机构包括：

灭火腔，所述灭火腔沿着散热固定机构的圆周方向均匀设置于保护层内；

干粉储存腔，所述干粉储存腔设置于分隔板之间，所述干粉储存腔内储存有第二灭火干粉；

第二薄膜层，所述第二薄膜层设置于干粉储存腔与保护层之间；

第三薄膜层，所述第三薄膜层设置于干粉储存腔远离第二薄膜层的一侧；

气体储存腔，所述气体储存腔设置于第三薄膜层远离干粉储存腔的一侧，所述气体储存腔内储存有二氧化碳气体；

第二导热板，所述第二导热板固定于灭火腔的两侧，所述第二导热板一端延伸至柔性填充层内。

优选地，所述第二灭火干粉内掺有防潮剂硬脂酸镁及滑石粉。

优选地，所述第二灭火干粉采用碳酸氢钠粉末制成，所述第三薄膜层远离干粉储存腔的一侧表面涂有导热涂层，所述干粉储存腔的内壁上涂有防水隔热涂层，所述第二薄膜层远离干粉储存腔的一侧表面涂有导热涂层。

优选地，所述第二薄膜层与灭火腔之间设置有防水腔，所述防水腔内设置有氧化钙粉末和色素。

优选地，所述保护层外套设有沾附层，所述沾附层为EVA热熔胶材料，所述沾附层的内部均匀混合有碳酸氢钠颗粒。

本发明还提供了一种高强度阻燃电缆的制造方法，具体步骤包括如下：

S100、制备导线，由内至外依次设置的导体电芯、半导体屏蔽层、耐火层、绝缘层、绝缘屏蔽层、防潮层和抗挤压层，抗挤压层为弹性橡胶材料且其外部涂设有阻水涂层，防潮层由吸水膨胀阻水材料制成，绝缘屏蔽层和防潮层之间设有金属屏蔽层，金属屏蔽层由镀锡金属丝编织形成，耐火层由陶瓷化硅橡胶制成；

S200、制备散热固定机构，导热管和弹性卡圈采用导热材料由注塑机注塑成型，后在导热管上开设通槽，在通槽上安装柔性破坏层；

S300、组装成型，将导线和柔性填充层嵌套于弹性卡圈内，再通过连接块包覆导热管、弹性卡圈和连接块，使得连接块与阻燃防护层固定后，依次包覆保护层、沾附层和网格喷槽。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过设置导线、阻燃防护层、连接块、柔性填充层、保护层、散热固定机构和灭火机构，在使用时，通过保护层能够起到耐磨效果，通过阻燃防护层可以起到阻燃的效果，通过分隔基体可以将多根导线等弧度分隔在阻燃防护层的内侧，以使得多根导线相互处于相互分离的状态，以避免导线之间相互摩擦和在外作用力下直接硬性接触而导致的结构损坏的问题发生，通过散温组件能够使得在高峰用电时期，由于高压高流作用下，导线产生的高温能够快速得以分散，达到普通用电时期，电缆的合理温度区间，从而避免引起燃烧，当度过高峰期，则可以通过电缆自然散热进行缓慢降温，具有良好的阻燃保护作用，并且，再进一步的情况下，还能够通过设置在保护层内的灭火机构对具有燃烧点的位置进行快速灭火，保证火灾控制在一定区间，起到最后的保障效果。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1为本发明实施例提供的一种高强度阻燃电缆的结构示意图。

图2为图1的A处结构示意图。

图3为图1的B处结构示意图。

附图中：1-导线；2-阻燃防护层；3-连接块；4-柔性填充层；5-保护层；6-导热管；7-弹性卡圈；8-第一薄膜层；9-第一导热板；10-隔热板；11-柔性破坏层；12-支撑层；13-凸起部；14-锥端部；15-灭火腔；16-干粉储存腔；17-第二薄膜层；18-第三薄膜层；19-气体储存腔；20-第二导热板；21-沾附层；22-耐磨层；23-网格喷槽；100-散热固定机构；200-灭火机构。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

如图1所示，为本发明一个实施例提供的一种高强度阻燃电缆的结构示意图，包括：

导线1，所述导线1设置有若干根；

阻燃防护层2，所述阻燃防护层2设置于导线1的外侧；

散热固定机构100，所述散热固定机构100包括分隔基体和散温组件，所述分隔基体将若干根导线1分隔固定，所述散温组件设置于分隔基体内，所述散温组件用于将导线1的热量分散使其延缓分布；

连接块3，所述连接块3固定于分隔基体上并与阻燃防护层2连接；

柔性填充层4，所述柔性填充层4填充于阻燃防护层2内；

保护层5，所述保护层5固定于阻燃防护层2的外侧；

灭火机构200，所述灭火机构200设置于保护层5内。

在本发明实施例中，在使用时，通过保护层5能够起到耐磨效果，通过阻燃防护层2可以起到阻燃的效果，通过分隔基体可以将多根导线1等弧度分隔在阻燃防护层2的内侧，以使得多根导线1相互处于相互分离的状态，以避免导线1之间相互摩擦和在外作用力下直接硬性接触而导致的结构损坏的问题发生，通过散温组件能够使得在高峰用电时期，由于高压高流作用下，导线1产生的高温能够快速得以分散，达到普通用电时期，电缆的合理温度区间，从而避免引起燃烧，当度过高峰期，则可以通过电缆自然散热进行缓慢降温，具有良好的阻燃保护作用，并且，再进一步的情况下，还能够通过设置在保护层5内的灭火机构200对具有燃烧点的位置进行快速灭火，保证火灾控制在一定区间，起到最后的保障效果。

其中，在本实施例的一种情况中，所述连接块3沿着圆周方向的两端分别为凸起部13和锥端部14，所述凸起部13和锥端部14分别嵌套于阻燃防护层2内，通过该结构能够使得连接块3与凸起部13、锥端部14之间具有一定的夹角，且柔性填充层4的外侧嵌入夹角内并与阻燃防护层2的内侧接触，从而将使得柔性填充层4与连接块3、分隔基体之间形成稳定的连接结构。

如图1、图2所示，作为本发明的一种优选实施例，所述分隔基体包括：

导热管6，所述导热管6为圆管状，所述导热管6设置于若干根导线1之的内侧，所述导热管6沿着导线1的轴线方向分布；

弹性卡圈7，所述弹性卡圈7设置有若干组且沿着导热管6圆周分布，每组所述弹性卡圈7沿着导热管6的轴线方向均匀分布且分别与一根导线1相对；

所述弹性卡圈7的内壁与导线1之间设置有间歇，所述弹性卡圈7与导热管6之间的连接处设置有弧度。

在本发明实施例中，导热管6与弹性卡圈7采用绝缘材料通过注塑机注塑成型，通过弹性卡圈7的弹性，可以将塞入到弹性卡圈7内的导线1夹持固定，通过弹性卡圈7与导热管6之间的弧度位置，具有良好的缓冲和结构强度。

如图1、图2所示，作为本发明的另一种优选实施例，所述散温组件包括：

第一薄膜层8，所述第一薄膜层8设置于导热管6内，所述第一薄膜层8设置有若干个且沿着导热管6轴线均匀分布，所述第一薄膜层8内设置有吸热液体；

第一导热板9，所述第一导热板9两端分别与弹性卡圈7、第一薄膜层8内侧连通；

隔热板10，所述隔热板10固定于第一薄膜层8上，且两端延伸至第一薄膜层8内外两侧；

所述导热管6与弹性卡圈7连接处内侧的位置为柔性破坏层11，所述导热管6除柔性破坏层11的其他位置为支撑层12；

所述导热管6内设置有第一灭火干粉。

在本发明实施例中，在使用时，当处在用电高峰期时，导线1产生大量热量，热量通过第一导热板9传递到第一薄膜层8内，第一薄膜层8内储存有吸热流体，流体受热后逐渐发生物质状态的变化，由流体转化为气体，从而使得热量均匀散布在空间内，通过热量的传递分布，从而均摊高温风险，使得导线1处的温度保持在预定的温度区间，若是发生严重的温度超载状态，此时大量的气体压强会使得第一薄膜层8破碎，而导热管6内储存有灭火的干粉，破碎后的气体带动导热管6内的干粉，从而冲破柔性破坏层11处，对导线1的燃点位置进行灭火，具有双重保障效果；此外，通过支撑层12的位置可以二次使得热量延伸，进一步分散热量。

如图3所示，作为本发明的另一种优选实施例，所述灭火机构200包括：

灭火腔15，所述灭火腔15沿着散热固定机构100的圆周方向均匀设置于保护层5内；

干粉储存腔16，所述干粉储存腔16设置于分隔板之间，所述干粉储存腔16内储存有第二灭火干粉；

第二薄膜层17，所述第二薄膜层17设置于干粉储存腔16与保护层5之间；

第三薄膜层18，所述第三薄膜层18设置于干粉储存腔16远离第二薄膜层17的一侧；

气体储存腔19，所述气体储存腔19设置于第三薄膜层18远离干粉储存腔16的一侧，所述气体储存腔19内储存有二氧化碳气体；

第二导热板20，所述第二导热板20固定于灭火腔15的两侧，所述第二导热板20一端延伸至柔性填充层4内。

在本发明实施例中，当使用时，通过保护层5自身的阻燃特性，降低火焰的蔓延速度，对火势范围进行限制，当失火温度达到预定范围时，气体储存腔19内的二氧化碳气体升温受热膨胀，从而冲破第三薄膜层18，使得干粉储存腔16内的第二灭火干粉喷出，对燃点位置进行灭火，并且二氧化碳气体能够阻断空气，有效辅助灭火干粉进行灭火，达到有效提高电缆耐火阻燃性能的效果；通过两个第二导热板20的设置，能够对喷出的第二灭火干粉和二氧化碳气体进行导向，有助于二氧化碳气体和第二灭火干粉对起火点进行扑灭，提高第二灭火干粉和二氧化碳气体的灭火效率，达到有效提高电缆阻燃耐火性能的效果；同时两个第二导热板20能够有效对火灾产生的热量进行传导，加快二氧化碳气体加热膨胀效率，提高对失火情况的感应灵敏度，在火势未扩大时对火势进行扑灭；另外，通过对气体储存腔19的内部气压的调节，能够对气体储存腔19所需最低的喷发温度大小进行调节。

其中，在本实施例的一种情况中，所述第二灭火干粉内掺有防潮剂硬脂酸镁及滑石粉，通过在第二灭火干粉内掺入防潮剂硬脂酸镁及滑石粉能够有效保持第二灭火干粉的干燥性，防止第二灭火干粉受潮导致电缆阻燃耐火性能降低，达到有效提高电缆阻燃耐火性能的效果。

其中，在本实施例的一种情况中，所述灭火腔15内固定连接有若干个分隔板，通过隔断板的设置将同一灭火腔15内的干粉储存腔16和气体储存腔19进行分隔分段，防止出现因电缆某处起火导致大量二氧化碳气体和第二灭火干粉释放，使得每一段干粉储存腔16和气体储存腔19都能在其所在区域发生火情时起到灭火阻燃的效果，且将干粉储存腔16和气体储存腔19进行分隔，能够提高电缆对失火的感应灵敏度。

如图3所示，作为本发明的另一种优选实施例，所述第二灭火干粉采用碳酸氢钠粉末制成，所述第三薄膜层18远离干粉储存腔16的一侧表面涂有导热涂层，所述干粉储存腔16的内壁上涂有防水隔热涂层，所述第二薄膜层17远离干粉储存腔16的一侧表面涂有导热涂层。

在本发明实施例中，通过将第二灭火干粉设置为碳酸氢钠，使其在遇火后会吸热分解成水、二氧化碳和碳酸纳，从而对着火点进行扑灭，通过气体储存腔19的内壁设置为防水隔热涂层，用于防止碳酸氢钠受热分解，受潮结块，在发生失火时，失火产生的热量依次从第三薄膜层18的外侧表面、第二导热板20传导到第三薄膜层18的内侧表面，对气体储存腔19内的二氧化碳气体进行全面加热，提高电缆对失火的感应灵敏度，还用于用于对电缆内部进行散热，提高电缆的使用寿命，其热量传导路径与失火感应过程相反。

如图3所示，作为本发明的另一种优选实施例，所述第二薄膜层17与灭火腔15之间设置有防水腔，所述防水腔内设置有氧化钙粉末和色素。

在本发明实施例中，若在使用过程中，保护层5上产生裂缝且不浸泡于水中时，氧化钙会吸水，防止水进入电缆内部，然后生成氢氧化钙，此时由于水与氧化钙的反应较弱，由于此时环境中的化学反应较弱，而水汽凝结产生的水珠会使色素从裂缝中泄露，便于检查人员发现保护层5上的裂缝；而对于产生裂缝导致氧化钙与水生成氢氧化钙的电缆，在发生失火时，气体储存腔19中的二氧化碳气体会将第二灭火干粉和氢氧化钙喷出，其中的氢氧化钙会和二氧化碳反应，生成水和碳酸钙，对着火点进行扑灭，且碳酸钙在高温下会吸热发生分解，生成氧化钙和二氧化碳，对着火点进行扑灭，提高电缆阻燃性能。

在本实施例的一种情况中，在对电缆的防水性进行检测时，若外保护层5上存在裂缝，将电缆浸泡在水中，水会大量进入防水腔内并与氧化钙发生反应，产生大量热量，这些热量依次从第二薄膜层17的外侧表面、第二导热板20传导到第三薄膜层18的内侧表面，对气体储存腔19内的气体进行全面加热，使气体储存腔19内的二氧化碳气体冲破第三薄膜层18和第二薄膜层17，将色素、氧化钙粉末、第二灭火干粉喷出，便于检查人员发现保护层5上的裂缝。

如图3所示，作为本发明的另一种优选实施例，所述保护层5外套设有沾附层21，所述沾附层21为EVA热熔胶材料，所述沾附层21的内部均匀混合有碳酸氢钠颗粒，用于扩大受热融化后的沾附层21的覆盖范围。

在本发明实施例中，在发生失火时，EVA热熔胶会受热融化，流动到电缆的周围区域，其内部的碳酸氢钠颗粒会受热分解，在融化的EVA热熔胶中向外放出大量的气体，并推动融化的EVA热熔胶，扩大其覆盖范围，之后，气体储存腔19内部的温度达到喷发温度，喷发出第二灭火干粉，被喷出的第二灭火干粉的一部分被融化的EVA热熔胶粘附，当第二灭火干粉受热分解后，在电缆表面和电缆的周围区域形成由碳酸钠构成的阻燃层，对电缆和电缆的周围区域进行保护。

如图3所示，作为本发明的另一种优选实施例，所述沾附层21外套设有耐磨层22，所述耐磨层22为耐磨橡胶材料，所述耐磨层22内侧连接有定型骨架，所述定型骨架贯穿与保护层5连接，所述耐磨层22上设置有与灭火腔15相对应的网格喷槽23。

在本发明实施例中，通过耐磨层22对沾附层21进行保护，当发生失火时，EVA热熔胶受热融化，其内部的碳酸氢钠颗粒会受热分解放出大量气体，将耐磨层22与保护层5之间融化的EVA热熔胶从网格喷槽23排出，在耐磨层22与保护层5之间形成空腔，之后高压二氧化碳气体将第二灭火干粉喷出，先进入耐磨层22与保护层5的空腔，再从网格喷槽23喷出，提高了第二灭火干粉的喷撒范围，且会在耐磨层22与保护层5之间形成由碳酸氢钠构成的保护层，提高了电缆的阻燃性能。

作为本发明的另一种优选实施例，所述导线1包括由内至外依次设置的导体电芯、半导体屏蔽层、耐火层、绝缘层、绝缘屏蔽层、防潮层和抗挤压层，所述抗挤压层为弹性橡胶材料，其外部涂设有阻水涂层，防潮层由吸水膨胀阻水材料制成，绝缘屏蔽层和防潮层之间设有金属屏蔽层，金属屏蔽层由镀锡金属丝编织形成，耐火层由陶瓷化硅橡胶制成。

在本发明实施例中，通过半导体屏蔽层的设置，能够防止导体与绝缘层之间发生局部放电，通过耐火层的设置，有效提高了导线1的耐火性能，通过绝缘屏蔽层的设置，能够防止绝缘层与抗挤压层之间发生局部放电，通过防潮层的设置，能够在潮湿水汽侵入导线1时吸水膨胀对导线1的破损处以及可能存在的缝隙进行填充和限制，防止水汽对导体电芯的侵蚀，防止水汽通过绝缘屏蔽层和抗挤压层可能存在的间隙使得电缆轴向进水，有效提高电缆的防潮性能，通过金属屏蔽层的设置，能够有效改善电场分布，在电缆正常运行时金属屏蔽层通过电容电流，当电缆发生短路时，也能作为短路电流的通道，同时也起到屏蔽电场的作用，陶瓷化硅橡胶具有极佳的防火、阻燃、低烟、无毒等特性，在火焰蔓延至耐火层时，耐火层随着温度升高，迅速被烧成陶瓷状坚硬外壳，对内部导体电芯进行保护，保障电缆在患者情况下的畅通。

本发明上述实施例中提供了一种高强度阻燃电缆，通过设置导线1、阻燃防护层2、连接块3、柔性填充层4、保护层5、散热固定机构100和灭火机构200，在使用时，通过保护层5能够起到耐磨效果，通过阻燃防护层2可以起到阻燃的效果，通过分隔基体可以将多根导线1等弧度分隔在阻燃防护层2的内侧，以使得多根导线1相互处于相互分离的状态，以避免导线1之间相互摩擦和在外作用力下直接硬性接触而导致的结构损坏的问题发生，通过散温组件能够使得在高峰用电时期，由于高压高流作用下，导线1产生的高温能够快速得以分散，达到普通用电时期，电缆的合理温度区间，从而避免引起燃烧，当度过高峰期，则可以通过电缆自然散热进行缓慢降温，具有良好的阻燃保护作用，并且，再进一步的情况下，还能够通过设置在保护层5内的灭火机构200对具有燃烧点的位置进行快速灭火，保证火灾控制在一定区间，起到最后的保障效果。

本发明还提供了一种高强度阻燃电缆的制造方法，具体步骤包括如下：

S100、制备导线1，由内至外依次设置的导体电芯、半导体屏蔽层、耐火层、绝缘层、绝缘屏蔽层、防潮层和抗挤压层，抗挤压层为弹性橡胶材料且其外部涂设有阻水涂层，防潮层由吸水膨胀阻水材料制成，绝缘屏蔽层和防潮层之间设有金属屏蔽层，金属屏蔽层由镀锡金属丝编织形成，耐火层由陶瓷化硅橡胶制成；

S200、制备散热固定机构100，导热管6和弹性卡圈7采用导热材料由注塑机注塑成型，后在导热管6上开设通槽，在通槽上安装柔性破坏层11；

S300、组装成型，将导线1和柔性填充层4嵌套于弹性卡圈7内，再通过连接块3包覆导热管6、弹性卡圈7和连接块3，使得连接块3与阻燃防护层2固定后，依次包覆保护层5、沾附层21和网格喷槽23。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。