一种低烟耐火电力电缆及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于电力电缆技术领域，具体涉及一种低烟耐火电力电缆及其制备方法和应用。


背景技术：

2.耐火电缆可以在火灾时正常运行一段时间，确保消防、报警系统等设备的供电，给与一定的救灾、逃亡时间，近年来，在一些重点工程项目上，如：地铁、高层建筑、隧道等场所，逐步提出了中压配电系统耐火性能的要求。高电压耐火电缆不同于低电压耐火电缆；低电压耐火电缆，主要是导体外增加不燃或燃烧后有残留壳体的耐火层，火焰燃烧时，即使绝缘烧毁，耐火层也可作为绝缘层来确保电缆在一段时间内安全可靠的运行，但高电压耐火电缆考虑到电缆的电气性能的要求，绝缘材料不能烧毁，且需要其发挥作用，因此，高电压耐火电缆需要设计专门的结构，确保外部热量不会对绝缘的电气性能产生较大的影响。
3.目前市场上，高电压耐火电缆主要采用的耐火层材料有：防火泥、陶瓷化硅橡胶、陶瓷化聚烯烃、陶瓷化硅橡胶带等，其中陶瓷化聚烯烃生产流程简单，成本较低，可采用普通低烟无卤挤塑机一次性挤出成型，适用于大部分电线电缆企业，在市场上占比最大。
4.为提高电缆耐火性能，市场上一般将陶瓷化聚烯烃耐火层置于铠装层下，采用隔氧层+陶瓷化聚烯烃耐火层+铠装层的结构，火焰燃烧时，外护套燃烧脱落后，耐火层先受热成瓷，起到耐火隔热的效果，隔氧层分隔耐火层及线芯，进一步降低线芯的温度，从而使得电缆达到耐火性能。cn111007604a公开了一种阻燃性复合光缆，包括缆芯和外护套，所述缆芯包括光纤组件和松套管，所述光纤组件设有多组，所述松套管套设在光纤组件外部，所述松套管与光纤组件之间填充有纤膏，所述缆芯外部设有耐火层组件，所述耐火层组件包括第一耐火层、第二耐火层和第三耐火层，所述第一耐火层环设在松套管外部，所述第一耐火层外部设有铠装层，所述铠装层环绕设置在第一耐火层外壁上。本发明通过利用云母带包裹缆心作为第一耐火层，可有效防止光缆龟裂，并可起到绝缘的效果，造价低廉，功效一举两得，通过将第二耐火层和第三耐火层均采用cnts增强的氮化硅陶瓷层作为耐火层，可以在提高耐高温性能的基础上还可提升光缆的力学性能，结构简单，便于使用。但实际上，陶瓷化聚烯烃耐火层受热后，有机物被完全分解，残留的无机陶瓷材料形成类似玻璃软化后的状态，当内部隔氧层受热膨胀时，残留的无机陶瓷材料耐火层可能会被挤出滴落，造成耐火层结构变形、不完整，从而导致电缆耐火性能波动；且耐火电缆为达到更好的耐火性能，缆芯外一般有多层防火、隔热层，这些结构燃烧时都容易产烟，特别是当内层材料在燃烧时渗出，产烟量会大大增加。
5.因此，开发一种低烟、耐火且阻燃性能优异的低烟耐火电力电缆，是本领域急需解决的技术问题。


技术实现要素：

6.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种低烟耐火电力电缆及其制备方
法和应用，所述低烟耐火电力电缆通过多层复合结构设计，并限定第二绕包层的绕包方式为双层反向绕包，避免了隔氧层受热渗出的问题，得到了兼具低烟、耐火以及阻燃性优异的低烟耐火电力电缆。
7.为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
8.第一方面，本发明提供一种低烟耐火电力电缆，所述低烟耐火电力电缆包括缆芯；
9.所述缆芯由3根线芯和玻璃纤维填充绳绞合而成；
10.所述线芯包括金属导体以及依次包覆在所述金属导体外的导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、缓冲层和金属屏蔽层；
11.所述缆芯外还依次包覆有阻燃布带层、耐火层、第一绕包层、隔氧层、铠装层、第二绕包层和外护套；
12.所述第二绕包层的绕包方式为双层反向绕包。
13.本发明提供的低烟耐火电力电缆包括缆芯，所述缆芯由3根绝缘线芯和玻璃纤维填充绳绞合而成；所述线芯包括金属导体以及依次包覆在所述金属导体外的导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、缓冲层和金属屏蔽层；所述缆芯外还依次包覆有阻燃布带层、耐火层、第一绕包层、隔氧层、铠装层、第二绕包层和外护套；所述第二绕包层的绕包方式为双层反向绕包；
14.首先，本发明采用耐火层/隔氧层/铠装层的结构，将耐火层置于隔氧层内，在火焰燃烧时，材料受热向外膨胀，由于有隔氧层的存在，相当于牺牲层，优先受热膨胀向外渗出，为耐火层的膨胀留有一定的空间，减小了耐火层的渗出，确保了耐火层结构的完整，使得电缆耐火性能更加稳定可靠；
15.其次，本发明在铠装层外采用双层反向绕包2层绕包带作为第二绕包层，绕包带的高伸率给予了内层材料膨胀的空间，布带基布的致密性，确保了内层隔氧层不会受热熔融后从布带基布缝隙中渗出，且采用2层反向重叠绕包，会减少非搭盖处的集中，避免隔氧层从非搭盖处渗出；通过以上措施，使得电缆在进行烟发散试验时，铠装层下的材料，即使燃烧膨胀，也会包覆在绕包带之下，不会从布带缝隙中大量渗出，使得电缆具有低烟的优势。
16.需要说明的是，本发明所述“低烟耐火电力电缆”指的是烟密度测试透光率不低于60％的电力电缆。
17.优选地，所述金属导体由多根金属单丝绞合而成。
18.本发明对所述金属单丝不做特殊要求，本领域技术人员可根据所需金属导体的截面积对金属单丝的直径及根数进行具体选择。
19.优选地，所述金属单丝包括铜丝。
20.优选地，所述金属导体的截面积为35～630mm2，例如40mm2、60mm2、80mm2、100mm2、200mm2、300mm2、400mm2、500mm2或600mm2等。
21.作为本发明的优选技术方案，所述金属导体在使用前需要进行预处理，所述预处理包括：采用毛刷有效处理其表面灰尘、金属屑等杂质，使金属导体表面光洁无毛刺。
22.优选地，所述导体屏蔽层的材料包括过氧化物交联型屏蔽材料，进一步优选为过氧化物交联半导电聚烯烃屏蔽材料。
23.优选地，所述导体屏蔽层的厚度为0.6～0.9mm，例如0.63mm、0.66mm、0.69mm、0.72mm、0.75mm、0.78mm、0.81mm、0.84mm或0.87mm等。
24.优选地，所述绝缘层的材料包括过氧化物交联聚乙烯。
25.优选地，所述绝缘层的厚度为4.2～4.7mm，4.25mm、4.3mm、4.35mm、4.4mm、4.45mm、4.5mm、4.55mm、4.6mm或4.65mm等。
26.优选地，所述绝缘屏蔽层的材料包括过氧化物交联型屏蔽材料，进一步优选为过氧化物交联半导电聚烯烃屏蔽材料。
27.优选地，所述绝缘屏蔽层的厚度为0.5～0.8mm，例如0.55mm、0.6mm、0.65mm、0.7mm或0.75mm等。
28.优选地，所述缓冲层的材料为半导电特多龙带和半导电阻水带。
29.优选地，所述半导电特多龙带的厚度为0.15～0.25mm，例如0.16mm、0.17mm、0.18mm、0.19mm、0.2mm、0.21mm、0.22mm、0.23mm、0.24mm或0.25mm等。
30.优选地，所述半导电阻水带的厚度为0.25～0.35mm，例如0.26mm、0.27mm、0.28mm、0.29mm、0.3mm、0.31mm、0.32mm、0.33mm或0.34mm等。
31.优选地，所述缓冲层的绕包方式为半切线式绕包。
32.优选地，所述半切线式绕包的搭盖宽度不小于5mm，例如4.5mm、4mm、3.5mm、3mm、2.5mm或2mm等。
33.优选地，所述金属屏蔽层的材料为铜带。
34.优选地，所述金属屏蔽层的厚度为0.09～0.1mm，例如0.092mm、0.094mm、0.096mm或0.098mm等。
35.优选地，所述金属屏蔽层的绕包方式为同心式绕包。
36.优选地，所述同心式绕包的平均搭盖率不小于15％，例如16％、17％、18％、19％、20％、22％、24％、26％、28％或30％等。
37.优选地，所述同心式绕包的搭盖率不小于5％，例如6％、7％、8％、9％、10％、12％、14％、16％、18％或20％等。
38.优选地，所述玻璃纤维填充绳的直径为5.5～6.5mm，例如5.6mm、5.7mm、5.8mm、5.9mm、6mm、6.1mm、6.2mm、6.3mm或6.4mm等。
39.优选地，所述阻燃布带层的厚度为0.2～0.3mm，例如0.21mm、0.22mm、0.23mm、0.24mm、0.25mm、0.26mm、0.27mm、0.28mm或0.29mm等。
40.优选地，所述阻燃布带层的材料为低烟无卤高阻燃布带。
41.优选地，所述缆芯的成缆方向为右向，成缆方式是采用退扭式成缆，成缆节径比范围为25～35。
42.优选地，所述耐火层的材料为无卤陶瓷聚烯烃。
43.优选地，所述耐火层的厚度为3.2～4mm，例如3.3mm、3.4mm、3.5mm、3.6mm、3.7mm、3.8mm或3.9mm等。
44.优选地，所述第一绕包层的材料为阻燃布带。
45.优选地，所述第一绕包层的厚度为0.2～0.3mm，例如0.22mm、0.24mm、0.26mm或0.28mm等。
46.优选地，所述第一绕包层的绕包方式为半切线式绕包。
47.优选地，所述半切线式绕包的搭盖宽度不小于5mm，例如4.5mm、4mm、3.5mm、3mm、2.5mm或2mm等。
48.优选地，所述隔氧层的材料包括低烟无卤阻燃聚烯烃。
49.优选地，所述隔氧层的厚度为2～3mm，例如2.2mm、2.4mm、2.6mm或2.8mm等。
50.优选地，所述铠装层的材料为镀锌钢带。
51.优选地，所述铠装层的厚度为0.5～0.8mm，例如0.53mm、0.56mm、0.59mm、0.62mm、0.65mm、0.68mm、0.72mm、0.75mm或0.78mm等。
52.优选地，所述铠装层的绕包方式为半切线式双层间隙绕包。
53.优选地，所述半切线式双层间隙绕包的间隙率为40～45％，例如40.5％、41％、41.5％、42％、42.5％、43％、43.5％、44％或44.5％等。
54.优选地，所述第二绕包层的材料为阻燃布带。
55.优选地，所述第二绕包层的厚度为0.2～0.3mm，例如0.22mm、0.24mm、0.26mm或0.28mm等。
56.优选地，所述双层反向绕包的搭盖率不低于10％，例如12％、14％、16％、17％、18％、19％或20％等。
57.优选地，所述外护套的材料为低烟无卤阻燃聚烯烃。
58.优选地，所述外护套的厚度为2～4.9mm，例如2.2mm、2.4mm、2.6mm、2.8mm、3mm、3.2mm、3.4mm、3.6mm、3.8mm、4mm、4.2mm、4.4mm、4.6mm或4.8mm等。
59.第二方面，本发明提供一种如第一方面所述低烟耐火电力电缆的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
60.(1)将导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层的材料三层共挤在金属导体外，得到复合导体；
61.(2)在步骤(1)得到的复合导体外绕包缓冲带和金属屏蔽带，得到线芯；
62.(3)将3根步骤(2)得到的线芯和玻璃纤维绳进行绞合，得到缆芯；
63.(4)在步骤(3)得到的缆芯外包覆阻燃布带，再依次挤包耐火层的材料，绕包一层绕包带，挤包隔氧层的待料，再绕包铠装层的材料，再采用双层反向绕包两层绕包带，最后挤包外护套的材料，得到所述低烟耐火电力电缆。
64.本发明提供的低烟耐火电力电缆的制备首先采用三层共挤的方式在金属导体外挤包导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层的材料，得到复合导体；其中，三层共挤采用φ100+φ175+φ100的ccv生产线加工生产，导体屏蔽层挤塑采用φ100挤出机，机头滤网采用三层，分别为20目、80目和20目，挤出机的第1～8温区的温度分别为：80℃、100℃、108℃、108℃、108℃、108℃、108℃、108℃；绝缘层挤塑采用φ175挤出机，机头滤网采用四层，分别为20目、80目、40目、20目，挤出机的第1～8温区的温度分别为：110℃、118℃、115℃、115℃、117℃、117℃、118℃、118℃；绝缘屏蔽层挤塑采用φ100挤出机，机头滤网采用三层，分别为20目、80目、20目，挤出机的第1～8温区的温度分别为：70℃、80℃、90℃、100℃、108℃、108℃、108℃、108℃；
65.其次，在得到的复合导体外绕包缓冲带和金属屏蔽带，得到线芯；
66.再次，将得到的线芯和玻璃纤维绳进行绞合，得到缆芯；
67.最后，在得到的缆芯外包覆阻燃布带，再挤包耐火层的材料，绕包一层绕包带，挤包隔氧层的待料，再绕包铠装层的材料，再采用双层反向绕包两层绕包带，最后挤包外护套的材料，得到所述低烟耐火电力电缆；其中，耐火层的挤出采用φ150挤塑机，挤出机的第1
～10温区的温度分别为：90℃、100℃、105℃、115℃、125℃、125℃、135℃、135℃、135℃、135℃，采用挤管式生产；隔氧层的挤出采用φ150挤塑机，挤出机的第1～10温区的温度分别为：130℃、140℃、150℃、150℃、150℃、150℃、155℃、155℃、155℃、155℃，采用挤管式生产；外护套的挤出采用φ150挤塑机，挤出机的第1～10温区的温度分别为：130℃、140℃、150℃、150℃、150℃、150℃、155℃、155℃、155℃、155℃，采用半挤管式生产。
68.优选地，步骤(4)所述挤包外护套的材料采用半挤管式生产。
69.作为本发明的优选技术方案，本发明提供的制备方法中，外护套采用半挤管式生产，在挤管式模具的基础上，减小了模芯承线长度，并给予模芯承线一定的外锥角，使得挤出的料流有一个略为向下的压力，适当增加护套的挤出包覆力，同时给予模套承线区、模套内锥角之间一定的缓冲角度，避免材料流动阻力过大，影响生产效率；通过上述限定，使得所述外护套可紧密包覆在反向绕包的阻燃布带上，在进行烟发散试验时，护套燃烧不起空、不脱落，减少了护套本身的发烟，同时由于护套不脱落，燃烧时能起到隔离火焰的作用，减少内部材料受热发烟的情况，使得到的电缆兼具低烟、耐火和优异的阻燃特性。
70.第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的低烟型耐火电力电缆在地铁设备、高层建筑或隧道中的应用。
71.相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
72.本发明提供的低烟耐火电力电缆包括缆芯，所述缆芯由3根线芯和玻璃纤维填充绳绞合而成，所述线芯包括金属导体以及依次包覆在所述金属导体外的导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、缓冲层和金属屏蔽层，所述缆芯外还依次包覆有阻燃布带层、耐火层、第一绕包层、隔氧层、铠装层、第二绕包层和外护套，所述第二绕包层的绕包方式为双层反向绕包；通过多层复合结构设计，并限定第二绕包层的绕包方式为双层反向绕包，避免了隔氧层受热渗出的问题，得到了兼具低烟、耐火以及阻燃性优异的低烟耐火电力电缆。
附图说明
73.图1为本发明提供的低烟耐火电力电缆的剖面结构是意图；
74.其中，1-金属导体，2-导体屏蔽层，3-绝缘层，4-绝缘屏蔽层，5-缓冲层，6-金属屏蔽层，7-玻璃纤维填充绳，8-阻燃布带层，9-耐火层，10-第一绕包层，11-隔氧层，12-铠装层，13-第二绕包层和14-外护套。
具体实施方式
75.下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
76.实施例1
77.一种低烟耐火电力电缆，其剖面结构示意图如图1所示，包括由3根线芯和玻璃纤维填充绳7绞合而成的缆芯，成缆方向为右向，成缆方式为退扭式成缆，成缆节径比范围为30，中间填充4根φ6mm的玻璃纤维填充绳7，每个边侧填充28根φ6mm玻璃纤维填充绳7；
78.所述线芯包括金属导体1以及依次包覆在所述金属导体1外的导体屏蔽层2、绝缘层3、绝缘屏蔽层4、缓冲层5和金属屏蔽层6；
79.所述缆芯外还依次包覆有阻燃布带层8、耐火层9、第一绕包层10、隔氧层11、铠装
层12、第二绕包层13和外护套14；
80.其中，金属导体1的导体截面为95mm2，材质为铜，为二类圆形紧压导体，导体结构(1+6+12)根/2.62mm，导体次外层节径比为25，右向绞合，导体外层节径比为15，左向绞合，导体外径11.4mm，在铜导体外连续挤包的操作步骤前，采用毛刷装置，有效处理其表面灰尘、铜屑等杂质；
81.导体屏蔽层2的厚度为0.8mm，材料为过氧化物交联型屏蔽材料(江阴市海江高分子材料有限公司、ypj-10)；
82.绝缘层3的厚度为4.5mm，材料为过氧化物交联聚乙烯(常熟市中联光电新材料有限责任公司、yj-10)；
83.绝缘屏蔽层4的厚度为0.6mm，材料为过氧化物交联型屏蔽材料(江阴市海江高分子材料有限公司、ypb-10)；
84.缓冲层5的的材质为半导电特多龙带及半导电阻水带，内层半导电特多龙带的厚度为0.15mm，外层半导电阻水带的厚度为0.35mm，采用半切线式绕包，绕包的重叠率为10％，绕包后的线芯外径是24.5mm；
85.金属屏蔽层6的材质为铜带，铜带的厚度为0.10mm，最薄点不小于0.09mm，铜带采用同心式绕包，绕包的重叠率为18％；绕包后的线芯外径是24.8mm；
86.玻璃纤维填充绳7的直径为6mm；
87.阻燃布带层8的材质为低烟无卤高阻燃布带(扬州腾飞电缆电器材料有限公司、b型)，厚度为0.2mm，低烟无卤高阻燃布带的层数为2层，绕包方向为右向，重叠率为18％，绕包后的缆芯外径是55mm；
88.耐火层9的材质为低烟无卤陶瓷化聚烯烃(上海科特新材料股份有限公司、tcpe 6990a)，挤包耐火层后的缆芯外径是61.4mm；
89.第一绕包层10的材质为低烟无卤阻高阻燃布带(扬州腾飞电缆电器材料有限公司、b型)，厚度为0.2mm，采用半切线式绕包，绕包方向为右向，重叠率为10％，绕包后的缆芯外径是62mm；
90.隔氧层11的材质为低烟无卤阻燃聚烯烃(临海市亚东特种电缆料厂、hw495(b1))，隔氧层的挤出厚度为2mm，挤包隔氧层后的缆芯外径是66mm；
91.铠装层12的材质为镀锌钢带，镀锌钢带的厚度为0.5mm，最薄处厚度不小于0.45mm；铠装层采用半切线式双层间隙绕包制成，绕包方向为左向，间隙绕包的间隙率为45％，内层钢带的间隙应为外层钢带靠近中间部位所覆盖，绕包钢带后的缆芯外径是68mm；
92.第二绕包层13的材质为高伸率致密型低烟无卤阻高阻燃布带(扬州腾飞电缆电器材料有限公司、a型)，厚度为0.2mm，层数为2层阻燃布带，采用半切线式双层反向绕包，绕包搭盖率为20％，绕包后的缆芯外径是69.2mm；
93.外护套14的材质为低烟无卤阻燃聚烯烃(临海市亚东特种电缆料厂、hw461-9)，外护套14的挤出厚度为3mm，电缆成品外径是75.4mm；
94.本实施例提供的低烟耐火电力电缆的制备方法包括如下步骤：
95.(1)将导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层的材料三层共挤在金属导体外，得到复合导体；
96.其中，三层共挤采用φ100+φ175+φ100的ccv生产线加工生产，导体屏蔽挤塑采
用φ100挤出机，机头滤网采用三层，分别为20目、80目、20目，挤出机的第1～8温区的温度分别为：80℃、100℃、108℃、108℃、108℃、108℃、108℃、108℃；绝缘挤塑采用φ175挤出机，机头滤网采用四层，分别为20目、80目、40目、20目，挤出机的第1～8温区的温度分别为：110℃、118℃、115℃、115℃、117℃、117℃、118℃、118℃；绝缘屏蔽挤塑采用φ100挤出机，机头滤网采用三层，分别为20目、80目、20目，挤出机的第1～8温区的温度分别为：70℃、80℃、90℃、100℃、108℃、108℃、108℃、108℃；
97.(2)在步骤(1)得到的复合导体外绕包缓冲带和金属屏蔽带，得到线芯；
98.(3)将3根步骤(2)得到的线芯和玻璃纤维绳进行绞合，得到缆芯；
99.(4)在步骤(3)得到的缆芯外包覆阻燃布带，再依次挤包耐火层的材料，绕包一层绕包带，挤包隔氧层的待料，再绕包铠装层的材料，再采用双层反向绕包两层绕包带，最后挤包外护套的材料，得到所述低烟耐火电力电缆；
100.其中，耐火层的挤出采用φ150挤塑机，挤出机的第1～10温区的温度分别为：90℃、100℃、105℃、115℃、125℃、125℃、135℃、135℃、135℃、135℃，采用挤管式生产，模芯孔径64mm，模套孔径80mm；隔氧层的挤出采用φ150挤塑机，挤出机的第1～10温区的温度分别为：130℃、140℃、150℃、150℃、150℃、150℃、155℃、155℃、155℃、155℃，采用挤管式生产，模芯孔径70mm，模套孔径84mm；外护套的挤出采用φ150挤塑机，挤出机的第1～10温区的温度分别为：130℃、140℃、150℃、150℃、150℃、150℃、155℃、155℃、155℃、155℃，采用半挤管式生产，模芯孔径72mm，模套孔径78mm。
101.实施例2
102.一种低烟耐火电力电缆，其与实施例1的区别仅在于，第二绕包层的绕包搭盖率为10％，其他结构、参数和制备方法均与实施例1相同。
103.实施例3
104.一种低烟耐火电力电缆，其与实施例1的区别仅在于，第二绕包层的绕包搭盖率为5％，其他结构、参数和制备方法均与实施例1相同。
105.实施例4
106.一种低烟耐火电力电缆，其与实施例1的区别仅在于，第二绕包层13的材质为低烟无卤高阻燃布带(扬州腾飞电缆电器材料有限公司、b型)，其他结构、参数和制备方法均与实施例1相同。
107.对比例1
108.一种低烟耐火电力电缆，其与实施例1的区别仅在于，交换隔氧层和耐火层的位置，其他结构、参数和制备方法均与实施例1相同。
109.对比例2
110.一种低烟耐火电力电缆，其与实施例1的区别仅在于，第二绕包层采用半切线式双层同向绕包，其他结构、参数和制备方法均与实施例1相同。
111.对比例3
112.一种低烟耐火电力电缆，其与实施例1的区别仅在于，第二绕包层数为1层阻燃布带，其他结构、参数和制备方法均与实施例1相同。
113.性能测试：
114.(1)烟密度：参照《iec 61034-2》提供的测试方法进行测试；
115.(2)耐火性：参照《ticw 8》提供的测试方法进行测试；
116.(3)成束阻燃性：参照《gb/t 18380》提供的测试方法进行测试。
117.按照上述测试方法对实施例1～4和对比例1～3提供的低烟耐火电力电缆进行测试，测试结果如表1所示：
118.表1
[0119][0120][0121]
根据表1数据可以看出：
[0122]
实施例1～2得到的低烟耐火电力电缆的烟密度测试透光率高达63～85％，说明具有低烟特点，成束阻燃性测试显示碳化高度0.6～0.7m，说明还具有优异的阻燃性，且耐火性测试未击穿，具有优异的耐火性。
[0123]
与实施例1相比，对比例1交换隔氧层和耐火层的位置，导致得到的电力电缆在耐火试验时，耐火层变形明显，较薄处隔热性能下降，导致外部热量向内传递，造成耐火水平下降。
[0124]
与实施例1相比，对比例2～3第二绕包层采用同向绕包或单层绕包，均会导致隔氧层在燃烧时少量渗出，使得电力电缆的烟密度水平下降，若隔氧层渗出量较大，甚至会影响电力电缆的耐火性能。
[0125]
与实施例1相比，实施例3中第二绕包层的搭盖率较小，导致电力电缆的烟密度变差，且还会对电力电缆的耐火性能产生影响。
[0126]
与实施例1相比，实施例4中第二绕包层的材料偏硬，伸率小，使得隔氧层会受热膨胀，顶破第二绕包层，造成大量溢出，使得电力电缆的烟密度水平明显下降。
[0127]
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明一种低烟耐火电力电缆其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

技术特征：
1.一种低烟耐火电力电缆，其特征在于，所述低烟耐火电力电缆包括缆芯；所述缆芯由3根线芯和玻璃纤维填充绳绞合而成；所述线芯包括金属导体以及依次包覆在所述金属导体外的导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、缓冲层和金属屏蔽层；所述缆芯外还依次包覆有阻燃布带层、耐火层、第一绕包层、隔氧层、铠装层、第二绕包层和外护套；所述第二绕包层的绕包方式为双层反向绕包。2.根据权利要求1所述的低烟耐火电力电缆，其特征在于，所述金属导体由多根金属单丝绞合而成；优选地，所述金属单丝包括铜丝；优选地，所述金属导体的截面积为35～630mm2；优选地，所述导体屏蔽层的材料包括过氧化物交联型屏蔽材料，进一步优选为过氧化物交联半导电聚烯烃屏蔽材料；优选地，所述导体屏蔽层的厚度为0.6～0.9mm；优选地，所述绝缘层的材料包括过氧化物交联聚乙烯；优选地，所述绝缘层的厚度为4.2～4.7mm；优选地，所述绝缘屏蔽层的材料包括过氧化物交联型屏蔽材料，进一步优选为过氧化物交联半导电聚烯烃屏蔽材料；优选地，所述绝缘屏蔽层的厚度为0.5～0.8mm。3.根据权利要求1或2所述的低烟耐火电力电缆，其特征在于，所述缓冲层的材料包括半导电特多龙带和半导电阻水带；优选地，所述半导电特多龙带的厚度为0.15～0.25mm；优选地，所述半导电阻水带的厚度为0.25～0.35mm；优选地，所述缓冲层的绕包方式为半切线式绕包；优选地，所述半切线式绕包的搭盖宽度不小于5mm。4.根据权利要求1～3任一项所述的低烟耐火电力电缆，其特征在于，所述金属屏蔽层的材料为铜带；优选地，所述金属屏蔽层的厚度为0.09～0.1mm；优选地，所述金属屏蔽层的绕包方式为同心式绕包；优选地，所述同心式绕包的搭盖率不小于5％。5.根据权利要求1～4任一项所述的低烟耐火电力电缆，其特征在于，所述玻璃纤维填充绳的直径为5.5～6.5mm；优选地，所述阻燃布带层的厚度为0.2～0.3mm。6.根据权利要求1～5任一项所述的低烟耐火电力电缆，其特征在于，所述耐火层的材料为无卤陶瓷聚烯烃；优选地，所述耐火层的厚度为3.2～4mm；优选地，所述第一绕包层的材料为阻燃布带；优选地，所述第一绕包层的厚度为0.2～0.3mm；优选地，所述第一绕包层的绕包方式为半切线式绕包；
优选地，所述半切线式绕包的搭盖宽度不小于5mm。7.根据权利要求1～6任一项所述的低烟型耐火电力电缆，其特征在于，所述隔氧层的材料包括低烟无卤阻燃聚烯烃；优选地，所述隔氧层的厚度为2～3mm；优选地，所述铠装层的材料为镀锌钢带；优选地，所述铠装层的厚度为0.5～0.8mm；优选地，所述铠装层的绕包方式为半切线式双层间隙绕包；优选地，所述半切线式双层间隙绕包的间隙率为40～45％；优选地，所述第二绕包层的材料为阻燃布带；优选地，所述第二绕包层的厚度为0.2～0.3mm；优选地，所述双层反向绕包的搭盖率不低于10％；优选地，所述外护套的材料为低烟无卤阻燃聚烯烃；优选地，所述外护套的厚度为2～4.9mm。8.一种如权利要求1～7任一项所述低烟耐火电力电缆的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)将导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层的材料三层共挤在金属导体外，得到复合导体；(2)在步骤(1)得到的复合导体外绕包缓冲带和金属屏蔽带，得到线芯；(3)将3根步骤(2)得到的线芯和玻璃纤维绳进行绞合，得到缆芯；(4)在步骤(3)得到的缆芯外包覆阻燃布带，挤包耐火层的材料，再绕包一层绕包带，再挤包隔氧层的材料，再绕包铠装层的材料，再采用双层反向绕包两层绕包带，最后挤包外护套的材料，得到所述低烟耐火电力电缆。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述挤包外护套的材料采用半挤管式生产。10.一种如权利要求1～7任一项所述的低烟耐火电力电缆在地铁设备、高层建筑或隧道中的应用。

技术总结
本发明提供一种低烟耐火电力电缆及其制备方法和应用，所述低烟耐火电力电缆包括缆芯，所述缆芯由3根线芯和玻璃纤维填充绳绞合而成，所述线芯包括金属导体以及依次包覆在所述金属导体外的导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、缓冲层和金属屏蔽层，所述缆芯外还依次包覆有阻燃布带层、耐火层、第一绕包层、隔氧层、铠装层、第二绕包层和外护套，所述第二绕包层的绕包方式为双层反向绕包；通过上述多层复合结构设计，并限定第二绕包层的绕包方式为双层反向绕包，从而避免了隔氧层受热渗出的问题，最终得到了兼具低烟、耐火以及阻燃性优异的电力电缆。力电缆。力电缆。


技术研发人员：李杰 李斌 凌国桢 宋鹏 蒋超
受保护的技术使用者：江苏上上电缆集团新材料有限公司
技术研发日：2023.06.13
技术公布日：2023/9/23