[發明專利]達到和超越歐盟B1級的阻燃電纜

在審

• 申請號: 202011082640.3
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN114334260A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 張志清;張逸中;顧東平
• 申請（專利權）人: 上海上纜輻照技術開發有限公司
• 主分類號: H01B7/295
• 分類號: H01B7/295;H01B7/20;H01B7/18;H01B7/282;H01B9/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

達到和超越歐盟B1級的阻燃電纜，傳統阻燃電纜通常是在阻燃材料上做文章，而單純依靠有機材料性能的改善，達到阻燃性能的再次提升，難度很大，所以要拓展思路，從電纜的結構著手，物理、化學雙管齊下，有機、無機材料綜合使用。在改進的電纜結構中，每根線芯絕緣層外，擠包一層鋁管，該鋁管既作阻燃屏障，又作接地保護芯線。成纜隙穴部位填充高阻燃無機活化物料，外包不燃型無機帶，最外層為金屬連鎖鎧裝，或Y無鹵阻燃護套。

技術領域

本發明涉及電力輸送，電纜制造和防火阻燃技術。現行國標GB-T31247-2014阻燃B1級指標，實為歐盟B2級。即便如此，能達到B1級標準的企業仍寥寥無幾。

背景技術

現行阻燃電纜標準

國標GB-T31247-2014阻燃B1級試驗時的燃燒熱值為20.5kW/20min，歐盟阻燃B1級試驗時的燃燒熱值為30.5kW/20min(后側再加金屬火焰輻射板)，國內尚無企業能夠達到歐盟阻燃B1級標準。

提升阻燃級別，即便達到歐版B1級，企業獲得的也只是生存權和通行證，并無到達“一覽天下小的境界”。只有超越歐版B1級，這一世界公認的成束電纜阻燃特性最高級別，做到高熱值30.5kW/20min火焰下不蔓不延，甚至在電氣故障短路事故時不爆不燃；這一品質上的突破和飛躍，將為國計民生帶來前所未有的安寧和保障！須知由電線電纜引發的火災，占各類(事故)原因之首！

發明內容

傳統阻燃電纜通常是在阻燃材料上做文章，而要進一步突破難度很大。所以要升級電纜的阻燃性能，需要拓寬思路，從電纜的結構著手，物理、化學雙管齊下，有機、無機材料綜合使用。

在改進的電纜結構中，每根線芯絕緣層外，擠包一層鋁管，該鋁管既作阻燃屏障，又作接地保護芯線。電纜空隙部位填充高阻燃無機活化物料，外包不燃型無機帶，最外層為金屬連鎖鎧裝。

阻燃原理

所有線芯XLPE絕緣層外，均擠鋁金屬套，只要外火焰高熱值下(30.5kW/20min)，鋁包不熔不破(鋁熔點為656℃)，其內層的XLPE有機高熱值絕緣料，就被隔離，而不參加熱氧反應(XLPE的熱值為45.2MJ/kg)；在火焰高溫下，它以氣體狀(裂解后)低分子態沿鋁套和絕緣芯隙間，向兩端頭擴散。

鋁包金屬在800℃～1000℃外火焰高溫下，20min內不融不破，得益于外圍的高阻燃填充料、不燃的無機帶和最外層金屬聯鎖鎧裝層，對火焰的阻隔和熱量的傳導；當然，鋁金屬套的高熱導性，把其所授熱量向兩端非火焰區擴散，亦是重要原因之一。

絕緣線芯外的鋁套可以兼作PE保護線的理由是：(1)鋁是非磁材料，在電場下無渦流效應；(2)鋁包芯絞成一體，彼此緊密接觸，再加上一根金屬型材的填充，使鋁導體管中被感應出的各相位電流基本得以“中和”，在常態下鋁導管被感應中和后的電流”殘值”，應低于相導體額定電流值的10％及以下。

用鋁管作保護PE線，還帶來下列優勢：避免相對相直接短路，使電氣短路故障時的能量大幅度降低，有力地遏止了電氣火災的發生。

由于PE芯采用鋁管形態，在作接頭處理時，表面的氧化膜處理比絞絲導體要簡便得多；其蠕變弊病的克服將另擇措施應對。

附圖說明：

附圖是該電纜的剖視截面圖，圖中：

①-銅絞線；②-XLPE絕緣層；③-鋁包兼PE芯；④-導電金屬型條；⑤-塑管

⑥-高阻燃無機活化填料；⑦-不燃型無機包帶；⑧-金屬聯鎖鎧裝；

實施方法

線芯絕緣加工好后，擠包一層鋁管。在成纜中心填充金屬型條，隨后擠填高阻燃無機活化物料，同步包繞無機不燃包帶，最后進行金屬連鎖鎧裝。

超歐盟B1級阻燃標準電纜的相芯、中線導體為銅，地線為鋁，可大幅度降低制作成本，在不改變銅導體電纜固有特質的條件下，重量輕，成本低，外徑小，防火、防水、防鼠、防蟲、又防干擾。