中高壓防火電纜
抽象
公開了一種用于高壓的防火電纜❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰。根據本發明的高壓防火電纜⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，既滿足防火性能又滿足電氣特性❣❦❧♡۵。可以防止由于曲率半徑較小而形成的曲率和間隙的產生⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，該曲率和間隙用于纏繞形成防火層的云母帶⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，并且可以抑制由曲率和間隙產生的局部放電ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ。考慮到絕緣層厚度ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，耐電壓ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，局部放電等ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，由于在具有最佳電場強度的位置上形成防火層✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，所以可以提高電纜的安裝便利性和電纜的電氣特性㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂。
描述
中等或高壓防火電纜
中高壓防火電纜及其制造方法技術領域本發明涉及一種中高壓防火電纜及其制造方法①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，更具體地①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，涉及一種能夠滿足防火性能并改善中壓或耐電性能的中高壓防火電纜ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ。高壓類電纜✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅。
近來⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，在電纜制造工業中的重要問題是在面對極端溫度狀態的情況下☈⊙☉℃℉❅，特別是在發生火災時ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，改善電纜的性能和性能✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴。為了確保安全ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，絕對有必要最大化電纜的能力❣❦❧♡۵，以延遲火勢蔓延和持久的火焰燃燒①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯。
如果進一步提高電纜的防火性ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，則在發生火災時☈⊙☉℃℉❅，電纜的流電能力可以進一步維持㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，并且延緩了火災的蔓延❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，因此疏散人員或派遣適當的滅火方法所需的時間可以保證火勢㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦。
此外ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，對防火性的要求趨于嚴格①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，特別是用于陸上和海上工廠✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，建筑基礎設施等的電纜要求高防火性♀☿☼☀☁☂☄。需要提供一種電纜㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，該電纜能夠在最短的時間內保持包括應急電源❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，火災警報器⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，灑水噴頭等在內的主要設施的防火和防災系統的運行ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，以便在發生火災時疏散人員在植物或建筑物中爆發☈⊙☉℃℉❅。
盡管在現有技術中㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，防火電纜主要用于低壓❣❦❧♡۵，但是由于近來出現了防止火災和災難的重要問題⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，因此還需要中高壓等級的防火電纜⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，并且用于防火電纜產品需要高電壓才能滿足IEC 60331-21（750 o C⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，持續90分鐘）的性能☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，這是一般的防火性規范㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦。
在此ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，中高壓等級的防火電纜是指中壓（MV）或高壓（HV）等級的電纜①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，中高壓等級的防火電纜一般被稱為高壓電纜♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃。
在不用于防火的普通電纜中❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，低于3kV的低壓電纜可以通過僅在其上一層絕緣的導體絕緣來充分滿足電氣特性✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，而中級或高壓類別的電纜則采用三層結構㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，即“內半導體層-絕緣層-外半導體層”✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴。
此處㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，絕緣層將導體與外部絕緣☾☽❄☃，以使電流不會流到電纜的外部☈⊙☉℃℉❅，并且內部半導體層通過在導體表面上均勻地分布電荷來減輕電纜內部的電場集中✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，并最大程度地降低了絕緣性能✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥。通過填充導體和絕緣體之間形成的間隙♀☿☼☀☁☂☄，通過電離使絕緣體絕緣✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥。另外ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，外部半導體層在絕緣體內部均勻地分布電應力①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，并使外部電暈最小化☈⊙☉℃℉❅。
當施加6kV或更高的電壓時✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，由于重要的電氣特性之一웃유ღ♋♂，局部放電（PD）值很可能會增加①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，并且由于絕緣子中會發生電樹現象⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，因此會逐漸發生介電擊穿♀☿☼☀☁☂☄。因此♀☿☼☀☁☂☄，為了滿足局部放電的特性并且通過均勻地分布電場和電應力來使介電擊穿最小化⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，應該通過應用如上所述的三層結構來形成內半導體層和外半導體層ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ。
中級或高壓類電纜通過施加防火層而表現出防火性能⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，并且防火層是通過纏繞具有高耐熱性的云母帶而制成的☈⊙☉℃℉❅，并在一段預定的時間內將電纜的功能保持預定的時間ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ。的700〜800高溫ö C.此時☈⊙☉℃℉❅，云母帶是通過在玻璃纖維或聚乙烯（PE）帶貼附云母粉制造❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，并且雖然電纜被燒成時發生火災的絕緣體⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，云母帶纏繞在導體上✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，因此具有絕緣子的功能❣❦❧♡۵。
如上所述ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，由于用于低壓的防火電纜具有簡單的結構⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，因此可以通過將云母帶直接纏繞在導體上來形成防火層ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ。然而✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，在制造中壓或高壓等級的防火電纜時ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，應在考慮電氣特性和防火性能的情況下形成防火層❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，以使它們都滿足❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣。
關于現有技術的這種防火電纜웃유ღ♋♂，是兩層結構的防火電纜ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，其包括設置在導體上的第一（內部）防火層和設置在絕緣體外側的第二（外部）防火層☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；。在日本實用新型注冊公報中提出了在層上或在鞘層上的層✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅。美國專利第2521343號和韓國專利公開第2011-0105563號以及第2012-0005246號♀☿☼☀☁☂☄。
具體地⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，如圖2所示ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，參照圖1☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，提出了一種順序地堆疊導體4ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，內部防火層5⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，絕緣層6❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，外部防火層9和護套層10的結構✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，盡管現有技術之間略有不同❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，但是它們具有與圖2所示的結構相似的結構用相同的標號表示㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂。1♀☿☼☀☁☂☄。
然而ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，上述現有技術沒有提及用于實現上述用于中壓或高壓的電纜的電氣特征的結構✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，即❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，“導體-內部半導體層-絕緣層-外部半導體層”的三層結構⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，以及在三層結構中施加防火層的方法✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅。
此外①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，當云母帶直接纏繞在曲率半徑小的導體上時❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，云母帶會被損壞⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，并且由于云母帶的損壞ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，絕緣層在此后的過程中會被損壞⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾。如果如上所述損壞絕緣層웃유ღ♋♂，則發生電樹✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，因此局部放電值增加✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，并且電纜的性能可能下降❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣。
另外❣❦❧♡۵，云母帶自身的損壞會引起云母帶的絕緣強度性能的降低웃유ღ♋♂，結果✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，可能無法滿足電纜的防火性能웃유ღ♋♂。
日本待審實用新型1993-182532公開了一種防火電纜ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，其結構包括在依次包含導體✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，內部半導電層的電纜芯上的隔熱層（防火層）和基于泡沫的防火層ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ。絕緣層☾☽❄☃，外部半導體層和金屬屏蔽層ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ。
但是ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，如果在發生火災時電纜內部的絕緣層被高溫燒毀✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，則該防火層應充當導體和金屬屏蔽層之間的絕緣體☈⊙☉℃℉❅。但是✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，由于防火層設置在金屬屏蔽層和護套層的外側☾☽❄☃，因此防火層不能發揮這樣的功能㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，因此難以將其用作中高防火電纜☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；。電壓等級①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯。
盡管日本特開平1994-033319號公報公開了一種耐熱同軸電纜ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，其結構在內部導體上形成兩層結構的絕緣層并在其上形成第一防火層⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，因為該結構具有電氣特性⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ。同軸電纜的用途✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，用途等與中高壓電纜不同⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，同軸電纜的結構不適合用作中高壓電纜웃유ღ♋♂。
同時☾☽❄☃，可以考慮采用“導體-內半導電層-防火層-絕緣層-外半導電層”的四層結構的防火電纜⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤。但是⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，由于在內側半導電層與絕緣層之間粘貼有用作防火層的云母帶㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂，所以內側半導電層與絕緣層之間的表面相對不平滑✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，因此可以提高局部放電值或電氣擊穿很容易導致電介質擊穿☾☽❄☃。另外ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，不能滿足電纜的重要特征웃유ღ♋♂，例如耐壓和局部放電的規格♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃。
此外❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，由于盡管云母帶纏繞在內半導體層上ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，但是曲率半徑仍然很小ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，如上所述㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，仍然可能損壞云母帶☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，或者當穿過云母帶時會損壞防火層♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃。在纏繞云母帶之后形成絕緣層⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，外部半導體層等的多個工序❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣。
因此✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，需要提供一種耐高壓的防火電纜㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，其可以滿足防火性能并且在中壓或高壓下改善電纜的電氣特性㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦。
目的是滿足防火性能并改善中壓或高壓類電纜的電氣特性❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰。
另一個目的是防止由于小曲率半徑而形成的曲率和間隙✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，以用于纏繞形成防火層的云母帶✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，從而抑制局部放電✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥。
另一個目的是考慮絕緣厚度✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，耐壓⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，局部放電等ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，通過在具有最佳電場強度的位置上形成防火層來改善電氣特性并提高安裝電纜的便利性♀☿☼☀☁☂☄。
為了實現上述目的✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，根據本發明的第一方面ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，提供了一種中壓防火電纜㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂，其包括導體웃유ღ♋♂。在導體外部形成的第一半導體層㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉；在第一半導體層的外部形成的第一絕緣層❣❦❧♡۵；在第一絕緣層的外部形成的第二半導體層✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥；在第二半導體層的外部形成的屏蔽層☈⊙☉℃℉❅；防火層設置在第一絕緣層和第二半導體層之間ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ。
第一半導體層和第一絕緣層彼此接觸⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ。
電纜還包括在屏蔽層的外部形成的護套層①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯。
電纜還包括設置在防火層和第二半導體層之間的第二絕緣層❣❦❧♡۵。
通過硅涂覆工藝形成第二絕緣層ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ。
電纜形成為多層結構ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，其中在第二絕緣層的外部另外形成單獨的防火層和單獨的絕緣層☾☽❄☃。
通過擠壓形成第一半導體層⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，并且通過纏繞半導體帶形成第二半導體層❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰。
通過將云母帶纏繞兩次或更多次來形成防火層⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺。
為了實現上述目的⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，根據本發明的第二方面❣❦❧♡۵，提供了一種中壓防火電纜☾☽❄☃，其包括導體☈⊙☉℃℉❅。在導體外部形成的第一半導體層☾☽❄☃；在第一半導體層的外部形成的第一絕緣層✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅；在第一絕緣層的外部形成的第二半導體層⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓；在第二半導體層的外部形成的屏蔽層⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤；防火層㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，其用于在發生火災時保護和絕緣導體ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，其中⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，防火層位于電場強度在1至3kV / mm之間的區域中ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ。
第一半導體層和第一絕緣層彼此接觸✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴。
電纜還包括設置在防火層和第二半導體層之間的第二絕緣層❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰。
本發明的實施例可以滿足防火性能并改善中壓或高壓類電纜的電氣特性❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣。
本發明的實施例可以防止由于小曲率半徑而形成的曲率和間隙ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，用于纏繞形成防火層的云母帶ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，從而抑制局部放電❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰。
考慮到防火層的絕緣厚度ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，耐壓⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，局部放電等☈⊙☉℃℉❅，本發明的實施方式可以通過在具有最佳電場強度的位置上形成防火層來改善電氣特性并提高安裝電纜的便利性㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦。
