[发明专利]额定电压6kV~35kV陶瓷化硅橡胶绝缘中压耐火变频器电缆及工艺

说明书

技术领域

本发明涉及硅橡胶绝缘中压耐火变频器电缆，还涉及该硅橡胶绝缘中压耐火变频器电缆的工艺。

背景技术

目前，市面上耐火变频器电缆主要有以下三类：1、云母带重叠绕包的低压耐火变频器电缆；2、矿物质绝缘耐火电缆（简称MI电缆）；3、柔性中压耐火电缆，下面针对上述三种耐火电缆做一些技术上客观的评价：

1、云母带重叠绕包的低压耐火变频器电缆

在导体上重叠绕包云母带，云母带在高温下仍能保持良好的绝缘性能，但是，由于云母层的特性限制，需采用多层大密度缠绕来弥补搭接缝处的搭接缺陷，维持工作时间不长，同时还存在小截面芯线（截面≤6mm²）生产加工比较困难，耐火性能一般，这使得该电缆重量、外径及制造成本居高不下。在火焰条件下，当伴有振动或水喷淋较长时间时，电缆内的云母层会逐步发脆脱落而造成耐火层失效，进而导致电缆因芯线短路或断路而不能确保正常工作。

云母带绕包的耐火电缆不能使用在中压电缆上原因如下：中压耐火电缆的结构是由其在高压下运行的电气参数所决定的，绝缘线芯必须由导电线芯、导体屏蔽、XLPE或EPR绝缘和绝缘屏蔽等组成。导体屏蔽的主要作用是缓和电缆内部电场应力集中，消除导体绞合的影响，改善电缆内部电场的径向分布以提高电缆的电气强度。由于各种原因，导体表面不可避免地存在着一些缺陷，例如毛刺、锐边等，这些缺陷会在电缆内部形成应力集中或局部放电点，在长期的运行过程中会导致电缆绝缘被击穿。而在导体表面绕包一层半导电橡布带+挤包半导电屏蔽层后，导体与半导电屏蔽层形成等电位，从而均化电场，消除缺陷。因此，制造中压耐火电缆，不能采取在导体上绕包耐火云母带的方式，这样会破坏绝缘线芯的整体结构，使导体屏蔽失去均化电场的作用，而耐火云母带的绝缘强度又较低，无法承受高场强的作用，电缆在耐电压试验或运行中会被击穿；而且云母带边缘的纤维还可能形成局部放电点，增大电缆的局部放电量。

2、 MI电缆

二十世纪三十年代欧洲开发成功了矿物绝缘电缆（Mineral Insulated Cable），简称MI电缆。MI电缆的耐火性能非常优秀，问世后被广泛地应用在建筑物中，确确实实增加了防火安全性；但是由于其非常昂贵的设备投入，敷设效率不高、使用场合受限（如船舶工程等空间狭小的场合没有办法使用）、封头终端制作工艺复杂、不能弯曲、制造价格昂贵等缺点，限制了MI电缆的发展；同时MI电缆结构只能满足低压电缆的使用，无法用作中压电缆。

3、柔性中压耐火电缆

该类电缆是近两年刚推出的中压耐火电缆，主要是采用交联聚乙烯或乙丙橡胶作为线芯的绝缘材料，线芯的半导电导体或绝缘屏蔽材料采用了聚烯烃材料，聚烯烃材料的硫化方式为高温压力下硫化（硫化蒸汽压力10~14MPa），挤出需要加热，使用陶瓷化硅橡胶作为耐火垫层，在耐火垫层的外面设计隔氧层，在隔氧层的外面设置铠装层、外护套。当发生火灾或受到≥500℃温度烘烤后，由陶瓷化硅橡胶被高温催化成陶瓷状固体耐火层，即“类瓷质烧结层”（耐高温可达1500℃），以此来形成耐火功能。

现有中压耐火电缆的不足之处在于：当外界温度很高或遭遇火焰时，陶瓷化硅橡胶垫层形成“类瓷质烧结层”后不能产生很好的隔热功能，而电缆结构中线芯绝缘层使用的又是交联聚乙烯或乙丙橡胶，正常的工作温度也就为90℃，如遇高温，绝缘层会软化，在通电状态下很容易被击穿，因此，该种耐火电缆不能持续很长的耐火时间，即耐火性能不好。而且现有中压耐火电缆结构复杂，制造成本、外径、重量相对比较大。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种额定电压6kV~35kV陶瓷化硅橡胶绝缘中压耐火变频器电缆，其简化了中压电缆的结构，电缆耐火时间更长、耐火温度更高、不延燃性更好，具有一定的机械强度，遇到水淋和振动等恶劣状况时，保护层保证中压电缆具有良好的电气性能和可靠的耐火性能；

本发明的第二个目的是提供上述陶瓷化硅橡胶绝缘中压耐火变频器电缆的制造工艺。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种额定电压6kV~35kV陶瓷化硅橡胶绝缘中压耐火变频器电缆，包括：由三个线芯绞合形成的缆芯、包覆于此缆芯外表面包覆一垫层，此垫层外表面包覆有护套层，所述线芯和垫层之间空隙填充有无卤阻燃填充物，在缆芯中三个线芯沿圆周方向紧靠排列；所述线芯包括导体，此导体外表面依次包覆有以硅橡胶为基的半导电导体屏蔽层、陶瓷化硅橡胶绝缘层、以硅橡胶为基的半导电绝缘屏蔽层，一金属屏蔽层包覆于半导电绝缘屏蔽层外表面；