[发明专利]一种耐超高温防火电缆及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电缆，适用于输配电线路器材领域，尤其是涉及一种耐超高温防火电缆及其制造方法。

背景技术

随着经济社会快速发展，人民生活不断提高，实际应用需求和客户对电缆的安全性越来越重视，对电缆的综合性能要求越来越高。电缆的防火性能是极其关键的安全性能指标，现有防火电缆结构复杂，成本高昂，制造工艺复杂。如何在降低材料和生产成本的同时，简化工艺，提高电缆防火性能，意义重大。

中国专利CN201741471U公开了一种铜芯导体硅酸铝耐火纤维绝缘变形高温合金护套耐火电缆，包括导体:具有若干导体，每根导体外均包裹有熔铸合成云母层，每个熔铸合成云母层外均包裹有硅酸铝耐火纤维绝缘材料，导体、熔铸合成云母层、硅酸铝耐火纤维绝缘材料构成导体棒，若干根导体棒外包裹有硅酸铝耐火纤维绕包，硅酸铝耐火纤维绕包外包裹有变形高温合金护套。但是该专利涉及技术的工艺复杂、材料和制造成本高昂(云母和硅酸铝耐火纤维价格昂贵)，且高温合金的特性只是耐高温(即在一定的温度下保持金属合金的机械性能)，其不具备导热系数低的特点，完全没有降低护套外界热量传播的能力，特别是在高温下，合金的导热系数会急剧增大，高温合金护套会成为热量的良导体，在火灾或高温环境中，护套内的组件会受到从护套传导而来的热量而迅速损坏。该实用新型所涉及的技术存在严重设计缺陷。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种密度远小于铝的密度，机械强度高，塑性好，加工性能好，耐酸碱腐蚀的耐超高温防火电缆及其制造方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种耐超高温防火电缆，由电缆芯及套设在电缆芯外的护套组成，所述的护套采用纳米微孔铝合金材料制作得到，在材料基体中均匀分布大量独立封闭的椭球形纳米微孔，微孔直径为25nm-51nm，微孔总体积占基体体积的百分比为85％-91％。

所述的纳米微孔铝合金材料包括以下重量百分比含量的组分：Fe 0.32％-0.35％，Cu 0.08％-0.1％，Mg 4.2％-4.5％，Si 0.28％-0.32％，Mn 0.21％-0.23％，Zr 0.001％-0.002％，其余为铝，所含杂质中Ti、V、Cr元素之和≤0.01％。

护套材料的密度为0.243g/cm³-0.405g/cm³。

所述的护套在25℃时的等效热导率为0.0302W/(m·k)-0.0539W/(m·k)，30℃-1000℃的热膨胀系数为2.68×10^-6/K。在高温及火焰状态下具有极其优异的隔热功能，其长期使用温度1200℃以上，最高使用温度可达1500℃。

所述的护套的厚度为0.5mm-1.2mm，其抗压强度为655Mpa-800Mpa，抗拉强度375Mpa-510Mpa,所制得电缆最小弯曲半径为7-15D。

耐超高温防火电缆的制造方法，采用以下步骤：

(1)电缆芯制备

采用铝合金或铜作为导体材料，经过熔炼、连铸连轧、拉丝、退火和绞合制得导体，然后绝缘并成缆后制得电缆芯；

(2)铝合金护套制备

所述铝合金护套按重量百分比包括以下元素：Fe 0.32％-0.35％，Cu 0.08％-0.1％，Mg 4.2％-4.5％，Si 0.28％-0.32％，Mn 0.21％-0.23％，Zr 0.001％-0.002％，其余为铝，所含杂质中Ti、V、Cr元素之和≤0.01％；

将99.7％纯度的工业纯铝锭放入中频感应电炉中熔化，再加入其他各元素的中间合金，保温在750℃-800℃，搅拌除杂质、精炼、除气、除渣，然后控制温度在750℃-800℃静置30分钟；

控制温度在800℃添加增黏剂及发泡剂进行微孔发泡处理，保温静置30分钟，水平引铸制成铝合金杆，经过挤压机挤压成铝合金管；

(3)电缆制备

电缆芯同步穿过挤压机的模芯，形成带有铝合金护套的耐超高温防火电缆。

所述的增黏剂为粒径8μm-12μm的Al₂O₃，添加量占总量的2.8-3.1wt％。

所述的发泡剂为TiH₂，添加量占总量的1.6-2.3wt％。