本發(fā)明涉及電力傳輸領(lǐng)域，特別涉及一種阻燃耐熱聚磷腈絕緣電纜。

背景技術(shù)：

隨著電子電氣事業(yè)的發(fā)展和電機電器技術(shù)的提高，大功率電氣、電子產(chǎn)品的等高性能的科技產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，一種既能滿足電纜使用要求同時具有阻燃耐熱的電纜絕緣膠顯得極為重要。隨著科技的發(fā)展和社會的進步，因聚氯乙烯和含鹵阻燃劑的電纜線在燃燒時可產(chǎn)生的煙霧對人體有害，致使火災(zāi)中很多人員窒息而死，精密設(shè)備癱瘓，含鹵電纜料將逐漸被淘汰。因而設(shè)計和制備對人無害、綠色環(huán)保，同時又具備優(yōu)異的阻燃性能和絕緣性能的電纜線具有重要意義。

另外，在城市中，電力電纜主要是鋪設(shè)于地下的，在遇到洪水、地震等自然災(zāi)害時，電力系統(tǒng)常會受到破壞，電力電纜也常會出現(xiàn)斷線等故障。而現(xiàn)有的電力電纜故障排除需要人工進入地下電纜通道中進行，或是將電纜拉地表上進行排查，排查的效率低、勞動量大，且不易找到斷線的具體位置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為此，需要提供一種阻燃耐熱聚磷腈絕緣電纜，用于解決現(xiàn)有電纜燃燒時對人體危害大，阻燃性能差的技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，發(fā)明人提供了一種阻燃耐熱聚磷腈絕緣電纜，

包括位于電纜中心的導(dǎo)體和外層的金屬護套，所述導(dǎo)體由兩股以上導(dǎo)線組成，導(dǎo)線的外層均包裹有阻燃耐熱絕緣層，所述金屬護套的外表包裹阻燃耐熱絕緣層；

所述阻燃耐熱絕緣層采用聚磷腈絕緣膠制成，所述金屬護套與導(dǎo)體之間設(shè)有填充層，所述填充層采用氫氧化鎂制成。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，所述金屬護套內(nèi)還有兩條測試導(dǎo)線，所述兩條測試導(dǎo)線之間每隔一預(yù)設(shè)長度并聯(lián)有一電阻。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，所述兩條測試導(dǎo)線通過螺旋纏繞設(shè)置在導(dǎo)體上。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，所述預(yù)設(shè)長度為5～10米。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，所述電阻的阻值為30～50M歐姆。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，所述金屬護套為軋紋的金屬銅護套或軋紋的不銹鋼護套，所述銅護套厚度為0.4～0.8mm，所述不銹鋼護套厚度為0.25～0.4mm。

區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：

1、金屬護套外表包裹阻燃耐熱絕緣層，導(dǎo)線的外層均包裹有阻燃耐熱絕緣層，填充層采用氫氧化鎂，聚磷腈絕緣膠本身具有優(yōu)異的電氣絕緣性能、耐熱性高、阻燃性能好的優(yōu)點，而且形成了雙層保護；金屬護套的金屬熔點高，起到有益的防火效果；氫氧化鎂燃燒產(chǎn)生的水與阻燃耐熱絕緣層相互配合進行阻燃。

2、兩條測試導(dǎo)線之間每隔一定間距并聯(lián)有一電阻，當(dāng)電纜發(fā)生斷線故障時，所述測試導(dǎo)線也會斷裂，根據(jù)兩測試導(dǎo)線之間的電阻值可計算出斷線的具體位置，大大提高了電纜斷線排查的效率。

3、兩條測試導(dǎo)線通過螺旋纏繞設(shè)置在導(dǎo)體上，避免電纜只是部分?jǐn)嗔训那闆r出現(xiàn)，大大減小兩條測試導(dǎo)線失靈的概率，電纜只要稍微在導(dǎo)體上有哪一段斷裂的話就可以檢測到。

附圖說明

圖1為具體實施例所述阻燃耐熱聚磷腈絕緣電纜的剖面示意圖；

圖2為具體實施例所述阻燃耐熱聚磷腈絕緣電纜的導(dǎo)體三維圖；

圖3為具體實施方式所述測試導(dǎo)線與電阻的電路連接示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

10、導(dǎo)體；

11、銅包鋼導(dǎo)線；

20、金屬護套；

30、阻燃耐熱絕緣層；

40、填充層；

50、測試導(dǎo)線；

51、電阻。

具體實施方式

為詳細(xì)說明技術(shù)方案的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合具體實施例并配合附圖詳予說明。

請參閱圖1，本實施例一種阻燃耐熱聚磷腈絕緣電纜，包括位于電纜中心的導(dǎo)體10和外層的金屬護套20，本實施例中的導(dǎo)體由三股銅包鋼導(dǎo)線11同心絞繞組成，每股銅包鋼導(dǎo)線11均包裹有阻燃耐熱絕緣層30，阻燃耐熱絕緣層30采用聚磷腈絕緣膠制成，聚磷腈絕緣膠為聚磷腈高分子制成；

聚磷腈高分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：

聚磷腈高分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)式中的取代基R1為二氟苯酚、三氟甲基苯酚、三氟甲氧基苯酚、五氟乙氧基苯酚、碳硼烷雙酚單己基醚、碳硼烷雙酚單辛基醚、碳硼烷雙酚單癸基醚、碳硼烷雙酚單十二烷基醚的任意一種或任意兩種的組合；

聚磷腈高分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)式中的取代基R2為碳硼烷雙酚單己基醚、碳硼烷雙酚單辛基醚、碳硼烷雙酚單癸基醚、碳硼烷雙酚單十二烷基醚的任意一種。

聚磷腈絕緣膠的具體制備方法，包括以下步驟：：

S1、取58g聚氯化磷腈，加入400mL四氫呋喃溶液中，攪拌至聚氯化磷腈完全溶解，得到聚氯化磷腈四氫呋喃溶液，備用；

S2、取130.1g 2,6-二氟苯酚溶于150mL四氫呋喃溶液中，通過攪拌器緩慢加入40g氫氧化鈉，將溶液的溫度調(diào)至40℃恒溫，在攪拌下反應(yīng)1小時至2,6-二氟苯酚完全反應(yīng)為二氟酚氧基鈉為止，得中間產(chǎn)物溶液(Ⅰ)，備用；

S3、取設(shè)有攪拌器、冷凝管和恒壓滴液漏斗的1000mL三口燒瓶，加入33.2g的1,7-二(4-羥基苯基)-碳硼烷，通過攪拌器緩慢加入4g氫氧化鈉，再加入150mL四氫呋喃溶液和21.2g溴代辛烷至三口燒瓶中，并往反應(yīng)溶液中通氮氣，在65℃下攪拌反應(yīng)2小時后，將溫度降至50℃，得到反應(yīng)后的三口燒瓶；

S4、分別將步驟S1和步驟S2中的得到的聚氯化磷腈四氫呋喃溶液和中間產(chǎn)物溶液(Ⅰ)，通過恒壓滴液漏斗慢慢滴入步驟S3反應(yīng)后的三口燒瓶中進行反應(yīng)，得到反應(yīng)液；

S5、將反應(yīng)液倒入盛有自來水的燒杯中進行攪拌，攪拌10min后，得到溶液中凝聚的橡膠狀固體，將凝聚的橡膠狀固體和溶液進行分離，分離后通過四氫呋喃溶液對橡膠狀固體進行溶解，再將溶液倒入盛有自來水的燒杯中重復(fù)本步驟，直至洗去橡膠狀固體中的鹽分，最終得到的橡膠狀固體為二氟酚氧基單辛基醚碳硼烷雙酚氧基聚磷腈。二氟酚氧基單辛基醚碳硼烷雙酚氧基聚磷腈即為聚磷腈絕緣膠的一種。

聚磷腈絕緣膠中的聚磷腈高分子的主鏈由磷、氮元素組成，側(cè)基由含氟酚氧基和碳硼烷雙酚單烷基醚組成。碳硼烷作為取代基引入聚磷腈?zhèn)孺溨?，不破壞碳硼烷的籠狀結(jié)構(gòu)合成側(cè)鏈帶碳硼烷結(jié)構(gòu)的聚磷腈高分子。所述聚磷腈高分子是一種具有阻燃耐熱絕緣體材料，是一種對燃燒安全性要求很高的電絕緣場合的理想材料。同時，本實施例中的聚磷腈絕緣膠是一種非鹵化的、耐火焰、低生煙的絕緣膠和絕熱泡沫膠。該絕緣膠導(dǎo)熱性好、耐熱性高，制備方法簡單，有優(yōu)異的電氣電纜絕緣性能，應(yīng)用領(lǐng)域廣。

將聚磷腈絕緣膠加入擠出機中，通過擠出包覆在銅包鋼導(dǎo)線11上，輻射交聯(lián)即，得到阻燃耐熱的導(dǎo)線。

如圖2及圖3所示，三股銅包鋼導(dǎo)線11同心絞繞組成導(dǎo)體10，不只是限定在三股銅包鋼導(dǎo)線11，可以是兩股以上的其他導(dǎo)線11通過其他方式繞線均可以，在導(dǎo)體上螺旋纏繞設(shè)置有兩條測試導(dǎo)線50，兩條測試導(dǎo)線50之間每隔一預(yù)設(shè)長度并聯(lián)有一電阻51，預(yù)設(shè)長度為5～10米，電阻51的阻值為30～50M歐姆。而在其他實施方式中，所述電阻51的阻值也可以為其他值，所述銅包鋼導(dǎo)線11的個數(shù)可以為1個、兩個或4個以上。由于在城市中，地下電網(wǎng)的通道口之間的距離在10米以上，將電阻51之間的間距設(shè)置為5～10米可確保每個通道口之間的電纜之間都會有至少一個電阻51，使斷線點的判斷精度在10米之內(nèi)，便于故障點確定。

測試導(dǎo)線50是用于判斷電纜故障時的斷線具體位置使用的。由于兩條測試導(dǎo)線50之間等間距的并聯(lián)有多個電阻，每個電阻的阻值相同，因此兩測試導(dǎo)線50之間的電阻值與并聯(lián)的電阻個數(shù)相關(guān)，當(dāng)電纜完整無斷線時，兩測試電線間的阻值為所有電阻并聯(lián)的值(理論上接近于零)，而當(dāng)電纜斷線時(測試導(dǎo)線也一同斷線)，此時兩測試導(dǎo)線之間的阻值為測試點到斷線點之間所并聯(lián)的電阻的阻值，因此，根據(jù)所測量得到的兩測試導(dǎo)線50之間的電阻值以及每個電阻的阻值和間距可計算出斷線點距測量點的距離。本實施例可通過在一端測量測試電線的電阻值確定斷線點，無需人工進入地下電纜通道中進行斷線點排查，或是將電纜拉地表上進行排查，大大提高電纜斷線排查的效率。

本實施例中，金屬護套20與導(dǎo)體10之間設(shè)有填充層40，填充層40由氫氧化鎂制成，在不含鹵素的聚磷腈絕緣膠中加人大量的氫氧化鎂填充劑，它們在電纜燃燒時釋放結(jié)晶水，吸收大量熱量，從而抑制聚磷腈絕緣膠溫度上升，延緩熱分解，降低燃燒速度。另外，脫水分解產(chǎn)生的水蒸汽，能稀釋可燃性氣體，產(chǎn)生阻燃效果。聚磷腈絕緣膠的阻燃性，通常用氧指數(shù)法來評定，它表示試樣在氧氣和氮氣的混合物中燃燒時所需要的最低含氧量，指數(shù)越大，表示可燃性越小，阻燃性越好。一般氧指數(shù)(OI)至少為28才具有不燃特性。

在實施例中，金屬護套20為軋紋的金屬銅護套或軋紋的不銹鋼護套，所述銅護套厚度為0.4～0.8mm，所述不銹鋼護套厚度為0.25～0.4mm。金屬護套20采用金屬銅護套，進一步保證導(dǎo)體10與銅護套間的絕緣性能，以及電纜外形圓整度滿足規(guī)定要求，再采用T2軟銅帶縱包、焊接，形成銅護套，并對銅護套進行軋紋處理，為保證銅護套的防火性能以及線纜的柔性，銅護套厚度控制在0.4mm?；蛘呓饘僮o套20采用軋紋的不銹鋼護套，形成不銹鋼護套，并對不銹鋼護套5進行軋紋處理，為保證電纜防火性能與柔性，不銹鋼護套厚度控制在0.25mm。

本實施例中，金屬護套20的外表包裹阻燃耐熱絕緣層30，一方面由于金屬熔點高，起到有益的防火效果，另一方面，金屬護套20也在一定程度上防止外部水氣對阻燃耐熱絕緣層30的影響，金屬護套20外包阻燃耐熱絕緣層30，又可防止金屬被外界腐蝕，起到保護作用。阻燃耐熱絕緣層30同樣由聚磷腈絕緣膠制成，將聚磷腈絕緣膠加入擠出機中，通過擠出包覆在金屬護套20上，輻射交聯(lián)即，得到阻燃耐熱的電纜。

本實施例，采用雙層保護，金屬護套20上一層阻燃耐熱絕緣層30，各導(dǎo)線上一層阻燃耐熱絕緣層30，阻燃耐熱絕緣層30均為聚磷腈絕緣膠制成，聚磷腈絕緣膠本身具有優(yōu)異的電氣絕緣性能、耐熱性高、阻燃性能好的優(yōu)點，而且形成了雙層保護，對電纜進行全面保護。填充層采用氫氧化鎂，氫氧化鎂燃燒產(chǎn)生的水與阻燃耐熱絕緣層30相互配合進行阻燃。導(dǎo)體10上設(shè)有兩條測試導(dǎo)線50，兩條測試導(dǎo)線50之間每隔一定間距并聯(lián)有一電阻51，當(dāng)電纜發(fā)生斷線故障時，所述測試導(dǎo)線50也會斷裂，根據(jù)兩測試導(dǎo)線50之間的電阻值可計算出斷線的具體位置，大大提高了電纜斷線排查的效率。兩條測試導(dǎo)線50通過螺旋纏繞設(shè)置在導(dǎo)體10上，避免電纜只是部分?jǐn)嗔训那闆r出現(xiàn)，大大減小兩條測試導(dǎo)線50失靈的概率，電纜只要稍微在導(dǎo)體10上有哪一段斷裂的話就可以檢測到。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者終端設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者終端設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者終端設(shè)備中還存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超過”等理解為不包括本數(shù)；“以上”、“以下”、“以內(nèi)”等理解為包括本數(shù)。

盡管已經(jīng)對上述各實施例進行了描述，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例做出另外的變更和修改，所以以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利保護范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍之內(nèi)。