《一種阻燃B1級電纜》是特變電工（德陽）電纜股份有限公司於2019年9月23日申請的專利，該專利公告號為CN210325305U，公告日為2020年4月14日，發明人是莫川鄰、李志現、劉春昉、劉永紅、劉新峰等。
《一種阻燃B1級電纜》所述電纜具有主要由多根絕緣導體組成的纜芯，所述纜芯上由內而外依次包覆有內陶瓷化纖維帶層、隔氧層、外陶瓷化纖維帶層和護套層，且所述內陶瓷化纖維帶層所包覆的所述纜芯的組合間隙內填充有陶瓷化纖維棉填充層。該實用新型通過此種結構排布使得對纜芯的絕緣導體形成了多層防護，以阻止火焰向纜芯內部的燃燒，同時能夠最大程度的阻止外部熱量向纜芯的絕緣導體上傳導，具有防火隔火性能好、阻燃效果優異的特點。
2021年11月，《一種阻燃B1級電纜》獲得2020年度四川專利獎創新創業獎。
（概述圖為《一種阻燃B1級電纜》的摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種阻燃B1級電纜
- 申請號：201921586224X
- 申請日：2019年9月23日
- 申請人：特變電工（德陽）電纜股份有限公司
- 地址：四川省德陽市旌陽區東海路東段2號
- 發明人：莫川鄰、李志現、劉春昉、劉永紅、劉新峰、陳龍、劉興龍、白飛正
- 專利代理機構 ：成都蓉信三星專利事務所
- 代理人：王統國
- Int.Cl.：H01B7/29(2006.01)I、H01B7/295(2006.01)I、H01B7/42(2006.01)I、H01B9/00(2006.01)I
- 類別：實用新型專利
- 公告日：2020年4月14日
- 公告號：CN210325305U
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
電纜根據其本身所具有的燃燒特性，分為普通電纜、阻燃電纜、耐火電纜。阻燃電纜又可以根據其燃燒性能的分級而分為A、B、C、D四種阻燃級別，常用的阻燃電纜是按照GB/T19666-2005《阻燃和耐火電纜通則》的技術標準製造成型的，在國民經濟建設中得到了大量套用。
然而，在火災的燃燒過程中，火焰溫度通常會達到約750℃、甚至約950℃，上述阻燃電纜的玻璃纖維填充層和玻璃纖維帶層的耐溫等級無法適應此燃燒溫度，非常容易被燒掉，且被燒後的殘渣非常地脆，稍微一碰或者震動就容易脫落，不能有效地阻止火焰或溫度向內部燃燒和傳遞，無法保護內層阻燃性能差的絕緣層，這樣就造成絕緣層材料的燃燒（因為絕緣材料大都為易燃燒的有機物），最後造成整根電纜的繼續燃燒，並釋放出大量的熱量和煙霧，無法保障防火安全。
伴隨著中國捷運重點工程的迅猛穩健的發展，尤其捷運站人員密集、擁堵，一旦出現火災跡象不僅造成國家財產的損失，更為嚴重的是威脅眾多人員的生命安全。為此，國家在2014年12月5日就發布了強制性國家標準GB31247-2014《電纜及光纜燃燒性能分級》的技術標準，該技術標準中，通過量化電纜及光纜燃燒性能分級技術指標，使防火安全更加科學合理，並將可能產生的火災危害降至最低。
很顯然的，上述常用阻燃電纜難以滿足越來越嚴苛的、更為科學合理的技術標準規定，無法適應市場和技術的發展需求，有必要對其作出改進。
發明內容
專利目的
《一種阻燃B1級電纜》目的在於：針對上述2019年9月之前技術的不足，提供一種防火隔火性能好、阻燃效果優異的阻燃B1級電纜。
技術方案
《一種阻燃B1級電纜》所述電纜具有主要由多根絕緣導體組成的纜芯，所述纜芯上由內而外依次包覆有內陶瓷化纖維帶層、隔氧層、外陶瓷化纖維帶層和護套層，且所述內陶瓷化纖維帶層所包覆的所述纜芯的組合間隙內填充有陶瓷化纖維棉填充層。
作為優選方案之一，所述內陶瓷化纖維帶層和隔氧層之間包覆有鏡面金屬複合帶層。進一步的，所述鏡面金屬複合帶層為鏡面鋁塑複合帶的至少一層繞包結構。
作為優選方案之一，所述內陶瓷化纖維帶層為陶瓷化纖維帶的至少一層繞包結構。
作為優選方案之一，所述隔氧層和外陶瓷化纖維帶層之間包覆有降溫層，所述降溫層為中空腔體內填充氫氧化鋁或氫氧化鎂填料的成型結構。進一步的，所述降溫層是由周向排布的若干根中空管和填充在每根中空管內的填料組成。
作為優選方案之一，所述隔氧層為低煙無鹵聚烯烴的擠出層結構。
作為優選方案之一，所述外陶瓷化纖維帶層為陶瓷化纖維帶的至少一層繞包結構。
作為優選方案之一，所述護套層為低煙無鹵阻燃聚烯烴的擠出層結構。
作為優選方案之一，所述纜芯的多根絕緣導體絞合在一起，絞合間隙內填充有陶瓷化纖維棉填充層。進一步的，所述纜芯的每一根絕緣導體主要由導體和包覆在所述導體上的絕緣層組成，所述導體為標準GB/T3956中的第1種銅導體、第2種銅導體或第5種軟銅導體，所述絕緣層為輻照型交聯聚烯烴的擠出層結構。再進一步的，所述絕緣導體的導體為單股銅絲結構或多股銅絲絞合結構。
改善效果
1.《一種阻燃B1級電纜》所採用的陶瓷化纖維材料是一種矽酸鋁耐火纖維，其以硬質粘土熟料或工業氧化鋁粉與矽石粉合成料為原料，採用電弧爐或電阻爐熔融，經壓縮空氣噴吹（或甩絲法）成纖而製成，其化學組成主要為三氧化二鋁（30～55%）和二氧化矽，經過再加工成型，具有低熱容量、低熱導率、優良的熱穩定性、耐高溫達1000℃以上的特點，其自身不會燃燒；該實用新型採用該材料填充在纜芯的組合間隙內，並在纜芯外合理的排布了內陶瓷化纖維帶層、隔氧層、外陶瓷化纖維帶層等，通過此種結構排布使得對纜芯的絕緣導體形成了多層防護，以阻止火焰向纜芯內部的燃燒，同時能夠最大程度的阻止外部熱量向纜芯的絕緣導體上傳導，總之，對於降低電纜的總的熱釋放指標非常有利，該實用新型的阻燃電纜經試驗，能夠有效地滿足於GB31247-2014《電纜及光纜燃燒性能分級》的技術標準，防火隔火性能好，阻燃效果優異；
2.該實用新型在內陶瓷化纖維帶層和隔氧層之間包覆的鏡面金屬複合帶層，能夠將大部分熱量反射出去，以減少外部熱量對內部結構件的溫度影響，進一步有效阻止外部熱量向纜芯的絕緣導體上傳導，這尤其是在該實用新型的鏡面金屬複合帶層採用鏡面鋁塑複合帶繞包的結構中最為明顯，因為鏡面鋁塑複合帶的表面作為熱量的反射層的反射效果優異；
3.該實用新型在隔氧層和外陶瓷化纖維帶層之間包覆的降溫層，在電纜燃燒過程中能夠使填料氫氧化鋁或者氫氧化鎂分解成氧化鋁/氧化鎂和水（H2O），通過水分的存在而有效減低火焰溫度，阻止其燃燒，進一步有效提高了其防火、阻燃效果；
4.該實用新型降溫層的各中空管排布結構，能夠實現緻密、緊湊排布，強度高且整體性好。
附圖說明
圖1為《一種阻燃B1級電纜》結構示意圖，圖中可以看出，纜芯主要是由四根絕緣導體組成的，每一根絕緣導體主要是由導體和包覆在導體的絕緣層組成；纜芯上由內而外依次包覆有內陶瓷化纖維帶層、鏡面金屬複合帶層、隔氧層、外陶瓷化纖維帶層和護套層；在內陶瓷化纖維帶層所包覆的纜芯的組合間隙內填充有陶瓷化纖維棉填充層。
圖2為該實用新型的另一種結構示意圖，圖中可以看出，纜芯主要是由四根絕緣導體組成的，每一根絕緣導體主要是由導體和包覆在導體的絕緣層組成；纜芯上由內而外依次包覆有內陶瓷化纖維帶層、鏡面金屬複合帶層、隔氧層、降溫層、外陶瓷化纖維帶層和護套層；在內陶瓷化纖維帶層所包覆的纜芯的組合間隙內填充有陶瓷化纖維棉填充層；降溫層由周向排布的若干根帶有填料的管型結構組成。
圖3為圖2中降溫層組成結構的放大示意圖，圖中可以看出，組成降溫層的單元為中空管及填充其內的填料。
圖中代號含義：1—導體；2—絕緣層；3—陶瓷化纖維棉填充層；4—內陶瓷化纖維帶層；5—鏡面金屬複合帶層；6—隔氧層；7—降溫層；71—中空管；72—填料；8—外陶瓷化纖維帶層；9—護套層。
權利要求
1.《一種阻燃B1級電纜》所述電纜具有主要由多根絕緣導體組成的纜芯，其特徵在於：所述纜芯上由內而外依次包覆有內陶瓷化纖維帶層（4）、隔氧層（6）、外陶瓷化纖維帶層（8）和護套層（9），且所述內陶瓷化纖維帶層（4）所包覆的所述纜芯的組合間隙內填充有陶瓷化纖維棉填充層（3）。
2.根據權利要求1所述阻燃B1級電纜，其特徵在於：所述內陶瓷化纖維帶層（4）和隔氧層（6）之間包覆有鏡面金屬複合帶層（5）。
3.根據權利要求2所述阻燃B1級電纜，其特徵在於：所述鏡面金屬複合帶層（5）為鏡面鋁塑複合帶的至少一層繞包結構。
4.根據權利要求1或2所述阻燃B1級電纜，其特徵在於：所述內陶瓷化纖維帶層（4）為陶瓷化纖維帶的至少一層繞包結構。
5.根據權利要求1所述阻燃B1級電纜，其特徵在於：所述隔氧層（6）和外陶瓷化纖維帶層（8）之間包覆有降溫層（7），所述降溫層（7）為中空腔體內填充氫氧化鋁或氫氧化鎂填料的成型結構。
6.根據權利要求5所述阻燃B1級電纜，其特徵在於：所述降溫層（7）是由周向排布的若干根中空管（71）和填充在每根中空管（71）內的填料（72）組成。
7.根據權利要求1、2或5所述阻燃B1級電纜，其特徵在於：所述隔氧層（6）為低煙無鹵聚烯烴的擠出層結構。
8.根據權利要求1或5所述阻燃B1級電纜，其特徵在於：所述外陶瓷化纖維帶層（8）為陶瓷化纖維帶的至少一層繞包結構。
9.根據權利要求1所述阻燃B1級電纜，其特徵在於：所述護套層（9）為低煙無鹵阻燃聚烯烴的擠出層結構。
10.根據權利要求1所述阻燃B1級電纜，其特徵在於：所述纜芯的多根絕緣導體絞合在一起，絞合間隙內填充有陶瓷化纖維棉填充層（3）；所述纜芯的每一根絕緣導體主要由導體（1）和包覆在所述導體（1）上的絕緣層（2）組成，所述導體（1）為標準GB/T3956中的第1種銅導體、第2種銅導體或第5種軟銅導體，所述絕緣層（2）為輻照型交聯聚烯烴的擠出層結構；所述導體（1）為單股銅絲結構或多股銅絲絞合結構。
實施方式
- 實施例1
參見圖1所示，《一種阻燃B1級電纜》具有絞合纜芯，在纜芯上由內而外依次包覆有內陶瓷化纖維帶層4、鏡面金屬複合帶層5、隔氧層6、外陶瓷化纖維帶層8和護套層9，且在內陶瓷化纖維帶層4所包覆的纜芯的組合間隙內填充有陶瓷化纖維棉填充層3，由陶瓷化纖維棉填充層3將纜芯填充整圓。
其中，纜芯具有四根絕緣導體。纜芯的每一根絕緣導體主要是由導體1和包覆在導體1上的絕緣層2組成，導體1為標準GB/T3956中的第1種銅導體，其為單股銅絲結構；絕緣層2為輻照型交聯聚烯烴的擠出層結構。纜芯的四根絕緣導體以絞合方式組合在一起，在四根絕緣導體的絞合間隙內填充有陶瓷化纖維棉填充層3，使纜芯被填充密實。
內陶瓷化纖維帶層4為陶瓷化纖維帶的一層緻密的繞包結構。
鏡面金屬複合帶層5為鏡面鋁塑複合帶的兩層緻密的繞包結構。
隔氧層6為低煙無鹵聚烯烴的擠出層結構。隔氧層6採用的低煙無鹵聚烯烴材料，是一種以聚烯烴為基料，填充大量的無機阻燃劑，能夠最大程度的降低有機物的成分，使材料的氧指數達到45%，進而使得該材料的阻燃性能大大提高，以起到隔氧、隔熱、抑煙的作用。
外陶瓷化纖維帶層8為陶瓷化纖維帶的一層緻密的繞包結構。
護套層9為輻照型阻燃低煙無鹵阻燃聚烯烴的擠出層結構，當然也可以採用非輻照型低煙無鹵阻燃聚烯烴材料代替。
該實用新型的陶瓷化纖維棉填充層、內陶瓷化纖維帶層和外陶瓷化纖維帶層分別採用陶瓷化纖維材料成型，該陶瓷化纖維材料是一種矽酸鋁耐火纖維，其以硬質粘土熟料或工業氧化鋁粉與矽石粉合成料為原料，採用電弧爐或電阻爐熔融，經壓縮空氣噴吹（或甩絲法）成纖而製成，其化學組成主要為三氧化二鋁（30～55%）和二氧化矽，經過再加工成型，具有低熱容量、低熱導率、優良的熱穩定性、耐高溫達1000℃以上的特點，其自身不會燃燒。需要特別說明的是，陶瓷化纖維材料為2019年9月之前的成品材料，該實用新型對2019年9月之前技術的貢獻非材料本身。
- 實施例2
該實用新型具有絞合纜芯，在纜芯上由內而外依次包覆有內陶瓷化纖維帶層、鏡面金屬複合帶層、隔氧層、外陶瓷化纖維帶層和護套層，且在內陶瓷化纖維帶層所包覆的纜芯的組合間隙內填充有陶瓷化纖維棉填充層，由陶瓷化纖維棉填充層將纜芯填充整圓。 其中，纜芯具有四根絕緣導體。纜芯的每一根絕緣導體主要是由導體和包覆在導體上的絕緣層組成，導體為標準GB/T3956中的第2種銅導體，其為多股銅絲絞合結構；絕緣層為輻照型交聯聚烯烴的擠出層結構。纜芯的四根絕緣導體以絞合方式組合在一起，在四根絕緣導體的絞合間隙內填充有陶瓷化纖維棉填充層，使纜芯被填充密實。
內陶瓷化纖維帶層為陶瓷化纖維帶的兩層緻密的繞包結構。
鏡面金屬複合帶層為鏡面鋁塑複合帶的三層緻密的繞包結構。
隔氧層為低煙無鹵聚烯烴的擠出層結構。隔氧層採用的低煙無鹵聚烯烴材料，是一種以聚烯烴為基料，填充大量的無機阻燃劑，能夠最大程度的降低有機物的成分，使材料的氧指數達到45%，進而使得該材料的阻燃性能大大提高，以起到隔氧、隔熱、抑煙的作用。外陶瓷化纖維帶層為陶瓷化纖維帶的一層緻密的繞包結構。
護套層為輻照型阻燃低煙無鹵阻燃聚烯烴的擠出層結構，當然也可以採用非輻照型低煙無鹵阻燃聚烯烴材料代替。
- 實施例3
該實用新型具有絞合纜芯，在纜芯上由內而外依次包覆有內陶瓷化纖維帶層、鏡面金屬複合帶層、隔氧層、外陶瓷化纖維帶層和護套層，且在內陶瓷化纖維帶層所包覆的纜芯的組合間隙內填充有陶瓷化纖維棉填充層，由陶瓷化纖維棉填充層將纜芯填充整圓。 其中，纜芯具有四根絕緣導體。纜芯的每一根絕緣導體主要是由導體和包覆在導體上的絕緣層組成，導體為標準GB/T3956中的第5種軟銅導體，其為多股銅絲絞合結構；絕緣層為輻照型交聯聚烯烴的擠出層結構。纜芯的四根絕緣導體以絞合方式組合在一起，在四根絕緣導體的絞合間隙內填充有陶瓷化纖維棉填充層，使纜芯被填充密實。
內陶瓷化纖維帶層為陶瓷化纖維帶的一層緻密的繞包結構。
鏡面金屬複合帶層為鏡面鋁塑複合帶的兩層緻密的繞包結構。
隔氧層為低煙無鹵聚烯烴的擠出層結構。隔氧層採用的低煙無鹵聚烯烴材料，是一種以聚烯烴為基料，填充大量的無機阻燃劑，能夠最大程度的降低有機物的成分，使材料的氧指數達到45%，進而使得該材料的阻燃性能大大提高，以起到隔氧、隔熱、抑煙的作用。外陶瓷化纖維帶層為陶瓷化纖維帶的兩層緻密的繞包結構。
護套層為輻照型阻燃低煙無鹵阻燃聚烯烴的擠出層結構，當然也可以採用非輻照型低煙無鹵阻燃聚烯烴材料代替。
- 實施例4
該實用新型具有絞合纜芯，在纜芯上由內而外依次包覆有內陶瓷化纖維帶層、隔氧層、外陶瓷化纖維帶層和護套層，且在內陶瓷化纖維帶層所包覆的纜芯的組合間隙內填充有陶瓷化纖維棉填充層，由陶瓷化纖維棉填充層將纜芯填充整圓。
其中，纜芯具有四根絕緣導體。纜芯的每一根絕緣導體主要是由導體和包覆在導體上的絕緣層組成，導體為標準GB/T3956中的第2種銅導體，其為多股銅絲絞合結構；絕緣層為輻照型交聯聚烯烴的擠出層結構。纜芯的四根絕緣導體以絞合方式組合在一起，在四根絕緣導體的絞合間隙內填充有陶瓷化纖維棉填充層，使纜芯被填充密實。
內陶瓷化纖維帶層為陶瓷化纖維帶的三層緻密的繞包結構。
隔氧層為低煙無鹵聚烯烴的擠出層結構。隔氧層採用的低煙無鹵聚烯烴材料，是一種以聚烯烴為基料，填充大量的無機阻燃劑，能夠最大程度的降低有機物的成分，使材料的氧指數達到45%，進而使得該材料的阻燃性能大大提高，以起到隔氧、隔熱、抑煙的作用。外陶瓷化纖維帶層為陶瓷化纖維帶的三層緻密的繞包結構。
護套層為輻照型阻燃低煙無鹵阻燃聚烯烴的擠出層結構，當然也可以採用非輻照型低煙無鹵阻燃聚烯烴材料代替。
- 實施例5
參見圖2和圖3所示，該實用新型具有絞合纜芯，在纜芯上由內而外依次包覆有內陶瓷化纖維帶層4、鏡面金屬複合帶層5、隔氧層6、降溫層7、外陶瓷化纖維帶層8和護套層9，且在內陶瓷化纖維帶層4所包覆的纜芯的組合間隙內填充有陶瓷化纖維棉填充層3，由陶瓷化纖維棉填充層3將纜芯填充整圓。
其中，纜芯具有四根絕緣導體。纜芯的每一根絕緣導體主要是由導體1和包覆在導體1上的絕緣層2組成，導體1為標準GB/T3956中的第1種銅導體，其為單股銅絲結構；絕緣層2為輻照型交聯聚烯烴的擠出層結構。纜芯的四根絕緣導體以絞合方式組合在一起，在四根絕緣導體的絞合間隙內填充有陶瓷化纖維棉填充層3，使纜芯被填充密實。
內陶瓷化纖維帶層4為陶瓷化纖維帶的一層緻密的繞包結構。
鏡面金屬複合帶層5為鏡面鋁塑複合帶的兩層緻密的繞包結構。
隔氧層6為低煙無鹵聚烯烴的擠出層結構。隔氧層6採用的低煙無鹵聚烯烴材料，是一種以聚烯烴為基料，填充大量的無機阻燃劑，能夠最大程度的降低有機物的成分，使材料的氧指數達到45%，進而使得該材料的阻燃性能大大提高，以起到隔氧、隔熱、抑煙的作用。
降溫層7為中空腔體內填充氫氧化鋁填料（或者氫氧化鎂填料）的成型結構，具體的，降溫層7是由隔氧層6外部周向疏繞排布的若干根小徑的中空管71和填充在每根中空管71內的填料72（即氫氧化鋁填料或氫氧化鎂填料）組成，每根中空管71為阻燃低煙無鹵聚烯烴的擠出結構。
外陶瓷化纖維帶層8為陶瓷化纖維帶的一層緻密的繞包結構。
護套層9為輻照型阻燃低煙無鹵阻燃聚烯烴的擠出層結構，當然也可以採用非輻照型低煙無鹵阻燃聚烯烴材料代替。
該實用新型的陶瓷化纖維棉填充層、內陶瓷化纖維帶層和外陶瓷化纖維帶層分別採用陶瓷化纖維材料成型，該陶瓷化纖維材料是一種矽酸鋁耐火纖維，其以硬質粘土熟料或工業氧化鋁粉與矽石粉合成料為原料，採用電弧爐或電阻爐熔融，經壓縮空氣噴吹（或甩絲法）成纖而製成，其化學組成主要為三氧化二鋁（30～55%）和二氧化矽，經過再加工成型，具有低熱容量、低熱導率、優良的熱穩定性、耐高溫達1000℃以上的特點，其自身不會燃燒。需要特別說明的是，陶瓷化纖維材料為2019年9月之前的成品材料，該實用新型對2019年9月之前技術的貢獻非材料本身。
榮譽表彰
2021年11月，《一種阻燃B1級電纜》獲得2020年度四川專利獎創新創業獎。
