一种轨道交通用阻燃耐火直流电力电缆及制作系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了轨道交通用阻燃耐火直流电力电缆及制作系统和方法，包括绞合导体、耐火绝缘层、阻燃绝缘层、阻水层、阻燃耐火防水隔离层、铠装层、阻燃外护层，阻燃耐火防水隔离层包括内侧的纵包铝塑复合带、外侧的阻燃耐火聚烯烃套，纵包铝塑复合带与阻燃耐火聚烯烃套粘接组合为复合一体结构，绞合导体采用经过退火处理的铜丝绞合成规格为50mm2‑400mm2的正规绞合导体或软导体；耐火绝缘层采用双层陶瓷化防火耐火硅橡胶复合带在绕包装置上重叠绕包结构，所述紫外光辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料在绝缘挤制交联生产装置上挤制包覆结构；本发明专利技术阻燃耐火能力高，绝缘性能和耐火效果好，电缆生产效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及城市轨道交通直流牵引供电系统中使用的一种直流电力电缆，具体地说是一种轨道交通用阻燃耐火直流电力电缆及制作系统和方法。
技术介绍
城市轨道交通的高速发展，大大缓解了城市交通拥堵的状况，同时也对城市轨道交通运行的安全性和可靠性提出了更高的要求。城市轨道交通直流牵引供电系统是城市轨道交通的重要组成部分，它为城市轨道交通的安全稳定运行提供可靠的动力和电能。直流电力电缆作为牵引电能的输送通道，直接影响了地铁车辆乃至整个系统的安全性和可靠性。另外，直流电力电缆多使用在人口密集的地下场所，一旦出现无法工作的情况，就可能导致地铁运行的中断，对乘客的人身安全造成威胁甚至危及生命。目前城市轨道交通直流牵引供电系统所使用的直流电力电缆存在以下问题：(1)由于目前使用的直流电力电缆多以无卤低烟阻燃电缆为主，主要是护层采用无卤低烟阻燃材料，绝缘层材料主要采用交联聚乙烯和乙丙橡胶。其存在的缺陷是：发生火灾时，电缆的护层虽然能够延缓整个电缆燃烧蔓延速度，但在火灾持续燃烧时，会突破护层，点燃绝缘，导致电缆短路，无法工作。(2)传统耐火电缆的耐火层普遍采用价格较高的耐火云母带绕包而成，绕包速度慢，绕包过程中云母粉容易脱落，影响耐火效果；被火烧焦后的耐火云母带发脆，遇到震动和喷淋时易脱落，耐火效果差，很难保证电力线路在火灾的情况下仍能安全畅通。(3)有的耐火电力电缆的耐火层采用陶瓷化防火耐火硅橡胶制作而成，其加工工艺为：加硫→挤出→硫化，挤出过程需要专门的硅橡胶电线电缆挤出机完成，硫化也需要专门的硫化设备，如：热空气硫化炉、微波硫化烘道等，耐火层加工工艺复杂，生产效率低。(4)现有技术的耐火电缆结构只设计一层耐火层，包覆在导体外面，虽然结构简单，加工工艺简单，但遇到持续火灾时，火焰突破外护层直至仅剩耐火层时，耐火层作为电缆的最后一层保护层，极易受到外界的损伤，包括震动、机械损伤或人为损伤，导致电缆耐火时间短，耐火效果差。(5)有的耐火电缆采用多层耐火层，虽然耐火效果好，但需配备专门的加工设备，增加加工工序，加工工艺复杂，加工效率低。(6)传统的轨道交通直流电力电缆绝缘层的交联方式普遍采用温水交联或蒸汽交联。温水交联方式需要在电缆绝缘层挤制完成后将整盘缆芯放入专门的温水交联池中至少加热5-8小时/次才能满足要求，而每次交联电缆的数量与温水交联池的大小有关，占地面积大，交联速度慢，导致电缆加工时间长；蒸气交联需要在电缆绝缘层挤制完成后将整盘缆芯放入蒸气交联房中加热，交联速度比温水交联方式有所提升，但也受到占地面积的局限性影响，很难大批量进行交联，延误电缆加工时间。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为解决现有技术存在的上述问题，提供一种轨道交通用阻燃耐火直流电力电缆；本专利技术阻燃耐火能力高，绝缘性能和耐火效果好，电缆生产效率高，有效地节约了人力成本、设备投入，能够有效延缓火焰沿着电缆漫延的时间，延长电缆在高温燃烧环境中持续工作的时间。本专利技术还提供一种轨道交通用阻燃耐火直流电力电缆的制作系统和方法。本专利技术解决技术问题的技术方案为：一种轨道交通用阻燃耐火直流电力电缆，包括由内到外依次连接的绞合导体、耐火绝缘层、阻燃绝缘层、阻水层、阻燃耐火防水隔离层、铠装层、阻燃外护层，所述阻燃耐火防水隔离层包括内侧的纵包铝塑复合带、外侧的阻燃耐火聚烯烃套，所述纵包铝塑复合带与阻燃耐火聚烯烃套粘接组合为复合一体结构，所述绞合导体采用经过退火处理的铜丝绞合成规格为50mm2-400mm2的正规绞合导体或软导体；所述阻燃绝缘层采用紫外光辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料在绝缘挤制交联生产装置上挤制包覆结构，所述紫外光辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料以聚烯烃材料为基料，添加光引发剂、交联剂、阻燃剂助剂经混合塑化造粒制成，阻燃绝缘层通过紫外光辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料在绝缘挤制交联生产装置中挤制、紫外光辐照交联装置在线交联得到；所述阻燃耐火聚烯烃套采用低烟无卤隔热防火电缆料在挤塑机上挤制结构；所述低烟无卤隔热防火电缆料以聚烯烃材料为基料，添加阻燃剂和耐火材料共混复合制备而成；所述阻燃外护层采用无卤低烟阻燃聚烯烃材料在挤塑机上挤制结构。所述耐火绝缘层采用双层陶瓷化防火耐火硅橡胶复合带在绕包装置上重叠绕包结构；所述陶瓷化防火耐火硅橡胶复合带是由陶瓷化防火耐火硅橡胶和耐高温玻璃纤维布复合而成。所述耐火绝缘层包括内玄武岩纤维针织套、外玄武岩纤维针织套、石英粉、白云母粉、硅灰石粉、高岭土粉以及玻璃粉；所述内玄武岩纤维针织套以及外玄武岩纤维针织套由内到外依次套设在所述绞合导体上，且所述外玄武岩纤维针织套的内径大于所述内玄武岩纤维针织套的外径以在二者之间形成一个用于储存石英粉、白云母粉、硅灰石粉、高岭土粉以及玻璃粉的空腔；所述石英粉、白云母粉、硅灰石粉、高岭土粉以及玻璃粉混合均匀后捣实在所述外玄武岩纤维针织套与内玄武岩纤维针织套之间的空腔中。所述石英粉为48质量份、白云母粉为2.0质量份、硅灰石粉为3.5质量份、高岭土粉为42质量份、玻璃为5质量份，其中硅灰石粉为а-CaSiO3型、经甲基烷氧基硅烷偶联剂处理，高岭土粉为煅烧高岭土、经氨基硅烷偶联剂处理；所述石英粉、白云母粉、硅灰石粉、高岭土粉以及玻璃粉混合均匀后用10MPa～20MPa的压力压实在所述外玄武岩纤维针织套与内玄武岩纤维针织套之间的空腔中。一种轨道交通用阻燃耐火直流电力电缆制作系统，从前向后依次包括铜线拉制退火设备、框式绞线生产装置、绝缘挤制交联生产装置、紫外光辐照交联装置、带冷却水槽的冷却装置、阻水层绕包机、纵包成型装置、挤塑生产装置一、铠装层包覆装置、挤塑生产装置二，挤塑生产装置一包括放线装置和挤塑机，所述纵包成型装置设于挤塑生产线的放线装置和挤塑机之间，所述框式绞线生产装置包括将铜丝绞合成为圆形铜导体的绞合成形装置、用于在圆形铜导体外侧包覆陶瓷化防火耐火硅橡胶复合带的第一包覆装置或用于在圆形铜导体外侧包覆内外玄武岩纤维针织套及填充物的第二包覆装置，所述第一包覆装置采用绕包装置，第二包覆装置采用包覆和灌装一体的生产线，其中通过绕包装置在圆形铜导体的外侧绕包两层陶瓷化防火耐火硅橡胶复合带，所述紫外光辐照交联装置设于绝缘挤制交联生产装置的挤塑机与冷却水槽之间。一种轨道交通用阻燃耐火直流电力电缆的制作方法，包括以下步骤：1)采用经过退火处理的铜丝绞合成规格为50mm2-400mm2的正规绞合导体或软导体，所述正规绞合导体采用直径2mm-4mm的退火铜丝按照1+6+12的绞合结构或1+6+12+18的绞合结构或1+6+12+18+24的绞合结构，采用框式绞线生产线绞合成圆形铜导体；所述软导体采用直径为0.4mm-0.5mm的退火铜丝先经高速束绞机束绞成股绳，再采用框式绞线机按1+6+12的绞合结构或1+6+12+18的绞合结构或1+6+12+18+24的绞合结构复绞成圆形铜导体；同时在导体外通过绕包装置重叠绕包两层陶瓷化防火耐火硅橡胶复合带，完成耐火绝缘层的包覆，或者通过包覆和灌装一体的生产线，将所述内玄武岩纤维针织套、外玄武岩纤维针织套由内到外依次套设在所述绞合导体上，并且将所述石英粉、白云母粉、硅灰石粉、高岭土粉以及玻璃粉捣实灌装在所述外玄武岩纤维针织套与内玄武岩纤维针织套之间的空腔中，形成耐火绝缘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轨道交通用阻燃耐火直流电力电缆，其特征是，包括由内到外依次连接的绞合导体、耐火绝缘层、阻燃绝缘层、阻水层、阻燃耐火防水隔离层、铠装层、阻燃外护层，所述阻燃耐火防水隔离层包括内侧的纵包铝塑复合带、外侧的阻燃耐火聚烯烃套，所述纵包铝塑复合带与阻燃耐火聚烯烃套粘接组合为复合一体结构，所述绞合导体采用经过退火处理的铜丝绞合成规格为50mm2‑400mm2的正规绞合导体或软导体；所述阻燃绝缘层采用紫外光辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料在绝缘挤制交联生产装置上挤制包覆结构，所述紫外光辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料以聚烯烃材料为基料，添加光引发剂、交联剂、阻燃剂助剂经混合塑化造粒制成，阻燃绝缘层通过紫外光辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料在绝缘挤制交联生产装置中挤制、紫外光辐照交联装置在线交联得到；所述阻燃耐火聚烯烃套采用低烟无卤隔热防火电缆料在挤塑机上挤制结构；所述低烟无卤隔热防火电缆料以聚烯烃材料为基料，添加阻燃剂和耐火材料共混复合制备而成；所述阻燃外护层采用无卤低烟阻燃聚烯烃材料在挤塑机上挤制结构。

【技术特征摘要】
1.一种轨道交通用阻燃耐火直流电力电缆，其特征是，包括由内到外依次连接的绞合导体、耐火绝缘层、阻燃绝缘层、阻水层、阻燃耐火防水隔离层、铠装层、阻燃外护层，所述阻燃耐火防水隔离层包括内侧的纵包铝塑复合带、外侧的阻燃耐火聚烯烃套，所述纵包铝塑复合带与阻燃耐火聚烯烃套粘接组合为复合一体结构，所述绞合导体采用经过退火处理的铜丝绞合成规格为50mm2-400mm2的正规绞合导体或软导体；所述阻燃绝缘层采用紫外光辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料在绝缘挤制交联生产装置上挤制包覆结构，所述紫外光辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料以聚烯烃材料为基料，添加光引发剂、交联剂、阻燃剂助剂经混合塑化造粒制成，阻燃绝缘层通过紫外光辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料在绝缘挤制交联生产装置中挤制、紫外光辐照交联装置在线交联得到；所述阻燃耐火聚烯烃套采用低烟无卤隔热防火电缆料在挤塑机上挤制结构；所述低烟无卤隔热防火电缆料以聚烯烃材料为基料，添加阻燃剂和耐火材料共混复合制备而成；所述阻燃外护层采用无卤低烟阻燃聚烯烃材料在挤塑机上挤制结构。2.如权利要求1所述的一种轨道交通用阻燃耐火直流电力电缆，其特征是，所述耐火绝缘层采用双层陶瓷化防火耐火硅橡胶复合带在绕包装置上重叠绕包结构；所述陶瓷化防火耐火硅橡胶复合带是由陶瓷化防火耐火硅橡胶和耐高温玻璃纤维布复合而成。3.如权利要求1所述的一种轨道交通用阻燃耐火直流电力电缆，其特征是，所述耐火绝缘层包括内玄武岩纤维针织套、外玄武岩纤维针织套、石英粉、白云母粉、硅灰石粉、高岭土粉以及玻璃粉；所述内玄武岩纤维针织套以及外玄武岩纤维针织套由内到外依次套设在所述绞合导体上，且所述外玄武岩纤维针织套的内径大于所述内玄武岩纤维针织套的外径以在二者之间形成一个用于储存石英粉、白云母粉、硅灰石粉、高岭土粉以及玻璃粉的空腔；所述石英粉、白云母粉、硅灰石粉、高岭土粉以及玻璃粉混合均匀后捣实在所述外玄武岩纤维针织套与内玄武岩纤维针织套之间的空腔中。4.如权利要求3所述的一种轨道交通用阻燃耐火直流电力电缆，其特征是，所述石英粉为48质量份、白云母粉为2.0质量份、硅灰石粉为3.5质量份、高岭土粉为42质量份、玻璃为5质量份，其中硅灰石粉为а-CaSiO3型、经甲基烷氧基硅烷偶联剂处理，高岭土粉为煅烧高岭土、经氨基硅烷偶联剂处理；所述石英粉、白云母粉、硅灰石粉、高岭土粉以及玻璃粉混合均匀后用10MPa～20MPa的压力压实在所述外玄武岩纤维针织套与内玄武岩纤维针织套之间的空腔中。5.一种轨道交通用阻燃耐火直流电力电缆制作系统，其特征是，从前向后依次包括铜线拉制退火设备、框式绞线生产装置、绝缘挤制交联生产装置、紫外光辐照交联装置、带冷却水槽的冷却装置、阻水层绕包机、纵包成型装置、挤塑生产装置一、铠装层包覆装置、挤塑生产装置二，挤塑生产装置一包括放线装置和挤塑机，所述纵包成型装置设于挤塑生产线的放线装置和挤塑机之间，所述框式绞线生产装置包括将铜丝绞合成为圆形铜导体的绞合成形装置、用于在圆形铜导体外侧包覆陶瓷化防火耐火硅橡胶复合带的第一包覆装置或用于在圆形铜导体外侧包覆内外玄武岩纤维针织套及填充物的第二包覆装置，所述第一包覆装置采用绕包装置，第二包覆装置采用包覆和...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冬梅，陈社，韩绍松，谢璞，边历嵚，郭鑫，郭子文，姚宏伟，
申请(专利权)人：济南瑞通铁路电务有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山东;37