耐火电缆专利技术分析

安 琪 罗秋风

耐火电缆专利技术分析

安 琪 罗秋风

（国家知识产权局专利局专利审查协作河南中心，河南郑州450002）

基于我国火灾事故中电气原因引起的火灾占一半以上的背景，本文针对电缆的耐火问题，对相关领域的专利状况和重点申请人进行了梳理，对耐火电缆的相关解决方案进行了深入探讨。

电缆；耐火；阻燃；专利

Abstract:As fire accidents caused by electrical problems have accounted for more than a half of the total number of fire accidents in China,this paper has carried out the combing of the patent status and key applicants in the re⁃lated fields,and discusses the related solutions regarding fire-resistant cables in depth.

Key words:Cable;fireproof;flame retardant;patent

1 引言

随着社会经济的发展，越来越多的电力设备在生产和生活中得到了广泛的应用，随之而来的是作为电力和信号的传输通道，电缆的应用随处可见。我国的火灾事故中，电气原因造成的火灾占一半左右的比例，电缆着火会导致电气设备供电中断，并且电缆耐火性能不达标时还会有助火势蔓延，造成更大的生命财产损失。因此，世界各国对重要建筑物中的关键线路用电缆都提出了严格的耐火特性要求。由此可知，耐火电缆的研发就显得尤为重要了。

2 技术发展脉络

目前主要通过两种方式提高电线电缆的耐火性能：一种是在电线电缆的绝缘和护套材料中加入某种添加剂。在发生火灾时，该添加剂可以有效降低聚合物产生的热量，防止聚合物分解或促进绝缘和护套材料碳化形成保护层。另一种是物理隔离，常用的方法是采用云母或玻璃丝带包覆在线芯周围，利用云母和玻璃丝带所具有的耐高温、绝缘效果提高电线电缆的耐高温能力。下面分别就这两种方法制造的电线电缆的主要技术特点进行介绍。

2.1加入阻燃添加剂

添加剂一般常用的为矿物粉末粉体等无机阻燃剂，上海新益电力线路器材有限公司提交的发明专利申请CN106205837A于2016年12月7日公开了一种复合氧化镁耐火电缆及其制备方法，其在电缆金属导体外设置复合氧化镁绝缘耐火层，该复合氧化镁绝缘耐火层的成分配比(重量百分比)为：Al2O38.28%-25.8%，ZrO20.001%-0.003%，SiO20.01%-0.015%，酚醛环氧树脂3%-5%，其余为MgO。其中的Al2O3在1100℃时能够弥散填充进基质及树脂分解所产生的气孔中，将氧化镁颗粒紧密粘结在一起，并与氧化镁反应生成MgAl2O4三维网状骨架，以保证所述复合氧化镁绝缘耐火层结构完整并同时形成Al2O3和ZrO2纤维，同时进一步增加绝缘耐火层的强度和耐火性能。

2.2物理隔离

主要通过在电线电缆导体外部或缆芯外部绕包云母带或其他隔热带材料来达到电缆的耐火效果，如人民电缆集团有限公司提交的专利申请CN105355314A于2016年2月24日公开了一种耐火电缆，在导电线芯外部的云母带，云母带选用有机硅双面玻璃金云母带，该云母带选用有机硅为胶粘剂沾接云母纸；双面分别以无碱玻璃布为补强材料，经过上胶，符合，烘培，分切而成的带状耐火云母带，从而使电缆能够在950-1000℃的火焰中和额定电压下耐受燃烧，能保持电缆正常工作至少90分钟。

此外，可以通过同时采用阻燃添加剂和物理隔离两种方式，进一步提高电缆的阻燃耐火效果。上海市高桥电缆厂有限公司提交的发明专利申请CN106297994A于2017年1月4日公开了一种矿物绝缘金属护套耐火电缆，其在绝缘线芯的外层为矿物质绝缘层并在其外侧挤包矿物质内火膨胀材料，该矿物质绝缘层为耐火云母制成，绕包厚度0.7mm，该矿物质耐火膨胀层的材质由水玻璃、珍珠岩、氢氧化镁、氢氧化铝和石墨组成，利用云母的隔热效果和氢氧化镁和氢氧化铝的阻燃效果，同时提高电缆的耐火性能。

3 重要申请人的技术路线

江苏远洋东泽电缆股份有限公司是中国重要的电缆生产企业之一，年销量额超过10亿元，主要从事舰船及海工电缆的研发和制造，在中国电线电缆领域具有很高的知名度，获得专利百余项，下面对其在耐火电缆方面研发的技术路线进行分析：

专利申请CN103642130A于2014年3月19日公开了一种阻燃耐火船用电缆绝缘橡胶，其在绝缘橡胶中加入阻燃剂氢氧化铝（水合氧化铝），其含有3个水分子，在250℃开始分解，释放出水分子而吸收热量降低了周围温度，释放出的水蒸气又起到了稀释气相中可燃气体浓度的作用，生成的Al2O3和燃烧的聚合物表面的炭化物结合，形成保护膜，切断了热能和氧气的侵入，起到了阻燃作用。同时水合氧化铝具有低烟性能和减少一氧化碳发生的效果，释放的气体为水蒸气，完全对生物无毒，对金属设备无腐蚀性，环保清洁。并且加入耐火剂陶瓷玻璃粉，可使得硫化胶在高温火焰条件下很快灼烧生成陶瓷状物质，形成隔火层，阻挡火焰继续燃烧和高温向内部的传递。

专利申请CN103594177A于2014年2月19日公开了一种石化装置用耐烃类物质老化仪表电缆，仪表电缆缆芯的外周包裹有阻燃耐火纵包带，阻燃耐火纵包带由陶瓷化防火耐火硅橡胶和耐高温玻璃纤维布压延复合而成，在350～3000℃条件下可以经烧逐渐变硬成陶瓷状铠甲，结构性好，防火性能优异，对线路起到很好的保护作用，保障线路在火灾情况下的畅通。该材料比重小，比云母带比重小约20%，抗拉强度高，机械性能优异，不吸水，热阻系数大，燃烧后不脱落，耐火性能可达1000℃×120min。

专利申请CN102403067A于2012年4月4日公开了一种海洋工程用乙丙橡胶绝缘耐火中压电力电缆，在绞合退火铜导体的外周挤包半导电导体屏蔽层，接着在半导电导体屏蔽层的外周绕包耐火云母带，然后在耐火云母带的外周设置绝缘层、护套层的其他护层。耐火云母带3须绕包平整，无褶皱，方式为重叠式绕包，绕包的搭盖率为20%～40%，该专利申请通过在铜导体外设有耐火云母带，提高了耐火性能。

专利申请CN103474158A于2013年12月25日公开了一种舰船高载流量低表面温升电力电缆，在电力电缆缆芯的外周包裹高热阻系数阻燃耐火纵包带，最后在高热阻系数阻燃耐火纵包带的外周挤包高热阻系数化学交联聚烯烃外护套。高热阻系数阻燃耐火纵包带由陶瓷化防火耐火硅橡胶和耐高温玻璃纤维布压延复合而成，在350～3000℃条件下可以经烧逐渐变硬成陶瓷状铠甲，结构性好，防火性能优异，对线路起到很好的保护作用，保障线路在火灾情况下的畅通。该材料比重小，比云母带比重小约20%，抗拉强度高，机械性能优异，不吸水，热阻系数大，燃烧后不脱落，耐火性能可达1000℃×120min。

4 结语

通过对耐火电缆的专利发展脉络进行梳理，对耐火电缆采取的主要技术手段进行了概述性的介绍，并对相关申请人的技术路线进行了分析。目前我国的电缆生产制造过程中，使用了越来越多的新技术、新材料，电缆的各方面性能也得到了进一步的提高。在国家对科技发展的强力支持下，振兴实体经济、发展先进制造业乃大势所趋，希望我国的电缆行业能够抓住机遇，保持优势，稳步前进。

[1]蔡西川.浅析国内耐火电缆的应用现状及问题[J].电线电缆，2016(1):10-13.

[2]王名，王笠赞等.中压耐火电缆前景及应用浅析[J].电气工业，2016，(12):77-78.

[3]刘永和.电线电缆防火性能分析[J].科技创新与应用，2016 (06):287-288.

Analysis on the patent technology of fireproof cable

An Qi Luo Qiufeng
(Patent Examination Cooperation Henan Center of the Patent Office,SIPO,Zhengzhou 450002,Henan,China)

TM247

A

1003-5168（2017）06-0055-02

2017-4-13

安琪（1991.1-），女，硕士研究生，研究实习员，研究方向：线缆；罗秋风（1989.10-），男，硕士研究生，研究实习员，研究方向：电力（等同于第一作者）。