[发明专利]耐火信号电缆

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于传输中高频信号的耐火信号电缆，特别是涉及一种采用玻璃丝耐火层的耐火信号电缆。

背景技术

信号电缆，即信号传输频率在1KHz-1MHz的电缆，是随着现代控制信息技术发展而产生的，主要用于工业配电网络中仪表、电器及其它自动控制装置之间的连接线，负责传输控制信号、传递信息。与控制电缆相比较，它不传输电力，属于弱电系统用电缆；与通讯电缆相比较，传输信号的频率低于通讯电缆。传统的信号电缆包括导体、绝缘层、屏蔽层和护套。而信号电缆大多不具有耐火功能，在敷设时在其外部敷设保护层，例如铝合金排管、水泥涂层或绕包云母层等，在起到保护作用的同时兼顾一定的耐火功效。

在一些特殊场合(如轨道交通列车、海上石油平台及大型船舶等)，敷设安装在高火灾危险区域的信号电缆必须保证具有耐火功能(火焰条件下保持线路完整性)，也要保证电缆具有一定的传输特性(信号频率达1KHz-1MHz)；同时这类电缆的安装敷空间设有限，对信号电缆的结构尺寸有严格的要求。在这样的场合迫切需要一种具有良好传输特性、耐火功能、结构紧凑的耐火信号电缆。

耐火信号电缆不同于传统意义上的耐火电缆。传统意义的耐火电缆包括电力电缆和仪表电缆两类。传统耐火电缆实现耐火功能所设置的耐火层主要有下列技术方式：(1)矿物绝缘，使用氧化镁、氧化铝等无机物的耐高温特性实现耐火，同时也可以作为绝缘层，此类电缆的耐火温度可达到1500℃左右；(2)云母带及无机物与云母复合带绕包在导体上，此类电缆的耐火温度可以达到950℃左右；(3)挤包硅橡胶层，此类电缆的耐火温度可以达到750℃左右，常作为电力电缆的耐火层和绝缘层使用；(4)玻璃丝作为辅助耐火材料。由于耐火信号电缆的使用特性与这两类电缆大不相同，首先电压等级不超过300V，其次信号的传输频率在1KHz-1MHz之间。因此不能简单地将上述传统意义的耐火电缆中的耐火层技术转用于信号电缆。

然而，现有的(1)矿物绝缘耐火效果虽好，但其介电常数过高，天然地限制使用在信号传输上；此外信号电缆的导体截面一般来讲均小于1mm²，目前的加工工艺也限制矿物绝缘在信号电缆上的应用；(2)云母带及无机物与云母复合带绕包在导体上耐火效果虽较佳，而现代信号电缆要求传输信号频率达1KHz-1MHz，传统工艺使用云母带绕包式耐火电缆不能够做到绕制完全平整光滑，很难保证电缆在高频下的良好传输特性，不可避免造成信号衰减、畸变，从而导致工业现场总线系统工作区域变小，甚至失常；(3)挤包硅橡胶层厚度常超过0.6mm，硅橡胶的介电常数为2.9-4.0之间，与云母带和矿物绝缘相比介电常数较小，但与信号电缆的绝缘层用材料(聚乙烯和发泡聚乙烯)的2.3以下相比，仍然较大，因此使用硅橡胶类化合物必须将厚度减薄到与绝缘层厚度相比较小的程度，而直接使用硅橡胶挤包，加工的精度不可能达到信号电缆要求的0.10mm-0.20mm，不能单独使用硅橡胶。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中大多信号电缆无耐火层，而在采用外设耐火设备或最外层绕包云母带时无法兼顾高频传输特性的缺陷，提供一种耐火信号电缆，其传输信号频率可达1KHz-1MHz。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种耐火信号电缆，其包括导体以及绝缘层，其特征在于，在该导体和绝缘层中间设有一耐火层，该耐火层为采用介电常数在3.0-4.0范围内的玻璃丝纤维制成的玻璃丝耐火层。

其中，该玻璃丝纤维优选介电常数较低的无碱玻璃丝，通常可选用市售产品，所说的无碱玻璃丝是指其中氧化钠的含量一般在0％-2％(重量百分比)范围的玻璃丝。

其中，该玻璃丝耐火层的厚度范围为0.10mm-0.20mm。

较佳地，该绝缘层材料采用聚乙烯、发泡聚乙烯或发泡交联聚乙烯。

其中，该耐火信号电缆的绝缘层外设有一屏蔽层，该屏蔽层由镀锡铜丝组成，屏蔽密度不小于85％。

本发明的积极进步效果在于：本发明首次将低介电常数(3.0-4.0)的玻璃丝用于作为耐火信号电缆的耐火层，解决了大多信号电缆不设有耐火层，需借由在其外部敷设排管或绕包云母带等方法达到耐火功能从而导致高频信号传输特性下降的缺点。本发明采用低介电常数的玻璃丝绕包耐火层，其具有良好传输特性、耐火功能。在兼顾耐火特性和高频传输特性的同时，依然整体结构尺寸紧凑，不会给安装敷设带来困难。

附图说明

图1为本发明的耐火信号电缆应用于profibus总线耐火信号电缆结构示意图。