[发明专利]一种碳纤维发热电缆

说明书

技术领域

 本发明涉及一种电缆，具体涉及一种碳纤维发热电缆。

技术背景

碳纤维是一种纤维状碳材料，具有耐腐蚀、抗氧化（金属容易氧化造成局部击穿）、高稳定性、寿命长（在300摄氏度下普遍能够达到稳定工作100000小时的时间）、热转换率高（97％以上）等特点。其强度比钢大、密度比铝小，比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导电，是具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料。用碳纤维与塑料制成的复合材料所做的飞机不但轻巧，而且消耗动力少，推力大，噪音小；用碳纤维制电子计算机的磁盘，能提高计算机的储存量和运算速度；用碳纤维增强塑料来制造卫星和火箭等宇宙飞行器，机械强度高，质量小，可节约大量的燃料。

在冬季，家庭或公共商场等都说设计用地暖来进行取暖，其暖源是从地下辐射出来到室内空间达到取暖的效果。电地暖是通过铺设在地下发热电缆发热来加热地面。

目前地暖中的发热电缆主要采用金属发热材料的投制成的电缆，这种发热电缆的质地较硬，在施工过程中如遇多次弯折会被破坏，这就是要求在施工过程中施工员非常小心，避免多次弯曲电缆。由于我国的民用电是50HZ的交流电，因此，在使用这种发热电缆时会产生一个周期变化的电磁波场，用户则会长期处于这样一种电磁波场中，尽管电缆成双导线发热，自成回路，有效克服电磁辐射，但毕竟会对人有微观的不良影响。

地暖用的发热电缆在使用过程中安全性最为重要，但现有发热电缆的绝缘层采用单层的聚乙烯绝缘材料，在高温的环境下这种绝缘材料很容易软化，长时间下作产生过载电流容易击穿绝缘层，会导致漏电、发热电缆损坏等严重后果，这样在很大程度缩短了发热电缆的寿命。所以此各发热电缆作为电地暖时不能用地毯或厚重的物体覆盖，否则易存在安全隐患。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种耐腐蚀、抗氧化、高稳定性、寿命长、热转换效率高的碳纤维发热电缆。 

为了达到上述目的，本发明是通过下列技术方案来实现的：

一种碳纤维发热电缆，包括发热体，所述发热体是由碳纤维构成，所述发热体外包有护套；护套外设绝缘层，所述绝缘层由内绝缘层与外绝缘层构成，所述外绝缘层包覆在内绝缘层的外周，所述内绝缘层由耐高温材料制成；外绝缘层外包有屏蔽层，屏蔽层外包有保护层，所述屏蔽层与保护层之间设的接地线。

所述护套的材质是四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物（F46）。

所述内绝缘层是由硅橡胶或聚氯乙烯塑料制成，所述外绝缘层由聚乙烯制成。

所述屏蔽层为复膜铝箔材料、复膜铜箔材料或编织铜网。

所述硅橡胶包括二甲基硅橡胶、甲基氟硅橡胶、三氟丙基氟硅橡胶或乙烯基氟硅橡胶

在碳纤维发热体的外包有F46护套，使发热体的热量均匀，并提高发热电缆弯曲柔韧性。

因为硅橡胶具有无味无毒，不怕高温和抵御严寒的特点，在300℃和－90℃时，仍不失原有的强度和弹性。硅橡胶还有良好的电绝缘性、耐氧抗老化性、耐光抗老化性以及防霉性、化学稳定性等。所以本发明中内绝缘层能防止发热丝温度过高，不会使本绝缘层软化或老化，造成因过载电流容易击穿绝缘层的危险。保证了发热电缆的安全使用。

本发明中采用了地线与由复膜铝箔、复膜铜箔或编织铜网构成的屏蔽层，对发热电缆的安装控制、漏电保护，提供更可靠的安全保证。

本发明的发热电缆可以有的两种不同结构，如：

第一种：单导结构：电缆外形为薄型长带，发热体外包护套，护套外包内绝缘层，内绝缘层外包外绝缘层，外绝缘层外包屏蔽层，屏蔽层外包保护套，在保护套和屏蔽层之间装有地线。

第二种：双导结构：发热电缆外形为薄型长带，两个发热体外各包有护套，两护套外包内绝缘层，内绝缘层外包外绝缘层，外绝缘层外包屏蔽层，屏蔽层外包保护套，在保护套和屏蔽层之间装有地线。

本发明地暖发热电缆，采用高科技长丝碳纤维材料作为发热元件，具有以下有益效果： 

1、电热转换效率高，节省电能：碳纤维电热体是一种黑体材料，电热转换化效率比金属发热提高30%，电热效率约100%；

2、导电节能性好，无冲击电流：金属发热体在启动或者关闭时，由于金属本身材质决定，会产生一个瞬间最大功率，最大可以达到额定功率的2倍以上。同时在启动后，在一定时间内，在未达到额定工作状态下，其功率会延续不断的增长，直到达到额定工作状态，才恢复额定工作功率。而本发明的碳纤维发热电缆由于没有冲击电流，在启动关闭时，会一直保持额定功率，不会产生瞬间最大功率，因而在节能效果上要远远高于金属电缆；