CN103311872B - 气囊式电缆接头保护盒 - Google Patents

Abstract

一种气囊式电缆接头保护盒，其中，该气囊式电缆接头保护盒包括具有开孔的盒体以及覆盖所述开孔的气囊。一旦电缆中间接头发生短路爆炸，瞬时产生的火焰和电弧能够被限制在盒体内，膨胀压力能够从盒体进入气囊得到释放，从而降低电缆接头保护盒中的压力，避免造成盒体被破坏或分解，有利于保持盒体的完整性和防火密闭性。

Description

气囊式电缆接头保护盒

技术领域

本发明涉及电缆设备，尤其涉及一种气囊式电缆接头保护盒。

背景技术

电力电缆中间接头的短路、爆炸事故通常容易引发高压电弧、电缆着火、机械冲击，而且这种机械冲击易形成对人身安全和财产安全的巨大危害，对周边的电缆造成很大的损失风险。因此，对电缆中间接头保护装置而言，抗爆和防火性能是最为重要的。

　传统的电缆中间接头保护盒有采用铸铁盒体、不锈钢材质或弱磁铁板材料等，其中或有环氧树脂浇灌，这类产品较为笨重、耗用大量人力安装，而且在一些爆炸事故中，由于爆炸冲击强度大，铸铁保护盒体也会被炸裂，导致发生二次伤害事故的风险。

一些电缆中间接头保护盒有选用阻燃尼龙纤维复合材料作为盒体材料，一些保护盒则在盒体内部采用石棉板、防火包、防火泥等防火材料，同时也有一些采用泄能孔/密封塞的方式进行爆炸压力释放。新型防火复合材料制成的保护盒则具有防火、轻质、便捷安装的特点，

中国专利CN201733055公开了一种电缆接头防爆盒，根据其描述，包括四片壳体、密封圈、密封塞、高压电缆密封胶、防水胶带等，壳体采用高强度阻燃尼龙纤维复合材料制成，在壳体的侧面设有泄能孔。

中国专利CN202309010公开了一种用于保护电缆中间接头的防火保护盒，包括防火板材形成的壳体，内部具有包裹电缆中间接头的柔性包裹材料，可在电缆中间接头爆炸或者起火时有效控制火焰的传播或者蔓延。

因此，不断地需要有更轻质、防火特点的防火保护盒，承受更大的爆炸冲击强度和控制灾害的发生程度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气囊式电缆接头保护盒，该气囊式电缆接头保护盒能够更好的吸收和承受瞬时的爆炸压力，有利于保持盒体结构的完整性和防火密闭性。

为了实现上述目的，本发明提供一种气囊式电缆接头保护盒，其中，包括具有开孔的盒体以及覆盖所述开孔的气囊。

优选地，所述气囊具有开口，该开口覆盖所述盒体上的所述开孔。

优选地，所述气囊的所述开口的面积在60cm²至210cm²之间。

优选地，所述开孔为多个，每个所述开孔的面积均在78mm²至176mm²之间。

优选地，所述开孔为一个，且所述开孔的面积在60cm²至210cm²之间。

优选地，所述气囊式电缆接头保护盒还包括封闭结构，该封闭结构用于在所述盒体内的气体未膨胀时封闭所述开孔，并且当所述盒体内的气体膨胀时，所述封闭结构能够被气体冲破。

优选地，所述封闭结构包括铝箔，该铝箔贴覆在所述开孔周边，以在所述盒体内的气体未膨胀时封闭所述开口。

优选地，所述气囊式电缆接头保护盒还包括将所述气囊固定在所述开孔周边的固定件。

优选地，所述固定件包括压条和固定螺栓，所述气囊的边缘固定在所述压条和所述盒体的上表面之间，所述固定螺栓穿过所述压条、所述气囊的边缘和所述盒体的侧壁将所述气囊固定在所述盒体上。

优选地，所述气囊经防水处理。

优选地，所述气囊上设有泄压口，当所述气囊内的气体达到预定压力时，所述泄压口与外界相通，以将所述气囊内的气体排出；或者，泄压口以较小的口径与外界相通，以便缓慢泄压，例如直径30mm至50mm之间的圆形泄压口。

优选地，所述气囊由拉伸强度为20MPa至200MPa的材料制成。

优选地，所述气囊由尼龙材料或聚间苯二甲酰间苯二胺纤维材料制成。

优选地，所述气囊的容积等于或大于所述盒体的内部容积。

优选地，所述盒体的内部容积在20L至30L之间，所述气囊容积在30L至80L之间。

优选地，所述气囊能够以折叠收拢的状态设置在所述盒体上。

按照本发明的气囊式电缆接头保护盒，在电缆中间接头发生短路爆炸的时候，瞬时产生的火焰和电弧能够被限制在气囊式电缆接头保护盒的盒体内，而由于所述盒体内空气被加热产生的膨胀压力，能够从盒体的开孔进入所述气囊中，并由与之连接的气囊进行吸收和缓冲，从而降低气囊式电缆接头保护盒中的压力，可以避免盒体破坏或分解，进而可以避免造成人员财产伤害，并且可以避免因火焰、烟气泄露引发的次生电缆火灾事故。综上所述，本发明的气囊式电缆接头保护盒有利于保持其盒体结构的完整性和防火密闭性。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的一种气囊式电缆接头保护盒的示意图；

图2是展示本发明的一种气囊式电缆接头保护盒的开孔的示意图；

图3是展示本发明的一种气囊式电缆接头保护盒的另一种开孔的示意图；

图4是展示本发明的一种气囊式电缆接头保护盒的开孔封闭结构示意图；

图5是本发明的一种气囊式电缆接头保护盒的截面图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

参见图1，其中示出了本发明的一种气囊式电缆接头保护盒的一种实施方式，图中示出了处于打开状态的气囊。如图所示，本发明的一种气囊式电缆接头保护盒的一种实施方式包括盒体10和气囊20。盒体10两端具有电缆接入口102和电缆接入口104，盒体10中间较大的空间用于容纳电缆接头（未示出）。盒体10具有开孔106（图2、3），该开孔106被气囊20所覆盖，较佳地，开孔106位于盒体10的上部，这样，气囊20也位于盒体10的上部，如图1所示。应当理解的时，此处所述的“上部”是指，当所述气囊式电缆接头保护盒处于使用状态时的上部。

一旦电缆中间接头发生短路爆炸，瞬时产生的火焰和电弧能够被限制在盒体10内，膨胀压力能够从盒体10进入气囊20得到释放，从而降低电缆接头保护盒中的压力，避免造成盒体被破坏或分解，有利于保持盒体10的完整性和防火密闭性。

在一种实施方式中，气囊20由具有阻燃特性和高拉伸强度的材料制成，以便承受瞬间增大的压力冲击。例如，可以采用拉伸强度大在为20MPa至200MPa之间的材料制作气囊20。优选地，可以利用合适的尼龙，或聚间苯二甲酰间苯二胺纤维（也称为称芳纶1313）制作气囊20。例如，聚间苯二甲酰间苯二胺纤维可以为杜邦公司的一种诺梅克斯（NOMEX）耐高温纤维材料。

气囊20充气后的形状可以是球形、椭圆球形、橄榄型或扁鼓状等，因此，可以根据这些预先设定的形状之一制成气囊20。图1中示出了一种扁鼓状的气囊20充气后的形状。

当气囊式电缆接头保护盒内的气体未膨胀时，气囊20优选处于收拢状态，以节省气囊式电缆接头保护盒的安装空间和存储空间。当气囊式电缆接头保护盒内的气体膨胀时，气囊20处于膨胀状态。虽然图1中未示出气囊20收拢时的状况，但是本领域技术人员应当理解的是，通常气囊20可以以易打开的方式折叠收拢并平放在开孔106边上，或放置在开孔106上，这样，在位于所述气囊式电缆接头保护盒中的电缆中间接头发生短路爆炸的时候，盒体10内的空气能迅速进入气囊20，而气囊20能不受额外阻力地打开。

根据需要，气囊20具有适当的容积，以便容纳爆炸产生的压力气体。优选地，气囊20的容积等于或大于盒体10的内部容积。例如，对于典型的10KV（千伏）中压电力电缆，盒体10的内部容积可以在20L至30L之间，相应地，气囊20的容积可以在30L至80L之间。

气囊20具有适当大小的开口以便覆盖盒体10的开孔106，当盒体10内的气体膨胀时，气囊20通过所述开口和盒体10上的开孔106与盒体10的内部相通。通常，气囊20上设置有适合于盒体10形状的开口，其大小足以覆盖盒体10的开孔106。例如，气囊20的开口面积可以大约在60cm²至210cm²之间，相应地，气囊20上的开口可以为宽度在30mm至70mm之间、长度在200mm至300mm之间的矩形开口。

应当理解的是，还可以将盒体10上的开孔106设置为始终与气囊20相通，也可以设置为仅在盒体10内的气体发生膨胀时与气囊20相通。

气囊20可以具有泄压口（未示出），该泄压口可以与外部环境相通。本发明中对泄压口与外部大气相通的方式并不做具体限定，例如，可以将泄压口设置为直径在30mm至50mm之间的圆形的泄压口。当气囊20内的压力超过预定值时，气囊内的气体将通过所述泄压口缓慢地流出。因此，设置泄压口不会影响气囊对盒体10中急速膨胀的气体的缓冲，而且还可以将气囊内的气体逐渐地排出至气囊外部，防止气囊因内部压力过大而损坏。

较佳地，对气囊20可以作密封防水处理，使得具有开孔106的盒体10保持密封。可以使用防水涂膜涂敷气囊20表面，例如涂敷聚氨酯材料，以达到所需的防水要求。例如，一种商业可得到的3MCIP600型液态保护膜可以用作喷涂气囊20的材料。

盒体10可以使用不燃性的金属板或复合板材制作，或其他易机械加工成型的防火阻燃板材，如碳纤维板，优选地，可以使用防火复合板制成。例如，可以用防火复合板裁切闭合形成一个多边形筒体结构，拼缝处使用螺栓连接，并用防火密封胶填塞以保证密闭性。这类材质具有常态时轻质高强度、遇火则快速膨胀防火密烟的特点。

在图2所示的一种实施方式中，盒体10的开孔106可以为多个，每个开孔106的面积都可以在例如78mm²至176mm²之间。或者，开孔106为相应地直径在10mm至15mm之间的的圆孔，相邻两个开孔106之间的间距可以在40mm至60mm之间。如图所示，多个开孔106可以排列成2行，每行可以设置5个开孔106。在图3所示的另一种实施方式中，盒体10上设置有一个开孔106，该开孔的面积约在60cm²至210cm²之间。例如，开孔106可以为宽度在30mm至70mm之间、长度在200mm至300mm之间的矩形孔。为清楚表示开孔106，图2、3中未示出气囊20。

按照本发明，盒体10的开孔106的形状、数量可以不同，可以是适合盒体10的形状，例如盒体10上可以设置多个面积较小的圆形的或矩形的开孔106，或者可以在盒体10上设置1-2个面积较大的圆形或矩形的开孔106。对于面积较小的开孔106，例如图2所示的例子，可以不需要加以封闭。对于面积较大的开孔106，例如图3所示的例子，较好地，可以在开孔106上加以易于破坏地封闭结构。当盒体10内的气体未发生膨胀时，所述封闭结构将开孔106封闭，在电缆中间接头发生短路爆炸的时候，盒体10内空气被加热产生的膨胀压力能够迅速冲开这一封闭结构，以使膨胀的气体进入气囊20内。在图3、图4所示的实施方式中，示出了本发明的一种气囊式电缆接头保护盒的开孔106的封闭结构。利用铝箔30封闭开孔106，可以用胶或胶带将铝箔30粘贴在开孔106的周边以封闭开孔106。在本发明中，可以用合适的铝箔和胶或胶带来实现这一结构，只要铝箔的强度和/或胶或胶带的粘结力远小于电缆接头保护盒的强度。例如，一种商业可得到的适用铝箔的例子可以是3MAluminumfoiltape425铝箔，带有粘结胶带，其铝箔的厚度为5mil（密耳），即0.127mm（5×0.0254mm=0.127mm），其粘结胶带的剥离强度约为51N/100mm（牛/毫米，按ASTMD3330标准），而电缆接头保护盒的强度通常远大于铝箔和粘结胶带的强度，因此，在电缆中间接头发生短路爆炸的时候，盒体10内空气被加热产生的膨胀压力能够迅速冲开包括铝箔30的封闭结构，而不致破坏盒体10。

参见图5，其中示出了本发明的一种气囊式电缆接头保护盒的截面图，该截面垂直于电缆（未示出）通过方向。气囊20被固定件40固定在盒体10上，具体地，气囊20开口的边缘被固定在盒体10开孔106的周边。为清楚表示固定件40起见，图中气囊20处于打开状态，未示出铝箔30。合适的固定件40可以包括压条和螺栓，气囊20的边缘固定在所述压条和盒体10的上表面之间，所述固定螺栓穿过所述压条、气囊20的边缘和盒体10的侧壁将气囊20固定在盒体10上。或者，也可以采用其他类似的固定结构，如铆钉等来固定所述压条。

实施例

实施例1

根据本发明的一个优选的具体实施例，采用商业可得到的3MCS-195与防火复合板制成的一种气囊式电缆接头保护盒的盒体10，其厚度在7mm至8mm之间，盒体10的外表面上设置有厚度大约为0.4mm的钢板饰面以使得盒体10足够的强度，盒体10的内部容积约20L，用作10KV的中压电力电缆。盒体10的开孔106为尺寸50×250mm的矩形孔，采用3MAluminumfoiltape425铝箔作为铝箔30封闭开孔106，气囊20采用PA66（尼龙66）材料，气体容积约为50L，气囊20的进气端为50×250mm的矩形开口，并在气囊20上设有2个直径40mm的圆型的泄压口，用金属的压条和螺栓或铆钉作为固定件40把气囊20固定在盒体10上开孔106的周边。在10KV电缆中间接头承受30KA短路电流发生中间接头爆炸的模拟试验中，评测保护盒的防火和结构完整性。试验表明，气囊20能有效吸收冲击压力和膨胀，保持盒体10的结构完整性。

实施例2

根据本发明的另一个优选的具体实施例，采用防火层为膨胀石墨或蛭石材质的防火复合板制成的一种气囊式电缆接头保护盒的盒体10，内部容积约20L，用于10KV的中压电力电缆。盒体10设置有10个直径为10mm的圆形的开孔106，相邻开孔106之间的间距为50mm，如图2所示，10个开孔106排列成2行，每行5个。气囊20采用商业可得到的NOMEX纤维材料，其表面经商业可得到的3MCIP600型液态保护膜作防水处理，气囊20的气体容积约为50L，气囊20的进气端为70×300mm的矩形开口，并在气囊20上设有2个直径40mm的圆型泄压口，用金属的压条和螺栓作为固定件40把气囊20固定在盒体10上，覆盖各个开孔106。

结果表明，本发明的气囊式电缆接头保护盒，由于独特的气囊式吸能构造，更好的吸收和承受瞬时的爆炸压力，能保持盒体结构的完整性和防火密闭性，更大程度地避免了盒体分解带来的人员财产伤害和火焰、烟气泄露引发的次生电缆火灾事故。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种气囊式电缆接头保护盒，其特征在于，该气囊式电缆接头保护盒包括具有开孔的盒体以及覆盖所述开孔的气囊，所述气囊上设有能够与外界相通的泄压口，所述气囊式电缆接头保护盒还包括将所述气囊固定在所述开孔周边的固定件。

2.如权利要求1所述的气囊式电缆接头保护盒，其特征在于，所述气囊具有开口，该开口覆盖所述盒体上的所述开孔。

3.如权利要求2所述的气囊式电缆接头保护盒，其特征在于，所述气囊的所述开口的面积在60cm²至210cm²之间。

4.如权利要求1所述的气囊式电缆接头保护盒，其特征在于，所述开孔为多个，每个所述开孔的面积均在78mm²至176mm²之间。

5.如权利要求1所述的气囊式电缆接头保护盒，其特征在于，所述开孔为一个，且所述开孔的面积在60cm²至210cm²之间。

6.如权利要求5所述的气囊式电缆接头保护盒，其特征在于，该气囊式电缆接头保护盒还包括封闭结构，该封闭结构用于在所述盒体内的气体未膨胀时封闭所述开孔，并且当所述盒体内的气体膨胀时，所述封闭结构能够被气体冲破。

7.如权利要求6所述的气囊式电缆接头保护盒，其特征在于，所述封闭结构包括铝箔，该铝箔贴覆在所述开孔周边，以在所述盒体内的气体未膨胀时封闭所述开口。

8.如权利要求1至7中任意一项所述的气囊式电缆接头保护盒，其特征在于，所述固定件包括压条和固定螺栓，所述气囊的边缘固定在所述压条和所述盒体的上表面之间，所述固定螺栓穿过所述压条、所述气囊的边缘和所述盒体的侧壁将所述气囊固定在所述盒体上。

9.如权利要求1至7中任意一项所述的气囊式电缆接头保护盒，其特征在于，所述气囊经防水处理。

10.如权利要求1至7中任意一项所述的气囊式电缆接头保护盒，其特征在于，所述气囊由拉伸强度为20MPa至200MPa的材料制成。

11.如权利要求10所述的气囊式电缆接头保护盒，其特征在于，所述气囊由尼龙材料或聚间苯二甲酰间苯二胺纤维材料制成。

12.如权利要求1所述的气囊式电缆接头保护盒，其特征在于，所述气囊的容积等于或大于所述盒体的内部容积。

13.如权利要求1或12所述的气囊式电缆接头保护盒，其特征在于，所述盒体的内部容积在20L至30L之间，所述气囊容积在30L至80L之间。

14.如权利要求1至7中任意一项所述的气囊式电缆接头保护盒，其特征在于，所述气囊能够以折叠收拢的状态设置在所述盒体上。