CN104575813B - 自降温电缆及其降温方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种自降温电缆及其降温方法，能够实现自降温，该电缆包括多根带绝缘层的缆芯，绝缘层外包裹着绕包带层和外护套层，电缆内设有散热的中空通风层，中空通风层设置在绕包带层内,电缆上间隔设有通孔，通孔自中空通风层，穿过绕包带层和外护套层，利用通孔实现电缆散热。本发明电缆还包括PLC控制器、温度及水量传感器和遮挡小孔用于防水的滑块，实现温度过高报警和下雨天自动控制滑块遮挡通孔，避免雨水进入电缆，毁坏电缆。本发明结构简单，易于实现，而且实现全自动化控制。
Description
技术领域
本发明属于电缆技术领域，具体涉及一种自降温电缆及其降温方法。
背景技术
一到夏天，室外温度过高，加上夏天是用电高峰，电缆负荷过大，随着用电设备在线路中的不断增加，电缆所承受的电流也越来越大，其次电缆随着使用时间的推移，电缆存在老化等现象，其载流量也将不同程度的降低，一旦电流超出额定载流量，电缆将会发热，达到一定温度后电缆将会击穿、烧毁，严重时将导致火灾，电缆自燃很危险，灭火难度较大。鉴于着火电缆有电，不能用水灭，加上如果有易燃物在周围，或者把其他电缆给引燃,引发火灾烧到楼房,很容易造成难以控制的火灾局面。不仅仅是在高温天耽搁了百姓的用电时间，甚至会危害到生命，因此，如何给高空电缆降温是一个很重要的问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种自降温电缆及其降温方法，将电缆的结构改进为中空的结构，便于电缆内部的热量散发，并在电缆上隔一段距离开设风口，利用风机将电缆内部的热量散发出去。
本发明的技术方案是：一种自降温电缆，包括多根带绝缘层的缆芯，绝缘层外包裹着绕包带层和外护套层，所述电缆内设有散热的中空通风层，所述中空通风层设置在绕包带层内, 所述电缆上间隔设有通孔，所述通孔自中空通风层，穿过绕包带层和外护套层。其中，中空通风层包括内部设有支撑板的通风管，支撑板和通风管均为网孔结构。所述带绝缘层的缆芯设在中空通风层外围。所述带绝缘层的缆芯间隔放置在中空通风层的支撑板支撑起的空腔内。所述中空通风层剖面为圆环结构，支撑板架在两环之间，绝缘缆芯间隔安放在支撑板隔开的空腔内。所述电缆还包括PLC控制器、可沿电缆滑动的用于遮蔽通孔的滑块及设在中空通风层给滑块供电的电源线，PLC控制器给滑块发送控制信号。所述电缆还包括设在通孔外的水量传感器和通孔内的温度传感器，水量传感器和温度传感器的输出信号输入PLC控制器，电源线给水量传感器和温度传感器供电。所述PLC控制器上设有触摸屏，PLC控制器还连接有报警装置。
一种自降温电缆的降温方法，包括如下步骤：步骤一：温度传感器测量电缆的内部温度；步骤二：设置开启风机的目标温度；步骤三：比较实际温度和目标温度，来控制风机的功率。所述步骤三为：实际温度小于目标温度时，风机的功率设为0，实际温度为目标温度的150%和100%之间时，设定功率为50%；实际温度为目标温度的150%的150%以上时，设定功率为100%。
本发明有如下积极效果：（1）本发明通过设置中空通风层，带走缆芯工作产生的温度，可以防止缆芯温度过高引起的自燃，同时，延长线缆的使用寿命；（2）支撑板和通风管均为网孔结构，进一步改善通风效果；（3）实施例1结构简单，通风效果好；（4）实施例2在实际加工时加工简单方便；（5）实施例3缆芯通风面积大，通风效果好；（6）通孔外设有滑块，避免雨水进入，损坏电缆；（7）本发明设有温度传感器，可以实现温度过高报警；（8）本发明设有水量传感器，可以实现滑块自动控制。
附图说明
图1为本发明具体实施方式具体实施例1线缆截面图；
图2为本发明具体实施方式具体实施例2线缆截面图；
图3为本发明具体实施方式具体实施例3线缆截面图；
图4为本发明具体实施方式pid算法流程图；
其中 1.外护套层、2.绕包带层、3.通风管、31.外管、32.内管、4.支撑板、5.带绝缘层的缆芯。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
具体实施例1：本发明的电缆结构包括多根带绝缘层的缆芯、绕包带和外护套层，每根缆芯都设有绝缘层，多根带绝缘层的缆芯安放在绕包带层内，外护套层在绕包带层外。线缆结构还包括一个中空通风层，用于带走电缆工作时产生的热量，避免温度过高，电缆将会击穿、烧毁。
中空通风层为带网点结构的通风管，管子内设有支撑板，避免缆芯挤压，造成通风管变形。如图1，支撑管将通风管分成几个空腔，带绝缘层的缆芯间隔放置在空腔内，增大通风表面积，其中，支撑板也为网点结构，进一步改善通风效果。该实施例结构简单，通风效果好。
在电缆上间隔设有通孔，通孔自中空通风层，穿过绕包带和外护套层，使通风管内的空气通过通孔与外界空气交换，带走热量。由于天气影响，下雨天，雨水会通过通孔进入电缆内部，与电缆内部的铝质材料发生反应，损坏电缆结构。因此，在通孔外设有用来挡雨的可沿导轨滑动的滑块，在中空通风层内设有一根电源线给滑块供电，另外，滑块连接至远程PLC控制器，PLC控制器上设有触摸屏，工作人员可通过触摸屏手动控制滑块的位置。
在通孔外设有水量传感器，将水量传感器与滑块固定在一起，可设在滑块内部，对水量传感器起保护作用。在通孔内部设有温度传感器，用于测量电缆内部的温度，水量传感器与温度传感器经电源线供电，并连接至PLC控制器。
在设置水量传感器的通孔外还设置有风机，风机用来将电缆内部的热空气抽出来，实现更好的降温效果，风机、水量传感器和温度传感器采用同一根电源线降温，并连接至PLC 控制器。当检测到下雨时，即启动滑块，挡住通孔，避免雨水进入。
具体实施例2：如图2，中空通风层内的通风管和支撑板结构同实施例1，但是带绝缘层的线缆安放在通风管外围，该种结构比实施例1加工简单。
具体实施例3：如图3，中空通风层包括通风管，通风管截面为圆环结构，包括内管和外管，内管和外管间设有支撑板，在支撑板隔开的空腔内，间隔安放带绝缘层的缆芯，通风管及支撑板均为网孔结构，该方案缆芯通风面积大，通风效果好。
风机的开启和闭合以及工作功率由PLC控制器控制，在PLC控制器内设定PID算法来控制风机的开启、闭合和工作效率。
首先设定一个目标温差，通过温度传感器传过来的电缆内部的空气温度来判断是否开启风机，设定e为目标温度，同时设定e1作为的比较对象，检测到的实际温度用ex 表示，其中e<e1，当实际检测到的温度小于e时，说明电缆内部的温度不是很高，设定风机功率为0；当实际温度大于e而小于e1 时，说明负载变大，需要风机加大功率工作，设定风机的工作功率为50%，当检测到的温度大于e1时，说明温度更高，设定风机工作功率为100%。具体的，e1设为e的1.5倍。
根据检测到的实际温度，设定风机的开启温度和不同温度下的工作功率，避免电缆内部温度不高时开启风机浪费电能，也避免电缆内部温度过高时，风机的工作功率不能满足散热要求。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种自降温电缆，包括多根带绝缘层的缆芯（5），绝缘层外包裹着绕包带层（2）和外护套层（1），其特征在于：所述电缆内设有散热的中空通风层，所述中空通风层设置在绕包带层（2）内, 所述电缆上间隔设有通孔，所述通孔自中空通风层，穿过绕包带层(2)和外护套层(1)；
所述中空通风层包括通风管（3）和支撑板（4），支撑板（4）设在的通风管（3）内部，支撑板（4）和通风管（3）均为网孔结构；
所述带绝缘层的缆芯（5）设在中空通风层外围或放置在中空通风层的支撑板（4）支撑起的空腔内；
所述电缆还包括PLC控制器、可沿电缆滑动的用于遮蔽通孔的滑块及设在中空通风层给滑块供电的电源线，PLC控制器给滑块发送控制信号。
2.根据权利要求1所述的自降温电缆，其特征在于：所述电缆还包括设在通孔外的水量传感器和通孔内的温度传感器，水量传感器和温度传感器的输出信号输入PLC控制器，电源线给水量传感器和温度传感器供电。
3.根据权利要求2所述的自降温电缆，其特征在于：所述PLC控制器上设有触摸屏，PLC控制器还连接有报警装置。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种自降温电缆的降温方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：温度传感器测量电缆的内部温度；
步骤二：设置开启风机的目标温度；
步骤三：比较实际温度和目标温度，来控制风机的功率。
5.根据权利要求4所述的自降温电缆的降温方法：其特征在于：所述步骤三为：实际温度小于目标温度时，风机的功率设为0，实际温度为目标温度的150%和100%之间时，设定功率为50%；实际温度为目标温度的150%以上时，设定功率为100%。
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