CN108346491A

CN108346491A - 一种高散热性电缆

Info

Publication number: CN108346491A
Application number: CN201810154043.3A
Authority: CN
Inventors: 戴志刚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-02-22
Filing date: 2018-02-22
Publication date: 2018-07-31

Abstract

本发明提供了一种高散热性电缆，该电缆由内向外依次包括：M根缆芯、导热层（30）、散热护套（50）和外护套（60），其中M≥3；导热层（30）包覆于缆芯外周，该导热层（30）具有与缆芯接触的内层和与内层相对的外层，其特征在于：该导热层（30）在垂直于电缆长度方向的截面中，上述内层和上述外层均形成了M芒星形的分形图形，该M芒星形具有指向缆芯之外的M个锐角和指向缆芯之内的M个钝角，该分形图形与M芒星形的周长之比大于该分形图形与M芒星形的面积之比。通过在电缆中设置具备特定形状的导热层，能够在不提高电缆直径的情况下有效增大该电缆的散热性能，因而避免了由于散热不佳而导致的电缆的损坏问题，并能够降低电缆的自燃风险，还能够有效避免由于电缆电阻率随温度升高而增大从而导致的电能浪费。

Description

一种高散热性电缆

技术领域

本申请涉及电力传输技术领域，更为具体的说，涉及一种高散热性电缆。

背景技术

电缆，是具备电能、电信号传输和实现电磁能转换的线材产品，在生产生活中有着广泛的用途。电缆可以是由多根或多组导线绞合而成的类似绳索的电缆，每根或每组导线之间相互绝缘，整个外面包裹有高度绝缘的覆盖层。多将电缆架设在空中或装在地下、水底，用于电讯或电力输送；现有的部分电缆电流通量大、电压高，因此长时间发热量较大，容易使电缆结构和包材疲劳，影响材料性质，损坏电缆结构，而且容易导致自燃引发危险，而且电缆的电阻率随温度升高而加大，会浪费电能。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种高散热性电缆，由内向外依次包括：M根缆芯、导热层、散热护套和外护套，其中M≥3；导热层包覆于缆芯外周，该导热）具有与缆芯接触的内层和与内层相对的外层，其中在垂直于电缆长度方向的截面中，该导热层的上述内层和上述外层均形成了M芒星形的分形图形，该M芒星形具有指向缆芯之外的M个锐角和指向缆芯之内的M个钝角，该分形图形与M芒星形的周长之比大于该分形图形与M芒星形的面积之比。

进一步地，该分形图形是将M芒星形根据指定迭代规则进行N次迭代后得到的，其中N为正整数，上述指定迭代规则是将M芒星形的每条边用对应的科克曲线进行替换。

进一步地，M为六，因此所述电缆包括六根缆芯，在垂直于电缆长度方向的截面中，导热层的上述内层和上述外层均为六芒星形的分形图形,并且每根缆芯均设置在该内层六芒星形的锐角对应位置处。

进一步地，每根缆芯分别由导体在该导体外周依次包覆的第一绝缘层（11）、屏蔽层和第二绝缘层构成，其中该导体为单根导体或者相互绞合的多根导体。

进一步地，其中N为2，对M芒星形进行二次迭代。

进一步地，其中导热层由低熔点合金、导热塑料、导热树脂或导热硅橡胶形成。

进一步地，，在散热护套与导热层之间的空余区域以及在导热层之内的空腔区域中均填充有导热硅胶。

进一步地，在所述散热护套中，沿着其垂直于电缆长度方向的圆周截面方向以及沿着长度方向，均设置了多个通孔，所述通孔为球形孔，并且该球形孔的直径等于散热护套的厚度。

进一步地，所述散热护套由弹性橡胶材料制备，该外护套由导热硅橡胶制备，并且所述散热护套的厚度大于所述外护套的厚度。

通过上述的方式在电缆中设置具有特定形状的导热层，从而使得导热层的内外层界面周长的增加比例大于内外层所包围面积的增加比例，从而能够在增加散热层的内外层周长的同时，控制该散热层面积以及散热层所包围的内部腔面积的增加，从而控制缆芯、导热层各自所占据面积的增加，由此能够在不增大电缆直径的情况下最大程度地增大导热层的散热性，因而避免了由于散热不佳而导致的电缆的损坏问题，并能够降低电缆的自燃风险，还能够有效避免由于电缆电阻率随温度升高而增大从而导致的电能浪费。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

附图1为根据本发明所制备的一电缆结构；

附图2是科克曲线的示意图；

附图3（a）-3（c）分别为六芒星、六芒星一次迭代后的分形图形以及六芒星两次迭代之后的分形图形。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述该公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了该公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现该公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解该公开，并且能够将所公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，提供了一种高散热性电缆，由内向外依次包括：多根缆芯、导热层30、散热护套50和外护套60。

在该电缆中采用了M根缆芯，其中M大于等于3，在本申请中示例性地在电缆中设置了六根缆芯，但是M的取值并不限于此。其中每根缆芯分别由导体10和在外周依次包覆的第一绝缘层11、屏蔽层12和第二绝缘层13构成，该导体10为单根导体或者相互绞合的多根导体。其中屏蔽层12可以为金属丝屏蔽层。

导热层30包覆于缆芯外周，该导热层30具有与缆芯接触的内层和与内层相对的外层，该导热层30在垂直于电缆长度方向的截面中，所述内层和所述外层均形成了M芒星形的分形图形，该M芒星形具有指向缆芯之外的M个锐角和指向缆芯之内的M个钝角，即导热层30的上述内层和外层截面均是在锐角数量、钝角数量都与缆芯数量相等的芒星形基础上进行迭代而得到的分形图形。该分形图形是将M芒星形根据指定迭代规则进行N次迭代后得到的，其中N为正整数，上述指定迭代规则是将M芒星形的每条边用对应的科克曲线进行替换。其中科克曲线如图2所示，是将一条直线边平分为三段等长线段，利用两条与所述等长线段长度相等的线段构成的角形将中间线段替代而得到的曲线。由于本申请中示例性地采用了六根缆芯，因此示例性采用了图3（a）所示的六芒星，其经过一次迭代之后所得到的图形如图3（b）所示，经过两次迭代之后得到的图形如图3（c）所示，依次类推。经过上述迭代之后，所得到的该分形图形与该M芒星形的周长之比大于该分形图形与该M芒星形的面积之比，也就意味着经过迭代，使得导热层30内外层截面周长的增加比例大于导热层内外层截面所占据面积的增加比例，从而能够在增加导热层内外层截面周长的同时，控制多根缆芯、导热层30各自所占据面积的增加，由此能够在不增大电缆直径的情况下最大程度地增大导热层的散热性。

在图1所示的电缆结构中，导热层30的内外截面就分别形成了六芒星经过两次迭代之后得到的分形图形。如图1所示，缆芯设置在对应于六芒星形内层截面的锐角位置处，由于缆芯数量与芒星形的锐角或钝角数量对应相同，因此缆芯与内层截面的锐角位置一一对应设置。这样能够最大化的利用导热层30内的空间，最小化电缆的直径。如图1所示，导热层30将六根缆芯包围，该导热层30材质为模塑材料，具体地可以为低熔点合金、导热塑料、导热树脂、导热硅橡胶等。在该导热层30外周包覆了散热护套50，散热护套50上沿着其长度方向以及沿着该散热护套垂直于长度的圆周截面方向设有多个通孔51。多个通孔51形成环绕带，其缠绕在散热护套50的外周，从而提高导热层30的热量向电缆外部散发的散热效率。具体地，通孔51制备为球形孔，并且其直径等于散热护套50的厚度，从而在提高通孔51的孔径以提高散热效率的同时，又能避免通孔51的开口过大从而降低了散热护套50的密封性。在散热护套50与导热层30之间的空余区域40以及在导热层30之内的空腔区域20中均填充有导热硅胶，由此既能够增大电缆的抗压能力，又能够进一步提高对缆芯所产生的热量的导出效率。散热护套50可以采用弹性橡胶材料制备，从而增加电缆的抗形变能力，并且散热护套具备一定厚度以防止该散热护套50迭代后所得到的尖角刺穿该散热护套50。

在散热护套50外周包覆了外护套60，从而避免散热护套50中的通孔51暴露在外，由此能够避免外界污染物的进入。该外护套60也具备较好的散热性能，具体可采用导热硅橡胶制备该外护套60。且该外护套60的厚度比散热护套50小，从而既能够对通孔51起到遮蔽作用，又能够避免对缆芯产生的热量自内向外的散失造成阻碍。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种电缆，由内向外依次包括：M根缆芯、导热层（30）、散热护套（50）和外护套（60），其中M≥3；导热层（30）包覆于缆芯外周，该导热层（30）具有与缆芯接触的内层和与内层相对的外层，其特征在于：在垂直于电缆长度方向的截面中，该导热层（30）的上述内层和上述外层均形成了M芒星形的分形图形，该M芒星形具有指向缆芯之外的M个锐角和指向缆芯之内的M个钝角，该分形图形与M芒星形的周长之比大于该分形图形与M芒星形的面积之比。

2.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于，该分形图形是将M芒星形根据指定迭代规则进行N次迭代后得到的，其中N为正整数，上述指定迭代规则是将M芒星形的每条边用对应的科克曲线进行替换。

3.根据权利要求1或2所述的电缆，其特征在于，M为六，因此所述电缆包括六根缆芯，在垂直于电缆长度方向的截面中，导热层（30）的上述内层和上述外层均为六芒星形的分形图形,并且每根缆芯均设置在该内层六芒星形的锐角对应位置处。

4.根据权利要求1或2所述的电缆，进一步地，每根缆芯分别由导体（10）和在该导体（10）外周依次包覆的第一绝缘层（11）、屏蔽层（12）和第二绝缘层（13）构成，其中该导体（10）为单根导体或者相互绞合的多根导体。

5.根据权利要求2所述的电缆，其中N为2。

6.根据前述权利要求任一所述的电缆，其中导热层（30）由低熔点合金、导热塑料、导热树脂或导热硅橡胶形成。

7.根据前述权利要求任一所述的电缆，在散热护套（50）与导热层（30）之间的空余区域（40）以及在导热层（30）之内的空腔区域（20）中均填充有导热硅胶。

8.根据权利要求7所述的电缆，其中在所述散热护套（50）中，沿着其垂直于电缆长度方向的圆周截面方向以及沿着长度方向，均设置了多个通孔（51），所述通孔（51）为球形孔，并且该球形孔的直径等于散热护套（50）的厚度。

9.根据权利要求8所述的电缆，所述散热护套（50）由弹性橡胶材料制备，该外护套（60）由导热硅橡胶制备，并且所述散热护套（50）的厚度大于所述外护套（60）的厚度。