CN108668388A - 基于ptc碳素发热电缆的连接结构 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电力电缆技术领域，公开了基于PTC碳素发热电缆的连接结构，包括发热电缆、连接头和外接电缆；所述的连接头内部设有通孔，所述的通孔包括第一段孔和第二段孔，所述第一段孔与第二段孔的连通处设有台阶；所述的发热电缆的一端伸入第一段孔内，所述的外接电缆的一端伸入第二段孔内，发热电缆和外接电缆在台阶处连接；所述通孔的内腔设有密封层，密封层内表面设有绝热层。本发明提高了用电安全性，降低了触电、漏电事件发生的概率；同时提高了发热电缆的发热效率，降低了功耗，并且避免了出现局部过热的现象，延长了发热电缆的使用寿命，发热电缆可根据周围环境温度的变化自动调温，相比同类产品更加节能。因此，适合推广使用。
Description
技术领域
本发明属于电力电缆技术领域，具体涉及一种基于PTC碳素发热电缆的连接结构。
背景技术
目前有大量应用于生活取暖的发热电缆，发热电缆一般铺设在地面以下，在通电后产生热量，帮助室内空间产生热量，提高室内的温度，方便提高室内的舒适度。
但是目前的线缆大部分采用的是金属丝、碳晶或者碳纤维丝进行加热。现有技术中的发热电缆存在多种多样的问题，例如：发热电缆的能耗高，发热效率低；现有的发热电缆升温时间长，并且常常出现局部温度过高的现象，容易损坏线缆，同时危害人员安全；现有的发热电缆使用寿命较短，因此面临维护和更换的问题，付出的成本较高；使用金属丝的发热电缆还会产生电磁波，在室内大面积铺设该种发热电缆后，其产生的电磁波对人体有较大的伤害，不适宜长期使用。
同时，无论是哪一种发热电缆，都需要连接到外接电缆方能实现发热工作，现有的电缆连接方式主要有焊接、挂接等方式，在简单的连接操作之后，对连接处进行防漏电处理。防漏电处理的方式一般为包裹处理，这类方式对避免接触触电的效果较好，但对防水防触电的效果不佳。在使用时，埋设在地面下的电缆容易受到水汽的影响，发生漏电的危险问题，对电缆的损害也较大，降低了发热电缆的使用寿命。
因此，在本领域存在亟待解决的技术问题，需要提出更为合理的技术方案，解决以上技术问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于PTC碳素发热电缆的连接结构，旨在改进发热电缆的连接处结构，防止接触漏电和避免防水触电，增加发热电缆的安全性，提高发热电缆的使用寿命。
本发明所采用的技术方案为：
基于PTC(Positive Temperature Coefficient，正温度系数很大的半导体材料)碳素发热电缆的连接结构，包括发热电缆、连接头和外接电缆。具体地说，该连接结构包括的连接头内部设有通孔，所述的通孔包括第一段孔和第二段孔，所述第一段孔与第二段孔的连通处设有台阶；所述的发热电缆的一端伸入第一段孔内，所述的外接电缆的一端伸入第二段孔内，发热电缆和外接电缆在台阶处连接；所述通孔的内腔设有密封层，密封层内表面设有绝热层。
优选的，第一段孔和第二段孔的横截面分别与发热电缆和外接电缆的横截面相同。发热电缆或外接电缆的端头抵紧台阶实现定位。
进一步的，所述的发热电缆包括导体，包裹在导体表面的碳素发热体，所述的碳素发热体表面还包裹有热连接体，热连接体的外表面包裹有绝缘外皮。热连接体的作用在于将碳素发热体产生的热量对外进行传导。
优选的，为了提高发热电缆的发热效率，降低发热电缆的功耗，改善发热电缆的发热均匀性，延长发热电缆的使用寿命。碳素发热体采用PTC半导体材料与碳素材料结合制成，通过“布朗运动”产生远红外线及阴离子进行制热。
碳素发热体是由改性的碳素类材料，在高温、高压环境中，经过球磨、软化、提纯、萃取等多道工序而提炼出的纳米级微小发热体。大量的发热体在电场作用下，能够相互摩擦、震荡，发热体在电场的作用下作“布郎运动”，并产生大量的热量，从而实现电能到热能的转换。碳素发热体是至今为止发现的电热转换效率最高的材料，其电热转换效率达到了99％以上，它的转换效率比最常用的铜丝(电热丝)高出20％以上。
碳素发热板的发热原理是，碳素发热体受热升温，碳素发热体的表面与紧贴碳素发热体的物体或空气形成温差。而热量的传递方向是由高温体向低温体的方向传导的，所以工作状态的碳素发热体能够起到加热物体和升温空气的作用。
同时，电场作用下的碳素晶体分子同时又产生大量的波长在8u——15u远红外线。碳素发热板在工作中单位产生的主动远红外波强度达到了30％以上。热能的辐射传递易被受体吸收(物体或人体)。受体接受红外线照射后，辐射能被吸收转化为热能，使受体的温度升高。
碳素发热体之所以能够对物体起到迅速升温的作用，就在于其100％的电能输入被有效的转换成了超过60％的传导热能和超过30％的红外辐射能。这种双重制热原理，使被加热物体：第一升温更快，第二吸收的热能更充足。
碳素发热体在制热工作的同时，产生大量的对人体有益的远红外波。它对人体有极佳的保健理疗的功效。对风湿、关节炎具有减轻病状，加快病症痊愈的疗效。并可预防中风及静脉曲张等多种老年疾病。
进一步的，为了更好地进行热传导，所述的热连接体为采用硅胶材料制成的管套状结构。热连接体对碳素发热体全方面的包裹并贴紧，提高了热传导的效率。采用这种结构设计是为了使导热更加均匀，防止局部温度过高，影响发热电缆的使用寿命。
再进一步，所述的导体数量为二，且导体包括多股铜制的线芯，线芯可采用七股或者其他股数，并按照螺旋绕线的方式进行绕制。
再进一步，为了方便碳素发热体进行发热，所述的碳素发热体为扁平的长条结构，碳素发热体内的两根导体相互平行。这样设计的好处是，碳素发热体在与导体接触时通电，碳素发热体内的分子布朗运动加剧，发热效率更高。
进一步的，所述的外接电缆包括三股导线，三股导线分别包括零线、火线和接地线；导线外包裹有护套，导线与护套之间设有填充材料。设置接地线是为了提高用电安全性。
再进一步，两根导体分别连接一根导线，其中一根导体连接零线，另一根导体连接火线。导体与导线的连接处包裹有绝缘外套。
进一步的，为了加强密封性，所述的密封层为采用橡胶材料制成的管套状结构，密封层与通孔的内壁面紧密贴合。
再进一步，所述的绝热层为采用硅胶材料制成的管套状结构，发热电缆和外接电缆均位于绝热层的内腔。发热电缆和外接电缆与绝热层的内表面紧密接触，绝热层的外表面与密封层的内表面紧密贴合，以此实现连接头的密封。
进一步的，为了加强对发热电缆和外接电缆的固定，所述连接头上通孔的两个孔口处设置有固定网套。当发热电缆和外接电缆相对连接头弯曲时，固定网套能够提供回位应力，避免发热电缆和外接电缆弯曲程度过大，导致与连接头脱离或者电缆本身损坏。
本发明的有益效果为：
1.本发明结构简单，实现容易，维护方便。
2.本发明设置连接头将发热电缆和外接电缆进行连接，通过绝热层和密封层实现连接处的密封防水，降低了漏电和触电事故发生的概率，效果更好。
3.本发明通过在发热电缆中设置碳素发热体，提高了发热电缆的发热效率，降低了功耗，并且将碳素发热体的形状设置为扁平的长条状，避免出现局部过热的现象，延长了发热电缆的使用寿命。
4.本发明采用PTC碳素材料作为发热体，发热电缆可根据周围环境温度的变化自动调温,保温,降温；相比同类产品更加节能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅表示出了本发明的部分实施例，因此不应看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明的内部结构剖视图。
图3是发热电缆的结构示意图。
图4是发热电缆的横截面示意图。
图5是外接电缆的横截面示意图。
图中：1-连接头；2-发热电缆；201-导体；202-碳素发热体；203-热连接体；204-绝缘外皮；3-外接电缆；301-导线；302-护套；303-填充材料；4-固定网套；5-密封层。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。
实施例：
如图1、图2所示，本实施例提供一种基于PTC碳素发热电缆的连接结构，包括发热电缆2、连接头1和外接电缆3。具体地说，该连接结构包括的连接头内部设有通孔，所述的通孔包括第一段孔和第二段孔，所述第一段孔与第二段孔的连通处设有台阶；所述的发热电缆的一端伸入第一段孔内，所述的外接电缆的一端伸入第二段孔内，发热电缆和外接电缆在台阶处连接；所述通孔的内腔设有密封层，密封层5内表面设有绝热层。
连接头由绝缘材料一次压模成型，连接头为圆柱体状，所述的通孔沿连接头的轴心线方向贯穿连接头。
本实施例中，第一段孔和第二段孔的横截面分别与发热电缆和外接电缆的横截面相同，第一段孔为扁平孔，第二段孔为圆形孔。第一段孔的一个方向的宽度大于第二段孔的孔径，另一方向的宽度小于第二段孔的孔径，因此发热电缆和外接电缆的端头均抵紧台阶实现定位。
如图3、图4所示，发热电缆包括导体201，包裹在导体表面的碳素发热体 202，所述的碳素发热体表面还包裹有热连接体203，热连接体的外表面包裹有绝缘外皮204。热连接体的作用在于将碳素发热体产生的热量对外进行传导。
为了提高发热电缆的发热效率，降低发热电缆的功耗，改善发热电缆的发热均匀性，延长发热电缆的使用寿命。碳素发热体采用PTC半导体材料与碳素材料结合制成，通过“布朗运动”产生远红外线及阴离子进行制热。
为了更好地进行热传导，所述的热连接体为采用硅胶材料制成的管套状结构。热连接体对碳素发热体全方面的包裹并贴紧，提高了热传导的效率。采用这种结构设计是为了使导热更加均匀，防止局部温度过高，影响发热电缆的使用寿命。
导体数量为二，且导体包括多股铜制的线芯，线芯股数为七并按照螺旋绕线的方式进行绕制。
为了方便碳素发热体进行发热，所述的碳素发热体为扁平的长条结构，碳素发热体内的两根导体相互平行。这样设计的好处是，碳素发热体在与导体接触时通电，碳素发热体内的分子布朗运动加剧，发热效率更高。
如图5所示，外接电缆包括三股导线，三股导线分别包括零线、火线和接地线；导线301外包裹有护套302，导线与护套之间设有填充材料303。设置接地线是为了提高用电安全性。
导线包括铜芯和绝缘护套，本实施例中铜芯的股数为三十二，铜芯按照螺旋绕线的方式绕制，绝缘护套采用硅橡胶材料高温模压成型。
导线与绝缘护套之间的填充材料为橡皮。
两根导体分别连接一根导线，其中一根导体连接零线，另一根导体连接火线。导体与导线的连接处包裹有绝缘外套。
在本实施例中，发热电缆与外接电缆的线芯相互连接，线芯连接处通过压合套筒进行紧固。所述的压合套筒为金属材料制成，压合套筒为T形套筒或者直线形圆柱套筒。绝缘外套包裹在压合套筒的外部。
为了加强密封性，所述的密封层为采用橡胶材料制成的管套状结构，密封层与通孔的内壁面紧密贴合。
绝热层为采用硅胶材料制成的管套状结构，发热电缆和外接电缆均位于绝热层的内腔。发热电缆和外接电缆与绝热层的内表面紧密接触，绝热层的外表面与密封层的内表面紧密贴合，以此实现连接头的密封。
为了加强对发热电缆和外接电缆的固定，所述的连接头上通孔的两个孔口处设置有固定网套4，固定网套与连接头一体成型。当发热电缆和外接电缆相对连接头弯曲时，固定网套能够提供回位应力，避免发热电缆和外接电缆弯曲程度过大，导致与连接头脱离或者电缆本身损坏。
本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。
Claims (10)
1.基于PTC碳素发热电缆的连接结构，其特征在于：包括发热电缆(2)、连接头(1)和外接电缆(3)；所述的连接头内部设有通孔，所述的通孔包括第一段孔和第二段孔，所述第一段孔与第二段孔的连通处设有台阶；所述的发热电缆的一端伸入第一段孔内，所述的外接电缆的一端伸入第二段孔内，发热电缆和外接电缆在台阶处连接；所述通孔的内腔设有密封层(5)，密封层内表面设有绝热层。
2.根据权利要求1所述的基于PTC碳素发热电缆的连接结构，其特征在于：所述的发热电缆包括导体(201)，包裹在导体表面的碳素发热体(202)，所述的碳素发热体表面还包裹有热连接体(203)，热连接体的外表面包裹有绝缘外皮(204)。
3.根据权利要求2所述的基于PTC碳素发热电缆的连接结构，其特征在于：所述的热连接体为采用硅胶材料制成的管套状结构。
4.根据权利要求2所述的基于PTC碳素发热电缆的连接结构，其特征在于：所述的导体数量为二，且导体包括多股铜制的线芯。
5.根据权利要求4所述的基于PTC碳素发热电缆的连接结构，其特征在于：所述的碳素发热体为扁平的长条结构，碳素发热体内的两根导体相互平行。
6.根据权利要求4所述的基于PTC碳素发热电缆的连接结构，其特征在于：所述的外接电缆包括三股导线，三股导线分别包括零线、火线和接地线；导线(301)外包裹有护套(302)，导线与护套之间设有填充材料(303)。
7.根据权利要求6所述的基于PTC碳素发热电缆的连接结构，其特征在于：所述的两根导体分别连接一根导线，其中一根导体连接零线，另一根导体连接火线，导体与导线的连接处包裹有绝缘外套。
8.根据权利要求1所述的基于PTC碳素发热电缆的连接结构，其特征在于：所述的密封层为采用橡胶材料制成的管套状结构。
9.根据权利要求1所述的基于PTC碳素发热电缆的连接结构，其特征在于：所述的绝热层为采用硅胶材料制成的管套状结构，发热电缆和外接电缆均位于绝热层的内腔。
10.根据权利要求1所述的基于PTC碳素发热电缆的连接结构，其特征在于：所述连接头的通孔的两个孔口处设置有固定网套(4)。
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