CN110706857A - 一种高抗老化无卤低烟阻燃海工装备用特种电缆 - Google Patents

一种高抗老化无卤低烟阻燃海工装备用特种电缆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高抗老化无卤低烟阻燃海工装备用特种电缆，包括保护单元和多个电缆本体，所述电缆本体从外到内包括外护层、铠装层、外阻燃层、外绝缘层，所述外绝缘层内包括多个缆线，所述缆线从外到内依次包括内护层、内阻燃层、内绝缘层和导体；所述保护单元包括控制部、第一惰性气体发生装置、内保护壳和两个外保护壳。本发明的电缆抗老化、阻燃、绝缘性能好。

Description

一种高抗老化无卤低烟阻燃海工装备用特种电缆
技术领域
本发明涉及电缆领域，具体涉及一种高抗老化无卤低烟阻燃海工装备用特种电缆。
背景技术
电缆由一根或多根相互绝缘的导体和外包绝缘保护层制成，将电力或信息从一处传输到另一处的导线。伴随着全球能源开采向海洋的转移，海洋油气工程方兴未艾。由于海洋油气工程中充斥易燃易爆油污和气体，因此，对海工设备用电缆提出了阻燃的要求。但是无论怎么增加阻燃包层，由于电缆在传输电力的过程中由于发热严重，仍然存在燃烧的风险，并且一旦电缆发生燃烧可能会造成巨大损失。
发明内容
发明目的：本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种高抗老化无卤低烟阻燃海工装备用特种电缆。
技术方案：一种高抗老化无卤低烟阻燃海工装备用特种电缆，包括保护单元和多个电缆本体，所述电缆本体从外到内包括外护层、铠装层、外阻燃层、外绝缘层，所述外绝缘层内包括多个缆线，所述缆线从外到内依次包括内护层、内阻燃层、内绝缘层和导体；所述保护单元包括控制部、第一惰性气体发生装置、内保护壳和两个外保护壳，所述内保护壳包括长方体形的盒体和与所述盒体固定的盖板，所述盒体的两端均具有多个用于让电缆本体穿过的穿孔，所述盒体的底部和盖板处均具有多个透气孔，所述盒体的一端具有进气孔，所述盒体的另一端具有出气孔；所述外保护壳包括截面呈U形的U形容纳部，所述U形容纳部面对内保护壳的一侧固定有气囊，所述气囊充满气时具有多个柱形凸起，所述柱形凸起能够插入并堵塞所述透气孔，两个外保护壳分别为第一外保护壳和第二外保护壳，两个外保护壳的U形容纳部相互面对且固定连接，第一外保护壳的U形容纳部通过第一连接支架与所述盖板固定连接，第二外保护壳的U形容纳部通过第二连接支架与所述盒体固定连接，所述第一外保护壳的气囊的柱形凸起的数量等于第二外保护壳的气囊的柱形凸起的数量，所述盖板处的透气孔的数量等于盒体底部的透气孔的数量，所述第一外保护壳的气囊的柱形凸起的数量和所述盖板的透气孔的数量相等且一一对应，所述第二外保护壳的气囊的柱形凸起的数量和所述盒体底部的透气孔的数量相等且一一对应，所述第一外保护壳的气囊的柱形凸起的数量等于第二外保护壳的气囊的柱形凸起的数量且一一对应，相对应的两个柱形凸起之间连接有连接绳，每个连接绳穿过盖板的一个透气孔和盒体的一个透气孔；所述盒体内具有温度传感器和烟雾传感器，所述第一惰性气体发生装置连接有主管路，主管路处具有第一阀门，所述主管路连接有第一支管、第二支管和第三支管，所述第一、二、三支管并联，所述第一支管与第一外保护壳的气囊连接，所述第二支管与第二外保护壳的气囊连接，所述第三支管与所述盒体的进气孔连接；所述第一惰性气体发生装置、阀门、温度传感器、烟雾传感器均与所述控制部连接。
进一步地，所述内护层和外护层均为聚乙烯层；所述内阻燃层和外阻燃层均为低烟无卤阻燃层；所述导体为铜绞线。从而保证较好的阻燃、绝缘性能以及导电性。
进一步地，所述U形容纳部包括两个侧板和连接两个侧板的连接平板，所述第一外保护壳的两个侧板和第二外保护壳的两个侧板固定连接。从而两个U形容纳部组合形成一个两端敞口的长方体状的容纳部；
进一步地，所述盖板的透气孔呈矩形阵列分布，所述盒体底部的透气孔呈矩形阵列分布；所述气囊处还具有抽气嘴。从而可以对气囊进行抽气操作。
进一步地，所述气囊充满气时具有贯穿气囊的多个第一贯穿孔；所述连接平板处具有多个第二贯穿孔，一个气囊所具有的第一贯穿孔和一个连接平板所具有的第二贯穿孔数量相等且一一对应，一个第一贯穿孔与一个第二贯穿孔连通。从而连通的第一、二贯穿孔有利于电缆的自然散热。
进一步地，所述盒体的进气孔具有一个，所述盒体的出气孔具有多个且呈一排排列；所述盒体内具有多个相互平行的中间支架，每个中间支架具有多个用于容纳电缆本体的凹槽。从而使得电缆的放置更加平稳。
进一步地，还包括检测单元和第二惰性气体发生装置，所述第二惰性气体发生装置连接有第二主管路，第二主管路连接有多个分支管路，第二主管路处具有第二阀门，多个分支管路并联，且所有的分支管路均与第一U形容纳部的内部连通；所述检测单元包括活塞筒，所述活塞筒的端部具有端部固定板，所述活塞筒内具有活塞，所述活塞处固定有第一压板，所述端部固定板处固定有压力传感器，压力传感器的受力面固定有第二压板，第一、二压板之间连接有弹簧，所述端部固定板处具有通气孔，所述活塞筒处连接有第一连接管和第二连接管，所述第一连接管与第一外保护壳的气囊连接，所述第二连接管与第二外保护壳的气囊连接。
进一步地，所述连接绳为弹性绳，所述气囊和连接绳的表面均具有阻燃涂层；或者所述气囊和连接绳均由阻燃材料制成。从而避免气囊或连接绳被点燃。
进一步地，所有的透气孔均为圆柱形孔；所述气囊充满气时，柱形凸起的端部呈半球形，且半球形端部的直径等于透气孔的直径。从而使得柱形凸起更易于插入并堵塞透气孔。
进一步地，所述控制单元还连接有无线通信单元。
进一步地，所述抽气嘴处具有封闭所述抽气嘴的封闭塞。
有益效果：本发明的电缆本体容纳在保护单元内，从而在物理上起到更多的保护作用，有利于延缓老化，并且具有内阻燃层和外阻燃层，电缆本体阻燃效果好，并且保护单元在电缆真的点燃后，能够主动迅速灭火，起到外在的进一步的灭火阻燃功能。
附图说明
图1为本发明电缆示意图；
图2为图1的另一角度示意图；
图3为本发明电缆的爆炸图(第一固定支架、第二固定支架未画出)；
图4为本发明电缆的爆炸图(隐藏了多个电缆本体)；
图5为本发明电缆的爆炸图的另一角度示意图；
图6为两个气囊没有充气时，电缆示意图；
图7为电缆本体剖面示意图；
图8为检测单元示意图；
图9为外保护壳示意图；
图10为盒体示意图。
具体实施方式
附图标记：1.1盒体；1.2盖板；1.2.1透气孔；1.3中间支架；1.4穿孔；1.5出气孔；2第一惰性气体发生装置；2.1第一支管；2.2第二支管；2.3第三支管；2.4第一阀门；3活塞筒；3.1第一连接管；3.2第二连接管；3.3端部固定板；3.4通气孔；3.5活塞；3.6第一压板；3.7弹簧；3.8第二压板；3.9压力传感器；4第二惰性气体发生装置；4.1分支管路；5U形容纳部；5.1第二贯穿孔；5.2气囊；5.3柱形凸起；5.4连接绳；5.5第二贯穿孔；10.1外护层；10.2铠装层；10.3外阻燃层；10.4外绝缘层；10.5内护层；10.6内阻燃层；10.7内绝缘层；10.8导体。
一种高抗老化无卤低烟阻燃海工装备用特种电缆，包括保护单元和多个电缆本体，所述电缆本体从外到内包括外护层10.1、铠装层10.2、外阻燃层10.3、外绝缘层10.4，所述外绝缘层10.4内包括多个缆线，所述缆线从外到内依次包括内护层10.5、内阻燃层10.6、内绝缘层10.7和导体10.8；所述保护单元包括控制部、第一惰性气体发生装置2、内保护壳和两个外保护壳，所述内保护壳包括长方体形的盒体1.1和与所述盒体1.1固定的盖板1.2，所述盒体1.1的两端均具有多个用于让电缆本体穿过的穿孔1.4，所述盒体1.1的底部和盖板1.2处均具有多个透气孔1.2.1，所述盒体1.1的一端具有进气孔，所述盒体1.1的另一端具有出气孔1.5；所述外保护壳包括截面呈U形的U形容纳部5，所述U形容纳部面对内保护壳的一侧固定有气囊5.2，所述气囊充满气时具有多个柱形凸起，所述柱形凸起5.3能够插入并堵塞所述透气孔1.2.1，两个外保护壳分别为第一外保护壳和第二外保护壳，两个外保护壳的U形容纳部相互面对且固定连接，第一外保护壳的U形容纳部通过第一连接支架与所述盖板固定连接，第二外保护壳的U形容纳部通过第二连接支架与所述盒体固定连接，所述第一外保护壳的气囊的柱形凸起的数量等于第二外保护壳的气囊的柱形凸起的数量，所述盖板1.2处的透气孔1.2.1的数量等于盒体底部的透气孔的数量，所述第一外保护壳的气囊5.2的柱形凸起5.3的数量和所述盖板的透气孔的数量相等且一一对应，所述第二外保护壳的气囊5.2的柱形凸起5.3的数量和所述盒体底部的透气孔的数量相等且一一对应，所述第一外保护壳的气囊5.2的柱形凸起5.3的数量等于第二外保护壳的气囊5.2的柱形凸起5.3的数量且一一对应，相对应的两个柱形凸起5.3之间连接有连接绳5.4，每个连接绳穿过盖板1.2的一个透气孔和盒体1.1的一个透气孔；所述盒体1.1内具有温度传感器和烟雾传感器，所述第一惰性气体发生装置2连接有主管路，主管路处具有第一阀门2.4，所述主管路连接有第一支管2.1、第二支管2.2和第三支管2.3，所述第一、二、三支管并联，所述第一支管2.1与第一外保护壳的气囊5.2连接，所述第二支管2.2与第二外保护壳的气囊5.2连接，所述第三支管2.3与所述盒体1.1的进气孔连接；所述第一惰性气体发生装置、阀门、温度传感器、烟雾传感器均与所述控制部连接。
所述内护层10.5和外护层10.1均为聚乙烯层；所述内阻燃层和外阻燃层均为低烟无卤阻燃层；所述导体为铜绞线。所述U形容纳部包括两个侧板和连接两个侧板的连接平板，所述第一外保护壳的两个侧板和第二外保护壳的两个侧板固定连接。所述盖板的透气孔呈矩形阵列分布，所述盒体底部的透气孔呈矩形阵列分布；所述气囊3.2处还具有抽气嘴。所述气囊3.2充满气时具有贯穿气囊的多个第一贯穿孔5.5；所述连接平板处具有多个第二贯穿孔5.1，一个气囊所具有的第一贯穿孔5.5和一个连接平板所具有的第二贯穿孔5.1数量相等且一一对应，一个第一贯穿孔与一个第二贯穿孔连通。所述盒体1.1的进气孔具有一个，所述盒体1.1的出气孔具有多个且呈一排排列；所述盒体1.1内具有多个相互平行的中间支架1.3，每个中间支架1.3具有多个用于容纳电缆本体的凹槽。
通过上面的设置，在电缆发生点燃时，能够迅速释放惰性气体充满盒体进行灭火，一般情况下这种方式足够灭火，但是存在一些极端情况，特别是气囊被点燃发生破损的情况。因此继续增加了以下技术手段：
电缆还包括检测单元和第二惰性气体发生装置4，所述第二惰性气体发生装置4连接有第二主管路，第二主管路连接有多个分支管路，第二主管路处具有第二阀门，多个分支管路并联，且所有的分支管路均与第一U形容纳部的内部连通；所述检测单元包括活塞筒3，所述活塞筒3的端部具有端部固定板3.3，所述活塞筒3内具有活塞3.5，所述活塞3.5处固定有第一压板3.6，所述端部固定板3.3处固定有压力传感器3.9，压力传感器3.9的受力面固定有第二压板3.8，第一、二压板之间连接有弹簧3.7，所述端部固定板3.3处具有通气孔3.4，所述活塞筒3处连接有第一连接管3.1和第二连接管3.2，所述第一连接管3.1与第一外保护壳的气囊连接，所述第二连接管3.2与第二外保护壳的气囊连接。所述连接绳5.4为弹性绳，所述气囊5.2和连接绳5.4的表面均具有阻燃涂层；或者所述气囊5.2和连接绳5.4均由阻燃材料制成。所有的透气孔1.2.1均为圆柱形孔；所述气囊5.2充满气时，柱形凸起5.3的端部呈半球形，且半球形端部的直径的透气孔1.2.1的直径。所述控制单元还连接有无线通信单元。
本发明的电缆，由于电缆本体具有两个绝缘层和两个阻燃层，因此本申请的电缆绝缘阻燃性能比较好，并且由于电缆本体被容纳在盒体内，本身受到物理保护，因此老化较慢，不易损坏。另外图中的盒体长度有限，附图仅仅用于示意，实际使用时，盒体的长度是几米甚至更长；正常使用时，气囊是没有充满气的，如图6所示，此时盒体和第一、二外保护壳之间的间距较大，从而电缆传输电力时产生的热量从透气孔出来，从而从第一、二贯穿孔散发出去。当温度传感器或烟雾传感器感应到异常时(如果长度较长，可以设置多个温度传感器和多个烟雾传感器，只要多个温度传感器和多个烟雾传感器中的一个以上检测到异常就启动灭火操作)，控制部控制无线通信单元报警，同时控制第一阀门开启(此时第二阀门是关闭的)，第一惰性气体发生装置发出惰性气体，一部分气体会迅速充满两个气囊从而封闭所有的透气孔(连接绳的作用就是引导柱形凸起在充气的过程中封闭堵塞透气孔)，大部分惰性气体会迅速充满盒体内空间从而起到灭火的作用(盒体内空间是比较小的，惰性气体容易迅速充满盒体内)。在第一阀门开启第一设定时间后(例如2分钟)，如果此时压力传感器的测量值大于设定阈值，则关闭第一阀门；如果此时压力传感器的测量值小于等于设定阈值(说明可能两个气囊中的一个以上破损了，一般由于气囊本身是阻燃的，且感应电缆点燃到迅速灭火这个过程很快，这种情况发生的可能性较小)，则控制第二阀门开启，第二惰性气体发生装置发出大量惰性气体，充满整个第一、二外保护壳之间的空间(相对而言，两个外保护壳之间的空间比盒体内的空间要大得多)，从而起到迅速灭火的功能，在开启第二阀门的通知进一步提升警报级别。提醒维护人员及时进行人工维护。
尽管本发明就优选实施方式进行了示意和描述，但本领域的技术人员应当理解，只要不超出本发明的权利要求所限定的范围，可以对本发明进行各种变化和修改。

Claims (10)

1.一种高抗老化无卤低烟阻燃海工装备用特种电缆，其特征在于，包括保护单元和多个电缆本体，所述电缆本体从外到内包括外护层、铠装层、外阻燃层、外绝缘层，所述外绝缘层内包括多个缆线，所述缆线从外到内依次包括内护层、内阻燃层、内绝缘层和导体；所述保护单元包括控制部、第一惰性气体发生装置、内保护壳和两个外保护壳，所述内保护壳包括长方体形的盒体和与所述盒体固定的盖板，所述盒体的两端均具有多个用于让电缆本体穿过的穿孔，所述盒体的底部和盖板处均具有多个透气孔，所述盒体的一端具有进气孔，所述盒体的另一端具有出气孔；所述外保护壳包括截面呈U形的U形容纳部，所述U形容纳部面对内保护壳的一侧固定有气囊，所述气囊充满气时具有多个柱形凸起，所述柱形凸起能够插入并堵塞所述透气孔，两个外保护壳分别为第一外保护壳和第二外保护壳，两个外保护壳的U形容纳部相互面对且固定连接，第一外保护壳的U形容纳部通过第一连接支架与所述盖板固定连接，第二外保护壳的U形容纳部通过第二连接支架与所述盒体固定连接，所述第一外保护壳的气囊的柱形凸起的数量等于第二外保护壳的气囊的柱形凸起的数量，所述盖板处的透气孔的数量等于盒体底部的透气孔的数量，所述第一外保护壳的气囊的柱形凸起的数量和所述盖板的透气孔的数量相等且一一对应，所述第二外保护壳的气囊的柱形凸起的数量和所述盒体底部的透气孔的数量相等且一一对应，所述第一外保护壳的气囊的柱形凸起的数量等于第二外保护壳的气囊的柱形凸起的数量且一一对应，相对应的两个柱形凸起之间连接有连接绳，每个连接绳穿过盖板的一个透气孔和盒体的一个透气孔；所述盒体内具有温度传感器和烟雾传感器，所述第一惰性气体发生装置连接有主管路，主管路处具有第一阀门，所述主管路连接有第一支管、第二支管和第三支管，所述第一、二、三支管并联，所述第一支管与第一外保护壳的气囊连接，所述第二支管与第二外保护壳的气囊连接，所述第三支管与所述盒体的进气孔连接；所述第一惰性气体发生装置、阀门、温度传感器、烟雾传感器均与所述控制部连接。
2.根据权利要求1所述的高抗老化无卤低烟阻燃海工装备用特种电缆，其特征在于，所述内护层和外护层均为聚乙烯层；所述内阻燃层和外阻燃层均为低烟无卤阻燃层；所述导体为铜绞线。
3.根据权利要求1所述的高抗老化无卤低烟阻燃海工装备用特种电缆，其特征在于，所述U形容纳部包括两个侧板和连接两个侧板的连接平板，所述第一外保护壳的两个侧板和第二外保护壳的两个侧板固定连接。
4.根据权利要求1所述的高抗老化无卤低烟阻燃海工装备用特种电缆，其特征在于，所述盖板的透气孔呈矩形阵列分布，所述盒体底部的透气孔呈矩形阵列分布；所述气囊处还具有抽气嘴。
5.根据权利要求1所述的高抗老化无卤低烟阻燃海工装备用特种电缆，其特征在于，所述气囊充满气时具有贯穿气囊的多个第一贯穿孔；所述连接平板处具有多个第二贯穿孔，一个气囊所具有的第一贯穿孔和一个连接平板所具有的第二贯穿孔数量相等且一一对应，一个第一贯穿孔与一个第二贯穿孔连通。
6.根据权利要求1所述的高抗老化无卤低烟阻燃海工装备用特种电缆，其特征在于，所述盒体的进气孔具有一个，所述盒体的出气孔具有多个且呈一排排列；所述盒体内具有多个相互平行的中间支架，每个中间支架具有多个用于容纳电缆本体的凹槽。
7.根据权利要求1所述的高抗老化无卤低烟阻燃海工装备用特种电缆，其特征在于，还包括检测单元和第二惰性气体发生装置，所述第二惰性气体发生装置连接有第二主管路，第二主管路连接有多个分支管路，第二主管路处具有第二阀门，多个分支管路并联，且所有的分支管路均与第一U形容纳部的内部连通；所述检测单元包括活塞筒，所述活塞筒的端部具有端部固定板，所述活塞筒内具有活塞，所述活塞处固定有第一压板，所述端部固定板处固定有压力传感器，压力传感器的受力面固定有第二压板，第一、二压板之间连接有弹簧，所述端部固定板处具有通气孔，所述活塞筒处连接有第一连接管和第二连接管，所述第一连接管与第一外保护壳的气囊连接，所述第二连接管与第二外保护壳的气囊连接。
8.根据权利要求1所述的高抗老化无卤低烟阻燃海工装备用特种电缆，其特征在于，所述连接绳为弹性绳，所述气囊和连接绳的表面均具有阻燃涂层。
9.根据权利要求1所述的高抗老化无卤低烟阻燃海工装备用特种电缆，其特征在于，所有的透气孔均为圆柱形孔；所述气囊充满气时，柱形凸起的端部呈半球形，且半球形端部的直径等于透气孔的直径。
10.根据权利要求1所述的高抗老化无卤低烟阻燃海工装备用特种电缆，其特征在于，所述控制单元还连接有无线通信单元。
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