CN111416319A - 一种电缆中间接头过热保护防爆盒及过热保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电缆中间接头温度检测技术领域，具体涉及一种电缆中间接头过热保护防爆盒及过热保护方法，该防爆盒包括由第一弧形本体和第二弧形本体围成的具有容纳腔的盒体，靠近所述第一弧形本体的一侧设有隔离门，所述隔离门与所述第一弧形本体的内壁之间形成灭火腔，在所述灭火腔中填充有灭火材料；所述隔离门包括分别与所述第一弧形本体的内壁转动连接的第一隔离板和第二隔离板，所述第一隔离板和第二隔离板之间通过电磁锁连接；在所述隔离门远离所述灭火腔的一侧设有在受热温度超过预设温度时触发所述电磁锁断开的热敏电阻，本发明实施例所提供的防爆盒能够及时控制电缆中间接头的火势，减少损失。

Description

一种电缆中间接头过热保护防爆盒及过热保护方法

技术领域

本发明涉及电缆中间接头温度检测技术领域，具体涉及一种电缆中间接头过热保护防爆盒及过热保护方法。

背景技术

随着城市的发展，目前电缆越来越多的被应用于城市配网建设当中，电缆隧道中电缆失火的原因可分为两类，一类是由于外界火源引起的火灾，由于电缆隧道是封闭式的与外隔绝，这种可能性比较小；另一类是由于电缆本体故障引起的火灾事故，该类事故占比较大，其中电缆接头故障最多，由于电缆中间接头制作工艺、压接头不紧、接触电阻过大、电缆绝缘或者缆芯受潮等，在长期工作的状态下电缆中间接头的温度升高，积累到一定程度导致绝缘破坏短路跳闸，甚至电缆接头爆炸产生电弧，引起火灾。由于绝缘降低通常是一个缓慢的过程，因此在检测到电缆头温度逐步升高之后及时检修处理可以最大限度的减少停电损失。

授权公告号为CN2018127812U的专利公开了一种电缆接头防爆盒及其监控系统，该电缆接头防爆盒包括防爆盒体、温度检测探头、振动检测探头和采集器；其中，防爆盒体包括中间用于容纳电缆接头的腔体和两端的颈缩部，且防爆盒体由上壳体和下壳体相互扣合形成；温度检测探头和振动检测探头设置在电缆接头上，温度检测探头和振动检测探头的信号传输线穿出颈缩部后与防爆盒体外的采集器连接；采集器分别将温度检测探头和振动检测探头检测的信号转换成温度数据和振动数据，并通过有线或无线通信将温度数据和振动数据发送给监控中心。

发明人在实践中，发现上述现有技术存在以下缺陷：

上述专利能够检测到电缆的温度，但是由于电缆中间接头的温度迅速升高导致火灾或者由于电弧引起火灾的事故发生的比较突然，火势很难控制。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种电缆中间接头过热保护防爆盒及过热保护方法，所采用的技术方案具体如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种电缆中间接头过热保护防爆盒，该防爆盒包括由第一弧形本体和第二弧形本体围成的具有容纳腔的盒体，靠近所述第一弧形本体的一侧设有隔离门，所述隔离门与所述第一弧形本体的内壁之间形成灭火腔，在所述灭火腔中填充有灭火材料；所述隔离门包括分别与所述第一弧形本体的内壁转动连接的第一隔离板和第二隔离板，所述第一隔离板和第二隔离板之间通过电磁锁连接；在所述隔离门远离所述灭火腔的一侧设有在受热温度超过预设温度时触发所述电磁锁断开的热敏电阻。

进一步，在所述容纳腔中设有弧形导热板，所述弧形导热板与所述第二弧形本体的内壁之间通过弹性件连接，所述弧形导热板靠近所述第二弧形本体的内壁的一侧设有温度传感器。

进一步，所述弧形导热板上设有多个散热孔。

进一步，所述第一弧形本体上设有散热通道，在所述散热通道中贯穿有散热件。

进一步，所述散热件包括伸入所述散热通道的散热部和与所述散热本体相连伸出所述散热通道的弯折部。

进一步，在所述散热件中设有散热通孔。

进一步，该防爆盒还包括设置于所述盒体内部的电路控制器件，所述电路控制器件包括跨接于所述热敏电阻与所述电磁锁之间的施密特触发模块，用于在无输入电压时触发所述电磁锁吸合，在有输入电压时触发所述电磁锁断开；为所述施密特触发模块供电的电源模块；所述电磁锁，用于通过控制所述电磁锁中的电磁铁的通断来控制所述电磁锁的通断，进而控制所述隔离门开合；所述热敏电阻，用于在受热温度超过预设温度时为所述施密特触发模块提供所述输入电压。

进一步，所述电路控制器件还包括与所述温度传感器相连的微处理器，所述微处理器与无线通信模块相连，用于将所述温度信号和所述热敏电阻的电压信号通过无线传输的方式发送给主处理器。

第二方面，本发明实施例提供了一种电缆中间接头过热保护方法，该过热保护方法包括以下步骤：

在电缆中间接头防爆盒的盒体的上端设置由电磁锁控制开合的隔离门，在所述隔离门与所述盒体的内壁之间填充灭火材料，在所述隔离门远离所述灭火材料的一侧设有热敏电阻，所述热敏电阻与施密特触发模块的输入端相连，所述施密特触发模块的输出端与所述电磁锁的电磁铁相连；

在所述盒体的内部温度正常时，所述热敏电阻的阻值正常，所述施密特触发模块处于第一稳定状态，所述第一稳定状态是指所述施密特触发模块的输出电压触发所述电磁锁吸合锁闭所述隔离门；

在所述盒体内部的温度超过所述热敏电阻的预设温度时，所述施密特触发模块翻转为第二稳定状态，所述第二稳定状态是指所述施密特触发模块没有输出电压，触发所述电磁锁释放打开所述隔离门，进而使所述灭火材料洒向电缆中间接头，完成灭火；

进一步，所述过热保护方法还包括：在电缆中间接头的下部设置温度传感器，所述温度传感器与微处理器相连，所述微处理器与所述热敏电阻和无线通信模块相连，所述微处理器将所述盒体的内部温度变化和所述热敏电阻的电压信号通过无线传输的方式发送给主处理器。

本发明具有如下有益效果：

本发明实施例提供了一种电缆中间接头过热保护防爆盒，在该防爆盒中设置由电磁锁锁住灭火腔中所设置的灭火材料，以及在盒体内部设置监控盒体内部温度的热敏电阻；在盒体内部温度超过热敏电阻的预设温度时，热敏电阻触发电磁锁断开，进而释放灭火材料进行灭火，本发明实施例所提供的防爆盒能够及时控制电缆中间接头的火势，减少损失。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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附图。

图1为本发明一个实施例所提供的种电缆中间接头过热保护防爆盒的截面结构示意图；

图2为本发明一个实施例所提供的关于隔离门的结构示意图；

图3为本发明一个实施例所提供的关于隔离门的部分分解示意图；

图4为本发明一个实施例提供的关于弧形导热板的结构示意图；

图5为本发明另一个实施例提供的关于弧形导热板的结构示意图；

图6为本发明一个实施例提供的关于电路控制器件的结构示意图；

图7为本发明另一个实施例提供的关于施密特触发模块的电路原理图；

图8为本发明另一个实施例提供的关于电路控制器件的结构示意图。

图中：101-第一弧形本体、102-第二弧形本体、200-容纳腔、300-隔离门、301-电磁锁、400-灭火材料、500-热敏电阻、302-第一隔离板、303-第二隔离板、3011-第一锁扣、3012-第二锁扣、600-弧形导热板、601-温度传感器、603-弹性件、604-散热孔、103-散热通道、700-散热件、701-散热通孔、10-电源模块、20-施密特触发模块、30-微处理器、40-无线通信模块。

具体实施方式

为了更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种电缆中间接头过热保护防爆盒及过热保护方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

需要说明的是，当元件被称为“设置”或者“连接”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的属于只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图具体的说明本发明所提供的一种电缆中间接头过热保护防爆盒及过热保护方法的具体方案。

请参阅图1，其示出了本发明一个实施例提供的一种电缆中间接头过热保护防爆盒的截面结构示意图，为了解决将火源扼杀在摇篮中，本发明实施例所提供的防爆盒通过在防爆盒中预先设置灭火材料，在温度超过预设温度则释放灭火材料进行灭火，该防爆盒包括盒体、隔离门300、灭火材料400、电磁锁301和热敏电阻500组成。

盒体包括第一弧形本体101和第二弧形本体102，具体的，第一弧形本体101和第二弧形本体102围成一容纳腔200，该容纳腔200用于容纳隔离门300、灭火材料400、电磁锁301、热敏电阻500和贯穿该容纳腔200的电缆中间接头。

请结合图2和图3，隔离门300设置于盒体的内部，具体的，靠近第一弧形本体101的一侧设置，该隔离门300与第一弧形本体101的内壁之间形成灭火腔，该灭火腔用于填充灭火材料400。该隔离门300包括分别与所述第一弧形本体101的内壁转动连接的第一隔离板302和第二隔离板303，该第一隔离板302和第二隔离板303之间通过电磁锁301连接。在需要灭火时，电磁锁301打开，第一隔离板302和第二隔离板303打开后释放灭火材料400进行灭火。具体到本实施例中，转动连接是指隔离门300在电磁锁301打开后能够相对于第一弧形本体101的内壁转动，进而打开隔离门300。

灭火材料400是指适用于对电缆进行灭火的灭火材料，具体到本实施例中，该火灭材料选用沙土，由于沙土不仅价位低，且对于保存条件的要求比较低。

电磁锁301安装于隔离门300上，在该电磁锁301断开时，隔离门300打开，进而对电缆中间接头进行灭火。该电磁锁301包括第一锁扣3011和第二锁扣3012，具体到本实施例中，该第一锁扣3011设置于第一隔离板302上，第二锁扣3012设置于第二隔离板303上。

热敏电阻500设置于远离灭火腔的一侧的隔离板上，用于监测盒体内部温度，在盒体内部温度超过预设温度时，该热敏电阻500的阻值急剧升高，触发电磁锁301断开，打开隔离门300释放灭火材料400进行灭火。

综上所述，本发明实施例提供了一种电缆中间接头过热保护防爆盒，在该防爆盒中设置由电磁锁锁住灭火腔中所设置的灭火材料，以及在盒体内部设置监控盒体内部温度的热敏电阻；在盒体内部温度超过热敏电阻的预设温度时，热敏电阻触发电磁锁断开，进而释放灭火材料进行灭火，本发明实施例所提供的防爆盒能够及时控制电缆中间接头的火势，减少损失。

优选的，请参阅图4，为了更准确的对电缆中间接头本体的温度进行测量，该防爆盒还包括弧形导热板600和温度传感器601，该弧形导热板600设置于盒体内部的容纳腔200中，该弧形导热板600通过弹性件603固定于第二弧形本体102上，在该弧形导热板600靠近第二弧形本体102的一侧设有温度传感器601。具体的，该弧形导热板600是由导热材料制成，例如由阻燃导热电子硅胶制成的弧形导热板600。该弧形导热板600能够增大与电缆的接触面积，在电缆中间接头中某一点的温度升高时，温度传感器601能够及时的通过该弧形导热板600采集到。具体到本实施例中，该弹性件603可以是弹簧。

优选的，请结合图5，在弧形导热板600上设有多个散热孔604，用于对电缆中间接头进行散热，防止电缆中间接头因散热不良导致温度升高。

优选的，请再次参阅图1，为了降低盒体的内部温度，在第一弧形本体101上设置散热通道103。为了防水以及防尘，同时为了防止在盒体内部出现火苗时，散热通道103助长火势，因此在该散热通道103中贯穿一散热件700，该散热件700是由导热材料制成，通过该散热件700能够对盒体的内部温度进行降温。该导热材料可以是由阻燃导热电子硅胶制成，也可以是其他的阻燃导热材料制成。

优选的，请再次参阅图1，为了增加散热件700的散热面积，该散热件700包括散热部和弯折部。其中，散热部伸入散热通道103通向容纳腔200；弯折部的一端与散热部相连，另一伸出散热通道103。弯折部的设计一方面用于增加散热件700的散热面积，另一方面防止散热件700掉入容纳腔200中。

优选的，为了进一步的增加散热力度，在该散热件700的内部设有散热通孔701。

优选的，请参阅图6，该防爆盒还包括设置于盒体内部的电路控制器件，该电路控制器件包括电源模块10、电磁锁301、施密特触发模块20和热敏电阻500，其中，电源模块10用于为各个模块提供供电电源，热敏电阻500与施密特触发模块20的输入相连，电磁锁301与施密特触发模块20的输出相连。在热敏电阻500的所接收到的温度未超过预设温度时，施密特触发模块20无输入电压，触发电磁锁301中的电磁铁导通，进而通过电磁锁301控制隔离门关闭；在热敏电阻500的受热温度超过预设温度时，施密特触发模块20有输入电压，触发电磁锁301中的电磁铁断开，进而通过电磁锁301控制隔离门打开，释放灭火材料进行灭火。

具体的，请参阅图7，施密特触发模块包括第一稳定通路和第二稳定通路。

其中，第一稳定通路包括第一三极管VT1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、由电磁线圈K和电磁常开开关K1构成的电磁锁、二极管D1和电源V+。其中，第二电阻R2作为第一三极管VT1的基极电阻，第四电阻R4作为第一三极管VT1的射极电阻，同时第一三极管VT1的基极通过电阻R3接地，第二电阻R2通过第一电阻R1接电源，第一三极管VT1的集电极通过电磁线圈K与电源V+相连，在该电磁线圈上并联有反向截止的二极管D1。在第二稳定通路未导通的状态下，电源V+经第一电阻R1、第二电阻R2为第一三极管VT1提供基极偏置电流，第一三极管VT1导通，电磁线圈K导通，电磁常开开关K1吸合，也就是说电磁锁吸合，锁闭隔离门。第一三极管VT1的射极电流在第四电阻R4上产生压降，正是这个压降使得第二三极管VT2的发射结处于反向偏置状态，进一步保证了电路处于稳定的第一三极管VT1导通、第二三极管VT2截止的第一稳定状态，

第二稳定通路包括第二三极管VT2、第一电阻R1、第四电阻R4、第五电阻R5、第一热敏电阻RT1、第二热敏电阻RT2和电源V+。其中，第一电阻R1作为第二三极管VT2的集电极电阻，第四电阻R4作为第二三极管VT2的射极电阻，第二三极管VT2的基极通过第五电阻R5连接电源V+，同时第二三极管VT2的基极通过串联的第一热敏电阻RT1和第二热敏电阻RT2接地。在热敏电阻的阻值未发生变化时，第二三极管VT2不导通；在热敏电阻的阻值受热超过预设温度时，第二三极管VT2的输入电压增大，电路翻转为第二稳定状态，第二三极管VT2导通，其集电极电压为零，使第一三极管VT1因失去基级偏置电流而截止，因此电磁线圈失电，电磁常开开关K1断开开关，也就是说电磁锁断开，隔离门打开，释放灭火材料进行灭火。同时由于第二三极管VT2的射极电流在第四电阻R4上产生的压降使得第一三极管VT1的发射结处于反向偏置的状态，进一步保证了电路处于第二三极管VT2导通、第一三极管VT1截止的第二稳定状态。

优选的，该电路控制器件还包括温度传感器601、无线通信模块40和微处理器30。该温度传感器601、无线通信模块40以及热敏电阻500分别与微控制器30相连，用于将所采集到的电缆中间接头的实时温度以及热敏电阻的电压信号通过无线传输的方式发送给主处理器。由于电缆中间接头的温度变化是一个缓慢的过程，因此通过主处理器实时监控其温度变化，在达到预警值时，及时的采取预防措施，以免发生较大的损失。将热敏电阻500的电压值的变化发送给主处理器，主处理器能够及时的发现电缆故障，进而采取相应的措施。通过无线通信的方式将盒体内部的电缆中间接头的实时温度以及热敏电阻500的变化发送给主处理器，不仅能够使相应的工作人员实时掌握电缆中间接头的温度变化和火灾隐患。

基于与上述任意一个实施例所提供的一种电缆中间接头过热保护防爆盒的同样的发明构思，本发明还提供了一种电缆中间接头过热保护方法该过热保护方法，该过热保护方法包括以下步骤：在电缆中间接头防爆盒的盒体的上端设置由电磁锁控制开合的隔离门，在隔离门与盒体的内壁之间填充灭火材料，在隔离门远离灭火材料的一侧设有热敏电阻，热敏电阻与施密特触发模块的输入端相连，施密特触发模块的输出端与电磁锁的电磁铁相连。在盒体的内部温度正常时，热敏电阻的阻值正常，施密特触发模块处于第一稳定状态，第一稳定状态是指施密特触发模块的输出电压触发电磁锁吸合锁闭隔离门；在盒体内部的温度超过热敏电阻的预设温度时，施密特触发模块翻转为第二稳定状态，第二稳定状态是指施密特触发模块没有输出电压，触发电磁锁释放打开隔离门，进而使灭火材料洒向电缆中间接头，完成灭火。

优选的，该过热保护方法还包括：在电缆中间接头的下部设置温度传感器，温度传感器与微处理器相连，微处理器与热敏电阻和无线通信模块相连，微处理器将盒体的内部温度变化和热敏电阻的电压信号通过无线传输的方式发送给主处理器。

需要说明的是，本发明实施例中所涉及的电磁锁、温度传感器、无线通信模块、微处理器和主处理器均为通用器件。其中，电磁锁是由电磁铁控制的电磁锁，本领域技术人员可根据需要选择合适的型号，在此不做限定；温度传感器是指能够实现检测电缆中间接头温度的传感器，具体型号不进行限定，本领域技术人员可根据需要自行选择；微控制器是能够接收并处理温度传感器所发送的温度信号以及热敏电阻的电压信号，且能够通过无线通信模块收发信号的微控制器，例如可以采用单片机等处理器。主处理器是能够与微控制器进行无线通信且进行相应的数据处理的处理器，该主处理器可以是单片机，也可以是计算机的CPU，或者其他智能终端的中央处理器。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电缆中间接头过热保护防爆盒，该防爆盒包括由第一弧形本体和第二弧形本体围成的具有容纳腔的盒体，其特征在于，靠近所述第一弧形本体的一侧设有隔离门，所述隔离门与所述第一弧形本体的内壁之间形成灭火腔，在所述灭火腔中填充有灭火材料；所述隔离门包括分别与所述第一弧形本体的内壁转动连接的第一隔离板和第二隔离板，所述第一隔离板和第二隔离板之间通过电磁锁连接；在所述隔离门远离所述灭火腔的一侧设有在受热温度超过预设温度时触发所述电磁锁断开的热敏电阻。

2.根据权利要求1所述的一种电缆中间接头过热保护防爆盒，其特征在于，在所述容纳腔中设有弧形导热板，所述弧形导热板与所述第二弧形本体的内壁之间通过弹性件连接，所述弧形导热板靠近所述第二弧形本体的内壁的一侧设有温度传感器。

3.根据权利要求2所述的一种电缆中间接头过热保护防爆盒，其特征在于，所述弧形导热板上设有多个散热孔。

4.根据权利要求1~3任意一项所述的一种电缆中间接头过热保护防爆盒，其特征在于，所述第一弧形本体上设有散热通道，在所述散热通道中贯穿有散热件。

5.根据权利要求4所述的一种电缆中间接头过热保护防爆盒，其特征在于，所述散热件包括伸入所述散热通道的散热部和与所述散热本体相连伸出所述散热通道的弯折部。

6.根据权利要求4所述的一种电缆中间接头过热保护防爆盒，其特征在于，在所述散热件中设有散热通孔。

7.根据权利要求1所述的一种电缆中间接头过热保护防爆盒，其特征在于，该防爆盒还包括设置于所述盒体内部的电路控制器件，所述电路控制器件包括跨接于所述热敏电阻与所述电磁锁之间的施密特触发模块，用于在无输入电压时触发所述电磁锁吸合，在有输入电压时触发所述电磁锁断开；为所述施密特触发模块供电的电源模块；所述电磁锁，用于通过控制所述电磁锁中的电磁铁的通断来控制所述电磁锁的通断，进而控制所述隔离门开合；所述热敏电阻，用于在受热温度超过预设温度时为所述施密特触发模块提供所述输入电压。

8.根据权利要求1所述的一种电缆中间接头过热保护防爆盒，其特征在于，所述电路控制器件还包括与所述温度传感器相连的微处理器，所述微处理器与无线通信模块相连，用于将所述温度信号和所述热敏电阻的电压信号通过无线传输的方式发送给主处理器。

9.一种电缆中间接头过热保护方法，其特征在于，该过热保护方法包括以下步骤：

在电缆中间接头防爆盒的盒体的上端设置由电磁锁控制开合的隔离门，在所述隔离门与所述盒体的内壁之间填充灭火材料，在所述隔离门远离所述灭火材料的一侧设有热敏电阻，所述热敏电阻与施密特触发模块的输入端相连，所述施密特触发模块的输出端与所述电磁锁的电磁铁相连；

在所述盒体的内部温度正常时，所述热敏电阻的阻值正常，所述施密特触发模块处于第一稳定状态，所述第一稳定状态是指所述施密特触发模块的输出电压触发所述电磁锁吸合锁闭所述隔离门；

在所述盒体内部的温度超过所述热敏电阻的预设温度时，所述施密特触发模块翻转为第二稳定状态，所述第二稳定状态是指所述施密特触发模块没有输出电压，触发所述电磁锁释放打开所述隔离门，进而使所述灭火材料洒向电缆中间接头，完成灭火。

10.根据权利要求9所述的一种电缆中间接头过热保护方法，其特征在于，所述过热保护方法还包括：

在电缆中间接头的下部设置温度传感器，所述温度传感器与微处理器相连，所述微处理器与所述热敏电阻和无线通信模块相连，所述微处理器将所述盒体的内部温度变化和所述热敏电阻的电压信号通过无线传输的方式发送给主处理器。

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