CN111801746B - 内置热感应线的复合电力电缆及具备其的过热保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内置热感应线的复合电力电缆及具备其的过热保护装置，其通过具有简单结构，从而能使设置方便且改善经济性的同时，可感测发生在电力电缆内部及外部的热，根据本发明内置热感应线的复合电力电缆包括：虚设部(100)，其沿一侧延长；一个以上的供电线(200)，其沿虚设部(100)延长的方向以螺旋状缠绕在虚设部(100)的外周面，由逆变器施加电源，使得高频电流流动；一个以上的热感应线(300)，其与供电线(200)一同沿虚设部(100)延长的方向以螺旋状缠绕在虚设部(100)的外周面，感测发生在供电线(200)的热；及电缆外皮(400)，其在外侧包裹供电线(200)和热感应线(300)。

Description

内置热感应线的复合电力电缆及具备其的过热保护装置

技术领域

本发明涉及一种内置热感应线的复合电力电缆及具备其的过热保护装置。

背景技术

无线电力传输装置作为通过磁感应无线传输电力的装置，其可以向沿轨道运行的台车无线传输电力或无电性、机械接触即可对固定的物体(例如，停放的电动汽车)进行无线充电。

图1是示意性地图示常规无线电力传输装置的图。

如图1所示，现有的无线电力传输装置包括：供电线10；交流电源供应装置20，其向供电线提供高频电流；集电磁芯30，其被作为二次绕组的集电线圈缠绕，并且，集电磁芯30可以包括输送台车连接部31，用于与台车连接。

如图1所示，无线电力传输装置通过向供电线路提供高频电流产生高频磁通量，从而使用二次线圈所感应的电力，并且，供电线路周围始终有高频磁通量。此时，当在供电线路相邻的位置存在金属时，会使涡流流经金属，导致涡流损耗发生，当金属含铁时，涡流损耗和磁滞损耗会同时发生，从而导致金属发热，并且由于该热可能会使形成供电线路的电缆受损或引起火灾，因此必须需要一种能够感测发热的装置。

为此，可以感测供电线过热的多种技术正在被提出，图2为这些现有技术中的一种，是示意性地图示通过在外部设置热感应线，对供电线中发生的发热进行检测的方式的图。

如图2所示，供电线10可以固定于电缆支架40，并且，通过在供电线10的外部设置热感应线300来感测供电线10的发热。如图2所述，当热感应线300设置于供电线10的外部时，则无法感测供电线10内部的发热，并且也无法检测离热感应线300较远的供电线10的外部，即无法检测图2中(a)位置的发热，并且需要将单独的热感应线300与供电线10分开设置，因此存在设置繁琐的问题。

图3是图示图2中所示的热感应线300的剖面的图。

如图3所示，热感应线300可以包括第一热感应导线310、第二热感应导线320及热感应线外皮330。

第一热感应导线310和第二热感应导线320可以相互绞合而成，并且第一热感应导线310可以包括第一通电线311和第一熔融涂层312。第一通电线311为由金属材质形成而使电流流经的部分，第一熔融涂层312形成为包裹第一通电线311，从而使第一通电线311保持绝缘状态，当加热至预定温度以上时，第一熔融涂层312会熔化。

第二热感应导线320与第一热感应导线310相同，也包括第二通电线321和第二熔融涂层322，并且第二通电线321和第二熔融涂层322的作用分别与第一通电线311和第一熔融涂层312相同，因此省略其说明。

第一热感应导线310和第二热感应导线320分别连接到检测电路(未图示)，并且可以从额外的结构接收电源，使电流流动，其中，检测电路可以感测供电线10的加热状态。此时，如上所述，当第一热感应导线310和第二热感应导线320各个的熔融涂层加热到预定温度以上时会熔化，当熔融涂层熔化时，第一通电线311和第二通电线321会相互短路，因此连接到热感应线300的检测电路会通过检测第一通电线311和第二通电线321的短路或检测热感应导线的断线，从而防止供电线10的发热。

另一方面，本申请人为了解决如图2所示的将热感应线300设置到外部时所发生的问题，申请了韩国授权专利公报第10-1325545号(“具有基于位于中央的热感应线的过热保护功能的高频电力电缆及具备其的过热保护装置”，公告日为2013.11.07，以下简称现有技术1)，并已授权。

图4是图示如现有技术1具有基于位于中央的热感应线的过热保护功能的高频电力电缆50设置于电缆支架40的状态的图。

如图4所示，热感应线300通过设置于高频电力电缆50的中央部分，能够容易感测发生在电缆的内部的发热，并且由于外部未设置有热感应线，因此具有处理简单、高频电力电缆50的设置方便以及提高经济性的效果。然而，由于热感应线300位于高频电力电缆50的中央部分，因此存在难以感测到发生在高频电力电缆50的外部的发热的问题。

为了克服上述问题，也有提出了如下方法，如图5所示，在上述高频电力电缆50及高频电力电缆50的外部设置单独的热感应线300，从而可以同时检测高频电力电缆50的内部及外部的发热。然而，在这种情况下，由于在高频电力电缆50的外部额外设置热感应线300，因此存在经济性差和设置繁琐的问题，并且与图2所示的现有方式相同，存在检测到高频电力电缆50的外部a位置的发热所需时间很长的问题。

发明内容

发明所要解决的问题

本发明是为解决上述问题而提出的，根据本发明的内置热感应线的复合电力电缆及具备其的过热保护装置的目的在于，提供一种如下的内置热感应线的复合电力电缆及具备其的过热保护装置，其通过具有简单的结构，从而可以使处理及设置方便且改善经济性，同时可以容易感测发生在复合电缆的内部及外部的发热。

用于解决问题的方案

根据为解决上述问题的本发明的复合电力电缆包括：虚设部(dummy)100，其沿一侧延长；一个以上的供电线200，其沿上述虚设部100延长的方向以螺旋状缠绕在上述虚设部100的外周面，由逆变器(inverter)施加电源，使得高频电流流动；一个以上的热感应线300，其与上述供电线200一同沿上述虚设部100延长的方向以螺旋状缠绕在上述虚设部100的外周面，感测发生在上述供电线200的热；及电缆外皮400，其在外侧包裹上述供电线200和上述热感应线300。

并且，上述供电线200和上述热感应线300以螺旋状缠绕在上述虚设部100的外周面，并且上述供电线200和上述热感应线300的绞距间距为300mm以内。

并且，上述热感应线300为多个，当以垂直于长度方向的平面切割上述复合电力电缆时，多个上述热感应线300相互隔开布置。

并且，上述复合电力电缆还包括热感应线，其附加设置于上述虚设部100的内部。

根据本发明的过热保护装置包括：复合电力电缆1000；检测电路500，其与上述热感应线300连接，通过检测上述热感应线300的断线或短路来检测上述供电线200的发热；交流电源提供装置20，其与上述复合电力电缆1000连接，对上述供电线200提供电源；及控制部，当上述检测电路500检测出上述热感应线300的断线或短路时，上述控制部中断上述交流电源提供装置20。

发明效果

根据如上所述的本发明的内置热感应线的复合电力电缆及具备其的过热保护装置，其具有如下效果：通过将供电线和热感应线以螺旋状卷绕在虚设部的外周面，从而无需在电缆的外部设置额外的热感应线也可以同时感测供电线的内部/外部的过热，并且由于结构简单，因此可以使复合电力电缆的处理方便且改善经济性，并且在缠绕热感应线的绞距(pitch)范围内可以容易地感测供电线的过热。

附图说明

图1是常规无线电力传输装置的示意图。

图2是现有的为感测供电线的过热而在供电线外部设置热感应线的设置示意图。

图3是热感应线的剖视图。

图4是现有的、中央部分内置有热感应线的高频电力电缆的设置示意图。

图5是现有的、在中央部分内置有热感应线的高频电力电缆的外部设置有附加的热感应线的示意图。

图6是根据本发明第一实施例的内置热感应线的复合电力电缆的设置示意图。

图7是根据本发明第一实施例的内置热感应线的复合电力电缆的剖面示意图。

图8是根据本发明第一实施例的内置热感应线的复合电力电缆的局部结构的侧视图。

图9是根据本发明第二实施例的内置热感应线的复合电力电缆的剖面示意图。

图10是根据本发明第二实施例的内置热感应线的复合电力电缆的局部结构的侧视图。

图11是根据本发明第一实施例的过热保护装置的热感应线及与其连接的检测电路的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图对根据本发明的内置热感应线的复合电力电缆的优选实施例进行详细说明。

图6是示意性地图示根据本发明第一实施例的设置有内置热感应线的复合电力电缆的图。

如图6所示，根据本发明第一实施例的内置热感应线的复合电力电缆1000与前述的图2、图4及图5中的供电线10和高频电力电缆50相同，可以插入电缆支架40而设置于无线电力传输装置。

图7是仅扩大图示了图6中所示的、根据本发明第一实施例的内置热感应线的复合电力电缆1000的图。

如图7所示，根据本发明第一实施例的内置热感应线的复合电力电缆1000可以包括虚设部100、供电线200、热感应线300及电缆外皮400。

虚设部100沿一侧延长形成，并且上述供电线200和热感应线300可以沿虚设部100延长的一侧以螺旋形状缠绕在虚设部100的外周面。即虚设部100用作一种辅助部件，使得供电线200和热感应线300可以以螺旋形状容易地实现缠绕。考虑到根据本发明的内置热感应线的复合电力电缆的经济性和重量，虚设部100可以由轻且具有一定程度的刚性和柔韧性的材料构成，典型地可以由合成树脂材料构成。然而，本发明并不将虚设部100的材料限定为合成树脂，虚设部100可以利用多种材料制成。

一个以上的供电线200沿一侧以螺旋状缠绕在虚设部100的外周面，由逆变器(交流电源装置)供给电源，使高频电流流动。供电线200通过磁感应无线传输电力，然而如背景技术所述，当供电线200或根据本发明的复合电力电缆的周围存在金属时，可能会产生发热，因此有必要对其进行感测。

图8是图示了在根据本发明第一实施例的内置热感应线的复合电力电缆的结构中，在省略电缆外皮400的状态下，从侧面观察的图。

如图8所示，多个供电线200相互邻接以螺旋状卷绕在虚设部100的外周面，从而可以提高根据本发明多种实施例的复合电力电缆的每单位长度可供给的电力密度。虽然附图中没有单独图示附图标记，但一个供电线200包括：内部的通电线；及涂层，其包裹上述通电线以保持绝缘，使得该供电线200不与其他电缆短路。

热感应线300与背景技术中所述的热感应线相同，其与供电线200一起以螺旋状卷绕在虚设部100的外周面，从而感测发生在供电线200的过热。热感应线300和供电线200以螺旋状卷绕在虚设部100的外周面后，由电缆外皮400包裹，使得根据本实施例的复合电力电缆1000绝缘，同时防止异物从外部流入到电缆外皮400内部。

参照图7和图8，根据本发明第一实施例的复合电力电缆1000可以包括5个供电线200和单个热感应线300，但本发明并不限定于此，可以有多种的供电线200和热感应线300的组合，以下对其的具体实施例进行说明。

参照图8，当假设热感应线300的剖面形状为椭圆形时，供电线200的直径与热感应线300的长轴可以具有彼此相似的长度或彼此相同的长度。这是为了当将剖面的形状相互不同(圆形和椭圆形)的供电线200和热感应线300一同缠绕在虚设部100的外周面时，使相互游隙最小化。然而本发明并不将热感应线300的剖面限定为椭圆形，热感应线300的剖面可以为圆形或其他多种形状。

将图8所示的根据本发明第一实施例的复合电力电缆的剖面作为基准时，热感应线300可以布置于基于虚设部100的一侧。在此布置结构中，热感应线300可能无法感测发生在离热感应线300较远的供电线200的加热，但由于热感应线300自身以螺旋状卷绕在虚设部100的外周面，因此热感应线300可以感测发生在卷绕绞距(pitch)范围内的供电线200的加热，并且可以通过调节热感应线300的卷绕绞距，提高热感应线300的感测范围或感测能力。然而，当热感应线300的卷绕绞距过长时，在电缆内部/外部的发热感测能力可能会降低，因此将热感应线300的绞距限定为300mm以内。

如图8所示，热感应线300以螺旋状卷绕在虚设部100的外周面，从而容易感测供电线200自身的发热，同时可以通过与电缆外皮400相邻的布置，也可以容易地感测复合电力电缆的外部的发热。

图9是图示了根据本发明第二实施例的复合电力电缆1000的剖面的图。

如图9所示，根据本发明第二实施例的复合电力电缆1000，可以在虚设部100的外周面包括4个供电线200和2个热感应线300。根据本发明第二实施例的复合电力电缆与根据本发明第一实施例的复合电力电缆不同，其包括2个热感应线300，其理由为，当使用单个热感应线300时，可能难以感测发生在与该热感应线隔开布置的供电线200(基于虚设部布置于远处的供电线)的过热。当多个热感应线300内置于单个复合电力电缆内部时，热感应线300分别布置于相互隔开的位置，优选地，如图9所示，设置在基于根据本发明的复合电力电缆的剖面及虚设部100相互对称的位置。这是为了抵消对供电线200的磁通量的影响。

图10是图示了除根据本发明第二实施例的复合电力电缆的外皮400之外的结构(热感应线、供电线)的侧面的图。

如图9和图10所示，当虚设部100的外周面具备两个以上的热感应线300时，热感应线300的绞距可以减少至，如前述的根据本发明第一实施例的复合电力电缆使用单个热感应线300时的绞距的一半。即，当在本发明中使用的热感应线300的数量为N个时，该实施例中热感应线300的绞距可以为使用单个热感应线的本发明实施例的绞距的1/N倍。

以下参照附图对根据本发明第一实施例的具备内置热感应线的复合电力电缆的过热防止装置进行详细说明。

本实施例的主要特征为在图1所示的常规无线电力传输装置中使用的供电线10被上述的复合电力电缆1000所替代。因此，根据本发明第一实施例的过热防止装置包括复合电力电缆1000和检测电路500之外，还可以包括图1所示的交流电源提供装置20和控制部，还可以进一步包括集电装置。即，根据本实施例的过热防止装置可以适用于常规无线电力传输装置。

检测电路500通过与复合电力电缆1000中包括的热感应线连接，从而检测热感应线的断线或短路，由此检测出复合电力电缆1000的供电线200的过热。

图11是图示了上述检测电路500与复合电力电缆的热感应线300连接的电路图的图。

如图11所示，继电器(relay)60与包括于热感应线300的第一热感应导线310和第二热感应导线320连接，当热感应线300短路时进行开放动作，并且检测电路500与继电器60连接，从而通过感测继电器60的开放动作来确认热感应线300是否短路。当包括于本发明的控制部通过检测电路500确认热感应线300短路的状态时，停止交流电源提供装置20的动作，切断施加到复合电力电缆1000的供电线200的电源，从而可以防止由复合电力电缆1000的过热引起的火灾。

如上所述，本发明的过热保护装置中复合电力电缆1000可以仅包括内置于虚设部100的外周面的单个热感应线300，但本发明并不限定于此，如上所述，可以具有在虚设部100的内部或复合电力电缆1000的外部设置附加的热感应线等实施例。

并且，当根据本发明的过热保护装置包括多个热感应线时，相应于热感应线数量的检测电路与各个的热感应线连接，从而感测复合电力电缆的过热，但本发明并不限定于此，也可以具有多个热感应线与单个检测电路连接的实施例。

以下表1是针对图2所示的现有的热感应线设置于供电线的外部的过热防止装置和图6所示的根据本发明第一实施例的内置热感应线的复合电力电缆，测量直到其各个的热感应线开始动作时所经过的时间的表。

由上述表1可以确认，关于热感应线动作1次、2次、3次所需的时间，图6所示的根据本发明第一实施例的内置热感应线的复合电力电缆比图2所示的例子(表1中外部热感应线)更快。

本发明并不限定于上述实施例，其适用范围多样，并且在不超出权利要求书中请求保护的本发明的主旨，可以进行多种变形实施。

附图标记说明：

20：交流电源提供装置

30：集电磁芯

40：电缆支架

50：高频电力电缆

60：继电器

100：虚设部 10、200：供电线

300：热感应线 310：第一热感应导线

311：第一通电线 312：第一熔融涂层

320：第二热感应导线 321：第二通电线

322：第二熔融涂层 330：热感应线外皮

400：电缆外皮 500：检测电路

1000：复合电力电缆

Claims (4)

1.一种复合电力电缆，用于传输无线电力传输装置的电力，其特征在于，

包括：

虚设部(100)，其沿一侧延长；

一个以上的供电线(200)，其沿所述虚设部(100)延长的方向以螺旋状缠绕在所述虚设部(100)的外周面，由逆变器施加电源，使得高频电流在所述供电线(200)流动；

一个以上的热感应线(300)，其与所述供电线(200)一同沿所述虚设部(100)延长的方向以螺旋状缠绕在所述虚设部(100)的外周面；及

电缆外皮(400)，其在外侧包裹所述供电线200和所述热感应线(300)，

所述供电线(200)及所述热感应线(300)的绞距间距为300mm以内，

所述热感应线感测所述供电线的发热，并且当所述供电线的周围存在由所述供电线的高频磁通量引起发热的金属体时，则感测所述金属体的发热以事先防止火灾事故。

2.根据权利要求1中所述的复合电力电缆，其特征在于，

所述热感应线(300)为多个，

并且，当以垂直于长度方向的平面切割所述复合电力电缆时，多个所述热感应线(300)相互隔开布置。

3.根据权利要求1中所述的复合电力电缆，其特征在于，还包括：

额外设置于所述虚设部(100)的内部的热感应线。

4.一种过热保护装置，其特征在于，包括：

根据权利要求1至3任一项中所述的复合电力电缆(1000)；

检测电路(500)，其与所述热感应线(300)连接，通过检测所述热感应线(300)的断线或短路来检测所述供电线(200)的发热；

交流电源提供装置(20)，其与所述复合电力电缆(1000)连接，对所述供电线(200)提供电源；及

控制部，当所述检测电路(500)检测出所述热感应线(300)的断线或短路时，所述控制部中断所述交流电源提供装置(20)。

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