CN112202124A - 一种电缆穿墙保护系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电缆穿墙保护系统,包括设置于预留孔位的密封组件、设置于墙体外的电缆桥架和固定安装于电缆桥架上的支架组件;密封组件为由3个相同的密封模块拼接而成的圆柱形密封组件,其中,每一密封模块可与另外两个密封模块分别拼接得到一用于三相励磁交流电缆穿过的电缆通道,密封组件包含3个用于三相励磁交流电缆穿过的电缆通道,3个电缆通道呈品字形排布且两两之间间距相等,支架组件上设置有与所述3个电缆通道对应并用于三相励磁交流电缆穿过的3个第一品字电缆通孔,每3个第一品字电缆通孔构成第一品字电缆通孔组。本发明通过在墙体内设置所述密封组件以及在墙体外设置所述电缆桥架和支架组件,可有效解决相间电缆因互感造成电流不平衡的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电缆保护技术领域,特别涉及一种电缆穿墙保护系统。
背景技术
水电站励磁交流电缆是为励磁装置提供能量的电缆,从励磁变副变接出至定子时,其ABC三相的接法均为并联,根据不同大小的机组,每项并联若干根1*185mm2的单芯阻燃交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆,一般情况下,各电站的励磁交流电缆均敷设在电缆桥架或槽盒内,还有较多电缆叠层敷设的状况存在。
每相并联的励磁交流电缆存在发热导致电缆升温加速老化的问题,电缆因交变磁场产生电阻抗值造成的较大电流差异和桥架上堆叠的电缆散热不良是励磁交流电缆温度升高的主要原因,尤其在电缆穿墙部位温度热量聚集更为明显。长期发热会导致电缆绝缘层及护套加速老化,有极大的安全隐患。
当前,针对励磁交流电缆发热问题一般采取被动的散热解决手段,而对于采取主动通风散热的手段,并没有从根本上解决励磁交流电缆发热的问题。水电站的持续稳定运行是至关重要的,运营方需要监控设备的状态向检修提供数据参考,从而提前发现风险,以避免非预期的停机造成损失。因此,实时监测励磁交流电缆的运行状态也是十分必要的。
综上所述,现有技术存在如下问题:
1、ABC三相分别并联连接的励磁交流电缆,相内电流值差异很大,最大和最小电流值相差420A以上,根据焦耳定律Q=I2Rt,载流量大的电缆其发热量将会远大于相内其它电缆的发热量,热量会使电缆的橡胶绝缘层及外护套加速老化,自发热较大的励磁交流电缆的绝缘性会提前失效。由于没有测量电缆载流量、表面温度的监测系统,仅靠工作人员在日常巡检时使用红外测温仪被动测量电缆的表面温度,以电缆的最高工作温度作为判断励磁交流电缆工作状态的依据,导致测量的准确性较差,并且测量时间也会对结果造成较大影响,因而影响励磁交流电缆绝缘可靠性的关键因素也无法预判,对机组的安全稳定运行形成了威胁。
2、励磁交流电缆无规律敷设在电缆桥架上,还会因为相内、相间叠加的交变磁场产生涡流,而涡流会造成电缆的金属铠装层、金属电缆桥架发热,且励磁交流电缆还可能因挤压堆积在一起而导致散热不良。
3、在电缆穿越墙体的防火封堵部位中,填充的防火封堵材料与电缆的接触面长,而防火封堵材料会致使热量无法散失,从而导致防火封堵部位电缆表面的温度上升最快;
4、采用被动散热以降低电缆的表面温度的方式时,例如安装风扇等,对于防火封堵部位因防火封堵材料的遮挡,导致被动散热的效果较差,也就是说没有从根源上解决电缆发热的问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种电缆穿墙保护系统,旨在解决相间电缆因互感造成电流不平衡的问题。
本发明实施例提供了一种电缆穿墙保护系统,包括设置于预留孔位的密封组件、设置于墙体外的电缆桥架和固定安装于所述电缆桥架上的支架组件;
所述密封组件为由3个相同的密封模块拼接而成的圆柱形密封组件,其中,每一密封模块可与另外两个密封模块分别拼接得到一用于三相励磁交流电缆穿过的电缆通道,所述密封组件包含3个用于三相励磁交流电缆穿过的电缆通道,3个电缆通道呈品字形排布且两两之间间距相等,所述支架组件上设置有与所述3个电缆通道对应并用于三相励磁交流电缆穿过的3个第一品字电缆通孔,每3个第一品字电缆通孔构成第一品字电缆通孔组。进一步的,所述密封组件的前端设置有与3个密封模块对应的3块拉板,所述密封组件的后端设置有与所述3个密封模块对应的3块压板,所述拉板和压板分别通过第一紧固件固定于所述密封组件上。
进一步的,每一拉板和压板上均匀设置有3个用于所述第一紧固件穿过的第一通孔。
进一步的,每一电缆通道内设置有一用于安置温度传感器的传感器安装槽。
进一步的,所述支架组件上并排设置有多个第一品字电缆通孔组,每一第一品字电缆通孔组等距设置。
进一步的,所述支架组件和所述电缆桥架之间设置有绝缘垫。
进一步的,所述支架组件通过穿透所述绝缘垫的第二紧固件固定安装于所述电缆桥架底部。
进一步的,所述支架组件包括自下至上的底层支架板、中间层支架板和顶层支架板,所述底层支架板、中间层支架板和顶层支架板构成上窄下宽的梯形结构,所述中间层支架板通过第三紧固件固定安装于所述底层支架板上,所述顶层支架板通过第四紧固件固定安装于所述中间层支架板上。
进一步的,所述支架组件的第一品字电缆通孔组的下方两个电缆通孔位于所述底层支架板和中间层支架板之间,所述第一品字电缆通孔组的上方电缆通孔位于所述中间层支架板和顶层支架板之间。
进一步的,所述底层支架板的两端分别设置有延伸部,所述支架组件通过穿过位于所述延伸部下端的绝缘垫的第二紧固件固定安装于所述电缆桥架底部。
本发明实施例提供了一种电缆穿墙保护系统,包括设置于预留孔位的密封组件、设置于墙体外的电缆桥架和固定安装于所述电缆桥架上的支架组件;所述密封组件为由3个相同的密封模块拼接而成的圆柱形密封组件,其中,每一密封模块可与另外两个密封模块分别拼接得到一用于三相励磁交流电缆穿过的电缆通道,所述密封组件包含3个用于三相励磁交流电缆穿过的电缆通道,3个电缆通道呈品字形排布且两两之间间距相等,所述支架组件上设置有与所述3个电缆通道对应并用于三相励磁交流电缆穿过的3个第一品字电缆通孔,每3个所述第一品字电缆通孔构成第一品字电缆通孔组。本发明实施例通过在墙体内设置包含呈品字形排布的3个用于三相励磁交流电缆穿过的电缆通道的密封组件以及在墙体外设置所述电缆桥架和设置有与所述3个电缆通道对应并用于三相励磁交流电缆穿过的3个第一品字电缆通孔的支架组件,可有效解决相间电缆因互感造成电流不平衡的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图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他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种电缆穿墙保护系统的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的一种电缆穿墙保护系统中密封组件的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的一种电缆穿墙保护系统中密封组件的另一角度结构示意图;
图4为本发明实施例提供的一种电缆穿墙保护系统中密封组件的另一角度结构示意图;
图5为本发明实施例提供的一种电缆穿墙保护系统中电缆桥架和支架组件的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
应当理解,当在本说明书和所附权利要求书中使用时,术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解,在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样,除非上下文清楚地指明其它情况,否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解,在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。
下面请参见图1,图1为本发明实施例提供的一种电缆穿墙保护系统的结构示意图,包括设置于预留孔位的密封组件1、设置于墙体外的电缆桥架3和固定安装于所述电缆桥架3上的支架组件2;
结合图2和图5,所述密封组件1为由3个相同的密封模块11拼接而成的圆柱形密封组件,其中,每一密封模块11可与另外两个密封模块11分别拼接得到一用于三相励磁交流电缆穿过的电缆通道111,所述密封组件1包含3个用于三相励磁交流电缆穿过的电缆通道111,3个电缆通道111呈品字形排布且两两之间间距相等,所述支架组件2上设置有与所述3个电缆通道111对应并用于三相励磁交流电缆穿过的3个第一品字电缆通孔,每3个第一品字电缆通孔构成第一品字电缆通孔组21。
本实施例中,在铺设励磁交流电缆时,使励磁交流电缆的三相电缆分别穿过所述密封组件1的3个电缆通道11和所述支架组件2的第一品字电缆通孔组21,其中,所述密封组件1置于预留孔位中,例如墙体内的预留孔位,或者是励磁交流电缆进线柜的预留孔位等,所述支架组件2则固定安装于电缆桥架3上。在一具体应用场景中,所述电缆桥架3上设置有多个所述支架组件2,所述密封组件1的数量则预留孔位的数量相同。
根据焦耳定律:Q=I2Rt,电流通过导体所产生的热量和导体的电阻成正比,和通过导体电流的平方成正比,和通电时间成正比。机组励磁交流电缆的工作时间统一,在传输交流电时,励磁交流电缆会因为交变磁场产生交流阻抗,电缆的交流阻抗由电阻分量和电抗分量的大小决定,例如同厂家同批次等长等截面的电缆其电阻分量(即自身的阻值,由材料性质等决定,基本不受交流电阻的影响)是基本相同的,而电抗值不同。而励磁交流电缆在通过交流电时,每根电缆的磁通分为两部分,即电芯内部产生自感Li和外感Lo,励磁交流电缆的总电感L则为自感Li与外感Lo之和,其中自感Li不受外界因素的影响,因此在实际应用中,可认为电缆的电感:L=Li+2ln((S+r)/r)×10-7,式中,S为线芯的中心距,r为线芯外径。
从上式可以看出,外感Lo与励磁交流电缆的布置位置有关,具体的,两根电缆间的距离越大,电缆之间的外感就越大,从而导致励磁交流电缆的交流阻抗增大,在励磁变副变输出电压恒定的情况下,该根电缆的电流随之减小。由于当前励磁交流电缆敷设的随意性,使同相电缆与其他相电缆距离不一致,造成电缆外感值不一致,导致同相各根并联电缆的阻抗值偏差,引起电流分配不平衡,最终引起小阻抗电缆过流发热,相邻电缆同样受此影响。另外,励磁交流电缆在敷设完成后其阻抗参数便不会改变,而由于三相交流电相位的对称性,若相间电缆物理位置和相位对称,即相间电缆排列的物理距离对称,则可以有效的解决由于相间电缆之间的互感造成的电流不平衡,因此本实施例通过设置所述密封组件1(包含3个用于三相励磁交流电缆穿过的电缆通道111且3个电缆通道111两两之间间距相等),并在外部环境对应设置包含第一品字电缆通孔组21的支架组价2实现相间电缆排列的物理距离对称的效果,从而有效解决由于相间电缆之间的互感造成的电流不平衡的问题。
在一实施例中,结合图2和图3,所述密封组件1的前端设置有与3个密封模块11对应的3块拉板12,所述密封组件1的后端设置有与所述3个密封模块11对应的3块压板13,所述拉板12和压板13分别通过第一紧固件14固定于所述密封组件11上。
本实施例中,在所述密封组件11的3个密封模块111前端分别设置一拉板12,在3个密封模块111的后端分别设置一压板13,从而避免所述密封组件1受到外部环境的干扰侵袭,提高密封组件1的使用寿命和密封性能。
在一实施例中,每一拉板12和压板13上均匀设置有3个用于所述第一紧固件14穿过的第一通孔。
本实施例中,在每一拉板12和压板13上都设置3个用于所述第一紧固件14穿过的第一通孔,并且每一拉板12(或压板13)上的3个第一通孔均匀分布,对应的,每一拉板12和压板13通过3个第一紧固件14固定安装于所述密封组件1上,提高稳定性。
在一实施例中,如图4所示,每一电缆通道111内设置有一用于安置温度传感器的传感器安装槽112。
本实施例中,通过所述传感器安装槽112将温度传感器设置于所述密封组件1的每一电缆通道111中,从确保励磁交流电缆即便处于墙体内,也可以实时监测励磁交流电缆的温度,实时了解励磁交流电缆的发热状况,从而判断励磁交流电缆的工作状态。可以理解的是,当所述3个密封模块11拼接合并得到3个电缆通道111时,所述传感器安装槽112即处于所述电缆通道111上,但是实际上,所述传感器安装槽112在所述密封模块11拼接合并之前,就已经在所述密封模块11上完成设置。
在一实施例中,所述支架组件2上并排设置有多个第一品字电缆通孔组21,每一第一品字电缆通孔组21等距设置。
本实施例中,在一个支架组件2上设置多个第一品字电缆通孔组21,使每一支架组件2可以支撑多组励磁交流电缆(即穿过第一品字电缆通孔组21的三相励磁交流电缆)。同时每一支架组件2上的多个第一品字电缆通孔组21等距设置,使所述支架组件2受力均匀,且如果多个第一品字电缆通孔组21之间的距离不均匀,容易发生一励磁交流电缆组受到另一距离较近的励磁交流电缆组21的发热影响等不良情况。
在一实施例中,所述支架组件2和所述电缆桥架3之间设置有绝缘垫4。
本实施例中,在所述支架组件2和电缆桥架3之间设置所述绝缘垫4,避免发生励磁交流电缆在置于所述支架组件2期间发生漏电,并通过所述支架组件2将漏电传导至所述电缆桥架3上的情况。
在一实施例中,所述支架组件2通过穿透所述绝缘垫4的第二紧固件31固定安装于所述电缆桥架3底部。
本实施例中,由于所述支架组件2和电缆桥架3之间设置有所述绝缘垫4,因此在通过所述第二紧固件31固定所述支架组件2时,需要使所述第二紧固件31穿过所述绝缘垫4,如此方能实现将所述支架组件2固定于所述电缆桥架3底部的目的。
在一实施例中,所述支架组件2包括自下至上的底层支架板22、中间层支架板23和顶层支架板24,所述底层支架板22、中间层支架板23和顶层支架板24构成上窄下宽的梯形结构,所述中间层支架板23通过第三紧固件25固定安装于所述底层支架板22上,所述顶层支架板24通过第四紧固件26固定安装于所述中间层支架板23上。
本实施例中,将所述支架组件2设置为由所述底层支架板22、中间层支架板23和顶层支架板24构成的上窄下宽的梯形结构,以确保当励磁交流电缆穿过所述第一品字电缆通孔组21时,所述支架组件2能够保持稳定。进一步,首先通过所述第三紧固件25将所述中间层支架板23固定在所述底层支架板22上,再通过所述第四紧固件26将所述顶层支架板24固定于所述中间层支架板23上,从而提高所述支架组件2的稳定性。在一具体实施例中,所述第三紧固件25和第四紧固件26分别设置有两个,所述中间层支架板23和顶层支架板24上分别对应设置有用于第三紧固件25和第四紧固件26穿过的第三通孔和第四通孔,在一具体应用场景中,所述第三通孔和第四通孔设置于最边缘的两个第一品字电缆通孔组21之间。
在一实施例中,所述支架组件2的第一品字电缆通孔组21的下方两个电缆通孔位于所述底层支架板22和中间层支架板23之间,所述第一品字电缆通孔组21的上方电缆通孔位于所述中间层支架板23和顶层支架板24之间。
本实施例中,由于所述底层支架板22、中间层支架板23和顶层支架板24为上窄下宽结构,因此将呈品字形排布的第一品字电缆通孔组21中的下方两个电缆通孔设置于所述底层支架板22和中间层支架板23之间,将呈品字形排布的第一品字电缆通孔组21中的上方一个电缆通孔设置于所述中间层支架板23和顶层支架板24之间,从而使所述支架组件2在励磁交流电缆穿过后受力分布均匀合理。
在一实施例中,所述底层支架板22的两端分别设置有延伸部221,所述支架组件2通过穿过位于所述延伸部221下端的绝缘垫4的第二紧固件31固定安装于所述电缆桥架3底部。
本实施例中,在所述底层支架板22的两端分别设置一延伸部221,并在所述延伸部221设置用于所述第二紧固件31通过的第二通孔,所述第二紧固件31依次穿过所述支架组件2、绝缘垫4和电缆桥架3,从而将所述支架组件2固定于所述电缆桥架3的底部上。
在一实施例中,所述第一紧固件14、第二紧固件31、第三紧固件25和第四紧固件26均为六角螺钉。在一具体应用场景中,所述第一紧固件14、第二紧固件31、第三紧固件25和第四紧固件26的规格为GB-T70.1-M5X70。
在另一实施例中,在励磁交流电缆进线柜的外壁设置一霍尔传感器,用于对励磁交流电缆的电流进行监测。
在另一实施例中,连接励磁交流电缆的铜鼻子采用机械加工的方式制造,其制造精度按照HB5800中的IT6级,每件的重量差异不大于0.1g。励磁交流电缆的两端接线部位上压装的铜鼻子是否一致以及连接质量会影响每根励磁交流电缆的阻值,传统的铜鼻子的制造工艺是挤压成形的,会存在较大的制造公差从而导致生产的每个铜鼻子的阻值存在差异。根据欧姆定律I=U/R,相内电压相同的情况下,由于阻值R不同,也会导致电流值不同。而采用机械加工的方式制造铜鼻子则可以避免产生较大的制造公差。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以对本申请进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
还需要说明的是,在本说明书中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (10)
1.一种电缆穿墙保护系统,其特征在于,包括设置于预留孔位的密封组件、设置于墙体外的电缆桥架和固定安装于所述电缆桥架上的支架组件;
所述密封组件为由3个相同的密封模块拼接而成的圆柱形密封组件,其中,每一密封模块可与另外两个密封模块分别拼接得到一用于三相励磁交流电缆穿过的电缆通道,所述密封组件包含3个用于三相励磁交流电缆穿过的电缆通道,3个电缆通道呈品字形排布且两两之间间距相等,所述支架组件上设置有与所述3个电缆通道对应并用于三相励磁交流电缆穿过的3个第一品字电缆通孔,每3个第一品字电缆通孔构成第一品字电缆通孔组。
2.根据权利要求1所述的电缆穿墙保护系统,其特征在于,所述密封组件的前端设置有与3个密封模块对应的3块拉板,所述密封组件的后端设置有与所述3个密封模块对应的3块压板,所述拉板和压板分别通过第一紧固件固定于所述密封组件上。
3.根据权利要求2所述的电缆穿墙保护系统,其特征在于,每一拉板和压板上均匀设置有3个用于所述第一紧固件穿过的第一通孔。
4.根据权利要求1所述的电缆穿墙保护系统,其特征在于,每一电缆通道内设置有一用于安置温度传感器的传感器安装槽。
5.根据权利要求1所述的电缆穿墙保护系统,其特征在于,所述支架组件上并排设置有多个第一品字电缆通孔组,每一第一品字电缆通孔组等距设置。
6.根据权利要求1所述的电缆穿墙保护系统,其特征在于,所述支架组件和所述电缆桥架之间设置有绝缘垫。
7.根据权利要求6所述的电缆穿墙保护系统,其特征在于,所述支架组件通过穿透所述绝缘垫的第二紧固件固定安装于所述电缆桥架底部。
8.根据权利要求1所述的电缆穿墙保护系统,其特征在于,所述支架组件包括自下至上的底层支架板、中间层支架板和顶层支架板,所述底层支架板、中间层支架板和顶层支架板构成上窄下宽的梯形结构,所述中间层支架板通过第三紧固件固定安装于所述底层支架板上,所述顶层支架板通过第四紧固件固定安装于所述中间层支架板上。
9.根据权利要求8所述的电缆穿墙保护系统,其特征在于,所述支架组件的第一品字电缆通孔组的下方两个电缆通孔位于所述底层支架板和中间层支架板之间,所述第一品字电缆通孔组的上方电缆通孔位于所述中间层支架板和顶层支架板之间。
10.根据权利要求8所述的电缆穿墙保护系统,其特征在于,所述底层支架板的两端分别设置有延伸部,所述支架组件通过穿过位于所述延伸部下端的绝缘垫的第二紧固件固定安装于所述电缆桥架底部。
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