CN112530635A

CN112530635A - 多芯电缆

Info

Publication number: CN112530635A
Application number: CN202010117708.0A
Authority: CN
Inventors: 黄得天; 塚本佳典; 小林正则; 森山真至
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2019-09-17
Filing date: 2020-02-25
Publication date: 2021-03-19
Also published as: JP6747564B1; JP2021047991A

Abstract

提供一种多芯电缆，其容易在壳体内排布作业并且还能够检测电缆内的温度上升。一种多芯电缆(1)，具备包含将具有第一导体(211)和覆盖第一导体(211)周围的第一绝缘体(212)的一对热检测用电线(21)绞合而成的双绞线(22)的热检测线(2)、具有第二导体(31)和覆盖第二导体(31)周围的第二绝缘体(32)的多根电线(3)、以及将热检测线(2)和多根电线(3)一并覆盖的护套(4)，第一绝缘体(212)的熔点比第二绝缘体(32)的熔点低。

Description

多芯电缆

技术领域

本发明涉及多芯电缆。

背景技术

以往，为了检测火灾，使用了火灾检测线(例如参照专利文献1)。火灾检测线如下构成：具有将具有由钢线构成的导体和覆盖导体周围的低熔点绝缘体的一对火灾检测用电线绞合而成的双绞线，将双绞线用套管覆盖。

以往，火灾检测线是以沿着作为温度上升检测对象的电缆的方式配置的。例如，在用于非接触供电的多芯电缆中，火灾检测线设于多芯电缆与容纳多芯电缆的壳体之间。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭58-86695号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，上述的配置结构中，必须将电缆和火灾检测线分别排布，因此存在排布作业耗费人工的课题。例如，用于非接触供电的多芯电缆中，必须在将多芯电缆收纳在壳体内之后，以沿着该多芯电缆的方式在壳体内配置火灾检测线，在壳体内的排布作业非常耗费人工。

此外，铺设在壳体内的多芯电缆中，例如用于非接触供电的情况下，配置在多芯电缆内的电线中有大电流流过。欲防止下述问题：该多芯电缆中有大电流流过时，产生过电流等，由此，电缆内的温度上升，导致火灾。

因此，本发明的目的在于，提供一种容易在壳体内排布作业并且还能够检测电缆内的温度上升的多芯电缆。

用于解决课题的方法

以解决上述课题为目的，本发明提供一种多芯电缆，其具备包括双绞线的热检测线、具有第二导体和覆盖前述第二导体周围的第二绝缘体的多根电线以及将前述热检测线和前述多根电线一并覆盖的护套；前述双绞线由具有第一导体和覆盖前述第一导体周围的第一绝缘体的一对热检测用电线绞合而成；前述第一绝缘体的熔点比前述第二绝缘体的熔点低。

发明效果

根据本发明，能够提供一种容易在壳体内排布作业并且还能够检测电缆内的温度上升的多芯电缆。

附图说明

图1中，(a)为显示本发明一个实施方式涉及的多芯电缆的与电缆长度方向垂直的截面的截面图，(b)为显示热检测线的与电缆长度方向垂直的截面的截面图。

图2为显示多芯电缆的外观的立体图。

图3为将多芯电缆收纳于壳体的槽内时的截面图。

符号说明

1：多芯电缆，2：热检测线，21：热检测用电线，211：第一导体，212：第一绝缘体，212a：内层绝缘体，212b：外层绝缘体，22：双绞线，23：缠绕带，24：套管，3：电线，31：第二导体，32：第二绝缘体，4：护套，41：中空部，5：空气层，6：集合体。

具体实施方式

以下，按照附图对本发明实施方式进行说明。

图1(a)为显示本实施方式涉及的多芯电缆的与电缆长度方向垂直的截面的截面图，图1(b)为显示热检测线的与电缆长度方向垂直的截面的截面图。图2为显示多芯电缆的外观的立体图。图3为将多芯电缆收纳于壳体的槽内时的截面图。

如图1至3所示，多芯电缆1具备热检测线2、多根电线3以及将热检测线2和多根电线3一并覆盖的护套4。

该多芯电缆1是为了通过非接触方式供应电力而使用的，收纳在壳体10的槽11内而使用。这一例子中，壳体10具有平行配置的一对侧壁12以及将侧壁12的端部彼此连接的、与侧壁12垂直的底壁13，作为整体，在截面观察中形成沿顺时针方向旋转90度的“コ”字形。一对侧壁12和底壁13围成的、在与底壁13相反侧开口的在截面观察中为矩形的空间即是槽11。

(热检测线2)

热检测线2具有将一对热检测用电线21绞合而成的双绞线22、螺旋状缠绕在双绞线22周围的缠绕带23以及覆盖缠绕带23周围的套管24。

构成双绞线22的热检测用电线21具有由钢线、铜线等构成的第一导体211以及覆盖第一导体211周围的第一绝缘体212。作为第一导体211，可以使用由刚性比后述第二导体31高、弯曲时恢复至直线状的力比第二导体31大的钢线构成的导体。作为用作第一导体211的钢线，可以使用由不锈钢(SUS)构成的钢线、由碳钢构成的钢琴线或者由其他合金构成的钢线。本实施方式中，使用由直径0.9mm的不锈钢构成的单线钢线作为第一导体211。

为了在电缆内的温度上升时熔融，作为第一绝缘体212，使用熔点较低的绝缘性树脂。更具体地，第一绝缘体212的熔点比电线3的第二绝缘体32(后述)的熔点(例如105℃以上)低，以使得在因为电缆内的温度由于过电流等而上升时的热而使电线3的第二绝缘体32熔融之前，第一绝缘体212熔融(换句话说，在电线3由于上述温度上升时的热而丧失功能之前，第一导体211短路，从而检测到因过电流等的发生导致的电缆内的温度上升)。本实施方式中，第一绝缘体212的熔点设为90℃左右。

热检测线2中，如果电缆内的温度(电线3周围的温度)上升至第一绝缘体212的熔点(本实施方式中为90℃左右)以上且低于第二绝缘体32的熔点的温度，并且第一绝缘体212由于此时的热而熔融，则构成双绞线22的2根第一导体211相接触，发生电短路。通过检测该2根第一导体211的短路，能够检测因过电流等导致的多芯电缆1内的温度上升。尤其在由钢线构成第一导体211的情况下，由于刚性高，弯曲时恢复至直线状的力大(例如比第二导体31大)，因此与由钢线以外的材料构成的第一导体211相比，能够容易施加使构成双绞线22的2根第一导体211一直相互接近的力。因此，在第一绝缘体212熔融时，构成双绞线22的2根第一导体211容易接触，容易电短路。

需说明的是，在2根第一导体211由于热检测线2周围的温度上升而短路之前，第一绝缘体212软化，2根第一导体211彼此的距离变近，2根第一导体211间的电阻值、电容量发生变化。因此，也可以通过测定2根第一导体211间的电阻值、电容量，在2根第一导体211短路之前检测热检测线2周围的温度上升。

第一绝缘体212可以是多个由绝缘性树脂组合物构成的层层叠而成的多层结构。本实施方式中，第一绝缘体212是由覆盖第一导体211周围的内层绝缘体212a和覆盖内层绝缘体212a周围的外层绝缘体212b组成的2层结构。但不限于此，第一绝缘体212可以为1层结构，也可以为3层以上的多层结构。绝缘树脂组合物由含有后述树脂的物质组成。此外，构成各层的树脂组合物可以是各不相同的。

如上所述，内层绝缘体212a(离第一导体211最近的层)和外层绝缘体212b的熔点比电线3的第二绝缘体32的熔点低。本实施方式中，将内层绝缘体212a的熔点和外层绝缘体212b的熔点设为同等程度，设为约90℃。本实施方式中，内层绝缘体212a可以由以聚乙烯系树脂或者包含EVA(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)的树脂为主要成分(基础树脂)的树脂组合物构成。此外，本实施方式中，外层绝缘体212b可以由以包含PVC(聚氯乙烯)的树脂为主要成分的树脂组合物构成。通过由上述树脂组合物构成内层绝缘体212a和外层绝缘体212b，容易表现出检测上述多芯电缆1内的温度上升的作用。此外，内层绝缘体212a的熔点可以比外层绝缘体212b的熔点高。这种情况下，还可以阶段性地检测多芯电缆1内的温度上升。

此外，外层绝缘体212b可以由含有熔点比构成第一绝缘体212的各绝缘性树脂高的粒状物质的树脂组合物构成。在将第一绝缘体212设为3层以上的多层结构的情况下，粒状物质可以在除了离第一导体211最近的层(这里为内层绝缘体212a)以外的至少1个层中含有。

本发明人等发现，热检测线2周围的温度上升时，存在熔融的第一绝缘体212会有薄的残留而难以发生2根导体2的短路的情况。通过第一绝缘体212的外层绝缘体212b含有熔点高的粒状物质，在热检测线2周围的温度上升时，粒状物质由于使第一导体211相互接近的力而被压入，使残留的薄的第一绝缘体212损伤，能够使第一导体211彼此的短路容易发生。如果粒状物质是绝缘性的，则存在粒状物质嵌入第一导体211间而不发生短路的可能，因此，作为粒状物质，优选使用导电性的物质。作为粒状物质，例如可以使用碳粒子。

作为缠绕在双绞线22周围的缠绕带23，例如可以使用聚酯带等树脂带。缠绕带23以其宽度方向的一部分重合的方式螺旋状缠绕在双绞线22周围。

套管24发挥作为保护双绞线22的保护层的功能。以在第一绝缘体212熔融之前套管24不会熔融的方式，套管24的熔点比第一绝缘体212的熔点高是优选的。套管24由绝缘性树脂构成，通过非充实挤出成型(所谓管挤出成型)来形成。

此外，本实施方式中，套管24由弹性体构成。本实施方式中，热检测线2配置在多芯电缆1的电缆中心。在将多芯电缆1收纳于槽11时，通过将多芯电缆1按压在壳体10的槽11内而将多芯电缆1收纳于槽11。而且，按压多芯电缆1时，多芯电缆1内的电线3按压在配置在电缆中心的热检测线2上。此时，热检测线2的护套24由于按压电线3时的力而弹性形变，护套4内的电线3能够在热检测线2的圆周方向、径向(多芯电缆1的与电缆长度方向垂直的截面中，沿热检测线2外周的方向、沿热检测线2的外径的方向)上相对移动。因此，多芯电缆1的外形可以根据槽11的形状、尺寸而变形。由此，多芯电缆1即使在其外径粗的情况下也能够容易进入壳体10的槽11。

以这种方式，热检测线2的护套24发挥发生弹性形变而提高将多芯电缆1收纳于槽11时的操作性的功能。此外，在将多芯电缆1收纳于槽11后，护套24的形状由于来自电线3的按压力被缓和而复原。由于此时护套24的复原力，以护套4内的电线3向原来的位置(收纳于槽11之前的位置)运动的方式发挥作用。由此，收纳于槽11的多芯电缆1恢复至变形前的外形，保持在槽11内。以这种方式，热检测线2的护套24也发挥经由电线3将护套4向壳体10(槽11的内壁)按压、将多芯电缆1保持在槽11内的功能。

全部电线3直接与套管24的外周面接触。作为套管24，可以使用由形状由于外力而变化的具有弹性的材质构成的物质，例如可以使用由PVC(聚氯乙烯)树脂、聚氨酯树脂形成的树脂组合物。

(电线3)

电线3分别具有第二导体31(其由将多根裸线集中绞合而成的绞线导体构成)以及覆盖第二导体31的第二绝缘体32。使用相同结构的电线作为6根电线3。本实施方式中，使用镀锡软铜线作为第二导体31中使用的裸线。第二导体31中使用的裸线的外径可以设为0.15mm以上0.32mm以下。这是因为，裸线的外径低于0.15mm则容易发生断线、超过0.32mm则存在减小第二绝缘体32的厚度时穿透第二绝缘体32而穿出的可能。

作为裸线的绞合方法，已知被称为同芯绞合的方法，但该方法中，形成了第二导体31的情况下，在裸线稳定的状态下绞合，第二导体31的形状会难以由于将多芯电缆1收纳于槽11内时的外力而变化。因此，作为第二导体31，使用通过集中绞合形成的导体，以使第二导体31的形状容易由于将多芯电缆1收纳于槽11内时的外力而变化。本实施方式中，通过将134根0.26mm的裸线集中绞合，形成外径约为3.5mm(3.0mm以上4.0mm以下)、导体截面面积为7mm²以上8mm²以下的第二导体31。

为了增加多芯电缆1内的导体部分的截面面积，各电线3的第二绝缘体32尽可能薄是优选的。更具体地，第二绝缘体32的厚度为第二导体31中所使用的裸线的外径的1/2倍以上1倍以下为好。将第二绝缘体32的厚度设为裸线外径的1/2以下的情况下，由于将多芯电缆1收纳于槽11内时的外力，存在裸线会刺穿第二绝缘体32的可能；如果超过裸线外径的1倍，则电线3的直径大，会导致多芯电缆1整体的大直径化。本实施方式中，将第二绝缘体32的厚度设为约0.2mm(裸线外径的约0.77倍)。

为了能够实现更大容量的电力供应，第二导体31的外径相对于电线3的外径的比例可以设为80％以上。此外，第二绝缘体32过薄则如上所述产生裸线刺穿第二绝缘体32等不良状况，因此第二导体31外径相对于电线3的外径的比例可以设为95％以下。此外，为了能够通过非接触方式实现大容量的电力供应，可以在多根电线3中分别向第二导体31供应大小相同的电流。

作为第二绝缘体32，为了能够薄壁成型、容易使热检测线2的套管24弹性形变，可以使用比套管24硬、外压强(难以由于将多芯电缆1收纳于槽11内时的外力而变形)的材质，例如可以使用ETFE(四氟乙烯-乙烯共聚物)、FEP(四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)、PTFE(聚四氟乙烯)、PVDF(聚偏二氟乙烯)等氟树脂、聚酰亚胺、PEEK(聚醚醚酮)。更优选的是，作为第二绝缘体32，可以使用表面光滑度好的氟树脂，由此，在施加外力时，电线3更容易在护套4内运动，多芯电缆1向槽11的插入变得更容易。

第二绝缘体32是通过非充实挤出成型(所谓管挤出成型)形成的。由此，第二绝缘体32不与裸线密合，裸线能够在第二绝缘体32内相对移动，施加外力时，电线3的截面形状容易变形。因此，多芯电缆1向槽11的插入变得更容易。

(集合体6)

在热检测线2的外周，螺旋状绞合有多根电线3。以下，将热检测线2周围绞合有多根电线3的物体称为集合体6。

在集合体6中使用的电线3的根数为1根至3根的情况下，多芯电缆1难以由于外力而变形。因此，在多芯电缆1中，集合体6中使用的电线3的根数设为4根以上。本实施方式中，将集合体6中使用的电线3的根数设为能够使外径最细且使全部电线3的导体电阻的总和最低的6根。

集合体6中，电缆圆周方向上相邻的电线3彼此是相互接触的。此外，全部电线3与热检测线2接触。热检测线2的外径适当调整为在电缆圆周方向上将6根电线3没有间隙地配置时能够与全部电线3接触的外径。本实施方式中，将热检测线2的外径设为与电线3的外径大体同等。更具体地，将热检测线2和电线3的外径设为约4.1mm。集合体6的外径设为11mm～13mm左右。

此外，本实施方式中，构成集合体6的各电线3以与护套4的内周面接触的方式设置，集合体6周围没有缠绕用于卷缠的带。这是因为，如果缠绕带，则该带会发挥限制电线3的移动的功能，存在将多芯电缆1插入槽11时的操作性下降的可能。需说明的是，在制造的便利性上，在必须保持电线3绞合的状态的情况下，可以用线(树脂制的线、棉线等)螺旋状缠绕在集合体6周围。

此外，本实施方式中，在热检测线2与多根电线3之间以及电线3与护套4之间没有配置人造丝等夹层。这是为了抑制夹层由于升温而起火，并且确保施加外力时电线3能够在热检测线2的圆周方向、外径方向上运动的空间(后述空气层5)。

(护套4)

在集合体6周围设有护套4。本实施方式涉及的多芯电缆1中，护套4是通过非充实挤出成型(所谓管挤出成型)形成的。护套4形成为具有沿着长度方向的中空部41的中空圆筒状，该中空部41内配置有热检测线2和电线3。由此，多芯电缆1中，各电线3不与护套4密合，能够在护套4内相对移动。

更详细地，多芯电缆1在作为电缆圆周方向上相邻的电线3的间隔的、形成于该电线3彼此的接触部周围(径方向内方和外部)的谷间部分具有空气层5(间隙、空隙)。通过具有空气层5，施加外力时，电线3能够移动至空气层5的部分，或者护套4变形而进入空气层5的部分，多芯电缆1的外径容易变化。其结果是，将多芯电缆1插入槽11时的操作性提高。

此外，如上所述，本实施方式中省略了用于卷缠的带，呈电线3分别与护套4的内周面直接接触的结构。护套4以尽可能不向径向内侧挤压电线3的方式设置是优选的，电线3与护套4的接触面积尽可能小(截面观察时是点接触的)是优选的。

护套4的厚度设为0.6mm以上1.0mm以下是优选的。这是因为，护套4的厚度低于0.6mm则对于外伤的耐力、绝缘性能等会下降，护套4的厚度大于1.0mm则会导致多芯电缆1的大直径化。

进一步，通过利用非充实挤出成型形成护套4且使护套4的厚度薄至1.0mm以下，如图2所示，能够以护套4在电线3的位置凸出的方式在护套4的外表面产生凹凸。由此，在将多芯电缆1插入壳体10的槽11内时，容易将多芯电缆1向壳体10的槽11内按压，同时，能够减小多芯电缆1与壳体10(槽11的内面)的接触面积，多芯电缆1向槽11的插入变得更容易。本实施方式中，作为护套4，使用由厚度0.8mm的聚氯乙烯构成的护套。多芯电缆1整体的外径设为约13.2mm(13mm以上14mm以下)。

(实施方式的作用和效果)

如以上说明的那样，本实施方式涉及的多芯电缆1中，具备：包含将具有由钢线构成的第一导体211和覆盖第一导体211周围的第一绝缘体212的一对热检测用电线21绞合而成的双绞线22的热检测线2、具有第二导体31和覆盖第二导体31周围的第二绝缘体32的多根电线3以及将热检测线2和多根电线3一并覆盖的护套4；第一绝缘体212的熔点比第二绝缘体32的熔点低；多根电线3螺旋状绞合在热检测线2周围。

非接触供电中使用的多芯电缆1中，在圆周方向上配置多根电线3，因此电缆中心存在死角。通过在该电缆中心配置热检测线2，能够有效利用死角，实现内部具有热检测线2的多芯电缆1。由此，无需在多芯电缆1之外另外设置热检测线，排布作业的操作性提高。

此外，通过多芯电缆1内部具有热检测线2，出于某种理由，在电线3中流过过电流、多芯电缆1升温时，能够利用热检测线2迅速(实时)检测该升温，能够抑制过电流导致的火灾的发生。本实施方式中，全部电线3与热检测线2接触，各电线3与热检测线2的距离相等，因此任一电线3中产生过电流的情况下均能够利用热检测线2高精度地检测该过电流导致的发热。

(实施方式汇总)

接下来，对于从以上说明的实施方式理解的技术思想，引用实施方式中的符号等进行记载。但以下记载中的各符号等并非将权利要求中的构成要素限定为实施方式中具体给出的部件等。

[1]一种多芯电缆(1)，具备：包含将具有第一导体(211)和覆盖前述第一导体(211)周围的第一绝缘体(212)的一对热检测用电线(21)绞合而成的双绞线(22)的热检测线(2)，具有第二导体(31)和覆盖前述第二导体(31)周围的第二绝缘体(32)的多根电线(3)，以及将前述热检测线(2)和前述多根电线(3)一并覆盖的护套(4)；前述第一绝缘体(212)的熔点比前述第二绝缘体(32)的熔点低。

[2]根据[1]所述的多芯电缆(1)，前述热检测线(2)具有覆盖前述双绞线(22)周围的套管(24)，前述套管(24)的熔点比前述第一绝缘体(212)的熔点高。

[3]根据[1]或[2]所述的多芯电缆(1)，前述第一绝缘体(212)由多层结构构成，除了离前述第一导体(211)最近的层以外的至少1个层由含有绝缘性树脂和熔点比前述绝缘性树脂高的粒状物质的树脂组合物构成。

[4]根据[3]所述的多芯电缆(1)，前述粒状物质是导电性的。

[5]根据[1]至[4]中任一项所述的多芯电缆(1)，前述多根电线(3)螺旋状绞合于前述热检测线(2)周围。

[6]根据[1]至[5]中任一项所述的多芯电缆(1)，前述第一导体(211)由钢线构成。

以上对本发明实施方式进行了说明，但上述记载的实施方式不是对权利要求涉及的发明的限定。此外，应当注意的一点是，不限定实施方式中说明的特征组合全部为用于解决发明课题的方法所必需的。

此外，在不脱离其宗旨的范围内，本发明可以适当变形而实施。例如，上述实施方式中通过管挤出成型形成了套管24，但不限定于此，也可以省略套管24。这种情况下，缠绕在双绞线22周围的缠绕带23发挥作为保护双绞线22的保护层的功能。

此外，将第一绝缘体212设为多层结构的情况下，可以使各层的熔点不同。由此，热检测线2周围的温度上升时，各层根据温度依次熔融，能够使第一导体211间的距离根据温度阶段性变化。其结果是，可以通过测定2根第一导体211间的电阻值、电容量来阶段性测定热检测线2周围的温度的上升。

进一步，上述实施方式中对使用6根电线3的情况进行了说明，也可以使用4根、5根或者7根以上电线3。将电线3的使用根数设为4根或5根的情况下，可以使热检测线2的外径比电线3的外径小；将电线使用根数设为7根以上的情况下，可以使热检测线2的外径比电线3的外径大。

更进一步，在上述实施方式中，对使用形成“コ”字形的壳体10的情况进行了说明，但壳体10的形状不限定于此，例如，也可以是一部分呈楕圆形或者呈多边形。

Claims

1.一种多芯电缆，具备：

包含将具有第一导体和覆盖所述第一导体周围的第一绝缘体的一对热检测用电线绞合而成的双绞线的热检测线，

具有第二导体和覆盖所述第二导体周围的第二绝缘体的多根电线，以及

将所述热检测线和所述多根电线一并覆盖的护套；

所述第一绝缘体的熔点比所述第二绝缘体的熔点低。

2.根据权利要求1所述的多芯电缆，其中，

所述热检测线具有覆盖所述双绞线周围的套管，

所述套管的熔点比所述第一绝缘体的熔点高。

3.根据权利要求1或2所述的多芯电缆，其中，

所述第一绝缘体由多层结构构成，除了离所述第一导体最近的层以外的至少1个层由含有绝缘性树脂和熔点比所述绝缘性树脂高的粒状物质的树脂组合物构成。

4.根据权利要求3所述的多芯电缆，其中，所述粒状物质是导电性的。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的多芯电缆，其中，所述多根电线螺旋状绞合于所述热检测线周围。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的多芯电缆，其中，所述第一导体由钢线构成。