CN113205908A - 一种自分化式低温抗裂电缆 - Google Patents

一种自分化式低温抗裂电缆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自分化式低温抗裂电缆，属于电缆领域，一种自分化式低温抗裂电缆，通过在外分化套上嵌入的多个自热嵌片，在低温情况下，预热杆内的冰碎球结冰硬化，脆性提高，当意外受力时，冰碎球优先于自热嵌片碎裂，使低冰点水渗入生热片内，在分化网片的作用下，使生热片相对均匀产热，使多个自热嵌片处温度相对较高，有效抵消低温造成的脆性升高的问题，此时，外分化套和自热嵌片呈现硬度上的自分化效果，相较于现有技术低温下脆性整体的升高，外分化套上多个自热嵌片处相对软化，进而有效降低低温下电缆在意外受力时开裂的情况，显著延长电缆使用寿命，同时有效避免因电缆意外开裂造成的安全隐患。

Description

一种自分化式低温抗裂电缆
技术领域
本发明涉及电缆领域，更具体地说，涉及一种自分化式低温抗裂电缆。
背景技术
电缆主要由以下4部分组成。①导电线芯：用高电导率材料(铜或铝)制成。根据敷设使用条件对电缆柔软程度的要求，每根线心可能由单根导线或多根导线绞合而成。②绝缘层：用作电缆的绝缘材料应当具有高的绝缘电阻，高的击穿电场强度，低的介质损耗和低的介电常数。电缆中常用的绝缘材料有油浸纸、聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯、橡皮等。③密封护套：保护绝缘线心免受机械、水分、潮气、化学物品、光等的损伤。对于易受潮的绝缘，一般采用铅或铝挤压密封护套。④保护覆盖层：用以保护密封护套免受机械损伤。一般采用镀锌钢带、钢丝或铜带、铜丝等作为铠甲包绕在护套外(称铠装电缆)，铠装层同时起电场屏蔽和防止外界电磁波干扰的作用。
在低温环境中，电缆往往因为低温脆性升高，在意外受力时，其表面的防护层极易开裂，导致对电缆内线芯的保护作用下降，存在一定的安全隐患，同时还导致电缆的使用寿命较低。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种自分化式低温抗裂电缆，它通过在外分化套上嵌入的多个自热嵌片，在低温情况下，预热杆内的冰碎球结冰硬化，脆性提高，当意外受力时，冰碎球优先于自热嵌片碎裂，使低冰点水渗入生热片内，在分化网片的作用下，使生热片相对均匀产热，使多个自热嵌片处温度相对较高，有效抵消低温造成的脆性升高的问题，此时，外分化套和自热嵌片呈现硬度上的自分化效果，相较于现有技术低温下脆性整体的升高，外分化套上多个自热嵌片处相对软化，进而有效降低低温下电缆在意外受力时开裂的情况，显著延长电缆使用寿命，同时有效避免因电缆意外开裂造成的安全隐患。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种自分化式低温抗裂电缆，包括线芯、包裹在线芯外的绝缘层以及固定连接在绝缘层外的防护层，所述防护层外端固定连接有外分化套，所述外分化套上固定镶嵌有多个均匀分布的自热嵌片，所述自热嵌片内部镶嵌有生热片，所述生热片外端固定连接有多个高度不同的预热杆，所述预热杆包括嵌入至生热片内的隔水管以及固定连接在隔水管位于生热片外的端部的储水硬球，所述生热片内部填充有生热粉，所述生热片中部连接有分化网片，所述隔水管下端部延伸至分化网片内，所述隔水管内包裹有导水条，所述导水条的两个端部均延伸至隔水管外，通过在外分化套上嵌入的多个自热嵌片，在低温情况下，预热杆内的冰碎球结冰硬化，脆性提高，当意外受力时，冰碎球优先于自热嵌片碎裂，使低冰点水渗入生热片内，在分化网片的作用下，使生热片相对均匀产热，使多个自热嵌片处温度相对较高，有效抵消低温造成的脆性升高的问题，此时，外分化套和自热嵌片呈现硬度上的自分化效果，相较于现有技术低温下脆性整体的升高，外分化套上多个自热嵌片处相对软化，进而有效降低低温下电缆在意外受力时开裂的情况，显著延长电缆使用寿命，同时有效避免因电缆意外开裂造成的安全隐患。
进一步的，所述外分化套和自热嵌片为同材质材料制成，且二者均采用橡胶材质，橡胶为电缆最外层护套的较为普遍的材料，使本电缆的材料成本较为普通。
进一步的，所述生热粉为生石灰粉末，且生热片内生热粉的填充度不低于90％，使生热粉在生热片内具备一定的活动性，从而使其与低冰点水接触时产生效果更好。
进一步的，所述分化网片包括横向贯穿生热片的限热层、固定镶嵌在限热层中部的散水夹片以及多个均匀连接在限热层外的导水绒毛。
进一步的，所述限热层为多孔隙材料制成，使生热粉可以深入限热层内与散水夹片接触，但是同时渗入限热层内的量有限，使在低温情况下，隔水管内冰碎球变脆，当意外裂开后，其内的低冰点水渗入散水夹片上时，不易直接与大量的生热粉接触，从而有效保证生热片内不易一次性过渡受热，从而使自热嵌片处不易损坏，所述散水夹片和导水绒毛均为吸水材料制成，可以将渗入生热片内的低冰点水均匀在限热层上分散，当低熔点水较多时，可沿着导水绒毛继续向外分散，进而使生热片处发热效果更加均匀，使对自热嵌片的软化效果更好。
进一步的，所述储水硬球内填充有低冰点水，所述隔水管远离生热片的端部延伸至储水硬球的内，所述隔水管位于储水硬球内的端部固定连接有冰碎球，所述冰碎球顶部与储水硬球内壁固定连接，所述冰碎球外端与储水硬球内壁之间连接有多个支撑杆，冰碎球有效保护端部的冰碎球，在正常情况下不易与低冰点水接触，使在温度相对较高情况下，自热嵌片不易发热，从而使本电缆能够在非低温情况下稳定运行。
进一步的，所述冰碎球为双层膜结构，且双层冰碎球的夹层内填充有自来水，所述冰碎球内腔填充有惰性气体，所述惰性气体的填充度不低于90％，双层所述冰碎球的厚度不低于2mm，惰性气体可以撑起冰碎球，使其维持近似球形的结构，在低温情况下，其内部的自来水结冰，使双层膜与冰形成一体呈现硬态，进而使其脆性显著提高，当本电缆意外受力时，冰碎球脆性比外分化套和自热嵌片更大，极易破裂，使导水条端部裸露在低冰点的水中，进而使低冰点水沿着导水条渗入至分化网片内，实现低温下的产热的效果，使多个自热嵌片处温度相对较高，有效抵消低温造成的脆性升高的问题，进而使防护层外的外分化套和自热嵌片呈现硬度上的自分化效果，相较于现有技术低温下脆性整体升高，外分化套上多个自热嵌片处相对软化，使防护层表面分化成多个相互不接触的高脆性点，进而有效降低低温下电缆在意外受力时开裂的情况，显著延长电缆使用寿命。
进一步的，所述低冰点水为纯净水与甘油按照3-5:1的体积比混合而成，甘油可溶于水，有效降低纯净水的结冰点，进而使在低温下，其不易结冰没能够维持流动性，使自热嵌片处低温时生热，相对外分化套脆性低。
进一步的，所述导水条一端裸露在冰碎球中的惰性气体中，所述导水条另一端与散水夹片连接，且隔水管和导水条均为柔性结构，使冰碎球碎裂后，使隔水管和导水条位于储水硬球内的端部失去支撑下垂，从而落在储水硬球底部，进而与低冰点水的接触更加充分。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案通过在外分化套上嵌入的多个自热嵌片，在低温情况下，预热杆内的冰碎球结冰硬化，脆性提高，当意外受力时，冰碎球优先于自热嵌片碎裂，使低冰点水渗入生热片内，在分化网片的作用下，使生热片相对均匀产热，使多个自热嵌片处温度相对较高，有效抵消低温造成的脆性升高的问题，此时，外分化套和自热嵌片呈现硬度上的自分化效果，相较于现有技术低温下脆性整体的升高，外分化套上多个自热嵌片处相对软化，进而有效降低低温下电缆在意外受力时开裂的情况，显著延长电缆使用寿命，同时有效避免因电缆意外开裂造成的安全隐患。
(2)外分化套和自热嵌片为同材质材料制成，且二者均采用橡胶材质，橡胶为电缆最外层护套的较为普遍的材料，使本电缆的材料成本较为普通。
(3)生热粉为生石灰粉末，且生热片内生热粉的填充度不低于90％，使生热粉在生热片内具备一定的活动性，从而使其与低冰点水接触时产生效果更好。
(4)分化网片包括横向贯穿生热片的限热层、固定镶嵌在限热层中部的散水夹片以及多个均匀连接在限热层外的导水绒毛，限热层为多孔隙材料制成，使生热粉可以深入限热层内与散水夹片接触，但是同时渗入限热层内的量有限，使在低温情况下，隔水管内冰碎球变脆，当意外裂开后，其内的低冰点水渗入散水夹片上时，不易直接与大量的生热粉接触，从而有效保证生热片内不易一次性过渡受热，从而使自热嵌片处不易损坏，散水夹片和导水绒毛均为吸水材料制成，可以将渗入生热片内的低冰点水均匀在限热层上分散，当低熔点水较多时，可沿着导水绒毛继续向外分散，进而使生热片处发热效果更加均匀，使对自热嵌片的软化效果更好。
(5)储水硬球内填充有低冰点水，隔水管远离生热片的端部延伸至储水硬球的内，隔水管位于储水硬球内的端部固定连接有冰碎球，冰碎球顶部与储水硬球内壁固定连接，冰碎球外端与储水硬球内壁之间连接有多个支撑杆，冰碎球有效保护端部的冰碎球，在正常情况下不易与低冰点水接触，使在温度相对较高情况下，自热嵌片不易发热，从而使本电缆能够在非低温情况下稳定运行。
(6)冰碎球为双层膜结构，且双层冰碎球的夹层内填充有自来水，冰碎球内腔填充有惰性气体，惰性气体的填充度不低于90％，双层冰碎球的厚度不低于2mm，惰性气体可以撑起冰碎球，使其维持近似球形的结构，在低温情况下，其内部的自来水结冰，使双层膜与冰形成一体呈现硬态，进而使其脆性显著提高。
(7)低冰点水为纯净水与甘油按照3-5:1的体积比混合而成，甘油可溶于水，有效降低纯净水的结冰点，进而使在低温下，其不易结冰没能够维持流动性，使自热嵌片处低温时生热，相对外分化套脆性低。
(8)导水条一端裸露在冰碎球中的惰性气体中，导水条另一端与散水夹片连接，且隔水管和导水条均为柔性结构，使冰碎球碎裂后，使隔水管和导水条位于储水硬球内的端部失去支撑下垂，从而落在储水硬球底部，进而与低冰点水的接触更加充分。
附图说明
图1为本发明的截面的结构示意图；
图2为本发明的正视的结构示意图；
图3为本发明的自热嵌片部分的结构示意图；
图4为本发明的分化网片的结构示意图；
图5为图4中A处的结构示意图；
图6为本发明的预热杆部分的结构示意图；
图7为本发明的冰碎球的结构示意图。
图中标号说明：
1线芯、2绝缘层、3防护层、4外分化套、5自热嵌片、6生热片、62限热层、63导水绒毛、64散水夹片、71隔水管、72储水硬球、8导水条、9冰碎球。
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；所描述的实施例仅仅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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-2，一种自分化式低温抗裂电缆，包括线芯1、包裹在线芯1外的绝缘层2以及固定连接在绝缘层2外的防护层3，防护层3外端固定连接有外分化套4，外分化套4上固定镶嵌有多个均匀分布的自热嵌片5，外分化套4和自热嵌片5为同材质材料制成，且二者均采用橡胶材质，橡胶为电缆最外层护套的较为普遍的材料，使本电缆的材料成本较为普通。
请参阅图3-4，自热嵌片5内部镶嵌有生热片6，生热片6外端固定连接有多个高度不同的预热杆，预热杆包括嵌入至生热片6内的隔水管71以及固定连接在隔水管71位于生热片6外的端部的储水硬球72，生热片6内部填充有生热粉，生热粉为生石灰粉末，且生热片6内生热粉的填充度不低于90％，使生热粉在生热片6内具备一定的活动性，从而使其与低冰点水接触时产生效果更好，生热片6中部连接有分化网片，隔水管71下端部延伸至分化网片内，隔水管71内包裹有导水条8，导水条8的两个端部均延伸至隔水管71外。
请参阅图4-5，分化网片包括横向贯穿生热片6的限热层62、固定镶嵌在限热层62中部的散水夹片64以及多个均匀连接在限热层62外的导水绒毛63，限热层62为多孔隙材料制成，使生热粉可以深入限热层62内与散水夹片64接触，但是同时渗入限热层62内的量有限，使在低温情况下，隔水管71内冰碎球9变脆，当意外裂开后，其内的低冰点水渗入散水夹片64上时，不易直接与大量的生热粉接触，从而有效保证生热片6内不易一次性过渡受热，从而使自热嵌片5处不易损坏，散水夹片64和导水绒毛63均为吸水材料制成，可以将渗入生热片6内的低冰点水均匀在限热层62上分散，当低熔点水较多时，可沿着导水绒毛63继续向外分散，进而使生热片6处发热效果更加均匀，使对自热嵌片5的软化效果更好。
请参阅图6，导水条8一端裸露在冰碎球9中的惰性气体中，导水条8另一端与散水夹片64连接，且隔水管71和导水条8均为柔性结构，使冰碎球9碎裂后，使隔水管71和导水条8位于储水硬球72内的端部失去支撑下垂，从而落在储水硬球72底部，进而与低冰点水的接触更加充分，储水硬球72内填充有低冰点水，低冰点水为纯净水与甘油按照3-5:1的体积比混合而成，甘油可溶于水，有效降低纯净水的结冰点，进而使在低温下，其不易结冰没能够维持流动性，使自热嵌片5处低温时生热，相对外分化套4脆性低，隔水管71远离生热片6的端部延伸至储水硬球72的内，隔水管71位于储水硬球72内的端部固定连接有冰碎球9，冰碎球9顶部与储水硬球72内壁固定连接，冰碎球9外端与储水硬球72内壁之间连接有多个支撑杆，冰碎球9有效保护7端部的冰碎球9，在正常情况下不易与低冰点水接触，使在温度相对较高情况下，自热嵌片5不易发热，从而使本电缆能够在非低温情况下稳定运行。
请参阅图7，冰碎球9为双层膜结构，且双层冰碎球9的夹层内填充有自来水，冰碎球9内腔填充有惰性气体，惰性气体的填充度不低于90％，双层冰碎球9的厚度不低于2mm，惰性气体可以撑起冰碎球9，使其维持近似球形的结构，在低温情况下，其内部的自来水结冰，使双层膜与冰形成一体呈现硬态，进而使其脆性显著提高，当本电缆意外受力时，冰碎球9脆性比外分化套4和自热嵌片5更大，极易破裂，使导水条8端部裸露在低冰点的水中，进而使低冰点水沿着导水条8渗入至分化网片内，实现低温下的产热的效果，使多个自热嵌片5处温度相对较高，有效抵消低温造成的脆性升高的问题，进而使防护层3外的外分化套4和自热嵌片5呈现硬度上的自分化效果，相较于现有技术低温下脆性整体升高，外分化套4上多个自热嵌片5处相对软化，使防护层3表面分化成多个相互不接触的高脆性点，进而有效降低低温下电缆在意外受力时开裂的情况，显著延长电缆使用寿命。
通过在外分化套4上嵌入的多个自热嵌片5，在低温情况下，预热杆内的冰碎球9结冰硬化，脆性提高，当意外受力时，冰碎球9优先于自热嵌片5碎裂，使低冰点水渗入生热片6内，在分化网片的作用下，使生热片6相对均匀产热，使多个自热嵌片5处温度相对较高，有效抵消低温造成的脆性升高的问题，此时，外分化套4和自热嵌片5呈现硬度上的自分化效果，相较于现有技术低温下脆性整体的升高，外分化套4上多个自热嵌片5处相对软化，进而有效降低低温下电缆在意外受力时开裂的情况，显著延长电缆使用寿命，同时有效避免因电缆意外开裂造成的安全隐患。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自分化式低温抗裂电缆，包括线芯(1)、包裹在线芯(1)外的绝缘层(2)以及固定连接在绝缘层(2)外的防护层(3)，其特征在于：所述防护层(3)外端固定连接有外分化套(4)，所述外分化套(4)上固定镶嵌有多个均匀分布的自热嵌片(5)，所述自热嵌片(5)内部镶嵌有生热片(6)，所述生热片(6)外端固定连接有多个高度不同的预热杆，所述预热杆包括嵌入至生热片(6)内的隔水管(71)以及固定连接在隔水管(71)位于生热片(6)外的端部的储水硬球(72)，所述生热片(6)内部填充有生热粉，所述生热片(6)中部连接有分化网片，所述隔水管(71)下端部延伸至分化网片内，所述隔水管(71)内包裹有导水条(8)，所述导水条(8)的两个端部均延伸至隔水管(71)外。
2.根据权利要求1所述的一种自分化式低温抗裂电缆，其特征在于：所述外分化套(4)和自热嵌片(5)为同材质材料制成，且二者均采用橡胶材质。
3.根据权利要求1所述的一种自分化式低温抗裂电缆，其特征在于：所述生热粉为生石灰粉末，且生热片(6)内生热粉的填充度不低于90％。
4.根据权利要求1所述的一种自分化式低温抗裂电缆，其特征在于：所述分化网片包括横向贯穿生热片(6)的限热层(62)、固定镶嵌在限热层(62)中部的散水夹片(64)以及多个均匀连接在限热层(62)外的导水绒毛(63)。
5.根据权利要求4所述的一种自分化式低温抗裂电缆，其特征在于：所述限热层(62)为多孔隙材料制成，所述散水夹片(64)和导水绒毛(63)均为吸水材料制成。
6.根据权利要求4所述的一种自分化式低温抗裂电缆，其特征在于：所述储水硬球(72)内填充有低冰点水，所述隔水管(71)远离生热片(6)的端部延伸至储水硬球(72)的内，所述隔水管(71)位于储水硬球(72)内的端部固定连接有冰碎球(9)，所述冰碎球(9)顶部与储水硬球(72)内壁固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种自分化式低温抗裂电缆，其特征在于：所述冰碎球(9)为双层膜结构，且双层冰碎球(9)的夹层内填充有自来水，所述冰碎球(9)内腔填充有惰性气体。
8.根据权利要求7所述的一种自分化式低温抗裂电缆，其特征在于：所述惰性气体的填充度不低于90％，双层所述冰碎球(9)的厚度不低于2mm。
9.根据权利要求6所述的一种自分化式低温抗裂电缆，其特征在于：所述低冰点水为纯净水与甘油按照3-5:1的体积比混合而成。
10.根据权利要求6所述的一种自分化式低温抗裂电缆，其特征在于：所述导水条(8)一端裸露在冰碎球(9)中的惰性气体中，所述导水条(8)另一端与散水夹片(64)连接，且隔水管(71)和导水条(8)均为柔性结构。
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