CN113506652A - 一种基于电网输电的自硬式防断电缆 - Google Patents

一种基于电网输电的自硬式防断电缆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于电网输电的自硬式防断电缆，属于电网输电技术领域，本发明可以通过镶嵌中嵌管和节点球来对外包套进行补强，在满足电缆的正常拉伸和弯曲动作下，中嵌管可以进行一定程度的延伸补偿作用，而在受到极端拉伸作用下，中嵌管会出现过度补偿动作，并借由其内部的触发线触发节点球的水分释放动作，然后水分进入到中嵌管后进行水硬胶凝反应，促使中嵌管发生硬化动作，此时中嵌管的强度得到极大的提升，从而防止电缆继续被拉伸而发生断裂现象，并且通过中嵌管上吸附的水吸磁球，可以及时感知到水分泄漏现象并进行封堵，避免水分渗透对电缆本身造成影响，极大的保证电缆输电的安全性。

Description

一种基于电网输电的自硬式防断电缆
技术领域
本发明涉及电网输电技术领域，更具体地说，涉及一种基于电网输电的自硬式防断电缆。
背景技术
电力系统中各种电压的变电所及输配电线路组成的整体，称为电力网。它包含变电、输电、配电三个单元。电力网的任务是输送与分配电能，改变电压。
输电线路是用变压器将发电机发出的电能升压后，再经断路器等控制设备接入输电线路来实现。结构形式，输电线路分为架空输电线路和电缆线路。
架空输电线路由线路杆塔、导线、绝缘子、线路金具、拉线、杆塔基础、接地装置等构成，架设在地面之上。按照输送电流的性质，输电分为交流输电和直流输电。19世纪80年代首先成功地实现了直流输电。但由于直流输电的电压在当时技术条件下难于继续提高，以致输电能力和效益受到限制。19世纪末，直流输电逐步为交流输电所代替。交流输电的成功，迎来了20世纪电气化社会的新时代。
电缆是一种电能或信号传输装置，通常是由几根或几组导线组成，在某些使用环境下例如架空线路中由于电缆长期处于拉伸状态，在受到极端情况下的拉力后存在扯断的风险，从而导致电网的重大损失。
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基于电网输电的自硬式防断电缆，可以通过镶嵌中嵌管和节点球来对外包套进行补强，在满足电缆的正常拉伸和弯曲动作下，中嵌管可以进行一定程度的延伸补偿作用，而在受到极端拉伸作用下，中嵌管会出现过度补偿动作，并借由其内部的触发线触发节点球的水分释放动作，然后水分进入到中嵌管后进行水硬胶凝反应，促使中嵌管发生硬化动作，此时中嵌管的强度得到极大的提升，从而防止电缆继续被拉伸而发生断裂现象，并且通过中嵌管上吸附的水吸磁球，可以及时感知到水分泄漏现象并进行封堵，避免水分渗透对电缆本身造成影响，极大的保证电缆输电的安全性。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种基于电网输电的自硬式防断电缆，包括外包套，所述外包套内端插接有缆芯，所述缆芯上开设有防断管腔，所述防断管腔内镶嵌连接有多个均匀分布的节点球，相邻所述节点球之间连接有中嵌管，所述中嵌管上吸附有多个均匀分布的水吸磁球，所述节点球包括外定球壳、内储水囊以及一对侧封口，所述内储水囊连接于外定球壳内端，所述内储水囊对称镶嵌连接于外定球壳两端，所述中嵌管贯穿外定球壳并延伸至其内侧与内储水囊连接，所述中嵌管内镶嵌连接有触发线，且触发线与侧封口连接。
进一步的，所述外定球壳和内储水囊均采用硬质防水材料制成，所述内储水囊内填充有去离子水，所述侧封口采用脆性材料制成，在外包套受到极端拉伸后，触发线会牵扯侧封口发生脆裂现象，然后去离子水从内储水囊中进入到中嵌管内，并与水硬性胶凝材料混合实现硬化。
进一步的，所述中嵌管内填充有水硬性胶凝材料和氮气，且水硬性胶凝材料的体积为中嵌管内体积的2/3-4/5，氮气的填充保证中嵌管具有一定的柔软度，同时其化学性质不活泼，而水硬性胶凝材料又有足够的量来保证硬化后的强度。
进一步的，所述中嵌管包括内管、屏蔽层以及防拉伸线，所述防拉伸线连接于内管内侧两端，所述屏蔽层密集覆盖于内管外表面上，防拉伸线起到对内管的保护作用，屏蔽层则起到一定的隔磁效果，在内管受到拉伸后隔磁效果逐渐减弱，在内管出现裂纹后磁场可以透过从而吸附水吸磁球进行封堵，防止水分从裂纹处渗透出去造成危害。
进一步的，所述屏蔽层包括多块隔磁鳞片，且隔磁鳞片两两部分叠加覆盖，隔磁鳞片叠加覆盖可以实现对磁场的良好屏蔽，在正常拉伸范围内也可以实现磁屏蔽，而在内管出现过度拉伸甚至是出现裂纹时，磁场可以透过对水吸磁球进行吸附。
进一步的，所述内管采用弹性防水材料制成，所述屏蔽层采用高磁导率材料制成，所述防拉伸线采用多股丝线扭转集束制成，且处于松弛状态。
进一步的，所述触发线包括主拉线以及多个充磁球，且充磁球均匀镶嵌于主拉线上，所述充磁球包括发气层以及磁性内芯，所述发气层覆盖于磁性内芯的外表面，触发线起到感知拉伸作用的效果，在出现极端拉伸情况时会将拉力作用于侧封口上，并在去离子水进入到中嵌管后，发气层接触到水分触发气体释放动作，可以加速水分的渗透与水硬性胶凝材料的混合，磁性内芯则提供磁场对水吸磁球进行吸附。
进一步的，所述主拉线采用多股丝线扭转集束制成，且处于松弛状态，所述发气层采用泡腾崩解剂制成，泡腾崩解剂是专用于泡腾片的特殊崩解剂，最常用的是由碳酸氢钠与柠檬酸组成的混合物，在接触到水之后会发生化学反应释放出二氧化碳。
进一步的，所述水吸磁球包括自移球壳、水溶口以及磁吸块，所述水溶口镶嵌连接于自移球壳一端，所述磁吸块连接于水溶口位于自移球壳的内部区域上，水吸磁球在受到磁场牵引时移动到中嵌管上的裂纹部位，然后对其进行封堵，水溶口在溶解后自移球壳内部材料可以释放出去对水分进行吸收，避免水分的泄漏。
进一步的，所述自移球壳内填充有干燥粉和氮气，且氮气的压缩倍数为1.2-1.5倍，所述水溶口采用水溶性材料制成，在水溶口溶解后氮气由于要恢复常压，会携带干燥粉释放出去，一方面挤压水分回流，另一方面对水分进行吸湿干燥。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案可以通过镶嵌中嵌管和节点球来对外包套进行补强，在满足电缆的正常拉伸和弯曲动作下，中嵌管可以进行一定程度的延伸补偿作用，而在受到极端拉伸作用下，中嵌管会出现过度补偿动作，并借由其内部的触发线触发节点球的水分释放动作，然后水分进入到中嵌管后进行水硬胶凝反应，促使中嵌管发生硬化动作，此时中嵌管的强度得到极大的提升，从而防止电缆继续被拉伸而发生断裂现象，并且通过中嵌管上吸附的水吸磁球，可以及时感知到水分泄漏现象并进行封堵，避免水分渗透对电缆本身造成影响，极大的保证电缆输电的安全性。
(2)外定球壳和内储水囊均采用硬质防水材料制成，内储水囊内填充有去离子水，侧封口采用脆性材料制成，在外包套受到极端拉伸后，触发线会牵扯侧封口发生脆裂现象，然后去离子水从内储水囊中进入到中嵌管内，并与水硬性胶凝材料混合实现硬化。
(3)中嵌管内填充有水硬性胶凝材料和氮气，且水硬性胶凝材料的体积为中嵌管内体积的2/3-4/5，氮气的填充保证中嵌管具有一定的柔软度，同时其化学性质不活泼，而水硬性胶凝材料又有足够的量来保证硬化后的强度。
(4)中嵌管包括内管、屏蔽层以及防拉伸线，防拉伸线连接于内管内侧两端，屏蔽层密集覆盖于内管外表面上，防拉伸线起到对内管的保护作用，屏蔽层则起到一定的隔磁效果，在内管受到拉伸后隔磁效果逐渐减弱，在内管出现裂纹后磁场可以透过从而吸附水吸磁球进行封堵，防止水分从裂纹处渗透出去造成危害。
(5)屏蔽层包括多块隔磁鳞片，且隔磁鳞片两两部分叠加覆盖，隔磁鳞片叠加覆盖可以实现对磁场的良好屏蔽，在正常拉伸范围内也可以实现磁屏蔽，而在内管出现过度拉伸甚至是出现裂纹时，磁场可以透过对水吸磁球进行吸附。
(6)触发线包括主拉线以及多个充磁球，且充磁球均匀镶嵌于主拉线上，充磁球包括发气层以及磁性内芯，发气层覆盖于磁性内芯的外表面，触发线起到感知拉伸作用的效果，在出现极端拉伸情况时会将拉力作用于侧封口上，并在去离子水进入到中嵌管后，发气层接触到水分触发气体释放动作，可以加速水分的渗透与水硬性胶凝材料的混合，磁性内芯则提供磁场对水吸磁球进行吸附。
(7)主拉线采用多股丝线扭转集束制成，且处于松弛状态，发气层采用泡腾崩解剂制成，泡腾崩解剂是专用于泡腾片的特殊崩解剂，最常用的是由碳酸氢钠与柠檬酸组成的混合物，在接触到水之后会发生化学反应释放出二氧化碳。
(8)水吸磁球包括自移球壳、水溶口以及磁吸块，水溶口镶嵌连接于自移球壳一端，磁吸块连接于水溶口位于自移球壳的内部区域上，水吸磁球在受到磁场牵引时移动到中嵌管上的裂纹部位，然后对其进行封堵，水溶口在溶解后自移球壳内部材料可以释放出去对水分进行吸收，避免水分的泄漏。
(9)自移球壳内填充有干燥粉和氮气，且氮气的压缩倍数为1.2-1.5倍，水溶口采用水溶性材料制成，在水溶口溶解后氮气由于要恢复常压，会携带干燥粉释放出去，一方面挤压水分回流，另一方面对水分进行吸湿干燥。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中A处的结构示意图；
图3为本发明节点球部分的剖视图；
图4为本发明中嵌管的结构示意图；
图5为本发明触发线的结构示意图；
图6为本发明水吸磁球的结构示意图。
图中标号说明：
1外包套、2缆芯、3中嵌管、31内管、32屏蔽层、33防拉伸线、4节点球、41外定球壳、42内储水囊、43侧封口、5水吸磁球、51自移球壳、52水溶口、53磁吸块、6触发线、61主拉线、62发气层、63磁性内芯。
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1-3，一种基于电网输电的自硬式防断电缆，包括外包套1，外包套1内端插接有缆芯2，缆芯2上开设有防断管腔，防断管腔内镶嵌连接有多个均匀分布的节点球4，相邻节点球4之间连接有中嵌管3，中嵌管3上吸附有多个均匀分布的水吸磁球5，节点球4包括外定球壳41、内储水囊42以及一对侧封口43，内储水囊42连接于外定球壳41内端，内储水囊42对称镶嵌连接于外定球壳41两端，中嵌管3贯穿外定球壳41并延伸至其内侧与内储水囊42连接，中嵌管3内镶嵌连接有触发线6，且触发线6与侧封口43连接。
外定球壳41和内储水囊42均采用硬质防水材料制成，内储水囊42内填充有去离子水，侧封口43采用脆性材料制成，在外包套1受到极端拉伸后，触发线6会牵扯侧封口43发生脆裂现象，然后去离子水从内储水囊42中进入到中嵌管3内，并与水硬性胶凝材料混合实现硬化。
中嵌管3内填充有水硬性胶凝材料和氮气，且水硬性胶凝材料的体积为中嵌管3内体积的2/3-4/5，氮气的填充保证中嵌管3具有一定的柔软度，同时其化学性质不活泼，而水硬性胶凝材料又有足够的量来保证硬化后的强度。
值得注意的是，去离子水和水硬性胶凝材料应保持合理的配比，质量比一般保持在0.4左右，具体根据使用环境进行调整。
请参阅图4，中嵌管3包括内管31、屏蔽层32以及防拉伸线33，防拉伸线33连接于内管31内侧两端，屏蔽层32密集覆盖于内管31外表面上，防拉伸线33起到对内管31的保护作用，屏蔽层32则起到一定的隔磁效果，在内管31受到拉伸后隔磁效果逐渐减弱，在内管31出现裂纹后磁场可以透过从而吸附水吸磁球5进行封堵，防止水分从裂纹处渗透出去造成危害。
屏蔽层32包括多块隔磁鳞片，且隔磁鳞片两两部分叠加覆盖，隔磁鳞片叠加覆盖可以实现对磁场的良好屏蔽，在正常拉伸范围内也可以实现磁屏蔽，而在内管31出现过度拉伸甚至是出现裂纹时，磁场可以透过对水吸磁球5进行吸附。
内管31采用弹性防水材料制成，屏蔽层32采用高磁导率材料制成，防拉伸线33采用多股丝线扭转集束制成，且处于松弛状态。
请参阅图5，触发线6包括主拉线61以及多个充磁球，且充磁球均匀镶嵌于主拉线61上，充磁球包括发气层62以及磁性内芯63，发气层62覆盖于磁性内芯63的外表面，触发线6起到感知拉伸作用的效果，在出现极端拉伸情况时会将拉力作用于侧封口43上，并在去离子水进入到中嵌管3后，发气层62接触到水分触发气体释放动作，可以加速水分的渗透与水硬性胶凝材料的混合，磁性内芯63则提供磁场对水吸磁球5进行吸附。
主拉线61采用多股丝线扭转集束制成，且处于松弛状态，发气层62采用泡腾崩解剂制成，泡腾崩解剂是专用于泡腾片的特殊崩解剂，最常用的是由碳酸氢钠与柠檬酸组成的混合物，在接触到水之后会发生化学反应释放出二氧化碳。
请参阅图6，水吸磁球5包括自移球壳51、水溶口52以及磁吸块53，水溶口52镶嵌连接于自移球壳51一端，磁吸块53连接于水溶口52位于自移球壳51的内部区域上，水吸磁球5在受到磁场牵引时移动到中嵌管3上的裂纹部位，然后对其进行封堵，水溶口52在溶解后自移球壳51内部材料可以释放出去对水分进行吸收，避免水分的泄漏。
自移球壳51内填充有干燥粉和氮气，且氮气的压缩倍数为1.2-1.5倍，干燥粉为现有产品，水溶口52采用水溶性材料制成，在水溶口52溶解后氮气由于要恢复常压，会携带干燥粉释放出去，一方面挤压水分回流，另一方面对水分进行吸湿干燥。
本发明可以通过镶嵌中嵌管3和节点球4来对外包套1进行补强，在满足电缆的正常拉伸和弯曲动作下，中嵌管3可以进行一定程度的延伸补偿作用，而在受到极端拉伸作用下，中嵌管3会出现过度补偿动作，并借由其内部的触发线6触发节点球4的水分释放动作，然后水分进入到中嵌管3后进行水硬胶凝反应，促使中嵌管3发生硬化动作，此时中嵌管3的强度得到极大的提升，从而防止电缆继续被拉伸而发生断裂现象，并且通过中嵌管3上吸附的水吸磁球5，可以及时感知到水分泄漏现象并进行封堵，避免水分渗透对电缆本身造成影响，极大的保证电缆输电的安全性。
以上，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)

1.一种基于电网输电的自硬式防断电缆，包括外包套(1)，所述外包套(1)内端插接有缆芯(2)，其特征在于：所述缆芯(2)上开设有防断管腔，所述防断管腔内镶嵌连接有多个均匀分布的节点球(4)，相邻所述节点球(4)之间连接有中嵌管(3)，所述中嵌管(3)上吸附有多个均匀分布的水吸磁球(5)，所述节点球(4)包括外定球壳(41)、内储水囊(42)以及一对侧封口(43)，所述内储水囊(42)连接于外定球壳(41)内端，所述内储水囊(42)对称镶嵌连接于外定球壳(41)两端，所述中嵌管(3)贯穿外定球壳(41)并延伸至其内侧与内储水囊(42)连接，所述中嵌管(3)内镶嵌连接有触发线(6)，且触发线(6)与侧封口(43)连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于电网输电的自硬式防断电缆，其特征在于：所述外定球壳(41)和内储水囊(42)均采用硬质防水材料制成，所述内储水囊(42)内填充有去离子水，所述侧封口(43)采用脆性材料制成。
3.根据权利要求1所述的一种基于电网输电的自硬式防断电缆，其特征在于：所述中嵌管(3)内填充有水硬性胶凝材料和氮气，且水硬性胶凝材料的体积为中嵌管(3)内体积的2/3-4/5。
4.根据权利要求3所述的一种基于电网输电的自硬式防断电缆，其特征在于：所述中嵌管(3)包括内管(31)、屏蔽层(32)以及防拉伸线(33)，所述防拉伸线(33)连接于内管(31)内侧两端，所述屏蔽层(32)密集覆盖于内管(31)外表面上。
5.根据权利要求4所述的一种基于电网输电的自硬式防断电缆，其特征在于：所述屏蔽层(32)包括多块隔磁鳞片，且隔磁鳞片两两部分叠加覆盖。
6.根据权利要求4所述的一种基于电网输电的自硬式防断电缆，其特征在于：所述内管(31)采用弹性防水材料制成，所述屏蔽层(32)采用高磁导率材料制成，所述防拉伸线(33)采用多股丝线扭转集束制成，且处于松弛状态。
7.根据权利要求1所述的一种基于电网输电的自硬式防断电缆，其特征在于：所述触发线(6)包括主拉线(61)以及多个充磁球，且充磁球均匀镶嵌于主拉线(61)上，所述充磁球包括发气层(62)以及磁性内芯(63)，所述发气层(62)覆盖于磁性内芯(63)的外表面。
8.根据权利要求7所述的一种基于电网输电的自硬式防断电缆，其特征在于：所述主拉线(61)采用多股丝线扭转集束制成，且处于松弛状态，所述发气层(62)采用泡腾崩解剂制成。
9.根据权利要求1所述的一种基于电网输电的自硬式防断电缆，其特征在于：所述水吸磁球(5)包括自移球壳(51)、水溶口(52)以及磁吸块(53)，所述水溶口(52)镶嵌连接于自移球壳(51)一端，所述磁吸块(53)连接于水溶口(52)位于自移球壳(51)的内部区域上。
10.根据权利要求1所述的一种基于电网输电的自硬式防断电缆，其特征在于：所述自移球壳(51)内填充有干燥粉和氮气，且氮气的压缩倍数为1.2-1.5倍，所述水溶口(52)采用水溶性材料制成。
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