CN114520078B - 一种新能源光伏智慧型电缆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光伏电缆的制备领域，公开了一种新能源光伏智慧型电缆，包括电缆本体和连接头，连接头设置在电缆本体的连接端部，连接头用于连接两个电缆本体，电缆本体由内到外包括缆芯、绝缘填充层、内绝缘护套层、屏蔽层、阻燃耐高温层、外绝缘护套层，连接头包括连接套筒和散热减振结构，连接套筒容纳两个电缆接头，散热减振结构包括第一套筒，第一套筒套设在连接套筒外，第一套筒内设有第一空腔，第一空腔内填充有非牛顿流体冷却液，本发明中非牛顿流体冷却液既可以起到吸热冷却的作用，又可以起到减振缓冲的作用。

Description

一种新能源光伏智慧型电缆

技术领域

本发明涉及光伏电缆的制备领域，特别是一种新能源光伏智慧型电缆。

背景技术

光伏电缆在进行分布式安装的过程中，由于其安设在光伏发电区，其外部套层的抗高温和防水耐腐蚀能力较强，但由于其分布式安装时，由于电缆受到光伏发电器械的限制和场地的安装限制，经常出现由于线缆的单端长度不足以完成两个甚至多个光伏发电器械的连接安装。

现有的一种分布式光伏电缆主要存在以下不足，由于其分布式安装时，由于电缆受到光伏发电器械的限制和场地的安装限制，经常出现由于线缆的单端长度不足以完成两个甚至多个光伏发电器械的连接安装，从而通常需要进行光伏电缆的续接，而其续接时多采用绝缘胶布进行分离粘合，然后进行多层次的捆接，作为其主要的防护套层出现断接，对其所具有的抗高温和防振动的能力均会在局部出现削弱性的断层，从而很容易影响整体电缆的使用寿命，而光伏电缆在白天发电时，电缆本体承载大量的电流，电缆自身产生大量的热量，尤其是电缆之间的连接处，容易因为连接不良而产生大热量，更进一步影响了光伏电缆的正常使用。

发明内容

为此，需要提供一种新能源光伏智慧型电缆，解决现有分布式光伏电缆在连接处容易出现抗高温和防振动的能力削弱性的断层的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种新能源光伏智慧型电缆，包括电缆本体和连接头，所述连接头设置在电缆本体的连接端部，连接头用于连接两个电缆本体，

所述电缆本体由内到外包括缆芯、绝缘填充层、内绝缘护套层、屏蔽层、阻燃耐高温层、外绝缘护套层，

所述连接头包括连接套筒和散热减振结构，所述连接套筒容纳两个电缆接头，所述散热减振结构包括第一套筒，所述第一套筒套设在连接套筒外，所述第一套筒内设有第一空腔，所述第一空腔内填充有非牛顿流体冷却液。

进一步，所述第一空腔内靠近连接套筒的内侧面固定有扰流凸板。电缆本体自身在工作时，容易产生低频的振动，当振动由连接套筒传递到第一空腔内时，扰流凸板即能够作为散热鳍片，提高传热面积，也能够作为对非牛顿流体冷却液进行扰动，提高传热系数，进而从两个方面提高传热效率。

进一步，所述扰流凸板为螺旋板。螺旋板对非牛顿流体冷却液产生扰动时，能够使得非牛顿流体冷却液产生螺旋方向的流动。

进一步，所述连接套筒的外侧面设有多个固定凸台，所述第一套筒的内侧面上设有多个固定凹槽，所述固定凸台嵌入固定凹槽内，所述固定凸台与固定凹槽形状相适配。固定凸台和固定凹槽的设置增加连接套筒和第一套筒的接触面积，保证热量和振动的传递。

进一步，所述固定凸台呈圆环形，多个所述固定凸台沿连接套筒的轴向设置。

进一步，所述固定凸台沿接套筒的轴向延伸设置，多个固定凸台周向设置在连接套筒的外侧面上。

进一步，所述散热减振结构还包括有第二套筒，所述第二套筒套设第一套筒上，所述第一套筒和第二套筒之间真空腔，所述真空腔的两端设有密封板，所述密封板连接第一套筒和第二套筒，所述第二套筒内设有第二空腔，所述第二空腔内填充有非牛顿流体冷却液。白天太阳能发电场本身环境属于高温环境，第二空腔内的非牛顿流体冷却液能够对连接头内的进行隔绝保护，第二空腔的内侧面为光滑侧面，非牛顿流体冷却液自身的粘度高、传热边界层厚的特性能够隔绝热量传递。真空腔能够对连接头内部起到进一步隔绝和屏蔽的效果。

进一步，所述真空腔内设有两个连通管，所述连通管连通第一空腔和第二空腔，所述连通管上设有控制阀门。当夜晚降临后，外部环境温度降低，此时控制阀门打开，第一空腔和第二空腔内的非牛顿流体冷却液相互对流，第一空腔内的非牛顿流体冷却液与外部环境进行热交换，从而降低温度。

进一步，所述电缆本体的缆芯的端部固定有接线端子，所述连接套的内部固定有连接触头和两个分离环，两个分离环分别位于连接触头的两侧，所述分离环上设有连通孔，所述连通孔与电缆本体的缆芯相对应，所述连接触头的两侧面上设有卡箍，所述卡箍与接线端子相对应。

连接时，接线端子通过卡箍插到连接触头上，两个电缆本体的缆芯通过连接触头进行电连接，卡箍的设置使得接线端子和连接触头连接的牢固性，分离环起到定位作用，

进一步，所述连接头还包括有两个螺纹紧固帽，所述连接套筒的两端设有凸出于第一套筒的侧边的螺纹锁紧段和收紧段，所述螺纹紧固帽与螺纹锁紧段螺纹配合，所述螺纹紧固帽挤压收紧段。

螺纹紧固帽与螺纹锁紧段螺纹配合时挤压收紧段，使得连接头固定电缆本体的端部。

上述技术方案具有以下有益效果：

本发明的新能源光伏智慧型电缆适用于昼夜温差较大的高原光伏发电场，白天发电时，第一空腔内的非牛顿流体冷却液能够大量吸收电缆本体散热的热量，保证电缆本体连接处的安全性，避免电缆本体的连接接头出现故障，而夜晚时，非牛顿流体冷却液能够与外部低温环境进行热交换，重新降低温度，从而到白天光伏发电是进行循环冷却，另外，电缆本体自身产生的低频振动传递到第一空腔内时，非牛顿流体冷却液能够起到减振的作用，同时振动能够加强非牛顿流体冷却液分子之间的对流，可以有效的规避非牛顿流体冷却液粘度高、传热边界层厚的问题，进而提高冷却效率。

附图说明

图1为实施例1所述新能源光伏智慧型电缆的结构。

图2为实施例1所述电缆本体的横截面。

图3为实施例1所述连接头的剖面分解图。

图4为实施例1所述电缆本体的横截面。

图5为实施例1所述的第一套筒内侧面的结构图。

图6为实施例2所述的连接头的纵向剖面的部分结构图。

图7为实施例3所述连接头的横截面的结构图。

图8为实施例3所述连接头的第一套筒和第二套筒连接端部的结构图。

附图标记说明：

1、电缆本体；11、缆芯；12、绝缘填充层；13、内绝缘护套层；14、屏蔽层；15、阻燃耐高温层；16、外绝缘护套层；2、连接头；21、连接套筒；211、螺纹锁紧段；212、收紧段；213、卡箍；214、连接触头；215、分离环；216、连通孔；217、固定凸台；22、第一套筒；221、第一空腔；222、扰流凸板；223、固定凹槽；23、螺纹紧固帽；24、真空腔；25、第二套筒；251、第二空腔；26、连通管；27、控制阀门；28、密封板。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

实施例1

请参阅图1-5，本实施例公开了一种新能源光伏智慧型电缆，包括电缆本体1和连接头2，连接头2设置在电缆本体1的连接端部，连接头2用于连接两个电缆本体1。

电缆本体1由内到外包括缆芯11、绝缘填充层12、内绝缘护套层13、屏蔽层14、阻燃耐高温层15、外绝缘护套层16。

连接头2包括连接套筒21和散热减振结构，连接套筒21容纳两个电缆接头，散热减振结构包括第一套筒22，第一套筒22套设在连接套筒21外，第一套筒22内设有第一空腔221，第一空腔221内填充有非牛顿流体冷却液。

第一空腔221内靠近连接套筒21的内侧面固定有扰流凸板222。电缆本体1自身在工作时，容易产生低频的振动，当振动由连接套筒21传递到第一空腔221内时，扰流凸板222即能够作为散热鳍片，提高传热面积，也能够作为对非牛顿流体冷却液进行扰动，提高传热系数，进而从两个方面提高传热效率。

本实施例中。扰流凸板222为螺旋板。螺旋板对非牛顿流体冷却液产生扰动时，能够使得非牛顿流体冷却液产生螺旋方向的流动。

连接套筒21的外侧面设有多个固定凸台217，第一套筒22的内侧面上设有多个固定凹槽223，固定凸台217嵌入固定凹槽223内，固定凸台217与固定凹槽223形状相适配。固定凸台217和固定凹槽223的设置增加连接套筒21和第一套筒22的接触面积，保证热量和振动的传递。

本实施例中，固定凸台217沿接套筒的轴向延伸设置，多个固定凸台217周向设置在连接套筒21的外侧面上。

电缆本体1的缆芯11的端部固定有接线端子，连接套的内部固定有连接触头214和两个分离环215，两个分离环215分别位于连接触头214的两侧，分离环215上设有连通孔216，连通孔216与电缆本体1的缆芯11相对应，连接触头214的两侧面上设有卡箍213，卡箍213与接线端子相对应。

连接时，接线端子通过卡箍213插到连接触头214上，两个电缆本体1的缆芯11通过连接触头214进行电连接，卡箍213的设置使得接线端子和连接触头214连接的牢固性，分离环215起到定位作用。

连接头2还包括有两个螺纹紧固帽23，连接套筒的两端设有凸出于第一套筒22的侧边的螺纹锁紧段211和收紧段212，螺纹紧固帽23与螺纹锁紧段211螺纹配合，螺纹紧固帽23挤压收紧段212。螺纹紧固帽23与螺纹锁紧段211螺纹配合时挤压收紧段212，使得连接头2固定电缆本体1的端部。

实施例2

请参阅图6，本实施例公开了一种新能源光伏智慧型电缆，与实施例1不同的是，固定凸台217呈圆环形，多个固定凸台217沿连接套筒21的轴向设置。

具体的，固定凸台217的横截面为弧形。

实施例3

请参阅图7-8，本实施例公开了一种新能源光伏智慧型电缆，与实施例1不同的是，散热减振结构还包括有第二套筒25，第二套筒25套设第一套筒22上，第一套筒22和第二套筒25之间真空腔24，真空腔24的两端设有密封板28，密封板28连接第一套筒22和第二套筒25，第二套筒25内设有第二空腔251，第二空腔251内填充有非牛顿流体冷却液。白天太阳能发电场本身环境属于高温环境，第二空腔251内的非牛顿流体冷却液能够对连接头2内的进行隔绝保护，第二空腔251的内侧面为光滑侧面，非牛顿流体冷却液自身的粘度高、传热边界层厚的特性能够隔绝热量传递。真空腔24能够对连接头2内部起到进一步隔绝和屏蔽的效果。

真空腔24内设有两个连通管26，连通管26连通第一空腔221和第二空腔251，连通管26上设有控制阀门27。当夜晚降临后，外部环境温度降低，此时控制阀门27打开，第一空腔221和第二空腔251内的非牛顿流体冷却液相互对流，第一空腔221内的非牛顿流体冷却液与外部环境进行热交换，从而降低温度。

本实施例中，第二套筒25的外侧固定一个温度感应器，温度感应器与控制阀门27电性连接。从而依据外部环境的变化，控制非牛顿流体冷却液的热交换。

另一种实施方式，控制阀门27通过一个总的控制中心进行智能控制。

本发明第一套筒22（实施例1和2）或第二套筒25（实施例3）上可以设置循环连接口，循环连接口可以用于添加非牛顿流体冷却液，或者当牛顿流体冷却液无法自然冷却时，抽取牛顿流体冷却液使用冷却装置进行循环冷却。

本发明使用时：

白天发电时，第一空腔221内的非牛顿流体冷却液能够大量吸收电缆本体1散热的热量，保证电缆本体1连接处的安全性，避免电缆本体1的连接接头出现故障，而第二空腔251内的非牛顿流体冷却液能够隔绝光伏发电场的高温环境；

夜晚时，光伏发电场温度降低，连通管26上的控制阀门27打开，第一空腔221和第二空腔251内相互连通，非牛顿流体冷却液相互对流汇合，并在第二空腔251内与外部环境进行热交换，使得非牛顿流体冷却液温度降低，本发明适用于昼夜温差较大的高原光伏发电场，这样非牛顿流体冷却液可以通过外部环境自然的冷却。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者终端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、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新能源光伏智慧型电缆，其特征在于，包括电缆本体和连接头，所述连接头设置在电缆本体的连接端部，连接头用于连接两个电缆本体，

所述电缆本体由内到外包括缆芯、绝缘填充层、内绝缘护套层、屏蔽层、阻燃耐高温层、外绝缘护套层，

所述连接头包括连接套筒和散热减振结构，所述连接套筒容纳两个电缆接头，所述散热减振结构包括第一套筒，所述第一套筒套设在连接套筒外，所述第一套筒内设有第一空腔，所述第一空腔内填充有非牛顿流体冷却液；

所述散热减振结构还包括有第二套筒，所述第二套筒套设第一套筒上，所述第一套筒和第二套筒之间真空腔，所述真空腔的两端设有密封板，所述密封板连接第一套筒和第二套筒，所述第二套筒内设有第二空腔，所述第二空腔内填充有非牛顿流体冷却液；

所述真空腔内设有两个连通管，所述连通管连通第一空腔和第二空腔，所述连通管上设有控制阀门。

2.如权利要求1所述的新能源光伏智慧型电缆，其特征在于，所述第一空腔内靠近连接套筒的内侧面固定有扰流凸板。

3.如权利要求2所述的新能源光伏智慧型电缆，其特征在于，所述扰流凸板为螺旋板。

4.如权利要求2所述的新能源光伏智慧型电缆，其特征在于，所述连接套筒的外侧面设有多个固定凸台，所述第一套筒的内侧面上设有多个固定凹槽，所述固定凸台嵌入固定凹槽内，所述固定凸台与固定凹槽形状相适配。

5.如权利要求4所述的新能源光伏智慧型电缆，其特征在于，所述固定凸台呈圆环形，多个所述固定凸台沿连接套筒的轴向设置。

6.如权利要求4所述的新能源光伏智慧型电缆，其特征在于，所述固定凸台沿接套筒的轴向延伸设置，多个固定凸台周向设置在连接套筒的外侧面上。

7.如权利要求1所述的新能源光伏智慧型电缆，其特征在于，所述电缆本体的缆芯的端部固定有接线端子，所述连接套的内部固定有连接触头和两个分离环，两个分离环分别位于连接触头的两侧，所述分离环上设有连通孔，所述连通孔与电缆本体的缆芯相对应，所述连接触头的两侧面上设有卡箍，所述卡箍与接线端子相对应。

8.如权利要求1所述的新能源光伏智慧型电缆，其特征在于，所述连接头还包括有两个螺纹紧固帽，所述连接套筒的两端设有凸出于第一套筒的侧边的螺纹锁紧段和收紧段，所述螺纹紧固帽与螺纹锁紧段螺纹配合，所述螺纹紧固帽挤压收紧段。

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