CN114864170B - 一种电力工程用防爆电缆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力工程用防爆电缆，属于电力工程技术领域，包括电缆本体，所述电缆本体由内至外依次设置有缆芯、内护套、绝缘保护层、排热管以及外护管，所述排热管与绝缘保护层之间沿圆周方向均匀形成有换热腔，所述排热管与外护管之间形成与换热腔相对应的散热腔，并且散热腔与相对应换热腔之间的中间位置处开设有换热孔，所述换热腔内部设置有散热组件。本发明通过散热组件和灭火组件的相互配合使电缆本体内部的散热腔与换热腔形成空气内循环，实现散热腔与换热腔之间的气体进行热交换，达到换热的效果，灭火组件将球囊刺破，泡沫喷出流向换热腔内部，实现灭火降温，避免因电缆局部起火而可能蔓延造成严重的火灾。

Description

一种电力工程用防爆电缆

技术领域

本发明涉及电力工程技术领域，具体为一种电力工程用防爆电缆。

背景技术

电缆在生产生活中具有广泛的应用，电缆通常是由几根或几组导线绞合而成的类似绳索的电缆，每组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的覆盖层。多架设在空中或装在地下、水底，用于电讯或电力输送；高空使用的电缆，电流电压较大，发热大，容易造成电缆疲劳，并且由于户外环境恶劣，风吹雨淋日晒致使电缆的使用寿命大为减短，

现有的电缆在长期供电时，由于不能及时地将导线周圈产生的热量及时地向电缆外侧传导，导致电缆内侧温度较高，使电缆在使用过程中可能会发生火灾的危险，从而对电缆的使用安全造成影响，同时也缩短了电缆的使用寿命。

发明内容

针对现有的电缆在长期供电时，由于不能及时地将导线周圈产生的热量及时地向电缆外侧传导，导致电缆内侧温度较高，使电缆在使用过程中可能会发生火灾的危险，从而对电缆的使用安全造成影响，同时也缩短了电缆的使用寿命的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供的一种电力工程用防爆电缆，包括电缆本体，所述电缆本体由内至外依次设置有缆芯、内护套、绝缘保护层、排热管以及外护管，所述排热管与绝缘保护层之间沿圆周方向均匀形成有换热腔，所述排热管与外护管之间形成与换热腔相对应的散热腔，并且散热腔与相对应换热腔之间的中间位置处开设有换热孔，所述换热腔内部设置有散热组件；

散热组件，其包括与散热腔相适配并活动设于其内部的一组金属空心球，所述金属空心球能在散热腔内部沿其延伸方向自由滑动，所述金属空心球上均匀开设有通孔，所述金属空心球内部填充有吸附体；

所述散热组件还包括能沿换热孔轴向方向滑动用于封堵换热孔或打开换热孔的封堵板，以及与封堵板固定连接并穿过换热孔延伸至散热腔内部的触杆，所述触杆远离封堵板的一端设置有圆弧部，还包括在所述封堵板移动打开换热孔时给予封堵板阻尼的弹性件；

所述金属空心球在与圆弧部发生触碰时，能使触杆推动封堵板打开换热孔。

优选地，所述绝缘保护层内部沿圆周方向对应换热孔处开设有安装槽，所述换热腔内部设置有灭火组件，所述灭火组件包括固定设置在安装槽内部的热膨胀块、活动套设在热膨胀块内部并能够沿其轴心转动的球囊，所述球囊延伸至换热腔内并与所述封堵板相对应。

优选地，所述灭火组件还包括固定设置在封堵板一端并与球囊相对应的推块以及对称设置有推块两端的灭火刺头

优选地，所述绝缘保护层包括套设于内护套外侧的屏蔽层和套设于屏蔽层外侧的阻燃包带以及套设在阻燃包带外侧的防水层。

优选地，所述屏蔽层为铜丝屏蔽层，所述内护套由聚氯乙烯材料制成，所述阻燃包带由阻燃黏胶纤维层、PBI纤维层和轻质氧化镁层制成，所述防水层为聚乙烯防水层，所述外护管内壁贴附有导热铜膜。

优选地，所述换热腔内部呈环形均匀设置有支撑件，所述支撑件截面形状设置为V字形，所述支撑件内部凹陷处固定连接有硅胶气囊体，所述支撑件对称设置在封堵板两侧。

优选地，所述球囊外壁靠近封堵板中间位置处沿圆周方向设置有金属滑片，所述球囊为气囊体结构，且球囊的内部盛放有泡沫灭火剂和金属球体。

优选地，所述推块一端为弧形设置，所述推块外壁一侧涂覆有防滑涂层，所述推块与金属滑片相对应。

优选地，所述灭火刺头的数量设置为多个，多个所述灭火刺头均为锯齿结构，所述灭火刺头与球囊两侧相对应。

与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

本发明通过散热组件和灭火组件的相互配合使电缆本体内部的散热腔与换热腔形成空气内循环，实现散热腔与换热腔之间的气体进行热交换，达到换热的效果，实现散热的目的，当热膨胀块膨胀至抵住封堵板时，灭火刺头将球囊刺破，随后泡沫喷出流向换热腔内部，实现灭火降温，避免因电缆局部起火而可能蔓延造成严重的火灾。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的电缆本体内部结构示意图；

图3是本发明的散热组件结构示意图；

图4是本发明图3的A处结构放大图；

图5是本发明的金属空心球右视图；

图6是本发明的灭火组件结构示意图；

图7是本发明的灭火组件局部结构图；

图8是本发明的绝缘保护层内部结构示意图；

图9是本发明的支撑件局部结构示意图；

图10是本发明的封堵板局部结构示意图。

图中：

1、电缆本体；2、内护套；3、缆芯；4、绝缘保护层；41、安装槽；42、热膨胀块；43、球囊；44、金属滑片；5、排热管；6、外护管；61、散热组件；7、支撑件；71、硅胶气囊体；8、屏蔽层；9、阻燃包带；10、防水层；11、换热腔；111、换热孔；112、封堵板；113、推块；114、灭火刺头；115、弹性件；116、触杆；117、圆弧部；12、散热腔；121、金属空心球；122、通孔；123、吸附体。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如图1－图5所示，一种电力工程用防爆电缆，包括电缆本体1，所述电缆本体1由内至外依次设置有缆芯3、内护套2、绝缘保护层4、排热管5以及外护管6，所述排热管5与绝缘保护层4之间沿圆周方向均匀形成有换热腔11，所述排热管5与外护管6之间形成与换热腔11相对应的散热腔12，并且散热腔12与相对应换热腔11之间的中间位置处开设有换热孔111，所述换热腔11内部设置有散热组件61；

在电缆的使用过程中，由于电力的输送与传输的作用下，内护套2内部的缆芯3容易产生大量的热量，从而通过导热柱13将热量传输到排热管5外壁两侧的换热腔11和散热腔12内部，缆芯3的热量可较多的排热管5外侧散发，热量能很快的扩散到周围空间中；

散热组件61，其包括与散热腔12相适配并活动设于其内部的一组(至少设置有两个或两个以上)金属空心球121，所述金属空心球121能在散热腔12内部沿其延伸方向自由滑动，所述金属空心球121上均匀开设有通孔122，所述金属空心球121内部填充有吸附体123；

当电缆本体1外部为夜间或阴雨天气时，受到风力的影响导致电缆本体1产生晃动，从而使散热腔12内部的金属空心球121进行沿散热腔12内部滑动，同时电缆本体1内部温度与外部冷的空气产生温差，从而使外护管6内部散热腔12在温差环境中换热产生水份，当金属空心球121受到风力影响下沿着散热腔12内部滚动与外护管6和排热管5侧壁接触，同时金属空心球121内部的吸附体123通过通孔122对散热腔12内部的水份吸附，电缆本体1内部温度过高时，金属空心球121滚动的吸附水份的同时将其内部吸附存储的水份洒至排热管5，对排热管5进行降温，从而对换热腔11内部进行散热，可实现电缆的快速散热效果，从而有效提高电缆本体1的使用寿命，为了提高换热效果，所述金属空心球121优选为铜复合金属材质，同时其球体为空心状，能够提高金属空心球121与外护管6和排热管5侧壁的接触面积，同时铜复合金属材质耐高温耐腐蚀，具有较高的导热能力，用于外护管6和排热管5之间进行热量的交换，具有较高的导热性和良好的等温性；

所述散热组件61还包括能沿换热孔111轴向方向滑动用于封堵换热孔111或打开换热孔111的封堵板112，以及与封堵板112固定连接并穿过换热孔111延伸至散热腔12内部的触杆116，所述触杆116远离封堵板112的一端设置有圆弧部117，还包括在所述封堵板112移动打开换热孔111时给予封堵板112阻尼的弹性件115；

所述金属空心球121在与圆弧部117发生触碰时，能使触杆116推动封堵板112打开换热孔111；

当电缆本体1架设在高空中时，受到风力的影响导致电缆本体1产生晃动，金属空心球121沿散热腔12进行滑动，金属空心球121滑动时撞击触杆116一端的圆弧部117，从而推动封堵板112在换热孔111内部进行轴向滑动，对换热孔111进行打开或封堵进行切换，散热腔12与换热腔11的设置使电缆本体1内部形成空气内循环，当封堵板112封堵住换热孔111时，换热腔11内部由于热量的增加使其内部压强增高，当封堵板112滑动将换热孔111打开后，散热腔12与换热腔11之间的气体能够快速进行热交换，达到换热的效果，实现散热的目的，然后通过弹性件115的弹性作用下将其进行复位，对换热孔111进行封堵，使封堵板112滑动的过程中，能够带动散热腔12与换热腔11之间空气的快速流动，从而加强散热效果。

请着重参阅图6－图7所示，为了加强电缆本体1的防爆效果，在本发明的一些实施例中，所述绝缘保护层4内部沿圆周方向对应换热孔111处开设有安装槽41，所述换热腔11内部设置有灭火组件，所述灭火组件包括固定设置在安装槽41内部的热膨胀块42、活动套设在热膨胀块42内部并能够沿其轴心转动的球囊43，所述球囊43延伸至换热腔11内并与所述封堵板112相对应，上述结构中，当内护套2内部的缆芯3温度过高时，热量首先传导给绝缘保护层4，随后传导至安装槽41内部的热膨胀块42，热膨胀块42受热膨胀将球囊43推向封堵板112，

进一步地，所述灭火组件还包括固定设置在封堵板112一端并与球囊43相对应的推块113以及对称设置有推块113两端的灭火刺头114，在封堵板112移动时使推块113与球囊43外壁的金属滑片44接触时推动球囊43在热膨胀块42内部进行轴向转动，使球囊43转动时带动其内部的金属球体转动产生振荡时泡沫灭火剂发泡，当热膨胀块42膨胀至抵住封堵板112时，封堵板112滑动推动灭火刺头114将球囊43刺破，随后泡沫喷出流向换热腔11内部，实现灭火降温，避免因电缆局部起火而可能蔓延造成严重的火灾。

如图8所示，为了提高绝缘保护层4对缆芯3的防护效果，需要对绝缘保护层4的强度及其密封性提高，在本发明的一些实施例中，所述绝缘保护层4包括套设于内护套2外侧的屏蔽层8和套设于屏蔽层8外侧的阻燃包带9以及套设在阻燃包带9外侧的防水层10，绝缘保护层4通过屏蔽层8、阻燃包带9和防水层10包覆形成，当电缆发生扭转时，能够避免内护套2及其缆芯3受力产生变形；当缆芯3温度过高发生意外火灾时，橡胶材质制成的内护套2熔点较低，受热后会优先熔化，此时没有内护套2的支撑，阻燃包带9与缆芯3接触，通过阻燃包带9的设置，减少火焰的蔓延速度，延长热膨胀块42膨胀的时间，以进一步增强其灭火效果；

在内护套2熔化时，为了进一步提高防爆效果，所述屏蔽层8为铜丝屏蔽层，能够有效的对外界电磁场的信号进行屏蔽，从而提高电缆的屏蔽性能，所述内护套2由聚氯乙烯材料制成，所述阻燃包带9由阻燃黏胶纤维层、PBI纤维层和轻质氧化镁层制成，所述防水层10为聚乙烯防水层，提高阻燃效果和防水性能，从而提高电缆本体1的安全性。

值得注意的是，所述外护管6内壁贴附有导热铜膜，能够将外部空气与内部温度由于温差产生的水份凝成水珠，当金属空心球121滚动与导热铜膜接触，能提高其换热效果。

在电缆本体1受冷收缩或风吹摆动时，排热管5与绝缘保护层4之间受到挤压会导致换热腔11产生折弯或变形，为了避免这一问题，在换热腔11内部设置支撑件7用于保护换热腔11内部气道的流通换热效果，如图9所示，具体的，所述换热腔11内部呈环形均匀设置有支撑件7，能够对换热腔11内部进行支撑，避免电缆本体1内部温度过高产生膨胀时挤压换热腔11，同时避免电缆本体1受到挤压导致变形，有效提高电缆本体1内部的强度，所述支撑件7截面形状设置为V字形，所述支撑件7内部凹陷处固定连接有硅胶气囊体71，所述支撑件7对称设置在封堵板112两侧，其中，支撑件7的V字形设置能够提供支撑力，支撑件7可以是弹性材料制作的板状结构，配合其凹陷处设置的硅胶气囊体71，能够避免支撑件7变形缺少支撑而不便于复位。

如图9所示，为了实现球囊43内部的泡沫灭火剂快速发泡以便于达到快速灭火的效果，本实施例中，所述球囊43外壁靠近封堵板112中间位置处沿圆周方向设置有金属滑片44，所述球囊43为气囊体结构，且球囊43的内部盛放有泡沫灭火剂和金属球体，当球囊43受到热膨胀块42膨胀致使其向封堵板112靠近，所述金属滑片44由金属材料制成，从而保护球囊43受到挤压产生变形，本发明中的泡沫灭火剂为现有技术中的成膜氟蛋白泡沫液，其特点是喷放后在物体表面形成水膜，流动性更好，水膜隔离空气，阻止油气挥发，加速灭火，金属球体可以是现有技术中的不锈钢材质制成的圆形、椭圆形球体结构，不锈钢材质具有耐腐蚀性，且圆形球体结构的金属球体能够避免划破球囊43内壁，同时可设置两个或两个以上的金属球体，提高发泡效果；

进一步地，如图10所示，所述推块113一端为弧形设置，所述推块113外壁一侧涂覆有防滑涂层，所述推块113与金属滑片44相对应，在所述封堵板112移动时带动推块113与金属滑片44接触，所述推块113优选为弧形设置，并且推块113与球囊43水平设置，推块113弧形一端涂覆有防滑涂层与金属滑片44相配合能够推动球囊43沿轴心进行转动，当球囊43转动时，其内部的金属球体也随之进行转动产生振荡，使泡沫灭火剂及其沉淀物进行混合后发泡，热膨胀块42受热后持续膨胀，并在封堵板112的推动下，球囊43与灭火刺头114相抵，灭火刺头114将球囊43刺破后，发泡后的泡沫灭火剂能够快速喷出沿着换热腔11内部流动进行灭火，从而提高灭火的效率。

为了提高灭火刺头114刺破球囊43的命中率，需要对灭火刺头114的形状和数量进行限定，具体的，所述灭火刺头114的数量设置为多个，多个所述灭火刺头114均为尖刺结构，所述灭火刺头114与球囊43两侧相对应，上述结构中，灭火刺头114可以是锥形或齿状结构的尖刺状结构，灭火刺头114至少设置有三个，以使灭火刺头114与球囊43相接触时，灭火刺头114能够快速对球囊43刺破。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种电力工程用防爆电缆，包括电缆本体(1)，所述电缆本体(1)由内至外依次设置有缆芯(3)、内护套(2)、绝缘保护层(4)、排热管(5)以及外护管(6)，其特征在于：所述排热管(5)与绝缘保护层(4)之间沿圆周方向均匀形成有换热腔(11)，所述排热管(5)与外护管(6)之间形成与换热腔(11)相对应的散热腔(12)，并且散热腔(12)与相对应换热腔(11)之间的中间位置处开设有换热孔(111)，所述换热腔(11)内部设置有散热组件(61)；

散热组件(61)，其包括与散热腔(12)相适配并活动设于其内部的一组金属空心球(121)，所述金属空心球(121)能在散热腔(12)内部沿其延伸方向自由滑动，所述金属空心球(121)上均匀开设有通孔(122)，所述金属空心球(121)内部填充有吸附体(123)；

所述散热组件(61)还包括能沿换热孔(111)轴向方向滑动用于封堵换热孔(111)或打开换热孔(111)的封堵板(112)，以及与封堵板(112)固定连接并穿过换热孔(111)延伸至散热腔(12)内部的触杆(116)，所述触杆(116)远离封堵板(112)的一端设置有圆弧部(117)，还包括在所述封堵板(112)移动打开换热孔(111)时给予封堵板(112)阻尼的弹性件(115)；

所述金属空心球(121)在与圆弧部(117)发生触碰时，能使触杆(116)推动封堵板(112)打开换热孔(111)。

2.根据权利要求1所述的电力工程用防爆电缆，其特征在于：所述绝缘保护层(4)内部沿圆周方向对应换热孔(111)处开设有安装槽(41)，所述换热腔(11)内部设置有灭火组件，所述灭火组件包括固定设置在安装槽(41)内部的热膨胀块(42)、活动套设在热膨胀块(42)内部并能够沿其轴心转动的球囊(43)，所述球囊(43)延伸至换热腔(11)内并与所述封堵板(112)相对应。

3.根据权利要求2所述的电力工程用防爆电缆，其特征在于：所述灭火组件还包括固定设置在封堵板(112)一端并与球囊(43)相对应的推块(113)以及对称设置有推块(113)两端的灭火刺头(114)。

4.根据权利要求1所述的电力工程用防爆电缆，其特征在于：所述绝缘保护层(4)包括套设于内护套(2)外侧的屏蔽层(8)和套设于屏蔽层(8)外侧的阻燃包带(9)以及套设在阻燃包带(9)外侧的防水层(10)。

5.根据权利要求4所述的电力工程用防爆电缆，其特征在于：所述屏蔽层(8)为铜丝屏蔽层，所述内护套(2)由聚氯乙烯材料制成，所述阻燃包带(9)由阻燃黏胶纤维层、PBI纤维层和轻质氧化镁层制成，所述防水层(10)为聚乙烯防水层，所述外护管(6)内壁贴附有导热铜膜。

6.根据权利要求1所述的电力工程用防爆电缆，其特征在于：所述换热腔(11)内部呈环形均匀设置有支撑件(7)，所述支撑件(7)截面形状设置为V字形，所述支撑件(7)内部凹陷处固定连接有硅胶气囊体(71)，所述支撑件(7)对称设置在封堵板(112)两侧。

7.根据权利要求2所述的电力工程用防爆电缆，其特征在于：所述球囊(43)外壁靠近封堵板(112)中间位置处沿圆周方向设置有金属滑片(44)，所述球囊(43)为气囊体结构，且球囊(43)的内部盛放有泡沫灭火剂和金属球体。

8.根据权利要求3所述的电力工程用防爆电缆，其特征在于：所述推块(113)一端为弧形设置，所述推块(113)外壁一侧涂覆有防滑涂层，所述推块(113)与金属滑片(44)相对应。

9.根据权利要求3所述的电力工程用防爆电缆，其特征在于：所述灭火刺头(114)的数量设置为多个，多个所述灭火刺头(114)均为锯齿结构，所述灭火刺头(114)与球囊(43)两侧相对应。