CN117612785A - 一种柔韧性好的高压电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔韧性好的高压电缆，涉及高压电缆技术领域，包括防护机构和导体机构。该一种柔韧性好的高压电缆，高压电缆在使用过程中，通过温度传感器对高压电缆外部温度进行持续监测，可以及时发现内部短路或其他情况导致温度过高的情况，通过电流传感器配合导片可以持续对导芯的电流传输状态进行监测，电压传感器通过导片对导芯的电压状态进行持续监测，并且通过处理模块对各电信号接收并处理，当温度、电流和电压出现异常时，配合通信模块可以及时向远端发送抱紧信号，使得检修人员可以第一时间发现高压电缆的异常状态，从而对高压电缆进行及时维修，提高了维修效率的同时避免了安全事故的发生。
Description
技术领域
本发明涉及高压电缆技术领域，具体为一种柔韧性好的高压电缆。
背景技术
高压电缆是一种用于传输高电压电力的电缆，高压电缆的电压等级通常在1000V以上，最高可达数千伏甚至数万伏，高压电缆的优点包括传输容量大、损耗小、安全性高、耐磨损性和抗腐蚀性好等，它们广泛应用于电力传输、分配和工业应用，如电力输电网、变电站、工厂、矿山等，在选择高压电缆时，需要根据具体的应用场景和要求来选择合适的电缆类型和规格。
现有技术中，如中国专利号为：CN206991800U中，公开了一种柔韧性好的高压电缆，包括绝缘套，绝缘套的内侧固定连接有第一定位座，第一定位座的一侧固定连接有第一定位块，第一定位块的一侧与第一限位弹簧一侧弹性连接，第一限位弹簧的另一侧与铰接球外表面的一侧弹性连接，铰接球外表面的另一侧与第二限位弹簧的一侧弹性连接，第二限位弹簧的另一侧与第二定位块的一侧固定连接，第二定位块的一侧通过第二定位座与缓冲层的外表面固定连接。该柔韧性好的高压电缆，通过设置第一定位座、第一定位块、第一限位弹簧、铰接球、第二限位弹簧、第二定位块和第二定位座的配合使用，可以在绝缘套受到外界力度过大时，降低绝缘套内的受力作用。
虽然上述专利中的高压电缆具有良好的柔韧性并且在绝缘套受到外界力度过大时，降低绝缘套内的受力作用，但是，高压电缆使用时暴露在外界，在进行电力和信号输送的过程中，没有对电缆状态进行远程监控的功能，当因电缆出现损伤并且未能及时发现时，容易发生短路甚至漏电等情况，存在较大的安全隐患。
所以我们提出了一种柔韧性好的高压电缆，以便于解决上述中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种柔韧性好的高压电缆，以解决上述背景技术提出的高压电缆使用时暴露在外界，在进行电力和信号输送的过程中，没有对电缆状态进行远程监控的功能，当因电缆出现损伤并且未能及时发现时，容易发生短路甚至漏电等情况，存在较大的安全隐患的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种柔韧性好的高压电缆，包括防护机构和导体机构，所述防护机构的外部设置检测机构，所述检测机构包括外壳，所述外壳的内底部靠近前侧的位置安装电流传感器，所述外壳的内底部位于电流传感器左侧的位置安装温度传感器，所述外壳的内底部位于温度传感器后侧的位置安装电压传感器，所述外壳的内底部位于电压传感器后侧的位置安装通信模块，所述外壳的内底部位于通信模块右侧的位置安装处理模块，所述外壳的内底部位于处理模块右侧的位置安装电池。
优选的，所述防护机构包括外护套，所述外护套的内部靠近外表面的位置等距开设多个内嵌槽，所述内嵌槽的内部熔接设置记忆金属条片。
优选的，所述外护套的前表面靠近顶部的位置开设插槽，所述外壳的底部固定连接插块，所述插块和插槽呈插合连接，所述外护套的内部靠近内表壁的一侧等距嵌设多个记忆金属环片。
优选的，所述导体机构数量设为三个，三个所述导体机构均包括导芯，三个所述导芯分别为火线导线、零线导线和地线导线，所述导芯的外部设置隔热层。
优选的，所述隔热层的外部设置第二屏蔽层，所述第二屏蔽层的外部设置第二绝缘层，所述的第二绝缘层的外部设置内护套。
优选的，所述外壳的内底部位于电池右侧的位置安装警示灯，所述外壳的顶部边缘处粘合连接密封圈，所述密封圈的顶部固定安装密封盖。
优选的，三个所述内护套的外表面之间设置填充层，所述填充层的外部设置第一屏蔽层，所述第一屏蔽层的外部设置第一绝缘层。
优选的，所述第一绝缘层的外部设置绕包带，所述绕包带的外部设置铜带铠装。
优选的，所述外壳的底部靠近前表面的位置固定连接导片，三个所述导芯的外表面均穿过导片的外表面并延伸至前侧。
优选的，所述导片的前表面固定连接三个卡环，所述卡环的位置和导芯的位置相对应，且卡环的内表壁和导芯的内表壁紧密贴合。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、高压电缆在使用过程中，通过温度传感器对高压电缆外部温度进行持续监测，可以及时发现内部短路或其他情况导致温度过高的情况，通过电流传感器配合导片可以持续对导芯的电流传输状态进行监测，电压传感器通过导片对导芯的电压状态进行持续监测，并且通过处理模块对各电信号接收并处理，当温度、电流和电压出现异常时，配合通信模块可以及时向远端发送报警信号，使得检修人员可以第一时间发现高压电缆的异常状态，从而对高压电缆进行及时维修，提高了维修效率的同时避免了安全事故的发生。
2、为了保持电缆良好的柔韧性，将传统硬度较高的外护套改用柔韧性较好的低烟无卤材料制成，可以保护内部结构不受外部环境影响的同时，具有在燃烧时不会产生有毒气体的特性，从而使得发生漏电导致电缆燃烧时，降低了对环境的破坏，也降低了抢修的难度，并通过与外护套同向方向嵌设多个条状记忆金属条片，可以降低对高压电缆整体柔韧性的影响并大幅度提高外护套两端的抗拉能力，而内部大量的记忆金属环片对外护套的弯曲柔韧性影响较低，但是可以有效提高外护套外侧的抗压性能，从而使得高压电缆外护套性能得到保证的同时，整体柔韧性得到了有效提高，方便了后续的安装和使用。
3、高压电缆内部的三个导芯外部均独立设置有隔热层、第二屏蔽层、第二绝缘层和内护套，从而使得每个导芯都具有良好的隔热效果、信号屏蔽效果、绝缘效果和优异的机械性能，从而在外部机构出现损伤时，依然具有工作能力，使用可靠性较高。
附图说明
图1为本发明一种柔韧性好的高压电缆的立体图；
图2为本发明一种柔韧性好的高压电缆的侧视图；
图3为本发明一种柔韧性好的高压电缆的剖视图；
图4为本发明一种柔韧性好的高压电缆外护套的结构示意图；
图5为本发明一种柔韧性好的高压电缆检测机构的结构示意图；
图6为本发明一种柔韧性好的高压电缆检测机构的部分结构示意图；
图7为本发明一种柔韧性好的高压电缆的正视图；
图8为本发明一种柔韧性好的高压电缆导体机构的正视图。
图中：
1、防护机构；101、外护套；102、内嵌槽；103、记忆金属条片；104、记忆金属环片；105、插槽；2、检测机构；201、导片；202、卡环；203、外壳；204、插块；205、密封圈；206、密封盖；207、电流传感器；208、温度传感器；209、电压传感器；210、通信模块；211、处理模块；212、电池；213、警示灯；3、铜带铠装；31、绕包带；32、第一绝缘层；33、第一屏蔽层；34、填充层；4、导体机构；401、导芯；402、隔热层；403、第二屏蔽层；404、第二绝缘层；405、内护套。
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，所描述的实施条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。
请参阅图1-图8，本发明提供技术方案：一种柔韧性好的高压电缆，包括防护机构1和导体机构4，防护机构1的外部设置检测机构2，检测机构2包括外壳203，外壳203的内底部靠近前侧的位置安装电流传感器207，外壳203的内底部位于电流传感器207左侧的位置安装温度传感器208，外壳203的内底部位于温度传感器208后侧的位置安装电压传感器209，外壳203的内底部位于电压传感器209后侧的位置安装通信模块210，外壳203的内底部位于通信模块210右侧的位置安装处理模块211，外壳203的内底部位于处理模块211右侧的位置安装电池212。
如图1-图4所示，防护机构1包括外护套101，外护套101的内部靠近外表面的位置等距开设多个内嵌槽102，内嵌槽102的内部熔接设置记忆金属条片103，外护套101采用低烟无卤材料制成，具有保护内部结构不受外部环境影响的作用，并且燃烧时不会产生有毒气体，其厚度为8-15mm，内部开设的内嵌槽102主要用于容纳记忆金属条片103，当高压电缆发生弯曲时，片状的记忆金属条片103会跟随弯曲，不影响整体的柔韧性，并且由于具有记忆特性，从而使得高压电缆更加容易复原，同时可以有效提高外护套101抗拉性能，整体强度得到了提高。
如图1-图4所示，外护套101的前表面靠近顶部的位置开设插槽105，外壳203的底部固定连接插块204，插块204和插槽105呈插合连接，外护套101的内部靠近内表壁的一侧等距嵌设多个记忆金属环片104，外护套101安装接头的前侧开设插槽105，主要用于容纳插块204，当插块204插入到插槽105中起到将外壳203安装到外护套101表面上的作用，外护套101内部嵌设的记忆金属环片104截面呈圆形，前后厚度为2-5mm，上下厚度为2-3mm，相互间距离为10-20mm，不会影响到外护套101弯曲，保持了外护套101柔韧性的同时，由于其与外护套101呈同心圆环状，因此可以有效提高外护套101表面不同方向的抗压性能，进一步提高了外护套101的强度。
如图1-图3、图7和图8所示，导体机构4数量设为三个，三个导体机构4均包括导芯401，三个导芯401分别为火线导线、零线导线和地线导线，导芯401的外部设置隔热层402，每股导芯401均采用绞合铜导体支撑，外观呈螺旋状，可以有效提高电缆的柔韧性，使其更容易弯曲和安装，同时减少导芯401内部的应力集中，提高高压电缆的可靠性和耐久性，与适配的接头连接后，三个导芯401分别将两端的火线、零线和地线进行分别连接，隔热层402采用氟橡胶制成，具有良好的耐高温性能，可以承受高压电缆运行过程中产生的高温，并对其进行隔绝，降低了高温对外部结构的伤害，提高了整体的使用寿命。
如图1-图3、图7和图8所示，隔热层402的外部设置第二屏蔽层403，第二屏蔽层403的外部设置第二绝缘层404，的第二绝缘层404的外部设置内护套405，第二屏蔽层403采用镀锡铜丝层制成，可以有效减少外部电磁干扰对三个导芯401的影响，保证导芯401工作时的可靠性，第二绝缘层404采用交联聚乙烯材料制成，主要将三个导芯401和外部环境进行隔离，防止电流泄露和短路，提高了安全性，内护套405和外护套101使用的材质相同，主要对内部的结构进行保护，并使得三个导芯401形成独立的个体，在外部结构损伤的情况下，使得导芯401依然具有一定的防护效果。
如图5和图6所示，外壳203的内底部位于电池212右侧的位置安装警示灯213，外壳203的顶部边缘处粘合连接密封圈205，密封圈205的顶部固定安装密封盖206，警示灯213主要在导芯401状态异常时发出亮光，从而对检修人员进行提示，可以快速排除故障，提高了检修效率和准确性，密封盖206采用聚碳酸酯材料制成，具有优异的机械性能并且是一种透明材料，主要用于密封外壳203从而对其内部结构进行保护用，同时可以对警示灯213状态进行观看，密封圈205主要用于提高密封盖206和外壳203之间的密封性，避免雨水或灰尘等杂质进入到外壳203内部造成内部元件损坏。
如图1、图3、图7和图8所示，三个内护套405的外表面之间设置填充层34，填充层34的外部设置第一屏蔽层33，第一屏蔽层33的外部设置第一绝缘层32，填充层34采用聚乙烯材料制成，具有良好的绝缘性能、耐腐蚀性和耐磨性，可以对内部的结构进行保护，并且填充三个导体机构4之间的空隙，提供额外的机械保护和绝缘性能，第一屏蔽层33和第二屏蔽层403材质相同，可以对内部三个导芯401进行信号屏蔽，提高其抗电磁干扰能力，第一绝缘层32和第二绝缘层404材质相同，起到进一步提高绝缘效果的作用。
如图1、图3和图7所示，第一绝缘层32的外部设置绕包带31，绕包带31的外部设置铜带铠装3，绕包带31主要是为内部的结构提供额外的绝缘保护，它包裹在外部，形成一层绝缘屏障，可以防止外部电场对内部导芯401的影响，并提供一定的机械保护，防止高压电缆在安装和使用过程中受到损伤，并且绕包带31对高压电缆本身的柔韧性影响较小，铜带铠装3采用裸铜带制成，具有良好的导电性和耐腐蚀性，可以有效保护电缆免受电磁干扰和外界环境的影响，提高了使用寿命。
如图1、图3、图5和图7所示，外壳203的底部靠近前表面的位置固定连接导片201，三个导芯401的外表面均穿过导片201的外表面并延伸至前侧，导片201设在高压电缆和断接处或接头连接处之间的位置，用于将检测机构2和导芯401进行电性连接。
如图1、图3、图5和图7所示，导片201的前表面固定连接三个卡环202，卡环202的位置和导芯401的位置相对应，且卡环202的内表壁和导芯401的内表壁紧密贴合，导芯401在连接时穿过导片201，导片201整体由绝缘材料制成，内部由导电用的铜片，通过内部铜片使两者产生电性连接关系，导片201上的卡环202压平后可以将导芯401卡住，从而提高了连接时的牢固性，避免导芯401和导片201相互之间出现滑动摩擦而造成损伤。
本装置的使用方法及工作原理：当高压电缆投入使用时，将内部的导芯401穿过导片201，并将卡环202压平后使得导芯401和导片201紧密连接，然后在将连接头安装到高压电缆的前端后进行使用，使用过程中，外壳203内部的温度传感器208持续对外护套101表面的温度进行监测，避免内部因短路或其他情况发生温度过高时不能及时发现而出现安全隐患，同时电流传感器207通过导片201持续对导芯401的电流传输状态进行监测，电压传感器209通过导片201对导芯401的电压状态进行持续监测，并且监测所得到的电信号传递到处理模块211中进行分析处理，当温度、电流或电压状态异常时，处理模块211向通信模块210发动电信号，并通过通信模块210将其转化为无线信号发送到远程端进行提示，使得检修人员可以第一时间发现高压电缆的异常状态，同时处理模块211向警示灯213发送启动信号使其发出亮光，可以被巡检人员第一时间发现，从而可以根据高压电缆的异常状态及时判断出高压电缆的故障原因并进行维修，大大提高了维修效率，避免安全事故的发生，同时，电缆本身具有良好的柔韧性，其柔韧性最差的外护套101改用柔韧性较好的低烟无卤材料制成，可以保护内部结构不受外部环境影响的同时，具有在燃烧时不会产生有毒气体的特性，从而使得发生漏电导致电缆燃烧时，降低了对环境的破坏，也降低了抢修的难度，而机械强度相对较低的低烟无卤材料外护套101，通过在内部开设内嵌槽102嵌设记忆金属条片103，高压电缆发生弯曲时，片状的记忆金属条片103对整体柔韧性的影响较小，并且可以大幅度提高外护套101两端的抗拉能力，而内部大量的记忆金属环片104与外护套101呈同心圆环状，对外护套101的弯曲柔韧性影响较低，但是可以有效提高外护套101外侧的抗压性能，从而使得本装置外护套101性能得到保证的同时，整体柔韧性得到了有效提高，方便了后续的安装和使用，而本装置高压电缆内部的三个导芯401外部均独立设置有隔热层402、第二屏蔽层403、第二绝缘层404和内护套405，从而使得每个导芯401都具有良好的隔热效果、信号屏蔽效果、绝缘效果和优异的机械性能，从而在外部机构出现损伤时，依然具有工作能力，使用可靠性较高，而外部的填充层34具有良好的绝缘性能、耐腐蚀性和耐磨性，可以对内部的结构进行保护，并且填充三个导体机构4之间的空隙，提供额外的机械保护和绝缘性能，而绕包带31包裹在外部，形成一层绝缘屏障，主要是为内部的结构提供额外的绝缘保护，它可以防止外部电场对内部导芯401的影响，并提供一定的机械保护，防止高压电缆在安装和使用过程中受到损伤，同时，铜带铠装3采用裸铜带制成，具有良好的导电性和耐腐蚀性，相互配合下，保证了本高压电缆的使用寿命。
本发明中的电流传感器207、温度传感器208、电压传感器209、通信模块210、处理模块211、电池212和警示灯213的接线图属于本领域的公知常识，其工作原理是已经公知的技术，其型号根据实际使用选择合适的型号，所以对电流传感器207、温度传感器208、电压传感器209、通信模块210、处理模块211、电池212和警示灯213不再详细解释控制方式和接线布置。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种柔韧性好的高压电缆，包括防护机构(1)和导体机构(4)，其特征在于：所述防护机构(1)的外部设置检测机构(2)；
所述检测机构(2)包括外壳(203)，所述外壳(203)的内底部靠近前侧的位置安装电流传感器(207)，所述外壳(203)的内底部位于电流传感器(207)左侧的位置安装温度传感器(208)，所述外壳(203)的内底部位于温度传感器(208)后侧的位置安装电压传感器(209)，所述外壳(203)的内底部位于电压传感器(209)后侧的位置安装通信模块(210)，所述外壳(203)的内底部位于通信模块(210)右侧的位置安装处理模块(211)，所述外壳(203)的内底部位于处理模块(211)右侧的位置安装电池(212)。
2.根据权利要求1所述的一种柔韧性好的高压电缆，其特征在于：所述防护机构(1)包括外护套(101)，所述外护套(101)的内部靠近外表面的位置等距开设多个内嵌槽(102)，所述内嵌槽(102)的内部熔接设置记忆金属条片(103)。
3.根据权利要求2所述的一种柔韧性好的高压电缆，其特征在于：所述外护套(101)的前表面靠近顶部的位置开设插槽(105)，所述外壳(203)的底部固定连接插块(204)，所述插块(204)和插槽(105)呈插合连接，所述外护套(101)的内部靠近内表壁的一侧等距嵌设多个记忆金属环片(104)。
4.根据权利要求3所述的一种柔韧性好的高压电缆，其特征在于：所述导体机构(4)数量设为三个，三个所述导体机构(4)均包括导芯(401)，三个所述导芯(401)分别为火线导线、零线导线和地线导线，所述导芯(401)的外部设置隔热层(402)。
5.根据权利要求4所述的一种柔韧性好的高压电缆，其特征在于：所述隔热层(402)的外部设置第二屏蔽层(403)，所述第二屏蔽层(403)的外部设置第二绝缘层(404)，所述的第二绝缘层(404)的外部设置内护套(405)。
6.根据权利要求5所述的一种柔韧性好的高压电缆，其特征在于：所述外壳(203)的内底部位于电池(212)右侧的位置安装警示灯(213)，所述外壳(203)的顶部边缘处粘合连接密封圈(205)，所述密封圈(205)的顶部固定安装密封盖(206)。
7.根据权利要求6所述的一种柔韧性好的高压电缆，其特征在于：三个所述内护套(405)的外表面之间设置填充层(34)，所述填充层(34)的外部设置第一屏蔽层(33)，所述第一屏蔽层(33)的外部设置第一绝缘层(32)。
8.根据权利要求7所述的一种柔韧性好的高压电缆，其特征在于：所述第一绝缘层(32)的外部设置绕包带(31)，所述绕包带(31)的外部设置铜带铠装(3)。
9.根据权利要求8所述的一种柔韧性好的高压电缆，其特征在于：所述外壳(203)的底部靠近前表面的位置固定连接导片(201)，三个所述导芯(401)的外表面均穿过导片(201)的外表面并延伸至前侧。
10.根据权利要求9所述的一种柔韧性好的高压电缆，其特征在于：所述导片(201)的前表面固定连接三个卡环(202)，所述卡环(202)的位置和导芯(401)的位置相对应，且卡环(202)的内表壁和导芯(401)的内表壁紧密贴合。
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