CN117936172B - 核电站用高强度耐高温耐腐特种热电偶补偿电缆 - Google Patents

核电站用高强度耐高温耐腐特种热电偶补偿电缆 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种核电站用高强度耐高温耐腐特种热电偶补偿电缆，从外到内依次包括外护套、总屏蔽层和总绕包层，总绕包层内包括两个加固单元，两个加固单元之间具有多个缆芯单元；缆芯单元从外到内依次包括内护层、外分项屏蔽层、内分项屏蔽层和内绕包层，内绕包层内具有两个线芯。本申请的热电偶补偿电缆，具有耐高温、耐腐蚀、抗干扰特性，适用于核电站的工作环境，加固单元增加了电缆的机械强度，从而电缆在使用时耐压且不易变形；多个缆芯单元可以连接多个热电偶，从而能够同时对多个位置进行温度采集，通过温度传感器能够检测到电缆所在环境温度是否存在异常，通过压力传感器能够检测到电缆是否发生变形。

Description

核电站用高强度耐高温耐腐特种热电偶补偿电缆
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，更具体的，涉及一种核电站用高强度耐高温耐腐特种热电偶补偿电缆。
背景技术
补偿电缆是指在一定温度范围内，具有与其所匹配热电偶的热电动势相同标称值的一对且带有绝缘层的导线，用于热电偶温度传感器的接线的延长，即用补偿电缆连接热电偶与温度显示控制仪表，以补偿与热电偶连接处的温度变化所产生的误差。
现有的补偿电缆，尤其是在核电站的工作环境下，容易受到外界腐蚀因素的影响，进而影响补偿电缆的使用寿命和使用效果，并且补偿电缆所在的环境温度发生异常时，对温度的测量会造成较大的影响，导致热电偶测量的精度变低，如果不考虑环境温度给热电偶补偿电缆产生的影响，会到时测量的温度与实际的温度产生偏差。同时在实际的使用过程中，补偿电缆不可避免的会受到外部的压力，外力容易造成电缆发生形变，导致电缆压扁，内部结构产生位移，容易产生温度测量不准确的情况，给热电偶的测量工作造成极大的困扰，并且存在一定的安全隐患，在核电站的工作环境中，由于使用环境比较复杂，使用效果较难满足现在实际工作环境的需求。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种核电站用高强度耐高温耐腐特种热电偶补偿电缆。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种热电偶补偿电缆，从外到内依次包括外护套、总屏蔽层和总绕包层，所述总绕包层内包括两个加固单元，两个加固单元之间具有多个缆芯单元，多个缆芯单元呈一排分布；所述缆芯单元从外到内依次包括内护层、外分项屏蔽层、内分项屏蔽层和内绕包层，所述内绕包层内具有两个线芯，所述线芯包括绝缘层以及被绝缘层包裹的导体。
进一步地，两个线芯中，其中一个线芯的导体为正极导体，另一个线芯的导体为负极导体。
进一步地，所述加固单元包括多个安装位，每个加固单元的安装位的数量等于所述缆芯单元的数量，两个加固单元相对应的两个安装位之间安装有一个所述缆芯单元；所述安装位包括容纳凹槽，所述容纳凹槽处具有两个嵌入凹槽，所述内护层处具有4个与所述嵌入凹槽配合的嵌入凸起部，所述内护层的一侧具有限位凹槽，另一侧具有与限位凹槽配合的限位凸筋，任意相邻的两个缆芯单元相互抵接，且其中一个缆芯单元的限位凸筋插入另一个缆芯单元的限位凹槽内。
加固单元增加了电缆的机械强度，从而电缆耐压不易变形，通过限位凸筋与限位凹槽的配合，对缆芯单元起到很好的限位作用。
进一步地，所述限位凸筋的截面的端部呈半圆形；所述限位凹槽的截面的端部呈半圆形。
从而便于限位凸筋插入相邻缆芯单元的限位凹槽内。
进一步地，所述容纳凹槽的截面呈等边直角三角形，且直角处呈弧形倒角状；所述内护层的截面的两端均呈直角状，且直角处呈弧形倒角状。
从而便于缆芯单元容纳在容纳槽内，且弧形倒角状对内护层起到保护作用。
进一步地，所述容纳凹槽的截面包括两个相互垂直的直边，两个直边之间通过弧形边连接，两个嵌入凹槽分别位于两个直边对应的位置处；所述内护层的截面包括两个相互平行的第一直线、两个相互平行的第二直线以及两个相互平行的第三直线，每个第一直线和与其相邻的第二直线之间垂直，且两者之间通过弧线连接，4个嵌入凸起部分别位于两个第一直线和两个第二直线对应的位置处；其中一个第三直线对应的位置处具有所述限位凹槽，另一个第三直线对应的位置处具有所述限位凸筋。
进一步地，所述加固单元包括加固包层和由加固包层包裹的骨架单元，所述加固包层由聚乙烯或硅橡胶挤塑成型，所述骨架单元包括两个侧面支撑单元以及连接两个侧面支撑单元的连接单元，所述加固单元的两端均具有抵接表面，其中一个加固单元的抵接表面具有多个定位凹陷部，另一个加固单元的抵接表面具有多个与定位凹陷部配合的定位凸起部。
通过定位凸起部与定位凹陷部的配合，从而便于两个加固单元连接，且加固包层为电缆提供较好的耐高温、耐腐蚀特性。
进一步地，所述加固单元的两端的内侧均具有能够抵接所述缆芯单元的截面呈扇形的抵接凸起，每个抵接凸起的截面和另一个加固单元的其中一个抵接凸起的截面拼接成一个半圆形。
从而位于外侧的缆芯单元与加固单元的端部实现抵接固定。
进一步地，每个缆芯单元处具有两个所述限位凸筋和两个所述限位凹槽。
从而对缆芯单元的限位效果更好。
进一步地，所述加固单元的两端的抵接表面处均具有安装槽，每个安装槽和另一个加固单元的其中一个安装槽拼接成安装通道，所述安装通道包括主通道以及位于主通道两侧与主通道连通的副通道；所述安装通道内安装有安装管，所述安装管由两个半管拼接而成，所述半管包括两个位于副通道内的侧边板以及连接两个侧边板的位于所述主通道内的中间连接板，所述侧边板的截面呈直线状，所述中间连接板的截面呈弧线状；两个半管的其中一个半管的中间连接板处固定有基板部，所述基板部处安装有温度传感器，两个半管的其中一个半管的其中一个侧边板处具有台阶部，所述台阶部处安装有压力传感器。
从而通过温度传感器能够检测到电缆所在环境温度是否存在异常，通过压力传感器能够检测到电缆是否发生变形，便于及时地采取相应的措施，避免因电缆变形或外部温度异常而影响热电偶测量的精度。
进一步地，所述主通道的截面呈圆形；所述副通道的截面呈矩形。
从而主通道与中间连接板的形状配合，副通道与侧边板的形状配合。
进一步地，所述嵌入凹槽和所述嵌入凸起部均沿缆芯单元长度方向延伸。
进一步地，所述限位凹槽和所述限位凸筋均沿缆芯单元长度方向延伸。
进一步地，所述侧面支撑单元和所述连接单元均沿加固单元长度方向延伸。
进一步地，所述抵接凸起沿加固单元长度方向延伸。
进一步地，所述热电偶补偿电缆的长度小于15米；优选小于10米。
进一步地，每个安装管处的压力传感器的导线和温度传感器的导线均从该安装管内走线。
从而安装管便于走线，便于安装压力传感器和温度传感器。
进一步地，每个安装管内安装有多个温度传感器和多个压力传感器，多个温度传感器等间距分布，多个压力传感器等间距分布。
从而可以检测到电缆多个检测点的温度和压力值。
进一步地，每个安装管内安装有至少两个温度传感器和至少两个压力传感器；所述压力传感器为应变片式压力传感器。
可以对热电偶补偿电缆的多个点进行温度和压力的测量，从而测量更加准确。
进一步地，所述总屏蔽层为铜丝编织屏蔽层；所述外分项屏蔽层为铜丝编织屏蔽层，所述内分项屏蔽层为铜塑复合带屏蔽层；所述总绕包层为阻燃带绕包层，所述外护套为聚烯烃外护套。
从而电缆的屏蔽效果好。
进一步地，所述内护层为聚烯烃内护层，所述骨架单元由PVC材料制成，所述绝缘层为聚乙烯绝缘层。
从而骨架单元具有较强的抗压性能，有效的保护缆芯单元。
进一步地，所述缆芯单元的数量为四个。
从而可以连接四个热电偶，使用更加高效。
有益效果：
1、本申请的热电偶补偿电缆，设置有加固单元，增加了电缆的机械强度，从而电缆耐压不易变形，且加固单元具有耐高温、耐腐蚀特性，从而适用于核电站的工作环境。
2、本申请的热电偶补偿电缆，具有多层屏蔽结构，从而电缆的屏蔽效果好。
3、设置有多个缆芯单元，可以连接多个热电偶，从而能够同时对多个位置进行温度采集，温度采集效率高。
4、通过温度传感器能够检测到电缆所在环境温度是否存在异常，通过压力传感器能够检测到电缆是否发生变形，从而能够及时地采取相应的措施，避免因电缆变形或外部温度异常而影响热电偶测量的精度。
附图说明
图1为实施例1电缆结构第一视角示意图；
图2为1A区域放大图；
图3为实施例1电缆结构第二视角示意图；
图4为1B区域放大图；
图5为实施例1部分结构分解示意图；
图6为1C区域放大图；
图7为实施例2电缆结构示意图；
图8为2A区域放大图；
图9为实施例2部分结构分解示意图；
图10为2B区域放大图；
附图标记说明：
1.1外护套；1.2总屏蔽层；1.3总绕包层；
2缆芯单元；2.1内护层；2.1.1嵌入凸起部；2.1.2限位凹槽；2.1.3限位凸筋；2.1.4第一直线；2.1.5第二直线；2.1.6第三直线；2.2外分项屏蔽层；2.3内分项屏蔽层；2.4内绕包层；2.5绝缘层；2.6导体；
3加固包层；3.1容纳凹槽；3.1.1直边；3.1.2弧形边；3.2嵌入凹槽；3.3定位凹陷部；3.4定位凸起部；3.5抵接凸起；3.6安装槽；
4骨架单元；
5安装管；5.1侧边板；5.2中间连接板；5.3温度传感器；5.4压力传感器。
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。
实施例1
本实施例提供了如图1-6所示的一种核电站用热电偶补偿电缆，从外到内依次包括外护套1.1、总屏蔽层1.2和总绕包层1.3，所述总绕包层1.3内包括两个加固单元，两个加固单元之间具有多个缆芯单元2，多个缆芯单元2呈一排分布；所述缆芯单元2从外到内依次包括内护层2.1、外分项屏蔽层2.2、内分项屏蔽层2.3和内绕包层2.4，所述内绕包层2.4内具有两个线芯，所述线芯包括绝缘层2.5以及被绝缘层2.5包裹的导体2.6。
所述加固单元包括多个安装位，每个加固单元的安装位的数量等于所述缆芯单元2的数量，两个加固单元相对应的两个安装位之间安装有一个所述缆芯单元2；所述安装位包括容纳凹槽3.1，所述容纳凹槽3.1处具有两个嵌入凹槽3.2，所述内护层2.1处具有4个与所述嵌入凹槽3.2配合的嵌入凸起部2.1.1，所述内护层2.1的一侧具有限位凹槽2.1.2，另一侧具有与限位凹槽2.1.2配合的限位凸筋2.1.3，任意相邻的两个缆芯单元2相互抵接，且其中一个缆芯单元的限位凸筋2.1.3插入另一个缆芯单元的限位凹槽2.1.2内；所述容纳凹槽3.1的截面呈等边直角三角形，且直角处呈弧形倒角状；所述内护层2.1的截面的两端均呈直角状，且直角处呈弧形倒角状。
所述容纳凹槽3.1的截面包括两个相互垂直的直边3.1.1，两个直边3.1.1之间通过弧形边3.1.2连接，两个嵌入凹槽3.2分别位于两个直边3.1.1对应的位置处；所述内护层2.1的截面包括两个相互平行的第一直线2.1.4、两个相互平行的第二直线2.1.5以及两个相互平行的第三直线2.1.6，每个第一直线2.1.4和与其相邻的第二直线2.1.5之间垂直，且两者之间通过弧线连接，4个嵌入凸起部2.1.1分别位于两个第一直线2.1.4和两个第二直线2.1.5对应的位置处；其中一个第三直线2.1.6对应的位置处具有所述限位凹槽2.1.2，另一个第三直线2.1.6对应的位置处具有所述限位凸筋2.1.3。
所述加固单元包括加固包层3和由加固包层3包裹的骨架单元4，所述加固包层3由聚乙烯或硅橡胶挤塑成型，所述骨架单元4包括两个侧面支撑单元以及连接两个侧面支撑单元的连接单元，所述加固单元的两端均具有抵接表面，其中一个加固单元的抵接表面具有多个定位凹陷部3.3，另一个加固单元的抵接表面具有多个与定位凹陷部3.3配合的定位凸起部3.4；所述加固单元的两端的内侧均具有能够抵接所述缆芯单元2的截面呈扇形的抵接凸起3.5，每个抵接凸起3.5的截面和另一个加固单元的其中一个抵接凸起3.5的截面拼接成一个半圆形；每个缆芯单元2处具有两个所述限位凸筋2.1.3和两个所述限位凹槽2.1.2。
所述总屏蔽层1.2为铜丝编织屏蔽层；所述外分项屏蔽层2.2为铜丝编织屏蔽层，所述内分项屏蔽层2.3为铜塑复合带屏蔽层；所述总绕包层1.3为阻燃带绕包层，所述外护套1.1为聚烯烃外护套；所述内护层2.1为聚烯烃内护层，所述骨架单元4由PVC材料制成，所述绝缘层2.5为聚乙烯绝缘层。
工作原理：本申请的热电偶补偿电缆，设置有加固单元，增加了电缆的机械强度，从而电缆耐压不易变形，且加固单元具有耐高温、耐腐蚀特性，从而适用于核电站的工作环境；并且电缆具有多层屏蔽结构，从而电缆的屏蔽效果好；同时设置有多个缆芯单元，可以连接多个热电偶，从而能够同时对多个位置进行温度采集。
实施例2
如图7-10所示，实施例2与实施例1的区别在于，所述加固单元的两端的抵接表面处均具有安装槽3.6，每个安装槽3.6和另一个加固单元的其中一个安装槽3.6拼接成安装通道，所述安装通道包括主通道以及位于主通道两侧与主通道连通的副通道；所述安装通道内安装有安装管5，所述安装管5由两个半管拼接而成，所述半管包括两个位于副通道内的侧边板5.1以及连接两个侧边板5.1的位于所述主通道内的中间连接板5.2，所述侧边板5.1的截面呈直线状，所述中间连接板5.2的截面呈弧线状；两个半管的其中一个半管的中间连接板5.2处固定有基板部，所述基板部处安装有温度传感器5.3，两个半管的其中一个半管的其中一个侧边板5.1处具有台阶部，所述台阶部处安装有压力传感器5.4；每个安装管5内安装有至少两个温度传感器5.3和至少两个压力传感器5.4；所述压力传感器5.4为应变片式压力传感器。
工作原理：本申请的热电偶补偿电缆，设置有加固单元，增加了电缆的机械强度，从而电缆耐压不易变形，且加固单元具有耐高温、耐腐蚀特性，从而适用于核电站的工作环境；并且电缆具有多层屏蔽结构，从而电缆的屏蔽效果好；同时设置有多个缆芯单元，可以连接多个热电偶，从而能够同时对多个位置进行温度采集。另外通过温度传感器能够检测到电缆所在环境温度是否存在异常，通过压力传感器能够检测到电缆是否发生变形，从而能够及时地采取相应的措施，避免因电缆变形或外部温度异常而影响热电偶测量的精度。
具体安装时，先将缆芯单元和加固单元制作完毕后，将多个缆芯单元以及两个安装管拼装在两个加固单元之间，同时通过限位凸筋与限位凹槽的配合对缆芯单元实现限位，加固单元端部的定位凸起部插入另一个加固单元处的定位凹陷部，两个加固单元同一端两个抵接凸起拼接成一个半圆形抵接固定位于外侧的缆芯单元，从而对缆芯单元实现固定，绕包总绕包层，然后再制作总屏蔽层和外护套。当电缆受压或者变形，能够被压力传感器检测到，当电缆所在的环境温度出现异常时，能够被温度传感器检测到，从而当压力传感器或温度传感器检测到数值异常时，可及时通知工作人员进行采取相应的措施。
尽管本发明就优选实施方式进行了示意和描述，但本领域的技术人员应当理解，只要不超出本发明的权利要求所限定的范围，可以对本发明进行各种变化和修改。

Claims (4)

1.一种核电站用高强度耐高温耐腐特种热电偶补偿电缆，其特征在于，从外到内依次包括外护套、总屏蔽层和总绕包层，所述总绕包层内包括两个加固单元，两个加固单元之间具有多个缆芯单元，多个缆芯单元呈一排分布；所述缆芯单元从外到内依次包括内护层、外分项屏蔽层、内分项屏蔽层和内绕包层，所述内绕包层内具有两个线芯，所述线芯包括绝缘层以及被绝缘层包裹的导体；所述加固单元包括多个安装位，每个加固单元的安装位的数量等于所述缆芯单元的数量，两个加固单元相对应的两个安装位之间安装有一个所述缆芯单元；所述安装位包括容纳凹槽，所述容纳凹槽处具有两个嵌入凹槽，所述内护层处具有4个与所述嵌入凹槽配合的嵌入凸起部，所述内护层的一侧具有限位凹槽，另一侧具有与限位凹槽配合的限位凸筋，任意相邻的两个缆芯单元相互抵接，且其中一个缆芯单元的限位凸筋插入另一个缆芯单元的限位凹槽内；所述容纳凹槽的截面呈等边直角三角形，且直角处呈弧形倒角状；所述内护层的截面的两端均呈直角状，且直角处呈弧形倒角状；所述容纳凹槽的截面包括两个相互垂直的直边，两个直边之间通过弧形边连接，两个嵌入凹槽分别位于两个直边对应的位置处；所述内护层的截面包括两个相互平行的第一直线、两个相互平行的第二直线以及两个相互平行的第三直线，每个第一直线和与其相邻的第二直线之间垂直，且两者之间通过弧线连接，4个嵌入凸起部分别位于两个第一直线和两个第二直线对应的位置处；其中一个第三直线对应的位置处具有所述限位凹槽，另一个第三直线对应的位置处具有所述限位凸筋；所述加固单元包括加固包层和由加固包层包裹的骨架单元，所述加固包层由聚乙烯或硅橡胶挤塑成型，所述骨架单元包括两个侧面支撑单元以及连接两个侧面支撑单元的连接单元，所述加固单元的两端均具有抵接表面，其中一个加固单元的抵接表面具有多个定位凹陷部，另一个加固单元的抵接表面具有多个与定位凹陷部配合的定位凸起部；所述加固单元的两端的内侧均具有能够抵接所述缆芯单元的截面呈扇形的抵接凸起，每个抵接凸起的截面和另一个加固单元的其中一个抵接凸起的截面拼接成一个半圆形；每个缆芯单元处具有两个所述限位凸筋和两个所述限位凹槽；所述加固单元的两端的抵接表面处均具有安装槽，每个安装槽和另一个加固单元的其中一个安装槽拼接成安装通道，所述安装通道包括主通道以及位于主通道两侧与主通道连通的副通道；所述安装通道内安装有安装管，所述安装管由两个半管拼接而成，所述半管包括两个位于副通道内的侧边板以及连接两个侧边板的位于所述主通道内的中间连接板，所述侧边板的截面呈直线状，所述中间连接板的截面呈弧线状；两个半管的其中一个半管的中间连接板处固定有基板部，所述基板部处安装有温度传感器，两个半管的其中一个半管的其中一个侧边板处具有台阶部，所述台阶部处安装有压力传感器。
2.根据权利要求1所述的核电站用高强度耐高温耐腐特种热电偶补偿电缆，其特征在于，每个安装管内安装有至少两个温度传感器和至少两个压力传感器；所述压力传感器为应变片式压力传感器。
3.根据权利要求1所述的核电站用高强度耐高温耐腐特种热电偶补偿电缆，其特征在于，所述总屏蔽层为铜丝编织屏蔽层；所述外分项屏蔽层为铜丝编织屏蔽层，所述内分项屏蔽层为铜塑复合带屏蔽层；所述总绕包层为阻燃带绕包层，所述外护套为聚烯烃外护套。
4.根据权利要求1所述的核电站用高强度耐高温耐腐特种热电偶补偿电缆，其特征在于，所述内护层为聚烯烃内护层，所述骨架单元由PVC材料制成，所述绝缘层为聚乙烯绝缘层。
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