CN203895139U - 一种可恢复式感温综合电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可恢复式感温综合电缆，包括缆芯、绕包层、铝带纵包层、护套层；缆芯由多根芯线以及隔热填充材料构成，芯线包括两根导线和一根信号线以及单面金属塑料复合带，两根导线、一根信号线三者平行纵置且任意两者彼此接触，单面金属塑料复合带的金属层朝内塑料层朝外包覆导线与信号线；多根芯线平行纵置且在芯线之间设有隔热填充材料构成具有圆形截面的缆芯；所述缆芯外部包覆绕包层，绕包层外部包覆铝带纵包层，铝带纵包层外部包覆护套层。本实用新型提出的一种可恢复式感温综合电缆，结构稳定、灵敏度高，在过载、高温环境下实现局部感温性能。

Description

一种可恢复式感温综合电缆

技术领域

本实用新型涉及电缆技术领域，尤其涉及一种可恢复式感温综合电缆。

背景技术

普通电力电缆的绝缘和护套材料一般为聚氯乙烯、交联聚烯烃等，这些材料在电缆过载或者高温场合等会迅速老化直至电缆出现故障。电缆安全性中有一最重要的安全电流值，因电缆负荷运作所产生热量不同会导致线材本身温度不同，在电器使用超过安全电流过载造成温升时，无法快速直接判断电缆的使用安全性。

常用的感温电缆的工作原理是，环境温度升高时，金属丝之间阻值变化，或者发生短路，实现警报输出。常用的感温电缆有以下几种：（1）利用负温度系数（NTC）热敏电阻的同轴感温电缆，一旦有火情发生，负温度系数（NTC）热敏电阻材料因温度升高，其阻值随之发生变化，由信号解码器感知阻值并报警；这类感温电缆在点值上精度较高，但长度增加时精度会变差，受环境温度影响较大容易发生误报；（2）两根以上热敏电缆绞绕组成的感温电缆，发生火情时热敏材料熔解，内部包裹的金属丝发生短路，进行报警；但这类感温电缆在热敏材料融化后就必须更换；（3）热敏电缆与负温度系数热敏电阻材料绞绕组成的感温电缆，一旦有火情发生，负温度系数（NTC）热敏电阻材料因温度升高，其阻值随之发生变化，通过信号解码器感知这一变化，进行信号转换，通过微机处理，实现火警报警；热敏材料融化后会发生负温度系数与热敏电阻材料混合，影响其特性，也存在后必须更换的缺点。

这些感温电缆都是依靠绝缘层随温度的阻值变化实现感温性能，其对热传导性和电缆灵敏度均具有较高要求。此外，感温电缆通常是对电缆的整个缆芯实现感温性能，并且多根导体绞合形成的感温电缆，存在受热温度不均匀、响应时间长、灵敏度差等问题。因此，无法对电缆进行局部快速的感温性能。如何避免电缆在过载、高温的场所使用安全隐患，及时快速地实现电缆的热响应，保护设备不被损坏，已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

为了解决背景技术中存在的技术问题，本实用新型提出了一种可恢复式感温综合电缆，其结构稳定、灵敏度高，在过载、高温环境下实现局部感温性能。

本实用新型提出的一种可恢复式感温综合电缆，包括缆芯、绕包层、铝带纵包层、护套层；所述缆芯由多根芯线以及隔热填充材料构成，所述芯线包括两根导线和一根信号线以及单面金属塑料复合带，每根导线包括位于中部的第一导体以及包覆在第一导体外部的第一绝缘层，第一绝缘层采用负温度系数热敏材料制成，信号线包括位于中部的第二导体以及包覆第二导体的第二绝缘层，两根导线、一根信号线三者平行纵置且任意两者彼此接触，单面金属塑料复合带包覆导线与信号线，且金属层相对于塑料层朝向芯线内；多根芯线平行纵置且在芯线之间设有隔热填充材料构成具有圆形截面的缆芯；所述缆芯外部包覆绕包层，绕包层外部包覆铝带纵包层，铝带纵包层外部包覆护套层。

优选地，隔热填充材料为陶瓷纤维填充绳。

优选地，所述芯线的信号线所在位置靠近缆芯中心区域，且两根导线相对于信号线远离缆芯中心区域。

优选地，铝带纵包层采用单面轧纹铝带纵包而成。

本实用新型中，电缆包括由多根芯线和隔热填充材料构成的圆形截面的缆芯，每根芯线包括两根导线与一根信号线以及单面金属塑料复合带，芯线中的两根导线、一根信号线三者平行纵置且任意两者彼此接触，单面金属塑料复合带的金属层朝内塑料层朝外包覆导线与信号线，导线的第一绝缘层采用负温度系数热敏材料制成。在上述结构布置方式中，隔热填充材料隔绝芯线之间的热传递，在缆芯内形成多个彼此绝热的热单元，当电缆工作时，在每个芯线中，采用负温度系数热敏材料制成导线的第一绝缘层温度灵敏度高，其具有较高的结构稳定性和负温度系数（NTC）效应重复性，在预定的温度范围内，使得导体之间的电阻随温度上升而迅速减小，当温度达到设定值时，快速发生短路，当温度降低时，导体间的绝缘层再次绝缘，达到每个芯线单元的可恢复感温，而不影响其他芯线单元中电力和信号传输，实现多芯电缆中局部感温；此外，单面金属塑料复合带的金属层，在芯线内提供了导热通路，增加了导线之间的热接触面积，在达到设定温度时，反应时间缩短，灵敏度提高；另一方面，每个芯线中的两根导线、一根信号线三者平行纵置且任意两者彼此接触，其力学性能好，由此构成的缆芯结构紧凑且稳定，外力难以改变其布局；再一方面，单面金属塑料复合带和铝带纵包层起到屏蔽导线和信号线的电磁波干扰的作用，实现电缆的电磁屏蔽性能。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种可恢复式感温综合电缆的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，图1为本实用新型提出的一种可恢复式感温综合电缆的结构示意图。

参照图1，本实用新型提出的一种可恢复式感温综合电缆，包括缆芯、绕包层5、铝带纵包层6、护套层7；

缆芯由六根芯线以及陶瓷纤维填充绳4构成；

每根芯线包括两根导线1和一根信号线2，导线1包括位于中部的导体11，导体11外部包覆采用负温度系数热敏材料制成的第一绝缘层12，信号线2包括位于中部的第二导体21，第二导体21外部包覆第二绝缘层22；通过设置导线1和信号线2，实现了电缆的多功能传输；

在导线和信号线的布置过程中，两根导线1和一根信号线2三者平行纵置且任意两者彼此接触，在所有导线和信号线外部包覆单面铜塑复合带3，单面铜塑复合带3的铜金属层朝内塑料层朝外；在每根芯线内实现独立的可恢复式感温性能。

在芯线的布置过程中，每根芯线的信号线2所在位置靠近缆芯中心区域且两根导线1相对于信号线2远离缆芯中心区域，将六根芯线平行纵置且芯线之间设有陶瓷纤维填充绳4构成具有圆形截面的缆芯；缆芯结构稳定，外力难以改变其布局。

在缆芯外部包覆绕包层5，绕包层5外部包覆单面轧纹铝带纵包层6，单面轧纹铝带纵包层6外部包覆护套层7，护套层7采用阻燃聚乙烯制成。

在本实施例中，电缆包括由六根芯线和隔热填充材料4构成的圆形截面的缆芯，芯线包括两根导线1与一根信号线2以及单面铜塑复合带3，每个芯线中的两根导线1、一根信号线2三者平行纵置且任意两者彼此接触，单面铜塑复合带的金属层朝内塑料层朝外包覆导线1与信号线2，导线1的第一绝缘层12采用负温度系数热敏材料制成。在上述结构布置方式中，陶瓷纤维填充绳4隔绝芯线之间的热传递，在缆芯内形成多个彼此绝热的热单元，当电缆工作时，在每个芯线中，采用负温度系数热敏材料制成导线的第一绝缘层12温度灵敏度高，其具有较高的结构稳定性和负温度系数（NTC）效应重复性，在预定的温度范围内，使得导体之间的电阻随温度上升而迅速减小，当温度达到设定值时，快速发生短路，当温度降低时，导体间的绝缘层再次绝缘，达到每个芯线单元的可恢复感温，而不影响其他芯线单元中电力和信号传输，实现多芯电缆中局部感温；此外，单面铜塑复合带3的金属层，在芯线内提供了导热通路，增加了导线之间的热接触面积，在达到设定温度时，反应时间缩短，灵敏度提高；另一方面，每个芯线中的两根导线1、一根信号线2三者平行纵置且任意两者彼此接触，其力学性能好，由此构成的缆芯结构紧凑且稳定，外力难以改变其布局；再一方面，单面铜塑复合带3和铝带纵包层6起到屏蔽导线和信号线的电磁波干扰的作用，实现电缆的电磁屏蔽性能。

在具体结构设计中，每根芯线中两根导线1和一根信号线2外部包覆的单面铜塑复合带3，紧束芯线的同时，为芯线内的导线和信号线屏蔽其他芯线的电磁波干扰。

按照上述实施例布置的芯线的横截面近似为具有圆角的三角形，将六个芯线平行纵置且在芯线之间设有陶瓷纤维填充绳4构成具有圆形截面的缆芯，芯线的信号线所在位置靠近缆芯中心区域，两根导线1相对于信号线2远离缆芯中心区域，使得缆芯内分布均匀，缆芯结构更加稳定，此外，缆芯内产生的电磁场均匀分布，相互干扰小，电磁兼容性好；另一方面，由于芯线之间的陶瓷纤维填充绳4为隔热填充材料，隔绝相邻芯线之间的热量传递，使每根芯线不受其他芯线温度影响，更好地实现每根芯线的独立感温功能。

单面轧纹铝带纵包层6取代了传统的铜带纵包，不仅节省材料成本，而且单面轧纹使铝带具有良好的弯曲性能，同时单面压纹铝带上的凸起使得其与外部的护套层7紧密接触，确保在电缆弯曲时也具有良好的屏蔽作用和防潮效果；另一方面，单面压纹铝带纵包层6与单面铜塑复合带3一起起到屏蔽外部电磁波干扰的作用，并且单面铜塑复合带3与单面压纹铝带纵包层6采用不同的金属材料，在屏蔽范围上互补。

在具体实施方式中，第一绝缘层12所采用的负温度系数热敏材料按质量份数比包括下列组分：100份聚乙烯、2-8份碳纳米管、1-4份氧化锌、0.5-4份石蜡、0-3份偶联剂、0-2份十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）；具体地，其组分和含量如下：100份聚乙烯、5份碳纳米管、2份氧化锌、3份石蜡、1份偶联剂、1份十六烷基三甲基溴化铵。

采用这种热敏材料制成热敏绝缘层，其中碳纳米管作为导电填料，具有导电性导热性好的优点，同时增加了热敏绝缘层的防腐耐热性；CTAB使得碳纳米管在材料中均匀分布，在其中形成紧密分布的电热网路，使其导电和导热效果更加突出。这种负温度系数热敏材料温度灵敏度高，具有较高的结构稳定性和NTC效应重复性。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种可恢复式感温综合电缆，其特征在于，包括缆芯、绕包层（5）、铝带纵包层（6）、护套层（7）；所述缆芯由多根芯线以及隔热填充材料（4）构成，所述芯线包括两根导线（1）和一根信号线（2）以及单面金属塑料复合带（3），每根导线（1）包括位于中部的第一导体（11）以及包覆在第一导体（11）外部的第一绝缘层（12），第一绝缘层（12）采用负温度系数热敏材料制成，信号线（2）包括位于中部的第二导体（21）以及包覆第二导体（21）的第二绝缘层（22），两根导线（1）、一根信号线（2）三者平行纵置且任意两者彼此接触，单面金属塑料复合带（3）包覆导线（1）与信号线（2），且金属层相对于塑料层朝向芯线内；多根芯线平行纵置且在芯线之间设有隔热填充材料（4）构成具有圆形截面的缆芯；所述缆芯外部包覆绕包层（5），绕包层（5）外部包覆铝带纵包层（6），铝带纵包层（6）外部包覆护套层（7）。

2.根据权利要求1所述的可恢复式感温综合电缆，其特征在于，隔热填充材料（4）为陶瓷纤维填充绳。

3.根据权利要求1所述的可恢复式感温综合电缆，其特征在于，所述芯线的信号线（2）所在位置靠近缆芯中心区域，且两根导线（1）相对于信号线（2）远离缆芯中心区域。

4.根据权利要求1所述的可恢复式感温综合电缆，其特征在于，铝带纵包层（6）采用单面轧纹铝带纵包而成。