CN211265088U - 自降温电缆和电缆自降温系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了自降温电缆和电缆自降温系统，自降温电缆包括电缆外护套、绝缘屏蔽层、至少一个导线芯和至少一个冷却液管，电缆外护套套设在绝缘屏蔽层外部，绝缘屏蔽层内套设有至少一个导线芯和至少一个冷却液管。电缆自降温系统包括上述的自降温电缆、制冷主机、循环泵、控制器和至少一个温度传感器，循环泵设置在冷却液管与制冷主机之间，冷却液在自降温电缆的冷却液管和制冷主机之间形成循环回路，至少一个温度传感器设置在绝缘屏蔽层内部，制冷主机、循环泵和温度传感器分别与控制器通信连接。本实用新型在电缆内部设置冷却液管，冷却液管内流动的冷却液吸收导线芯工作产生的热量，降低电缆温度，提高工作效率。

Description

自降温电缆和电缆自降温系统

技术领域

本实用新型涉及电线电缆领域，更为具体来说，本实用新型涉及一种自降温电缆和电缆自降温系统。

背景技术

电线电缆是用以传输电能、信息和实现电磁能转换的线材产品，在电力系统、信息传输系统等领域被广泛应用。当电缆在传输电力时，由于电缆中的导体具有一定电阻，电流流过导体时会产生大量的热量，通常情况下选择通过电缆本身的绝缘保护层将热量散发到周围环境中。如果电缆内部的热量长时间不能发散掉，就可能会造成电缆载流量降低、加快电缆老化速度、出现线路故障、发生火灾等情况，严重影响电缆的使用寿命及使用安全。

在一些工程领域或关键设备如高温锅炉、通信机房、大型数据中心等电缆的主要使用场合，一般采用加大电缆导体截面积来解决电缆对电流的承载力问题，但是这种方法对载流量的提高是有限的，效果并不理想；而且，电缆导体截面积加大，其工作产生的热量相应增加，需及时将热量散发出去、降温电缆温度才能保证电缆的工作效率。目前，在一些电缆夹层或者电缆管廊中采用自然通风或者机械通风的方式来对电缆进行降温，但这些降温方式散热较慢、散热效果不佳，电缆的热量不能及时散发，使得电缆的载流量受到限制。

鉴于前述降温方式散热效果不佳、电缆的载流量受限等问题，需要一种能有效降低自身温度、具有较小导体截面积但能够承受更大载流量的电缆。

实用新型内容

为解决现有电缆降温方式散热效果不佳、电缆载流量受限等问题，本实用新型创新地提供了一种自降温电缆，在电缆内部设置冷却液管，冷却液管内流动的冷却液与导线芯换热，吸收导线芯工作产生的热量，从而有效降低电缆的温度，提高电缆工作效率。

为实现上述的技术目的，本实用新型公开了一种自降温电缆，包括：电缆外护套、绝缘屏蔽层、至少一个导线芯和至少一个冷却液管，所述电缆外护套套设在所述绝缘屏蔽层外部，所述绝缘屏蔽层内套设有所述至少一个导线芯和至少一个冷却液管。

进一步地，所述冷却液管设置在相邻所述导线芯之间。

进一步地，所述冷却液管与所述导线芯贴靠。

进一步地，所述导线芯外部包裹有绝缘层。

进一步地，所述绝缘屏蔽层内部设有保温填充物和用于支撑所述导线芯和冷却液管的支撑填充物，所述保温填充物填充在所述绝缘屏蔽层与导线芯、冷却液管之间，所述保温填充物围设在所述支撑填充物周围。

进一步地，所述导线芯的截面形状为圆形、扇形或半圆形。

本实用新型还提供一种电缆自降温系统，包括：上述的自降温电缆、制冷主机、循环泵、控制器和至少一个温度传感器，所述自降温电缆的冷却液管的进液口通过供液管与所述制冷主机的供液口相连，所述冷却液管的出液口通过回液管与所述制冷主机的回液口相连，所述循环泵设置在所述冷却液管与所述制冷主机之间，所述至少一个温度传感器设置在所述自降温电缆的绝缘屏蔽层内部，所述制冷主机、循环泵和温度传感器分别与所述控制器通信连接。

进一步地，所述冷却液管与所述供液管、所述冷却液管与所述回液管均通过管接头相连，所述管接头内部设有空腔，所述管接头上设有至少一个预留孔、至少一个第一管接口和一个第二管接口，所述预留孔的数量与所述导线芯的数量匹配，所述导线芯穿过所述预留孔与用电设备接驳，所述第一管接口的数量与所述冷却液管的数量匹配，所述至少一个冷却液管与所述至少一个第一管接口一一对应连接，所述第二管接口与所述供液管或者回液管相连，所述管接头内部的空腔与所述预留孔隔离，所述管接头内部的空腔分别与所述第一管接口和第二管接口相连通。

进一步地，所述管接头与所述自降温电缆卡接。

进一步地，所述至少一个温度传感器沿所述自降温电缆的轴向设置。

本实用新型的有益效果为：

(1)与现有技术相比，本实用新型提供的自降温电缆，在电缆内部设置冷却液管，冷却液管内流动的冷却液与导线芯换热，吸收导线芯工作产生的热量，从而有效降低电缆的温度，提高电缆工作效率。

(2)本实用新型提供的自降温电缆通过快速降低电缆内部的温度，提高电缆的载流量，提高了电缆的效能，从而在电缆选型时可选用截面积更小的电缆，降低成本；而且，电缆快速降温能减少因温度过高造成的绝缘屏蔽层等部件的损坏，延长电缆使用寿命。

(3)本实用新型提供的电缆自降温系统通过温度传感器检测电缆内部的温度，然后控制冷却液的初始温度、供液流速和流量，实现快速降温的同时避免由于温度过低造成电缆外表面出现冷凝结露现象，将电缆温度控制在合理范围内，保持电缆的正常温度，保证电缆工作效率和使用安全性。

附图说明

图1为自降温电缆一个实施例的结构示意图。

图2为自降温电缆另一个实施例的结构示意图。

图3为电缆自降温系统的结构示意图。

图4为管接头的结构示意图。

图5为管接头的侧视结构示意图。

图中，

1、冷却液管；2、导线芯；3、保温填充物；4、支撑填充物；5、绝缘层；6、绝缘屏蔽层；7、电缆外护套；8、信号线；10、管接头；11、第一管接口；12、预留孔；13、第二管接口；20、制冷主机；30、循环泵；40、供液管；50、回液管；60、控制器。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型提供的自降温电缆和电缆自降温系统进行详细的解释和说明。

图1为自降温电缆一个实施例的结构示意图，图2为自降温电缆另一个实施例的结构示意图。如图1和2所示，本实用新型具体公开了一种自降温电缆，包括：电缆外护套7、绝缘屏蔽层6、至少一个导线芯2和至少一个冷却液管1，电缆外护套7套设在绝缘屏蔽层6外部，即电缆外护套7包裹在绝缘屏蔽层6外部，防止绝缘屏蔽层6受到外力损伤和水分的侵入，绝缘屏蔽层6内套设有至少一个导线芯2和至少一个冷却液管1，冷却液管1可与导线芯2贴靠，即冷却液管1与导线芯2接触，冷却液管1内循环流动或单向流动的冷却液与导线芯2换热，吸收导线芯2工作产生的热量，从而降低电缆内部的温度。

在一些实施例中，如图1所示，当导线芯2的数量为两个或两个以上时，冷却液管1设置在相邻导线芯2之间，冷却液管1同时与两个导线芯2接触，进行降温。

导线芯2外部包裹有绝缘层5，绝缘层5避免了局部放电的可能性，冷却液管1可以与绝缘层5贴靠。

绝缘屏蔽层6内部设有保温填充物3和用于支撑导线芯2和冷却液管1的支撑填充物4，保温填充物3填充在绝缘屏蔽层6与导线芯2、冷却液管1之间，保温填充物3减少冷却液管1与绝缘屏蔽层6之间的换热，保持冷却液的温度，同时保温填充物3将导线芯2工作产生的热量保存在绝缘屏蔽层6内部，充分与冷却液管1接触进行换热，保温填充物3围设在支撑填充物4周围。如图1所示，支撑填充物4可以在绝缘屏蔽层6的中心、被导线芯2和冷却液管1围成的环状包围，为多个导线芯2和冷却液管1提供支撑；如图2所示，支撑填充物4也可以环抱支撑导线芯2和冷却液管1。

导线芯2的截面形状为圆形、扇形或半圆形，其形状根据使用场所的需要进行设定。

本实用新型还提供一种电缆自降温系统，如图3所示，该电缆自降温系统包括：上述的自降温电缆、制冷主机20、循环泵30、控制器60和至少一个温度传感器(由于视图方向，图中未示出)，自降温电缆的冷却液管1的进液口通过供液管40与制冷主机20的供液口相连，冷却液管1的出液口通过回液管50与制冷主机20的回液口相连，循环泵30设置在冷却液管1与制冷主机20之间，循环泵30用于驱动制冷主机20提供的冷却液循环流动，制冷主机20内的冷却液进入冷却液管1内，冷却液管1内流动的冷却液吸附导线芯2产生的热量，吸附热量后的冷却液温度升高，流回到制冷主机20中，制冷主机20对冷却液进行制冷降温后继续向冷却液管1内供液，实现冷却液的循环利用。

至少一个温度传感器设置在自降温电缆的绝缘屏蔽层6内部，温度传感器优选设置在导线芯2附近，温度传感器用于检测电缆内部的温度，制冷主机20、循环泵30和温度传感器分别与控制器60通信连接。至少一个温度传感器沿自降温电缆的轴向设置，即沿导线芯2的轴向设置，温度传感器实时监测电缆内部的温度，温度传感器通过信号线8与控制器60通信连接，将检测的温度信号传输给控制器60，当电缆内部的温度高于第一温度阈值时，控制器60控制加大制冷主机20的制冷效率降低冷却液的初始温度，提高热交换效率，同时控制器60控制加大循环泵30的运行功率来加大冷却液的流速和流量，加快降温速度；当温度传感器检测到电缆的温度降到第二温度阈值时，控制器60控制制冷主机20降低制冷效率，同时控制循环泵30降低运行功率来降低冷却液的流速和流量，必要时也可以停止供液，避免由于温度过低造成电缆外表面出现冷凝结露现象，影响电缆工作效率。第二温度阈值和第一温度阈值之间的温度范围为电缆正常工作的温度范围，如果电缆正常工作温度为30-50℃，则第一温度阈值设定为50℃，第二温度阈值设定为30℃。第一温度阈值和第二温度阈值本领域技术人员可根据绝缘层5和绝缘屏蔽层6的材料进行设定，如交联聚乙烯绝缘电缆可耐长期温度为90℃，则第一温度阈值设定为90℃，聚氯乙烯绝缘电缆长期耐温为70℃，则第一温度阈值设定为70℃。

本实用新型的电缆自降温系统通过温度传感器的检测和控制器的控制，实现电缆快速降温的同时，控制电缆的温度在合理的温度范围内，保证电缆的工作效率。

冷却液管1与供液管40、冷却液管1与回液管50均通过管接头10相连。图4为管接头10的结构示意图，图5为管接头10的侧视结构示意图。如图4和5所示，管接头10内部设有空腔(由于视图方向，图中未示出)，管接头10上设有至少一个预留孔12、至少一个第一管接口11和一个第二管接口13，预留孔12的数量与导线芯2的数量匹配，预留孔12的数量与导线芯2的数量相同，优选预留孔12贯穿管接头10，导线芯2穿过预留孔12与用电设备接驳，第一管接口11的数量与冷却液管1的数量匹配，第一管接口11的数量与冷却液管1的数量相同，冷却液管1与第一管接口11一一对应连接，第二管接口13与供液管40或者回液管50相连，管接头10内部的空腔与预留孔12隔离，管接头10内部的空腔分别与第一管接口11和第二管接口13相连通。

制冷主机20提供的冷却液经供液管40和第二管接口13后流入到管接头10内部的空腔内，然后分流到多个第一管接口11连接的多个冷却液管1内；多个冷却液管1流出的换热后冷却液经第一管接口11汇流入到管接头10内部的空腔内，然后经第二管接口13连接的回液管50流回到制冷主机20内。管接头10内部的空腔与预留孔12隔离，避免冷却液与导线芯接触，发生危险。而且第一管接口11与冷却液管1密封连接，第二管接口13与供液管40或回液管50密封连接，避免漏液。

管接头10与自降温电缆卡接，管接头10卡接在自降温电缆外部，管接头10的管壁与自降温电缆的电缆外护套7紧密连接，第一管接口11与冷却液管1密封连接，第二管接口13与供液管40或回液管50密封连接，保证供回液过程中不漏液，保证电缆安全工作。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自降温电缆，其特征在于，包括：电缆外护套(7)、绝缘屏蔽层(6)、至少一个导线芯(2)和至少一个冷却液管(1)，所述电缆外护套(7)套设在所述绝缘屏蔽层(6)外部，所述绝缘屏蔽层(6)内套设有所述至少一个导线芯(2)和至少一个冷却液管(1)。

2.根据权利要求1所述的自降温电缆，其特征在于，所述冷却液管(1)设置在相邻所述导线芯(2)之间。

3.根据权利要求1所述的自降温电缆，其特征在于，所述冷却液管(1)与所述导线芯(2)贴靠。

4.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的自降温电缆，其特征在于，所述导线芯(2)外部包裹有绝缘层(5)。

5.根据权利要求1所述的自降温电缆，其特征在于，所述绝缘屏蔽层(6)内部设有保温填充物(3)和用于支撑所述导线芯(2)和冷却液管(1)的支撑填充物(4)，所述保温填充物(3)填充在所述绝缘屏蔽层(6)与导线芯(2)、冷却液管(1)之间，所述保温填充物(3)围设在所述支撑填充物(4)周围。

6.根据权利要求1所述的自降温电缆，其特征在于，所述导线芯(2)的截面形状为圆形、扇形或半圆形。

7.一种电缆自降温系统，其特征在于，包括：权利要求1-6中任一项权利要求所述的自降温电缆、制冷主机(20)、循环泵(30)、控制器(60)和至少一个温度传感器，所述自降温电缆的冷却液管(1)的进液口通过供液管(40)与所述制冷主机(20)的供液口相连，所述冷却液管(1)的出液口通过回液管(50)与所述制冷主机(20)的回液口相连，所述循环泵(30)设置在所述冷却液管(1)与所述制冷主机(20)之间，所述至少一个温度传感器设置在所述自降温电缆的绝缘屏蔽层(6)内部，所述制冷主机(20)、循环泵(30)和温度传感器分别与所述控制器(60)通信连接。

8.根据权利要求7所述的电缆自降温系统，其特征在于，所述冷却液管(1)与所述供液管(40)、所述冷却液管(1)与所述回液管(50)均通过管接头(10)相连，所述管接头(10)内部设有空腔，所述管接头(10)上设有至少一个预留孔(12)、至少一个第一管接口(11)和一个第二管接口(13)，所述预留孔(12)的数量与所述导线芯(2)的数量匹配，所述导线芯(2)穿过所述预留孔(12)与用电设备接驳，所述第一管接口(11)的数量与所述冷却液管(1)的数量匹配，所述至少一个冷却液管(1)与所述至少一个第一管接口(11)一一对应连接，所述第二管接口(13)与所述供液管(40)或者回液管(50)相连，所述管接头(10)内部的空腔与所述预留孔(12)隔离，所述管接头(10)内部的空腔分别与所述第一管接口(11)和第二管接口(13)相连通。

9.根据权利要求8所述的电缆自降温系统，其特征在于，所述管接头(10)与所述自降温电缆卡接。

10.根据权利要求7所述的电缆自降温系统，其特征在于，所述至少一个温度传感器沿所述自降温电缆的轴向设置。

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