CN217427522U - 一种隧道内输电电缆降温系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电缆降温技术领域，公开了一种隧道内输电电缆降温系统，包括：第一冷却管道，第二冷却管道，第一冷却装置，与所述第一冷却管道其中一端的延伸段以及第二冷却管道其中一端的延伸段连接；第二冷却装置，与所述第一冷却管道另一端的延伸段以及第二冷却管道另一端的延伸段连接；第一动力装置，设置在靠近所述第一冷却装置的第一冷却管道的延伸段上，用于输送第一冷却管道中的冷却液；第二动力机构，设置在靠近所述第二冷却装置的第二冷却管道的延伸段上，用于输送第二冷却管道中的冷却液；控制器，与所述第一动力装置、第二动力机构电连接。通过本实用新型的电缆降温系统，可以受到较小的季节影响，实现稳定降温。

Description

一种隧道内输电电缆降温系统

技术领域

本实用新型涉及电缆降温技术领域，具体涉及一种隧道内输电电缆降温系统。

背景技术

随着现代社会的快速发展，工业和生活用电需求猛增，电网负荷由此大幅度增长，对电路输送能力也有了越来越高的要求。另一方面，随着城市环境建设的要求，架空线路转向地下电缆输电是大势所趋。然而，架空线与地下电缆的输送能力相差还较大，将架空线取代为地下输电电缆，需要提高地下电缆的输电能力，扩大电缆容量。通过提高冷却效率，改善散热条件，对电缆进行高效降温来降低环境热阻，从而增加电缆输送能量是一个有效的手段。

常用的电缆冷却方法为风冷方式。风冷系统比较简单方便，但换热能力会受季节影响，在夏季的时候，通过风冷的方式对电缆进行冷却的效果不太好。

实用新型内容

本实用新型提供一种隧道内输电电缆降温系统，对电缆的冷却效果稳定，受季节的影响较小。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种隧道内输电电缆降温系统，包括：

第一冷却管道，沿第一电缆的长度方向设置在所述第一电缆的内部，所述第一冷却管道的两端分别穿过所述第一电缆延伸至所述第一电缆的外部；

第二冷却管道，沿第二电缆的长度方向设置在所述第二电缆的内部，所述第二冷却管道的两端分别穿过所述第二电缆延伸至所述第二电缆的外部；

第一冷却装置，与所述第一冷却管道其中一端的延伸段以及第二冷却管道其中一端的延伸段连接；

第二冷却装置，与所述第一冷却管道另一端的延伸段以及第二冷却管道另一端的延伸段连接；

第一动力装置，设置在靠近所述第一冷却装置的第一冷却管道的延伸段上，用于输送第一冷却管道中的冷却液；

第二动力机构，设置在靠近所述第二冷却装置的第二冷却管道的延伸段上，用于输送第二冷却管道中的冷却液；

控制器，与所述第一动力装置、第二动力机构电连接；

电源模块，为所述第一冷却装置、第二冷却装置、第一动力装置和第二动力机构供电。

本技术方案中，第二动力机构为第二冷却管道中的冷却液提供动力，使第二冷却管道中的冷却液流经第二电缆，从而使第二电缆降温，当经过第二电缆的冷却液吸热升温后到达第一冷却装置中，，第一冷却装置对升温后的冷却液进行降温，同理，第一动力机构为第一冷却管道中的冷却液提供动力，使第一冷却管道中的冷却液流经第一电缆，从而使第一电缆降温，当经过第一电缆的冷却液吸热升温后到达第二冷却装置中，第二冷却装置对升温后的冷却液进行降温。

作为优化，所述第一动力装置包括第一输送泵和第一开关阀，所述第一输送泵的输入端通过第一冷却管道的延伸段与所述第一冷却装置连接，所述第一输送泵的输出端与所述第一开关阀连接。

这样，通过第一输送泵提供动力，通过调节第一开关阀的开度可以调节第一冷却管道中的冷却液的流速。

作为优化，靠近所述第二冷却装置的第一冷却管道的延伸段设有第一流量计，所述第一流量计依次通过数据采集模块和A/D转换模块与所述控制器电连接，所述电源模块为所述第一流量计供电。

这样，通过第一流量计可以检测出第一冷却管道内的冷却液的流速，从而根据该流速调节第一开关阀的开度。

作为优化，所述第二动力机构包括第二输送泵和第二开关阀，所述第二输送泵的输入端通过第二冷却管道的延伸段与所述第二冷却装置连接，所述第二输送泵的输出端与所述第二开关阀连接。

这样，通过第二输送泵提供动力，通过调节第二开关阀的开度可以调节第二冷却管道中的冷却液的流速。

作为优化，靠近所述第一冷却装置的第二冷却管道的延伸段设有第二流量计，所述第二流量计依次通过所述数据采集模块和A/D转换模块与所述控制器电连接，所述电源模块为所述第二流量计供电。

这样，通过第二流量计可以检测出第二冷却管道内的冷却液的流速，从而根据该流速调节第二开关阀的开度。

作为优化，所述第一电缆和第二电缆均设置在输电隧道内，所述输电隧道内设有温度传感器，所述温度传感器依次通过数据采集模块和A/D转换模块与所述控制器电连接，所述电源模块为所述温度传感器供电。

这样，可以通过温度传感器实时检测输电隧道内的温度。

作为优化，所述第一冷却装置内安装有用于监测所述第一冷却装置的冷却液的液位的第一液位传感器，所述第一液位传感器与所述控制器电连接，所述电源模块为所述第一液位传感器供电。

这样，可以通过第一液位传感器实时检测第一冷却装置内的冷却液的液位高度。

作为优化，所述第二冷却装置内安装有用于监测所述第二冷却装置的冷却液的液位的第二液位传感器，所述第二液位传感器与所述控制器电连接，所述电源模块为所述第二液位传感器供电。

这样，可以通过第二液位传感器实时检测第二冷却装置内的冷却液的液位高度。

作为优化，还包括补液槽，所述补液槽内设有补液输送泵，所述补液输送泵的输出端通过输液管道与所述第一冷却装置的输入端连接，所述电源模块为所述补液输送泵供电。

这样，可以通过补液槽中的补液输送泵将补液槽内的冷却液输送至第一冷却装置中进行补液。

作为优化，所述补液输送泵与所述控制器电连接。

这样，可以通过控制器得到的液位信号自动进行控制补液输送泵的开启和关闭。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本实用新型通过第二动力机构为第二冷却管道中的冷却液提供动力，使第二冷却管道中的冷却液流经第二电缆，从而使第二电缆降温，当经过第二电缆的冷却液吸热升温后到达第一冷却装置中，第一冷却装置对升温后的冷却液进行降温，同理，第一动力机构为第一冷却管道中的冷却液提供动力，使第一冷却管道中的冷却液流经第一电缆，从而使第一电缆降温，当经过第一电缆的冷却液吸热升温后到达第二冷却装置中，第二冷却装置对升温后的冷却液进行降温，这样受到较小的季节影响，实现稳定降温。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型所述的一种隧道内输电电缆降温系统的结构连接示意图；

图2为本实用新型所述的一种隧道内输电电缆降温系统的电器元件的电连接示意图；

图3为第一电缆或第二电缆的截面示意图；

图4为图3的侧视图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1a-第一电缆，1b-第二电缆，2a-第一冷却装置，2b-第二冷却装置，3a-第一输送泵，3b-第二输送泵，4a-第一开关阀，4b-第二开关阀，5-温度传感器，6a-第一流量计，6b-第二流量计，7-控制器，8-补液槽，8a-补液输送泵，9-输电隧道，10a-第一冷却管道，10b-第二冷却管道，11a-第一内管，11b-第一外管，12a-第二内管，12b-第二外管，13a-第一液位传感器，13b-第二液位传感器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

本实施例1提供一种隧道内输电电缆降温系统，，如图1-图2所示，

包括：

第一冷却管道10a，沿第一电缆1a的长度方向设置在所述第一电缆1a的内部，所述第一冷却管道10a的两端分别穿过所述第一电缆1a延伸至所述第一电缆1a的外部；

第二冷却管道10b，沿第二电缆1b的长度方向设置在所述第二电缆1b的内部，所述第二冷却管道10b的两端分别穿过所述第二电缆1b延伸至所述第二电缆1b的外部；

第一冷却装置2a，与所述第一冷却管道10a其中一端的延伸段以及第二冷却管道10b其中一端的延伸段连接；

第二冷却装置2b，与所述第一冷却管道10a另一端的延伸段以及第二冷却管道10b另一端的延伸段连接；

第一动力装置，设置在靠近所述第一冷却装置2a的第一冷却管道10a的延伸段上，用于输送第一冷却管道10a中的冷却液；

第二动力机构，设置在靠近所述第二冷却装置2b的第二冷却管道10b的延伸段上，用于输送第二冷却管道10b中的冷却液；

控制器7，与所述第一动力装置、第二动力机构电连接；

电源模块7a，为所述第一冷却装置2a、第二冷却装置2b、第一动力装置和第二动力机构供电。

本技术方案中，第二动力机构为第二冷却管道10b中的冷却液提供动力，使第二冷却管道10b中的冷却液流经第二电缆1b，从而使第二电缆1b降温，当经过第二电缆1b的冷却液吸热升温后到达第一冷却装置2a中，第一冷却装置2a对升温后的冷却液进行降温，同理，第一动力机构为第一冷却管道10a中的冷却液提供动力，使第一冷却管道10a中的冷却液流经第一电缆1a，从而使第一电缆1a降温，当经过第一电缆1a的冷却液吸热升温后到达第二冷却装置2b中，第二冷却装置2b对升温后的冷却液进行降温。

如图3所示，第一电缆1a和第二电缆1b均为内、外套管，第一电缆1a的第一内管11a和第二电缆1b的第二内管12a设置电缆，且第一内管11a和第二内管12a的外侧壁表面设有防水层，第一电缆1a的第一外管11b为第一冷却管道10a，且第一外管11b的两端部封闭设置，即第一内管11a穿过第一外管11b的两端部设置，且第一内管11a与第一外管11b接触的侧壁上设置有密封圈，防止第一外管11b内的冷却液流出；第一外管11b的延伸段开设在第一外管11b的侧壁上，如图4所示，竖向设置的两个延伸段分别连接在第一冷却装置2a和第二冷却装置2b上，第二电缆1b同第一电缆1a一样设置，第二电缆1b的第二外管12b为第二冷却管道10b，且第二外管12b的两端部封闭设置，即第二内管12a穿过第二外管12b的两端部设置，且第二内管12a与第二外管12b接触的侧壁上设置有密封圈，防止第二外管12b内的冷却液流出；第二外管12b的延伸段开设在第二外管12b的侧壁上。

冷却液为由分散介质以及设置在分散介质内的相变材料组成的相变分散体，分散介质一般为去离子水，相变材料采用现有的相变材料即可，例如可以采用“CN111100605A或CN107841291A”中的相变材料。

相变分散体(PCD)是一种两相流体，它将相变材料(PCM)分散在连续相中，并在表面活性剂的帮助下稳定。PCD不是PCM粒子与连续相的简单混合，将连续相与PCM颗粒进行混合的同时，还必须要保证连续相中的PCM颗粒能长期均匀稳定地分散。PCD可以利用自身显热和相变潜热对输电电缆降温，且具有在相变过程中温度恒定的特点。与水相比，PCD具有更高的换热密度，同降温要求下泵传送介质所需的功耗更低，利用相变分散体对电缆进行降温，比传统的风冷和水冷降温高效，且减少了对输电电缆冷却中的温度变化，增加了换热过程的稳定性。但注意，PCD的粘度应低于100mpa·s，否则不利于泵送流动换热。

第一冷却装置2a和第二冷却装置2b包括但不限于机械冷却、自然冷却及换热利用，此为现有技术，这里就不再强调了。

本实施例中，所述第一动力装置包括第一输送泵3a和第一开关阀4a，所述第一输送泵3a的输入端通过第一冷却管道10a的延伸段与所述第一冷却装置2a连接，所述第一输送泵3a的输出端与所述第一开关阀4a连接。

这样，通过第一输送泵3a提供动力，通过调节第一开关阀4a的开度可以调节第一冷却管道10a中的冷却液的流速。

本实施例中，靠近所述第二冷却装置2b的第一冷却管道10a的延伸段设有第一流量计6a，所述第一流量计6a依次通过数据采集模块7b和A/D转换模块7C与所述控制器7电连接，所述电源模块7a为所述第一流量计6a供电。

这样，通过第一流量计6a可以检测出第一冷却管道10a内的冷却液的流速，从而根据该流速调节第一开关阀4a的开度。

本实施例中，所述第二动力机构包括第二输送泵3b和第二开关阀4b，所述第二输送泵3b的输入端通过第二冷却管道10b的延伸段与所述第二冷却装置2b连接，所述第二输送泵3b的输出端与所述第二开关阀4b连接。

这样，通过第二输送泵3b提供动力，通过调节第二开关阀4b的开度可以调节第二冷却管道10b中的冷却液的流速。

本实施例中，靠近所述第一冷却装置2a的第二冷却管道10b的延伸段设有第二流量计6b，所述第二流量计6b依次通过所述数据采集模块7b和A/D转换模块7C与所述控制器7电连接，所述电源模块7a为所述第二流量计6b供电。

这样，通过第二流量计6b可以检测出第二冷却管道10b内的冷却液的流速，从而根据该流速调节第二开关阀4b的开度。

第一开关阀4a和第二开关阀4b可以选用开度可以调节的调节阀。

本实施例中，所述第一电缆1a和第二电缆1b均设置在输电隧道9内，所述输电隧道9内设有温度传感器5，所述温度传感器5依次通过数据采集模块7b和A/D转换模块7C与所述控制器7电连接，所述电源模块7a为所述温度传感器5供电。

这样，可以通过温度传感器5实时检测输电隧道9内的温度。

本实施例中，所述第一冷却装置2a内安装有用于监测所述第一冷却装置2a的冷却液的液位的第一液位传感器，所述第一液位传感器与所述控制器7电连接，所述电源模块7a为所述第一液位传感器供电。

这样，可以通过第一液位传感器实时检测第一冷却装置2a内的冷却液的液位高度。

本实施例中，所述第二冷却装置2b内安装有用于监测所述第二冷却装置2b的冷却液的液位的第二液位传感器，所述第二液位传感器与所述控制器7电连接，所述电源模块7a为所述第二液位传感器供电。

这样，可以通过第二液位传感器实时检测第二冷却装置2b内的冷却液的液位高度。

本实施例中，还包括补液槽8，所述补液槽8内设有补液输送泵8a，所述补液输送泵8a的输出端通过输液管道与所述第一冷却装置2a的输入端连接，所述电源模块7a为所述补液输送泵8a供电。

这样，可以通过补液槽8中的补液输送泵8a将补液槽8内的冷却液输送至第一冷却装置2a中进行补液。

本实施例中，所述补液输送泵8a与所述控制器7电连接。

这样，可以通过控制器7得到的液位信号自动进行控制补液输送泵8a的开启和关闭。

控制器7根据传感器采集到的信号去控制相应的设备，为现有技术，这里就不再赘述了。

实施例1

当电缆发热时，第一内管11a的管壁温度达到75℃，第一电缆1a产生的热与对应的外管中流动的冷却液进行热交换。冷却液中的相变材料为相变点在65℃附近的脂肪酸酯类相变材料，分散介质为去离子水。在热交换过程中，冷却液的温度由初始温度30℃逐渐上升，随着内部相变材料熔化，冷却液温度稳定到65℃，随后进入第二冷却装置。在第二冷却装置中冷却液由65℃下降至30℃，内部的相变材料重新凝固，则继续对发热的第二电缆进行热交换。第一输送泵和第二输送泵提供冷却液的输送能，实现冷却液的循环。温度传感器对输电隧道内的温度实时监控，第一流量计和第二流量计对冷却液的流速实时监控，控制器通过温度情况和流速情况通过第一开关阀和第二开关阀控制冷却液的流速。当温度传感器检测到输电隧道内的温度超过50℃，控制器将控制第一开关阀和第二开关阀提高冷却液的流速。当第一冷却装置或第二冷却装置的液位下降到一定位置时，将由补液槽补充提供新的冷却液。

实施例2

当电缆发热时，第一内管11a的管壁温度达到70℃，第一电缆1a产生的热与对应的外管中流动的冷却液进行热交换。冷却液中的相变材料为相变点在65℃附近的石蜡类相变材料，分散介质为去离子水。在热交换过程中，冷却液的温度由初始温度30℃逐渐上升，随着内部相变材料熔化，冷却液温度稳定到65℃，随后进入第二冷却装置。在第二冷却装置中冷却液由65℃下降至30℃，内部的相变材料重新凝固，则继续对发热的第二电缆进行热交换。第一输送泵和第二输送泵提供冷却液的输送能，实现冷却液的循环。温度传感器对输电隧道内的温度实时监控，第一流量计和第二流量计对冷却液的流速实时监控，控制器通过温度情况和流速情况通过第一开关阀和第二开关阀控制冷却液的流速。当温度传感器检测到输电隧道内的温度超过50℃，控制器将控制第一开关阀和第二开关阀提高冷却液的流速。当第一冷却装置或第二冷却装置的液位下降到一定位置时，将由补液槽补充提供新的冷却液。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种隧道内输电电缆降温系统，其特征在于，包括：

第一冷却管道，沿第一电缆的长度方向设置在所述第一电缆的内部，所述第一冷却管道的两端分别穿过所述第一电缆延伸至所述第一电缆的外部；

第二冷却管道，沿第二电缆的长度方向设置在所述第二电缆的内部，所述第二冷却管道的两端分别穿过所述第二电缆延伸至所述第二电缆的外部；

第一冷却装置，与所述第一冷却管道其中一端的延伸段以及第二冷却管道其中一端的延伸段连接；

第二冷却装置，与所述第一冷却管道另一端的延伸段以及第二冷却管道另一端的延伸段连接；

第一动力装置，设置在靠近所述第一冷却装置的第一冷却管道的延伸段上，用于输送第一冷却管道中的冷却液；

第二动力机构，设置在靠近所述第二冷却装置的第二冷却管道的延伸段上，用于输送第二冷却管道中的冷却液；

控制器，与所述第一动力装置、第二动力机构电连接；

电源模块，为所述第一冷却装置、第二冷却装置、第一动力装置和第二动力机构供电。

2.根据权利要求1所述的一种隧道内输电电缆降温系统，其特征在于，所述第一动力装置包括第一输送泵和第一开关阀，所述第一输送泵的输入端通过第一冷却管道的延伸段与所述第一冷却装置连接，所述第一输送泵的输出端与所述第一开关阀连接。

3.根据权利要求2所述的一种隧道内输电电缆降温系统，其特征在于，靠近所述第二冷却装置的第一冷却管道的延伸段设有第一流量计，所述第一流量计依次通过数据采集模块和A/D转换模块与所述控制器电连接，所述电源模块为所述第一流量计供电。

4.根据权利要求3所述的一种隧道内输电电缆降温系统，其特征在于，所述第二动力机构包括第二输送泵和第二开关阀，所述第二输送泵的输入端通过第二冷却管道的延伸段与所述第二冷却装置连接，所述第二输送泵的输出端与所述第二开关阀连接。

5.根据权利要求4所述的一种隧道内输电电缆降温系统，其特征在于，靠近所述第一冷却装置的第二冷却管道的延伸段设有第二流量计，所述第二流量计依次通过所述数据采集模块和A/D转换模块与所述控制器电连接，所述电源模块为所述第二流量计供电。

6.根据权利要求1所述的一种隧道内输电电缆降温系统，其特征在于，所述第一电缆和第二电缆均设置在输电隧道内，所述输电隧道内设有温度传感器，所述温度传感器依次通过数据采集模块和A/D转换模块与所述控制器电连接，所述电源模块为所述温度传感器供电。

7.根据权利要求1所述的一种隧道内输电电缆降温系统，其特征在于，所述第一冷却装置内安装有用于监测所述第一冷却装置的冷却液的液位的第一液位传感器，所述第一液位传感器与所述控制器电连接，所述电源模块为所述第一液位传感器供电。

8.根据权利要求1所述的一种隧道内输电电缆降温系统，其特征在于，所述第二冷却装置内安装有用于监测所述第二冷却装置的冷却液的液位的第二液位传感器，所述第二液位传感器与所述控制器电连接，所述电源模块为所述第二液位传感器供电。

9.根据权利要求1所述的一种隧道内输电电缆降温系统，其特征在于，还包括补液槽，所述补液槽内设有补液输送泵，所述补液输送泵的输出端通过输液管道与所述第一冷却装置的输入端连接，所述电源模块为所述补液输送泵供电。

10.根据权利要求9所述的一种隧道内输电电缆降温系统，其特征在于，所述补液输送泵与所述控制器电连接。

Images