CN219842831U - 一种载荷自感电力电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种载荷自感电力电缆，包括设置在电缆中心处的中心感温单元、多根扇形状的输电单元沿中心感温单元圆周方向设置成圆形以及设置在输电单元外的组合护套层;所述输电单元之间、紧靠组合护套层处具有多个缝隙，且在所述缝隙中设有外侧感温单元。本实用新型通过在电缆中心布置中心感温单元，其主要用于电缆过载时的温度升高变化情况的感知信号反馈传输；组合护套层处布置的外侧感温单元，主要用于电缆所处外部环境（高温辐射或火灾）温度升高变化情况的感知信号反馈传输。本实用新型具有能监控电缆内部的缆芯在使用时的温度变化，也能监控电缆所处外部环境的温度变化，结构简单、成本低、适用范围广的的优点。

Description

一种载荷自感电力电缆

技术领域

本实用新型涉及电力电缆领域，具体是一种载荷自感电力电缆。

背景技术

电力电缆是变电设备与用电设备之间输送电能关键载体。在实际使用时，电缆根据传输距离以及制造成本，其绝缘线芯包括圆形、扇形等多种形状。其中圆形的绝缘线芯在成缆时都需要用填充材料填充空隙，无形中增加了电缆外径，也增加了后道工序的材料用量。如果绝缘线芯采用扇形，使扇形的绝缘线芯成缆后正好圆形，这样就可以大大减少缆芯的成缆填充材料，同时也降低了成缆外径，使后道工序的材料用量减少，从而降低制造成本。扇形线芯表面曲率半径不均等,在线芯的边角处曲率半径较小,该处电场比较集中。因此,在10kV以上的电力电缆中很少采用扇形线芯(分割导体除外)。我国10kV及以下电压等级的油浸纸绝缘电力电缆和1kV以下的塑料缆,由于扇形线芯电缆的结构紧凑,而且生产成本较低, 故常采用扇形线芯。

在日常使用中，该类电缆主要应用于民用建筑、工业厂房、仓库等近距离电力传输场景。例如，中国专利文献公开了 “一种防水、耐火细钢丝铠装电力电缆”（公开号CN217086221U，公开日2022年07月29日），该技术披露了一种防水、耐火细钢丝铠装电力电缆，包括缆芯，缆芯由多根线芯绞合而成，所述线芯包括导体、金云母带、半导电阻水带和绝缘层；所述缆芯外依次设有耐高温瓷化硅橡胶带、内护套、镀锌低碳钢丝铠装层、非导电阻水带、外护套。该电缆属于低压电力电缆，用于城市地下电网、发电站引出线路、工况企业内部供电，江海水下输电线等，其解决了现有电缆不防水的问题和电缆工作时因温度太大造成电流击穿现象，同时聚氯乙烯内护层有较好的径向的防水效果和良好的防火性能。但是一般的电力电缆不具有监控电缆在使用时的温度变化的功能；在实际使用过程中，电能在电缆中传输过程时总会产生阻抗，感抗及容抗，这些因素会使电缆自身产生一定的温升，当温度达到电缆系统最高承受温度时，将短路造成火灾或爆炸，产生重大安全事故。

由上可知，一般的电力电缆仅作为电能传送的一种固定载体，对其自身电能载荷运行的大小强弱情况，则无法在线实时跟踪监督。当有过载或短路的故障发生时，都是依靠系统中的过载保护器来切断电源来处理，而没有电缆过载提前显示预警作用，导致突然断电造成重大经济损失。针对上述问题，中国专利文献公开了“一种监控报警系统用电缆”（公开号CN203931612U，公开日2014年11月05日），该技术披露了公开了一种监控报警系统用电缆，包括三根截面成扇形的电力线芯导体，电力线芯导体外包覆有绝缘层构成电力绝缘线芯，电力绝缘线芯围成柱形构成缆芯，缆芯的中心设有二根测温导体，测温导体外包覆有热敏绝缘层构成测温绝缘线芯，二根热敏绝缘线芯对绞成束并于外侧包覆有尼龙带绕包层、环氧树脂带绕包层，缆芯外依次包覆有涤纶带绕包层、组合护套层。该技术在缆芯的中心设有二根测温导体，使电缆具备监控电缆在使用时的温度变化，从而达到报警功能，其解决了一般的电力电缆无法监控电缆在使用时的温度的问题；但是在实际使用时，依然存在可以改进的地方；针对防火等级要求高的场所以及传输电能功率大或载荷波动较大的输变电站和工业供电等场景，需要对现有技术进一步升级，使其既能监控电缆内部的缆芯在使用时的温度变化，也能监控电缆所处外部环境的温度变化；提高其适用范围，使其能拓展电力电缆的使用性能和使用场景。

发明内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种能监控电缆内部的缆芯在使用时的温度变化，也能监控电缆所处外部环境的温度变化，结构简单、适用范围广的一种载荷自感电力电缆。

本实用新型的技术目的通过下述技术方案实现：

一种载荷自感电力电缆，包括设置在电缆中心处的中心感温单元、多根扇形状的输电单元沿中心感温单元圆周方向设置成圆形以及设置在输电单元外的组合护套层;所述输电单元之间、紧靠组合护套层处具有多个缝隙，且在所述缝隙中设有外侧感温单元。

所述中心感温单元和外侧感温单元主要由多根热敏绝缘电线以及设置在热敏绝缘电线外的护套组成。

所述热敏绝缘电线由金属传感导体和包覆在其表面的热敏绝缘层组成。

所述金属传感导体是由软钢丝或铝丝或铜丝制成。

所述中心感温单元由四根热敏绝缘电线；按40mm～65mm的节距成缆，所述护套小于1mm。

所述外侧感温单元由两根热敏绝缘电线；按35mm～55mm的节距成缆，所述护套小于1mm。

所述组合护套层与输电单元之间还设有用于扎紧输电单元的扎紧带。

所述组合护套层包括挤包在扎紧带的表面的隔离套、紧密包裹在隔离套的表面的铠装护层、挤包在铠装护层的表面的外护套。

所述隔离套为PVC隔离套。

所述铠装护层为镀锌钢带铠装护层。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1. 本实用新型通过在电缆中心布置中心感温单元，其主要用于电缆过载时的温度升高变化情况的感知信号反馈传输；组合护套层处布置的外侧感温单元，主要用于电缆所处外部环境（高温辐射或火灾）温度升高变化情况的感知信号反馈传输。其可广泛应用于民用建筑、工业厂房、仓库等安全防火等级要求高的场所；以及传输电能功率大或载荷波动较大的输变电站和工业供电等场景下的电能的分配与传输工程领域。本实用新型具有能监控电缆内部的缆芯在使用时的温度变化，也能监控电缆所处外部环境的温度变化，结构简单、适用范围广的的优点。

2. 本实用新型的中心感温单元由四根热敏绝缘电线，按40mm～65mm的节距成缆，设置在热敏绝缘电线外的护套小于1mm。采用该技术措施，具有结构简单，感温信号传输稳定高的技术优点。

3. 本实用新型的外侧感温单元由两根热敏绝缘电线，按35mm～55mm的节距成缆，设置在热敏绝缘电线外的护套小于1mm。采用该技术措施，具有结构简单，感温信号传输稳定高的技术优点。

附图说明

图1 为本实用新型的结构示意图；

图2 为本实用新型的结构状态视图；

图3为图1、图2中的中心感温单元1的结构示意图；

图4为图1、图2中的外侧感温单元3的结构示意图；

图5为本实用新型在系统中的工作原理图；

附图标记：1—中心感温单元；2—输电单元；21—输电导体；22—绝缘层；3—外侧感温单元；4—组合护套层；41—隔离套；42—铠装护层；43—外护套；5—扎紧带；6—热敏绝缘电线；61—金属传感导体；62—热敏绝缘层；7—护套。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施方式的描述中，需要说明的是，多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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。

如图1—图4所示，一种载荷自感电力电缆，包括设置在电缆中心处的中心感温单元1、四根扇形状的输电单元2沿中心感温单元1圆周方向设置成圆形以及设置在输电单元2外的组合护套层4;输电单元2之间、紧靠组合护套层4处具有四个缝隙，且在缝隙中设有外侧感温单元3。由于中心感温单元1和外侧感温单元3结构尺寸很小，在现有电缆制造过程中，不需要改变任何工艺，将多组感温单元置于电缆内部的多个空隙空间内即可。而感温单元各组成材料的价格与电缆输电主体价格相比几乎为零。在不增加传统电缆成本的条件下，使实现电缆载荷感知得功能。因此本实用新型技术产品与传统同类电缆相比，具有较高的性价比。通过在电缆中心布置中心感温单元1，其主要用于电缆过载时的温度升高变化情况的感知信号反馈传输；组合护套层4处布置的外侧感温单元3，主要用于电缆所处外部环境（高温辐射或火灾）温度升高变化情况的感知信号反馈传输。其可广泛应用于民用建筑、工业厂房、仓库等安全防火等级要求高的场所；以及传输电能功率大或载荷波动较大的输变电站和工业供电等场景下的电能的分配与传输工程领域。该电缆适用于智能化升级改进，能用于近距离电网智能化改造；同时有效地拓宽了普通电力电缆的使用场景。采用该技术措施，具有能监控电缆内部的缆芯在使用时的温度变化，也能监控电缆所处外部环境的温度变化，结构简单、成本低、适用范围广的的优点。

如图3所示，在实际使用时，中心感温单元1由四根热敏绝缘电线6，按40mm～65mm的节距成缆，设置在热敏绝缘电线6外的护套7小于1mm。具体地，将一根金属传感导体61的表面紧密挤包一层热敏绝缘层62制成热敏绝缘电线6，热敏绝缘层62热敏绝缘塑料（市场可购）；再将制得的热敏绝缘电线6分为均等的四段成盘，在对绞成缆设备上，按40mm～65mm的节距成缆，成缆的四根单线张力均匀紧密地绞合在一起，以改善感温信号传输的稳定性。成缆后的对绞缆芯表面挤包一层厚度不超过1mm的护套7，制得中心感温单元1。其主要作用是感应并传输电缆内部的温度变化情况。金属传感导体61一般为软钢丝或铝丝或铜丝。采用该技术措施，具有结构简单，感温信号传输稳定高的技术优点。

如图4所示，外侧感温单元3由两根热敏绝缘电线6，按35mm～55mm的节距成缆，设置在热敏绝缘电线6外的护套7小于1mm。具体地，将一根金属传感导体61的表面紧密挤包一层热敏绝缘层62制成热敏绝缘电线6，热敏绝缘层62热敏绝缘塑料（市场可购）再将制得的热敏绝缘电线6分为均等的两段成盘，在对绞成缆设备上，按35mm～55mm的节距成缆，成缆的两根单线张力均匀紧密地绞合在一起，以改善感温信号传输的稳定性。成缆后的对绞缆芯表面挤包一层厚度不超过1mm的护套7，制得中心感温单元1。其主要作用是感应并传输电缆外部的温度变化情况。金属传感导体61一般为软钢丝或铝丝或铜丝。采用该技术措施，具有结构简单，感温信号传输稳定高的技术优点。

如图1、图2所示，输电单元2在实际使用时是扇形绝缘线芯。扇形绝缘线芯由多根铜丝或铝丝绞合而成的输电导体21和包覆在其表面上的绝缘层22组成。具体地，扇形绝缘线芯是由多根铜丝或铝丝在绞线设备上，通过紧密绞合制成的扇形状的输电导体21；在输电导体21的表面上挤出包覆一层绝缘层22，从而制得输电单元2；其主要作用是传输动力电能。

如图1、图2所示，输电单元2、中心感温单元1和外层感温单元，通过成缆设备，按95mm～450mm的节距成缆绞合为一体，并用扎紧带5扎紧，呈圆柱形。制得载荷自感电力电缆的核心本体，其主要作用是融电力传输和电缆内、外部温度变化信号采集为一体。

如图1、图2所示，组合护套层4由隔离套41、铠装护层42和外护套43共同组成。其中，隔离套41为柔性绝缘材质制成，铠装护层42为金属材质制成。具体地，在扎紧带5的表面，挤包一层PVC隔离套41，在隔离套41的表面紧密包裹一层镀锌钢带铠装护层42；再在铠装护层42的表面挤包一层外护套43。

本实用新型在系统中的工作原理：

图5所示，载荷自感电力电缆包括输电单元2、中心感温单元1和外侧感温单元3感温。其中，输电单元2的一端连接变电室，其另一端连接终端用电分配箱；中心感温单元1和外侧感温单元3一端与设有电缆过载感温警报器和外部环境感温警报器的微机调制器连接，其另一端分别连接终端处理器；微机调制器连接DC24V输入模块。

载荷自感电力电缆中的中心感温单元1和外侧感温单元3，是由多根热敏绝缘电线6组成，当电缆内部或外部环境的温度升高时，中心感温单元1和外侧感温单元3中的热敏绝缘电线6之间的电阻值将会减小，当微机调制器探测到感温单元回路电阻值的变化，并达到预设报警值时，就会产生一个报警信号发送给火灾或过载报警控制屏，从而引发报警信号。提前预警提示将会发生故障，应及时采取措施排除故障隐患。

以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种载荷自感电力电缆，其特征在于，包括设置在电缆中心处的中心感温单元、多根扇形状的输电单元沿中心感温单元圆周方向设置成圆形以及设置在输电单元外的组合护套层;所述输电单元之间、紧靠组合护套层处具有多个缝隙，且在所述缝隙中设有外侧感温单元。

2.根据权利要求1所述的载荷自感电力电缆，其特征在于，所述中心感温单元和外侧感温单元主要由多根热敏绝缘电线以及设置在热敏绝缘电线外的护套组成。

3.根据权利要求2所述的载荷自感电力电缆，其特征在于，所述热敏绝缘电线由金属传感导体和包覆在其表面的热敏绝缘层组成。

4.根据权利要求3所述的载荷自感电力电缆，其特征在于，所述金属传感导体是由软钢丝或铝丝或铜丝制成。

5.根据权利要求2所述的载荷自感电力电缆，其特征在于，所述中心感温单元由四根热敏绝缘电线，按40mm～65mm的节距成缆；所述护套小于1mm。

6.根据权利要求2所述的载荷自感电力电缆，其特征在于，所述外侧感温单元由两根热敏绝缘电线，按35mm～55mm的节距成缆；所述护套小于1mm。

7.根据权利要求1所述的载荷自感电力电缆，其特征在于，所述组合护套层与输电单元之间还设有用于扎紧输电单元的扎紧带。

8.根据权利要求1或7所述的载荷自感电力电缆，其特征在于，所述组合护套层包括挤包在扎紧带的表面的隔离套、紧密包裹在隔离套的表面的铠装护层、挤包在铠装护层的表面的外护套。

9.根据权利要求8所述的载荷自感电力电缆，其特征在于，所述隔离套为PVC隔离套。

10.根据权利要求8所述的载荷自感电力电缆，其特征在于，所述铠装护层为镀锌钢带铠装护层。