超温自断电阻燃电缆

技术领域

本发明涉及电缆技术领域，具体涉及一种超温自断电阻燃电缆。

背景技术

B1级阻燃电缆由于其高阻燃性能在高压动力电缆领域应用广泛，虽然B1级阻燃线缆在火灾时能够起到阻燃和防止火势蔓延的作用，但其并非完全不燃，只是其火焰蔓延、热释放速率峰值、收获1200S内热释放总量及燃烧增长率指数等数值沿显著优于普通电缆。在发生火情时，如何快速地感知并阻止火情顺着电缆蔓延是火灾处理措施的重中之重，但是当前的电缆火情应对一般是在区域内安装火情检测传感系统，如果系统检测到有火情存在，则将进线短路器断开，使电缆失电，这种系统一般轻微的火情或者火情完全在阻燃电缆可接收的范围内即断开了电源，而失去电源使得人员逃生变得更加困难，如果能够针对阻燃电缆的内部情况进行检测且能够根据情况自动判断是否断开电源的装置，可以在有火情时在保障安全的前提下提供尽可能长的供电时间。

现有技术中也有类似的电缆，例如中国专利文献CN115188529A记载了一种带智能感应的高阻燃B1级电缆，包括由内向外依次排列的线芯、耐火层绕包、第一阻燃填充层、金属铠装、第二阻燃填充层、智能感应装置、第三阻燃填充层和阻燃护套，智能感应装置沿阻燃线缆轴向均匀排列，智能感应装置内设有和感应芯片连接的感应线圈和温感熔断器，感应芯片内设有与所在线缆轴线位置对应的信息数据，通过RFID射频电子标签与阅读器的无线通讯及标签线圈的感温熔断器来判断线缆外热量在线芯处造成的温度值，并通过在阅读器和电子标签处设置不同的谐振电感及标签天线电路，使得产生的谐振电路一一对应，从而判断当前为哪种温度等级的熔断器断开。

上述专利文献只能检测线芯处的温度，而无法实施自动断开，要实现断开可控，需要将所获得的温度数据传输至控制系统从而断开断路器，需要将线缆的阻燃数据与应对策略进行编程然后控制断路器的开合，需要在用户处对电力控制系统进行编程，使得其应用推广和实施起来非常困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种超温自断电阻燃电缆，能够自主判断线芯处是否超温并自动控制线缆的断开及闭合，从而在出现危及线缆或者电源的火情时保证安全的情况下自动断开线路及负载的连接。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

超温自断电阻燃电缆，阻燃线缆包括线芯、阻燃填充层以及阻燃护套，其特征在于，在靠近阻燃护套内侧面的阻燃填充层内设有由于线芯平行的温度检测线，阻燃线缆被自断开插头插座分隔成两部分，自断开插头插座将两部分的线芯连接，自断开插头插座内设有自断开控制器及自断开执行机构，自断开控制器通过温度检测线检测阻燃线缆内线芯温度是否超过设定值域，如果超出，控制自断开执行机构动作使两部分的线芯断开连接从而实现掉电保护。

上述的温度检测线包括PTC电阻及导线，PTC电阻用于检测线缆内部的温度。

上述的自断开控制器内存储有PTC电阻处检测温度与线芯内部的温度对照表。

上述的温度检测线内的PTC电阻设有多个并串联连接，各个PTC电阻相同，且单一PTC电阻处的温度的到达其居里温度时，对应位置的线芯处温度达到设定值域的上限。

上述的自断开插头插座包括自断开插座和自断开插头，自断开插座和自断开插头内设有线缆连接插头或插座且相互对应，线缆连接插头或插座内设有插芯，自断开插座和自断开插头其中一个内设有自断开控制器及自断开执行机构，自断开执行机构上设有与插芯滑动接触的转接插芯，转接插芯与线芯连接，不含自断开控制器及自断开执行机构一侧的插芯直接与线芯连接。

上述的自断开执行机构包括绝缘保持架，转接插芯固定在绝缘保持架上且与插芯后端一一对应，绝缘保持架上固定设有棒状动铁芯，动铁芯穿过环状的静铁芯，静铁芯与绝缘保持架之间设有保持弹簧，静铁芯外设有环状的线圈，线圈与自断开控制器电连接，自断开控制器与同侧的PTC电阻电连接并通过转接插芯与另一侧的PTC电阻电连接。

上述的自断开控制器包括整流电源、超温保护控制器、温度检测器、ADC转换模块以及自断开继电器，整流电源与线芯连接的电连接，整流电源为自断开控制器内模块供电，温度检测器与阻燃线缆两部分的温度检测线电连接，温度检测线在阻燃线缆的两端与地线PE电连接，温度检测线通过ADC转换模块将模拟信号转化为数字信号传送至超温保护控制器，超温保护控制器输出端与自断开继电器电连接，自断开继电器控制线圈的得电和失电。

上述的温度检测器内包含可充电直流电源和电流检测器，可充电直流电源的正极与温度检测线一端电连接，可充电直流电源的负极与线芯中的地线PE电连接，温度检测线和可充电直流电源形成回路，电流检测器串联于回路中，电流检测器检测回路电流并传送至ADC转换模块。

上述的绝缘保持架端部设有限位及复位器，限位及复位器包括靠近绝缘保持架端部设置的限位座，在绝缘保持架收缩的极限位置前端设有限位槽，限位槽内设有限位板，限位板一端与限位槽边壁转动连接且限位板下端设有弹簧，限位板中部设有转动连接的复位手柄，复位手柄贯穿限位座及自断开插头插座。

本发明提供的一种超温自断电阻燃电缆，通过在电缆敷设温度检测线，温度检测线与自断开控制器连接形成回路检测当前的温度，并通过检测回路的电流变化率判断是否达到PTC电阻的居里温度，即该处的线芯温度超过允许上限，自断开控制器控制自断开执行机构动作使自断开插头插座内线路连接断开，从而保证线路及负载的安全，且本线缆的自断装置是自动识别并执行，不需要在电气控制系统里面进行编程及处理，友好度高，方便在电缆领域推广实施。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明阻燃线缆的结构示意图；

图2为本发明阻燃线缆的连接示意图；

图3为本发明自断开插头插座的剖视图；

图4为图3的局部放大示意图；

图5为图4的局部放大示意图；

图6为本发明的电气原理图；

图7为温度检测器的结构示意图。

其中：线芯1、阻燃填充层2、温度检测线3、阻燃线缆4、PTC电阻5、自断开插头插座6、自断开插座61、自断开插头62、自断开控制器7、整流电源71、超温保护控制器72、第一温度检测器73、第二温度检测器74、ADC转换模块75、自断开继电器76、电流检测器77、可充电直流电源78、线缆连接插头或插座8、插芯81、自断开执行机构9、绝缘保持架91、转接插芯92、动铁芯93、静铁芯94、线圈95、保持弹簧96、限位及复位器10、复位手柄101、限位板102、弹簧103、限位座104、限位槽105、阻燃护套11、进线断路器12、出线断路器13。

具体实施方式

以下结合附图和实施例详细说明本发明技术方案。

如图1-7中所示，超温自断电阻燃电缆，阻燃线缆4包括线芯1、阻燃填充层2以及阻燃护套11，其特征在于，在靠近阻燃护套11内侧面的阻燃填充层2内设有由于线芯1平行的温度检测线3，阻燃线缆4被自断开插头插座6分隔成两部分，自断开插头插座6将两部分的线芯1连接，自断开插头插座6内设有自断开控制器7及自断开执行机构9，自断开控制器7通过温度检测线3检测阻燃线缆4内线芯1温度是否超过设定值域，如果超出，控制自断开执行机构9动作使两部分的线芯1断开连接从而实现掉电保护。

上述的温度检测线3包括PTC电阻5及导线，PTC电阻5用于检测线缆内部的温度。

上述的自断开控制器7内存储有PTC电阻5处检测温度与线芯1内部的温度对照表。

此种方案中，可在阻燃线缆4多个位置设置PTC电阻5并分别与自断开控制器7连接，通过多个位置的PTC电阻5检测阻燃线缆4各部位的内部温度，并根据温度对照表得到线芯1处的温度，如果线芯1超出设定值后控制自断开执行机构9动作使得插头和插座之间的电连接断开，如图2中所示，自断开插头插座6内部插头插座之间电连接断开，使得进线断路器12出线段的电源无法输出至出线断路器13的进线端，出线断路器13上的负荷掉电，线芯1内电流减至零，线芯1不在发热，可以减少热量，减少因为电缆发热导致的火情扩大，并可以保护负载。

在敷设中，将自断开插头插座6处上下进行固定且放置于竖井中人可以轻松接触的位置，例如上下层的交界处，便于对插头插座进行操作和维修。

上述的温度检测线3内的PTC电阻5设有多个并串联连接，各个PTC电阻5相同，且单一PTC电阻5处的温度的到达其居里温度时，对应位置的线芯1处温度达到设定值域的上限。

通过上述的设置，多个PTC电阻5串联，可以不用每个PTC电阻5都将单独与自断开控制器7连接，因为当线芯1某处的温度达到上限时，此时对应位置的PTC电阻5到达其居里温度，则该PTC电阻5的电阻率急剧升高，可以升高三个数量级以上，导致串联回路的电流大大减小，这样通过检测回路的电流减小的变化率是否超过设定值即可知道线芯1处温度是否超过上限，多个PTC电阻5共用一个回路可以减少检测的回路。

上述的自断开插头插座6包括自断开插座61和自断开插头62，自断开插座61和自断开插头62内设有线缆连接插头或插座8且相互对应，线缆连接插头或插座8内设有插芯81，自断开插座61和自断开插头62其中一个内设有自断开控制器7及自断开执行机构9，自断开执行机构9上设有与插芯81滑动接触的转接插芯92，转接插芯92与线芯1连接，不含自断开控制器7及自断开执行机构9一侧的插芯81直接与线芯1连接。

上述的自断开执行机构9包括绝缘保持架91，转接插芯92固定在绝缘保持架91上且与插芯81后端一一对应，绝缘保持架91上固定设有棒状动铁芯93，动铁芯93穿过环状的静铁芯94，静铁芯94与绝缘保持架91之间设有保持弹簧96，静铁芯94外设有环状的线圈95，线圈95与自断开控制器7电连接，自断开控制器7与同侧的PTC电阻5电连接并通过转接插芯92与另一侧的PTC电阻5电连接。

动铁芯93可设置在绝缘保持架91的两端，两组线圈95同时得电和失电使得其上下同时抽离和插入，实现电缆的断开和闭合。

上述的自断开控制器7包括整流电源71、超温保护控制器72、温度检测器、ADC转换模块75以及自断开继电器76，整流电源71与线芯1连接的电连接，整流电源71为自断开控制器7内模块供电，温度检测器与阻燃线缆4两部分的温度检测线3电连接，温度检测线3在阻燃线缆4的两端与地线PE电连接，温度检测线3通过ADC转换模块75将模拟信号转化为数字信号传送至超温保护控制器72，超温保护控制器72输出端与自断开继电器76电连接，自断开继电器76控制线圈95的得电和失电。

当多个PTC电阻5未串联时，则温度检测器数量与一侧PTC电阻5数量相对应，从而得到各个位置的线芯1温度；

当多个PTC电阻5串联连接时，则温度检测器只需两个，分别为第一温度检测器73和第二温度检测器74，两者分别检测两侧的PTC电阻5回路内的电流，并判断电流变化率，当电流减小的变化率达到超过一定的值且为突然变化时，温度检测线3内存在某一个PTC电阻5达到居里温度，对应位置的线芯温度超过上限，控制线圈95得电吸合，静铁芯94产生磁场，动铁芯93带动绝缘保持架91向后移动，转接插芯92从插芯81中拔出，自断开插头插座6两端线缆之间断开连接。

上述的温度检测器内包含可充电直流电源78和电流检测器77，可充电直流电源78的正极与温度检测线3一端电连接，可充电直流电源78的负极与线芯1中的地线PE电连接，温度检测线3和可充电直流电源78形成回路，电流检测器77串联于回路中，电流检测器77检测回路电流并传送至ADC转换模块75。

上述的绝缘保持架91端部设有限位及复位器10，限位及复位器10包括靠近绝缘保持架91端部设置的限位座104，在绝缘保持架91收缩的极限位置前端设有限位槽105，限位槽105内设有限位板102，限位板102一端与限位槽105边壁转动连接且限位板102下端设有弹簧103，限位板102中部设有转动连接的复位手柄101，复位手柄101贯穿限位座104及自断开插头插座6。

在检测到线芯1超温并断开回路的连接时，绝缘保持架91在收缩的过程中将限位板102下压，绝缘保持架91到达极限位置时，绝缘保持架91脱离与限位板102的基础，限位板102在弹簧103的作用下复位伸出，其端部对绝缘保持架91进行限位防止绝缘保持架91回位，线缆保持断开状态，当确认外部风险接触后，先检测前后端的断路器处于分闸状态的情况下，将复位手柄101向外拉出，限位板102向下缩回使得绝缘保持架91在保持弹簧96的作用下伸出，线缆两部分恢复连接。