一种铝合金芯电力线缆的制作方法

1.本发明涉及电力电缆技术领域，特别涉及一种铝合金芯电力线缆。


背景技术：

2.电缆通常是由几根或几组导线(每组至少两根)绞合而成的类似绳索的电缆，每组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的覆盖层。电缆具有内通电，外绝缘的特征。电缆有电力电缆、控制电缆、补偿电缆、屏蔽电缆、高温电缆、计算机电缆、信号电缆、同轴电缆、耐火电缆、船用电缆、矿用电缆、铝合金电缆等等。它们都是由单股或多股导线和绝缘层组成，用来连接电路、电器等。市场上的耐高温电缆虽然耐热性能不错，但是大多散热性能差，容易使电缆长时间处在高温环境下，从而影响电缆的导电性能，因此需要一种能长时间应对高温环境的电缆。
3.如中国专利公开号为cn113823446a的发明文献中，本发明公开了本发明涉及充电线缆领域，具体指一种水介质液冷线缆，包括一根液冷进水管，二根液冷主导线，每根液冷主导线从内到外依次包括液冷出水管、绝缘隔离层、导线层和主线绝缘层，所述液冷出水管、绝缘隔离层、导线层和主线绝缘层依次层层包覆同轴设置。所述液冷出水管与导体层之间的绝缘隔离层有效防止由于液冷管温度变化大产生凝霜现象导致导线层氧化或短路等不良现象，且提升了整根线缆的散热性能、可靠性与稳定性。
4.该专利通过使用液冷进水管，提高电缆的散热效果，提升了电缆应对高温的能力，液冷出水管与导体层之间的绝缘隔离层有效防止由于液冷管温度变化大产生凝霜现象导致导线层氧化或短路等不良现象。但该方案在实际应用中，存在着一些问题：线芯的高温使得液冷管内的液体在蒸发成气体后，液冷管内的气体膨胀会对液冷管管壁造成压力，液体损失后，液冷管不能再对电缆进行不间断的降温，因此，我们需要一种持续性带走电缆热量，进行不间断地降温的装置。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种铝合金芯电力线缆，为了解决不能持续性带走电缆热量，进行不间断地降温的问题，本技术提供如下技术方案：一种铝合金芯电力线缆，包括缆芯以及依次包裹在缆芯外部的内护套、绕包层、屏蔽层、外护套，缆芯包括沿中心纵轴排列的中心骨架和多根导线，还包括：冷却层、支架、降温塞和弹性件，所述冷却层固定于内护套与绕包层中间，冷却层内为密闭空腔，冷却层一端设进水管，另一端设出水管，进水管和出水管都依次贯穿绕包层、屏蔽层和外护套并连通空腔，出水管的出口处固设有水阀，冷却层上连通有若干出液管，出液管依次贯穿绕包层、屏蔽层和外护套并连通冷却层内的空腔，出液管出口为喇叭状，出口处固定有降温塞；还包括初始状态时能够让降温塞紧密贴合出液管出口的弹性件，所述弹性件一端固定连接降温塞端部，弹性件另一端固定在支架上，支架固定在连通管管壁上；还包括控制器和温度传感器，所述温度传感器固定在导线外侧，温度传感器与控
制器和水阀依次串联在同一电路，温度传感器用于在测到高温时传输信号给控制器，所述控制器用于接受高温信号时关闭出水管中的水阀。
6.基础方案原理及有益效果如下：因为冷却层固定于内护套与绕包层中间，冷却层内为密闭空腔，冷却层一端设进水管，另一端设出水管，所以在向进水管内加水时，水会不断从冷却层的空腔中流过，吸收内护套内铝合金线芯的热量，降低电缆的温度，起到良好的降温效果。因为出水管处固设有水阀，冷却层上连通有出液管，出液管连通绕包层、屏蔽层和外护套，出液管出口为喇叭状，出口处固定有降温塞，还包括初始状态时能够让降温塞紧密贴合出液管出口的弹性件，所述弹性件一端固定连接降温塞端部，弹性件另一端固定在支架上，支架固定在连通管管壁上，所以出水管的水阀关闭后，冷却层内不断进入的大量水会给从出液管处流动，不断增强的水压会推动出液管管口处的降温塞往外移动，降温塞打开后，冷却层中的水溅射到电缆外部，水蒸发后吸热会再次带走电缆的热量，起到了更好的降温效果。水阀打开后，空腔内水压逐渐恢复正常，固定于降温塞端部的初始状态时能够让降温塞紧密贴合出液管出口的弹性件将回弹使得降温塞再次堵住出液口。
7.因为导线外侧固设的温度传感器与控制器和水阀开关依次串联在同一电路，所以温度传感器用于在测到高温时传输信号给控制器，控制器用于在接受高温信号时关闭出水管中的水阀。因为温度传感器选用金属电阻温度器件，金属电阻温度器件会沿着正方向增加，随着温度的升高，电阻会上升，从而实现对控制器的信号传输，所以控制器会在接收到高温信号后发出指令给水阀，水阀随之关闭。
8.本方案通过冷却层的设计实现了持续性带走电缆热量，进行不间断地降温的效果。
9.进一步，还包括沿着中心纵轴方向排列的有弹性的抗扭件，所述抗扭件内有空心的容纳腔，容纳腔内装有添有颜料的液体，抗扭件两侧分别固定在内护套内壁表面和中心骨架的外表面上，抗扭件外缘上设有多个和容纳腔连通的缓冲部，缓冲部内有空腔，缓冲部与导线外侧紧贴，所述导线外侧直径两端分别抵靠中心骨架和内护套，所述抗扭件贴合在内护套侧的表面上，抗扭件连通着连通管，连通管依次连通内护套、绕包层、屏蔽层和外护套，连通管出口为喇叭状，还包括塞子和初始状态时能够让塞子紧密贴合连通管出口的弹簧，弹簧一端固定在塞子端部，弹簧另一端固定在稳定架上，稳定架固定在连通管管壁上。
10.有益效果：抗扭件本身的弹性使得它可以在受到导线的扭曲力的时候随之产生形变，挤压内部的液体进入缓冲部的空腔内，空腔内涌进大量液体后也会变大，为扭曲的导线提供缓冲和回弹力，提升电缆的抗扭曲能力，容纳腔内的液体为导线提供散热效果，在电缆失火时，抗扭件被火烧破，容纳腔内的液体流出会起到灭火的效果；抗扭件受到来自导线的过大扭曲力的时候内部因被挤压产生的形变使得抗扭件的容纳腔内部的液体对连通管管口的塞子产生巨大压力，使得固定在塞子上的弹性件不断拉伸，直至管中的带颜料的液体冲出连通管，喷射到电缆外部，从而实现警示用户的目的。
11.进一步，还包括固设于冷却层与抗扭件之间的添水通道，所述添水通道上设有阀门。
12.有益效果：使得抗扭件内部的液体可以根据用户的实际需求得到填充。
13.进一步，所述绕包层为聚氟乙烯材质。
14.有益效果：聚氟乙烯具有良好的耐热、耐磨、耐化学性，其冲击强度和电绝缘性能也很好。
15.进一步，所述外护套采用聚氨酯材料制成。
16.有益效果：增加了线缆的耐腐蚀性能。
17.进一步，所述导线包括铝合金线芯和外侧设有的绝缘层和防水层。
18.有益效果：铝合金线芯更轻，耐腐蚀性更好且更为便宜，绝缘层和防水层的设置避免了抗扭件漏液侵蚀导线的极端情况。
附图说明
19.图1为本发明的结构示意图；图2为本发明中抗扭件贴合导线防水层和中心骨架时的结构示意图；图3为本发明中出液管管壁一侧的剖视图。
具体实施方式
20.下面通过具体实施方式进一步详细说明：说明书附图中的标记包括：中心骨架1、定位球2、缓冲部3、防水层4、绝缘层5、进水管6、出液管7、降温塞8、弹性件9、支架10、内护套11、冷却层12、绕包层13、屏蔽层14、外护套15、水阀16、出水管17、塞子18、弹簧19、稳定架20、连通管21、铝合金线芯22。
21.实施例如图1、图2和图3所示：本实施例为一种铝合金芯电力线缆，包括缆芯以及依次包裹在缆芯外部的内护套11、绕包层13、屏蔽层14、外护套15，缆芯包括沿中心纵轴排列的中心骨架1和多根导线，还包括：冷却层12、支架10和弹性件9，冷却层12固定于内护套11与绕包层13中间，冷却层12内有空腔，上端设进水管6，下端设出水管17，在向进水管6内加水时，水会不断从冷却层中的空腔中流过，吸收内护套11内铝合金线芯22的热量，降低电缆的温度，起到良好的降温效果。出水管17处固设有水阀16，冷却层12上连通有出液管7，出液管7连通绕包层13、屏蔽层14和外护套15，出液管7出口为喇叭状，出口处设有与出口配合的降温塞8，还包括初始状态时能够让降温塞8紧密贴合出液管7出口的弹性件9，所述弹性件9一端焊接在降温塞8端部，弹性件9另一端焊接在支架10上，支架10螺纹连接在在连通管21管壁上，出水管17中的水阀16关闭后，冷却层12内不断进入的大量水会给从出液管7处流动，不断增强的水压会推动出液管7管口处的降温塞8往外移动，降温塞8打开后，冷却层12中的水溅射到电缆外部，水蒸发后吸热会再次带走电缆的热量，起到了更好的二次降温效果。水阀16打开后，固定于降温塞8端部的弹性件9的回弹使得降温塞8再次堵住出液口，实现了智能化地开关出液管7。出水管17流出的水可以收集起来进行二次利用，重新抽入进水管6，节约能源，减小成本的支出。
22.导线外侧固设的温度传感器与控制器和水阀16依次串联在同一电路，温度传感器采用pt100，pt100温度传感器铂热电阻传感器偏差极小，且电气性能稳定，耐振动、可靠性高，同时具有精确灵敏、稳定性好、产品寿命长和安装方便等优点，温度传感器用于在测到高温时传输信号给控制器，控制器选用stm32f103c8t6型单片机，控制器用于关闭出水管17的水阀16。温度传感器选用金属电阻温度器件，金属电阻温度器件会沿着正方向增加，随着
温度的升高，电阻会上升，从而实现对控制器的信号传输，控制器控制水阀16的关闭，实现发明的二次降温功能。
23.还包括定位球2和沿着中心纵轴布置的抗扭件。
24.导线外侧直径两端分别抵靠中心骨架1和内护套11，导线在径向得到良好定位。
25.抗扭件为空心的弹性构件，并沿着中心纵轴方向被分隔为多段独立的容纳腔，容纳腔内装有液体，抗扭件两侧分别固定在内护套11内壁表面和中心骨架1的外表面上，抗扭件外缘上设有多个和容纳腔连通的缓冲部3，缓冲部3内有空腔，缓冲部3与导线紧贴，抗扭件本身的弹性使得它可以在受到导线的扭曲力的时候随之产生形变，挤压内部的液体进入缓冲部3的容纳腔内，容纳腔内涌进大量液体后也会变大，为扭曲的导线提供缓冲和回弹力，这无疑提升了电缆的抗扭曲能力，容纳腔内的液体可为导线提供散热效果，在电缆失火时，抗扭件被火烧破，容纳腔内的液体流出也会起到灭火的效果。
26.导线包括铝合金线芯22和外侧设有的绝缘层5和防水层4，铝合金线芯22相较于铜线芯更轻，耐腐蚀性更好且更为便宜，外侧的防水层4可以应付抗扭件破损时空腔内的液体漏出的极端情况。
27.抗扭件贴合在内护套11侧的表面上连通着连通管21，连通管21打开后连通内护套11、绕包层13、屏蔽层14和外护套15，连通管21出口为喇叭状，出口处设有与出口配合的塞子18，还包括初始状态时能够让塞子18紧密贴合连通管21出口的弹簧19，弹簧19一端固定在塞子18端部，弹簧19另一端固定在稳定架20上，稳定架螺纹连接在连通管21管壁上，塞子18正常工作时完全堵住连通管21管口，抗扭件受到来自导线的过大扭曲力的时候内部因被挤压产生的形变使得抗扭件内部的液体对连通管21管口的塞子18产生巨大压力，使得连通管21管口处的塞子18往外侧推去，弹簧19随之发生弹性形变，抗扭件内部的带颜料的液体从连通管21管口处冲出外侧的内护套11、绕包层13、屏蔽层14和外护套15，喷射到电缆外部，从而实现警示用户的目的，提示用户及时检修。
28.抗扭件内放置有弹性材质的定位球2，定位球2直径两端抵靠中心骨架1和内护套11，抗扭件内部空腔中充斥的液体和放置的弹性材质的定位球2为导线在电缆受到扭曲力的时候提供良好的缓冲，减小导线的扭曲力，同时抗扭件内的液体也为电缆提供良好的散热效果，抗扭件内的定位球2与中心骨架1的配合为缆芯提供了良好的径向支撑，使得电缆具有了一定的受压能力。
29.固设于冷却层12与抗扭件之间的添水通道可人为控制开关，这使得抗扭件内部的液体可以根据用户的实际需求得到填充。
30.内护套11的设置防止绝缘层5受潮、机械损伤以及光和化学侵蚀性媒质等的作用，同时还可以流过短路电流。
31.绕包层13的设置有保护绝缘或内护套11的功能，起缓冲和衬垫作用；在电缆使用过程中，因材料不同对电缆绝缘或内护套11起隔热、或防腐、防老化等不同的作用；使线材成圆柱形，防止线松散；使信号不受干扰；在导体与屏蔽层14之间起绝缘作用；聚氟乙烯材质的绕包层13具有良好的耐热、耐磨、耐化学性，其冲击强度和电绝缘性能也很好。
32.屏蔽层14的设置消除了由于导体表面和内护套11表面不光滑所引起的表面电场强度的增加。
33.外护套15采用聚氨酯材料制成，提高了电缆的强度，实现了防腐蚀的作用。
34.与传统的方案相比，本方案不仅起到了电缆抗扭曲的效果，实现了对电缆进行散热处理和在电缆遇到破坏性扭曲力的时候示警用户及时进行检修的功能，还能对电缆进行长时间的降温处理，大幅提升了电缆的降温效果。
35.以上的仅是本发明的实施例，该发明不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。