用于电缆中间接头的自触发式无源灭火装置的制作方法

1.本实用新型涉及灭火设备。更具体的，本实用新型涉及用于电缆中间接头的自触发式无源灭火装置。


背景技术：

2.中压或高压电缆的中间接头在发生短路故障时易产生电弧及火焰，如果没有特殊的防火装置，则火焰极易点燃周围的电缆或其他物体，严重破坏电力传输系统甚至造成灾难性后果。目前，传统的电缆中间接头的防火装置主要有以下两类：一类防火装置是由高强度的阻燃材料制成的封围电缆中间接头的壳体，在此基础上，壳体中还可以填充有固体阻燃材料；另一类防火装置通过包含传感器的电学系统来自动感应火焰的产生并进行灭火。
3.在实际应用中，上述两类防火装置都存在很大的局限性。对于第一类防火装置而言，当电缆中间接头的壳体被电弧或火焰击穿时，壳体可以起到一定的阻挡火焰及泄压防爆的作用。但是，一旦火焰已经产生，此类装置无法快速有效地扑灭火焰，尤其无法在火焰产生早期及时地进行灭火并遏制火势蔓延。即使在壳体中填充有固体阻燃材料的情况下，在壳体被击穿后，释放出的固体阻燃材料也无法在火焰产生早期快速有效地扑灭火焰。此外，释放出的固体阻燃材料散落在地将使环境变得杂乱，并且当带有此类防火装置的电缆布设在开放的自然环境中时，由于释放出的固体阻燃材料通常难以自然降解，因此将对环境造成破坏。上述第二类防火装置依赖于有源系统进行控制，需要设置电源、传感器、储存灭火剂的容器或管道及其他相关设备，系统复杂且成本高。此外，这种精密控制的大型防火系统需要足够的安装空间及适宜的工作环境并且需要定期的检查和维护，因此这类防火装置不适合用于空间有限、条件恶劣及无人看管的环境，但这种环境在电力传输系统中又是极为常见的。
4.因此，需要对传统的电缆中间接头的防火装置进行改进。一方面，希望能够以结构简单且易于维护的无源装置来实现快速有效地灭火，使该装置同样适用于空间有限、无人看管的环境；另一方面，希望在灭火的同时不对电力传输系统及周围环境造成额外的破坏。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于对传统的电缆中间接头的防火装置进行改进，提供一种结构简单、成本低廉且无需特意维护的自触发式无源灭火装置，在火焰产生早期自动感应火焰产生并快速灭火。本实用新型的另一目的在于使灭火过程不对电力传输系统及周围环境造成不良影响。
6.上述目的通过根据本实用新型的用于电缆中间接头的自触发式无源灭火装置来实现。
7.根据本实用新型的自触发式无源灭火装置包括柔性管和壳体。柔性管缠绕并固定在电缆中间接头的主体部分上，柔性管中压力填充有流体灭火剂。壳体封围电缆中间接头及柔性管。
8.在一个实施方式中，柔性管的第一端部是固定在电缆中间接头的主体部分或壳体上的封闭端部，与第一端部相反的第二端部是固定在壳体上的敞开端部，并且第二端部被暂时性地密封。
9.在一个实施方式中，柔性管的第二端部连接有单向阀，该单向阀仅允许流体灭火剂单向流入柔性管。
10.在一个实施方式中，柔性管的第二端部连接有压力表。
11.在一个实施方式中，柔性管的第一端部和与第一端部相对的第二端部是固定在电缆中间接头的主体部分或壳体上的封闭端部。
12.在一个实施方式中，壳体由彼此连接的两个半壳体形成，并且在壳体与电缆中间接头及柔性管之间形成中空的空间。
13.在一个实施方式中，柔性管中压力填充有氟代异己酮流体灭火剂。
14.在一个实施方式中，柔性管为聚四氟乙烯柔性管。
15.在一个实施方式中，壳体为金属壳体或复合材料壳体。
16.在一个实施方式中，柔性管中以不小于0.1mpa的压力填充有流体灭火剂。
17.根据本实用新型的自触发式无源灭火装置通过密布缠绕于电缆中间接头的主体部分上的柔性管同时实现了存储灭火剂、感应火焰产生、在火焰产生早期自触发快速灭火的功能，无需传统防火系统中的电源、传感器等设备，结构简单紧凑，成本低廉，适用于空间有限的环境且无需专人进行看管和维护。另一方面，优选采用的流体灭火剂为氟代异己酮流体灭火剂，其清洁、低毒、无腐蚀性、不导电且易蒸发，不会对电力传输系统及周围环境造成不良影响。
附图说明
18.以下将参照附图仅以示例方式描述本实用新型的实施方式。在附图中，相同的特征或部件采用相同的附图标记来表示，并且附图不一定按比例绘制，并且在附图中：
19.图1示出了根据本实用新型的一个实施方式的用于电缆中间接头的自触发式无源灭火装置的内部结构；
20.图2和图3示出了该自触发式无源灭火装置的壳体；
21.图4示出了该自触发式无源灭火装置的单向阀；
22.图5示出了根据本实用新型的另一实施方式的用于电缆中间接头的自触发式无源灭火装置。
具体实施方式
23.下文的描述本质上仅是示例性的而并非意图限制本实用新型及其应用和用途。应当理解，在所有附图中，相似的附图标记指示相同的或相似的零件及特征。各个附图仅示意性地表示了本实用新型的实施方式的构思和原理，并不一定示出了本实用新型各个实施方式的具体尺寸及其比例。在特定的附图中的特定部分可能采用夸张的方式来图示本实用新型的实施方式的相关细节或结构。
24.在本实用新型的各实施方式的描述中，所采用的与“上”、“下”、“左”、“右”相关的方位术语是以附图中所示出的视图的上、下、左、右的位置来描述的。在实际应用过程中，本
文中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”的位置关系可以根据实际情况限定，这些关系是可以相互颠倒的。
25.图1示出了根据本实用新型的一个实施方式的用于电缆中间接头的自触发式无源灭火装置1的内部结构。如图1中所示，自触发式无源灭火装置1设置在连接第一电缆2和第二电缆3的电缆中间接头4处。自触发式无源灭火装置1包括柔性管10，柔性管10以一定的间距缠绕并固定在电缆中间接头4的主体部分上。优选地，柔性管10均匀地缠绕在电缆中间接头4的主体部分上，并且相邻两匝之间的间距不宜过大。自触发式无源灭火装置1还包括封围电缆中间接头4及缠绕在其上的柔性管10的壳体20。在本实施方式中，壳体20是由图1和图2中所示的第一半壳体22以及图3中所示的第二半壳体24构成的两半式壳体。其中，第一半壳体22和第二半壳体24大体呈半圆柱状并且分别沿着各自的边缘设置有第一连接凸缘222和第二连接凸缘242，在第一连接凸缘222设置有若干个安装孔224，在第二连接凸缘242上设置有与安装孔224对准的若干个安装孔244，使得第一半壳体22和第二半壳体24能够通过穿过安装孔224和安装孔244的螺栓等紧固件连接形成完整的壳体20。如图1所示，壳体20的中间部分处的内径大于缠绕有柔性管10的电缆中间接头4的最大直径，壳体20在两端处的内径逐渐减小至等于或略大于第一电缆2及第二电缆3的外径，并且壳体20两端处与第一电缆2及第二电缆3之间可以采用适合的密封材料(例如，阻燃弹性橡胶垫等)进行密封并通过壳体20紧压于第一电缆2及第二电缆3表面，使得壳体20与电缆中间接头4及柔性管10之间形成大致封闭的中空的空间。在本实施方式中，柔性管10的第一端部102是封闭端部并且固定在电缆中间接头4的主体部分上，例如，可以通过耐热的玻璃纤维丝带(未示出)将第一端部102栓系在电缆中间接头4的主体部分上；柔性管10的第二端部104是敞开端部并且固定在壳体20上。如图2所示，在第一半壳体22上设置有用于接纳并固定柔性管10的第二端部104的孔226，柔性管10的第二端部104例如通过卡接或螺纹连接等方式固定在孔226中。
26.在将柔性管10围绕电缆中间接头4的主体部分缠绕并固定之前或之后，可以通过敞开的第二端部104以一定的压力(通常不小于0.1mpa)向柔性管10中填充流体灭火剂。然后，可以对第二端部104进行暂时性的或永久性的密封。在图1所示的实施方式中，在第一半壳体22的孔226处设置单向阀30以对第二端部104进行暂时性的密封。图4示意性地示出了单向阀30的剖视图。单向阀30可以包括与充液设备或压力表连接的入口302、与柔性管10的第二端部104连接的出口304以及位于入口302与出口304之间的弹簧306和阀片308。在关闭状态下，弹簧306的弹力使阀片308抵靠并封堵入口302，从而密封柔性管10。当入口302连接有充液设备或压力表时，充液设备的压力或压力表上的压杆将压缩弹簧306并顶开阀片308，从而可以进行流体填充或压力测量。当移除充液设备或压力表时，弹簧306回弹并再次使阀片308封堵入口302。因此，单向阀30仅允许流体灭火剂单向流入柔性管10，而不允许流体灭火剂流出柔性管10。在其他实施方式中，也可以通过机械密封、熔焊密封、螺纹密封等任何合适的其他方式来对柔性管10的第二端部104进行暂时性的或永久性的密封。
27.图5示出了连接有压力表的自触发式无源灭火装置1的实施方式。如上所述，压力表40连接至单向阀30的入口302以测量柔性管10中的流体灭火剂的压力。可以仅在向柔性管10中填充流体灭火剂的过程中暂时性地连接压力表40以测量压力是否达到期望值，也可以将压力表长期与柔性管10的第二端部104连接，从而在密封柔性管10的第二端部104的同时可以监控柔性管10中的压力以便及时补充流体灭火剂。
28.下面具体描述自触发式无源灭火装置1的原理及操作。
29.柔性管10采用具有一定的耐热性但熔点低于火焰温度的材料制成，而壳体20采用高强度耐火材料制成。足量的流体灭火剂以一定的压力密封在柔性管10中。一旦电缆中间接头4发生短路故障而引起火焰，密布缠绕在电缆中间接头4的主体部分上的柔性管10将被快速烧穿，柔性管10中的流体灭火剂在压力作用下迅速喷出并散布于壳体20的内部空间中。包裹电缆中间接头4与柔性管10的壳体20不易被烧穿，将火焰与外部环境隔离开并且提供了大致封闭的内部空间，使得起火点周围的流体灭火剂达到足够的灭火浓度，从而在火焰产生早期快速有效地扑灭火焰。
30.柔性管10中填充的流体灭火剂优选采用清洁、无毒、无腐蚀性、不导电且易蒸发的灭火剂，例如氟代异己酮(c6f
12
o)等。市面上可获得的此类流体灭火剂例如3m公司的novec 1230。氟代异己酮流体灭火剂兼具极低的毒性和高灭火效率，主要通过快速移除火源的热量而起到灭火作用，因此特别适用于在壳体20的大致封闭的内部空间内进行灭火。氟代异己酮流体灭火剂在标准大气压下的沸点约为49.2℃，常温常压下为液体，便于进行填充操作。此外，氟代异己酮流体灭火剂蒸发迅速，在液态和气态下均无腐蚀性且不导电，具有良好的相容性，不会损坏电缆中间接头或引起其他电气风险，也不会留下杂乱的残留物或对环境造成其他不良影响，因此，电力传输系统可以始终保持正常运行。在其他实施方式中，也可以选用任何其他合适的流体灭火剂。
31.由于中高压电缆中通过的电流极大，电缆中间接头4的正常工作温度较高，通常约为130℃，而火焰温度通常在400℃左右。因此，柔性管10的材料的熔点应当高于电缆中间接头4的正常工作温度，并且低于火焰温度以保证在火焰产生早期迅速地响应。例如，柔性管10的材料可以采用聚四氟乙烯(ptfe)或其他熔点通常高于200℃且低于400℃的适用的材料。在其他实施方式中，也可以选用任何其他合适的材料来制成柔性管10。
32.壳体20可以采用高强度材料制成，例如金属或复合材料。壳体20除了能够隔离火焰、提供封闭空间以使流体灭火剂达到所需的灭火浓度之外，还为电缆中间接头4及其上的柔性管10提供了可靠的保护。
33.根据本实用新型的自触发式无源灭火装置1结构简单紧凑、体积小巧、成本低廉，并且无需电源及传感器等即可监控火焰的产生并实现在火焰产生早期快速灭火。密布缠绕在电缆中间接头4的主体部分上的柔性管10兼具了存储流体灭火剂的容器、监控火焰产生的传感器以及自触发式灭火器的作用。壳体20形成了紧凑的外包装并有效保护自触发式无源灭火装置1不被破坏。因此，该自触发式无源灭火装置能够适用于空间有限、条件恶劣的环境且无需专人进行看管和维护。
34.此外，可以根据电缆中间接头的尺寸、流体灭火剂的种类、灭火浓度的要求等条件来适当地选择柔性管10的内径、长度、缠绕密度以及填充流体灭火剂的压力，从而可以适用于各种不同的电缆中间接头。
35.在上述优选实施方式中，柔性管10的第一端部102是固定于电缆中间接头4的主体部分上的封闭端部，第二端部104固定于壳体20上的敞开端部以便于填充流体灭火剂。但是本实用新型不限于此。例如，第二端部104可以在填充流体灭火剂后永久性地密封，并且与第一端部102一样固定于电缆中间接头4的主体部分上，或者第一端部102和第二端部104可以均永久密封并固定于壳体20上。如上所述，电缆中间接头4的正常工作温度较高，因此柔
性管10的第一端部102及第二端部104优选采用耐热的固定方式固定在电缆中间接头4的主体部分上以保证连接的可靠性，例如通过玻璃纤维丝带栓系固定，也可以采用其他任何合适的固定方式。
36.上述实施方式中的壳体20的结构也仅是示例性的，可以采用其他任何合适的壳体来形成封围电缆中间接头4及柔性管10的大致封闭的空间。例如，壳体可以分为彼此连接的左右两个半壳体。
37.在此，已详细描述了根据本实用新型的自触发式无源灭火装置的示例性实施方式，但是应该理解的是，本实用新型并不局限于上文详细描述和示出的具体实施方式。在不偏离本实用新型的主旨和范围的情况下，本领域的技术人员能够对本实用新型进行各种变型和变体。所有这些变型和变体都落入本实用新型的范围内。而且，所有在此描述的构件都可以由其他技术性上等同的构件来代替。