一种基于液态金属的高温自熔断发热电缆接头的制作方法

本申请涉及电气保护技术领域，更具体地说，特别涉及一种基于液态金属的高温自熔断发热电缆接头。

背景技术：

发热电缆工作时，如果控制系统出现异常，或者因其它不可控因素，导致温度异常升高，超过额定最高值时，发热电缆必须断开与电源的电气连接，防止发热电缆温度由于过高，导致熔断、火灾等灾害的发生。

目前，现有技术主要采用突跳式温控器或贴装式的温感探头，来实现发热电缆与电源电气连接的断开。但采用突跳式温控器时，突跳式温控器通常无法与发热电缆紧密安装在一起，因此探测到的温度并不准确，无法真实反映电缆的实际温度，且发热电缆通常有大电流通过，突跳式温控器的触点容量有限，并且在开关时，容易产生电弧导致触点内阻增加，加速老化，使用寿命较短；采用贴装式的温感探头时，需要额外的电气控制系统来完成保护动作，成本高昂，同时，额外的控制系统，也降低了系统整体的可靠性。

因此，提供一种基于液态金属的高温自熔断发热电缆接头，能够及时根据真实的实际温度，及时断开与电源的电气连接，避免熔断、火灾等灾害的发生，同时，结构简单，可靠性强，成本降低，已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，提供一种基于液态金属的高温自熔断发热电缆接头，能够及时根据真实的实际温度，及时断开与电源的电气连接，避免熔断、火灾等灾害的发生，同时，结构简单，可靠性强，成本降低。

本申请提供的技术方案如下：

本实用新型提供一种基于液态金属的高温自熔断发热电缆接头，包括：

电缆外壳，所述电缆外壳内设置于熔断腔；

液态金属导电层，所述液态金属导电层设置于所述熔断腔内；

导电接头，所述导电接头设置于所述电缆外壳的两端，与所述液态金属导电层电气连接。

优选地，所述电缆外壳具体为陶瓷外壳。

优选地，所述陶瓷外壳上还设置有金属保护层。

优选地，所述金属保护层具体为不锈钢保护层。

优选地，所述电缆外壳内还设置有导电接头安装腔，所述导电接头安装腔与所述熔断腔连通。

优选地，所述导电接头具体为铜接头。

优选地，所述液态金属导电层具体为铟铋铝铁镁锡合金。

优选地，所述液态金属导电层质量＝所述熔断腔内表面积S*所述液态金属导电层厚度T*所述液态金属导电层密度ρ。

优选地，所述液态金属导电层厚度T具体在0.05～0.8mm范围内，所述液态金属导电层密度ρ具体在7.2-7.8g/cm³范围内。

优选地，所述液态金属导电层密度ρ具体为7.5g/cm³。

本实用新型提供的基于液态金属的高温自熔断发热电缆接头，可串接入发热电缆的任意位置，通常选温度最高的区段，通过增设液态金属导电层，将液态金属作为熔断材料，由于液态金属的低内阻和高温下良好的流动性，当发热电缆温度过高时，由液态金属形成的液态金属导电层将融化，融合在一起，表面积极剧减小，自动断开与导电接头两端的电气连接，避免发热电缆温度由于过高，导致熔断、火灾等灾害的发生，同时可重复使用，产生熔断保护动作的基于液态金属的高温自熔断发热电缆接头，只需要在高温离心作用下，可以恢复液态金属导电层与导电接头的电气导通性能。与现有技术相比，能够及时根据真实的实际温度，及时断开与电源的电气连接，避免熔断、火灾等灾害的发生，同时，结构简单，可靠性强，成本降低。且液态金属具有良好的导电性，可以承载较大的功率，自身电气损耗很小，可以串接入电缆的任意位置，安装体积小，探温准确度高，同时可重复使用，产生熔断保护动作的基于液态金属的高温自熔断发热电缆接头，只需要在高温离心作用下，可以恢复液态金属导电层与导电接头的电气导通性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种基于液态金属的高温自熔断发热电缆接头的结构示意图。

01-陶瓷外壳；02-液态金属导电层；03-导电接头；04-导电接头安装腔。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

本实施例采用递进的方式撰写。

请如图1所示，本实用新型实施例提供一种基于液态金属的高温自熔断发热电缆接头，包括：电缆外壳，电缆外壳内设置于熔断腔；液态金属导电层02，液态金属导电层02设置于熔断腔内；导电接头03，导电接头03设置于电缆外壳的两端，与液态金属导电层02电气连接。

本实用新型提供的基于液态金属的高温自熔断发热电缆接头，可串接入发热电缆的任意位置，通常选温度最高的区段，通过增设液态金属导电层02，将液态金属作为熔断材料，由于液态金属的低内阻和高温下良好的流动性，当发热电缆温度过高时，由液态金属形成的液态金属导电层02将融化，融合在一起，表面积极剧减小，自动断开与导电接头03两端的电气连接，避免发热电缆温度由于过高，导致熔断、火灾等灾害的发生。同时可重复使用。产生熔断保护动作的基于液态金属的高温自熔断发热电缆接头，只需要在高温离心作用下，可以恢复液态金属导电层02与导电接头03的电气导通性能。与现有技术相比，能够及时根据真实的实际温度，及时断开与电源的电气连接，避免熔断、火灾等灾害的发生，同时，结构简单，可靠性强，成本降低。且液态金属具有良好的导电性，可以承载较大的功率，自身电气损耗很小，可以串接入电缆的任意位置，安装体积小，探温准确度高，同时可重复使用，产生熔断保护动作的基于液态金属的高温自熔断发热电缆接头，只需要在高温离心作用下，可以恢复液态金属导电层02与导电接头03的电气导通性能。

需说明的是，本申请的液态金属导电层指的是非晶态合金层，具有极高的强度和耐用性，常温呈固态，低内阻，导电性能好，同时在高温下具备良好的流动性。

本实用新型实施例中，电缆外壳具体为陶瓷外壳01。陶瓷外壳01的设置，既能够避免液态金属导电层02的电流外漏，避免漏电，同时陶瓷材料本身的稳定性强，耐高温及耐腐蚀强度高，使得在制作发热电缆接头时，使用陶瓷烧结成发热电缆接头形状，在陶瓷外壳01的熔断腔内，放入液态金属粉末，将放入了金属粉末的陶瓷接头放入真空炉中加热至呈液态金属，然后通过高速离心的方法进行冷却成型，同时，产生熔断保护动作的基于液态金属的高温自熔断发热电缆接头，只需要在高温离心作用下，可以恢复液态金属导电层02与导电接头03的电气导通性能。

本实用新型实施例中，陶瓷外壳01上还设置有金属保护层，金属保护层的设置，避免陶瓷外壳01暴露在外部，受到周围环境的影响而破损，影响发热电缆接头的重复利用，用金属外壳，全密闭真空结构，使用寿命更长。

本实用新型实施例中，金属保护层具体为不锈钢保护层。不锈钢保护层耐高温，耐腐蚀，即能有效的保护陶瓷外壳01，避免自身遭受腐蚀，同时也能够避免在高温条件下制作基于液态金属的高温自熔断发热电缆接头或重复恢复基于液态金属的高温自熔断发热电缆接头时，保护层同时融化。

本实用新型实施例中，电缆外壳内还设置有导电接头安装腔04，导电接头安装腔04与熔断腔连通。通过增设导电接头安装腔04，能够进一步减轻基于液态金属的高温自熔断发热电缆接头的重量，方便携带及安装。

本实用新型实施例中，导电接头03具体为铜接头。铜接头质量轻，导电性强。

本实用新型实施例中，液态金属导电层02具体为铟铋铝铁镁锡合金。熔点为200度，当电缆温度超过200摄氏度时，铟铋铝铁镁锡合金将融化，并且融合在一起，两个铜接头之间电气连接将断开，铟铋铝铁镁锡合金良好的导电性，可以承载较大的功率，自身电气损耗很小。

本实用新型实施例中，液态金属导电层02质量＝熔断腔内表面积S*液态金属导电层02厚度T*液态金属导电层02密度ρ。在本方案中，使用陶瓷烧结成发热电缆接头形状，在陶瓷外壳01的熔断腔内，放入液态金属粉末，粉末质量＝腔内表面积S*导电层厚度T*金属密度ρ，将放入了金属粉末的陶瓷接头放入真空炉中加热至300～800摄氏度，然后通过高速离心的方法进行冷却成型。冷却后，得到所需的液态金属导电层02。能够有效地控制金属粉末的加入量，避免金属粉末缴入过多，浪费材料，同时避免液态金属流出熔断腔。

根据发热电缆功率，为使得发热电缆接头随温度变化，熔断效果更好，本实用新型实施例中，液态金属导电层02厚度T具体在0.05～0.8mm范围内，液态金属导电层02密度ρ具体在7.2-7.8g/cm³范围内。

根据发热电缆功率，为使得发热电缆接头随温度变化，熔断效果更好，本实用新型实施例中，液态金属导电层02密度ρ具体为7.5g/cm³。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。