[发明专利]用于电缆的智能护套、由电缆供电的电气设备和包含该设备的系统

说明书

一种用于保护电缆的智能护套，包括：适合容纳电缆(1)的导电元件(4)的内部绝缘管状层(3)、放置在内部绝缘管状层(3)上并与其同轴的外部管状保护层(5)、布置在外部管状层(5)内并适于截获由电流在导电元件(4)中通过而产生的感应电流的电控制电路(6)。此外，电控制电路(6)可操作地连接到电流传感器装置(7)和微控制器(13)，微控制器(13)适于辨别高于预定最大值的感应电流值，以发出电缆(1)内部过载或感应电流不存在的信号，以报告可能的短路。

技术领域

本发明在用于电流通过的电缆和导体领域中得到应用，并且特别以用于保护电缆的智能护套作为其目的，该电缆适用于发出可能的电过载状态和/或可能的短路的信号。

本发明还涉及一种由至少一根设有上述护套的电缆供电的电气和/或电子设备。

本发明还涉及一种用于控制一个或多个这样的设备的系统。

背景技术

众所周知，普通电缆在其内部通常没有集成系统以允许感知电缆本身内部的过载电流和/或防止产生可能对电缆本身、对电缆所连接的设备造成损坏并可能引起火灾的短路电流。

目前，为了感知电缆内部的过载，存在一些行之有效的解决方案，例如电流互感器等。

相反，没有解决方案可以防止短路电流的产生，例如，由于电缆的护套遭到损坏，而这可能导致具有不同电压值的两个电流导体之间的接触。

此外，目前市场上的所有开关设备仅在短路已经发生时才进行干预，例如断开由受损电缆供电的设备或更换受损电缆或在过载情况下减少电气负载，而这规避了采取预防措施。

特别地，市场上现有的一些开关设备，例如隔离开关、开关设备、IMS、接触器和熔断器，在过载(健康电路)和/或短路(受损电路)的情况下无法打开和/或关闭电路。

US2018/231595公开了一种用于控制电缆内部损坏并可能导致短路的系统。

该系统描述了一种在一层或多层中设有外保护套的电缆，该电缆在其内部包含一对电源电缆，每根电缆都具有其自身的丝状导电元件，该丝状导电元件缠绕在其自身的内护套中。

另一个传感元件插入外护套内以将其自身放置在两根电力电缆之间，并拦截电力电缆中电流通过后由电磁感应定律产生的感应电流。

检测元件连接到测量单元，该测量单元评估感应电流的检测值是否保持在限值以下，或者如果超过该值，则表明其中一根电缆可能损坏，从而中断电源。

然而，将传感元件布置在外护套内部，并因此布置在两根电力电缆之外，不能准确和立即检测到两根电力电缆的内护套的最内层损坏情况，存在测量单位干预过晚的风险，即当电缆受到不可挽回的损坏时。

事实上，由电缆/电磁波源产生的电磁通量和电磁能量会根据与源本身的距离而衰减。此外，检测时间取决于电磁源的距离。

此外，传感元件在外护套内的布置意味着该解决方案可主要用于工业应用或三相高压电气系统。

相反，US2018/231595中描述的解决方案即使不是不可能，也很难应用于单相电力系统，典型地在电力为3kW的住宅中，其中为单相电力负载供电的电缆产生单个电缆的感应电流强度值小于4*10^-5A(平均值)。

US2018/231595中描述的解决方案也难以在单相电气系统中实施，这也是由于其体积庞大，使得将设备定位在单相电气系统的接线盒中变得困难，甚至是不可能的。

此外，它还具有很高的维护和维修成本，因为它所包括的许多部件都会淘汰。

此外，US2018/231595中描述的解决方案在其设计和操作阶段都假设形成在两个电触点之间、或电源线和电屏蔽层之间或两根电线之间可能触发的任何火花或电弧并且因此提供安装光导检测器来检测这种火花/电弧。