專利名稱：一種分布式光纖在線溫度監(jiān)測電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電纜，尤其是一種分布式光纖在線溫度監(jiān)測電纜。
背景技術(shù)：
隨著電力工業(yè)發(fā)展越來越快，我國110kV及以上高壓交聯(lián)聚乙烯電纜的用
量也越來越多，目前，國內(nèi)廠家的生產(chǎn)能力為每年數(shù)千公里，已經(jīng)使用的超過
上萬公里，110kV及以上高壓交聯(lián)聚乙烯電纜已經(jīng)在我國電力輸送中占有很大 比例，而且，還以每年10%左右的用量在增長， 一旦高壓交聯(lián)聚乙烯電纜出現(xiàn) 故障，對國民經(jīng)濟會造成很大的損失。而通過對導(dǎo)體溫度的檢測，可以確定電 纜是否過載，如果過載，會使電纜溫度升高，減少電纜壽命，增加安全隱患； 如果載流量過小，又會浪費資源，無法有效利用電纜的輸送電能力。高壓交聯(lián) 聚乙烯電纜的設(shè)計壽命為30年，而我國現(xiàn)運行時間最長的線路，也只有20 年，沒有任何完整的運行經(jīng)驗，只能根據(jù)國外的經(jīng)驗和每年的線路檢測來確認 電纜是否存在安全隱患，檢測過程繁瑣，周期又長。由于110kV及以上高壓電 纜數(shù)量龐大，電力運行部門的工作量非常的大。且對導(dǎo)體溫度的計算，現(xiàn)在都 按照ICE 60287標準進行計算，但是，該標準存在以下三個大的缺陷
a、 標準上最多給出了雙回路平行排列和雙回路三角排列的計算，對于三 回路及以上的，沒有說明；
b、 電纜截面只給到1200mm2， 1400mr^及以上的沒有說明；
c、 電壓只給到110kV,對于220kV及以上的沒有說明。
況且，對于各種環(huán)境中的溫度系數(shù)，都只是一個估計值，溫度也無法確定，這 就導(dǎo)致了載流量計算的不準確性非常大，深圳供電局在武漢高壓電纜研究所作
實驗時，采用光纖綁在電纜外護套外面的做法，Y幾W02-Z 64/110kV 1x800 電纜，在電流增加到300A時，計算出的導(dǎo)體溫度只比周圍的環(huán)境溫度高0.5 。C,跟實際情況相差較大。
針對高壓電纜線路溫度監(jiān)測問題，現(xiàn)在常用的方法有以下三種
1、 通過熱成像相機，定期巡查線路，查看電纜三相之間溫度差，對溫度 異常的進行檢查，這樣只能檢測到三相中的某一相是否存在安全隱患點，而無 法檢測到電纜的導(dǎo)體溫度，從而無法判斷電纜是否過載。
2、 用熱成像相機，定期檢查線路中中間接頭和終端接頭的溫度，來判斷 電纜溫度，這樣也只能判斷電纜有無安全隱患，而無法確定電纜是否過載。
3、 在電纜護套外面，附加上測溫光纖，在線檢測電纜表面溫度，通過ICE 60287中的公式來計算電纜導(dǎo)體溫度，由于該標準的局限性和不準確性，會使 現(xiàn)實中很多線路無法計算或者計算出的導(dǎo)體溫度與實際值偏差較大。
近年來，隨著分布光纖拉曼散射測溫技術(shù)應(yīng)用的不斷成熟，對電纜溫度 實行在線檢測的呼聲越來越高，也有個別供電局釆用了把光纖綁在電纜外護套 外面，在線監(jiān)控外護套表面溫度來再通過計算來確定導(dǎo)體溫度有沒有超過額定 溫度，以次為依據(jù)判斷導(dǎo)體是否有超負荷i^載或局部溫度過高而存在缺陷，從 深圳供電局在武高所作試驗的結(jié)果可以看出，這樣計算出的導(dǎo)體溫度并不準 確，會影響到工作人員對運行電纜真正負荷能力的判斷，而且，當(dāng)電纜敷設(shè)回 ^各大于兩個回路，截面積大于1200mm2,電壓等級高于110kV時，完全無法計
算，就無法通過計算來確定導(dǎo)體的溫度了。
分布式光纖測溫原理簡述拉曼散射(Raman scattering),光通過介質(zhì)
應(yīng)。1923年A. G. S.斯梅卡爾從理論上預(yù)言了頻率發(fā)生改變的散射。1928年， 印度物理學(xué)家C. V.拉曼在氣體和液體中觀察到散射光頻率發(fā)生改變的現(xiàn)象。 拉曼散射遵守如下規(guī)律散射光中在每條廟始入射譜線(頻率為vO)兩側(cè)對稱 地伴有頻率為vO±vi(i = l， 2, 3,…)的譜線，長波一側(cè)的譜線稱紅伴線或 斯托克斯線，短波一側(cè)的譜線稱紫伴線或反斯托克斯線；頻率差vi與入射光 頻率vO無關(guān)，由散射物質(zhì)的性質(zhì)決定，每種散射物質(zhì)都有自己特定的頻率差， 其中有些與介質(zhì)的紅外吸收頻率相一致。拉曼散射的強度比瑞利散射(見光的 散射)要弱得多。
以經(jīng)典理論解釋拉曼散射時，認為分子以固有頻率vi振動，極化率(見 電極化率)也以vi為頻率作周期性變化，在頻率為vO的入射光作用下，vO 與vi兩種頻率的耦合產(chǎn)生了 vO、 vO+vi和vO-vi3種頻率。頻率為vO的光即 瑞利散射光，后兩種頻率對應(yīng)拉曼散射譜線。拉曼散射的完善解釋需用量子力 學(xué)理論，不僅可解釋散射光的頻率差，還可解決強度和偏振等一類問題。
拉曼散射為研究晶體或分子的結(jié)構(gòu)提供了重要手段，在光譜學(xué)中形成了拉 曼光譜學(xué)的一分支。用拉曼散射的方法可迅速定出分子振動的固有頻率，并可 決定分子的對稱性、分子內(nèi)部的作用力等。自激光問世以后，關(guān)于激光的拉曼 散射的研究得到了迅速發(fā)展，強激光引起的非線性效應(yīng)導(dǎo)致了新的拉曼散射現(xiàn) 象。
分布式光纖拉曼散射溫度傳感器系統(tǒng)就是根據(jù)拉曼散射的原理研制出來 的，廣泛應(yīng)用于煤礦、隧道的溫度^t艮警、火災(zāi)防治；油庫、油輪、危險品倉庫、
冷庫、大型貨輪、軍火庫等溫度報警；各種大、中型變壓器、發(fā)電機組的溫度 分布測量，熱保護和故障診斷；地下和架空高壓電力電纜的熱檢測與監(jiān)控；火 力發(fā)電所的配管溫度、供熱系統(tǒng)的管道、輸油管道的熱點檢測；化工原料、照 相材料及油料生產(chǎn)過程在線動態(tài)檢測；高層建筑、智能大廈、橋梁、高速公路 等在線動態(tài)檢測；航空、航天飛行器的在線動態(tài)檢測等領(lǐng)域。
在地下高壓電力電纜的熱檢測和監(jiān)控方面，都是把光纖綁在電纜外面，這 樣存在4艮多不足。
實用新型內(nèi)容
針對現(xiàn)有的不足，本實用新型提供一種分布式光纖在線溫度監(jiān)測電纜，電 纜中測溫光纖位于導(dǎo)體的中心，測溫光纖測到的溫度，即為導(dǎo)體的溫度。這樣， 不但解決了截面1400聽2及以上的高壓電纜載流量無法計算的問題，也可以通 過直接測量導(dǎo)體溫度，控制電纜負荷，避免了使用公式計算來確定導(dǎo)體溫度在 計算過程中引起的誤差，使高壓電纜的負荷電流完全與電纜的實際負荷能力相 一致，既不會引起過載，也不會因為通過電流過小，而使該高壓線路的利用率 降低。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的
一種分布式光纖在線溫度監(jiān)測電纜，包括纜芯及外護套，纜芯內(nèi)含有導(dǎo)體 及依次包覆導(dǎo)體的屏蔽層、絕緣層、絕緣屏蔽層、半導(dǎo)電阻水帶層，所述纜芯 中央i殳有測溫光纖。 .
所述的測溫光纖設(shè)有金屬護套。
本實用新型的優(yōu)點是
該結(jié)構(gòu)的電纜的測溫光纖位于導(dǎo)體的中心，測溫光纖測到的溫度，即為導(dǎo)
體的溫度。這樣，不但解決了截面1400隱2及以上的高壓電纜載流量無法計算 的問題，也可以通過直接測量導(dǎo)體溫度，控制電纜負荷，避免了使用公式計算 來確定導(dǎo)體溫度在計算過程中引起的誤差，使高壓電纜的負荷電流完全與電纜 的實際負荷能力相一致，既不會引起過載，'也不會因為通過電流過小，而使該 高壓線路的利用率降低。


附圖為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、測溫光纖，2、導(dǎo)體，3、屏蔽層，4、絕緣層，5、絕緣屏蔽層， 6、半導(dǎo)電阻水帶，7、金屬護套，8、外護套。
具體實施方式

如圖所示該結(jié)構(gòu)僅適用于800mn^及'以上的分割導(dǎo)體，分割導(dǎo)體一^:都 是由4個到7個扇形股塊構(gòu)成，最優(yōu)為5分割導(dǎo)體。通過壓輪結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計， 確保扇形股成纜后導(dǎo)體中間的空隙控制在直徑為①4 5mm的圓孔，然后在導(dǎo) 體中間加入一才艮直徑為01. Omm的光纖。
所述的分布式光纖在線溫度監(jiān)測電纜，包括纜芯及外護套，纜芯內(nèi)含有導(dǎo) 體及依次包覆導(dǎo)體的屏蔽層、絕緣層、絕緣屏蔽層、半導(dǎo)電阻水帶層，所述纜 芯中央設(shè)有的測溫光纖。所述的測溫光纖設(shè)有金屬護套。
權(quán)利要求1、一種分布式光纖在線溫度監(jiān)測電纜，包括纜芯及外護套(8)，纜芯內(nèi)含有導(dǎo)體(2)及依次包覆導(dǎo)體(2)的屏蔽層(3)、絕緣層(4)、絕緣屏蔽層(5)、半導(dǎo)電阻水帶層(6)，其特征在于，所述纜芯中央設(shè)有測溫光纖(1)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式光纖在線溫度監(jiān)測電纜，其特征在于，所述 的測溫光纖(1 )設(shè)有金屬護套(7 )。
專利摘要一種分布式光纖在線溫度監(jiān)測電纜，包括纜芯及外護套，纜芯內(nèi)含有導(dǎo)體及依次包覆導(dǎo)體的屏蔽層、絕緣層、絕緣屏蔽層、半導(dǎo)電阻水帶層，其特征在于，所述纜芯中央設(shè)有金屬護套的測溫光纖。該結(jié)構(gòu)的電纜的測溫光纖位于導(dǎo)體的中心，光纖測到的溫度，即為導(dǎo)體的溫度。這樣，不但解決了截面1400mm²及以上的高壓電纜載流量無法計算的問題，也可以通過直接測量導(dǎo)體溫度，控制電纜負荷，避免了使用公式計算來確定導(dǎo)體溫度在計算過程中引起的誤差，使高壓電纜的負荷電流完全與電纜的實際負荷能力相一致，既不會引起過載，也不會因為通過電流過小，而使該高壓線路的利用率降低。
文檔編號G01K11/00GK201203487SQ20082004640
公開日2009年3月4日 申請日期2008年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月15日
發(fā)明者博 張, 朱永忠, 梁景華, 溫志銘, 鄧聲華, 陳為進 申請人:廣州嶺南電纜有限公司