一种分布式光纤在线温度监测电缆制造技术

一种分布式光纤在线温度监测电缆，包括缆芯及外护套，缆芯内含有导体及依次包覆导体的屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、半导电阻水带层，其特征在于，所述缆芯中央设有金属护套的测温光纤。该结构的电缆的测温光纤位于导体的中心，光纤测到的温度，即为导体的温度。这样，不但解决了截面１４００ｍｍ↑［２］及以上的高压电缆载流量无法计算的问题，也可以通过直接测量导体温度，控制电缆负荷，避免了使用公式计算来确定导体温度在计算过程中引起的误差，使高压电缆的负荷电流完全与电缆的实际负荷能力相一致，既不会引起过载，也不会因为通过电流过小，而使该高压线路的利用率降低。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电缆，尤其是一种分布式光纤在线温度监测电缆。
技术介绍
随着电力工业发展越来越快，我国110kV及以上高压交联聚乙烯电缆的用量也越来越多，目前，国内厂家的生产能力为每年数千公里，已经使用的超过上万公里，110kV及以上高压交联聚乙烯电缆已经在我国电力输送中占有很大 比例，而且，还以每年10%左右的用量在增长， 一旦高压交联聚乙烯电缆出现 故障，对国民经济会造成很大的损失。而通过对导体温度的检测，可以确定电 缆是否过载，如果过载，会使电缆温度升高，减少电缆寿命，增加安全隐患； 如果载流量过小，又会浪费资源，无法有效利用电缆的输送电能力。高压交联 聚乙烯电缆的设计寿命为30年，而我国现运行时间最长的线路，也只有20 年，没有任何完整的运行经验，只能根据国外的经验和每年的线路检测来确认 电缆是否存在安全隐患，检测过程繁瑣，周期又长。由于110kV及以上高压电 缆数量庞大，电力运行部门的工作量非常的大。且对导体温度的计算，现在都 按照ICE 60287标准进行计算，但是，该标准存在以下三个大的缺陷a、 标准上最多给出了双回路平行排列和双回路三角排列的计算，对于三 回路及以上的，没有说明；b、 电缆截面只给到1200mm2， 1400mr^及以上的没有说明；c、 电压只给到110kV,对于220kV及以上的没有说明。况且，对于各种环境中的温度系数，都只是一个估计值，温度也无法确定，这 就导致了载流量计算的不准确性非常大，深圳供电局在武汉高压电缆研究所作实验时，采用光纤绑在电缆外护套外面的做法，Y几W02-Z 64/110kV 1x800 电缆，在电流增加到300A时，计算出的导体温度只比周围的环境温度高0.5 。C,跟实际情况相差较大。针对高压电缆线路温度监测问题，现在常用的方法有以下三种1、 通过热成像相机，定期巡查线路，查看电缆三相之间温度差，对温度 异常的进行检查，这样只能检测到三相中的某一相是否存在安全隐患点，而无 法检测到电缆的导体温度，从而无法判断电缆是否过载。2、 用热成像相机，定期检查线路中中间接头和终端接头的温度，来判断 电缆温度，这样也只能判断电缆有无安全隐患，而无法确定电缆是否过载。3、 在电缆护套外面，附加上测温光纤，在线检测电缆表面温度，通过ICE 60287中的公式来计算电缆导体温度，由于该标准的局限性和不准确性，会使 现实中很多线路无法计算或者计算出的导体温度与实际值偏差较大。近年来，随着分布光纤拉曼散射测温技术应用的不断成熟，对电缆温度 实行在线检测的呼声越来越高，也有个别供电局釆用了把光纤绑在电缆外护套 外面，在线监控外护套表面温度来再通过计算来确定导体温度有没有超过额定 温度，以次为依据判断导体是否有超负荷i^载或局部温度过高而存在缺陷，从 深圳供电局在武高所作试验的结果可以看出，这样计算出的导体温度并不准 确，会影响到工作人员对运行电缆真正负荷能力的判断，而且，当电缆敷设回 ^各大于两个回路，截面积大于1200mm2,电压等级高于110kV时，完全无法计算，就无法通过计算来确定导体的温度了。分布式光纤测温原理简述拉曼散射(Raman scattering),光通过介质应。1923年A. G. S.斯梅卡尔从理论上预言了频率发生改变的散射。1928年， 印度物理学家C. V.拉曼在气体和液体中观察到散射光频率发生改变的现象。 拉曼散射遵守如下规律散射光中在每条庙始入射谱线(频率为vO)两侧对称 地伴有频率为vO±vi(i = l， 2, 3,…)的谱线，长波一侧的谱线称红伴线或 斯托克斯线，短波一侧的谱线称紫伴线或反斯托克斯线；频率差vi与入射光 频率vO无关，由散射物质的性质决定，每种散射物质都有自己特定的频率差， 其中有些与介质的红外吸收频率相一致。拉曼散射的强度比瑞利散射(见光的 散射)要弱得多。以经典理论解释拉曼散射时，认为分子以固有频率vi振动，极化率(见 电极化率)也以vi为频率作周期性变化，在频率为vO的入射光作用下，vO 与vi两种频率的耦合产生了 vO、 vO+vi和vO-vi3种频率。频率为vO的光即 瑞利散射光，后两种频率对应拉曼散射谱线。拉曼散射的完善解释需用量子力 学理论，不仅可解释散射光的频率差，还可解决强度和偏振等一类问题。拉曼散射为研究晶体或分子的结构提供了重要手段，在光谱学中形成了拉 曼光谱学的一分支。用拉曼散射的方法可迅速定出分子振动的固有频率，并可 决定分子的对称性、分子内部的作用力等。自激光问世以后，关于激光的拉曼 散射的研究得到了迅速发展，强激光引起的非线性效应导致了新的拉曼散射现 象。分布式光纤拉曼散射温度传感器系统就是根据拉曼散射的原理研制出来 的，广泛应用于煤矿、隧道的温度^t艮警、火灾防治；油库、油轮、危险品仓库、冷库、大型货轮、军火库等温度报警；各种大、中型变压器、发电机组的温度 分布测量，热保护和故障诊断；地下和架空高压电力电缆的热检测与监控；火 力发电所的配管温度、供热系统的管道、输油管道的热点检测；化工原料、照 相材料及油料生产过程在线动态检测；高层建筑、智能大厦、桥梁、高速公路 等在线动态检测；航空、航天飞行器的在线动态检测等领域。在地下高压电力电缆的热检测和监控方面，都是把光纤绑在电缆外面，这 样存在4艮多不足。
技术实现思路
针对现有的不足，本技术提供一种分布式光纤在线温度监测电缆，电 缆中测温光纤位于导体的中心，测温光纤测到的温度，即为导体的温度。这样， 不但解决了截面1400聽2及以上的高压电缆载流量无法计算的问题，也可以通 过直接测量导体温度，控制电缆负荷，避免了使用公式计算来确定导体温度在 计算过程中引起的误差，使高压电缆的负荷电流完全与电缆的实际负荷能力相 一致，既不会引起过载，也不会因为通过电流过小，而使该高压线路的利用率 降低。本技术的目的是这样实现的一种分布式光纤在线温度监测电缆，包括缆芯及外护套，缆芯内含有导体 及依次包覆导体的屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、半导电阻水带层，所述缆芯 中央i殳有测温光纤。 .所述的测温光纤设有金属护套。本技术的优点是该结构的电缆的测温光纤位于导体的中心，测温光纤测到的温度，即为导体的温度。这样，不但解决了截面1400隱2及以上的高压电缆载流量无法计算 的问题，也可以通过直接测量导体温度，控制电缆负荷，避免了使用公式计算 来确定导体温度在计算过程中引起的误差，使高压电缆的负荷电流完全与电缆 的实际负荷能力相一致，既不会引起过载，'也不会因为通过电流过小，而使该 高压线路的利用率降低。附图说明附图为本技术的结构示意图。图中1、测温光纤，2、导体，3、屏蔽层，4、绝缘层，5、绝缘屏蔽层， 6、半导电阻水带，7、金属护套，8、外护套。具体实施方式如图所示该结构仅适用于800mn^及'以上的分割导体，分割导体一^:都 是由4个到7个扇形股块构成，最优为5分割导体。通过压轮结构的优化设计， 确保扇形股成缆后导体中间的空隙控制在直径为①4 5mm的圆孔，然后在导 体中间加入一才艮直径为01. Omm的光纤。所述的分布式光纤在线温度监测电缆，包括缆芯及外护套，缆芯内含有导 体及依次包覆导体的屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、半导电阻水带本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式光纤在线温度监测电缆，包括缆芯及外护套（８），缆芯内含有导体（２）及依次包覆导体（２）的屏蔽层（３）、绝缘层（４）、绝缘屏蔽层（５）、半导电阻水带层（６），其特征在于，所述缆芯中央设有测温光纤（１）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张博，温志铭，梁景华，陈为进，朱永忠，邓声华，
申请(专利权)人：广州岭南电缆有限公司，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]