[发明专利]内置探测光纤的电力电缆

说明书

技术领域

本发明涉及一种电缆，尤其是涉及一种内置探测光纤的电力电缆。

背景技术

电力电缆是输电环节重要的组成部分，发电厂、城市的供电现在更多的使用地下电缆系统，对地下高压电力电缆的监测是保证正常供电的重要的工作，电力电缆的在线实时监测是电力部门进行有效管理的基础。高压电力电缆在实际应用中最常出现的有两个方面的问题：1)是电力传输功率过大造成的负荷过载，使电力电缆发热超过设计值；2)是电力电缆的绝缘层受损或有沙眼造成放电弧、打火花现象，这两种现象均会导致电力电缆的异常温度升高，前者是整根电缆的升温，后者是造成电缆的局部升温，这些都会导致电缆绝缘层的寿命减少或损坏，甚至出现着火或火灾的现象，对生命财产有可能造成巨大的伤害或损失。

现有的光纤传感技术监测电力电缆温度异常主要是基于拉曼后向散射温度传感技术和布里渊散射温度、应力传感技术，两者的优点是可分布式长距离监测电力电缆，且具有抗电磁干扰等优点，缺点是设备成本较高，无法大规模应用于实际的工程中，这些限制了基于光纤传感技术监测设备的应用范围。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种内置探测光纤的电力电缆，其结构简单、设计合理且加工制作方便，同时测试设备成本低，使用方式灵活，灵敏度高，使用效果好，具有广阔的应用前景。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种内置探测光纤的电力电缆，由导体以及由内向外依次设置在导体外侧的导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、金属屏蔽层和外护层组成，所述外护层内部至少设置有一根光缆，其特征在于：所述光缆由均匀间隔布设的柔性节段和硬性节段组成，所述柔性节段与硬性节段之间相互连接，所述柔性节段和硬性节段的内部至少穿设一根信号光纤，所述柔性节段由外护套一和套设在外护套一内部的柱体一组成，所述硬性节段包括外护套二和套设在外护套二内部的柱体二，所述柱体一和柱体二的内部均开设有凹槽，所述信号光纤穿设在凹槽中，所述柱体二内侧相对的两个面上分别设置有变形齿体一和变形齿体二，所述变形齿体一与变形齿体二之间呈交错对应布设，所述信号光纤位于变形齿体一与变形齿体二之间，所述信号光纤两端中至少有一端连接测试单元，所述测试单元还连接用于处理测试单元测试数据的处理单元。

上述的内置探测光纤的电力电缆，其特征在于：所述导体中心设置有通孔，所述光缆位于通孔内。

上述的内置探测光纤的电力电缆，其特征在于：所述外护套二与柱体二之间设置有刚性保护套管。

上述的内置探测光纤的电力电缆，其特征在于：所述保护套管与柱体二相粘接。

上述的内置探测光纤的电力电缆，其特征在于：所述凹槽在柱体一和柱体二上呈连续布设，所述凹槽的形状为直线形、螺旋形或者SZ曲线形。

上述的内置探测光纤的电力电缆，其特征在于：所述凹槽内部填充有阻水油膏。

上述的内置探测光纤的电力电缆，其特征在于：所述信号光纤上设置有光反射装置。

上述的内置探测光纤的电力电缆，其特征在于：所述光反射装置两个为一组布设于光缆上，所述光缆上布设有多组光反射装置。

上述的内置探测光纤的电力电缆，其特征在于：所述凹槽内部中心沿轴向方向上设置有加强件。

上述的内置探测光纤的电力电缆，其特征在于：所述加强件为FRP棒、芳纶纤维、钢丝或钢绞线。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、结构简单、设计合理且加工制作方便，通过柔性节段来达到使光缆结构任意弯曲的目的，通过硬性节段进行物理量的探测，且不会由于硬性节段结构的弯曲而影响测试结果。

2、测试设备成本低，使用方式灵活，灵敏度高，使用效果好，具有广阔的应用前景。

3、该电力电缆的柔性节段预留出一定的余长，使整个光缆结构弯曲不会对光纤造成拉伸应力，同时该余长也可以作为硬性节段中信号光纤弯曲时长度不够的补偿，防止硬性节段信号光纤在弯曲时受到较大的拉伸应力，延长了信号光纤的使用寿命。

3、测试单元通过采用光时域反射计，实现了准分布的监测以及准分布的多参数监测。

4、可以在比较重要的区域设置一个或多个光反射装置，通过监测光反射装置的反射光峰值光功率推算测试结果，可以进一步增加测试的动态范围和探测距离。

5、通过选择合适膨胀系数的变形齿体一、变形齿体二和柱体二的材料，可以对电力电缆的全长进行准分布的温度监测，成本低，精度高。