[发明专利]高压电力电缆中间接头的光纤Bragg光栅温度监测装置

说明书

技术领域

本发发明涉及一种对温度变化敏感的光纤Bragg光栅传感器，特别涉及对高压电缆中间接头的温度测量技术。属光电子测量技术领域。 

背景技术

电力电缆已经成为输送电力的血管之一，高压电力电缆中间接头是电力电缆系统中的薄弱环节，容易发生故障。因电力电缆中间接头的高接触电阻、大负载电流、局部放电积累等原因产生的热量使电缆接头的温度不断升高，加快电缆绝缘材料的老化、泄流电流逐步增大，到达一定程度导致发生击穿或火灾。这是量变到质变的过程，所以电力电缆中间接头温度是反映其运行状态的重要参数。高压交联电缆中间接头发生故障主要是导体连接和屏蔽层断口处，故障点向周围的绝缘材料发生热量传递，使局部温度升高，因此可以通过检测其周围材料的温升来诊断电力电缆中间接头的内部故障。对电力电缆中间接头的温度进行现场监测，对实现电力系统的安全运行，进而对经济发展、社会稳定都有重要的意义。 

CN 101319938A公开了“高压设备电缆接头的在线测温方法及其装置”。在该公开说明书中采用温度传感器和电路板都密封在绝缘体内，实施较为困难，破坏主绝缘的完整性，构成安全隐患，而且采用无线收发的方式传输数据，由于电力电缆接头内部的强磁场，传输的数据会受到强磁场的干扰，造成测量误差。 

发明内容

本发明的目的，在于克服现有技术之不足，提供一种利用光纤Bragg光栅温度传感器监测高压电力电缆中间接头温度的装置和技术。 

本发明高压电力电缆中间接头的光纤Bragg光栅温度监测技术的特征是，在高压电力电缆中间接头的铜保护壳9外面安装三支光纤Bragg光栅温度传感器，对高压电力电缆中间接头的温度进行实时测量，所说的三支光纤Bragg光栅温度传感器包括毛细铜管1和Bragg光栅2、毛细铜管3和Bragg光栅4、毛细铜管5和Bragg光栅6，聚酰亚胺套管7，光纤8；在光纤(8)上写入所 说的Bragg光栅(2)、Bragg光栅(4)、Bragg光栅(6)并用毛细铜管1、毛细铜管3、毛细铜管5分别对应紧密封装三个Bragg光栅；采用聚酰亚胺套管7把光纤8套住，起保护作用，当聚酰亚胺套管和毛细铜管相接触时，要求聚酰亚胺套管紧套在毛细铜管内，实现无缝隙的封装，成为一体；铜保护壳9，铜保护壳10，填充胶11是高压电力电缆中间接头中的必要部件。 

本发明采用热膨胀系数较大的毛细铜管紧密封装Bragg光栅，提高光纤光栅传感器的灵敏度，三支传感器之间的距离约等于高压电力电缆中间接头中的连接管中点到应力锥中点的距离，其误差范围在±5mm之内，确保三支传感器能检测高压电力电缆中间接头常发生故障点的温度。 

本发明技术的数学模型如下： 

若测量过程中温度变化了ΔT，因光栅的热光效应，即由温度本身引起的光纤Bragg光栅的波长移位量Δλ_B1，引起的反射波长位移为：