[发明专利]一种光纤测量电缆接头温度的方法

说明书

技术领域

本发明内容涉及高压、特高压电缆接头工作温度的实时在线监测，具体涉及一种光纤和绝缘材料的融合方法及一种光纤测量电缆接头温度的方法。

背景技术

在输配电系统中，高压输电电缆应用广泛。这类电缆分布在变电所所内以及输电线路上，受加工工艺、施工质量、运行工况以及运行环境的影响，电缆及电缆接头故障率高。而输电电缆的正常工作与否直接关系输配电网络的正常运营。由于输配电线路电缆接头众多且分散，不易人工巡视，因此，在线监测高压输电电缆及其接头的工作温度，可及时发现电缆过热现象，避免由于高压输电电缆故障造成的电网事故，具有十分重要的意义。光纤传输系统绝缘强度高、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀、体积小和结构简单，特别适合于高压电缆接头温度测量，但长期以来，光纤存在安装维护困难，有绝缘隐患等问题，本发明将光纤和电缆接头绝缘护套完美的结合成一体，既解决了绝缘问题，又解决了可靠性的问题。而且探头能直达热点，实时准确的反应电缆接头的工作温度。

发明内容

本发明专利是一种光纤测量高压、特高压电缆接头温度的方法，它用于解决电缆接头工作温度的实时在线监测。传统的电缆接头光纤温度监测方法是采用特制夹具将整根测温光纤固定在电缆接头表面，使用温度解调仪通过监测外表面的实时温度来预测电缆接头的实际温度。存在不能真实反应内部热点温度，且影响电缆接头实际的绝缘特性，存在安全隐患。本发明是在借鉴传统方案的基础上，对光纤测温的光纤固定方式进行了全新设计，将部分光纤及探头提前浇注在电缆接头中，测温探头一端浇注在热点位置，在光纤的另一端预留出相应接口；另一部分采用传统的方法进行固定，与浇注时预留的接口连接即可实现信号传输，最终通过温度解调仪实时在线监测电缆接头的工作温度。降低了测温光纤的安装难度，提高了测温光纤的安装效率，监测的温度更加准确可靠。本发明的技术解决方案：（详见权利要求书）

本发明所具有的优点：

1、本发明选用绝缘性能良好的光纤，使用寿命长，不影响电缆接头的绝缘特性。2、本发明测温光纤选用与电缆接头膨胀系数相同的材质，不影响光纤及绝缘材料的成型。3、本发明测温探头直达电缆接头的热点，准确反映其工作温度。4、本发明的测温光纤采用分段结构，包括外部测温光纤、内部测温光纤。5、本发明测温光纤采用分段结构，决定了其测温光纤安装方式的部分工序可以在工厂内进行，减少了现场安装的时间，安装可靠便利。6、本发明使用注塑工艺将测温光纤浇筑在电缆接头中，外观美观，降低光纤固定难度。7、本发明中光纤连接器采用FC陶瓷插芯，采用螺纹连接的形式，结构简单，连接器对接时，连接可靠，光学性能优良。

附图说明

图1为本发明内部测温光纤的结构示意图；

图2为图1的截面示意图；

图3为本发明的结构示意图（主视图）；

图4为本发明的结构示意图（右视图）；

其中：1  外部测温光纤；2  ST光纤接头；3  外部光纤；4  外部光纤连接头；5  内部测温光纤；6  转接嵌件；7  内部光纤；8  测温探头；9  测温探头固定夹具；10  螺钉；11  堵头嵌件；12  电缆堵头；13  温度解调仪；14  光纤接口。

具体实施方式

实施例：如图3所示一种光纤测量高压、超高压电缆接头温度的方法，它包括有外部测温光纤1及内部测温光纤5、测温探头固定夹具9及温度解调仪13。如图1、图2、图4所示，内部测温光纤5包括依次连接的转接嵌件6、内部光纤7及测温探头8。连接嵌件6表面设置有环形槽及方形扁身。内部测温光纤5通过浇注的方式预埋在电缆堵头12中，环形槽及方形扁身起到防止连接嵌件6轴向或径向活动。使用测温探头固定夹具9采用螺钉10将测温探头8固定在堵头嵌件11上。如图3所示外部光纤1通过连接头4与内部光纤的连接嵌件6连接，通过ST光纤接头2与温度解调仪13上的相应光纤接口14连接，实现电缆堵头嵌件11的工作温度的实时在线监测。电缆接头正常工作过程中，电缆堵头12中的堵头嵌件11同电缆中接头部位相接触，通过测量堵头嵌件11的工作温度可测量出电缆接头的实际工作温度。对堵头内部进行加热，从27℃加热到150℃，用测温光纤测得堵头内部温度数据与用PT100测得电缆头表面数据进行对比，结果显示堵头内温度分别为27.3℃、30.3℃、39.7℃、50.6℃、60.8℃、70.4℃、80.3℃、89.7℃、99.9℃、110.3℃、120.4℃、130.2℃、139.8℃、149.1℃时，光纤测温测得的温度分别为27℃、29.7℃、39.6℃、49.2℃、59.6℃、69.3℃、79.6℃、89.5℃、99.7℃、109.8℃、119.9℃、129.8℃、139.1℃、149.8℃，测温精度在±0.5℃以内，而用PT100测得电缆头表面温度分别为21.9℃、23.6℃、26.7℃、28.5℃、34.3℃、39.3℃、42.9℃、48.2℃、51.6℃、54.3℃、57.5℃、60.3℃、62.5℃、63.8℃，温度误差最大到86℃。通过试验可以看出，本发明光纤测温能够测试电缆头内部的真实温度，精度保证，稳定性高。传统的表面测温方式不能真实反映电缆头内部温度。因而，本发明可实现准确测量电缆接头的实际工作温度，通过将内部测温光纤预先浇筑在电缆接头中，安装时测温光纤不占用多余空间，不降低电缆接头的绝缘性能，是一种安全可靠的电缆接头测温方法。