[发明专利]一种应变敏感型光纤分布式传感电力架空光缆

说明书

技术领域

本发明涉及光纤复合架空地线（OPGW）和光纤复合架空相线（OPPC）等电力架空光缆，尤其涉及一种应变敏感型光纤分布式传感电力架空光缆。 

背景技术

光纤复合架空光缆主要包括光纤复合架空地线（OPGW）和光纤复合架空相线（OPPC），它们都是架空输电线路的组成部分。从本质上说，OPGW是架空避雷线、OPPC是架空裸导线，但它们又同时是光缆，缆中含有原本为通信而设置的光纤。 

输电线路的在线监测技术是智能电网的关键技术之一，是国家智能电网建设的重要研究方向。在现代输电线路中，这些复合架空光缆中的光纤贯通输电线路的全程，除了用于通信，还是在线分布式测量温度和应变等传感的理想传感部件。 

对常规的电力架空光缆（OPGW和OPPC），采用光纤光栅（FBG）、拉曼散射（DTS）、布里渊光时域反射（BOTDR）和布里渊光时域分析（BOTDA）等技术的光纤分布式温度传感测量己被证明是有效的，但对应变传感无能为力。这是因为光纤应变传感与温度传感不同，要求缆内光纤必须对缆的应变有“感知”能力，这种感知其实是缆结构的“应变传递”能力。而常规OPGW/OPPC中的光纤具有较大的余长，在相当大的范围内缓冲了缆应变的传递，故它们对应变是不敏感的。 

为了测量缆的应变，必须在缆的外表面或缆的夹持端额外安装应变传感器，这些措施不但使测量系统的信号釆集和传输变得很复杂且不可靠，还只能是局部取样而不代表缆线路的全程。如何利用缆内光纤分布式地测量全程应变，是长期困扰电力线路工作者的难题之一。 

因此，需要一种新的技术方案解决上述问题。 

发明内容

本发明提供一种对电力架空光缆应变的感知可从零开始、同时具有温度传感功能和满足通信要求的应变敏感型光纤分布式传感电力架空光缆。 

本发明采用的技术方案：一种应变敏感型光纤分布式传感电力架空光缆包括应变传感光单元、常规通信光单元和金属绞线，应变传感光单元设于光缆的中心位置，应变传感光单元的外周同心绞合金属绞线，金属绞线的绞层中植入常规通信光单元，常规通信光单元外侧的金属绞线大于一层，金属绞线的材质为镀锌钢线、铝包钢线、铝合金线或电工铝线。 

其中，应变传感光单元包括应变传感紧包光纤、一次涂覆光纤Ⅰ和金属保护管Ⅰ，应变传感紧包光纤设于应变传感光单元的中心位置，应变传感紧包光纤的外周设有一次涂覆光纤Ⅰ，一次涂覆光纤Ⅰ的外侧设有金属保护管Ⅰ，金属保护管Ⅰ内填充有阻水材料Ⅰ；常规通信光单元包括一次涂覆光纤Ⅱ、阻水材料Ⅱ和金属保护管Ⅱ，金属保护管Ⅱ内部设有一次涂覆光纤Ⅱ，金属保护管Ⅱ内填充有阻水材料Ⅱ。 

应变传感紧包光纤的外径为0.5-1.0mm；一次涂覆光纤Ⅰ的标称直径为0.2-0.3mm，多根一次涂覆光纤组成的圆周与应变传感紧包光纤周长的覆盖率为90%-95%。 

本发明的有益效果：克服了常规电力架空光缆只能测量温度不能测量缆应变的不足，在缆基本结构不变的前提下，在缆结构中心植入对缆应变敏感的应变传感光单元，使缆的通信、温度测量和应变测量的分布式传感等多种功能一体化，减小了缆的结构、提高了性能、简化了测量系统、降低了造价。 

附图说明

图1为本发明的结构示意图； 

图2为本发明中应变传感紧包光纤和一次涂覆光纤的应力-应变测试结果；

图3为本发明的应变测试结果。

其中，1、应变传感光单元，2、常规通信光单元，3、金属绞线，4、应变传感紧包光纤，5、一次涂覆光纤Ⅰ，6、阻水材料Ⅰ，7、金属保护管Ⅰ，8、一次涂覆光纤Ⅱ，9、阻水材料Ⅱ，10、金属保护管Ⅱ。 

具体实施方式

为了使本领域的相关技术人员更好地理解本方明的技术方案，下面将结合实施例和附图进行清楚、完整地表述。 

如图1所示，一种应变敏感型光纤分布式传感电力架空光缆包括应变传感光单元1、常规通信光单元2和金属绞线3，应变传感光单元1设于光缆的中心位置，应变传感光单元1的外周同心绞合金属绞线3，金属绞线3的绞层中植入常规通信光单元2，常规通信光单元2外侧的金属绞线3不少于一层，金属绞线3的材质为镀锌钢线、铝包钢线、铝合金线或电工铝线。