[发明专利]一种双路红外光谱分析法测量电缆湿度的方法

说明书

本发明涉及一种双路红外光谱分析法测量电缆内部湿度的方法，包括以下步骤：采用双路红外光照射测试材料的同一位置，测试反射光强，计算吸光度，根据吸光度‑湿度标准曲线的线性关系公式计算得到电缆内部湿度，所述测试材料是在疏水基材上包覆有吸水材料。本发明采用双光路的红外光进行湿度的检测，反应灵敏，采用高吸水的材料能够做到快速的水汽平衡，采用光缆进行吸光度的计算，方便快捷，便于实时监控电缆内部的含水量情况。本发明建立的湿度和吸光度之间线性关系优异，而且敏感型好，当采用氧化石墨烯作为吸水材料时，对湿度的变化的相应灵敏度为0.0065(吸光度)％^‑1。

技术领域

本发明属于湿度传感器技术领域，具体涉及一种双路红外光谱分析法测量电缆内部湿度的方法。

背景技术

我国是电力大国，电缆是由一根或多根相互绝缘的导体外包绝缘层和保护层制成，用于将电力或信息从一处传递到另一处的导线。一般为架空电缆或者地下电缆。电缆对于防水防潮具有很高的要求，一旦电缆进水受潮后，在高压电磁场的作用下将会逐步形成水树枝放电，破坏主绝缘，直到击穿放电。因此，电缆施工敷设的质量保证对日后电缆可靠运行非常重要；电力电缆进水危害极大，可能导致严重的短路甚至火灾，给国民经济建设带来严重损失和安全隐患。在南方超温高湿的天气下，或者由于地下电缆埋于地下，潮气较重，电缆存放过久，因保存不当也会有水汽渗入电缆端头；特别是现代城市大型工程用电力电缆及高压电缆，大都采用地下敷设，需要经常穿越道路、桥梁和涵洞等；由于天气或其他原因，电缆沟内也时常积聚了许多的水，敷设过程中，不可避免的会出现电缆头浸在水中施工的情况；还如自然灾害条件下造成电缆端头进水时有发生，如暴雨、洪水或因地埋施工需穿管破损因管内有水及人的因素造成；因电缆头防护不当、包扎不严或破损而使水进入电缆；另外在牵引和穿管时，有时也会发生外护套甚至钢铠被刮坏现象，当使用机械牵引时，这种现象尤为突出。传统工况一般需要断电后对整段电路进行检测，且只能检测整条电缆电阻的变化来判断电缆是否进水，无法对设备电缆接头做到实时的检测和水分含量数值。同时，传统电阻法也无法确定进水部位，对电缆检修施工造成了极大了的困难。

CN210053192U公开了一种具有指示功能的柔性防火电缆终端，其是在靠近裸露缆芯处固定一侧链接透明盒体，盒体内放置吸水变色的干燥剂无水硫酸铜粉末。CN105575523A公开了一种防潮电缆，在抽气阀安装有沾水变色的试纸。CN207165258U公开了一种防水马达电源线，在内部设置有吸水变色的无水硫酸铜颗粒，通过外部透明的外绝缘套层进行观察，判断缆线内是否进水。但是采用试纸或者试剂的吸水变色材料，一方面材料的力学强度不够，容易取出测试，或者安装条件下发生损坏，不方便安装在电缆的内部。而且指示剂受到环境热的影响很大，分辨率低。更重要的是，简单将变色试纸或变色试剂放入电缆内部，会在较低的湿度环境下即发生变色，此时试剂还未达到电缆内部含水量的超标值，此时就地电缆进行检测或者更换，会导致极大的增加成本。因此，简单的将吸水变色材料直接放置电缆中，工艺上麻烦，而且对于判断电缆含水量是否超标可靠性不够，基于此，亟需开发一种能够有效测试电缆是否进水的材料，综合性优异，力学强度达标，制造方便，快速反应的材料。

申请人在前的专利CN202011001219.5公开了一种测试电缆是否进水的复合测试材料及其制备方法和应用，其是采用吸水树脂，聚氨酯丙烯酸树脂，无机显色剂，增塑剂，填料，阻燃剂为原料制备的复合测试材料，使用时观察材料是否变色来判断电缆内部是否进水，但是该专利的方法只能定性地分析电缆内部是否进水，而无法判断电缆内部湿度的具体情况。CN202011002738.3提出了一种透光率会岁湿度变化的复合材料，能够定量地通过透光率和湿度的标准曲线，测试材料的透光率即可计算得到湿度。在湿度25-70RH％的较宽范围内，透光率和湿度的线性关系良好。但是改材料反应不够灵敏，而且透光率的测试由于仪器精度，还不够灵敏，不能准确反应电缆内部的湿度。