[发明专利]均匀温度电场的光纤测温电力电缆

说明书

本发明公开了一种均匀温度电场的光纤测温电力电缆，在导体缆芯瓦形导体的边角弧间隙嵌有导电嵌条，中心导体和瓦形导体的弧面间隙嵌有导电膜，在依次排列的铠装钢丝中至少插排有一测温光纤；该测温光纤包括有测温纤芯，以及包覆于测温纤芯外侧的光纤包层，在光纤包层上包覆有导热层，在导热层外周间隔地套装有金属外管，在导热层和金属外管之间填充有导热填充膏；该导热填充膏组份为：胶凝剂、分油抑制剂、抗氧化剂、吸水剂、消泡剂和导热油；屏蔽层由导热屏蔽带绕包而成，该导热屏蔽带包括有石墨膜片，在石墨膜片的一侧面上镀覆有金属镀层，石墨膜片的另一侧面上设有导热胶层。该电力电缆能够实时监测电缆运行情况，具有均匀的缆芯温度场和电场。

技术领域

本发明涉及电力电缆技术领域，尤其涉及一种包括有导电缆芯和测温光纤的电力电缆，该电力电缆不仅能进行电能传输，而且能适时监测电缆的运行温度。

背景技术

随着高铁建设的大力发展，电力电缆在铁路供电线路中的应用数量也在与日俱增，电力电缆的工作运行状态在很大程度上决定着供电质量和供电的安全性。预防电缆故障、降低电缆运行中的故障率，提高电缆供电的可靠性，对铁路的安全、高效运行显得尤为重要。

不管是用于铁路供电系统的电力电缆，还是用于其他供电系统的电力电缆，其电缆的缆芯由于通过较大的电流会在自身电阻的作用下发热，时间越久、温度越高，电阻越大、越容易发热，这不仅会引起电力传输损耗，更会导致绝缘材料退化，毁损电缆，甚至造成火灾等安全事故，故而电缆的运行温度是表征电力电缆运行状态的一个极其重要的参数，当电缆发生故障时，故障点附近的温度值也随之上升或下降。由于电力电缆往往处于埋设状态具有极大的隐蔽性，给故障的检测以及距离的准确定位带来较大的难度。重视电力电缆的故障检测和诊断，运用先进检测技术准确定位电力电缆的故障点，及时维修，做好安全保护措施，对电力系统的整体运行极其重要。

在电力电缆中缆芯导体的设计是电缆结构设计的重要环节，合理的导体结构设计，既能有助于提高电力电缆的质量，又可以减少电缆材料的消耗。在现有电力电缆中缆芯大都由若干导体单线绞合而成，缆芯导体间存在较多的空隙，形成松散的电缆结构，不仅会增加填充材料用量，更会引起包带、铠装和护套材料用量的增加，也增加电缆铺设的工作量；采用压紧缆芯结构可以减少缆芯导体间的空隙，但是采用过紧的压紧缆芯结构，不仅影响电缆的柔软性，而且对导体直流电阻有很大的影响；即使是经过紧压的缆芯，其单根导体之间仍然是以微观凹凸不平的接触面相贴合的，形成导体芯部与导体接触面部位电场的不均匀，影响电力电缆的通流量，同时在压紧缆芯结构中异形导体截面由于会在导体单线边角处曲率半径过小，使得该处电场比较集中，电缆的耐电压水平降低。

光纤测温技术已在电力电缆运行温度的监测中得到运用，光纤测温技术是一项实时、在线和多点光纤温度测量技术，能够实时地监测空间温度场，可以对光纤沿线的测量点进行连续的实时测量，且抗电磁干扰。但是当测温光纤置入电力电缆中进行温度测量时，由于电力电缆在敷设或使用过程中会发生拉伸、挤压和弯曲等现象，不仅可能对光纤形成各种机械损伤，而且还会破坏光纤的工作姿态，使测温光纤产生偏振光，产生较大的测温误差，为此现有用于电力电缆在线测温的光纤往往均有较为复杂的护套层，而这种护套层又会阻断或延缓电缆热量的传递或形成不均匀传导，使得光纤测量产生较大误差。同时现有的屏蔽结构多采用金属屏蔽结构，这不仅需要耗费较多贵金属，增加电缆的重量和成本，而且也影响着电缆的热传导和温度的准确测量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种均匀温度电场的光纤测温电力电缆，不仅能够实现电缆电力负荷运行情况的准确实时智能监测，保证供电和在线监测的同步，而且能够均匀电缆缆芯导体的温度场和电场，增强电缆的耐电压水平。