[发明专利]一种新型电缆结构及电缆监测系统

权利要求书

1.一种新型电缆结构，其特征在于：包括放置于钢筋混凝土管(1)内部的电缆本体(2)，所述电缆本体(2)和钢筋混凝土管(1)之间为输水层(3)，所述电缆本体(2)包括多个电缆绝缘线芯(4)且多个电缆绝缘线芯(4)设置于隔离套(5)内部，多个所述电缆绝缘线芯(4)之间铺满填充物(6)，所述填充物(6)中植入湿度敏感光纤(7)和靠近湿度敏感光纤(7)设置的参考光纤(8)，所述隔离套(5)的外围依次设置有双钢带保护层(9)和外护层(10)。

2.根据权利要求1所述的一种新型电缆结构，其特征在于：所述电缆绝缘线芯(4)包括设置于中心的导体(4-1)，所述导体(4-1)的外围依次设置有内半导层(4-2)、绝缘层(4-3)、外半导层(4-4)和铜屏蔽(4-5)。

3.根据权利要求1所述的一种新型电缆结构，其特征在于：所述湿度敏感光纤(7)包括纤芯(7-1)，所述纤芯(7-1)外围依次设置有聚酰亚胺湿敏包层(7-2)及网状保护结构(7-3)且网状保护结构(7-3)使得湿气进入聚酰亚胺湿敏包层(7-2)。

4.根据权利要求1所述的一种新型电缆结构，其特征在于：所述湿度敏感光纤(7)和参考光纤(8)松弛布置。

5.一种新型电缆监测系统，其特征在于：包括光源(11)，所述光源(11)发射连续光并分别通过第一耦合器(12)传送至电光调制器(13)和绕偏器(14)，所述电光调制器(13)将一部分连续光调制成波长接近布里渊散射波长的脉冲光，另一部分连续光通过绕偏器(14)消除光偏振影响后形成参考光，脉冲光经过掺铒光纤放大器(15)进一步放大后通过环形器(16)进入湿度敏感光纤(7)和参考光纤(8)，在湿度敏感光纤(7)和参考光纤(8)的不同位置均会发生布里渊散射并形成连续光且与参考光形成干涉，干涉结果通过第二耦合器(17)传送至光电探测器(18)，所述光电探测器(18)将干涉结果转化为高频正弦波，高频正弦波与高频谐振发生器(19)发出波通过经过混频器(20)，然后经过低通滤波器(21)转变为低频信号后，经过信号处理器(22)转化为沿光纤分布的湿度结果。

6.根据权利要求5所述的一种新型电缆监测系统，其特征在于：还包括用于时分复用的光开关(23)和信号控制器(24)，所述信号控制器(24)发出脉冲射频信一方面调控电光调制器(13)、另一方面分时控制光开关(23)，所述光开关(23)一端连接环形器(16)、另一端按照信号控制器(24)的控制分时联通湿度敏感光纤(7)和参考光纤(8)。

7.根据权利要求5所述的一种新型电缆监测系统，其特征在于：所述信号处理器(22)基于FPGA与AD转换实现，将模拟电信号转为数字信号，通过多次平均的方法分别获得湿度敏感光纤(7)布里渊散射波长变化与参考光纤(8)布里渊散射波长变化曲线。

8.根据权利要求7所述的一种新型电缆监测系统，其特征在于：所述湿度敏感光纤(7)的布里渊散射波长变化和参考光纤(8)的布里渊散射波长变化曲线对应的公式分别为：

λ₁＝a₁·RH+·b₁T，

λ₂＝b₂·T，

其中，λ₁：湿度敏感光纤布里渊散射波长变化；RH：湿度敏感光纤的湿度；a₁：湿度敏感光纤的湿度敏感系数；b₁：湿度敏感光纤的温度敏感系数；T：湿度敏感光纤的温度；λ₂：参考光纤布里渊散射波长变化；b₂：参考光纤的温度敏感系数。