CN102005265B - 一种易于测定故障位置的电力电缆 - Google Patents
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Abstract
一种易于测定故障位置的电力电缆，其技术方案是：它由铜线芯及其外部的包覆层构成，改进后，在包覆层内设置有与铜线芯并行的光纤。本发明在传统电力电缆的包覆层内增设了用于测量故障点位置的光纤，电缆局部出现击穿故障时，故障点处的部分或全部光纤随之损坏并形成光信号的反射点，利用单模光纤故障定位仪可方便而迅速地测得故障点与测量端之间的距离，从而确定故障点的位置。由于光电测距不受外在因素的影响，因而具有较高的灵敏度。
Description
技术领域
本发明涉及一种电气化铁路专用的单相交联聚乙烯电力电缆。属电缆技术领域。
背景技术
电力电缆是铁路电力系统的重要组成部分，一旦发生故障将直接影响整个客运系统的安全运行。为了尽快排除电缆故障，最大限度地降低修复费用及停电损失，必须能够快速而精确地定位电缆故障点。
常用的电缆故障点定位方法主要有电桥法、声测法、音频感应法和声磁同步法。电桥法受条件限制较多，且对于高阻故障无法进行测试，现场应用越来越少。声测法主要用于高阻故障的精确定位，其缺点是容易受到电缆故障点振动噪声、埋设深度等环境因素的干扰，导致定点困难。电阻小于10Ω的低阻故障，传统的定点方法是音频感应法。音频感应法是通过人耳对声音信号强弱的分辨来判断故障点的位置，对操作人员的经验要求较高。声磁同步法利用故障点放电时产生的电磁波和声波确定故障点，具体方法是通过监测接收到的磁声信号的时间差来估计故障点距离探头的位置，这种方法定位精度不高，设备成本昂贵。
总之，传统电缆故障点定位方法都有各自的局限性，不能快速、准确地测量电缆故障点的位置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种易于测定故障位置的电力电缆，以便在发生击穿故障时、能够快速、准确地测量电缆故障点的位置。
本发明的问题是以下述技术方案实现的：
一种易于测定故障位置的电力电缆，由铜线芯及其外部的包覆层构成，改进后，在包覆层内设置与铜线芯并行的光纤。
上述易于测定故障位置的电力电缆，所述包覆层由自内而外依次包覆在铜线芯外部的绝缘内屏蔽层、交联聚乙烯绝缘层、绝缘外屏蔽层、半导电无纺布或半导电阻水带绕包层、金属屏蔽层、内无纺布绕包层、挤包隔离层、非磁性金属铠装层、外无纺布绕包层和外护套构成，所述光纤设置在金属屏蔽层内。
上述易于测定故障位置的电力电缆，所述光纤包封在光纤塑管内，所述光纤塑管设置3～4根，每根光纤塑管内设置1～3根光纤。
上述易于测定故障位置的电力电缆，所述金属屏蔽层为疏绕在绝缘外屏蔽层上面的保护用半导电无纺布或是缠绕的铜丝或铜带。
本发明在电力电缆的包覆层内增设了用于测量故障点位置的光纤，电缆局部出现击穿故障时，故障点处的部分或全部光纤随之损坏并形成光信号的反射点，利用单模光纤故障定位仪可迅速测得故障点与测量端之间的距离，从而确定故障点的位置。由于光电测距不受外在因素（例如电磁场等）的影响，因而具有较高的灵敏度（可精确到一米范围内）。此外，光纤具有高阻性能，对电缆自身没有任何影响，敷设电缆时只需将电缆端部的光纤引出搁置即可作为测量端，测量方法简单方便，费用较低。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的剖面图；
图2是本发明在发生故障时的测量原理图。
图中各标号为：1、铜线芯；2、绝缘内屏蔽层；3、交联聚乙烯绝缘层；4、绝缘外屏蔽层；5、半导电阻水带绕包层；6、金属屏蔽层；7、光纤塑管；8、内无纺布绕包层；9、挤包隔离层；10、非磁性金属铠装层；11、外无纺布绕包层；12、外护套；DL、电缆；Z、电缆终端头；Y、单模光纤长度测量仪；L、电缆终端头至故障点的距离。
具体实施方式
对于铁路专用单相27.5kV交流交联聚乙烯电力电缆，最为常见的故障是电缆中间某点的绝缘击穿，绝缘损坏对屏蔽层放电。由于电气化铁路供电系统的容量大，短路阻抗低，在发生绝缘击穿故障时，低阻短路较为常见，电缆击穿点损伤严重，而高阻故障却较为少见。因此，在电缆的绝缘外侧的金属屏蔽层对称附加几根G652D单模光纤，在电缆发生短路故障时，因光纤比较脆弱易遭破坏，光纤断裂，就形成了光信号的反射点，利用单模光纤长度测量仪Y可快速、精确地测出从测量端至故障点的光纤长度。因为光纤塑管是随铜丝疏绕一起绕包在绝缘外屏蔽的外围（螺旋状），所以测量的光纤的螺旋线展开长度要大于电缆的实际长度，各种规格的电缆疏绕绞合的节径比是固定的，绞入系数K=L0(单线的每个节距的展开长度)/h(电缆每个节距的长度)也是相对固定的值，将实测的光纤长度除以绞入系数就能得到从测量端至故障点的电缆长度距离L的值，就可以很快地找到电缆击穿故障点位置。测量范围可达6,000 米，无测量死区。
本发明将光纤塑管与铜丝疏绕同时进行，目的是将光纤塑管呈现螺旋线形式，可有效防止在电缆弯曲时，光纤塑管在电缆内不易受到直接拉伸，而不使光纤受损。
参见图1，在电缆生产过程中的金属屏蔽（铜丝疏绕）工序，将三至四根直径为1mm的光纤塑管随铜丝疏绕均布在电缆外金属屏蔽层6的外围，一根1mm的光纤塑管内有1～3根G652D单模光纤，保证其可靠性。
Claims (2)
1.一种易于测定故障位置的电力电缆，其特征是，它由铜线芯（1）及其外部的包覆层构成，在包覆层内设置与铜线芯并行的光纤；
所述包覆层由自内而外依次包覆在铜线芯（1）外部的绝缘内屏蔽层（2）、交联聚乙烯绝缘层（3）、绝缘外屏蔽层（4）、半导电阻水带绕包层（5）、金属屏蔽层（6）、内无纺布绕包层（8）、挤包隔离层（9）、非磁性金属铠装层（10）、外无纺布绕包层（11）和外护套（12）构成，所述光纤设置在金属屏蔽层（6）内；
所述金属屏蔽层为缠绕的铜丝；所述光纤包封在光纤塑管（7）内，在所述金属屏蔽层制造时，使所述光纤塑管随所述铜丝疏绕均布在金属屏蔽层（6）内，并且使所述光纤塑管（7）呈现螺旋线形式。
2.根据权利要求1所述易于测定故障位置的电力电缆，其特征是，所述光纤塑管设置3～4根，每根光纤塑管内设置1～3根光纤。
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