CN107945981A - 一种基于光纤光栅的智能双丝环绕式温度监控单芯电缆 - Google Patents

一种基于光纤光栅的智能双丝环绕式温度监控单芯电缆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于光纤光栅的智能双丝环绕式温度监控单芯电缆，缆芯包括导线、光纤传感单元，导线位于缆芯中部，导线包括导体和包覆在导体外部的绝缘层，光纤传感单元位于导线外部，光纤传感单元包括抗拉芯、光栅光纤、保护管，抗拉芯和光栅光纤位于保护管内，绝缘层外部包覆有填充材料形成具有圆形截面的缆芯。通过上述优化设计的基于光纤光栅的智能双丝环绕式温度监控单芯电缆，结构设计优化合理，缆芯内设有用于监控温度的光栅光纤，可以对电缆温度进行快速精确监控，光栅光纤围绕抗拉芯布置，保证光栅光纤的轴向抗拉强度，同时缆芯内填充有填充材料，有效保证使用时光纤传感单元位置固定，不发生移动。

Description

一种基于光纤光栅的智能双丝环绕式温度监控单芯电缆
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种基于光纤光栅的智能双丝环绕式温度监控单芯电缆。
背景技术
电缆在运行过程中，导体会产生热量，在超额负载、局部缺陷、外部环境等因素的影响下，电缆导体较正常情况下的发热会增大，在长期超高温运行下，绝缘材料迅速老化变脆，绝缘被击穿导致短路，甚至起火，造成严重事故。通常，电缆的敷设方式在常规的定期巡视中很难发现其潜在缺陷，往往是已经出现故障，甚至是事故，造成重大损失后，才进行补救。光纤传感技术具有对电绝缘，传输距离远等优点，但国内现在是采用将光纤缠绕在电缆外侧进行测温，这样导致外部温度对测试精度干扰极大，实际测试的温度更接近外部温度，而不是电缆导体运行温度，实际应用效果不佳。此外，当光纤受到外力时，对光纤测温精度也有较大影响。
发明内容
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种基于光纤光栅的智能双丝环绕式温度监控单芯电缆。
本发明提出的一种基于光纤光栅的智能双丝环绕式温度监控单芯电缆，包括：缆芯、外护层；
缆芯包括导线、光纤传感单元，导线位于缆芯中部，导线包括导体和包覆在导体外部的绝缘层，光纤传感单元位于导线外部，光纤传感单元包括抗拉芯、光栅光纤、保护管，抗拉芯和光栅光纤位于保护管内，绝缘层外部包覆有填充材料形成具有圆形截面的缆芯，外护层包覆在缆芯外部。
优选地，光栅光纤围绕抗拉芯布置。
优选地，保护管采用金属材料制成。
优选地，填充材料包括多根填充条，多根填充条和光纤传感单元围绕导线沿圆周分布。
优选地，保护管外壁抵靠绝缘层。
本发明中，所提出的基于光纤光栅的智能双丝环绕式温度监控单芯电缆，缆芯包括导线、光纤传感单元，导线位于缆芯中部，导线包括导体和包覆在导体外部的绝缘层，光纤传感单元位于导线外部，光纤传感单元包括抗拉芯、光栅光纤、保护管，抗拉芯和光栅光纤位于保护管内，绝缘层外部包覆有填充材料形成具有圆形截面的缆芯。通过上述优化设计的基于光纤光栅的智能双丝环绕式温度监控单芯电缆，结构设计优化合理，缆芯内设有用于监控温度的光栅光纤，可以对电缆温度进行快速精确监控，光栅光纤围绕抗拉芯布置，保证光栅光纤的轴向抗拉强度，同时缆芯内填充有填充材料，有效保证使用时光纤传感单元位置固定，不发生移动。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于光纤光栅的智能双丝环绕式温度监控单芯电缆的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，图1为本发明提出的一种基于光纤光栅的智能双丝环绕式温度监控单芯电缆的结构示意图。
参照图1，本发明提出的一种基于光纤光栅的智能双丝环绕式温度监控单芯电缆，包括：缆芯、外护层1；
缆芯包括导线2、光纤传感单元3，导线2位于缆芯中部，导线2包括导体21和包覆在导体21外部的绝缘层22，光纤传感单元3位于导线2外部，光纤传感单元3包括抗拉芯31、光栅光纤32、保护管33，抗拉芯31和光栅光纤32位于保护管33内，绝缘层22外部包覆有填充材料形成具有圆形截面的缆芯，外护层1包覆在缆芯外部。
在本实施例中，所提出的基于光纤光栅的智能双丝环绕式温度监控单芯电缆，电缆在使用过程中，会产生热量，当发热量过大时会影响电缆的传输性能。尤其是当电缆局部过高时，在户外环境中不易发现，并且存在安全隐患。通常，对电缆的温度监控通常只能对整根电缆温度异常进行检测，而无法准确监测到局部温度异常发生的具体位置。光纤光栅是一种通过一定方法使光纤纤芯的折射率发生轴向周期性调制而形成的衍射光栅。光通过在光纤中传播时，通过光栅会发生折射、反射等现象。当光纤的温度发生变化时，会改变光线在光纤中的行进路径。
在具体实施方式中，光栅光纤32围绕抗拉芯31布置，保证光栅光纤的抗拉性能。
在其他具体实施方式中，保护管33采用金属材料制成，对光纤光栅进行有效保护，同时提高热传导效果。
在填充材料的具体实施方式中，填充材料包括多根填充条4，多根填充条4和光纤传感单元3围绕导线2沿圆周分布，保证光纤传感单元在缆芯内位置稳定。
在缆芯内部布置的具体实施方式中，保护管33外壁抵靠绝缘层22，保证导线热量传导，提高温度监控灵敏度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于光纤光栅的智能双丝环绕式温度监控单芯电缆，其特征在于，包括：缆芯、外护层(1)；
缆芯包括导线(2)、光纤传感单元(3)，导线(2)位于缆芯中部，导线(2)包括导体(21)和包覆在导体(21)外部的绝缘层(22)，光纤传感单元(3)位于导线(2)外部，光纤传感单元(3)包括抗拉芯(31)、光栅光纤(32)、保护管(33)，抗拉芯(31)和光栅光纤(32)位于保护管(33)内，绝缘层(22)外部包覆有填充材料形成具有圆形截面的缆芯，外护层(1)包覆在缆芯外部。
2.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的智能双丝环绕式温度监控单芯电缆，其特征在于，光栅光纤(32)围绕抗拉芯(31)布置。
3.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的智能双丝环绕式温度监控单芯电缆，其特征在于，保护管(33)采用金属材料制成。
4.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的智能双丝环绕式温度监控单芯电缆，其特征在于，填充材料包括多根填充条(4)，多根填充条(4)和光纤传感单元(3)围绕导线(2)沿圆周分布。
5.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的智能双丝环绕式温度监控单芯电缆，其特征在于，保护管(33)外壁抵靠绝缘层(22)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113483678A (zh) * 2021-06-18 2021-10-08 安徽龙联智能光电有限公司 一种绝缘端子的覆冰监测方法
CN113866920A (zh) * 2021-10-08 2021-12-31 浙江大学 一种用于近岸海底电缆监测的光纤布拉格光栅封装结构

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