CN107945985A - 基于光纤光栅的智能双丝扁平环绕式温度监控单芯电缆 - Google Patents

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马金龙
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Abstract

本发明公开了基于光纤光栅的智能双丝扁平环绕式温度监控单芯电缆，导线包括位于中部的导体和包覆在导体外部的绝缘层，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，填充条由内壁、外壁、两个侧壁围成，光纤传感单元和多个填充条在绝缘层外部圆周分布形成具有圆形截面的缆芯，相邻两个填充条的侧壁相互抵靠。通过上述优化设计的基于光纤光栅的智能双丝扁平环绕式温度监控单芯电缆，在缆芯内设置光栅光纤，光线行进过程中产生由温度变化引起的路径改变，从而可以对电缆温度进行快速精确监控，在光纤传感单元与导线之间设置填充条，保证使用时光纤传感单元位置固定，不发生移动，实现对光纤传感单元的有效保护。

Description

基于光纤光栅的智能双丝扁平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，尤其涉及基于光纤光栅的智能双丝扁平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，本发明提出基于光纤光栅的智能双丝扁平环绕式温度监控单芯电缆。
本发明提出的基于光纤光栅的智能双丝扁平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、多个填充条，导线包括位于中部的导体和包覆在导体外部的绝缘层，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，填充条由内壁、外壁、两个侧壁围成，光纤传感单元和多个填充条在绝缘层外部圆周分布形成具有圆形截面的缆芯，相邻两个填充条的侧壁相互抵靠，外护层包覆在缆芯外部。
优选地，保护管抵靠绝缘层。
优选地，保护管采用金属材料制成。
优选地，保护管外壁挤包有塑料保护层。
优选地，抗拉芯平行于缆芯轴向布置，光栅光纤在抗拉芯一侧弯曲布置。
优选地，光栅光纤由多个弯曲段依次连接而成，每个弯曲段均与抗拉芯固定连接。
优选地，填充条具有扇形截面，其内壁抵靠绝缘层。
优选地，填充条内部设有通孔。
本发明中，所提出的基于光纤光栅的智能双丝扁平环绕式温度监控单芯电缆，导线包括位于中部的导体和包覆在导体外部的绝缘层，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，填充条由内壁、外壁、两个侧壁围成，光纤传感单元和多个填充条在绝缘层外部圆周分布形成具有圆形截面的缆芯，相邻两个填充条的侧壁相互抵靠。通过上述优化设计的基于光纤光栅的智能双丝扁平环绕式温度监控单芯电缆，结构设计合理，在缆芯内设置光栅光纤，从而可以对电缆温度进行快速精确监控，在光纤传感单元与导线之间设置填充条，保证使用时光纤传感单元位置固定，不发生移动，实现对光纤传感单元的有效保护。
附图说明
图1为本发明提出的基于光纤光栅的智能双丝扁平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为本发明提出的基于光纤光栅的智能双丝扁平环绕式温度监控单芯电缆的结构示意图。
参照图1，本发明提出的基于光纤光栅的智能双丝扁平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、多个填充条4，导线2包括位于中部的导体21和包覆在导体21外部的绝缘层22，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，填充条4由内壁、外壁、两个侧壁围成，光纤传感单元3和多个填充条4在绝缘层22外部圆周分布形成具有圆形截面的缆芯，相邻两个填充条4的侧壁相互抵靠，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扁平环绕式温度监控单芯电缆，导线包括位于中部的导体和包覆在导体外部的绝缘层，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，填充条由内壁、外壁、两个侧壁围成，光纤传感单元和多个填充条在绝缘层外部圆周分布形成具有圆形截面的缆芯，相邻两个填充条的侧壁相互抵靠。通过上述优化设计的基于光纤光栅的智能双丝扁平环绕式温度监控单芯电缆，结构设计合理，在缆芯内设置光栅光纤，光线行进过程中产生由温度变化引起的路径改变，从而可以对电缆温度进行快速精确监控，在光纤传感单元与导线之间设置填充条，保证使用时光纤传感单元位置固定，不发生移动，实现对光纤传感单元的有效保护。
在保护管的具体实施方式中，保护管33抵靠绝缘层22。
在其他具体实施方式中，保护管33采用金属材料制成，提高热传导效果。
在进一步具体实施方式中，保护管33外壁挤包有塑料保护层34，塑料保护层可大大减小金属保护管弯曲时发生弯折的几率。
在光纤传感单元的具体布置方式中，抗拉芯31平行于缆芯轴向布置，光栅光纤32在抗拉芯31一侧弯曲布置，光栅光纤32由多个弯曲段依次连接而成，每个弯曲段均与抗拉芯31固定连接，使得电缆受到轴向拉力时，抗拉芯更好地保护光栅光纤。
为了进一步提高缆芯结构稳定性，可采用具有椭圆形截面、梯形截面、扇形截面的填充条4，优选地，填充条4具有扇形截面，其内壁抵靠绝缘层22，进一步保证缆芯圆整性，防止使用中光纤传感单元移动，从而受外力影响温度监控精度。
在填充条的其他具体实施方式中，填充条4内部设有通孔，保证对光纤传感单元的保护效果的同时，降低电缆重量。
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 (8)

1.基于光纤光栅的智能双丝扁平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)、多个填充条(4)，导线(2)包括位于中部的导体(21)和包覆在导体(21)外部的绝缘层(22)，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，填充条(4)由内壁、外壁、两个侧壁围成，光纤传感单元(3)和多个填充条(4)在绝缘层(22)外部圆周分布形成具有圆形截面的缆芯，相邻两个填充条(4)的侧壁相互抵靠，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扁平环绕式温度监控单芯电缆，其特征在于，保护管(33)抵靠绝缘层(22)。
3.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的智能双丝扁平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3所述的基于光纤光栅的智能双丝扁平环绕式温度监控单芯电缆，其特征在于，保护管(33)外壁挤包有塑料保护层(34)。
5.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的智能双丝扁平环绕式温度监控单芯电缆，其特征在于，抗拉芯(31)平行于缆芯轴向布置，光栅光纤(32)在抗拉芯(31)一侧弯曲布置。
6.根据权利要求5所述的基于光纤光栅的智能双丝扁平环绕式温度监控单芯电缆，其特征在于，光栅光纤(32)由多个弯曲段依次连接而成，每个弯曲段均与抗拉芯(31)固定连接。
7.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的智能双丝扁平环绕式温度监控单芯电缆，其特征在于，填充条(4)具有扇形截面，其内壁抵靠绝缘层(22)。
8.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的智能双丝扁平环绕式温度监控单芯电缆，其特征在于，填充条(4)内部设有通孔。
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