CN112268687B - 一种基于光纤传感的层绞式光缆及其应用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于光纤传感的层绞式光缆及其应用方法，涉及层绞式光缆领域，解决了应用光纤传感技术测量电缆受损状况的问题。本发明包括检测管路(1)与套管(2)、中心件(3)和增强件(4)绞合制成层绞式光缆的缆芯；所述检测管路(1)中传导光纤传感器的光路。本发明采用光纤传感技术测量一种新型的层绞式光缆是否发生电缆外破，仅在层绞式光缆绞合一条检测管路，且检测管路采用的玻璃纤维材料本身可以增强光缆的拉伸强度，同时还可以应用所述检测管路进行外破检测。

Description

一种基于光纤传感的层绞式光缆及其应用方法
技术领域
本发明涉及层绞式光缆领域，具体涉及一种基于光纤传感的层绞式光缆及其应用方法。
背景技术
在我国的电力系统运行中，电缆的运行质量对系统整体的运行质量有着十分重要的影响，但是在电缆运行的过程中还会受到很多外力因素的影响，一些因素的会使得电缆会受到很大的破坏，所以一定要采取相应的措施对其进行有效的防护。
光纤传感器的基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质(如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等)发生变化，称为被调制的信号光，再利用被测量对光的传输特性施加的影响，完成测量。
本申请针对现有的层绞式光缆的结构，设计一种基于光纤传感器技术的新型层绞式光缆，该光缆可检测电缆的结构状况。
发明内容
本发明提供了一种基于光纤传感的层绞式光缆及其应用方法，应用光纤传感技术测量电缆受损状况。
本发明通过下述技术方案实现：
一种基于光纤传感的层绞式光缆，包括套管、中心件和增强件，还包括检测管路，检测管路与套管、中心件和增强件绞合制成层绞式光缆的缆芯；
所述检测管路中传导光纤传感器的光路。
进一步地，所述检测管路采用玻璃纤维材料制成。
进一步地，所述检测管路的光源端接入点光源扩散后的两路平行波，两路平行波分别为基准光路和测量光路。
进一步地，点光源采用激光器发出，点光源发出初始波，初始波经分光器分成两路光路，测量光路的光强与相位信息受到外界参数影响变化，外界参数包括温度与压力。
进一步地，检测管路的管径与套管管径一致，所述检测管路包括多组光纤，一组光纤内包括一组平行波，多组光纤之间的空隙填充纤膏。
进一步地，检测管路与套管、中心件和增强件之间的间隙填充缆膏。
进一步地，还包括包覆套管、中心件、检测管路和增强件的铠装与外护层。
应用基于光纤传感的层绞式光缆的外破检测方法，应用上述的一种基于光纤传感的层绞式光缆，进行基于光纤传感的外破检测方法步骤如下：
A、对同一条层绞式光缆，进行均段划分；
B、在每段层绞式光缆的中点，选择采集器密封导出检测管路的光纤数据；
C、按每段的排列顺序依次汇总数据，绘出基准光路与测量光路的数据曲线图；
D、对数据曲线图进行数值分析，判断是否发生电缆外破，同时找出发生电缆外破的位置。
进一步地，D步骤包括具体操作如下：
依据基准光路的在每段光缆中的光强下降值，比较每段光缆中，计算极值点个数，选择差值最大的极大值与极小值，并计算差值，差值大小超过对应极值所在光缆段的光强下降值的一半，则判断所在的电缆段发生电缆外破。
进一步地，D步骤包括具体操作如下：
判断每段电缆是否发生测量光路的光相位变化，同时分析测量光路发生光相位变化的区段对应的基准光路是否发生光相位变化，若基准光路未发生光相位变化，而测量光路发生光相位变化，则判定测量光路发生光相位变化所在电缆段发生外破。
本发明具有如下的优点和有益效果：
本发明采用光纤传感技术测量一种新型的层绞式光缆是否发生电缆外破，仅在层绞式光缆绞合一条检测管路，且检测管路采用的玻璃纤维材料本身可以增强光缆的拉伸强度，同时还可以应用所述检测管路进行外破检测。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的主视图。
图2为本发明的测量图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1、检测管路；2、套管；3、中心件；4、增强件。
具体实施方式
在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所发明的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
在本发明的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。
在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。
应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。
在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
一种基于光纤传感的层绞式光缆，如图1所示，包括套管2、中心件3和增强件4，还包括检测管路1，检测管路1与套管2、中心件3和增强件4绞合制成层绞式光缆的缆芯；
所述检测管路1中传导光纤传感器的光路。
进一步地，所述检测管路1采用玻璃纤维材料制成。
进一步地，所述检测管路1的光源端接入点光源扩散后的两路平行波，两路平行波分别为基准光路和测量光路。
进一步地，点光源采用激光器发出，点光源发出初始波，初始波经分光器分成两路光路，测量光路的光强与相位信息受到外界参数影响变化，外界参数包括温度与压力。
进一步地，检测管路1的管径与套管2管径一致，所述检测管路1包括多组光纤，一组光纤内包括一组平行波，多组光纤之间的空隙填充纤膏。
进一步地，检测管路1与套管2、中心件3和增强件4之间的间隙填充缆膏。
进一步地，还包括包覆套管2、中心件3、检测管路1和增强件4的铠装与外护层。
应用基于光纤传感的层绞式光缆的外破检测方法，如图2所示，应用上述的一种基于光纤传感的层绞式光缆，进行基于光纤传感的外破检测方法步骤如下：
A、对同一条层绞式光缆，进行均段划分；
B、在每段层绞式光缆的中点，选择采集器密封导出检测管路1的光纤数据；
C、按每段的排列顺序依次汇总数据，绘出基准光路与测量光路的数据曲线图；
D、对数据曲线图进行数值分析，判断是否发生电缆外破，同时找出发生电缆外破的位置。
进一步地，D步骤包括具体操作如下：
依据基准光路的在每段光缆中的光强下降值，比较每段光缆中，计算极值点个数，选择差值最大的极大值与极小值，并计算差值，差值大小超过对应极值所在光缆段的光强下降值的一半，则判断所在的电缆段发生电缆外破。
进一步地，D步骤包括具体操作如下：
判断每段电缆是否发生测量光路的光相位变化，同时分析测量光路发生光相位变化的区段对应的基准光路是否发生光相位变化，若基准光路未发生光相位变化，而测量光路发生光相位变化，则判定测量光路发生光相位变化所在电缆段发生外破。
优选的，本发明采用光纤传感技术测量一种新型的层绞式光缆是否发生电缆外破，仅在层绞式光缆绞合一条检测管路1，且检测管路1采用的玻璃纤维材料本身可以增强光缆的拉伸强度，同时还可以应用所述检测管路1进行外破检测。以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于光纤传感的层绞式光缆，包括套管(2)、中心件(3)和增强件(4)，其特征在于，还包括检测管路(1)，检测管路(1)与套管(2)、中心件(3)和增强件(4)绞合制成层绞式光缆的缆芯；
所述检测管路(1)中传导光纤传感器的光路；
所述检测管路(1)采用玻璃纤维材料制成；
所述检测管路(1)的光源端接入点光源扩散后的两路平行波，两路平行波分别为基准光路和测量光路；
点光源采用激光器发出，点光源发出初始波，初始波经分光器分成两路光路，测量光路的光强与相位信息受到外界参数影响变化，外界参数包括温度与压力；
检测管路(1)的管径与套管(2)管径一致，所述检测管路(1)包括多组光纤，一组光纤内包括一组平行波，多组光纤之间的空隙填充纤膏；
所述基于光纤传感的层绞式光缆的使用步骤如下：
A、对同一条层绞式光缆，进行均段划分；
B、在每段层绞式光缆的中点，选择采集器密封导出检测管路(1)的光纤数据；
C、按每段的排列顺序依次汇总数据，绘出基准光路与测量光路的数据曲线图；
D、对数据曲线图进行数值分析，判断是否发生电缆外破，同时找出发生电缆外破的位置；
判断每段电缆是否发生测量光路的光相位变化，同时分析测量光路发生光相位变化的区段对应的基准光路是否发生光相位变化，若基准光路未发生光相位变化，而测量光路发生光相位变化，则判定测量光路发生光相位变化所在电缆段发生外破。
2.根据权利要求1所述的一种基于光纤传感的层绞式光缆，其特征在于，检测管路(1)与套管(2)、中心件(3)和增强件(4)之间的间隙填充缆膏。
3.根据权利要求1所述的一种基于光纤传感的层绞式光缆，其特征在于，还包括包覆套管(2)、中心件(3)、检测管路(1)和增强件(4)的铠装与外护层。
4.应用基于光纤传感的层绞式光缆的外破检测方法，其特征在于，应用权利要求1-3任意一条所述的一种基于光纤传感的层绞式光缆，进行基于光纤传感的外破检测方法步骤如下：
A、对同一条层绞式光缆，进行均段划分；
B、在每段层绞式光缆的中点，选择采集器密封导出检测管路(1)的光纤数据；
C、按每段的排列顺序依次汇总数据，绘出基准光路与测量光路的数据曲线图；
D、对数据曲线图进行数值分析，判断是否发生电缆外破，同时找出发生电缆外破的位置；
D步骤包括具体操作如下：
判断每段电缆是否发生测量光路的光相位变化，同时分析测量光路发生光相位变化的区段对应的基准光路是否发生光相位变化，若基准光路未发生光相位变化，而测量光路发生光相位变化，则判定测量光路发生光相位变化所在电缆段发生外破。
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