CN115931179A - 电缆内置测温光纤测温灵敏度的试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电缆内置测温光纤测温灵敏度的试验方法：S1、提供电缆；S2、电缆静置；S3、将电缆穿过穿心式升流变压器后两端通过导体短接；S4、将电缆中的光纤接入测温系统并设定报警温度；S5、在电缆上选取监测点，在监测点位置的电缆中放热电偶；S6、通过变压器对电缆施加电流，使导体升温并保持，记录热电偶的温度值和测温系统的测温曲线；S7、在热电偶的一侧放置外部热源，设定外部热源运行温度并保持，记录热电偶的温度值和测温曲线；S8、对比S6中热电偶的温度值和测温系统中光纤测出的电缆温度值是否一致；对比S7施加外部热源后测温系统中光纤测出的温度值与热电偶的温度值是否一致；对比测温曲线中曲线突变的位置与热源位置是否一致。

Description

电缆内置测温光纤测温灵敏度的试验方法

技术领域

本发明涉及电线电缆技术领域，具体涉及电缆内置测温光纤测温灵敏度的试验方法。

背景技术

经调查发现，电网中的电缆在发生故障时，绝大多数的电缆导体内部会提前发生温度升高现象，为了实现对电缆全生命周期故障的提前预警，我们可以在电缆内部放置测温光纤，从而实现对电缆相应结构温度变化的实时监测，当电缆内部有温度突变时，同时确定温度突变点的位置。但是采取在电缆内部放置测温光纤的方式来监测电缆温度变化的这种手段，其测温光纤的测温灵敏度需要验证，然而目前还没有一种较好的方式来验证电缆内置测温光纤的测温灵敏度。

发明内容

本发明的目的在于：针对目前没有合适的验证测温光纤测温灵敏度方法的问题，本发明提供了一种简单且易于操作的用于验证电缆内置测温光纤测温灵敏度的试验方法，本发明提供的试验方法能够实现温度监测的同时对温度突变点进行精确定位，此种方法可广泛应用于高、中、低压等电缆内置光纤测温灵敏度试验验证。

本发明是通过如下技术方案实现的：

电缆内置测温光纤测温灵敏度的试验方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1、提供待试的电缆；所述的电缆包括：由内而外依次包裹设置的导体、绝缘层、金属屏蔽层以及外护套，所述的导体中内置有导体光纤，所述的金属屏蔽层中内置有屏蔽层光纤；

S2、将所述电缆静置，待用；

S3、将所述电缆穿过穿心式升流变压器，然后将所述电缆的两端通过所述导体短接，固定；

S4、将所述导体光纤和所述屏蔽层光纤接入分布式光纤测温系统并设定所述分布式光纤测温系统的报警温度；

S5、在所述电缆上选取若干监测点，在对应监测点位置的导体表面以及金属屏蔽层表面放置热电偶，进行温度测量；

S6、通过所述穿心式升流变压器对所述电缆施加电流，使所述导体升温至额定运行温度并保持，记录所述热电偶的温度值和所述分布式光纤测温系统的测温曲线；

S7、根据步骤S5中选取的监测点位置，在每个所述热电偶的一侧放置外部热源，设定外部热源运行温度并保持，然后再次记录所述热电偶的温度值和所述分布式光纤测温系统的测温曲线；

S8、对比步骤S6中所述热电偶的温度值和分布式光纤测温系统中光纤测出的电缆温度值是否一致；对比步骤S7当施加外部热源后分布式光纤测温系统中光纤测出的温度值与热电偶的温度值是否一致；对比测温曲线中曲线突变的位置与热源位置是否一致。

具体的，本发明提供的验证电缆内置测温光纤测温灵敏度的方法：通过电缆内部光纤接入分布式光纤测温系统，对电缆内部温度进行监测；通过穿心式升流变压器为电缆提供额定电流，确保电缆达到额定运行温度；利用外部热源引入温度突变，校验光纤测温灵敏度。

电缆对应结构接入热电偶温度监测时，对应位置光纤监测的结果采取对比的方法。采用电缆引入外部热源方式验证测温灵敏度的方法。

当试验样品较短时，可通过外部接入与电缆内置光纤相同的光纤进行拓展，实现温度灵敏度的校验。

进一步的，所述电缆内置测温光纤测温灵敏度的试验方法：步骤S1中所述电缆的电压等级21/35kV，规格1×300mm²，长度不少于100米。

进一步的，电缆内置测温光纤测温灵敏度的试验方法：步骤S2、将所述电缆放置在温度20±2℃、空气相对湿度40-60％的环境中静置12-24小时，待用。

进一步的，电缆内置测温光纤测温灵敏度的试验方法：步骤S5、在所述的电缆上选取两个监测点，两个监测点之间相距不少于50米且与电缆两端的距离不少于20米，在对应监测点位置的导体表面以及金属屏蔽层表面放置热电偶，进行温度测量。

进一步的，电缆内置测温光纤测温灵敏度的试验方法：步骤S5、若需要监测除导体及金属屏蔽层外其他电缆结构表面的温度，相应的在其表面放置相应数量的热电偶。

若需要监测除导体及金属屏蔽层外其他电缆结构表面的温度，需在其表面放置相应数量的热电偶。电缆选取监测点的数量可适量增加。

进一步的，电缆内置测温光纤测温灵敏度的试验方法：步骤S6中额定运行温度为90℃±3℃，保持时间为2-4小时。

进一步的，电缆内置测温光纤测温灵敏度的试验方法：步骤S7中设定的外部热源运行温度为150℃±3℃，保持时间为1-3小时。

本发明提供了电缆内置测温光纤测温灵敏度的试验方法，用以验证内置光纤的电缆，实现对电缆内部导体及绝缘层温度变化的监测以及验证光纤测温的灵敏度，本发明的方法通过模拟电缆额定运行温度及外加热源等情况下导体和绝缘的温度变化，观察分布式光纤测温系统中电缆温度监测曲线变化及位置与外加热源的温度及位置的对应关系，以验证光纤测温灵敏度。

本发明的有益效果：

(1)本发明设计的验证电缆内置测温光纤测温灵敏度的方法，能够实现温度监测的同时对温度突变点进行精确定位，本发明的方法可广泛应用于高、中、低压等电缆内置光纤测温灵敏度试验验证。

(2)本发明的方法通过模拟电缆实际运行情况，设计了电缆内置光纤测温灵敏度试验方法，实现光纤对电缆温度变化监测准确性进行验证；确保内置测温光纤的电缆满足客户需求，为后期客户电缆应用提供有力支撑。

(3)本发明提供的验证电缆内置测温光纤测温灵敏度的方法，电缆内置测温光纤测温灵敏度试验方法，该验证方法易于操作，试验成本较低，在电缆制造领域具有很好的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明提供的实现电缆内置测温光纤测温灵敏度试验原理示意图。

图中标记：1电缆、2穿心式升流变压器、3分布式光纤测温系统、4热电偶、5外部热源、1-1导体、1-2绝缘层、1-3金属屏蔽层、1-4外护套、1-1-1导体光纤、1-3-1屏蔽层光纤。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

实施例1

电缆内置测温光纤测温灵敏度的试验方法：选取一根导体及金属屏蔽层各放置一根光纤的电缆，对其内部光纤进行测温灵敏度验证试验，其具体的验证方法包括如下具体步骤，结合图1进行具体的方法步骤描述：

S1、提供待试的电缆1；所述的电缆1包括：由内而外依次包裹设置的导体1-1、绝缘层1-2、金属屏蔽层1-3以及外护套1-4，所述的导体1-1中内置有导体光纤1-1-1，所述的金属屏蔽层1-3中内置有屏蔽层光纤1-3-1；其中：所述电缆1的电压等级21/35kV，规格1×300mm²，长度为100米；

S2、将上述的电缆1放置在室温20℃、空气相对湿度50％左右的环境中静置24小时，待用；

S3、将上述的电缆1穿过穿心式升流变压器2，然后将所述电缆1的两端通过所述导体1-1短接，并固定；

S4、将所述电缆1中的导体光纤1-1-1和所述屏蔽层光纤1-3-1接入分布式光纤测温系统3,并设定所述分布式光纤测温系统3的报警温度；

S5、在所述的电缆1上选取两个监测点，同时保证两个监测点之间相距不少于50米且监测点与电缆1两端的距离保持不少于20米，然后在对应监测点位置的导体1-1表面以及金属屏蔽层1-3表面放置热电偶4，进行温度测量；若需要监测除导体1-1及金属屏蔽层1-3以外其他电缆结构表面的温度，需对应在其表面放置相应数量的热电偶4，电缆选取监测点的数量可适量增加；

S6、通过所述穿心式升流变压器2对所述电缆1施加电流，使所述导体1-1升温至额定运行温度(90℃±3℃)并保持4小时，然后记录所述热电偶4的温度值和所述分布式光纤测温系统3的测温曲线；

S7、根据步骤S5中选取的监测点位置，在每个热电偶4的一侧放置外部热源5，设定外部热源5运行温度(约150℃±3℃)并保持2小时，然后再次记录上述热电偶4的温度值和所述分布式光纤测温系统3的测温曲线；

S8、对比步骤S6中所述热电偶4的温度值和分布式光纤测温系统3中光纤测出的电缆温度值是否一致；对比步骤S7当施加外部热源5后分布式光纤测温系统3中光纤测出的温度值与热电偶4的温度值是否一致；对比测温曲线中曲线突变的位置与热源位置是否一致。

上述实施例1的试验结论：

(1)阶段一，当导体1-1温度升至额定运行温度90℃±3℃时，稳定4小时，热电偶温度值和分布式光纤测温系统中显示光纤测得的温度值一致。

(2)阶段二，光纤测温系统可以识别出模拟故障高温点，误差范围在测温系统精度范围内，测温系统报警可以识别出导体温度超标。

若满足以上要求说明光纤实现测温灵敏度符合要求。

上述为本发明的较佳实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。凡由本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (7)

1.电缆内置测温光纤测温灵敏度的试验方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1、提供待试的电缆(1)；所述的电缆(1)包括：由内而外依次包裹设置的导体(1-1)、绝缘层(1-2)、金属屏蔽层(1-3)以及外护套(1-4)，所述的导体(1-1)中内置有导体光纤(1-1-1)，所述的金属屏蔽层(1-3)中内置有屏蔽层光纤(1-3-1)；

S2、将所述电缆(1)静置，待用；

S3、将所述电缆(1)穿过穿心式升流变压器(2)，然后将所述电缆(1)的两端通过所述导体(1-1)短接，固定；

S4、将所述导体光纤(1-1-1)和所述屏蔽层光纤(1-3-1)接入分布式光纤测温系统(3)并设定所述分布式光纤测温系统(3)的报警温度；

S5、在所述电缆(1)上选取若干监测点，在对应监测点位置的导体(1-1)表面以及金属屏蔽层(1-3)表面放置热电偶(4)，进行温度测量；

S6、通过所述穿心式升流变压器(2)对所述电缆(1)施加电流，使所述导体(1-1)升温至额定运行温度并保持，记录所述热电偶(4)的温度值和所述分布式光纤测温系统(3)的测温曲线；

S7、根据步骤S5中选取的监测点位置，在每个热电偶(4)的一侧放置外部热源(5)，设定外部热源(5)运行温度并保持，然后再次记录所述热电偶(4)的温度值和所述分布式光纤测温系统(3)的测温曲线；

S8、对比步骤S6中所述热电偶(4)的温度值和分布式光纤测温系统(3)中光纤测出的电缆温度值是否一致；

对比步骤S7当施加外部热源(5)后分布式光纤测温系统(3)中光纤测出的温度值与热电偶(4)的温度值是否一致；

对比测温曲线中曲线突变的位置与热源位置是否一致。

2.根据权利要求1所述的电缆内置测温光纤测温灵敏度的试验方法，其特征在于，步骤S1中所述电缆(1)的电压等级21/35kV，规格1×300mm²，长度不少于100米。

3.根据权利要求1所述的电缆内置测温光纤测温灵敏度的试验方法，其特征在于，步骤S2、将所述电缆(1)放置在温度20±2℃、空气相对湿度40-60％的环境中静置12-24小时，待用。

4.根据权利要求2所述的电缆内置测温光纤测温灵敏度的试验方法，其特征在于，步骤S5、在所述的电缆(1)上选取两个监测点，两个监测点之间相距不少于50米且与电缆(1)两端的距离不少于20米，在对应监测点位置的导体(1-1)表面以及金属屏蔽层(1-3)表面放置热电偶(4)，进行温度测量。

5.根据权利要求1所述的电缆内置测温光纤测温灵敏度的试验方法，其特征在于，步骤S5、若需要监测除导体(1-1)及金属屏蔽层(1-3)外其他电缆(1)结构表面的温度，相应的在其表面放置相应数量的热电偶(4)。

6.根据权利要求1所述的电缆内置测温光纤测温灵敏度的试验方法，其特征在于，步骤S6中额定运行温度为90℃±3℃，保持时间为2-4小时。

7.根据权利要求1所述的电缆内置测温光纤测温灵敏度的试验方法，其特征在于，步骤S7中设定的外部热源(5)运行温度为150℃±3℃，保持时间为1-3小时。

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