CN116009170B - 一种adss光缆融冰系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种ADSS光缆融冰系统，涉及光缆通信技术领域，本发明提供的ADSS光缆融冰系统包括光缆结构、石墨烯加热组件、应变传感组件和供电测控装置，石墨烯加热组件安装于光缆结构的外侧并与光缆结构接触，应变传感组件安装于光缆结构的内侧或外侧并与所述供电测控装置信号连接，应变传感组件用于获取ADSS光缆外表面的应力信息以检测ADSS光缆外表面覆冰情况，应变传感组件还用于将应力信息发送至供电测控装置，供电测控装置与石墨烯加热组件信号连接，以根据应力信息控制石墨烯加热组件的加热状态。上述ADSS光缆融冰系统通过石墨烯加热组件实现对ADSS光缆融冰的功能，应变传感组件能够对光缆线路覆冰时的应变进行监控，可通过覆冰情况来调节加热状态。

Description

一种ADSS光缆融冰系统

技术领域

本发明涉及光缆通信设备技术领域，尤其是涉及一种ADSS光缆融冰系统。

背景技术

随着电力系统建设步伐的不断加快，电力通信网对于光纤通信的容量、通信质量、中继距离长度、可靠性等也有了更高的要求。ADSS光缆（All Dielectric Self-SupportingOptical Fiber Cable，光介质自承式光缆）具有敷设方便、传输容量大、抗电磁干扰强、可靠性高、光缆弯曲柔韧性和抗弯曲能力强等优点，越来越多的应用在电力通信网中。

由于我国地域辽阔，自然环境的多样性，电力架空线路时常受到覆冰的困扰，尤其是在高海拔、高纬度地区。ADSS光缆作为电力通信网的重要组成部分，同时基于自身的特点，在线路上出现覆冰后，会在一定程度上影响信号的正常传输，严重的可能会导致光缆内部光纤断芯，甚至缆断，造成信号传输中断、通信受阻。如何有效的解决ADSS光缆的覆冰问题，将关系整个电力通信网络的可靠性。

现有的电力线路融冰技术，主要包括热力融冰、机械除冰和自然除冰等。其中从处理速度和处理效果上来看，热力融冰的效果最为理想。该方法的原理是在导线中接通电流或产生的感应电流，利用导线自身产生的热能进行融冰，常应用于OPGW（Optical FiberComposite Overhead Ground Wire，光纤复合架空地线）等含金属导线的线路中。而ADSS光缆作为一种高强度全介质自承式光缆，其基本结构全部采用非金属材料，本身具有抗电磁干扰、绝缘性能强等特点，这就导致上述常规的热力融冰技术无法应用在ADSS光缆中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种ADSS光缆融冰系统，可通过石墨烯加热组件实现对ADSS光缆融冰的功能，同时可对光缆线路覆冰时的应变进行监控，控制石墨烯加热组件的加热状态。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种ADSS光缆融冰系统，包括光缆结构、石墨烯加热组件、应变传感组件和供电测控装置，所述石墨烯加热组件安装于所述光缆结构的外侧并与所述光缆结构接触，所述应变传感组件安装于所述光缆结构的内侧或外侧并与所述供电测控装置信号连接，所述应变传感组件用于获取ADSS光缆外表面的应力信息以检测所述ADSS光缆外表面覆冰情况，所述应变传感组件还用于将所述应力信息发送至所述供电测控装置，所述供电测控装置与所述石墨烯加热组件信号连接，所述供电测控装置用于接收所述应力信息并控制所述石墨烯加热组件的加热状态。

进一步地，所述石墨烯加热组件包括发热隔热体以及安装于所述发热隔热体内部的温度传感器，所述发热隔热体安装于所述光缆结构外侧并与所述光缆结构接触，所述供电测控装置与所述发热隔热体信号连接。

进一步地，所述发热隔热体呈环状包覆于所述光缆结构的外表面；

或者所述发热隔热体呈条状，所述发热隔热体沿所述光缆结构的切向安装于所述光缆结构的外侧。

进一步地，所述发热隔热体包括相互贴附的隔热膜和石墨烯发热膜，所述温度传感器安装于所述隔热膜和所述石墨烯发热膜之间，所述隔热膜与所述光缆结构接触，所述石墨烯发热膜与所述供电测控装置信号连接。

进一步地，所述应变传感组件包括杆体、光纤应变传感器和保护层，所述保护层包覆于所述杆体的外表面，所述光纤应变传感器位于所述杆体与所述保护层之间且缠绕于所述杆体的外部。

进一步地，所述光缆结构包括多个光单元和保护组件，多个所述光单元围绕同一轴线分布，多个所述光单元安装于所述保护组件内；

所述石墨烯加热组件安装于所述保护组件的外侧；

所述应变传感组件安装于所述保护组件的外侧或内侧。

进一步地，所述应变传感组件位于多个所述光单元所围设的空间内，多个所述光单元围绕所述应变传感组件的轴线分布。

进一步地，所述光缆结构还包括中心加强件，所述中心加强件位于多个所述光单元所围设的空间内，多个所述光单元围绕所述中心加强件的轴线分布；

所述应变传感组件安装于所述保护组件的外侧，或者所述应变传感组件位于任意相邻的两个所述光单元之间。

进一步地，所述保护组件包括由内至外依次包覆的油膏层、内护层和加强层，所述油膏层充填于各个所述光单元之间。

进一步地，所述ADSS光缆融冰系统还包括外护层，所述外护层包覆于所述光缆结构的外表面，所述石墨烯加热组件位于所述外护层与所述光缆结构之间。

进一步地，所述ADSS光缆融冰系统还包括阻水纱，所述阻水纱贴合于所述外护层的内壁设置。

本发明提供的ADSS光缆融冰系统能产生如下有益效果：

在使用上述ADSS光缆融冰系统时，石墨烯加热组件可对光缆结构进行加热，应变传感组件可实现对ADSS光缆表面应变情况的监控，以间接得到ADSS光缆表面的覆冰情况，应变传感组件将获取到的应力信息发送至供电测控装置，供电测控装置根据应力信息控制石墨烯加热组件的加热状态。

相对于现有技术来说，本发明提供的ADSS光缆融冰系统可通过石墨烯加热组件实现对ADSS光缆融冰的功能。同时增加应变传感组件对光缆线路覆冰时的应变进行监控，供电测控装置可通过覆冰情况来调节石墨烯加热组件的加热状态，实现对光缆融冰的反馈调节，提高光缆融冰技术自动化、智能化程度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。

图1为本发明实施例一提供的ADSS光缆融冰系统（无供电测控装置）的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种石墨烯加热组件的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种应变传感组件的三维结构示意图。

图4为本发明实施例二提供的ADSS光缆融冰系统（无供电测控装置）的结构示意图；

图5为本发明实施例三提供的ADSS光缆融冰系统（无供电测控装置）的结构示意图；

图6为本发明实施例四提供的ADSS光缆融冰系统（无供电测控装置）的结构示意图。

图标：1-光缆结构；11-光单元；111-光纤；112-纤膏；113-外皮；12-保护组件；121-油膏层；122-内护层；123-加强层；13-中心加强件；2-石墨烯加热组件；21-发热隔热体；211-隔热膜；212-石墨烯发热膜；22-温度传感器；3-应变传感组件；31-杆体；32-光纤应变传感器；33-保护层；4-外护层；5-阻水纱。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明第一方面的实施例在于提供一种ADSS光缆融冰系统，如图1所示，包括光缆结构1、石墨烯加热组件2、应变传感组件3和供电测控装置，石墨烯加热组件2安装于光缆结构1的外侧并与光缆结构1接触，应变传感组件3安装于光缆结构1的内侧或外侧并与供电测控装置信号连接，应变传感组件3用于获取ADSS光缆外表面的应力信息以检测ADSS光缆外表面覆冰情况，应变传感组件3还用于将应力信息发送至供电测控装置，供电测控装置与石墨烯加热组件2信号连接，供电测控装置用于接收应力信息并控制石墨烯加热组件2的加热状态。

上述实施例摆脱了传统热力融冰的方式，可通过石墨烯加热组件2实现融冰效果，应变传感组件3能够实现对ADSS光缆外表面应力情况监控的功能并将检测到的应力信息发送至供电测控装置，供电测控装置接收应力信息后控制石墨烯加热组件2的加热状态。由于ADSS光缆外表面的覆冰厚度将直接影响ADSS光缆外表面的应力，因此上述ADSS光缆融冰系统可根据覆冰情况来控制石墨烯加热组件2是否加热以及加热的功率，促进光缆融冰技术的自动化、智能化发展。

在一些实施例中，如图1所示，ADSS光缆融冰系统还包括外护层4，外护层4包覆于光缆结构1的外表面，石墨烯加热组件2位于外护层4与光缆结构1之间，外护层4能够对光缆结构1以及石墨烯加热组件2起到保护作用。

外护层4可以采用高性能耐电痕护套料挤塑而成，本实施例中的耐电痕护套料典型指标为：密度范围1.1-1.2g/cm³，抗拉强度不小于15.5MPa，断裂伸长率不小于600%，耐环境应力开裂不小于500H，体积电阻率不小于1×1014Ω·m，介电强度不小于25MV/m，耐电痕化（1A）不小于4.5级，200℃氧化诱导期不小于50Min。保证架空光缆在运行过程中的耐光、耐电痕、耐候性。外护层4颜色一般为黑色，也可以为了便于辨识，使用彩色。

以下对石墨烯加热组件2的结构进行具体说明：

在一些实施例中，如图2所示，石墨烯加热组件2包括发热隔热体21以及安装于发热隔热体21内部的温度传感器22，发热隔热体21安装于光缆结构1的外侧并与光缆结构1接触，发热隔热体21和温度传感器22均与供电测控装置信号连接。

供电测控装置在接收应力信号后，可控制发热隔热体21的加热状态，供电测控装置还可以实时接收温度传感器22所检测到的温度信息，并在温度信息超过预设值时控制发热隔热体21停止加热。

上述石墨烯加热组件2中设置有温度传感器22，温度传感器22可对ADSS光缆温度进行实时监测，保证融冰温度的稳定性、安全性。发热隔热体21可以起到发热以及隔热的目的，其发热面朝外，隔热面朝内，以实现融冰的同时，对光缆结构1起到隔热保护的作用，减小石墨烯加热产生的高温对光缆结构1传输性能的影响。

温度传感器22可以采用分布式光纤温度传感器，分布式光纤温度传感器可以采用裸光纤、着色纤、紧包纤，也可以将分布式光纤温度传感器（DOFS）放置于松套管中；

当分布式光纤温度传感器放置在松套管中，松套管可以采用阻水纱或者纤膏进行阻水，松套管外径可以根据需要进行选择，典型值为1.0±0.05mm。

其中，分布式光纤温度传感器采用光纤拉曼（Raman）散射效应测温，光纤所处空间个点的温度场调制了光纤中的背向Raman散射的强度，经波分复用器和光电检测器采集带有温度信息的背向Raman散射光电信号，再经信号处理，解调后将温度信息实时地从噪声中提取出来并进行显示，传感器所用的光纤既是传输介质又是传感介质，属于本征型光纤传感器。

分布式光纤温度传感器具有体积小、可嵌入、外形可变、重量轻、成本低、不导电、耐高电压和强电磁场、耐电离辐射等优点，且具有自标定、自校准和自检测功能，是一种实时的、在线的光纤温度测量系统。

在一些实施例中，如图2所示，发热隔热体21包括相互贴附的隔热膜211和石墨烯发热膜212，石墨烯发热膜212起到发热融冰的作用，供电测控装置与石墨烯发热膜212信号连接以根据应力信息和温度信息控制石墨烯发热膜212的加热状态，温度传感器22安装于隔热膜211和石墨烯发热膜212之间，隔热膜211与光缆结构1接触，以起到隔热的作用。

其中，石墨烯作为二维片面结构的发热材料，其电阻率比铜和银更低，只有约10^-6Ω·cm，电热转换率极高，具有良好的导热和导电性能，导热系数高达5300W/m·K，作为加热元件时可以与复合材料很好的贴合，且不会改变材料的结构，同时具有重量轻、加热均匀、热响应快等优点。上述实施例涉及的石墨烯发热膜212具有不小于12MPa的拉伸强度和良好的柔韧性，以及常温下20μm的薄膜超高导电率（6000S/m）。

进一步地，石墨烯与碳纤维相比，优势在于：碳纤维电阻率约为1.428Ω·m，电热转换率石墨烯优于碳纤维；碳纤维导热系数最高为700W/m·K，导热性能远低于石墨烯；且碳纤维质地较脆，抗冲击性能较弱，在碳纤维断裂处易出现高电阻发热异常的情况，加速光缆护套的老化。

进一步地，石墨烯与金属电热丝相比，优势在于：金属丝和金属层存在电热转化率低、加热速度慢等不足，且金属材料不易弯曲，与复合材料不能很好地贴合。且ADSS光缆的应用场景多为高电压、强磁场区域，其构成材料一般不可包含金属材质。

另外，隔热膜211可以采用聚酰亚胺薄膜，本实施例中聚酰亚胺薄膜的指标为：宽度偏差不大于±0.4mm，抗拉强度（纵横向）不小于196MPa，断裂伸长率（纵横向）不小于25%，且薄膜表面平整光洁，不应有褶皱、撕裂、颗粒、气泡、针孔和外来杂质等缺陷，边缘整齐无破损。

上述聚酰亚胺薄膜也可以采用云母带、隔热纸替代。

上述温度传感器22与石墨烯发热膜212复合方式可以采用树脂固化，温度传感器22可以平行于石墨烯发热膜212两长边直放，也可以如图2所示，呈“S”型弯曲放置。

以下对应变传感组件3的结构进行具体说明：

应变传感组件3可以配置为一根，也可以配置为多根。当配置为多根时，可沿光缆轴线，平行对称放置于光缆中，至少一根应变传感组件3嵌入到外护层4中，起到监测ADSS光缆整体应变情况的作用。

在一些实施例中，如图3所示，应变传感组件3包括杆体31、光纤应变传感器32和保护层33，保护层33包覆于杆体31的外表面，光纤应变传感器32位于杆体31与保护层33之间且缠绕于杆体31的外部。

光纤应变传感器32可以为分布式光纤应变传感器，分布式光纤应变传感器采用布里渊散射进行应变监测。布里渊散射是一种光子与声学声子因非弹性碰撞产生的散射现象，散射光的频率与入射光相比会产生移动，及布里渊频移。布里渊频移受光纤温度和应变影响，且试验测得温度系数约为应变系数的20倍，因此布里渊散射对应变更为敏感，可以精确的表征光纤所受应力的情况。此外，分布式光纤应变传感器结构简单、解决了传统识别方法供电不足和电磁干扰等问题，可以迅速响应、实时传递光缆的受力情况。

分布式光纤应变传感器可以采用裸光纤、着色纤、紧包纤，也可以将分布式光纤应变传感器放置于松套管中。

当分布式光纤应变传感器放置在松套管中，松套管可以采用阻水纱或者纤膏进行阻水，松套管外径可以根据需要进行选择，典型值为1.0±0.05mm。

分布式光纤应变传感器可以以一定节距缠绕在杆体31上，节距根据ADSS光缆敷设环境以及所需力值决定。

其中，杆体31可以采用非金属纤维增强塑料杆，非金属纤维增强塑料杆直径偏差±0.02mm，密度范围2.05-2.15g/cm³，应为要求直径的圆杆，颜色均匀一致，表面应无裂纹、无毛刺、手感光滑。

另外，保护层33可以选用硅橡胶、耐电痕护套料、聚乙烯护套料、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）。

其中，保护层33的材料优先选用硅橡胶。硅橡胶是一种新型耐热型高分子弹性材料。硅橡胶最大的特点是耐高温、耐寒性能优越，其使用温度范围在-100℃-300℃之间，具有优异的耐老化、电绝缘性能，在极端温度中能保持绝缘作用和介电强度。本实施例涉及的硅橡胶典型指标：撕裂强度不小于50kn/m，拉伸强度不小于14.0MPa，伸长率不小于1250%，柔软性能优良，加压变形率低，可以有效保护其包覆的光纤应变传感器32。

根据应用场景需要，光纤应变传感器32可以嵌入外护层4、外护层4与石墨烯加热组件2之间、光缆结构1中的加强层123与石墨烯加热组件2之间、光缆结构1中的加强层123与内护层122之间、光缆结构1中的内护层122中、代替光缆结构1中的填充绳与光单元11一同绞合或者放置在光单元11所包围的空间内。

当光纤应变传感器32采用代替填充绳与光单元11一同绞合时，光纤应变传感器32外径与光单元11相同，且保护层33优先选用与光单元11相同的材质，根据应用场景需要，数量可以一根或者多根。

当采用放置在中心加强件13外围时，光纤应变传感器32可以采用绕放在中心加强件13外围，然后再包覆保护层33，保护层33材质优先选用聚乙烯（PE），保护层厚度根据使用要求选择。

石墨烯加热组件2的放置方式可以采用绕包、纵包、直放，且数量可以为一层或者多层，宽度及厚度可以根据使用环境选择；

综上，根据石墨烯加热组件2以及应变传感组件3的结构形式以及安装位置可以分为以下四个实施例：

实施例一：

在本实施例一中，如图1所示，石墨烯加热组件2中的发热隔热体21呈环状包覆于光缆结构1的外表面，发热隔热体21中的隔热膜211朝向光缆结构1，发热隔热体21中的石墨烯发热膜212背向光缆结构1。

石墨烯加热组件2可以设置为一层，也可以设置为多层，多层石墨烯加热组件2由内致外依次包覆。

在本实施例一中，应变传感组件3安装于光缆结构1的外侧，应变传感组件3可以为一个，也可以为两个、三个、四个等多个。

当应变传感组件3配置为多个时，多个应变传感组件3可以围绕光缆结构1的轴线均匀分布。

实施例二：

在本实施例二中，如图4所示，石墨烯加热组件2中的发热隔热体21呈条状，发热隔热体21沿光缆结构1的切向安装于光缆结构1的外侧，发热隔热体21中的隔热膜211朝向光缆结构1，发热隔热体21中的石墨烯发热膜212背向光缆结构1。

石墨烯加热组件2可以设置为一个，也可以设置为多个，多个石墨烯加热组件2围绕光缆结构1的轴线均匀分布。

在本实施例一中，应变传感组件3安装于光缆结构1的外侧，应变传感组件3可以为一个，也可以为两个、三个、四个等多个。

当应变传感组件3配置为多个时，多个应变传感组件3可以围绕光缆结构1的轴线均匀分布。

实施例三：

在本实施例三中，如图5所示，石墨烯加热组件2中的发热隔热体21呈条状，发热隔热体21沿光缆结构1的切向安装于光缆结构1的外侧，发热隔热体21中的隔热膜211朝向光缆结构1，发热隔热体21中的石墨烯发热膜212背向光缆结构1。

石墨烯加热组件2可以设置为一个，也可以设置为多个，多个石墨烯加热组件2围绕光缆结构1的轴线均匀分布。

在本实施例三中，应变传感组件3安装于光缆结构1的内侧，且位于光缆结构1的中心，应变传感组件3可以为一个，也可以为两个、三个、四个等多个。

当应变传感组件3配置为多个时，多个应变传感组件3可以围绕光缆结构1的轴线均匀分布。

在本实施例三中，应变传感组件3可同时作为ADSS光缆中心的加强结构使用。

实施例四：

如图6所示，本实施例四与上述实施例三的区别在于，本实施例四中的应变传感组件3安装于光缆结构1的内侧，但并不位于光缆结构1的中心，光缆结构1的中心需要额外设置中心加强件13。

根据上述实施例三与实施例四中应变传感组件3在光缆结构1内侧的安装位置不同，以下对光缆结构1的结构进行具体说明：

在一些实施例中，如图1所示，光缆结构1包括多个光单元11和保护组件12，多个光单元11围绕同一轴线分布，多个光单元11安装于保护组件12内，保护组件12对各个光单元11起到保护的作用。

具体地，石墨烯加热组件2安装于保护组件12的外侧，应变传感组件3可以安装于保护组件12的外侧，也可以安装保护组件12的内侧。

在上述实施例三中，如图5所示，应变传感组件3位于多个光单元11所围设的空间内，多个光单元11围绕应变传感组件3的轴线分布，应变传感组件3可同时作为ADSS光缆中心的加强结构使用。

在上述实施例四中，如图6所示，光缆结构1包括中心加强件13，中心加强件13位于多个光单元11所围设的空间内，多个光单元11围绕中心加强件13的轴线分布，应变传感组件3位于任意相邻的两个光单元11之间，即应变传感组件3同各个光单元11绞合。

上述光单元11可以为紧套光纤，也可以为松套管。光单元11芯数可以为4芯、6芯、12芯、24芯、36芯；松套管壁厚可以为（0.30-0.40）mm±0.05mm。

其中，光单元11可以根据所需数量采用一定数量填充绳替代，填充绳外径与光单元11相同，材料可以采用聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）或者上述材料混料。

另外，中心加强件13可以采用非金属纤维增强塑料杆，如玻璃纤维增强塑料杆、芳纶纤维增强塑料杆、碳纤维增强塑料杆等。优先采用非金属纤维增强塑料杆，拉伸强度不小于1450MPa，弹性模量不小于55GPa，弯曲强度不小于1100MPa，直径偏差±0.02mm，密度范围2.05-2.15g/cm³，应为要求直径的圆杆，颜色均匀一致，表面应无裂纹、无毛刺、手感光滑。

其中，光单元11包括光纤111、纤膏112和外皮113。外皮113采用聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）挤塑而成，密度范围1.25-1.35g/cm³，邵氏硬度HD不小于70，拉伸弹性模量不小于2100MPa，弯曲弹性模量不小于2200MPa，轴向后收缩率≤±0.5%。外皮113内含一定数量的着色光纤111和用于阻水的纤膏112。其中光纤类型为G.652D光纤，涂覆层直径在245μm-255μm左右，光纤数量为2芯-24芯，光纤颜色包括但不局限于蓝、橙、绿、综、灰、白、红、黑、黄、紫、粉红、青绿，超出12芯的光纤可着色环进行辨识区分；不同色环光纤可以用单双色环单元或色环间距进行辨识区分。

上述光单元11中包含光纤111的数量可以为6根-24根，光缆总芯数在24芯-432芯，可以满足大通信容量的传输需求。

上述光纤类型可采用G.652、G.655、G657A1、G657A2、G654E。

上述光纤可采用涂覆层直径在（180μm-200μm）±10μm的小尺寸光纤。

在一些实施例中，如图1所示，为使得保护组件12能够有效对各个光单元11起到保护作用，保护组件12包括由内至外依次包覆的油膏层121、内护层122和加强层123，油膏层121充填于各个光单元11之间，即各个光单元11嵌设于油膏层121内，油膏层121可起到较好的阻水效果。

其中，内护层122可以采用高性能耐电痕护套料挤塑而成，本实施例涉及的耐电痕护套料典型指标：密度范围1.1-1.2g/cm³，抗拉强度不小于15.5MPa，断裂伸长率不小于600%，耐环境应力开裂不小于500H，体积电阻率不小于1×1014Ω·m，介电强度不小于25MV/m，耐电痕化（1A）不小于4.5级，200℃氧化诱导期不小于50Min。

加强层123采用高性能芳纶纤维纱包覆而成，所用纱线符合YD/T 1181.2-2008规定，芳纶纱线粗细均匀。本实施例涉及的芳纶纤维纱典型指标：线密度偏差不大于4.0%，断裂强度不小于0.4×线密度（dtex），断裂韧性不小于1400mN/tex，断裂伸长率范围1.8-4.0%，拉伸模量不小于45N/tex。芳纶纤维纱规格及根数可根据ADSS光缆使用环境、档距等要求进行选择，满足ADSS光缆长期运行力值要求。

在一些实施例中，如图1所示，ADSS光缆融冰系统还包括阻水纱5，阻水纱5贴合于外护层4的内壁设置，以起到阻水、隔水的目的。

以图4为例，对一种ADSS光缆的结构进行具体说明：

本实施例提出的一种适用于400m档距72芯ADSS光缆，光单元11为6根12芯的松套管与中心加强件13绞合而成。其中松套管外径2.6mm±0.05mm，厚度为0.40mm±0.05mm，中心加强件13为玻璃增强纤维杆FRP，外径为2.8mm±0.05mm，缆芯内填充油膏层121阻水；内护层122采用高性能耐电痕护套料挤塑而成，壁厚0.7mm±0.1mm；加强层123采用高性能芳纶纤维纱包覆而成，高性能芳纶纤维纱选在凯夫拉36根5680D；4根石墨烯加热组件2设置在加强层123外，对称嵌入到外护层4中，石墨烯发热膜212产生的温度范围设置在55-65℃，注意包覆时隔热膜211一面放置在最内层，起隔热作用，减小石墨烯加热产生的高温对光单元11传输性能的影响，石墨烯加热组件2厚度为0.4mm±0.05mm；应变传感组件3使用的杆体31的外径为1.0mm±0.05mm，上面以一定节距缠绕光纤应变传感器32，外围挤塑硅橡胶保护层33，保护层33壁厚0.2mm±0.05mm，应变传感组件3整体外径为1.6mm±0.05mm，与石墨烯加热组件2间隔对称嵌入到外护层4。外护层4采用高性能耐电痕护套料挤塑而成，壁厚2.0mm±0.1mm，ADSS光缆整体外径为14.8mm±0.2mm。

上述适用于400m档距72芯ADSS光缆，整体缆径在14.8mm±0.2mm，缆重在（190±10%） kg/km，额定抗拉强度（RTS）34.5KN，杨氏模量17.64KN/mm²，热膨胀系数3.33*10-6/℃；光缆缆芯为充油结构，满足缆芯纵向阻水，1m水柱、3m试样、24h缆芯渗水长度小于等于1.5m。

综上，上述光缆融冰系统的具体使用过程可以如下：

使用前，将石墨烯发热膜212电极接上火线和零线，并接入供电测控装置中，从而实现供电加热升温功能；通过温度传感器22连接至供电测控装置，从而实现对石墨烯发热膜212温度范围的控制，防止温度过高影响内部光纤的传输性能，保护ADSS光缆的正常运行；通过应变传感组件3连接至供电测控装置，实现对ADSS光缆表面应变情况的监控，从而进一步实现对石墨烯发热膜启停的控制。当ADSS光缆表面覆冰达到设定值时，由应变传感组件3发出开启加热信号，启动供电测控装置，石墨烯发热膜212开始通电加热光缆，ADSS光缆融冰开始。随着ADSS光缆表面冰层的逐步融化，光缆应变值随之减小；当应变值减小至初值，表示融冰完成，此时应变传感组件3发出停止加热信号，供电测控装置停止供电，融冰操作完成。

需要说明的是，上述供电测控装置可以外购获得也可以自主研发获得。

上述实施例所提供的光缆融冰系统在结构设计与成型工艺上保留了原有的优点。同时，通过在ADSS光缆内部嵌入石墨烯加热组件2，实现对光缆的加热，从而达到ADSS光缆表面融冰的目的；石墨烯加热组件2内的温度传感器22可确保石墨烯发热膜212温度在光缆安全运行范围内；加入应变传感组件3实现ADSS光缆融冰操作的自动启停功能，提高光缆融冰技术自动化、智能化程度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种ADSS光缆融冰系统，其特征在于，包括光缆结构（1）、石墨烯加热组件（2）、应变传感组件（3）和供电测控装置，所述石墨烯加热组件（2）安装于所述光缆结构（1）的外侧并与所述光缆结构（1）接触，所述应变传感组件（3）安装于所述光缆结构（1）的内侧或外侧并与所述供电测控装置信号连接，所述应变传感组件（3）用于获取ADSS光缆外表面的应力信息以检测所述ADSS光缆外表面覆冰情况，所述应变传感组件（3）还用于将所述应力信息发送至所述供电测控装置，所述供电测控装置与所述石墨烯加热组件（2）信号连接，所述供电测控装置用于接收所述应力信息并控制所述石墨烯加热组件（2）的加热状态；

所述石墨烯加热组件（2）包括发热隔热体（21）以及树脂固化于所述发热隔热体（21）内部的温度传感器（22），所述发热隔热体（21）安装于所述光缆结构（1）外侧并与所述光缆结构（1）接触，所述发热隔热体（21）和所述温度传感器（22）均与所述供电测控装置信号连接；

所述供电测控装置还用于实时接收所述温度传感器（22）所检测到的温度信息，并在温度信息超过预设值时控制所述发热隔热体（21）停止加热；

所述发热隔热体（21）包括相互贴附的隔热膜（211）和石墨烯发热膜（212），所述温度传感器（22）安装于所述隔热膜（211）和所述石墨烯发热膜（212）之间，所述温度传感器（22）与所述石墨烯发热膜（212）采用树脂固化，所述温度传感器（22）呈“S”型弯曲放置，所述隔热膜（211）与所述光缆结构（1）接触，所述石墨烯发热膜（212）与所述供电测控装置信号连接，所述隔热膜（211）横纵向的抗拉强度不小于196MPa，横纵向的断裂伸长率不小于25%。

2.根据权利要求1所述的ADSS光缆融冰系统，其特征在于，所述发热隔热体（21）呈环状包覆于所述光缆结构（1）的外表面；

或者所述发热隔热体（21）呈条状，所述发热隔热体（21）沿所述光缆结构（1）的切向安装于所述光缆结构（1）的外侧。

3.根据权利要求1所述的ADSS光缆融冰系统，其特征在于，所述应变传感组件（3）包括杆体（31）、光纤应变传感器（32）和保护层（33），所述保护层（33）包覆于所述杆体（31）的外表面，所述光纤应变传感器（32）位于所述杆体（31）与所述保护层（33）之间且缠绕于所述杆体（31）的外部。

4.根据权利要求1所述的ADSS光缆融冰系统，其特征在于，所述光缆结构（1）包括多个光单元（11）和保护组件（12），多个所述光单元（11）围绕同一轴线分布，多个所述光单元（11）安装于所述保护组件（12）内；

所述石墨烯加热组件（2）安装于所述保护组件（12）的外侧；

所述应变传感组件（3）安装于所述保护组件（12）的外侧或内侧。

5.根据权利要求4所述的ADSS光缆融冰系统，其特征在于，所述应变传感组件（3）位于多个所述光单元（11）所围设的空间内，多个所述光单元（11）围绕所述应变传感组件（3）的轴线分布。

6.根据权利要求4所述的ADSS光缆融冰系统，其特征在于，所述光缆结构（1）还包括中心加强件（13），所述中心加强件（13）位于多个所述光单元（11）所围设的空间内，多个所述光单元（11）围绕所述中心加强件（13）的轴线分布；

所述应变传感组件（3）安装于所述保护组件（12）的外侧，或者所述应变传感组件（3）位于任意相邻的两个所述光单元（11）之间。

7.根据权利要求4所述的ADSS光缆融冰系统，其特征在于，所述保护组件（12）包括由内至外依次包覆的油膏层（121）、内护层（122）和加强层（123），所述油膏层（121）充填于各个所述光单元（11）之间。

8.根据权利要求1-7任一项所述的ADSS光缆融冰系统，其特征在于，所述ADSS光缆融冰系统还包括外护层（4），所述外护层（4）包覆于所述光缆结构（1）的外表面，所述石墨烯加热组件（2）位于所述外护层（4）与所述光缆结构（1）之间。

9.根据权利要求8所述的ADSS光缆融冰系统，其特征在于，所述ADSS光缆融冰系统还包括阻水纱（5），所述阻水纱（5）贴合于所述外护层（4）的内壁设置。

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