CN117607626A - 电缆局放和电缆温度在线一体化监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电缆局放和电缆温度在线一体化监测方法，包括如下步骤：S1)在电缆表面缠绕测温光缆，所述测温光缆中的光纤表面涂覆无机高分子涂层，用于吸收超声波的能量并转化为热能；S2)采用激光脉冲，通过反向的拉曼散射效应在反射波中检测出含有温度信息的光谱和光强；S3)当某点位温升曲线速度大于预设阈值，且同一天内该点位的温度比电缆表面的平均温度高出预设温度，电缆局放告警。本发明采用分布式的光纤传感系统，实现电力电缆全线的局放告警、局放故障点位的定位和电缆温度的实时在线监测，预测电缆安全运行寿命，保障电力传输线可靠运行，提高电力电缆运行管理效率和安全可靠性，减轻运维人员的劳动强度。

Description

电缆局放和电缆温度在线一体化监测方法

技术领域

本发明涉及一种在线一体化监测方法，尤其涉及一种电缆局放和电缆温度在线一体化监测方法。

背景技术

在电力系统中用电力电缆来传输电能，可以说电力电缆是电力系统的最重要组成部分。电力系统非常重视电力传输线的状态，尤其是其绝缘介质的健康状况。随着电力系统的发展和电压等级的提高，局部放电已经成为电力线路绝缘劣化的主要原因之一。通常电力电缆要长期持续工作，极易发生因绝缘老化引起局放，局放最终造成绝缘击穿短路并高温引燃易燃物质，形成火灾。通常在这类事故发生前，大多数电缆都要经过局放过程，电缆局放点的温度是随着绝缘状况的不断恶化，放电量的加大，由缓慢上升到急剧上升的过程，如能及时、准确地监测电力电缆的局放程度、位置，和电缆的温度变化，就可以及时发现事故隐患，进而避免发生事故或引起火灾。因而监测电力传输线的局部放电是及时发现电缆故障隐患、预测电缆安全运行寿命、保障电力传输线可靠运行的重要方法。

局放的定义：在电气设备的绝缘系统中，各部位的电场强度往往是不相等的，当局部区域的强度达到该区域的击穿场强时，该区域就会出现放电，但放电并没有贯穿施加的两导体之间，即整个绝缘系统尚未被完全击穿，这种现象称之为局部放电(简称：局放)。

局放的危害性：局放对绝缘结构起着一种侵蚀作用，它对绝缘的破坏机理有以下几个方面：

①带电粒子(电子、离子等)冲击绝缘，破坏其分子结构，如纤维碎裂，因而绝缘受到损伤。

②由于带电离子的撞击作用，使该绝缘出现局部温度升高，从而易引起绝缘的过热，严重时就会出现碳化。

③局部放电产生的臭氧及氮的氧化物会侵蚀绝缘，当遇有水分则产生硝酸，对绝缘的侵蚀更为剧烈。

电力电缆会产生局放的原因：电缆投运初期的电缆施工不当造成绝缘层的破损、电缆接头制作工艺不符合要求，及电缆运行末期的电缆本体绝缘介质的树枝状老化、电-热加速绝缘介质特性的变化及附件的老化，以上原因都会造成二个导体之间的绝缘能力变差，产生电缆局放。

电缆的局放测量是目前定量分析电缆劣化程度的最有效的方法

随着电缆局部放电的逐渐发展，会对其周围的绝缘介质不断侵蚀，最终可能导致整个绝缘系统的失效，所以电缆局放是造成绝缘恶化的主要原因，同时它也是绝缘恶化的重要征兆和表现形式，它与绝缘材料的劣化和击穿过程密切相关，能有效地反映电缆绝缘的故障，尤其对突发性故障的早期发现，所以电缆局放检测一直是电缆绝缘非破坏性电气检验的最主要项目，越来越被看作是一种极其有效的绝缘诊断方法，也是减少电力电缆故障率的有效方法。在电缆投入运行后，由于绝缘的老化变质、过热、机械损伤等，使得电缆在运行中绝缘裂化，为了防止由于绝缘劣化造成电缆运行事故，需要对电缆及其附件的运行状态进行在线监测，及时发现电缆故障隐患、预测电缆安全运行寿命。电缆的局放在线监测是目前电力系统实际运营中对电缆安全运营的最有效的方法。

电缆局放在线检测的现状：目前国网、南网的超高压输电电缆都使用了电缆局放在线监测系统，主要通过安装在电缆接头接地线上的高频脉冲电流传感器，来耦合电缆本体里的局部放电脉冲电流信号，基于高频脉冲电流检测原理，实时检测电缆内部发生的局部放电信号，同时需要有效地去除干扰信号，才能判断电缆绝缘状态，所以误报率较高。

高频脉冲电流检测法在线检测电缆局放存在的问题：

1、输电线路中的电力电缆作为电网分布最广泛的部分，电缆长度每500米1卷为国家标准，每500米需要做1个电缆接头，安装1个高频脉冲电流传感器。电缆地域分布广，传感终端的覆盖广度和密度使得前期的投入成本和后期的维护成本极其高。

2、无法精准定位，只能知道在500米电缆中有局放存在，不知道具体位置，需要用便携式局放检测仪进行巡查定位。如果是埋地电缆，需要开挖多个点。

3、干扰源多，经常误报警。如电力隧道中的LED照明，会产生同频高频脉冲干扰，还有其他电气设备，只要带LC震荡回路的，都会产生电脉冲干扰，需要消除工频及其谐波、载波通信、无线电广播等窄带干扰，最主要的是如何在检测现场的强大干扰中进行信号的检测和识别，区分是局放产生的电脉冲还是环境中的电磁干扰，尽管目前电力系统均采用的是电脉冲法去检测高压电缆的局放，但是电脉冲信号在现场中检测时会有很大的干扰，很难正确得到放电信号，另外在线标定的问题和在线结果与离线结果的等效性问题，也是电脉冲法在线检测局放造成误报警的原因。

电力系统把电缆局放的在线检测作为电缆绝缘质量在线综合监控的重要指标，针对以上应用背景，研发出新一代的电力电缆局放和电缆温度一体化监测的分布式光纤传感系统是非常有必要的和急迫的，电力电缆是长距离输电的，如果长距离的光纤即传感器，是最匹配的、最有效的、最理想的在线监测方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电缆局放和电缆温度在线一体化监测方法，能够实现电力电缆全线的局放报警、局放故障点位的定位和电缆温度的实时在线监测，提高电力电缆运行管理效率和安全可靠性，减轻运行维修人员的劳动强度。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种电缆局放和电缆温度在线一体化监测方法，包括如下步骤：S1)在电缆表面缠绕测温光缆，所述测温光缆中的光纤表面涂覆无机高分子涂层，用于吸收超声波的能量并转化为热能；S2)采用激光脉冲，通过反向的拉曼散射效应在反射波中检测出含有温度信息的光谱和光强；S3)当某点位温升曲线速度大于预设阈值，且同一天内该点位的温度比电缆表面的平均温度高出预设温度，电缆局放告警。

进一步地，所述步骤S1在每回路电缆缠绕一条测温光缆，在电缆中间接头及终端部位采用双环折返敷设方式。

进一步地，所所述步骤S1中测温光缆采用可拆卸式，按固定间距缠绕在电缆上，使得测温光缆与电缆外护套紧密接触；当遇到电缆固定夹具时，采用跳跃式敷设测温光缆，在夹具两侧分别使用绑带进行绑扎。

进一步地，所述测温光缆每隔一定长度预留光缆余量环，并控制光缆拐弯处的弯曲半径大于预设半径。

进一步地，所述测温光缆由内往外依次包括芯层、内层、无机高分子涂层和外层，光在芯层和内层之间不断折射传输。

进一步地，所述芯层是折射率为1.463～1.467的二氧化硅材料层，所述内层是折射率为1.455～1.460的二氧化硅材料层；所述无机高分子涂层由碳纤维与环氧树脂复合而成；所述外层为环氧树脂层。

进一步地，所述芯层的厚度为40um～60um，所述内层厚度的为70um～80um；所述无机高分子涂层的厚度为50um～70um；所述外层的厚度为50um～70um。

进一步地，所述步骤S2采用激光芯片发射激光波，采用激光脉冲，通过反向的拉曼散射效应测量由温度引起的光纤形变而造成的反射光中的反斯托克斯光强变化，计算反斯托克斯光与斯托克斯光的光强比值，换算出电缆表面的温度值。

进一步地，所述步骤S2采用光纤耦合器获取发射光的时间t2，采用相干接收器获取反射光的时间t1，通过获取到的发射光脉冲和反射光脉冲的时间差△t，换算出距离，从而定位局放点的位置。

进一步地，所述步骤S3设置局放告警温升曲线速度≥5℃/1h，且同一天内某点位的温度一直比电缆表面的平均温度高20℃以上,发出电缆局放的告警信号，并且显示局放点位的具体位置。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的电缆局放和电缆温度在线一体化监测方法，采用分布式的光纤系统，光纤即传感器，最适合长距离电缆的在线监测，实现电力电缆全线的局放报警、局放故障点位定位和电缆温度的实时在线监测，提高电力电缆运行管理效率和安全可靠性，减轻运维人员的劳动强度。

附图说明

图1为本发明提供的电缆局放和电缆温度在线一体化监测流程图；

图2为局放产生的反向散射光谱分布示意图；

图3为本发明使用的外径245um局放在线监测光缆的内部结构示意图；

图4为本发明电缆局放的光纤感知原理图；

图5为本发明主机原理图；

图6为本发明光缆敷设示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

当电力电缆发生局放时，由于电场力的作用使放电部位的气泡或空气介质的受力发生变化导致其膨胀和收缩，进而会使该部位气泡或空气介质的体积发生变化，这种变化将会在外部产生疏密波，即为声波，当频率超过20kHz时为超声波。从受力角度进行分析，当发生局部放电时，气泡或空气介质会受到两个力的作用，一个是放电产生的脉冲电场力的作用，气泡会发生衰减的振荡运动，其外围介质将有超声波发生；另一个是在放电过程中会产生大量热辐射，从而会对气泡或空气产生相应的压力，使气泡或空气介质发生膨胀和收缩，产生超声波。在实际的局部放电发生时，这两个力的作用是同时存在的。

超声波是一种机械波，与放电脉冲信号密切相关。由于放电形式、传播介质和所处环境的不同，伴随着局部放电而产生的超声波其频谱会有所不同。局部放电的超声波主频率与局部放电的放电能量ω的存在如下关系式：

f为超声波频率，单位为Hz，c为声波在空气中的传播速度，单位m/s，ω为单位长度放电能量，单位为J/m，p为压力，单位为Pa。

电缆局放伴随产生的超声波信号具有如下特点：

(1)局部放电超声波的波形一般以指数函数的形式发生衰减震荡，其中心频率主要集中于30kHz-120kHz之间，波长短，近似作直线传播，在固体和液体内衰减比电磁波小。

(2)超声波信号易于区别电磁干扰信号和噪声信号，其波长一般大于0.5ms，当小于该值时，通常认为是电磁干扰，因此易于区分电磁干扰。而且超声波能量集中，可引起激震波。

(3)超声波信号在空气中的衰减速度慢、传播特性好、传播范围广、穿透力强和易于检测等优点。局放产生的超声波可以穿透任何厚度的介质，包括金属、玻璃、木材、陶瓷和塑料等。

(4)超声波信号的发生伴随局部放电的整个过程，包含的信息全，能够较完整反映局部放电的信息。

(5)电力电缆中，局放产生的超声波能量大小取决于电缆的型号、长度、电压等级、负载电流等多种因素。

图1为本发明提供的电缆局放和电缆温度在线一体化监测方法，电力电缆是长距离输电的，如果长距离的光纤即传感器，是最匹配长距离输电电缆的在线监测的手段。

光纤传感器是一种直接以光作为传感媒质和传输通道的新型传感器，可以监测在沿光纤的路径上和被测量场(温度、振动、应变)在时间和空间上的分布信息和变化信息。

分布式光纤测温系统，简称：DTS(Distributed optical fiber Temperaturemonitoring System,)，DTS是基于光纤的光时域反射原理和光纤的拉曼散射效应，激光脉冲与光纤分子相互作用，发生多种散射，如瑞利散射、布里渊散射和拉曼散射等，如图2所示。图2中的拉曼散射是由于光纤分子的热振动，它会产生一个比光源波长长的光——斯托克斯光和一个比光源波长短的光——反斯托克斯光。光纤受外部温度的调制使光纤中的反斯托克斯光强发生变化，反斯托克斯光与斯托克斯光的比值提供了温度的绝对指示，利用这一原理实现对沿光纤温度场的分布式测量，结合高品质的激光脉冲光源和高速的信号采集与处理技术，就可以得到沿光纤所有点的准确温度值。

光纤传感监测系统采用了新一代的光学传感技术和计算机AI光谱分析技术，具有分布式传感、体积小、防爆、对电绝缘、抗电磁干扰、测量精度高、可靠性高、环境适应性强等特点，且在单根光纤上可以布置多个针对不同参数的测量，光可实现一线多点，无源多场的实时状态测量。具有信号传输距离远、抗腐蚀、抗疲劳特性等诸多优点，适合各种恶劣复杂环境的实时在线监测。光纤传感监测系统能够实现温度、应力、位移、速度、压力、气敏等多种物理量的测量，可以采用串联和并联等多种方式进行分布式复用。满足了当前多参量、大容量、分布式、实时在线监测的要求，大大提高了数据采集的效率、可靠性和监测系统的易维护性。

分布式光纤传感技术可以连续感应到一百多公里长的整条光缆上的任何一个位置的信号变化。外界环境轻微的变化，诸如震动、温度、应力等，都会影响光纤内传输的光学信号；各种干扰信号都有不同的信号特征，通过模式识别算法能够把各种光谱信号的频谱检测出来，给出事件发生的准确位置及信号频谱代表的事件定义，实现各类事件的长距离实时监控。

请继续参见图3，本发明使用的外径245um局放在线监测的特种测温光纤，所述特种测温光纤包括芯层1、内层2、无机高分子涂层3和外层4，所述芯层4是折射率为1.463～1.467的二氧化硅材料层，内层2是折射率为1.455～1.460的二氧化硅材料层，光就在这二层之间不断折射传输；无机高分子涂层3由碳纤维复合环氧树脂而成，外层4为环氧树脂层，这一层可由涂层加厚，直接取代。所述芯层1的厚度为40um～60um，优选为50um；内层2的厚度为70um～80um，优选为75um；无机高分子涂层3的厚度为50um～70um，优选为60um；外层4的厚度为50um～70um，优选为60um。即在特种测温光纤的表面涂覆无机高分子涂层3做媒介，该高分子介质不会对光纤纤芯和包皮层在任何温度、湿度、强电流、高电压、电磁场、酸碱等作用下起化学反应或催化反应，该高分子介质可以快速吸收超声波的能量，并迅速能转化为热能。

超声波在介质中传播时引起质点振动，由于传播介质存在着内摩擦，超声波能量会被介质吸收转变为热能从而使介质的温度升高，此为超声的热作用。超声波在介质中传播时，大振幅超声波会形成锯齿形波面的周期性激波，在波面处造成很大的压强梯度。振动能量不断被介质吸收转化为热量而使介质温度升高，吸收的能量可升高介质的整体温度和边界外的局部温度。同时，由于超声波的振动，使介质产生强烈的高频振荡，介质间相互摩擦而发热，这种能量也会使介质温度升高。超声波在穿透两种不同介质的分界面时，温度升高值更大，这是由于分界面上特性阻抗不同，将产生反射，形成驻波引起分子间的相互摩擦而发热。

超声加热使介质温度以以下速率开始升高:

式中，α_a为声吸收系数，是超声波频率f(MHz)的函数，可近似表示为

α_a＝0.26f^1.1(cm^-1) (2)

I(W/cm2)为所测量位置超声波强度，ρ₀(g/cm)为介质平均密度，Cp(J/g℃)为所测介质在一定压力下的比热容量。

如取介质的平均密度ρ₀＝1.00g/cm，比热Cp取值4.18J/g℃，且产生的热量不失散，那么辐照t秒后介质的温升为

由(3)，如本发明取f＝1MHz，t＝1s，I＝3000W/cm²，则可得△T＝36℃。

这表明，对于介质的靶点温升为36℃。

热效应是超声波固有的特性。超声波的热效应可以表现为由于超声波吸收所引起的整体加热、边界面处的局部加热、形成激波时波前处的局部加热等。

由于电缆局放是个长期持续的过程，所以局放产生的超声波也是长时间的，该过程一直持续到绝缘层完全击穿为止。局放产生的超声波能量能够以非常小的衰减穿过电缆包皮层和光缆包皮层，到达高分子介质涂层，高分子介质涂层通过不断吸收局放产生的超声波能量，不断转化为热量，使得局放点的温度随之会上升。温度上升的速度，与局放的放电量大小有关，超声波信号幅值与放电量大小成正比，局放的放电量越大，相应产生的超声波能量也会越大，高分子涂层吸收到的超声波能量越多，转化为热能的量也会越多，该局放点位的温度上升就越快。如图4的原理图所示，可以根据测到局放点位的温度值和上升速度，判断超声波的幅值，通过超声波信号的幅值、频率、周期来判断放电量的大小，从而可判断局放对绝缘层的破坏程度。随着放电量的增大，超声波频谱向低频移动。当该局放点位的光纤感知的温度比电缆表面的平均温度高20℃时，发出局放的告警信号，并且显示局放点的告警位置。

如图5所示的主机原理图，激光器发射的激光经过脉冲调制和信号放大，在光纤中不断折射传输，由于激光在光纤传输过程中存在散射，散射回来的反射光被光环形器传导到相干接收器，相干接收器接收到反射光的时间t1,与发射光通过光纤耦合器耦合到相干接收器的发射光的时间t2，△t＝t1-t2，二者时间差就能计算出距离，即该局放点的位置，通过相干接收器接收到反射光中的反斯托克斯光与斯托克斯光，通过光谱分析出光强，他们的光强比值提供了温度的绝对指示，从而知道该电缆点的温度。

通常DTS的特点是前端的测温精度比后面要高：(1)前端1km，测温精度可达0.1℃；(2)前端5公里，测温精度为0.5℃；(3)5km～10km，测温精度为1℃，(4)10公里以后，测温精度在2℃左右。

综合考量，防止被环境温度波动所产生的白噪声湮灭、远距离测量精度的降低和小的局放量不会造成事故等因素，建议系统设置的局放告警温升曲线速度≥5℃/1h，和同一天内某点位的温度一直比电缆表面的平均温度高20℃以上，二者同时符合，局放告警，并且显示局放点位的具体位置，这样即可防止环境温度变化所产生的白噪声的误报警，又可避免不会造成事故的小局放的不必要报警。

电缆局放和电缆测温一体化的分布式光纤传感系统的明显优势

1、由于光纤传感器不受任何强电磁场的影响，所以特别适合用于各类中高压电力设备、变电站系统、中高压电缆的实时在线监测局放和温度。光纤信号的传输完全是无电的，抗电磁干扰，优良的绝缘性能，不引雷，即使遭到雷击也能正常工作，为电力安全生产和运行提供直接、安全、准确的监测，从而实现电缆的全网、全时、全态的态势感知。

2、光纤即传感器，光纤所在即可感知；

3、感知测量单元与信号传输单元，二合一；

4、线状监测，非常适合构成网状感知网；

5、信息量大，一根光纤相当于成千上万个传感器。

本发明实现对电力电缆的局放和电缆的温度的全线全网的实时状态监测，主要功能如下：

1、实现对电缆表面温度和实际环境温度的信息采集，实时监测，确保电力电缆的安全和性能的可靠，使之正常高效运行；

2、能对电力电缆温度异常事故进行尽量准确的预警，防止过载、过电流、超负荷运营；

3、能对电力电缆的局放监测，实时掌握电力电缆的老化程度、破损状况、局放点的位置。

4、主机具有自检和在线监测功能，可实时监测自身运行状况，并对故障进行报警；

5、可进行分区管理，能显示检测分区的温度，并能按分区定位；

6、局放信号、温度信号、火灾信号的弹窗报警、声光报警；

7、定温报警温度可设置为：65℃—95℃，报警级别设定为预警、报警；

8、可进行差温报警，并可设报警值；

9、可根据温度升高的速率进行报警，并可设定报警速率值；

10、报警必须人工确认复位，才能取消报警。

本发明的要技术指标：

监测距离长：最长可达(单端)10km；

定位精度高：1米内；

全天候在线监控：7*24小时实时监控；

漏报率≤1％；

误报率≤1％；

安全性：100％，电绝缘，抗雷击，抗电磁干扰；

方便性：光缆同时为传感和信号传输介质；

多功能：电缆局放检测和电缆温度检测一体化

电缆故障诊断：(1)某点位温升，局放；

(2)全线缓慢温升，过载、过电流。

本发明的光缆传感器的安装要点

光缆缠绕在待监测电缆回路上，在电缆中间接头采取加强固定来实现对电缆接头的重点监控。

电缆本体绑扎规则：

1.探测光缆采用每回路电缆缠绕一条测温光缆的方式，在电缆中间接头及终端部位采用双环折返敷设方式；

2.探测光缆绑扎固定方式为可拆卸式，固定间距为100厘米，测温光缆安装在电缆侧面，并保证测温光缆与电缆外护套紧密接触；

3.遇到电缆固定夹具时，采用跳跃式敷设测温光缆，在夹具两侧10cm至20cm处分别使用绑带进行绑扎；

4.测温光缆每500米预留长度为10米的光缆余量环；

5.光缆拐弯时，弯曲半径应大于5厘米；

6.光缆接头处使用光缆接头盒。光缆接头盒、终端保护盒应具备高防水密封性能，光缆接头盒应固定于高处，不得放置在地面或支架上；

7.在电缆监测的始端、终端、机柜底部及中间接头处测温光缆上挂铝质标牌(40mm×40mm)，标识测温对象、所在区域、长度等信息。

电缆接头处光缆的绑扎：

1、采用双环折返敷设方式，沿电缆接头的纵向往返缠绕三次，每次往返要在不同侧面位置，光缆之间表面距离不小于10厘米；

2、使用尼龙扎带将测温光缆绑扎在电缆接头上，绑扎间距应不大于50厘米，并且在光缆环的始端、尾端均应进行绑扎，绑扎时应保证测温光缆有较大的弯曲半径；

3、对于电缆接头平台处的光缆敷设，如图6所示，5为测温光缆，6为光缆环起始端，7为光缆环尾端。

光缆余量的设置

光缆余量，也称之为光缆环，主要用于定位、测量环境温度、防止测温光缆敷设过程中光缆损伤所采用的一种措施。其设置场景如下：

(1)测温光缆应每隔500米设一光缆余量段；

(2)测温光缆穿越不同的区域(如从电缆层进入电缆隧道)应设一光缆余量段；

(3)测温光缆从一个电缆跳转至另一电缆上应设一光缆余量段；

(4)需要测量环境温度时，可通过设置光缆余量段来实现；

(5)在测温光缆的尾端，应设置光缆余量段来实现终端显式定位，并在尾端进行防水处理；

(6)在测温光缆的始端，应设置光缆余量段来实现始端显式定位，设置要点：(I)余量段长度为10～15米；(II)使用3～4个尼龙扎带将余量段绑扎成环状；(III)牢靠固定，并且保证出入环处的光缆有较大的弯曲半径。

光缆的熔接

在以下三种场景处需要进行光缆的熔接操作：

(1)不同光缆盘之间接续；

(2)光缆断点处；

(3)光缆较大损耗点处；

熔接步骤：

(1)剥开测温光缆长度约50cm左右；

(2)固定测温光缆剥开部分至接头盒内；

(3)清洗特种测温光纤；

(4)穿热缩管，对于多纤光缆完成分纤匹对；

(5)制作光纤端面，并熔接；

(6)盘内光纤固定；

(7)密封光缆接头盒，并牢靠固定于高位。

光缆接头盒固定

固定要点:

(1)光缆接头盒应采用螺钉方式进行固定；

(2)测温光缆在接头盒的进出口处应有较大的弯曲半径；

(3)对于潮湿的敷设环境，应对光缆接头盒进行密封处理；

(4)接头盒应固定工作人员不易接触之处。

本发明涉及材料科学、光学、电磁学、输变电等学科，涉及材料合成、特种光纤制作工艺、AI算法、光学装置和电子装置的设计制造，需要跨多个学科的知识储备和跨多个领域的行业经验方能想到这样的解决方案。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种电缆局放和电缆温度在线一体化监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)在电缆表面缠绕测温光缆，所述测温光缆中的光纤表面涂覆无机高分子涂层，用于吸收超声波的能量并转化为热能；

S2)采用激光脉冲，通过反向的拉曼散射效应在反射波中检测出含有温度信息的光谱和光强；

S3)当某点位温升曲线速度大于预设阈值，且同一天内该点位的温度比电缆表面的平均温度高出预设温度，电缆局放告警。

2.如权利要求1所述的电缆局放和电缆温度在线一体化监测方法，其特征在于，所述步骤S1在每回路电缆缠绕一条测温光缆，在电缆中间接头及终端部位采用双环折返敷设方式。

3.如权利要求2所述的电缆局放和电缆温度在线一体化监测方法，其特征在于，所所述步骤S1中测温光缆采用可拆卸式，按固定间距缠绕在电缆上，使得测温光缆与电缆外护套紧密接触；当遇到电缆固定夹具时，采用跳跃式敷设测温光缆，在夹具两侧分别使用绑带进行绑扎。

4.如权利要求2所述的电缆局放和电缆温度在线一体化监测方法，其特征在于，所述测温光缆每隔一定长度预留光缆余量环，并控制光缆拐弯处的弯曲半径大于预设半径。

5.如权利要求1所述的电缆局放和电缆温度在线一体化监测方法，其特征在于，所述测温光缆由内往外依次包括芯层、内层、无机高分子涂层和外层，光在芯层和内层之间不断折射传输。

6.如权利要求5所述的电缆局放和电缆温度在线一体化监测方法，其特征在于，所述芯层是折射率为1.463～1.467的二氧化硅材料层，所述内层是折射率为1.455～1.460的二氧化硅材料层；所述无机高分子涂层由碳纤维复合环氧树脂而成；所述外层为环氧树脂层。

7.如权利要求6所述的电缆局放和电缆温度在线一体化监测方法，其特征在于，所述芯层的厚度为40um～60um，所述内层厚度的为70um～80um；所述无机高分子涂层的厚度为50um～70um；所述外层的厚度为50um～70um。

8.如权利要求1所述的电缆局放和电缆温度在线一体化监测方法，其特征在于，所述步骤S2采用激光芯片发射激光波，采用激光脉冲，通过反向的拉曼散射效应测量由温度引起的光纤形变而造成的反射光中的反斯托克斯光强变化，计算反斯托克斯光与斯托克斯光的光强比值，换算出电缆表面的温度值。

9.如权利要求1所述的电缆局放和电缆温度在线一体化监测方法，其特征在于，所述步骤S2采用光纤耦合器获取发射光的时间t2，采用相干接收器获取反射光的时间t1，通过获取到的发射光脉冲和反射光脉冲的时间差△t，换算出距离，从而定位局放点的位置。

10.如权利要求9所述的电缆局放和电缆温度在线一体化监测方法，其特征在于，所述步骤S3设置局放告警温升曲线速度≥5℃/1h，且同一天内某点位的温度一直比电缆表面的平均温度高20℃以上,发出电缆局放的告警信号，并且显示局放点位的具体位置。