CN203536028U - 自测温铝合金导体复合电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自测温铝合金导体复合电缆，包括由铝合金导体以及铝合金导体外挤包的绝缘层构成的线芯，由两股以上线芯绞合成缆芯，在缆芯外绕包内衬层，在内衬层外绕包连锁铠装层，在铠装层外挤包外护套层；在所述线芯之间的空隙中设置有一根光单元，所述的光单元包括多根光纤，至少一根光纤为刻写有测温光栅的光栅光纤。本实用新型的有益效果是：较好的代替铜导体电缆，并解决电工纯铝导体易氧化、抗蠕变性能差等问题；不仅能够通信，还能实时监测电缆温度。

Description

自测温铝合金导体复合电缆

技术领域

 本实用新型属于电缆领域，具体是一种采用新型铝合金材料和结构的电缆。

背景技术

我国在上世纪50～70年代，铜作为战略资源，电气应用方面的国策就是“以铝代铜”，铜质线缆不可能在民用建筑中使用，所使用的电缆导体大多为电工纯铝导体；到 80年代中期，铝导体线缆在使用中的问题暴露出来，尤其是铝导线接头氧化引起很多起火灾等，而当时铜、铝价格差别不大，加之铜导体在电气、机械、耐久等性能方面的优越性，在应用上逐渐变成以铜为主；到了90以后年代，多项国家标准、规范也要求在民用建筑中采用铜线缆，铝导体基本就没有采用了。但最近几年，特别是从2005年开始，国际市场的铜金属价格上升幅度很大。从2005年开始，铜从2000美元/吨上涨到9000美元/吨，2008年的经济危机，又使铜价从9000美元/吨跌回到3000美元/吨，然而2009年，铜价又从3000美元/吨上涨到8000美元/吨，至2010年12月底，国际铜价再创历史新高，每吨铜价超过9500美元。随着近年来国家通货膨胀的压力骤增，铜价还有着强烈的上涨趋势，而铜材料在铜电缆中所占的成本达到70%以上，使铜电缆的价格也在应声而涨，从而导致用户投入成本大幅增加。面对不断攀升的铜价，以及未来不可预见的价格趋势，许多客户开始选择便宜的铝电缆。由于铝在自然界的含量非常高，目前铝材料的价格相当于铜的三分之一左右。不仅在原材料供应方面存在优势，在制造方面，一根同样长度的电缆，所需的铝的重要比铜也较轻，一般会轻30-50%，因此，在整个运输和安装过程中，也为客户带来了节能环保的效应。以目前市场情况看，以“铝”代铜又成为必然的选择。由于现有的电工纯铝电缆易产生氧化、腐蚀，从而引起接头起火等问题，需研究应用一种新型铝导体以解决此类问题，提高铝电缆的可靠性。

此外，现在出现了光电复合电缆，具有光纤通信功能和电力传输功能，可以实现各种控制信号、网络信号以及电力的传输，适应电信网、广电网、互联网、电力网多网融合的使用需要。但是，这种光电复合电缆在运行中温升情况无法监测，容易发生因电力导线负载增加引起升温导致整个电缆损坏的现象。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的上述缺陷，提供一种具有成本优势，同时制造时节能环保的新型自测温铝合金导体复合电缆。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种自测温铝合金导体复合电缆，其特征在于，包括由铝合金导体以及铝合金导体外挤包的绝缘层构成的线芯，由两股以上线芯绞合成缆芯，在缆芯外绕包内衬层，在内衬层外绕包连锁铠装层，在铠装层外挤包外护套层；在所述线芯之间的空隙中设置有一根光单元，所述的光单元包括多根光纤和从内到外依次设置的松套管、非金属加强层和护套，所述的松套管套在所述的光纤外，所述的松套管内填充满干式阻水物，所述的非金属加强层内设置有多根均匀分布的阻水纱，所述的非金属加强层与所述的护套之间嵌有撕裂绳；至少一根光纤为刻写有测温光栅的光栅光纤，光栅光纤上每间隔预定的距离形成一个光栅测温点，预定的距离为300-500米。

进一步地，所述导体为铝合金导体，导体电阻率可达到到国际退火铜标准(IACS)的62%，具备抗蠕变性能优良、防腐性能及柔韧性好等优点。所述绝缘层为交联聚乙烯材料。 所述内衬层为绕包无纺布带或高阻燃玻璃纤维带材料。所述铠装层为铝合金带或钢带连锁铠装绕包。所述外护套层为挤包无卤低烟环保聚烯烃材料。

本实用新型的有益效果是：本实用新型所述的自测温铝合金导体复合电缆结构简单，选材优良、科学，产品性能优良，可较好的代替铜导体电缆，并解决电工纯铝导体易氧化、抗蠕变性能差等问题，其使用铝合金连锁铠装具有极好的柔韧性、优良的耐磨性和耐候性，并具备较强的防火性能，可大大提高电缆的耐用性和使用寿命，可在恶劣的环境条件下及特殊使用场合下使用，产品不含毒性元素，在燃烧时产生的烟雾少，具备优良的环保性能。

实际生产中如使用本实用新型的电缆，既可以正常输送电能，又能进行通讯，还能自身进行温度测量。这样就节省了为了电力通讯而增加的ADSL、OPGW等设备，也能减少因为OPGW引起的雷击等事故威胁。另外还能节省目前工作中采取的使用很高成本的GPS导线测温设备，节省巨大的成本。在将本实用新型的电缆作为传输电力的线路时，工作人员可以根据所述导线测量到线路温度来直接确定线路的实际承载状况。 

本实用新型对加强导线在线监测、掌握温度变化、提高导线传输容量、降低线损、提高电网运行安全、增加通信备份、解决全方位通信方案等等方面都显示出具大的经济效益和社会效益，尤其在当下国家全力建设环保型、经济型社会的主潮流中更加显示出强大的现实意义。

附图说明

图1为本实用新型的横截面示意图；

图2为本实用新型中光单元的横截面示意图。

具体实施方式

如图1所示，所述的自测温铝合金导体复合电缆，在铝合金导体1上挤包交联聚乙烯绝缘层2构成的单芯绝缘线芯，然后由四根绝缘线芯进行绞合成缆组成缆芯，在缆芯外绕包玻璃纤维带内衬层3，在内衬层3上绕包连锁铠装层4，然后在铠装层4上挤包无卤低烟环保聚烯烃外护套层6。

在所述线芯之间的空隙中设置有一根光单元5，所述的光单元5包括多根光纤51和从内到外依次设置的松套管52、非金属加强层53和护套54，松套管52套在光纤51外，松套管52内填充满干式阻水物55，非金属加强层53内设置有多根均匀分布的阻水纱56，非金属加强层53与护套54之间嵌有撕裂绳57；至少一根光纤为刻写有测温光栅的光栅光纤，光栅光纤上每间隔预定的距离形成一个光栅测温点，预定的距离为300-500米。

本实用新型采用直接在光纤上制作刻录光栅的方法进行测温导体制造。用光纤刻录成的光栅光纤是利用光纤材料的光敏性，通过特殊的加工方式，使纤芯内形成空间相位光栅，局部形成一个窄带的反射镜面，对特定波长的光形成反射。当光纤的温度发生变化时，光栅的周围会随着光纤的热胀冷缩发生变化，该变化会改变反射波长，通过测量反射光的波长变化，便可测量出光栅所处位置的光纤感应温度。同样，通过测量反射光的延迟，可得知光栅的位置。这就是利用光栅光纤测温的原理。 

直接刻光栅的方式不产生附加损耗，不会影响测量距离，这种制作方式要好于熔接的制作方式。通过光纤刻录成的光栅光纤测温方式由于是特制有针对性的光纤，反射信号强，因此对设备的发射功率和接收灵敏度要求都低于拉曼反射测温方式，且设备的稳定性好。同时带来的好处是测量距离远，测量距离可以在100km以上，测量精度在±2℃以内。 

这些光纤中的至少一根光纤上进行刻写光栅，在设定的位置进行刻写光栅，通过发射光信号测量不同位置光栅的感应温度。这就是实现了利用光栅光纤测温。本实用新型不需要测量整条线路的连续温度分布，可以选用每300～500米一个测量点，或在弧垂最低点加大分布光栅点，选用光栅光纤的测温方式监控线路温度变化，可随时通过掌握的温度调整输传容量。优选地，可选择300米、400米、500米作为相邻测温点的间隔距离。

根据本实用新型的一个具体实施例，光单元内部穿有24根光纤，在这24根光纤中的8根光纤上进行刻写光栅。在这8根光纤中的每根上都刻录15个光栅，即每根上共15个测温点。在该实施例中，使用 24根光纤中的16根光纤进行通讯，利用24根光纤中的8根刻录有光栅的光纤进行测温。实践证明，该方法能够达到较好的效果。 

实际生产中如使用本实用新型的电缆，既可以正常输送电能，又能进行通讯，还能自身进行温度测量。这样就节省了为了电力通讯而增加的ADSL、OPGW等设备，也能减少因为OPGW引起的雷击等事故威胁。另外还能节省目前工作中采取的使用很高成本的GPS导线测温设备，节省巨大的成本。在将本实用新型的电缆作为传输电力的线路时，工作人员可以根据测量到的线路温度来直接确定线路的实际承载状况。

Claims (1)

1. 一种自测温铝合金导体复合电缆，其特征在于，包括由铝合金导体以及铝合金导体外挤包的绝缘层构成的线芯，由两股以上线芯绞合成缆芯，在缆芯外绕包内衬层，在内衬层外绕包连锁铠装层，在铠装层外挤包外护套层；在所述线芯之间的空隙中设置有一根光单元，所述的光单元包括多根光纤和从内到外依次设置的松套管、非金属加强层和护套，所述的松套管套在所述的光纤外，所述的松套管内填充满干式阻水物，所述的非金属加强层内设置有多根均匀分布的阻水纱，所述的非金属加强层与所述的护套之间嵌有撕裂绳；至少一根光纤为刻写有测温光栅的光栅光纤，光栅光纤上每间隔预定的距离形成一个光栅测温点，预定的距离为300-500米。

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