CN205028712U - 一种新型光电复合10kV智能电力电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型光电复合10kV智能电力电缆，包括由碳纤维复合材料导体以及绝缘层构成的线芯，线芯外挤包有外护套，还包括传输光信号的光单元，各个线芯上至少绞合一根光单元，线芯与光单元绞合后固定于一个中心支架上，该中心支架上设置有至少一个凹弧面；线芯与光单元绞合后绕包有玻璃纤维带制成的阻燃带层；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：不仅能够导电，还能实现光纤通信；还能实时监测电缆温度，可以智能监测电缆温度。

Description

一种新型光电复合10kV智能电力电缆

技术领域

本实用新型涉及电缆导线领域，具体地说是一种新型光电复合10kV智能电力电缆。

背景技术

电力远距离输送，通常采用电缆，一种常见的高架电缆通常采用钢芯铝绞线，它由钢丝和导电铝丝两个重要部分组成。钢丝的作用是承担整个电缆的悬空载荷，铝丝起导电作用。钢丝的优点是具有强的承载能力，但缺点是自身的重量大，抗拉强度小，钢芯的热膨胀系数大。如果再考虑电线附有冰雪或承受强风作用，抵抗外力能力差，对带有沉重电缆的悬空支架有很高的要求，要求悬空支架不仅强，而且刚度要好，并且悬空支架的高度足够高，这个电力输送带来了极大的成本负担。

此外，现有的电缆导线韧性还不够，对冰冻雨雪等自然灾害承受力低；10kV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

为克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种新型光电复合10kV智能电力电缆。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种新型光电复合10kV智能电力电缆，其特征在于，包括由碳纤维复合材料导体以及绝缘层构成的线芯，线芯外挤包有外护套，还包括传输光信号的光单元，各个线芯上至少绞合一根光单元，线芯与光单元绞合后固定于一个中心支架上，该中心支架上设置有至少一个凹弧面；线芯与光单元绞合后绕包有玻璃纤维带制成的阻燃带层；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，所述线芯的绝缘层为聚烯烃绝缘层；外护套为聚烯烃的外护套。

本实用新型的有益效果是：

采用了碳纤维复合材料导体，不仅具有碳纤维材料的优点，而且强度更大。

此外，该电缆不光能够导电，还能实现光纤通信。

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，一种新型高韧性复合材料芯导线，包括由碳纤维复合材料导体1以及绝缘层2构成的线芯，线芯外挤包有外护套3，还包括传输光信号的光单元5，各个线芯上至少绞合一根光单元5，线芯与光单元绞合后固定于一个中心支架6上，该中心支架6上设置有至少一个凹弧面；线芯与光单元5绞合后绕包有玻璃纤维带制成的阻燃带层4。

进一步地，所述线芯的绝缘层为聚烯烃绝缘层；外护套为聚烯烃的外护套。

如图2所示，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)

1.一种新型光电复合10kV智能电力电缆，其特征在于，包括由碳纤维复合材料导体以及绝缘层构成的线芯，线芯外挤包有外护套，还包括传输光信号的光单元，各个线芯上至少绞合一根光单元，线芯与光单元绞合后固定于一个中心支架上，该中心支架上设置有至少一个凹弧面；线芯与光单元绞合后绕包有玻璃纤维带制成的阻燃带层；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。