CN205028719U - 一种智能测温矿用电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能测温矿用电缆，包括碳纤维复合芯、绝缘层和金属护套；所述碳纤维复合芯位于电缆中央，所述金属护套位于所述碳纤维复合芯外，在所述碳纤维复合芯和金属护套之间填充所述绝缘层，所述绝缘层采用不燃烧、耐高温的氧化镁作绝缘材质；还包括有光单元，所述碳纤维复合芯包括碳纤维丝和玻璃纤维丝。本实用新型的有益效果是：不光能够导电，还能实现光纤通信，能够实时测温。

Description

一种智能测温矿用电缆

技术领域

本实用新型涉及电线电缆领域，尤其涉及一种智能测温矿用电缆。

背景技术

随着我国经济建设的不断发展，电力需求的不断增长，电缆作为电能传输的载体的需求量也越来越大。但是现有的电缆，比如常用的有机电缆（塑料电缆），其绝缘性能存在缺陷，比如塑料绝缘层容易老化、不耐高温等缺陷；常用的钢芯铝绞线，其电气性能、导线性能不好。

目前国内用的电缆导线多是钢芯铝绞线和钢芯铝合金导线，这些导线的重量较大，电阻较大，从而导致输电费用高，且运行温度较低，不能适应在高温条件下的运行，因此电力传输成为电力工业发展的“瓶颈”，各国均在研究新型架空输电路用导线，以取代传统的钢芯铝绞线，常用的有碳纤维复合芯电缆。但是，现有的碳纤维复合芯强度还不够，还不够柔软，弯曲半径大，做成的电缆弯曲性能不好。

此外，现有的电缆不能实现通信功能，还需要另设一条通信线路才能满足通信功能，造成重复布线。现有矿用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中电缆的上述缺陷，提供一种智能测温矿用电缆。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种智能测温矿用电缆，其特征在于，包括碳纤维复合芯、绝缘层和金属护套；所述碳纤维复合芯位于电缆中央，所述金属护套位于所述碳纤维复合芯外，在所述碳纤维复合芯和金属护套之间填充所述绝缘层，所述绝缘层采用不燃烧、耐高温的氧化镁作绝缘材质；还包括有光单元，所述光单元容纳在所述绝缘层中；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；所述碳纤维复合芯包括碳纤维丝和玻璃纤维丝。

通过将成股的碳纤维丝和玻璃纤维丝绞合后，采用树脂浸渍，而后采用烘箱固化而成。

进一步地，所述金属护套是无缝铜管。

进一步地，在所述金属护套外设置外护套，所述外护套是塑料保护层。

本实用新型的有益效果是：采用不燃烧、耐高温（2800℃）的氧化镁作绝缘材质，其绝缘、防火性能要高于普通的橡胶或塑料绝缘层；在最外边外护套，即塑料外护层，有良好的防腐特性；采用无缝铜管作金属护套，有良好的弯曲性；不光能够导电，还能实现光纤通信；采用了玻璃纤维和碳纤维复合结构，经过树脂浸渍并采用烘箱固化后，质地柔软，强度更大，制成的电缆比传统碳纤维电缆柔软性好，具有更小的弯曲半径，能更好的服务于输电线路。

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为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型光单元的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种智能测温矿用电缆，包括碳纤维复合芯1、绝缘层2和金属护套3；所述碳纤维复合芯1位于电缆中央，所述金属护套3位于所述碳纤维复合芯1外，在所述碳纤维复合芯1和金属护套3之间填充所述绝缘层2，所述绝缘层采用不燃烧、耐高温的氧化镁作绝缘材质；还包括有光单元5，所述光单元容纳在所述绝缘层2中；所述金属护套3是无缝铜管。在所述金属护套3外设置外护套4，所述外护套4是塑料保护层。所述碳纤维复合芯1包括碳纤维丝6和玻璃纤维丝7，通过将成股的碳纤维丝6和玻璃纤维丝7绞合后，采用树脂浸渍，而后采用烘箱固化而成。所述碳纤维丝为1根，所述玻璃纤维丝为6根。

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)

1.一种智能测温矿用电缆，其特征在于，包括碳纤维复合芯、绝缘层和金属护套；所述碳纤维复合芯位于电缆中央，所述金属护套位于所述碳纤维复合芯外，在所述碳纤维复合芯和金属护套之间填充所述绝缘层，所述绝缘层采用不燃烧、耐高温的氧化镁作绝缘材质；还包括有光单元，所述光单元容纳在所述绝缘层中；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；所述碳纤维复合芯包括碳纤维丝和玻璃纤维丝。