CN206774299U - 温度可在线监测式电力电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种温度可在线监测式电力电缆，属于电缆技术领域，解决了传统电缆感温设计方案复杂、成本高、施工不便、易受电磁及核辐射干扰等问题。主要包括电缆本体、电缆接头、设于电缆接头外表面的光纤光栅传感器、光开关、环形器、宽带光源以及微型光谱仪。本实用新型抗干扰能力强、施工方便、温度监测精度高、使用寿命长，有效保障了电力系统的安全性和可靠性。

Description

温度可在线监测式电力电缆

技术领域

本实用新型属于线缆技术领域，具体地说，尤其涉及一种温度可在线监测式电力电缆。

背景技术

电力电缆作为电力系统的重要组成部分，它的安全运行具有重要意义。导致电缆故障的原因有很多，但分析总结已发生故障的原因，可以得出电缆故障多发生在电缆的接头和终端头及其附近，特别是中间接头的制作要求更高，存在事故隐患的可能性更大。电力电缆接头是电缆安全运行中的最薄弱环节，当电缆接头温度超过电缆所能承受的临界温度时，就有可能引起电缆接头着火，造成供电系统的大范围停电。电缆接头的温度时反映其运行状态的重要参数。通过对电缆接头温度进行测量和监测，可以全面了解其绝缘老化情况，及时发现故障隐患，对提高电缆接头运行可靠性具有重要意义。

国内外目前常用的电缆温度监测方法主要有感温电缆式测温、热敏电阻式测温、红外传感式测温、热电偶式测温以及集成电路式测温。感温电缆式测温是将感温电缆与电缆平行安放，但电缆温度超过固定温度值时，感测电缆被短路，向控制系统发出报警信号。但这种测温方式报警温度固定、故障信号不全，系统安装及维护工作不够方便，设备易损坏。模拟式线型感温电缆只能以某一局部线段作为报警单位，因此它无法精确定位出是某一点产生的报警信号；热敏电阻式测温是利用热敏电阻测出电缆温度值，但都是模拟量输出，需要进行信号的放大和A/D转换才能被接收，每个热敏电阻都需要独立的接线，布线复杂且热敏电阻易损坏、维护量大，不具备质检功能，需要经常校验；红外传感式测温是非接触测量，具有很好的安全性，但其在测温时受物体发射率、环境和气雾的影响较大，抗干扰能力差；热电偶式测温需要用专门补偿线传输信号，且传输距离不宜太长，不适应电缆头分布面很广的实际情况，热敏电阻通常为铂电阻，一般需采用三线式传输，平衡电桥式输出，传输距离不宜太长，且抗干扰的能力差；集成电路式测温适合于远距离传输，通常体积小，可用防腐防潮抗高温的导热硅胶密封在被测量点处，外接线由两条线引出来传输数据，但在被测点处受电磁影响很大。因此，如何设计出能够及时、高效、准确测量接头温度的电缆是目前电缆行业亟需解决的问题。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种温度可在线监测式电力电缆。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种温度可在线监测式电力电缆，包括电缆本体、接于电缆本体的电缆接头，所述电缆接头的外表面设有光纤光栅传感器，所述光纤光栅传感器经光纤与光开关相连接，所述光开关经环形器与宽带光源光信号连接，所述环形器输出端将光信号传输至微型光谱仪，由所述微型光谱仪将光信号解调成电信号后传输至上位机。

优选地，所述光纤光栅传感器采用绝缘高压热缩带封闭式包绕在所述电缆接头的外表面。

优选地，所述绝缘高压热缩带的包绕厚度大于4mm。

优选地，所述宽带光源为小型ASE宽带光源模块。

优选地，所述环形器为可重构光环形器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用光纤光栅传感器监测电缆接头温度，传感器不会受到电磁及核辐射干扰，施工方便，可维护性强，使用寿命长；本实用新型采用包绕的方式安装传感器，可以减小周围环境温度对传感器的影响；本实用新型解调系统采用微型光谱仪，保证了实际工程应用的精确度和灵敏度，同时减小了设备的体积；本实用新型能够实时准确地监测电力电缆接头的运行情况，有利于保证电力系统供电的可靠性和安全性。

附图说明

图1是本实用新型系统框图。

图中：1.光纤光栅传感器；2.光开关；3.环形器；4.宽带光源；5.微型光谱仪；6.上位机。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明：

一种温度可在线监测式电力电缆，包括电缆本体、接于电缆本体的电缆接头，所述电缆接头的外表面设有光纤光栅传感器，所述光纤光栅传感器经光纤与光开关相连接，所述光开关经环形器与宽带光源光信号连接，所述环形器输出端将光信号传输至微型光谱仪，由所述微型光谱仪将光信号解调成电信号后传输至上位机。

优选地，所述光纤光栅传感器采用绝缘高压热缩带封闭式包绕在所述电缆接头的外表面。

优选地，所述绝缘高压热缩带的包绕厚度大于4mm。

优选地，所述宽带光源为小型ASE宽带光源模块。

优选地，所述环形器为可重构光环形器。

从说明书附图图1可以看出，本实用新型主要包括电缆本体、电缆接头、宽带光源4、环形器3、光纤光栅传感器1、光开关2、微型光谱仪5以及上位机6组成。宽带光源4发出宽带光谱，光谱通过环形器3进入光开关2，光开关2再接入光纤光栅传感器1。当然，可根据具体实际工程需要，可选择一个通道或多个通道的光开关，光开关2的每个通道均可连接多个光纤光栅传感器1的光纤中传输，每个光纤光栅传感器1把对应波长的窄带光沿光纤经可逆光开关传回环形器3，并经环形器3传输到微型光谱仪5进行解调，由微型光谱仪5将光学信号解调成电信号，并将电信号传输至上位机6。本实用新型采用光纤光栅传感器监测电缆接头温度，传感器不会受到电磁及核辐射干扰，施工方便，可维护性强，使用寿命长；巧妙利用微型光谱仪，保证了实际工程应用的精确度和灵敏度，同时减小了设备的体积，也能够实时准确地监测电力电缆接头的运行情况，有利于保证电力系统供电的可靠性和安全性。

此外，目前在实际电力电缆接头测温系统中，温度传感器一般直接系带捆绑或胶带粘贴在电缆接头的表面。这种安装方式会因为受到环境温度和空气对流的影响而使传感器测量的温度值产生一定误差，即测量温度低于被测电缆接头的实际温度。这种情况会导致测温预警系统不能及时的发出预警信号，成为发生更大故障的隐患。所以为解决此问题，本实用新型采用绝缘高压热缩带包绕光纤光栅传感器的安装方式，即采用绝缘高压热缩带将光纤光栅传感器包绕在电缆接头的外表面，并且缠绕厚度大于4mm。

本实用新型采用光纤光栅传感器监测电缆接头温度，传感器不会受到电磁及核辐射干扰，施工方便，可维护性强，使用寿命长；本实用新型采用包绕的方式安装传感器，可以减小周围环境温度对传感器的影响；本实用新型解调系统采用微型光谱仪，保证了实际工程应用的精确度和灵敏度，同时减小了设备的体积；本实用新型能够实时准确地监测电力电缆接头的运行情况，有利于保证电力系统供电的可靠性和安全性。

综上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围，凡依本实用新型权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本实用新型的权利要求范围内。

Claims (4)

1.一种温度可在线监测式电力电缆，包括电缆本体、接于电缆本体的电缆接头，其特征在于：所述电缆接头的外表面设有光纤光栅传感器（1），所述光纤光栅传感器（1）采用绝缘高压热缩带封闭式包绕在所述电缆接头的外表面，所述光纤光栅传感器（1）经光纤与光开关（2）相连接，所述光开关（2）经环形器（3）与宽带光源（4）光信号连接，所述环形器（3）输出端将光信号传输至微型光谱仪（5），由所述微型光谱仪（5）将光信号解调成电信号后传输至上位机（6）。

2.根据权利要求1所述的温度可在线监测式电力电缆，其特征在于：所述绝缘高压热缩带的包绕厚度大于4mm。

3.根据权利要求1所述的温度可在线监测式电力电缆，其特征在于：所述宽带光源（4）为小型ASE宽带光源模块。

4.根据权利要求1所述的温度可在线监测式电力电缆，其特征在于：所述环形器（3）为可重构光环形器。