CN208818224U - 一种碳纤维光纤复合架空相线在线温度及应力监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种碳纤维光纤复合架空相线在线温度及应力监测系统，属于架空导线在线温度及应力监测系统。该系统包括第一分布式光纤温度及应力测试主机、第二分布式光纤温度及应力测试主机，光纤连接跳线、碳纤维光纤复合架空相线和N个光纤连接盒，N为大于1的自然数，其中N个光纤连接盒通过碳纤维光纤复合架空相线顺序连接，其一端通过光纤连接跳线和第一分布式光纤温度及应力测试主机连接，其另一端通过光纤连接跳线和第二分布式光纤温度及应力测试主机连接。本实用新型可将测试主机连接互联网，实现线路温度及应力运行大数据库建立，实现无人监测及异常自动反馈功能。

Description

一种碳纤维光纤复合架空相线在线温度及应力监测系统

技术领域

本实用新型涉及一种碳纤维光纤复合架空相线在线温度及应力监测系统，属于架空导线在线温度及应力监测系统。

背景技术

碳纤维光纤复合架空相线是一种新型特种导线，它是一种将光单元复合在碳纤维复合材料层中，由光纤复合芯棒、铝线外层组成，外层与邻外层铝线股组成的导线。碳纤维光纤复合架空相线具有重量轻、抗拉强度高、耐高温、耐腐蚀、载流量大等一系列优点，在实际使用过程中，碳纤维光纤复合芯棒表面的缺陷一直无法进行检测，由于表面缺陷或在施工过程中造成的损坏无法探测，对碳纤维光纤复合架空相线的运行造成重大隐患。

实用新型内容

针对碳纤维光纤复合架空相线结构，本实用新型提出了一种碳纤维光纤复合架空相线在线温度及应力监测系统，通过对电缆运行应力的变化数据收集，分析其损坏的地点。

本实用新型为解决其技术问题采用如下技术方案：

一种碳纤维光纤复合架空相线在线温度及应力监测系统，包括第一分布式光纤温度及应力测试主机、第二分布式光纤温度及应力测试主机，光纤连接跳线、碳纤维光纤复合架空相线和N个光纤连接盒，N为大于1的自然数，其中N个光纤连接盒通过碳纤维光纤复合架空相线顺序连接，其一端通过光纤连接跳线和第一分布式光纤温度及应力测试主机连接，其另一端通过光纤连接跳线和第二分布式光纤温度及应力测试主机连接。

所述碳纤维光纤复合架空相线包括碳纤维光纤复合芯棒和围绕其外的绞合铝单丝。

所述碳纤维光纤复合芯棒中包含至少1根9/125μm单模光纤、至少2根通信用单模光纤和2根测温用的多模光纤、光纤填充油膏、PBT松套管、碳纤维层和玻璃纤维层，其中PBT松套管设置在碳纤维光纤复合芯棒的中心位置，PBT松套管外侧为碳纤维层，碳纤维层外侧为玻璃纤维层，PBT松套管内预埋有至少2根通信用单模光纤和2根测温用多模光纤和光纤填充油膏、玻璃纤维层内预埋有9/125μm单模光纤。

所述优选的PBT松套管采用聚对苯二甲酸丁二醇酯材料管。

所述第一分布式光纤温度及应力测试主机的空间分辨率达1m，其有效测试长度可达 50km。

本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型的系统可及时发现碳纤维光纤复合架空相线局部覆冰和断线等情况，对直流融冰技术提供支持。

2、本实用新型使用碳纤维和玻璃纤维复合增强层，将管光单元包裹住，与普通传感光纤相比，其测量温度更接近碳纤维光纤复合芯棒运行的温度，对碳纤维光纤复合架空相线的线路资源运行调配和线路安全运行监控提供可靠的数据支撑。

3、本实用新型的系统可提高线路的资源利用率，在保证通信稳定的同时，不用另敷设一条温度及应力监测线路，减少施工费用，节约资源。

4、本实用新型的系统可将测试主机连接互联网，实现线路温度及应力运行大数据库建立，实现无人监测及异常自动反馈功能。

附图说明

图1是本实用新型碳纤维光纤复合相线中心管式测温光缆示意图，其中：1、通信用单模或多模光纤；2、9/125μm单模光纤；3、光纤填充油；4、PBT松套管；5、碳纤维层；6、玻璃纤维层。

图2是本实用新型碳纤维光纤复合架空相线结构示意图，其中：2、9/125μm单模光纤；7、绞合铝单丝；8、碳纤维光纤复合芯棒。

图3是本实用新型碳纤维光纤复合架空相线在线温度及应力测试系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明创造做进一步详细说明。

如图1-2，本实用新型为实现碳纤维光纤复合架空相线在线温度及应力监测，在碳纤维光纤复合芯棒8的PBT松套管4内预埋至少2根通信用单模光纤和2根测温用的多模光纤、预埋在玻璃纤维层6中的1根9/125μm单模光纤2，采用连续拉挤设备将PBT松套管4与碳纤维层5和玻璃纤维层6固化在一起。

碳纤维光纤复合架空相线在线温度及应力测试系统，其核心是使用碳纤维光纤复合芯棒8中预埋在玻璃纤维层6的9/125μm单模光纤2作为应力测量的传感器，在碳纤维层5和玻璃纤维层6树脂交联加强层包裹PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)松套管4，利用PBT松套管4 中通信用的单模或多模光纤1作为温度测量传感器，实现碳纤维光纤复合架空相线在线温度及应力监测功能。

碳纤维光纤复合架空相线在线温度及应力测试系统，其测量为从一个测试主机发射信号通过光纤跳线，光纤跳线与光纤连接盒连接，光纤连接盒与碳纤维光纤复合架空相线的一端连到另一端测试主机，通过几根不同长度的碳纤维光纤复合架空相线的连接构成回路在线温度及应力测试系统。

碳纤维光纤复合架空相线在线温度及应力测试系统，其光纤接头盒为悬挂在电缆塔杆上，所述光纤连接盒包括铝制接头盒、复合材料绝缘子、硅橡胶绝缘层，所述铝制接头盒内有光纤接线盘。硅橡胶绝缘层位于复合绝缘子外层，铝制接头盒在复合绝缘子下部，复合材料绝缘子上部与输电线铁塔横杆固定，下部使用铝制接头盒提供光纤接线熔接。

使用预绞式金具将碳纤维光纤复合芯棒8引出，将碳纤维光纤复合芯棒8固定在光纤接头盒上，使用切割刀将碳纤维光纤复合芯棒8中9/125μm单模光纤2、纤维层和PBT松套管 4剥离，使用硅橡胶热缩管将剥离后的光纤进行保护，引出至光纤接线盘进行光纤熔接。

如图3，本实用新型碳纤维光纤复合架空相线在线温度及应力测试系统示意图，使用测试主机与光纤跳线进行连接，光纤跳线通过光纤连接盒与碳纤维光纤复合架空相线的9/125 μm单模光纤2和通信用单模或多模光纤1相连，使用光纤连接盒连接两根以上的碳纤维光纤复合架空相线，使用光纤连接盒与光纤跳线与另一台测试主机进行连接，形成回路。

所述分布式光纤温度及应力测试主机利用B-OTDA(布里渊散射技术)，通过主机发射在预埋在碳纤维层表层的9/125μm单模光纤的布里渊散射分析，实现光纤温度及应力的在线监控，具有较高的测温精度，空间分辨率可达1m，可连续分布式测量温度，其有效测试长度可达50km。

上述实施方式仅用于说明本实用新型，但并限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本实用新型所附权利要求所限定的范围。

Claims (5)

1.一种碳纤维光纤复合架空相线在线温度及应力监测系统，其特征在于，包括第一分布式光纤温度及应力测试主机、第二分布式光纤温度及应力测试主机，光纤连接跳线、碳纤维光纤复合架空相线和N个光纤连接盒，N为大于1的自然数，其中N个光纤连接盒通过碳纤维光纤复合架空相线顺序连接，其一端通过光纤连接跳线和第一分布式光纤温度及应力测试主机连接，其另一端通过光纤连接跳线和第二分布式光纤温度及应力测试主机连接。

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维光纤复合架空相线在线温度及应力监测系统，其特征在于，所述碳纤维光纤复合架空相线包括碳纤维光纤复合芯棒(8)和围绕其外的绞合铝单丝(7)。

3.根据权利要求2所述的一种碳纤维光纤复合架空相线在线温度及应力监测系统，其特征在于，所述碳纤维光纤复合芯棒(8)中包含至少1根9/125μm单模光纤(2)、至少2根通信用单模光纤和2根测温用的多模光纤、光纤填充油膏(3)、PBT松套管(4)、碳纤维层(5)和玻璃纤维层(6)，其中PBT松套管(4)设置在碳纤维光纤复合芯棒(8)的中心位置，PBT松套管外侧为碳纤维层(5)，碳纤维层(5)外侧为玻璃纤维层(6)，PBT松套管(4)内预埋有至少2根通信用单模光纤和2根测温用多模光纤和光纤填充油膏(3)、玻璃纤维层(6)内预埋有9/125μm单模光纤(2)。

4.根据权利要求3所述的一种碳纤维光纤复合架空相线在线温度及应力监测系统，其特征在于，所述的PBT松套管(4)采用聚对苯二甲酸丁二醇酯材料管。

5.根据权利要求1所述的一种碳纤维光纤复合架空相线在线温度及应力监测系统，其特征在于，所述第一分布式光纤温度及应力测试主机的空间分辨率达1m，其有效测试长度可达50km。