CN218676568U - 一种具有在线监测功能的超高压电力电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有在线监测功能的超高压电力电缆，包括：自内至外依次敷设的导体、绝缘内屏、绝缘、绝缘外屏、PE护套和铅护套；电缆还包括：固定层、光单元和监测处理部；光单元包括M个光纤，M为偶数且大于4；M个光纤在电缆的周向均匀布设；光纤螺旋式排布在电缆上，且M个光纤沿电缆的轴线等间距间隔排布，光纤的尾端连接有温度传感器和光纤传感器；温度传感器和光纤传感器与监测处理部连接；固定层的外层设有N个用于固定光纤的限位槽，N个限位槽在电缆的周向均匀布设，N与M相等，光纤卡装在限位槽中。这种电缆快速的确定故障发生在电缆的具体位置。

Description

一种具有在线监测功能的超高压电力电缆

技术领域

本实用新型涉及电缆施工技术领域，尤其是指一种具有在线监测功能的超高压电力电缆。

背景技术

随着城市化进程的大力推进，城市用电需求也日益增长，电力电缆在输变电系统中的作用越来越重要，应用越来越广泛。电缆的绝缘状态已成为电网安全可靠运行的关键因素，虽然多年来对于电缆材料的研究已经相对成熟，但由于电缆在制作及安装过程中，难免由于不当操作或外力破坏等因素，导致电缆存在绝缘缺陷。同时，电缆在长期带电运行中，随着热效应积累，或是水浸造成水树老化，都将导致电缆绝缘老化、腐蚀，该问题在已经服役多年的电力电缆上尤为突出。当绝缘老化等问题导致发生绝缘击穿、短路故障等问题时，由于电力电缆不利于运维人员排查故障点、处理事故、扑灭电气火灾，进而造成事故范围扩大，加重损失。

因此，如何保障电力电缆安全稳定运行，实现电力电缆输电价值最大化，已经成为近年来的迫切需求。而实现电力电缆绝缘状态的在线监测，作为保障电网稳定运行的最有效方式之一，可以提前掌握电力电缆绝缘状态，预防绝缘问题导致的电缆输电事故，也成为近年来的研究热点。特别是针对超高压电力电缆中所出现的局部放电情况，高压电缆的局放放电量一般为几十pC，属于微小放电级别；因放电而产生的热量以及温度的变化不明显，且局放放电的位置也没有明显规律，因此需要捕捉到因局部放电而产生的温度的变化。

目前，对于电力电缆绝缘状态的检测与监测方法存在一下问题：无法快速、准确的诊断出准确的故障位置。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中无法快速、准确的诊断出准确的故障位置的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种具有在线监测功能的超高压电力电缆，包括自内至外依次敷设的导体、绝缘内屏、绝缘、绝缘外屏、PE护套和铅护套；

所述电缆还包括：固定层、光单元和监测处理部；

所述光单元包括M个光纤，M为偶数且大于4；所述M个光纤在所述电缆的周向均匀布设；所述光纤螺旋式排布在所述电缆上，且所述M个光纤沿所述电缆的轴线等间距间隔排布，所述光纤的尾端连接有温度传感器和光纤传感器；所述温度传感器和所述光纤传感器与所述监测处理部连接；

所述固定层的外层设有N个用于固定所述光纤的限位槽，所述N个限位槽在所述电缆的周向均匀布设，所述N与所述M相等，所述光纤卡装在所述限位槽中。

在本实用新型的一个实施例中，所述固定层的限位槽为U形槽，所述U形槽包括圆弧部和直线部，所述圆弧部与所述光纤的直径相等，所述直线部的长度为所述光纤的半径。

在本实用新型的一个实施例中，本实用新型还包括半导电阻水带，所述半导电阻水带敷设在所述绝缘外屏和所述铅护套之间。

在本实用新型的一个实施例中，所述光单元敷设在所述铅护套和所述半导电阻水带之间。

在本实用新型的一个实施例中，所述光单元自距离所述电缆起始端0.5m处开始敷设，所述光单元自距所述电缆终止端0.5m处结束敷设。

在本实用新型的一个实施例中，所述光纤螺旋式排布的波幅为30～40mm，节距为400～500mm。

在本实用新型的一个实施例中，所述固定层采用PE混合物制成。

在本实用新型的一个实施例中，本实用新型还包括铠装层和内衬层，所述内衬层敷设在所述PE护套的外表面，所述铠装层敷设在所述内衬层的外表面。

在本实用新型的一个实施例中，所述光单元敷设在所述内衬层和所述PE护套之间。

在本实用新型的一个实施例中，本实用新型还包括PP外披层，所述PP外披层敷设在所述电缆的最外层。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本实用新型所述的具有在线监测功能的超高压电力电缆，其在电缆上布设了M个光纤，M个光纤螺旋式排布在电缆上，光纤尾端连接有温度传感器和光纤传感器，光纤识别电缆的环境情况将该情况传输给光纤传感器和温度传感器，从而当电缆温度发生故障时，我们可以通过每根光纤传输出的数据进行分析对比，快速的确定故障发生在电缆的具体位置。另外，本实施例的M个光纤为偶数，M个光纤分布在电缆的周向均布，这样M个光纤对称分布从而可以更为准确的进行故障定位；其次，本实施例中的光纤通过固定层固定在电缆中，使得其固定的更稳固，降低施工难度及施工效率。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1为本实用新型一种具有在线监测功能的超高压电力电缆的断面图；

图2为本实用新型一种具有在线监测功能的超高压电力电缆的固定层的断面图。

说明书附图标记说明：100、导体；210、绝缘内屏；220、绝缘；230、绝缘外屏；300、PE护套；400、铅护套；500、固定层；510、限位槽；511、圆弧部；512、直线部；600、光单元；610、光纤；700、半导电阻水带；800、铠装层；900、内衬层；1000、PP外披层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

参照图1至图2所示，本实用新型提供了一种具有在线监测功能的超高压电力电缆，包括自内至外依次敷设的导体100、绝缘内屏210、绝缘220、绝缘外屏230、PE护套300和铅护套400；

电缆还包括：固定层500、光单元600和监测处理部；

光单元600包括M个光纤610，M为偶数且大于4；M个光纤610在电缆的周向均匀布设；光纤610螺旋式排布在电缆上，且M个光纤610沿电缆的轴线等间距间隔排布，M个光纤610中的两个在电缆的水平方向上布设；光纤610的尾端均连接有温度传感器和光纤610传感器；温度传感器和光纤610传感器与监测处理部连接；

固定层500的外层设有N个用于固定光纤610的限位槽510，N个限位槽510在电缆的周向均匀布设，N与M相等，光纤610卡装在限位槽510中。

需要说明的是，M个光纤610识别电缆上温度变化参数，并将该参数传输至光纤610传感器，光纤610传感器将信号传输至温度传感器，温度传感器将温度信号传输给监测处理部，监测处理部处理温度信号识别出电缆温度是否超过阈值，如果超出阈值则分析不同位置的光纤610传输数据，从而确定故障准确位置，并且根据监测信息与阈值的偏离程度，发出相应级别告警信号。

具体地，本实施例在电缆上布设了M个光纤610，M个光纤610螺旋式排布在电缆上，光纤610尾端连接有温度传感器和光纤610传感器，光纤610识别电缆的环境情况将该情况传输给光纤610传感器和温度传感器，从而当电缆温度发生故障时，我们可以通过每根光纤610传输出的数据进行分析对比，快速的确定故障发生在电缆的具体位置。另外，本实施例的M个光纤610为偶数，M个光纤610分布在电缆的周向均布，这样M个光纤610对称分布从而可以更为准确的进行故障定位；其次，本实施例中的光纤610通过固定层500固定在电缆中，使得其固定的更稳固，降低施工难度及施工效率。

在一些可能的实施例中，随着光纤610数量的增加，大大减小测量误差，并提高测量系统本身的可靠性。

在一些可能的实施例中，绝缘内屏210、绝缘220和绝缘外屏230三层共挤敷设。

进一步地，固定层500的限位槽510为U形槽，U形槽包括圆弧部511和直线部512，圆弧部511与光纤610的直径相等，直线部512的长度为光纤610的半径，也就是说U形槽在径向方向的尺寸等于光纤610的直径。

具体地，本实施例中的限位槽510为U形槽，便于光纤610布设在U形槽中，并且U形槽对光纤610进行限位避免其在周向窜动，以及限制光纤610在向内侧窜动。

进一步地，本实用新型还包括半导电阻水带700，半导电阻水带700敷设在绝缘外屏230和铅护套400之间。

具体地，本实施例设置的半导电阻水带700可以减少电缆中水及潮气的渗入，提高电缆的工作寿命。

进一步地，光单元600敷设在铅护套400和半导电阻水带700之间。

具体地，本实施例中的光单元600敷设在铅护套400和半导电阻水带700之间，便于光单元600的敷设施工。

进一步地，光单元600自距离电缆起始端0.5m处开始敷设，光单元600自距电缆终止端0.5m处结束敷设。

具体地，本实施例在电缆两端的0.5M处未布设光单元600，避免光单元600随电缆两端弯折受损。

进一步地，光纤610螺旋式排布的波幅为30～40mm，节距为400～500mm。

进一步地，固定层500采用PE混合物制成。具体地，固定层500采用PE混合物制造成本低，另外，PE混合物具有微弹性，将光纤610包覆在其中避免光纤610在周向和径向窜动，并且便于将光纤610放入其中。

进一步地，本实用新型还包括铠装层800和内衬层900，内衬层900敷设在PE护套300的外表面，铠装层800敷设在内衬层900的外表面。

具体地，本实施例设置的内衬层900位于铠装层800和PE护套300之间，能够防止PE护套300受到腐蚀，并防止PE护套300在电缆弯曲时被铠装层800破坏。本实施例设置的铠装层800增强抗拉强度和抗压强度等机械保护伸长使用寿命，其还可以通过屏蔽保护提高电缆抗干扰性能。

进一步地，光单元600敷设在内衬层900和PE护套300之间。

具体地，本实施例中的光单元600敷设在内衬层900和PE护套300之间，便于光单元600的敷设施工。

进一步地，本实用新型还包括PP外披层1000，PP外披层1000敷设在电缆的最外层。

具体地，本实施例设置的PP外披层1000保护内衬层900免受外部影响和机械损坏。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种具有在线监测功能的超高压电力电缆，包括自内至外依次敷设的导体、绝缘内屏、绝缘、绝缘外屏、PE护套和铅护套；其特征在于，

还包括：固定层、光单元和监测处理部；

所述光单元包括M个光纤，M为偶数且大于4；所述M个光纤在所述电缆的周向均匀布设；所述光纤螺旋式排布在所述电缆上，且所述M个光纤沿所述电缆的轴线等间距间隔排布，所述光纤的尾端连接有温度传感器和光纤传感器；所述温度传感器和所述光纤传感器与所述监测处理部连接；

所述固定层的外层设有N个用于固定所述光纤的限位槽，所述N个限位槽在所述电缆的周向均匀布设，所述N与所述M相等，所述光纤卡装在所述限位槽中。

2.根据权利要求1所述的具有在线监测功能的超高压电力电缆，其特征在于：所述固定层的限位槽为U形槽，所述U形槽包括圆弧部和直线部，所述圆弧部与所述光纤的直径相等，所述直线部的长度为所述光纤的半径。

3.根据权利要求1所述的具有在线监测功能的超高压电力电缆，其特征在于：还包括半导电阻水带，所述半导电阻水带敷设在所述绝缘外屏和所述铅护套之间。

4.根据权利要求3所述的具有在线监测功能的超高压电力电缆，其特征在于：所述光单元敷设在所述铅护套和所述半导电阻水带之间。

5.根据权利要求1所述的具有在线监测功能的超高压电力电缆，其特征在于：所述光单元自距离所述电缆起始端0.5m处开始敷设，所述光单元自距所述电缆终止端0.5m处结束敷设。

6.根据权利要求1所述的具有在线监测功能的超高压电力电缆，其特征在于：所述光纤螺旋式排布的波幅为30～40mm，节距为400～500mm。

7.根据权利要求1所述的具有在线监测功能的超高压电力电缆，其特征在于：所述固定层采用PE混合物制成。

8.根据权利要求1所述的具有在线监测功能的超高压电力电缆，其特征在于：还包括铠装层和内衬层，所述内衬层敷设在所述PE护套的外表面，所述铠装层敷设在所述内衬层的外表面。

9.根据权利要求8所述的具有在线监测功能的超高压电力电缆，其特征在于：所述光单元敷设在所述内衬层和所述PE护套之间。

10.根据权利要求1所述的具有在线监测功能的超高压电力电缆，其特征在于：还包括PP外披层，所述PP外披层敷设在所述电缆的最外层。

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