[實(shí)用新型]一種智能電網(wǎng)電力電纜嵌入的光纖傳感器裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120458064.8
• 申請(qǐng)日: 2011-11-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202403707U
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚遠(yuǎn);董世龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中師范大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01D3/028
• 分類(lèi)號(hào): G01D3/028;G01K11/32
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張安國(guó);伍見(jiàn)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于光纖傳感技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，涉及一種智能電網(wǎng)電力電纜嵌入的光纖傳感器裝置。?

背景技術(shù)

電力工業(yè)屬于國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)行業(yè)，在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中有著舉足輕重的地位。隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，各個(gè)國(guó)家對(duì)電力的需求都在日益增加，導(dǎo)致電力系統(tǒng)中額定電壓和額定電流等級(jí)逐年提高。由于電力電纜應(yīng)用成本的下降，以及電力電纜自身所具有的供電可靠性高、不受地面、空間建筑物的影響、不受惡劣氣候侵害、安全隱蔽耐用等特點(diǎn)，電力電纜供電正在成為各國(guó)輸配電網(wǎng)發(fā)展的主流模式，特別在城市、發(fā)電廠與變電站進(jìn)出線走廊擁擠地區(qū)、大江河湖泊或海峽地區(qū)，不能采用架空線路時(shí)，需要采用電力電纜輸電，而且電力電纜輸電又在朝著大長(zhǎng)度、大截面方式轉(zhuǎn)變。?

與架空輸電線路相比，電力電纜線路大多采用直埋式、構(gòu)架式及水下敷設(shè)等方式，因沿途的敷設(shè)環(huán)境、熱阻、臨近熱源等散熱條件差異,往往會(huì)導(dǎo)致電力電纜出現(xiàn)局部過(guò)熱點(diǎn)而形成載流量瓶頸效應(yīng)，為后期電纜的運(yùn)行和維護(hù)工作，特別是故障測(cè)距與定位帶來(lái)了較大的難度，尤其是線路故障不可觀測(cè)性等特點(diǎn)決定了電力電纜線路要求有更精確的故障監(jiān)測(cè)方法；另一方面，電力電纜作為整個(gè)電力系統(tǒng)的重要組成部分，一旦發(fā)生故障將直接影響著整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，并且如故障發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，則可能導(dǎo)致火災(zāi)、大規(guī)模停電等較大的事故后果，因此如何快速、準(zhǔn)確地查找電力電纜故障，減少故障修復(fù)費(fèi)用及停電損失，成為電力工程領(lǐng)域與研究界日益關(guān)注的問(wèn)題。近年來(lái)不少研究者提出了電力電纜在線檢測(cè)方法：?

（1）熱電偶、半導(dǎo)體溫度傳感器、電子式溫度計(jì)測(cè)溫法：由于每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)都需要供電、接線，布線復(fù)雜且電磁干擾嚴(yán)重、易損壞、維護(hù)量大；傳感器不具備自檢功能，需要經(jīng)常校驗(yàn)。

（2）感溫電纜式測(cè)溫系統(tǒng)：將感溫電纜與電力電纜平行安放，當(dāng)電力電纜溫度超過(guò)固定溫度值時(shí)，感測(cè)電纜被短路。系統(tǒng)僅能一次性使用，不能測(cè)出電力電纜的實(shí)際溫度值；由于電纜數(shù)量多，系統(tǒng)安裝及維護(hù)工作不夠方便，設(shè)備易損壞；不能進(jìn)行早期故障預(yù)測(cè)，不能實(shí)時(shí)顯示測(cè)量值，無(wú)溫度趨勢(shì)分析。?

（3）紅外成像測(cè)溫法：主要適用于戶外終端和電纜連接點(diǎn)及接地點(diǎn)等部位，易受到電力電纜周?chē)h(huán)境變化，電磁干擾、氣霧影響及物體發(fā)射率的影響。?

（4）分布式光纖溫度傳感器：通過(guò)檢測(cè)故障點(diǎn)附近溫度變化情況來(lái)實(shí)現(xiàn)電纜故障定位，因所測(cè)溫度是一個(gè)范圍內(nèi)的平均溫度，精度不高，不能精確反映每個(gè)點(diǎn)的溫度、導(dǎo)電線芯的溫度。?

上述方法對(duì)電力電纜，特別是交聯(lián)聚乙烯電力電纜的運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)有一定的參考價(jià)值。隨著迅速增長(zhǎng)的電力需求，特別是超大容量發(fā)電機(jī)組的迅速發(fā)展，促進(jìn)了超導(dǎo)電力電纜、大截面電力電纜等技術(shù)的發(fā)展。隨著電纜長(zhǎng)度和截面的尺寸越來(lái)越大，相應(yīng)的交接試驗(yàn)因?yàn)閷?duì)象的電壓等級(jí)和電容量增大給試驗(yàn)設(shè)備帶來(lái)較大的困難。?

提高用戶電能質(zhì)量是智能電網(wǎng)在當(dāng)前乃至未來(lái)實(shí)現(xiàn)的主要目標(biāo)之一，狀態(tài)信息是智能電網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)支撐，作為智能電網(wǎng)重要組成部分的電力電纜的實(shí)時(shí)運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)的研究自在順應(yīng)之中。?

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足：提供一種智能電網(wǎng)電力電纜嵌入的光纖傳感器裝置。該裝置可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電力電纜導(dǎo)電線芯和外護(hù)套的運(yùn)行溫度，實(shí)時(shí)定位電纜破壞點(diǎn)，減少事故的發(fā)生率，提高電纜載流量，最大的發(fā)揮電纜的傳輸能力，為電力電纜的安全運(yùn)營(yíng)提供保障；可以有效的監(jiān)測(cè)電力電纜的運(yùn)營(yíng)能力，提高常規(guī)、高壓及超高壓電力電纜的安全性和可靠性，體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，本質(zhì)絕緣，不需接外電源，為智能電網(wǎng)的建設(shè)提供服務(wù)。?

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：?

一種智能電網(wǎng)電力電纜嵌入的光纖傳感器裝置，它包括光纖傳感探頭、輔助夾具、傳輸光纖、阻水油膏、金屬套管、鎧裝層和外護(hù)套層組建的光纖傳感器、電力電纜、數(shù)據(jù)分析與處理裝置;所述的光纖傳感探頭經(jīng)輔助夾具固定在金屬套管內(nèi)，在金屬套管內(nèi)的任意兩個(gè)光纖傳感探頭之間放置纏繞的傳輸光纖并接續(xù)，在金屬套管內(nèi)的任意兩個(gè)光纖傳感探頭間填滿了阻水油膏，經(jīng)所述的鎧裝層和外護(hù)套層封裝成單根所述的光纖傳感器；其單根傳感器或多根光纖傳感器嵌入在電力電纜導(dǎo)電線芯和外護(hù)套中，組成智能電網(wǎng)電力電纜，嵌入在電力電纜的導(dǎo)電線芯和外護(hù)套的一根或多根光纖傳感器經(jīng)傳輸光纖和數(shù)據(jù)分析與處理裝置相連。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，所述的光纖傳感探頭采用光纖傳感器或光纖光柵傳感器。?

本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，所述的光纖傳感器的光纖傳感探頭、輔助夾具、傳輸光纖、阻水油膏、金屬套管、鎧裝層和外護(hù)套層均采用絕緣材料絕緣。?