[發明專利]一種基于應力增強結構的電力電纜進水傳感裝置

在審

• 申請號: 201910443901.0
• 申請日: 2019-05-27
• 公開（公告）號: CN110132325A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 劉剛;許志鋒
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01D5/26
• 分類號: G01D5/26;G01V8/00;H01B7/14;H01B7/32;H01B9/00;H01B9/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

本發明公開了一種基于應力增強結構的電力電纜進水傳感裝置，該傳感裝置包括傳感光纖、吸水膨脹材料與應力增強結構三層結構；內層為傳感光纖，中間層為緊密包裹內層光纖的吸水膨脹材料，外層為應力增強結構。將傳感裝置安裝在電纜內部，電纜內部進水時，水分被中間層材料吸收膨脹后,在外層應力增強結構的約束作用下，增強吸水膨脹后對內層傳感光纖的擠壓效果，改變光纖內光信號的傳播特征，通過對光纖信號傳播特征的分析實現對電纜內部進水情況的在線監測。本發明中的傳感裝置采用內置方式，提升了監測的靈敏性與監測數據的準確性，為電纜線路的運維提供信息支撐。

技術領域

本發明涉及電纜線路在線監測技術領域，具體涉及一種基于應力增強結構的電力電纜進水傳感裝置。

背景技術

隨著我國經濟的快速發展與城市建設的快速推進，電力電纜的應用越來越廣泛。電纜具有多層保護結構，在采用正確的安裝工藝和敷設過程后，其內部不應該含有水分。但是近年來對電纜故障進行統計發現，大部分故障電纜普遍存在內部進水，導致銅屏蔽層乃至纜芯銹蝕的情況存在。電力電纜進水，會使絕緣層產生水樹，嚴重降低電纜的絕緣水平，同時進水導致內部金屬銹蝕，會導致電纜異常發熱，兩者會大大縮短電纜的使用壽命，造成巨大的安全隱患。目前并無針對運行電纜進水實現在線監測的相關裝置和方法，由于電纜進水后，在絕緣完好的情況下，其對電纜的損害是一個發展較為緩慢的過程，發現進水問題時內部導體以及屏蔽層往往已經銹蝕嚴重，不能繼續使用。因此研發一種基于應力增強結構的電力電纜進水傳感裝置，及時發現電纜進水問題并采取相關措施，對于保證輸電網路安全和供電可靠性具有重大意義。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中的上述缺陷，提供一種基于應力增強結構的電力電纜進水傳感裝置。該傳感裝置能對運行電纜內部進水情況進行實時監測，根據需要可以在電纜生產過程中安裝于電纜的內層結構，適用于各種有相關需要的電力電纜，解決了目前缺少運行電纜進水監測裝置和方法的難題，利用本裝置和方法能為電纜線路的運維提供信息支撐。

本發明的目的可以通過采取如下技術方案達到：

一種基于應力增強結構的電力電纜進水傳感裝置，所述的傳感裝置包括由內而外緊密貼合設置的傳感光纖1、吸水膨脹材料2與應力增強結構3，其中，內層為傳感光纖1，中間層為緊密包裹內層光纖的吸水膨脹材料2，外層為應力增強結構3；

所述的應力增強結構3提供水分自由進出的通道，同時提供向內應力，束縛吸水膨脹材料，在外層應力增強結構約束作用下，中間層的吸水膨脹材料2吸水后向內單向膨脹擠壓內層傳感光纖1，使內層傳感光纖受1擠壓產生形變增大，從而改變內層傳感光纖1中光信號的傳播特征，通過對光纖信號傳播特征的分析實現對電纜內部進水情況的在線監測。

進一步地，所述的吸水膨脹材料2以及應力增強結構3采用全段或分段方式包裹傳感光纖1，分段長度根據實際需要進行調整。

進一步地，所述的傳感光纖1為具有光纖傳感單元的光纖或具有護套的光纜狀結構。

進一步地，所述的吸水膨脹材料2采用親水橡膠作為材料。

進一步地，所述的吸水膨脹材料2為圓筒狀。

進一步地，所述的應力增強結構3為具有高機械強度的多孔結構，緊密包裹中間層吸水膨脹材料2。

進一步地，所述的應力增強結構3的孔徑大小及密度根據實際需要調整。

外層的應力增強結構3方便水分自由進出以及提供向內應力，保證中間層的吸水膨脹材料2吸水后向內單向膨脹擠壓內層傳感光纖1，增強吸水膨脹后對內層傳感光纖1的擠壓效果，并避免其向外膨脹破壞電纜結構，同時為傳感光纖1充當鎧裝保護結構。