[發明專利]一種雙路紅外光譜分析法測量電纜濕度的方法

有效

• 申請號: 202011437230.6
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112557336B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 王宏偉;王少華;王宇川;張海鳳
• 申請（專利權）人: 中電保力（北京）科技有限公司
• 主分類號: G01N21/3554
• 分類號: G01N21/3554;G01N21/3563
• 代理公司: 北京中知星原知識產權代理事務所(普通合伙) 11868
• 代理人: 艾變開

本發明涉及一種雙路紅外光譜分析法測量電纜內部濕度的方法，包括以下步驟：采用雙路紅外光照射測試材料的同一位置，測試反射光強，計算吸光度，根據吸光度?濕度標準曲線的線性關系公式計算得到電纜內部濕度，所述測試材料是在疏水基材上包覆有吸水材料。本發明采用雙光路的紅外光進行濕度的檢測，反應靈敏，采用高吸水的材料能夠做到快速的水汽平衡，采用光纜進行吸光度的計算，方便快捷，便于實時監控電纜內部的含水量情況。本發明建立的濕度和吸光度之間線性關系優異，而且敏感型好，當采用氧化石墨烯作為吸水材料時，對濕度的變化的相應靈敏度為0.0065(吸光度)％^?1。

技術領域

本發明屬于濕度傳感器技術領域，具體涉及一種雙路紅外光譜分析法測量電纜內部濕度的方法。

背景技術

我國是電力大國，電纜是由一根或多根相互絕緣的導體外包絕緣層和保護層制成，用于將電力或信息從一處傳遞到另一處的導線。一般為架空電纜或者地下電纜。電纜對于防水防潮具有很高的要求，一旦電纜進水受潮后，在高壓電磁場的作用下將會逐步形成水樹枝放電，破壞主絕緣，直到擊穿放電。因此，電纜施工敷設的質量保證對日后電纜可靠運行非常重要；電力電纜進水危害極大，可能導致嚴重的短路甚至火災，給國民經濟建設帶來嚴重損失和安全隱患。在南方超溫高濕的天氣下，或者由于地下電纜埋于地下，潮氣較重，電纜存放過久，因保存不當也會有水汽滲入電纜端頭；特別是現代城市大型工程用電力電纜及高壓電纜，大都采用地下敷設，需要經常穿越道路、橋梁和涵洞等；由于天氣或其他原因，電纜溝內也時常積聚了許多的水，敷設過程中，不可避免的會出現電纜頭浸在水中施工的情況；還如自然災害條件下造成電纜端頭進水時有發生，如暴雨、洪水或因地埋施工需穿管破損因管內有水及人的因素造成；因電纜頭防護不當、包扎不嚴或破損而使水進入電纜；另外在牽引和穿管時，有時也會發生外護套甚至鋼鎧被刮壞現象，當使用機械牽引時，這種現象尤為突出。傳統工況一般需要斷電后對整段電路進行檢測，且只能檢測整條電纜電阻的變化來判斷電纜是否進水，無法對設備電纜接頭做到實時的檢測和水分含量數值。同時，傳統電阻法也無法確定進水部位，對電纜檢修施工造成了極大了的困難。

CN210053192U公開了一種具有指示功能的柔性防火電纜終端，其是在靠近裸露纜芯處固定一側鏈接透明盒體，盒體內放置吸水變色的干燥劑無水硫酸銅粉末。CN105575523A公開了一種防潮電纜，在抽氣閥安裝有沾水變色的試紙。CN207165258U公開了一種防水馬達電源線，在內部設置有吸水變色的無水硫酸銅顆粒，通過外部透明的外絕緣套層進行觀察，判斷纜線內是否進水。但是采用試紙或者試劑的吸水變色材料，一方面材料的力學強度不夠，容易取出測試，或者安裝條件下發生損壞，不方便安裝在電纜的內部。而且指示劑受到環境熱的影響很大，分辨率低。更重要的是，簡單將變色試紙或變色試劑放入電纜內部，會在較低的濕度環境下即發生變色，此時試劑還未達到電纜內部含水量的超標值，此時就地電纜進行檢測或者更換，會導致極大的增加成本。因此，簡單的將吸水變色材料直接放置電纜中，工藝上麻煩，而且對于判斷電纜含水量是否超標可靠性不夠，基于此，亟需開發一種能夠有效測試電纜是否進水的材料，綜合性優異，力學強度達標，制造方便，快速反應的材料。

申請人在前的專利CN202011001219.5公開了一種測試電纜是否進水的復合測試材料及其制備方法和應用，其是采用吸水樹脂，聚氨酯丙烯酸樹脂，無機顯色劑，增塑劑，填料，阻燃劑為原料制備的復合測試材料，使用時觀察材料是否變色來判斷電纜內部是否進水，但是該專利的方法只能定性地分析電纜內部是否進水，而無法判斷電纜內部濕度的具體情況。CN202011002738.3提出了一種透光率會歲濕度變化的復合材料，能夠定量地通過透光率和濕度的標準曲線，測試材料的透光率即可計算得到濕度。在濕度25-70RH％的較寬范圍內，透光率和濕度的線性關系良好。但是改材料反應不夠靈敏，而且透光率的測試由于儀器精度，還不夠靈敏，不能準確反應電纜內部的濕度。