[發明專利]基于光纖光柵的光纜接頭盒濕度監測方法及系統

在審

• 申請號: 202110810333.0
• 申請日: 2021-07-19
• 公開（公告）號: CN113607198A
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 李任新;朱一峰;陳保豪;田霖;張承亮;陸國生
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司;廣東南方電力通信有限公司;深圳市特發信息股份有限公司
• 主分類號: G01D5/353
• 分類號: G01D5/353;G01D21/02
• 代理公司: 東莞領航匯專利代理事務所(普通合伙) 44645
• 代理人: 曾祥輝

本發明公開了基于光纖光柵的光纜接頭盒濕度監測方法及系統，一種電力光纜保護方法，所述方法包括在規劃的局域內，選定一根待保護電力光纜，并在電力光纜上等距離安裝若干個光纜接頭盒；在每個光纜接頭盒中均安裝一個傳感器，局域內的若干個傳感器共同形成實時監測組網；若干個傳感器所形成的監測組網通過光纖與實時分析裝置通訊連接，實時分析裝置將各個傳感器實時監測的信號轉化后，傳輸給遠程終端；遠程終端實時顯示傳感器在光纜接頭盒內監測的數據信息，該方法從根本上解決了因光纜接頭盒長期使用后，密封不良，導致雨水或潮氣進入電力光纜接頭盒內部，造成光纖斷裂或者光纖損耗進一步增大，從而嚴重威脅光纜線路的運行安全的問題。

技術領域

本發明涉及一種電力光纜保護方法，具體為基于光纖光柵的光纜接頭盒濕度監測方法及系統。

背景技術

在電力光纜運行過程中，屢次出現電力光纜通信損耗增大，影響線路通信質量的情況，嚴重威脅到電力光纜的正常壽命。經查，主要原因是現有電力光纜接頭盒存在著密封不良的情況，導致雨水或潮氣進入電力光纜接頭盒內部，而光纖一旦遇水或者潮氣會產生氫損，導致光纖損害增大。更有甚者，光纖如果長期浸水，其表面會受到損傷從而產生裂紋，使得光纖斷裂或者光纖損耗進一步增大，嚴重威脅光纜線路的運行安全。

為此，本領域的技術人員提出了一種基于光纖光柵的光纜接頭盒濕度監測方法及系統。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了基于光纖光柵的光纜接頭盒濕度監測方法及系統，解決了現有電力光纜接頭盒存在著密封不良的情況，導致雨水或潮氣進入電力光纜接頭盒內部，而光纖一旦遇水或者潮氣會產生氫損，導致光纖損害增大。更有甚者，光纖如果長期浸水，其表面會受到損傷從而產生裂紋，使得光纖斷裂或者光纖損耗進一步增大，嚴重威脅光纜線路的運行安全的問題。

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：

第一方面，本發明提出了基于光纖光柵的光纜接頭盒濕度監測方法，包括如下步驟：

在規劃的局域內，選定一根待保護電力光纜，并在電力光纜上等距離安裝若干個光纜接頭盒；

在每個光纜接頭盒中均安裝一個傳感器，局域內的若干個所述傳感器共同形成實時監測組網；

若干個所述傳感器所形成的監測組網通過光纖與實時分析裝置通訊連接，所述實時分析裝置將各個傳感器實時監測的信號轉化后，傳輸給遠程終端；

所述遠程終端通過內置軟件，實時顯示所述傳感器在所述光纜接頭盒內監測的數據信息。

進一步的，所述光纜接頭盒包括以及固定連接在上方，且尺寸相適配的，在所述的底端固定連接有，在所述的內部固定安裝有，在所述和的內部共同貫穿一根，所述途經的內部，在所述和之間的邊緣處分別開設有和，所述和連通，所述和之間設置有，若干組所述傳感器均通過所述中的一根光纖芯形成通訊連接結構。

進一步的，在每個光纜接頭盒中均安裝一個傳感器，局域內的若干個所述傳感器共同形成實時監測組網的步驟之后，還包括：

所述光纜接頭盒中，溫度、濕度的變化，會促使FBG的布拉格反射波長和發生漂移，且變化量分別為和，從而計算出溫度、濕度變化值，并對濕度測量的溫度交叉敏感進行補償。

進一步的，所述傳感器為光纖光柵傳感器，所述光纖光柵傳感器包括“T”字形結構的，在所述的外部涂覆一層，且在的內部設有一，在所述中設有用于對溫度、濕度敏感的以及僅對溫度敏感的，所述的涂覆層為，所述為改性聚酰亞胺濕敏薄膜，所述和串聯在一起。

進一步的，利用所述變化量和，計算出溫度、濕度變化值的公式如下：

根據耦合模理論，FBG反射波長滿足下式：

（1）

式中，為FBG的有效折射率；為FBG的光柵周期；等式右邊的第一項為由相對濕度變化量引起的彈光效應和溫度變化量引起的熱光效應共同作用的結果；第二項為和熱膨脹引起的FBG軸向應變之和。