一種碳纖維芯光電復(fù)合自測(cè)溫電纜的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種碳纖維芯光電復(fù)合自測(cè)溫電纜，包括若干組碳纖維復(fù)合芯、內(nèi)絕緣層、外絕緣層和耐熱阻燃材料；所述碳纖維復(fù)合芯包括碳纖維絲和玻璃纖維絲，通過(guò)將成股的碳纖維絲和玻璃纖維絲絞合后，采用樹(shù)脂浸漬，而后采用烘箱固化而成；還包括有不銹鋼光單元，所述的不銹鋼光單元為由若干條光纖置于一個(gè)不銹鋼保護(hù)管內(nèi)組成，至少一根光纖為刻寫(xiě)有測(cè)溫光柵的光柵光纖。本發(fā)明的有益效果是：質(zhì)地柔軟，強(qiáng)度更大，制成的電纜比傳統(tǒng)碳纖維電纜柔軟性好，具有更小的彎曲半徑；可以實(shí)時(shí)測(cè)溫。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種碳纖維芯光電復(fù)合自測(cè)溫電纜

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電線電纜領(lǐng)域，尤其涉及一種碳纖維芯光電復(fù)合自測(cè)溫電纜。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，電力需求的不斷增長(zhǎng)，電纜作為電能傳輸?shù)妮d體的需求量也越來(lái)越大，而目前國(guó)內(nèi)用的電纜導(dǎo)線多是鋼芯鋁絞線和鋼芯鋁合金導(dǎo)線，這些導(dǎo)線的重量較大，電阻較大，并且現(xiàn)有的導(dǎo)線電損高，能量損失大、輸電容量低。各國(guó)均在研究新型架空輸電路用導(dǎo)線，以取代傳統(tǒng)的鋼芯鋁絞線，常用的有碳纖維復(fù)合芯電纜。但是，現(xiàn)有的碳纖維復(fù)合芯強(qiáng)度還不夠，還不夠柔軟，彎曲半徑大，做成的電纜彎曲性能不好。
[0003]此外，現(xiàn)有光電復(fù)合纜，具有光纖通信功能和電力傳輸功能，可以實(shí)現(xiàn)各種控制信號(hào)、網(wǎng)絡(luò)信號(hào)以及電力的傳輸，適應(yīng)電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、電力網(wǎng)多網(wǎng)融合的使用需要。但是，這種光電復(fù)合纜在運(yùn)行中溫升情況無(wú)法監(jiān)測(cè)，容易發(fā)生因電力導(dǎo)線負(fù)載增加引起升溫導(dǎo)致整個(gè)電纜損壞的現(xiàn)象。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)中導(dǎo)線的上述缺陷，提供一種碳纖維芯光電復(fù)合自測(cè)溫電纜。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
一種碳纖維芯光電復(fù)合自測(cè)溫電纜，其特征在于，包括若干組碳纖維復(fù)合芯、內(nèi)絕緣層、外絕緣層和耐熱阻燃材料；所述碳纖維復(fù)合芯包括碳纖維絲和玻璃纖維絲，通過(guò)將成股的碳纖維絲和玻璃纖維絲絞合后，采用樹(shù)脂浸潰，而后采用烘箱固化而成；在每組碳纖維復(fù)合芯外緊包內(nèi)絕緣層，在各組碳纖維復(fù)合芯外緊包外絕緣層；在所述內(nèi)絕緣層和外絕緣層之間填充有耐熱阻燃材料；還包括有不銹鋼光單元，所述不銹鋼光單元容納在所述阻燃材料中；所述的不銹鋼光單元為由若干條光纖置于一個(gè)不銹鋼保護(hù)管內(nèi)組成，不銹鋼保護(hù)管采用松套結(jié)構(gòu)，不銹鋼保護(hù)管空隙內(nèi)連續(xù)填充阻水物，不銹鋼保護(hù)管外包覆一層銅層；所述不銹鋼光單元沿著所述碳纖維復(fù)合芯延伸，至少一根光纖為刻寫(xiě)有測(cè)溫光柵的光柵光纖；光柵光纖上每間隔預(yù)定的距離形成一個(gè)光柵測(cè)溫點(diǎn)，預(yù)定的距離為300-500米。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:采用了玻璃纖維和碳纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)樹(shù)脂浸潰并采用烘箱固化后，質(zhì)地柔軟，強(qiáng)度更大，制成的電纜比傳統(tǒng)碳纖維電纜柔軟性好，具有更小的彎曲半徑，能更好的服務(wù)于輸電線路。
[0007]實(shí)際生產(chǎn)中如使用本發(fā)明的電纜，既可以正常輸送電能，又能進(jìn)行通訊，還能自身進(jìn)行溫度測(cè)量。這樣就節(jié)省了為了電力通訊而增加的ADSL、OPGW等設(shè)備，也能減少因?yàn)镺PGW引起的雷擊等事故威脅。另外還能節(jié)省目前工作中采取的使用很高成本的GPS導(dǎo)線測(cè)溫設(shè)備，節(jié)省巨大的成本。在將本發(fā)明的電纜作為傳輸電力的線路時(shí)，工作人員可以根據(jù)所述電纜測(cè)量到的線路溫度來(lái)直接確定線路的實(shí)際承載狀況。
[0008]本發(fā)明對(duì)加強(qiáng)電纜在線監(jiān)測(cè)、掌握溫度變化、提高電纜傳輸容量、降低線損、提高電網(wǎng)運(yùn)行安全、增加通信備份、解決全方位通信方案等等方面都顯示出具大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，尤其在當(dāng)下國(guó)家全力建設(shè)環(huán)保型、經(jīng)濟(jì)型社會(huì)的主潮流中更加顯示出強(qiáng)大的現(xiàn)實(shí)意義。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明不銹鋼光單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖1所示，一種碳纖維芯光電復(fù)合自測(cè)溫電纜，包括若干組碳纖維復(fù)合芯2、內(nèi)絕緣層1、外絕緣層4和耐熱阻燃材料3 ;所述碳纖維復(fù)合芯2包括碳纖維絲11和玻璃纖維絲10，通過(guò)將成股的碳纖維絲11和玻璃纖維絲10絞合后，采用樹(shù)脂浸潰，而后采用烘箱固化而成；在每組碳纖維復(fù)合芯2外緊包內(nèi)絕緣層I，在各組碳纖維復(fù)合芯外緊包外絕緣層4 ;在所述內(nèi)絕緣層I和外絕緣層4之間填充有耐熱阻燃材料3 ;還包括有不銹鋼光單元5，所述不銹鋼光單元5容納在所述阻燃材料3中。
[0012]如圖2所示，不銹鋼光單元5為由若干條光纖9置于一個(gè)不銹鋼保護(hù)管6內(nèi)組成，不銹鋼保護(hù)管6采用松套結(jié)構(gòu)，對(duì)光纖9起機(jī)械緩沖、防止絞合金屬線的側(cè)向壓力并起隔熱保護(hù)作用；不銹鋼保護(hù)管6空隙內(nèi)連續(xù)填充合適的阻水物8，阻水物8能有效防止潮氣或水份滲進(jìn)光單元，不損害光纖9傳輸特性和使用壽命；不銹鋼保護(hù)管6外包覆一層銅層7，有效防止防止不同材料形成的電位腐蝕。所述不銹鋼光單元5沿著所述碳纖維復(fù)合芯2延伸，至少一根光纖為刻寫(xiě)有測(cè)溫光柵的光柵光纖；光柵光纖上每間隔預(yù)定的距離形成一個(gè)光柵測(cè)溫點(diǎn)，預(yù)定的距離為300-500米。
[0013]本發(fā)明采用直接在光纖上制作刻錄光柵的方法進(jìn)行測(cè)溫導(dǎo)體制造。用光纖刻錄成的光柵光纖是利用光纖材料的光敏性，通過(guò)特殊的加工方式，使纖芯內(nèi)形成空間相位光柵，局部形成一個(gè)窄帶的反射鏡面，對(duì)特定波長(zhǎng)的光形成反射。當(dāng)光纖的溫度發(fā)生變化時(shí)，光柵的周?chē)鷷?huì)隨著光纖的熱脹冷縮發(fā)生變化，該變化會(huì)改變反射波長(zhǎng)，通過(guò)測(cè)量反射光的波長(zhǎng)變化，便可測(cè)量出光柵所處位置的光纖感應(yīng)溫度。同樣，通過(guò)測(cè)量反射光的延遲，可得知光柵的位置。這就是利用光柵光纖測(cè)溫的原理。
[0014]直接刻光柵的方式不產(chǎn)生附加損耗，不會(huì)影響測(cè)量距離，這種制作方式要好于熔接的制作方式。通過(guò)光纖刻錄成的光柵光纖測(cè)溫方式由于是特制有針對(duì)性的光纖，反射信號(hào)強(qiáng)，因此對(duì)設(shè)備的發(fā)射功率和接收靈敏度要求都低于拉曼反射測(cè)溫方式，且設(shè)備的穩(wěn)定性好。同時(shí)帶來(lái)的好處是測(cè)量距離遠(yuǎn)，測(cè)量距離可以在10km以上，測(cè)量精度在±2°C以?xún)?nèi)。
[0015]這些光纖中的至少一根光纖上進(jìn)行刻寫(xiě)光柵，在設(shè)定的位置進(jìn)行刻寫(xiě)光柵，通過(guò)發(fā)射光信號(hào)測(cè)量不同位置光柵的感應(yīng)溫度。這就是實(shí)現(xiàn)了利用光柵光纖測(cè)溫。本發(fā)明不需要測(cè)量整條線路的連續(xù)溫度分布，可以選用每300?500米一個(gè)測(cè)量點(diǎn)，或在弧垂最低點(diǎn)加大分布光柵點(diǎn)，選用光柵光纖的測(cè)溫方式監(jiān)控線路溫度變化，可隨時(shí)通過(guò)掌握的溫度調(diào)整輸傳容量。優(yōu)選地，可選擇300米、400米、500米作為相鄰測(cè)溫點(diǎn)的間隔距離。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，不銹鋼光單元內(nèi)部穿有24根光纖，在這24根光纖中的8根光纖上進(jìn)行刻寫(xiě)光柵。在這8根光纖中的每根上都刻錄15個(gè)光柵，即每根上共15個(gè)測(cè)溫點(diǎn)。在該實(shí)施例中，使用24根光纖中的16根光纖進(jìn)行通訊，利用24根光纖中的8根刻錄有光柵的光纖進(jìn)行測(cè)溫。實(shí)踐證明，該方法能夠達(dá)到較好的效果。
[0017]實(shí)際生產(chǎn)中如使用本發(fā)明的自測(cè)溫電纜，既可以正常輸送電能，又能進(jìn)行通訊，還能自身進(jìn)行溫度測(cè)量。這樣就節(jié)省了為了電力通訊而增加的ADSL、OPGW等設(shè)備，也能減少因?yàn)镺PGW引起的雷擊等事故威脅。另外還能節(jié)省目前工作中采取的使用很高成本的GPS導(dǎo)線測(cè)溫設(shè)備，節(jié)省巨大的成本。在將自測(cè)溫電纜作為傳輸電力的線路時(shí)，工作人員可以根據(jù)測(cè)量到的線路溫度來(lái)直接確定線路的實(shí)際承載狀況。
【權(quán)利要求】
1.一種碳纖維芯光電復(fù)合自測(cè)溫電纜，其特征在于，包括若干組碳纖維復(fù)合芯、內(nèi)絕緣層、外絕緣層和耐熱阻燃材料；所述碳纖維復(fù)合芯包括碳纖維絲和玻璃纖維絲，通過(guò)將成股的碳纖維絲和玻璃纖維絲絞合后，采用樹(shù)脂浸潰，而后采用烘箱固化而成；在每組碳纖維復(fù)合芯外緊包內(nèi)絕緣層，在各組碳纖維復(fù)合芯外緊包外絕緣層；在所述內(nèi)絕緣層和外絕緣層之間填充有耐熱阻燃材料；還包括有不銹鋼光單元，所述不銹鋼光單元容納在所述阻燃材料中；所述的不銹鋼光單元為由若干條光纖置于一個(gè)不銹鋼保護(hù)管內(nèi)組成，不銹鋼保護(hù)管采用松套結(jié)構(gòu)，不銹鋼保護(hù)管空隙內(nèi)連續(xù)填充阻水物，不銹鋼保護(hù)管外包覆一層銅層；所述不銹鋼光單元沿著所述碳纖維復(fù)合芯延伸，至少一根光纖為刻寫(xiě)有測(cè)溫光柵的光柵光纖；光柵光纖上每間隔預(yù)定的距離形成一個(gè)光柵測(cè)溫點(diǎn)，預(yù)定的距離為300-500米。
【文檔編號(hào)】G02B6/44GK104183328SQ201310193310
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2013年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月23日
【發(fā)明者】韋強(qiáng)啟, 姜新斌, 王桂花, 祝炳臣, 苗學(xué)鵬, 陳長(zhǎng)江, 龐文元 申請(qǐng)人:河南科信電纜有限公司