專利名稱：一種利用光纖Bragg光柵監(jiān)測中壓電力電纜中間接頭溫度的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種利用光纖Bragg光柵器監(jiān)測中壓電力電纜中間接頭溫度的方法， 屬光電子測量技術領域。
背景技術：
隨著電氣設備容量的擴大和社會總需求電量的日益增長，電力電纜已經成為輸送電力的血動脈，常常在高電壓、大電流下長期連續(xù)運行，電力電纜中間接頭是最薄弱環(huán)節(jié)， 容易發(fā)生故障。根據實際運行經驗和理論分析都表面，在電力電纜中間接頭處發(fā)生的故障往往不是一個突發(fā)的事故，是由于電力電纜中間接頭因各種故障產生大量的熱量使接頭的溫度不斷升高，加快電纜絕緣材料的老化、泄流電流逐步增大，最終導致熱擊穿或者電纜火災，一旦這種事故發(fā)生就會影響供電正常和電網的穩(wěn)定性，造成電力系統(tǒng)的癱瘓和巨大的經濟損失，因此對電纜中間接頭的監(jiān)測是十分必要的，具有重要的意義。目前對電纜中間接頭的測溫有采用無線傳輸的電子測量方法和傳感器安裝在接頭外表面的測量方法。采用無線傳輸的電子測量方法容易受到電纜本身的大電流、強磁場影響，測量結果不夠準確，且無線信號傳輸的距離是有限的；采用傳感器安裝在接頭外表面的測量方法，傳感器比較容易受到外部環(huán)境溫度、空氣對流等影響，最終產生測量誤差。與本發(fā)明方法最接近的技術是周驍威，“高壓設備電纜接頭的在線測溫方法及其裝置”，申請?zhí)枮?00810124298. 1。該測量方法是采用溫度傳感器安裝在金屬導體的表面， 通過無線發(fā)射器傳輸信號。這種方法容易受到電纜本身的大電流、強磁場影響，測量結果不夠準確。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種利用光纖Bragg光柵監(jiān)測中壓電力電纜中間接頭溫度的方法， 實現(xiàn)對中壓電力電纜中間接頭溫度的實時在線監(jiān)測，準確度高。本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)的首先把三支光纖Bragg光柵溫度傳感器固定在冷縮絕緣件1的外表面，且固定點分別正對應兩端應力錐2的中點和中間連接管3的中點，然后根據光柵反射的波長值的變化，通過光纖光柵溫度傳感器Bragg波長的移位與溫度的變化關系，計算出接頭內部兩端應力錐和中間連接管的溫度；最后根據所測量的溫度與常規(guī)溫度比照，當有其中任一支及以上出現(xiàn)異常，都可以判定中間接頭處于非正常工作情況。所述的冷縮絕緣件1屬于接頭的一部分，里面有應力錐2和中間連接管3。所述測溫位置的選擇由于兩端應力錐為電場線最為集中處，中間連接管為接觸電阻最大處，當有大電流和高壓電通過中間接頭，在兩端應力錐和中間連接管最容易發(fā)生故障，或者應力錐本體制造缺陷、電纜超負載運行也會引發(fā)故障，在發(fā)生故障之前通常是以溫升異常的形式表現(xiàn)出來。所以通過監(jiān)測兩端應力錐和中間連接管處的溫度，可以更加全面地掌握中間接頭的運行狀況，避免了因中間接頭引發(fā)的故障，而最終導致電纜火災、局部電網癱瘓。所述光纖Bragg光柵溫度傳感器的選擇可以選用普通的光纖Bragg光柵溫度傳感。所述光纖Bragg光柵溫度傳感器的固定可以通過環(huán)氧樹脂把三支光纖Bragg光柵溫度傳感器固定在冷縮絕緣件1的外表面，且固定點分別正對應兩端應力錐2的中點和中間連接管3的中點，可以采用其他的固定方式傳感器。本發(fā)明技術的數學模型如下
中間接頭的溫度傳遞到光纖Bragg光柵溫度傳感器，光柵的反射峰值波長的變化。反射回來的峰值波長滿足
知=(1) 對(1)式進行溫度T求導可得
權利要求
1. 一種利用光纖Bragg光柵監(jiān)測中壓電力電纜中間接頭溫度的方法，其特征是首先把三支光纖Bragg溫度傳感器固定在冷縮絕緣件的外表面，且固定點分別正對應兩端應力錐的中點和中間連接管的中點；然后根據光柵反射的波長值的變化，通過光纖光柵溫度傳感器Bragg波長的移位與溫度的變化關系，計算出接頭內部兩端應力錐和中間連接管的溫度；最后根據所測量的溫度與常規(guī)溫度比照，當有其中任一支及以上出現(xiàn)異常，都可以判定中間接頭處于非正常工作情況。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用光纖Bragg光柵監(jiān)測中壓電力電纜中間接頭溫度的方法，屬于光電子測量器件技術領域；首先把三支光纖Bragg溫度傳感器固定在冷縮絕緣件的外表面，且固定點分別正對應兩端應力錐的中點和中間連接管的中點；然后根據光柵反射波長值的變化，通過光纖光柵溫度傳感器Bragg波長的移位與溫度的變化關系，計算出接頭內部兩端應力錐和中間連接管的溫度；最后根據所測量的溫度與常規(guī)溫度比照，當有其中任一支及以上出現(xiàn)異常，都可以判定中間接頭處于非正常工作情況。本方法適用于對中壓電纜中間接頭的溫度，實現(xiàn)了對電力電纜中間接頭溫度的實時在線測量，同時減少了因外部環(huán)境溫度因素而產生的測量誤差，而且方法簡單，靈敏度高。
文檔編號G01K11/32GK102494800SQ20111040034
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月6日 優(yōu)先權日2011年12月6日
發(fā)明者孫家祿, 李川, 李建發(fā), 趙艷峰, 陳炎鋒 申請人:云南電力試驗研究院(集團)有限公司電力研究院, 昆明理工大學