專利名稱：一種利用光纖Bragg光柵監(jiān)測(cè)中壓電力電纜中間接頭溫度的卡環(huán)式傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種利用光纖Bragg光柵器監(jiān)測(cè)中壓電力電纜中間接頭溫度的卡環(huán)式傳感器，屬光電子測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著電氣設(shè)備容量的擴(kuò)大和社會(huì)總需求電量的日益增長(zhǎng)，電力電纜已經(jīng)成為輸送電力的血?jiǎng)用}，常常在高電壓、大電流下長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)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(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)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(gè)突發(fā)的事故，是由于電力電纜中間接頭因各種故障產(chǎn)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(dǎo)致熱擊穿或者電纜火 災(zāi)，一旦這種事故發(fā)生就會(huì)影響供電正常和電網(wǎng)的穩(wěn)定性，造成電力系統(tǒng)的癱瘓和巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此對(duì)電纜中間接頭的監(jiān)測(cè)是十分必要的，具有重要的意義。目前對(duì)電纜中間接頭的測(cè)溫有采用無(wú)線傳輸?shù)碾娮訙y(cè)量裝置和傳感器安裝在接頭外表面的測(cè)量裝置。采用無(wú)線傳輸?shù)碾娮訙y(cè)量裝置容易受到電纜本身的大電流、強(qiáng)磁場(chǎng)影響，測(cè)量結(jié)果不夠準(zhǔn)確，且無(wú)線信號(hào)傳輸?shù)木嚯x是有限的；采用傳感器安裝在接頭外表面的測(cè)量裝置，傳感器比較容易受到外部環(huán)境溫度、空氣對(duì)流等影響，最終產(chǎn)生測(cè)量誤差。與本實(shí)用新型裝置最接近的技術(shù)是周驍威，“高壓設(shè)備電纜接頭的在線測(cè)溫裝置及其裝置”，申請(qǐng)?zhí)枮?00810124298. I。該測(cè)量裝置是采用溫度傳感器安裝在金屬導(dǎo)體的表面，通過(guò)無(wú)線發(fā)射器傳輸信號(hào)。這種裝置容易受到電纜本身的大電流、強(qiáng)磁場(chǎng)影響，測(cè)量結(jié)果不夠準(zhǔn)確。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種利用光纖Bragg光柵監(jiān)測(cè)中壓電力電纜中間接頭溫度的卡環(huán)式傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)中壓電力電纜中間接頭溫度的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確度高。本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的包括三支光纖Bragg光柵溫度傳感器和電纜中間接頭的冷縮絕緣件I ;冷縮絕緣件I里面有應(yīng)力錐2和中間連接管3，光纖Bragg光柵溫度卡環(huán)式傳感器包括光纖Bragg光柵4、毛細(xì)銅管5、聚酰亞胺套管6、光纖引出線7、環(huán)狀金屬片8組成；把光纖Bragg光柵4通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂封裝在毛細(xì)銅管5中，且毛細(xì)銅管5和環(huán)狀金屬片8 —體成型，連接為一體，采用環(huán)氧樹(shù)脂把毛細(xì)銅管5和套在光纖引出線7上的聚酰亞胺套管6密封連接；三支光纖Bragg光柵溫度傳感器通過(guò)環(huán)狀金屬片8固定在冷縮絕緣件I的外表面，且固定點(diǎn)分別正對(duì)應(yīng)兩端應(yīng)力錐2的中點(diǎn)和中間連接管3的中點(diǎn)。所述的環(huán)狀金屬片8選為膨脹系數(shù)為0. 189X 10_4m /°C的銅材料制成。所述的冷縮絕緣件I屬于接頭的一部分，屬于冷縮電纜附件。本實(shí)用新型的工作原理由于兩端應(yīng)力錐為電場(chǎng)線最為集中處，中間連接管為接觸電阻最大處，當(dāng)有大電流和高壓電通過(guò)中間接頭，在兩端應(yīng)力錐和中間連接管最容易發(fā)生故障，或者應(yīng)力錐本體制造缺陷、電纜超負(fù)載運(yùn)行也會(huì)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(lái)，所以選擇對(duì)冷縮絕緣件內(nèi)部的兩端應(yīng)力錐和中間連接管的中點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量；然后根據(jù)光柵反射的波長(zhǎng)值的變化，通過(guò)光纖光柵卡環(huán)式傳感器Bragg波長(zhǎng)的移位與溫度的變化關(guān)系，計(jì)算出接頭內(nèi)部?jī)啥藨?yīng)力錐和中間連接管的溫度；最后根據(jù)所測(cè)量的溫度與常規(guī)溫度比照，當(dāng)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。本實(shí)用新型的數(shù)學(xué)模型如下由光纖的熱光效應(yīng)引起的光纖Bragg光柵反射波長(zhǎng)的移位量 ，有變化溫度引起的反射波長(zhǎng)位移為
權(quán)利要求1.ー種利用光纖Bragg光柵監(jiān)測(cè)中壓電カ電纜中間接頭溫度的卡環(huán)式傳感器，其特征是包括三支光纖Bragg光柵溫度傳感器和電纜中間接頭的冷縮絕緣件(I);冷縮絕緣件(I)里面有應(yīng)カ錐(2 )和中間連接管(3 );光纖Bragg光柵卡環(huán)式傳感器包括光纖Bragg光柵(4)、毛細(xì)銅管(5)、聚酰亞胺套管(6)、光纖引出線(7)、環(huán)狀金屬片(8)組成；把光纖此&88光柵(4)通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂封裝在毛細(xì)銅管(5)中，且毛細(xì)銅管(5)和環(huán)狀金屬片(8)—體成型，連接為一體，采用環(huán)氧樹(shù)脂把毛細(xì)銅管(5)和套在光纖引出線(7)上的聚酰亞胺套管(6)密封連接；三支光纖Bragg光柵溫度傳感器通過(guò)環(huán)狀金屬片(8)固定在冷縮絕緣件(I)的外表面，且固定點(diǎn)分別正對(duì)應(yīng)兩端應(yīng)カ錐(2)的中點(diǎn)和中間連接管(3)的中點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種利用光纖Bragg光柵監(jiān)測(cè)中壓電カ電纜中間接頭溫度的卡環(huán)式傳感器，其特征是環(huán)狀金屬片(8)選為膨脹系數(shù)為0. 189X10-4m /°C的銅材料制成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種利用光纖Bragg光柵監(jiān)測(cè)中壓電力電纜中間接頭溫度的卡環(huán)式傳感器，屬于光電子測(cè)量器件技術(shù)領(lǐng)域；包括三支光纖Bragg光柵溫度傳感器和電纜中間接頭的冷縮絕緣件；三支光纖Bragg光柵卡環(huán)式傳感器通過(guò)環(huán)狀金屬片固定在冷縮絕緣件的外表面，且固定點(diǎn)分別正對(duì)應(yīng)兩端應(yīng)力錐的中點(diǎn)和中間連接管的中點(diǎn)；本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力電纜中間接頭溫度的實(shí)時(shí)在線測(cè)量，同時(shí)減少了因外部環(huán)境溫度因素而產(chǎn)生的誤差，而且裝置簡(jiǎn)單，靈敏度高。
文檔編號(hào)G01K11/32GK202403831SQ20112050186
公開(kāi)日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)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(qǐng)人:云南電力試驗(yàn)研究院(集團(tuán))有限公司電力研究院, 昆明理工大學(xué)