电力电缆内置光纤技术研究

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1、2016年4月Apr．2016第44卷第2期(总第243期)Vo1．44No．2(Ser．No．243)电力电缆内置光纤技术研究ResearchOilOpticalFiberTechnologyinPowerCable刘俊博，司昌健，杨代勇(国网吉林省电力有限公司电力科学研究院，长春130021)摘要：介绍了分布式光纤测温系统在电缆温度在线监测方面的应用，分析了电缆测温光缆的安装、敷设，得出安装在电缆内部的内绞合光缆性价比最优，螺旋式敷设节距均匀稳定，更利于测温的定位。采用ANSYS仿真软件对电缆电磁场分布进行计算并建立力学分析模型，结果表明，光缆越靠近金属护套安全性能越好，金属材质的加强件须

2、采用非磁性材料，并得出了光缆最优节距为375mm。关键词：光纤；温度；测量；电缆；电磁场；力学分析中图分类号：TM247文献标志码：B文章编号：1009—5306(2016)02—0017—04分布式光纤测温系统为电缆温度在线监测提供b．光纤包覆不锈钢及绝缘护套结构。这种光缆了一个良好的解决方案，这种技术通过在电缆表面在制造过程中需要对不锈钢丝进行冷轧压延处理，或内部敷设一条测温光缆(光纤及其附属加强件)来此过程中会导致不锈钢材质“变质”，产生磁性，严重实时监测电缆温度变化，提供了火灾信号早期探测、时用磁铁就可以将其吸附。将这种材质结构的光缆信号位置、报警信息及联动控制，同时根据分布式光置于高

3、压电缆的内部，违反了电力电缆的设计原则，纤测温系统提供的电缆温度数值，加上电缆的散热即单芯电缆应采用非磁性材料进行铠装。系数和周围的敷设环境条件，建立电缆温度与电缆C．光纤包覆绝缘护套结构。这种光缆为了提高线芯温度或载流量之间的对应关系。通过合理的数其抗拉性能，一般采用两边平行放置一根玻璃纤维学模型对电缆的线芯温度进行推算，并与其允许温钢(FRP)作为加强件，其优点是全部采用非金属材度进行比较，同时计算出电缆线路的实际负载率，及料，不用顾忌电磁影响；但FRP的刚性很强，容易断早发现电缆早期隐患，实现电缆导体的非接触在线裂，并穿透PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)管损伤光纤。诊断，全面提升电网的运行

4、水平。以下就测温光缆结d．光纤包覆不锈钢或PBT外覆绝缘护套及加构、安装、磁场、力学模型进行分析。强铜导线结构(见图1)。采用直径大于PBT管径的铜丝、铝合金丝或芳纶芯加强件对其加强防护，在保1电缆内置测温光缆结构证光缆抗拉性能的前提下提高其抗压性能，特别是采用芳纶芯加强件，使光缆全部由非金属材料组成，由于光纤为非磁性材料，不受电场的影响，电力完全避免了电磁场的影响，安全指数极高。电缆与光缆一体化的技术关键是在结构上解决好光缆的抗压、抗拉性能，为了避免电缆加工及施工过程中光缆被拉伸或挤压，制造厂家采用如下光缆结构。a．光纤包覆不锈钢护套结构。这种光缆结构采用不锈钢焊接工艺，直接将光纤包覆在密封

5、的不锈钢管内，其优点是结构简单、尺寸小，拉伸抗压性能较好；但小尺寸不锈钢管的成型焊接加工工艺难度图1光缆结构示意图大，制造成本高，弯曲性能一般。收稿日期：2015—10—20作者简介：刘俊博(1987)，男，工程师，从事电缆及其附件运行、检测技术研究工作。·17·2016年4月Apr．2016第44卷第2期(总第243期)Vo1．44NO．2(Ser．No．243)通过上述几种典型测温光缆结构特点的分析，发现光纤包覆不锈钢(或PBT)外覆绝缘护套及芳皿ⅢIj纶芯加强结构的光缆，有着不可替代的优越性，在未旺来将得到广范的应用。丑2测温光缆的敷设安装臼期2．1测温光缆的安装位置对比分析a．6月份用

6、电量分布a．光缆安装在电缆外表面。将光缆安装在高压、超高压电缆的外表面，用以监测电缆全长的表面温度，即外敷表贴式安装。这种方式安装简单，制造费用低，利于光缆的接续，但由于光缆测的是电缆表面温度，将对测量精度造成一定的影响。b．光缆内置于导体线芯。这种安装方式必须考虑两个问题：一是电缆中间接头的导体压接，必须将光缆引出，在压接管外部实现光缆的接续，既要保证FJ期接续可靠、损耗小、允许拉伸力和压扁力满足要求，b．6月份测量温度分布又要保证绕包带材之后不影响应力锥的套装；二是电缆终端与其他电气设备接续之前，必须将光缆引图2两种光缆安装方式的用电量和测温比较出，要求不改变电缆终端各部分之间、各部分与地

7、之放方式，导致无法精确控制节距，最终会影响测温定间的绝缘水平，但后者还没有一种可以推广的方案，位的准确性。这种光缆安装方式暂处于理想状态。b．直线式敷设。直线式敷设是将光缆以直线的C．光缆内置于缓冲层。将光缆置于电缆的绝缘形式布放在电缆表面，但光缆自身十分脆弱，制造的屏蔽层与金属护套之间质地较为柔软的半导电(阻光缆余长无法满足电缆在制造、敷设过程中的弯曲水)缓冲层中，避免了刚性接触，对光缆的挤压程