专利名称：一种测量电力电缆中间接头温度的针式传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量电力电缆中间接头温度的针式传感器，属光电子测量技术领域。
背景技术：
随着社会发展的需要，在发电厂、城市供配电网及冶金企业中电缆的用量越来越多，常常将几十根电缆汇集在一起，因此电缆防火工作十分重要。而电缆中间接头是电缆火灾的元凶，电缆接头过热引起的电缆断路、短路、爆炸甚至引发重大火宅。电缆接头的工作状态是系统安全运行的重要因素，对电缆接头进行温度检测是预防和减少电缆火宅的有效措施。电力电缆中间接头温度是反映电力电缆运行状态的重要参数。通过检测中间连接管处的温度，可以了解电力电缆中间接头的运行情况。与本专利最接近的技术是徐元哲、王乐天、刘雪冬、李波，“电力电缆中间接头测温系统的设计”《高电压技术》，2009年12月刊，第35卷第12期。在该文献中提到采用铝片封装的光纤Bragg光栅温度传感器,采用绝缘高压热缩带将光纤Bragg光栅传感器包绕在电力电缆中间接头的外表面。如果绕包的厚度过大会影响电力电缆中间接头的散热，留下安全隐患；绕包的厚度过薄不能消除外界温度和空气对流对测量结果的干扰。
发明内容本实用新型提供了一种测量电力电缆中间接头温度的针式传感器，实现对中压电力电缆中间接头温度的实时在线监测，准确度高。本实用新型的是这样实现的:一种测量电力电缆中间接头温度的针式传感器，包括针形结构1、光纤Bragg光栅2、光纤3 ;针形结构I封装光纤Bragg光栅2，针形结构I的尾端通过环氧树脂密封连接，最后通过光纤引出线3与光分析设备相连接。针形结构I采用铝合金材料制成。本实用新型的有益效果:1、本实用新型采用针式铝合金材料封装，铝合金的强度大，导热性能好，结合配套管件易于安装和更换，便于准确测量。2、本实用新型减少了传统捆绑式或粘贴式的传感器因外部环境温度、空气对流等产生的测量误差。3、监测电力电缆中间接头常发生故障点中间连接管的温度的变化趋势，故障点由不同原因产生的热量传导到光纤Bragg光栅,最终使光纤Bragg光栅的反射波长峰值的偏移，实现了对电力电缆中间接头温度的实时在线测量，能及时了解电力电缆中间接头的运行情况。
图1本实用新型结构图；[0012]图2本实用新型的单芯电缆结构安装图；图3本实用新型的三芯电缆结构安装图；图中:1-针形结构、2-光纤Bragg光栅、3_引出光纤、4_防水保护层、5_冷缩绝缘件、6-中间连接管。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本实用新型最进一步说明，以方便技术人员理解。如图1所示:一种测量电力电缆中间接头温度的针式传感器，包括针形结构1、光纤Bragg光栅2、光纤3 ;针形结构I封装光纤Bragg光栅2,针形结构I的尾端通过环氧树脂密封连接，最后通过光纤引出线3与光分析设备相连接。针形结构I采用铝合金材料制成，铝合金材料有较大的热膨胀系数，并且铝合金材料强度大，针式结构易于直接安装。。所述的光纤Bragg光栅温度传感器安装时倾斜一定角度将其安装在冷缩绝缘件5外表面与防水保护层4之间其将正对应中间连接管6的中点位置，接着将插入口和光纤引出线3采用环氧树脂密封。如图2所示:对于单芯电缆结构，安装时将传感器的针尖和防水保护层4之间倾斜小于20。插入。如图3所示:对于三芯电缆结构，三根缆芯在防水保护层4内是互相相切的，安装时可以选择两根相贴的缆芯外边缝`隙插入，冷缩绝缘，5和防水保护层4之间有润滑物，只要将传感器将安装套管和传感器连接好之后针尖和防水保护层4的倾斜角15°介于45°之间，插入才能确保将传感器准确的安装不破坏电缆的绝缘层。电力电缆中间接头常发生故障点是在中间连接管附近，通过传感器检测电力电缆中间接头常发生故障点的温度，为判断接头健康状况提供了依据。本发明技术的数学模型如下:若测量过程中温度变化了 AT，由温度本身引起的光纤Bragg光栅的波长移位量AA1 ,引起的反射波长位移为 I η^ψ I ΑΛ+ —(α + ζ). Τ.Λ￡(I)在(I)式中 是光纤Bragg光栅的热光系数是光纤热膨胀系数。
实施例1、如图1所示:根据将封装好的针式光纤Bragg光栅温度传感器倾斜一定角度插入到电力电缆中间接头的冷缩绝缘件外正对应中间连接管6的中点。2、传感器安装成功后，按照中压电力电缆中间接头的安装要求、步骤完成对电力电缆中间接头针式传感器插入口与引出光纤的密封处理。3、光纤Bragg光栅的技术参数为:中心波4 =1550.000 nm，有效弹-光系数P=0.22。4、用分析仪获取光纤Bragg光栅反射的波峰值；[0030]5、把光纤Bragg光栅的热光系数 、光纤Bragg光栅的热膨胀系数α_、有效弹-光系数及=0.22代入(I)式，可以计算传感器的灵敏。理论计算出电力电缆中间接头的实时温度。电力电缆中间接头的温度传递到针形铝合金材料和光纤Bragg光栅，温度能改变光栅折射率，温度的变化也会导致光纤的热膨胀。无论是光栅折射率，还是光纤的热膨胀都会引起光纤Bragg光栅反射中心波长的变化。本实用新型通过具体实施过程进行说明的，在不脱离本实用新型范围的情况下，还可以对本实用新型专利进行各种变换及等同代替，因此，本实用新型专利不局限于所公开的具体实施过程，而应当包括落`入本实用新型专利权利要求范围内的全部实施方案。
权利要求1.种测量电力电缆中间接头温度的针式传感器，其特征在于:包括针形结构(I)、光纤Bragg光栅(2)、光纤(3);针形结构(I)封装光纤Bragg光栅(2),针形结构(I)的尾端通过环氧树脂密封连接，最后通过光纤引出线(3 )与光分析设备相连接。
2.据权利要求1所述的一种测量电力电缆中间接头温度的针式传感器，其特征在于:针形结构(I)采用铝合金材料制成。
专利摘要本实用新型涉及一种测量电力电缆中间接头温度的针式传感器，属于光电子测量器件技术领域。包括针形结构、光纤Bragg光栅、光纤；针形结构封装光纤Bragg光栅，针形结构的尾端通过环氧树脂密封连接，最后通过光纤引出线与光分析设备相连接。本实用新型与传统的捆绑式或粘贴式的传感器比较减少了因外部环境温度、空气对流等带来的误差；采用较高热膨胀系数的铝合金材料封装形成，铝合金材料有较高的强度结合配套安装管件易于安装和更换，并且实现了对电力电缆中间接头温度的实时在线测量。
文档编号G01K11/32GK202928718SQ201220314879
公开日2013年5月8日 申请日期2012年7月2日 优先权日2012年7月2日
发明者李川, 薛珍丽, 许晓平, 陈富云, 李英娜 申请人:昆明理工大学