专利名称：一种具有在线监测功能的碳纤维海底光电复合缆的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种海底电缆技术领域，尤其是涉及一种具有在线监测功能的碳纤维海底光电复合缆。
背景技术：
近年来，随着我国海洋经济建设，沿海岛屿与深海能源的开发加快，海底电力需求量猛增。海底光电复合缆是在海底电力电缆的基础上增加光缆单元，集电力传输和光纤通讯为一体，不但使用方便、安全可靠，而且可大幅节省制造和敷设费用，可广泛应用于大陆与海岛、海岛与海岛以及海洋石油平台的电力和通信的传输。国内科研单位和电缆厂商通 过科技攻关，提出诸多新型结构的海底光电复合电缆，如申请号为201020143086. O名称为《光电复合的海底电力电缆》的中国实用新型专利提出了一种制作成本低、电缆抗拉强度大及导电性合格的光电复合海底电力电缆，该电缆包含有三组相互叠置光纤单元。但是，目前所报道的海底光电复合缆，其复合的光缆只是用于光通讯信号的传输，尚未见报道将该光缆应用于电缆安全监测。由于该光缆是嵌套于海底电缆内部，光缆与海缆导体的距离比较近，这种独特的结构设计使得光缆能有效感测导体的发热量，特别是可及时发现因生产制造、安装敷设过程中出现海缆质量缺陷而产生的局部过热点，对电缆传输过程监测具有重要意义。此外，传统的海底光电复合缆使用的钢芯铝导线作为导体，具有重量大、导电率低、不耐腐蚀、强度低等缺陷。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有在线监测功能的碳纤维海底光电复合缆。为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是一种具有在线监测功能的碳纤维海底光电复合缆，包括由内到外依次设置的线芯、屏蔽层、绝缘层、绝缘体屏蔽及内护层、铠装内衬层、铠装层及铠装外保护层，铠装层中嵌设有至少一根光缆；所述线芯是碳纤维复合芯。所述的光缆中至少包括3芯G652光纤和2芯G655光纤。其中I芯G652光纤用于故障在线监测，另外2芯G652光纤和2芯G655光纤用于温度监测。所述的光缆中填充油膏，用于阻水，防止水汽侵蚀光纤；另外，可对光纤起缓冲作用，免受振动、冲击等机械力的影响。本实用新型利用海底光电复合缆中的光缆中5芯光纤进行故障监测以及温度监测。光电复合缆在施工过程中，可能出现较大的弯折，甚至出现断裂，造成电缆故障。本实用新型，利用光缆中的其中I芯G652光纤用于故障在线监测。另外，光电复合缆在运行过程中，由于电缆缺陷可能产生局部过热点，限制了负载容量的增加，严重的甚至造成电缆火灾。因此，对电缆温度进行分布式在线监测具有重要意义。本实用新型，利用光缆中的4芯光纤，以布里渊光时域分析BOTDA技术实现整条海缆的温度监测。由于布里渊光时域分析BOTDA技术具有温度和应变交叉敏感效应，本实用新型利用2芯G652光纤和2芯G655构成两路不同的环路，实现温度信息解调。本实用新型的有益效果在海底光电复合缆中增加特殊的光纤，充分利用光缆复合缆中光纤，利用光时域反射OTDR技术和布里渊光时域分析BOTDA技术实现海缆故障和温度在线监测，及时发现海缆的故障或者局部过热点，提高电缆电力传输过程的监测水平，保障电缆运行安全。
图I为本实用新型的具有在线监测功能的碳纤维海底光电复合缆的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。 本实施例中一种具有在线监测功能的碳纤维海底光电复合缆，包括线芯I、屏蔽层
2、绝缘层3、绝缘体屏蔽及内护层4、铠装内衬层5、铠装层6及铠装外保护层7，铠装层6中嵌设有至少一根光缆8。所述线芯I是碳纤维复合芯，碳纤维复合芯是由环氧树脂、膨胀倍数在100倍以上的纳米膨胀石墨和增强体碳纤维组成的高强导电复合材料构成；所述增强体碳纤维是碳纤维丝、陶瓷纤维丝和玻璃纤维毡由热固性树脂固化定型制成，所述碳纤维丝是由聚丙烯腈基碳纤维混合纤维素碳纤维制成的纤维丝。线芯I外设置有屏蔽层2，在屏蔽层2外设置有绝缘层3，在绝缘层3外设置有绝缘体屏蔽及内护层4，在绝缘体屏蔽及内护层4外设置有铠装层6，本实施例中铠装层6由多根镀锌钢丝绳组成，镀锌钢丝绳以横截面位于同一圆周面分布的结构而形成的保护层。铠装层6还包括铠装内衬层5，本实施例中铠装内衬层5为聚丙烯绳作为内部加强筋的浙青内垫层。在铠装层6中嵌设有一根光缆8，光缆8采用不锈钢管保护，抗拉伸、抗弯曲，可满足海底电力电缆施工要求。光缆8内有3芯G652光纤和2芯G655光纤。为防止光纤受水汽侵蚀，光缆内填充有油膏。铠装层6外还设置有铠装外保护层7，本实施例中铠装外保护层为7为聚丙烯绳作为内部加强筋的浙青外包裹层。本实用新型利用碳纤维海底光电复合缆中的光缆8中的3芯G652光纤和2芯G655光纤进行故障监测以及温度监测，其中I芯G652光纤用于故障在线监测，激光脉冲从海底光电复合缆的一端入射，从入射端接收从光纤返回的背向散射光，根据散射信号的强度和回波时间，可以分析光纤的长度和受损情况。利用光缆中的2芯G652光纤和2芯G655光纤，可以采用布里渊光时域分析BOTDA技术实现整条海缆的温度监测。布里渊光时域分析BOTDA技术是一种先进的分布式光纤传感技术，它利用两个具有频率差的窄线宽激光器，从光纤的两端分别对射，实现分布式测量，在结构健康监测、智能电网等领域有应用。为构成光纤环路，海底光电复合缆的一端需做熔接处理。另外，由于布里渊光时域分析BOTDA技术具有温度和应变交叉敏感效应，为分离应变效应，本实用新型利用2芯G652光纤和2芯G655构成两路不同的环路，G652光纤和G655光纤具有不同的布里渊频移特性，可实现温度信息解调。
权利要求1.一种具有在线监测功能的碳纤维海底光电复合缆，其特征在于，包括由内到外依次设置的线芯、屏蔽层、绝缘层、绝缘体屏蔽及内护层、铠装内衬层、铠装层及铠装外保护层，铠装层中嵌设有至少一根光缆；所述线芯是碳纤维复合芯。
专利摘要本实用新型涉及一种具有在线监测功能的碳纤维海底光电复合缆，包括由内到外依次设置的线芯、屏蔽层、绝缘层、绝缘体屏蔽及内护层、铠装内衬层、铠装层及铠装外保护层，铠装层中嵌设有至少一根光缆；所述线芯是碳纤维复合芯。本实用新型的复合缆可及时发现海缆的故障或者局部过热点，提高电缆电力传输过程的监测水平，保障电缆运行安全，并且具有强度高、耐腐蚀、重量轻等特点。
文档编号H01B9/00GK202601292SQ20122017049
公开日2012年12月12日 申请日期2012年4月21日 优先权日2012年4月21日
发明者不公告发明人 申请人:河南科信电缆有限公司