专利名称：耐强电磁场温敏光纤波导缆的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光缆，特别涉及一种用于探测温度的耐强电磁场温敏光纤波导缆。
背景技术：
由于6KV以上的高压电缆电压等级较高，常规的温度传感器不能满足安全的需要， 因此在低温、强电场、潮湿环境运行电缆沟内发生火灾的主要原因是由于电缆接头制作的 质量不良和环境腐蚀致使电缆老化所造成。根据多次事故分析发现，从电缆过热到事故的 发生，其发展速度比较缓慢、时间较长，通过具有抗强电磁场干扰的"早期温度探测技术" 完全可以防止、杜绝此类事故的发生。电力变压器是电力供电系统的一个重要环节，变电装置为增强绝缘性能，大多使用油 纸等绝缘物，这些绝缘物若遇到火花和电弧不但本身会燃烧，而且还会形成区域性停电和 由此而引发的火灾事故。采用A级绝缘的变压器(我国电力变压器大部分采用A级绝缘)在正常运行中，当周围 空气温度最高为4(TC时，变压器绕组的极限工作温度为105'C。由于绕阻的平均温度比油 温高1(TC，同时为了防止油质劣化，所以规定变压器上层油温最高不得超过95'C。而若 变压器的温度长时间超过允许值，则变压器的绝缘容易损坏。因为绝缘材料长期受热后要 老化，温度越高，绝缘老化越快。当绝缘老化到一定程度时，在运行的震动和电动力的作 用下，绝缘容易破坏，且易发生电气击穿而造成故障，因此，必须要有有效的温度测量技 术，时刻检测变压器是否在其允许的温度范围内运行，以保证变压器合理的使用寿命。由于光纤具有径细、质软、重量轻的机械性能；绝缘、无感应的电气性能；耐水、 耐高温、耐腐蚀的化学性能等，它能够在人达不到的地方(如高温区)，或者对人有害的 地区(如核辐射区)，起到人的耳目的作用，而且还能超越人的生理界限，接收人的感官 所感受不到的外界信息。而且其本身的传光特性，可实现"传"、"感"一体化。这其中就 包括了应用极广的光纤缆式温度传感器。
图1是用于温度测量与火灾报警的光纤缆式温度传感器原理图。它是以用于探测温度 的温敏光纤波导缆作为温度检测探头，连接集成高科技的"光、计、电"综合技术的探测 器，对需要进行温度检测与火灾报警的强电磁场环境温度进行高精度的"定点、定温"的监控和火灾报警。
其中，用于探测温度，并传输温度信息的温敏光纤波导缆是光缆式温度传感器的重要 组成部分。
但是，目前国内外用于探测温度的耐强电磁场温敏光纤波导缆，均利用现有的通信用 光缆制作技术制作，包括用现有的通信用室内软光缆结构制作感温光缆；或采用OPGW 光缆金属管式结构制作感温光缆。如紧包光纤被承力芯包围在中心，远离外护层，且外护 层选用的是非绝缘材料。由于上述用于通信的光缆的结构设计与材料选用，目的均是要减 弱外界温度对光纤缆信息传输的影响。因此，其材料的选用与结构设计均是为了要避免和 减缓热传导效应。所以，采用此种材料和结构的光缆制作的耐强电磁场温敏光纤波导缆， 其温度敏感性和反应速度必然是不理想的。这对于消防火灾报警和工业流程控制中，反应 时间达到毫秒级/公里的要求，显然是难以满足要求的。
而采用金属管式结构的光缆因不易弯曲和非绝缘材料，而限制了产品在高电压强电场 等领域的应用。
有鉴于上述现有的耐强电磁场温敏光纤波导缆存在的缺陷，本发明人基于从事此类产 品设计制造多年来丰富的实务经验和专业知识，并加以实际运用，以期创设出灵敏度更高 的耐强电磁场的温敏光纤波导缆。经本发明人不断研究、试验和改进，创设出本实用新型。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种灵敏度更高的耐强电磁场温敏光纤波导缆。 为解决上述技术问题，本实用新型温敏光纤波导缆，包括外护层、紧包光纤和承力芯，
承力芯置于外护层的中部，紧包光纤设置两个或两个以上，并分布在承力芯的外围，且紧
贴外护层。
优选的是，承力芯位于外护层的中心。
作为上述方案的优选方案，承力芯为经过缆化处理的非金属柔软型承力芯。 优选的是，紧包光纤在外护层内侧均匀分布，并紧贴外护层。 作为上述方案的优选方案，外护层内侧的空隙处设置填充线。 优选的是，外护层采用具有导热特性并有绝缘特性的材料。
作为上述方案的优选方案，外护层由导热系数超过1. 5W/m K的高分子复合材料。 采用这样的结构后，耐强电磁场温敏光纤波导缆的感温灵敏度大大提高，进而降低 了温度探测主机的成本，而且还同时具有抗强电磁场干扰、抗拉、曲率半径大等工程应用实用特性。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是用于温度探测的光纤缆式传感器的原理图。 图2是本实用新型的结构示意图。 附图标记如下
1、紧包光纤 2、承力芯
3、填充线 4、外护层
5、温度探测器主机 6、耐强电磁场温敏光纤波导缆
具体实施方式
本实用新型的目的在于提供一种基于光纤波导原理，具有高精度、高敏感、耐强电磁 场特点的，特种结构的耐强电磁场温敏光纤波导缆。
图2是特种结构的耐强电磁场温敏光纤波导缆结构示意图。
如图2所示，本实用新型耐强电磁场温敏光纤波导缆包括外护层4、紧包光纤l和承 力芯2，承力芯2置于光缆截面的中部，紧包光纤1设置两个或两个以上，并分布在承力 芯2的外围，紧包光纤1紧贴外护层4。紧包光纤1由温敏型聚酰胺高分子材料制成，所 以具有较高的感温性能，本耐强电磁场温敏光纤波导缆主要是依靠紧包光纤1来感温。在 光缆内设置多个紧包光纤l，即提高了耐强电磁场温敏光纤波导缆的感温灵敏度，且可以 多方位的感知周围环境温度的变化。
承力芯2位于外护层4的中心。承力芯2位于中心便于紧包光纤1的布置。承力芯2 一般采用非金属柔软型芳纶承力芯2。承力芯2经过缆化处理后，表面光滑，容易将热量 更快地传导出去。
紧包光纤1在外部层内侧均匀分布。紧包光纤1在承力芯2的外围轴对称或中心对称 布置。这样可以保证某一个方位的温度探测没有盲区。紧包光纤1的数量可以是Wt^M 个以上，从成本和灵敏度两方面综合考虑，四个紧包光纤l为最佳。
紧包光纤1的空隙处设置填充线3。紧包光纤1的材料成本较高，所以在紧包光纤l 的空隙处设置填充线3，不仅可以限定紧包光纤l的位置，还可以降低成本。外护层4采用具有导热特性并有绝缘特性的材料。耐强电磁场温敏光纤波导缆6所执 行的功能决定了它的外护层4必须具有很好的导热特性，在强电磁场的环境中要求外护层 4具有绝缘特性。
具体的，外护层4由导热系数超过1. 5W/m *K的高分子复合材料。这种复合材料的导 热性能是普通光缆护层的七倍以上。
本实用新型提出的一种基于激光雷达波在光纤波导中散射原理，具有抗强电磁场干扰 特点的，用于高精度探测强电磁场环境温度的特种结构耐强电磁场温敏光纤波导缆，由温 敏特种紧包光纤l、芳纶承力芯2、高导热高分子复合材料光缆外护层4等特殊材料与特 种结构组成。
本实用新型中，由于采用中心式缆化芳纶承力芯2的全缆非金属化软性结构设计，本 探测缆具备了抗强电磁场干扰、抗拉、曲率半径大等工程应用实用特性。
本实用新型中，温度探测光纤缆的外护层4是由导热系数超过1.5W/m K的高敏感 高分子复合材料构成的。具有比普通光缆护套料高7倍以上的导热特性，并有绝缘特性。 该材料可以通过商业途径获得。如LNP塑料工程公司Konduit产品等。
在本实用新型中，由于采用了四芯紧包光纤1四周均布结构和高导热绝缘阻燃型高分 子复合材料构成的探测光缆的外护套层4，使得应用本缆来探测温度的"温度探测器"的 灵敏度和精度都得到极大的提高。并极大地降低了对"温度探测器主机"的光电元器件性 能要求和温度探测主机5的成本。
本实用新型工作过程如下
当将本具有特种材料和结构的光纤波导温敏传感光缆连接在温度探测器主机上，并沿 需要探测温度的强电磁场区域进行敷设后。由于采用了四芯紧包光纤1在光缆四周均布， 并紧贴外护层的结构，和高导热绝缘阻燃型高分子复合材料构成的探测光缆的外护层4， 比普通光缆更快地将周围环境温度传导到紧包光纤l上。因此，在"温度探测主机5"的 激光雷达波照射下，在光纤波导中比普通单(多)模光纤更快地形成了光波导散射，从而 使温度探测主机5的激光雷达波接收器能够轻而易举地接收到被耐强电磁场温敏光纤波 导缆6探测到被周围环境温度调制过的光波导散射波信号。因此，使用了本实用新型的具 有特种材料和结构的耐强电磁场温敏光纤波导缆后，温度探测主机5将更灵敏、更高精度 地探测强电磁场环境中的温度场变化。
本实用新型发明的一种用于探测强电磁场环境温度的柔软型耐强电磁场温敏光纤波 导缆具有高精度、高敏感的优势和特点。可广泛应用于高电压、强磁场环境温度探测中。上述设计实例仅用于对本实用新型进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领 域技术人员可以想到的其他实质等同手段，均在本实用新型权利要求范围内。
权利要求1.一种耐强电磁场温敏光纤波导缆，包括外护层(4)、紧包光纤(1)和承力芯(2)，其特征在于所述承力芯(2)置于外护层(4)的中部，所述紧包光纤(1)设置两个或两个以上，并分布在所述承力芯(2)的外围，且紧贴着外护层(4)。
2. 根据权利要求l所述的耐强电磁场温敏光纤波导缆，其特征在于所述承力芯(2)位 于外护层(4)的中心。
3. 根据权利要求2所述的耐强电磁场温敏光纤波导缆，其特征在于所述承力芯(2)为 经过缆化处理的非金属柔软型承力芯(2)。
4. 根据权利要求l所述的耐强电磁场温敏光纤波导缆，其特征在于所述紧包光纤(1) 在外护层(4)内侧均匀分布，并紧贴着外护层(4)。
5. 根据权利要求4所述的耐强电磁场温敏光纤波导缆，其特征在于在所述外护层(4) 内侧的空隙处设置填充线。
6. 根据权利要求1所述的耐强电磁场温敏光纤波导缆，其特征在于所述外护层(4)采 用具有导热特性并有绝缘特性的材料。
7. 根据权利要求6所述的耐强电磁场温敏光纤波导缆，其特征在于所述外护层(4)由 导热系数超过1. 5W/m K的高分子复合材料。
专利摘要本实用新型公开了一种耐强电磁场温敏光纤波导缆，包括外护层(4)、紧包光纤(1)和承力芯(2)，所述承力芯(2)置于外护层(4)的中部，所述紧包光纤(1)设置两个或两个以上，并分布在所述承力芯(2)的外围，紧贴着外护层(4)。采用这样的结构后，耐强电磁场温敏光纤波导缆的感温灵敏度大大提高，进而降低了温度探测主机的成本，而且还同时具有抗强电磁场干扰、抗拉、曲率半径大等工程应用实用特性。
文档编号G02B6/44GK201173986SQ20082005752
公开日2008年12月31日 申请日期2008年4月21日 优先权日2008年4月21日
发明者吴海生 申请人:上海快鹿电线电缆有限公司