专利名称：一种利用光纤Bragg光栅监测中压电力电缆中间接头温度的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用光纤Bragg光栅器监测中压电力电缆中间接头温度的方法， 属光电子测量技术领域。
背景技术：
随着电气设备容量的扩大和社会总需求电量的日益增长，电力电缆已经成为输送电力的血动脉，常常在高电压、大电流下长期连续运行，电力电缆中间接头是最薄弱环节， 容易发生故障。根据实际运行经验和理论分析都表面，在电力电缆中间接头处发生的故障往往不是一个突发的事故，是由于电力电缆中间接头因各种故障产生大量的热量使接头的温度不断升高，加快电缆绝缘材料的老化、泄流电流逐步增大，最终导致热击穿或者电缆火灾，一旦这种事故发生就会影响供电正常和电网的稳定性，造成电力系统的瘫痪和巨大的经济损失，因此对电缆中间接头的监测是十分必要的，具有重要的意义。目前对电缆中间接头的测温有采用无线传输的电子测量方法和传感器安装在接头外表面的测量方法。采用无线传输的电子测量方法容易受到电缆本身的大电流、强磁场影响，测量结果不够准确，且无线信号传输的距离是有限的；采用传感器安装在接头外表面的测量方法，传感器比较容易受到外部环境温度、空气对流等影响，最终产生测量误差。与本发明方法最接近的技术是周骁威，“高压设备电缆接头的在线测温方法及其装置”，申请号为200810124298. 1。该测量方法是采用温度传感器安装在金属导体的表面， 通过无线发射器传输信号。这种方法容易受到电缆本身的大电流、强磁场影响，测量结果不够准确。
发明内容
本发明提供了一种利用光纤Bragg光栅监测中压电力电缆中间接头温度的方法， 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。本发明是通过以下技术方案来实现的首先把三支光纤Bragg光栅温度传感器固定在冷缩绝缘件1的外表面，且固定点分别正对应两端应力锥2的中点和中间连接管3的中点，然后根据光栅反射的波长值的变化，通过光纤光栅温度传感器Bragg波长的移位与温度的变化关系，计算出接头内部两端应力锥和中间连接管的温度；最后根据所测量的温度与常规温度比照，当有其中任一支及以上出现异常，都可以判定中间接头处于非正常工作情况。所述的冷缩绝缘件1属于接头的一部分，里面有应力锥2和中间连接管3。所述测温位置的选择由于两端应力锥为电场线最为集中处，中间连接管为接触电阻最大处，当有大电流和高压电通过中间接头，在两端应力锥和中间连接管最容易发生故障，或者应力锥本体制造缺陷、电缆超负载运行也会引发故障，在发生故障之前通常是以温升异常的形式表现出来。所以通过监测两端应力锥和中间连接管处的温度，可以更加全面地掌握中间接头的运行状况，避免了因中间接头引发的故障，而最终导致电缆火灾、局部电网瘫痪。所述光纤Bragg光栅温度传感器的选择可以选用普通的光纤Bragg光栅温度传感。所述光纤Bragg光栅温度传感器的固定可以通过环氧树脂把三支光纤Bragg光栅温度传感器固定在冷缩绝缘件1的外表面，且固定点分别正对应两端应力锥2的中点和中间连接管3的中点，可以采用其他的固定方式传感器。本发明技术的数学模型如下
中间接头的温度传递到光纤Bragg光栅温度传感器，光栅的反射峰值波长的变化。反射回来的峰值波长满足
知=(1) 对(1)式进行温度T求导可得
权利要求
1. 一种利用光纤Bragg光栅监测中压电力电缆中间接头温度的方法，其特征是首先把三支光纤Bragg温度传感器固定在冷缩绝缘件的外表面，且固定点分别正对应两端应力锥的中点和中间连接管的中点；然后根据光栅反射的波长值的变化，通过光纤光栅温度传感器Bragg波长的移位与温度的变化关系，计算出接头内部两端应力锥和中间连接管的温度；最后根据所测量的温度与常规温度比照，当有其中任一支及以上出现异常，都可以判定中间接头处于非正常工作情况。
全文摘要
本发明涉及一种利用光纤Bragg光栅监测中压电力电缆中间接头温度的方法，属于光电子测量器件技术领域；首先把三支光纤Bragg温度传感器固定在冷缩绝缘件的外表面，且固定点分别正对应两端应力锥的中点和中间连接管的中点；然后根据光栅反射波长值的变化，通过光纤光栅温度传感器Bragg波长的移位与温度的变化关系，计算出接头内部两端应力锥和中间连接管的温度；最后根据所测量的温度与常规温度比照，当有其中任一支及以上出现异常，都可以判定中间接头处于非正常工作情况。本方法适用于对中压电缆中间接头的温度，实现了对电力电缆中间接头温度的实时在线测量，同时减少了因外部环境温度因素而产生的测量误差，而且方法简单，灵敏度高。
文档编号G01K11/32GK102494800SQ20111040034
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月6日 优先权日2011年12月6日
发明者孙家禄, 李川, 李建发, 赵艳峰, 陈炎锋 申请人:云南电力试验研究院(集团)有限公司电力研究院, 昆明理工大学