一种分布式光纤测温高压电缆的制作方法

本实用新型涉及电缆技术领域，尤其是涉及一种分布式光纤测温高压电缆。

背景技术：

随着电力工业发展越来越快，我国110kV及以上的高压交联聚乙烯电缆的用量也越来越多。目前，已经使用的电缆超过上万公里，并且我国地域辽阔，一旦高压交联聚乙烯电缆出现故障，其故障点难以得知，会给国民经济带来巨大的损失。同时，如果电缆载流量过载，会使电缆温度升高，减少电缆寿命，增加安全隐患；如果载流量过小，又会浪费资源，无法有效利用电缆输送电力的能力。现在的载流量大多数均按照ICE 60287标准进行计算，由于该标准存在很大不确定性，而且对于各种环境中的温度系数都只是一个估计值，温度也无法确定，这就导致了载流量的计算存在比较大的误差。近年来，个别供电局采用了把光纤绑在电缆外护套外面，在线监控外护套表面温度，并通过计算来测算电缆运行温度，以此为依据判断电缆是否有超负荷运行或局部温度过高。

但是，现有的电缆运行温度测算方式存在以下缺陷：

(1)由于各种环境中的温度系数各异，通过这种光纤外置的方式测出来的温度与实际值偏差较大；

(2)无法对高压电缆在任意点上的温度进行实时准确地监控；

当然，现有技术中也有在外屏蔽层和半导电缓冲阻水层之间设置测温光缆的方式进行分布式测温的相关报道，但其在线监控点少且延展性能差，在高压电缆的实际生产和敷设过程中容易因受力而损坏测温光纤，导致测温性能达不到预期的标准。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种可以实时监控整个长度方向上温度的分布式光纤测温高压电缆，以便根据监测到的电缆温度异常情况来确定电缆的故障点所在，可以让运行部门在第一时间找到故障点，并根据实际情况来采取相应的措施，消除隐患。同时根据监测温度，可准确计算出导体的温度，确定电缆是否过载。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

一种分布式光纤测温高压电缆，包括由内到外依次设置的绞合导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、半导电缓冲阻水层、金属护套、外护套，还包括半导电丁基胶带和测温光缆单元，所述半导电丁基胶带位于所述绝缘屏蔽层和所述半导电缓冲阻水层之间，所述测温光缆单元以S形或螺旋形的方式铺设于所述半导电丁基胶带与所述半导电缓冲阻水层之间。

进一步地，所述测温光缆单元以S形或螺旋形的方式铺设于所述半导电丁基胶带的外表面。

进一步地，所述S形铺设方式和所述螺旋形铺设方式为等节距铺设方式。

进一步地，所述S形或所述螺旋形的铺设的节距为10CM-30CM。

进一步地，所述S形铺设方式呈正弦波形或余弦波形。

进一步地，所述测温光缆单元为铠装测温光缆。

进一步地，测温光缆单元连接有分布式光缆温度监控系统，所述分布式光缆温度监控系统对测温光缆单元返回的信息进行监控。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

该结构的高压电缆是把测温光缆单元铺设于半导电丁基胶带表面，再绕包半导电缓冲阻水带，既可以防止测温光缆单元被金属护套压伤，又可以更准确地测量出导体的运行温度。由于金属护套和半导电丁基胶带之间的空隙、半导电缓冲阻水层、金属护套、外护套还有周围环境，都对导体温度的计算有很大的影响，把测温光纤绕在半导电丁基胶带表面，就可以减少以上几个方面对后续计算结果的影响，增加计算的准确性。测温光缆单元以S形或螺旋形铺设于半导电丁基胶带，其S形铺设方式或螺旋形的铺设方式，有利于增加测温光缆单元与半导电丁基胶带的接触面积，增加在线监控点，根据电缆的温度异常情况来确定电缆的故障点所在，可以让运行部门在第一时间找到故障点，并根据实际情况来采取措施，消除隐患；根据监测温度还可以为后续计算出导体的温度，以判断电缆是否过载运行提供基础数据。同时半导电丁基胶带具有抗拉强度高，弹性和延展性能好，过载温度下能保持稳定的性能等优点，测温光缆单元以S形或螺旋形铺设于半导电丁基胶带上可以增大测温光缆单元沿电缆纵向的拉伸余长，测温光缆单元在高压电缆弯曲时能自由伸展，避免了在生产及敷设时因高压电缆弯曲受力而损伤测温光缆单元。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的测温电缆单元S形铺设方式示意图。

图3为本实用新型的测温电缆单元螺旋形铺设方式示意图。

图中：1、绞合导体；2、导体屏蔽层；3、绝缘层；4、绝缘屏蔽层；5、半导电丁基胶带；6、测温光缆单元；7、半导电缓冲阻水层；8、金属护套；9、外护套。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

一种分布式光纤测温高压电缆(如图1)，从内到外依次为绞合导体1、导体屏蔽层2、绝缘层3、绝缘屏蔽层4、半导电缓冲阻水层7、金属护套8、外护套9，其中，在绝缘屏蔽层4和半导电缓冲阻水层7之间设有半导电丁基胶带5，在半导电丁基胶带5和半导电缓冲阻水层7之间设有测温光缆单元6，其数量至少为一根。把测温光缆单元6铺设于半导电丁基胶带5与半导电缓冲阻水层7之间并于半导电丁基胶带5的外表面，既可以防止测温光缆单元6被金属护套8压伤，又可以减少因金属护套8和绝缘屏蔽层4之间的空隙、半导电缓冲阻水层7、金属护套8、外护套9还有周围环境对绞合导体1温度计算的影响，更准确地反测出绞合导体1的实时运行温度。

测温光缆单元6是以光纤作为传感器，利用激光在光纤中传输时产生的光时域反射原理OTDR(Optical Time-domain Reflectometer)和拉曼散射信号来获取空间温度分布信息的测量方式，它具有测量范围广、定位精度高以及使用方便等优点。测温光缆单元6紧贴在半导电丁基胶带5上的铺设方式为S形或螺旋形(如图2、图3)。螺旋形可以是单螺旋或双螺旋，以及多螺旋等形式，图3示出单螺旋结构。优选地本实施例中，S形或螺旋形的铺设方式均为等节距铺设方式，较佳地，其节距为10CM-30CM，S形的铺设方式呈正弦波形或余弦波形。由于采用的S形或螺旋形的铺设方式都是等节距、均匀铺设的，有利于增加测温光缆单元6与半导电丁基胶带5的接触面积，增加在线监控点，温度测量更加精准，根据电缆的温度异常情况来确定电缆的故障点所在，可以让运行部门在第一时间找到故障点，并根据实际情况来采取响应措施来消除电力安全隐患；根据监测温度更准确计算出绞合导体1的温度，以判断电缆是否过载运行，更好地利用和保护电缆。同时半导电丁基胶带5具有抗拉强度高，弹性和延展性能好，过载温度下能保持稳定的性能等优点，测温光缆单元6以S形或螺旋形铺设于半导电丁基胶带5可增大测温光缆单元6沿电缆纵向的拉伸余长，测温光缆单元6在高压电缆弯曲时能自由伸展，避免了在高压电缆生产及敷设时因高压电缆弯曲受力而损伤测温光缆单元6。

作为本实施例的一种优选方式，测温光缆单元6可以采用铠装测温光缆，具体是金属铠装半导电护套的软性结构，该结构具有较好的性能，可以在环境比较恶劣的条件下使用，有效保障将其铺设于高压电缆时不易损坏，防止因测温光缆单元6损坏而导致高压电缆丧失其测温功能，达不到预期的效果。

作为本实施例的一种优选的实施方式，测温光缆单元6连接有分布式光缆温度监控系统(DTS)，通过该系统对高压电缆的温度进行实施监控，通过将返回的信号进行计算，准确找出绞合导体1温度异常的位置以及显示事故点的温度状态，使电力运行部门对不同的情况及时采取相应的解决措施，消除隐患。同时，也可以通过对高压电缆的温度进行检测，通过计算出精确的实施温度，来判断电缆是否过载，合理利用电缆，延长电缆的寿命和保护电缆运作过程的安全性。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。