本发明涉及光纤电缆，具体为一种带光纤应变和湿度感知功能的铁路信号电缆及应用。
背景技术：
1、铁路信号电缆用于铁路信号自动闭塞系统、车站电码化、计算机连锁、微机监测、调度集中、调度监督、大功率电动转辙机等信号设备和控制装置之间传输控制信息、监测信息和电能传输，对铁路行车安全起着十分重要的影响。
2、目前，铁路信号电缆在运维过程中，存在的痛点和难点问题，当电缆发生绝缘不良故障时，在列车天窗点时间，采用电桥法测试故障点位置，由于电缆埋设时间长，电缆路径信息不全，查找故障点比较困难，有时无法找到。目前，一般采用电缆综合探测仪，带电寻径、带电识别，但是由于铁路信号电缆有铝护套和铠装金属屏蔽层，接收器信号比较弱，电缆路径识别有时也很困难。造成绝缘不良的原因，主要为电缆外皮护套及铠装磨损受潮、施工不规范压坏变形、接头盒漏胶进水、老鼠咬破、常年日久老化等。
3、常用的铁路信号故障检测方法有电桥法、低压脉冲反射法、声音法等，随着铁路信号电缆敷设长度的增加、接头数量的增多，尤其是电气化区段电磁对仪表的干扰，这些检测方法已经不能有效检测出电缆的故障地点，只能大体确定位置范围。
4、cn219591170u中公开了一种用于防潮铁路信号电缆的报警线，其中包括以下步骤：1)通过加填在缆芯中的2根报警线的绝缘电阻阻值在不同湿度环境下的变化而实现防潮报警功能；2）报警线通过专用的装置在其绝缘的表面按照一定距离的间隔进行打孔，孔洞均匀并连续分布在报警线的绝缘表面，孔洞使得报警线连续均匀的暴露出其部分导体；3）两根报警线之间的绝缘电阻值会因为导体的暴露而对环境湿度反应灵敏。当电缆缆芯在干燥的条件下，加填在缆芯中的一对防潮报警线之间的绝缘电阻将会持续大于1000mω.km；但当缆芯发生进水受潮的情况后，一对防潮报警单线之间的绝缘电阻会变小，当绝缘电阻≤1000kω.km，表示电缆缆芯受潮严重，无法继续使用，显示报警。
5、上述方案中通过在缆芯设置间隔一定距离绝缘打孔的报警线，通过测试其绝缘电阻来判定电缆进水或受潮，该方法是不连续的点式测量，如果在绝缘未打孔的地方，电缆护套破损进水或受潮，此时绝缘电阻指标正常，不能报警。另外，2根报警线绝缘表面按照一定距离的间隔打孔，在缆芯成缆过程中，2根报警线绝缘打孔位置不能保证在同1个位置，如果护套进水，此处绝缘电阻指标正常，不能报警。
技术实现思路
1、针对现有技术中的问题，本发明提供一种带光纤应变和湿度感知功能的铁路信号电缆及应用。
2、本发明是通过以下技术方案来实现：
3、一种带光纤应变和湿度感知功能的铁路信号电缆，由内到外依次包括缆芯、隔热层、铝护套、内衬层、铠装层、外护套，在缆芯内或者铝护套与内衬层之间布置有两根dds应变传感光缆；缆芯中布置有一根dhs湿度传感光缆。
4、优选的，dds应变传感光缆的直径为1.0mm±0.1mm。
5、优选的，dds应变传感光缆为单模紧包光纤，由内到外依次包括应变传感光纤、包层、涂覆层和纤维加强层；光纤类型为单模g652.d；纤维加强层采用直径为1000μm的芳纶纤维疏绕而成。
6、优选的，dhs湿度传感光缆为双芯微膨胀结构，由内到外依次包括湿度传感光纤、阻水纱、不锈钢螺旋铠装层、芳纶加强件和不锈钢编织层；湿度传感光纤数量为2芯，光纤类型为单模g652.d，其外挤包环保阻燃lszh低烟无卤聚烯烃阻燃护套，紧包外径为0.6±0.05mm 或0.85±0.05mm。
7、优选的，湿度传感光纤与阻水纱绞合成缆，阻水纱纤维直径为1000d，数量为5股；不锈钢螺旋铠装层采用sus204，与绞合而成的缆线之间的间隙为0.1~0.3mm，外径为2.8±0.2mm；芳纶加强件的直径为1670d，数量为2股；不锈钢编织采用sus304不锈钢，单丝直径为0.12mm，编织密度≥80%。
8、优选的，dhs湿度传感光缆的直径为3.4mm±0.2mm。
9、优选的，dhs湿度传感光缆采用光纤光栅湿度传感光缆。
10、优选的，光纤光栅湿度传感光缆采用表面涂覆pi聚酰亚胺湿敏材料的光纤布拉格光栅；pi聚酰亚胺的涂覆厚度为10μm，其外采用不锈钢管，材质为sus304l，外径为1.5±0.1mm；不锈钢管外面连续打孔，孔的直径为0.2~0.4mm，间距为10~50cm。
11、一种所述的带光纤应变和湿度感知功能的铁路信号电缆在铁路电缆故障监测中的应用。
12、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
13、本发明一种带光纤应变和湿度感知功能的铁路信号电缆采用分布式光纤传感技术实现铁路信号电缆应变、湿度等多维物理性能的监测。具体的，一是通过dds应变传感光缆，利用布里渊散射，采用botdr分布式光纤传感仪器，感知电缆施工不规范挖断或压坏变形、电缆外皮护套及铠装磨损、老鼠咬断、偷盗锯断等导致的光纤形变；二是通过dhs湿度传感光缆，感知阻水材料遇水膨胀对光纤产生应力作用，实现连续实时监测电缆受力、护套进水或受潮情况，提前预警，排除电缆隐患，从而消除绝缘电阻故障的发生，保证铁路信号电缆长期使用的安全可靠性。
14、进一步的，dhs湿度传感光缆为湿度传感光缆，通过吸湿性材料膨胀对光纤产生应力，从而感知电缆进水或受潮的位置。2芯传感光纤和阻水纱绞制成缆，外面螺旋绕包微型不锈钢管作为铠装层，芳纶加强件及不锈钢编织网给光缆提供抗拉性能，当潮气或水依次通过不锈钢编织网、芳纶加强件、不锈钢螺旋管进入，阻水纱遇水膨胀，光纤受到应力，则在botdr分布式光纤传感仪器上实时显示应变位置。
15、进一步的，dhs湿度传感光缆为光纤光栅湿度传感光缆，配合光纤光栅表面涂覆一层pi聚酰亚胺湿敏材料，形成湿度传感器，通过光纤波长的变化，感知电缆进水或受潮的位置。
1.一种带光纤应变和湿度感知功能的铁路信号电缆，其特征在于，由内到外依次包括缆芯(1)、隔热层(4)、铝护套(5)、内衬层(6)、铠装层(7)、外护套(8)，在缆芯(1)内或者铝护套(5)与内衬层(6)之间布置有两根dds应变传感光缆(102)；缆芯(1)中布置有一根dhs湿度传感光缆(103)。
2.根据权利要求1所述的带光纤应变和湿度感知功能的铁路信号电缆，其特征在于，dds应变传感光缆(102)的直径为1.0mm±0.1mm。
3.根据权利要求1所述的带光纤应变和湿度感知功能的铁路信号电缆，其特征在于，dds应变传感光缆(102)为单模紧包光纤，由内到外依次包括应变传感光纤(1021)、包层(1022)、涂覆层(1023)和纤维加强层(1024)；光纤类型为单模g652.d；纤维加强层(1024)采用直径为1000μm的芳纶纤维疏绕而成。
4.根据权利要求1所述的带光纤应变和湿度感知功能的铁路信号电缆，其特征在于，dhs湿度传感光缆(103)为双芯微膨胀结构，由内到外依次包括湿度传感光纤(1031)、阻水纱(1032)、不锈钢螺旋铠装层(1033)、芳纶加强件(1034)和不锈钢编织层(1035)；湿度传感光纤(1031)数量为2芯，光纤类型为单模g652.d，其外挤包环保阻燃lszh低烟无卤聚烯烃阻燃护套，紧包外径为0.6±0.05mm 或0.85±0.05mm。
5.根据权利要求4所述的带光纤应变和湿度感知功能的铁路信号电缆，其特征在于，湿度传感光纤(1031)与阻水纱(1032)绞合成缆，阻水纱(1032)纤维直径为1000d，数量为5股；不锈钢螺旋铠装层(1033)采用sus204，与绞合而成的缆线之间的间隙为0.1~0.3mm，外径为2.8±0.2mm；芳纶加强件(1034)的直径为1670d，数量为2股；不锈钢编织采用sus304不锈钢，单丝直径为0.12mm，编织密度≥80%。
6.根据权利要求1所述的带光纤应变和湿度感知功能的铁路信号电缆，其特征在于，dhs湿度传感光缆(103)的直径为3.4mm± 0.2mm。
7.根据权利要求1所述的带光纤应变和湿度感知功能的铁路信号电缆，其特征在于，dhs湿度传感光缆(103)采用光纤光栅湿度传感光缆。
8.根据权利要求7所述的带光纤应变和湿度感知功能的铁路信号电缆，其特征在于，光纤光栅湿度传感光缆采用表面涂覆pi聚酰亚胺湿敏材料的光纤布拉格光栅；pi聚酰亚胺的涂覆厚度为10μm，其外采用不锈钢管，材质为sus304l，外径为1.5±0.1mm；不锈钢管外面连续打孔，孔的直径为0.2~0.4mm，间距为10~50cm。
9.一种权利要求1~8任一项所述的带光纤应变和湿度感知功能的铁路信号电缆在铁路信号电缆故障监测中的应用。