專利名稱：一種利用光纖Bragg光柵監(jiān)測中壓電力電纜中間接頭溫度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用光纖Bragg光柵器監(jiān)測中壓電力電纜中間接頭溫度的方法， 屬光電子測量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著電氣設(shè)備容量的擴(kuò)大和社會(huì)總需求電量的日益增長，電力電纜已經(jīng)成為輸送電力的血?jiǎng)用}，常常在高電壓、大電流下長期連續(xù)運(yùn)行，電力電纜中間接頭是最薄弱環(huán)節(jié)， 容易發(fā)生故障。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和理論分析都表面，在電力電纜中間接頭處發(fā)生的故障往往不是一個(gè)突發(fā)的事故，是由于電力電纜中間接頭因各種故障產(chǎn)生大量的熱量使接頭的溫度不斷升高，加快電纜絕緣材料的老化、泄流電流逐步增大，最終導(dǎo)致熱擊穿或者電纜火災(zāi)，一旦這種事故發(fā)生就會(huì)影響供電正常和電網(wǎng)的穩(wěn)定性，造成電力系統(tǒng)的癱瘓和巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此對(duì)電纜中間接頭的監(jiān)測是十分必要的，具有重要的意義。目前對(duì)電纜中間接頭的測溫有采用無線傳輸?shù)碾娮訙y量方法和傳感器安裝在接頭外表面的測量方法。采用無線傳輸?shù)碾娮訙y量方法容易受到電纜本身的大電流、強(qiáng)磁場影響，測量結(jié)果不夠準(zhǔn)確，且無線信號(hào)傳輸?shù)木嚯x是有限的；采用傳感器安裝在接頭外表面的測量方法，傳感器比較容易受到外部環(huán)境溫度、空氣對(duì)流等影響，最終產(chǎn)生測量誤差。與本發(fā)明方法最接近的技術(shù)是周驍威，“高壓設(shè)備電纜接頭的在線測溫方法及其裝置”，申請?zhí)枮?00810124298. 1。該測量方法是采用溫度傳感器安裝在金屬導(dǎo)體的表面， 通過無線發(fā)射器傳輸信號(hào)。這種方法容易受到電纜本身的大電流、強(qiáng)磁場影響，測量結(jié)果不夠準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種利用光纖Bragg光柵監(jiān)測中壓電力電纜中間接頭溫度的方法， 實(shí)現(xiàn)對(duì)中壓電力電纜中間接頭溫度的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，準(zhǔn)確度高。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的首先把三支光纖Bragg光柵溫度傳感器固定在冷縮絕緣件1的外表面，且固定點(diǎn)分別正對(duì)應(yīng)兩端應(yīng)力錐2的中點(diǎn)和中間連接管3的中點(diǎn)，然后根據(jù)光柵反射的波長值的變化，通過光纖光柵溫度傳感器Bragg波長的移位與溫度的變化關(guān)系，計(jì)算出接頭內(nèi)部兩端應(yīng)力錐和中間連接管的溫度；最后根據(jù)所測量的溫度與常規(guī)溫度比照，當(dāng)有其中任一支及以上出現(xiàn)異常，都可以判定中間接頭處于非正常工作情況。所述的冷縮絕緣件1屬于接頭的一部分，里面有應(yīng)力錐2和中間連接管3。所述測溫位置的選擇由于兩端應(yīng)力錐為電場線最為集中處，中間連接管為接觸電阻最大處，當(dāng)有大電流和高壓電通過中間接頭，在兩端應(yīng)力錐和中間連接管最容易發(fā)生故障，或者應(yīng)力錐本體制造缺陷、電纜超負(fù)載運(yùn)行也會(huì)引發(fā)故障，在發(fā)生故障之前通常是以溫升異常的形式表現(xiàn)出來。所以通過監(jiān)測兩端應(yīng)力錐和中間連接管處的溫度，可以更加全面地掌握中間接頭的運(yùn)行狀況，避免了因中間接頭引發(fā)的故障，而最終導(dǎo)致電纜火災(zāi)、局部電網(wǎng)癱瘓。所述光纖Bragg光柵溫度傳感器的選擇可以選用普通的光纖Bragg光柵溫度傳感。所述光纖Bragg光柵溫度傳感器的固定可以通過環(huán)氧樹脂把三支光纖Bragg光柵溫度傳感器固定在冷縮絕緣件1的外表面，且固定點(diǎn)分別正對(duì)應(yīng)兩端應(yīng)力錐2的中點(diǎn)和中間連接管3的中點(diǎn)，可以采用其他的固定方式傳感器。本發(fā)明技術(shù)的數(shù)學(xué)模型如下
中間接頭的溫度傳遞到光纖Bragg光柵溫度傳感器，光柵的反射峰值波長的變化。反射回來的峰值波長滿足
知=(1) 對(duì)(1)式進(jìn)行溫度T求導(dǎo)可得
權(quán)利要求
1. 一種利用光纖Bragg光柵監(jiān)測中壓電力電纜中間接頭溫度的方法，其特征是首先把三支光纖Bragg溫度傳感器固定在冷縮絕緣件的外表面，且固定點(diǎn)分別正對(duì)應(yīng)兩端應(yīng)力錐的中點(diǎn)和中間連接管的中點(diǎn)；然后根據(jù)光柵反射的波長值的變化，通過光纖光柵溫度傳感器Bragg波長的移位與溫度的變化關(guān)系，計(jì)算出接頭內(nèi)部兩端應(yīng)力錐和中間連接管的溫度；最后根據(jù)所測量的溫度與常規(guī)溫度比照，當(dāng)有其中任一支及以上出現(xiàn)異常，都可以判定中間接頭處于非正常工作情況。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用光纖Bragg光柵監(jiān)測中壓電力電纜中間接頭溫度的方法，屬于光電子測量器件技術(shù)領(lǐng)域；首先把三支光纖Bragg溫度傳感器固定在冷縮絕緣件的外表面，且固定點(diǎn)分別正對(duì)應(yīng)兩端應(yīng)力錐的中點(diǎn)和中間連接管的中點(diǎn)；然后根據(jù)光柵反射波長值的變化，通過光纖光柵溫度傳感器Bragg波長的移位與溫度的變化關(guān)系，計(jì)算出接頭內(nèi)部兩端應(yīng)力錐和中間連接管的溫度；最后根據(jù)所測量的溫度與常規(guī)溫度比照，當(dāng)有其中任一支及以上出現(xiàn)異常，都可以判定中間接頭處于非正常工作情況。本方法適用于對(duì)中壓電纜中間接頭的溫度，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力電纜中間接頭溫度的實(shí)時(shí)在線測量，同時(shí)減少了因外部環(huán)境溫度因素而產(chǎn)生的測量誤差，而且方法簡單，靈敏度高。
文檔編號(hào)G01K11/32GK102494800SQ20111040034
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者孫家祿, 李川, 李建發(fā), 趙艷峰, 陳炎鋒 申請人:云南電力試驗(yàn)研究院(集團(tuán))有限公司電力研究院, 昆明理工大學(xué)