專利名稱：一種分布式測溫交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電力電纜，具體地，涉及一種分布式測溫交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜。
背景技術(shù)：
一般地，光纖分布式溫度監(jiān)測系統(tǒng)在各行業(yè)的應(yīng)用非常廣泛，可以對電力、煤礦采 空區(qū)及供電系統(tǒng)配電柜、變壓器、室外電纜、地下電纜等進行實時在線的溫度監(jiān)測及火災預 警，但這些都是敷設(shè)在被測物體表面或未被接觸被測物體。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力需求也得到快速發(fā)展，這也帶動了電力電纜特別 是高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的發(fā)展。根據(jù)國家有相關(guān)規(guī)定，城區(qū)高壓電纜入地，減少對人體輻射，在各大城市電網(wǎng)局大 力的推動下，電纜入地在飛快推進，但由于電纜在地下敷設(shè)路線長、環(huán)境各不相同、傳統(tǒng)的 監(jiān)測方法無法監(jiān)測到電纜每個位置，由于缺乏對電纜系統(tǒng)的有效的在線監(jiān)測手段，電力電 纜實際上長期處于無監(jiān)督狀態(tài)運行。另外，電力電纜的負荷能力在理論上有著較大的余度，存在著一定的浪費。從經(jīng)濟 角度出發(fā)，迫切需要采取措施以保證在不超過電纜的允許運行溫度的情況下，最大地發(fā)揮 電纜的傳輸能力，獲得較大的經(jīng)濟效益。最終影響電纜載流量的是電纜溫度瓶頸，并非整根 電纜，發(fā)現(xiàn)電纜溫度瓶頸需要借助于溫度監(jiān)測系統(tǒng)?？梢?，在上述技術(shù)中，電纜一旦敷設(shè)，就處于無監(jiān)管狀態(tài)，直到故障出現(xiàn)后才去關(guān) 注，導致電網(wǎng)的電纜平均故障率偏高，使得電纜的利用率低、運行成本高、安全性較差。綜上所述，在實現(xiàn)本實用新型的過程中，實用新型人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在故 障率高、利用率低、運行成本高與安全性差等缺陷。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于，針對上述問題，提出一種分布式測溫交聯(lián)聚乙烯絕緣電 力電纜，以實現(xiàn)故障率低、利用率高、運行成本低與安全性好的優(yōu)點。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種分布式測溫交聯(lián)聚乙烯絕 緣電力電纜，包括位于中心位置、且軸向平行設(shè)置的多股導體，軸向套接在所述多股導體外 圍的繞包導體屏蔽層，軸向包覆在所述繞包導體屏蔽層外圍的絕緣層，軸向套接在所述絕 緣層外圍的絕緣屏蔽層，軸向設(shè)置在所述絕緣屏蔽層的緩沖阻水層，軸向套接在所述緩沖 阻水層外圍的皺紋鋁套，軸向包覆在所述皺紋鋁套外圍的防腐層，軸向設(shè)置在所述防腐層 外圍的外護層，以及軸向涂覆在所述外護層外圍的導電層；在所述緩沖阻水層與皺紋鋁套 之間，配合設(shè)有測溫光纖。進一步地，在所述多股導體中，在相鄰兩股導體之間，軸向設(shè)有擠包導體屏蔽層。 進一步地，所述測溫光纖呈“S”狀分布在緩沖阻水層與皺紋鋁套之間。 進一步地，在所述測溫光纖的外圍設(shè)有金屬管護套。[0013]進一步地，所述測溫光纖包括單模光纖與多模光纖。進一步地，所述測溫光纖包括普通護套式光纖、無縫管型光纖、加強型感溫光纖和 屏蔽型感溫光纖。本實用新型各實施例的分布式測溫交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，由于包括位于中心 位置、且軸向平行設(shè)置的多股導體，軸向套接在多股導體外圍的繞包導體屏蔽層，軸向包覆 在繞包導體屏蔽層外圍的絕緣層，軸向套接在絕緣層外圍的絕緣屏蔽層，軸向設(shè)置在絕緣 屏蔽層的緩沖阻水層，軸向套接在緩沖阻水層外圍的皺紋鋁套，軸向包覆在皺紋鋁套外圍 的防腐層，軸向設(shè)置在防腐層外圍的外護層，以及軸向涂覆在外護層外圍的導電層；在緩沖 阻水層與皺紋鋁套之間，配合設(shè)有測溫光纖；通過在交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的內(nèi)部放置 測溫光纖，借助光纖的拉曼反射和光學時域反射，配合專門的測溫系統(tǒng)分析傳感信號，反映 絕緣內(nèi)部的溫度，以實現(xiàn)調(diào)節(jié)電力電纜的負荷，在保證安全的前提下，有利于更大地發(fā)揮電 力電纜的傳輸能力，獲得較經(jīng)濟的載流量；從而可以克服現(xiàn)有技術(shù)中故障率高、利用率低、 運行成本高與安全性差的缺陷，以實現(xiàn)故障率低、利用率高、運行成本低與安全性好的優(yōu) 點ο本實用新型的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書 中變得顯而易見，或者通過實施本實用新型而了解。本實用新型的目的和其他優(yōu)點可通過 在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。

附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實用 新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的限制。在附圖中圖1為根據(jù)本實用新型分布式測溫交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的橫截面剖視圖的 結(jié)構(gòu)示意圖。結(jié)合附圖，本實用新型實施例中附圖標記如下1-導體；2-繞包導體屏蔽層；3-擠包導體屏蔽層；4-絕緣層；5-絕緣屏蔽層； 6_緩沖阻水層；7-測溫光纖；8-皺紋鋁套；9-防腐層；10-外護層；11-導電層。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行說明，應(yīng)當理解，此處所描述的優(yōu) 選實施例僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。根據(jù)本實用新型實施例，提供了 一種分布式測溫交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜。如圖1 所示，本實施例包括位于中心位置、且軸向平行設(shè)置的多股導體(如導體1)，軸向套接在多 股導體外圍的繞包導體屏蔽層2，軸向包覆在繞包導體屏蔽層2外圍的絕緣層4，軸向套接 在絕緣層4外圍的絕緣屏蔽層5，軸向設(shè)置在絕緣屏蔽層5的緩沖阻水層6，軸向套接在緩 沖阻水層6外圍的皺紋鋁套8，軸向包覆在皺紋鋁套8外圍的防腐層9，軸向設(shè)置在防腐層 9外圍的外護層10，以及軸向涂覆在外護層10外圍的導電層11 ；在緩沖阻水層6與皺紋鋁 套8之間，配合設(shè)有測溫光纖7，測溫光纖7呈“S”狀分布；在多股導體中，在相鄰兩股導體 之間，軸向設(shè)有擠包導體屏蔽層3。[0024]這里，對于測溫光纖測量電纜溫度主要就是測量絕緣層的溫度，也就是測溫光纖 盡可能的反映絕緣的實際溫度；這就要求光纖盡可能的靠近電纜絕緣層。但是絕緣層允許 的最高使用溫度為90°C，如測溫光纖直接接觸絕緣層的話，由于測溫光纖大部分采用不銹 鋼管護層，會硌傷電纜絕緣。所以，在上述實施例中，經(jīng)過多次試驗，測溫光纖選擇呈“S”型放置在交聯(lián)電纜三 層阻水帶之間，即能保證光纖在彎曲的時候不會被電纜壓傷，而且放在這個位置應(yīng)該是目 前最能反映絕緣溫度的地方；并且光纖具有耐高溫、抗腐蝕、抗雷擊和長壽命的特質(zhì)能夠提 供上萬個測量點的信息，安裝快捷簡便且成本低廉，幾乎無需維護。在當今光科技飛速發(fā)展的社會，將光纖與電纜相結(jié)合，用光纜來對電纜的健康運 行狀況進行實時在線監(jiān)測，它不斷不影響電纜的傳輸工作，還能提升電纜利用率，降低運行 成本，保證設(shè)備運行的安全性。光纖技術(shù)是上世紀70年代末興起的由光導纖維制成的、以光作為信息載體的傳 感技術(shù)；光纖(石英玻璃)是傳輸信息的一種介質(zhì)，像銅線一樣；與銅線不同的是，光纖傳 輸?shù)氖枪庑盘?，而不是電信號；光纖具備下述一系列獨特的優(yōu)點(1)以光作為傳感信號 基本不受外界電磁場干擾，長期漂移小，因而可用來作長期可靠的連續(xù)在線檢測；(2)本質(zhì) 安全，不帶電，不受電磁場干擾；響應(yīng)時間快，測量精確；柔韌性好，易彎曲，抗腐蝕；可以被 安裝在惡劣的環(huán)境中；在易燃易爆環(huán)境中，實現(xiàn)真正的安全監(jiān)測，本質(zhì)安全；信號傳輸衰減 小，傳輸距離遠，因而適于在煤礦，石油，天然氣及其它化工行業(yè)進行對安全和生產(chǎn)狀態(tài)參 數(shù)的監(jiān)測；(3)經(jīng)過特殊封裝后，光纖傳感器具有很強的耐高壓性能，因而適于在電力的高 壓等危險場合進行對安全和生產(chǎn)狀態(tài)參數(shù)的監(jiān)測；(4)以光波長作為長度測量單位，長度 測量精度可達到接近納米量級。從而使溫度傳感器的性能可達到或超過傳統(tǒng)電子器件；(5) 體積小、重量輕，適用于諸如開關(guān)柜內(nèi)、地下電纜的溫度監(jiān)控；(6)復用能力強，可實現(xiàn)對一 線多點、兩維點陣或空間分布的連續(xù)監(jiān)測。在具有強電干擾、高壓、易燃易爆等惡劣環(huán)境下，傳統(tǒng)的電子傳感器受到很多局限 性。因此，使在電力行業(yè)供電系統(tǒng)大型主要設(shè)備的安全維護，生產(chǎn)過程監(jiān)測等應(yīng)用方面對光 纖傳感器的需求就特別強烈。進一步地，在上述實施例中，在測溫光纖的外圍設(shè)有金屬管護套，例如，測溫光纖 可以包括普通護套式光纖、無縫管型光纖、加強型感溫光纖和屏蔽型感溫光纖。這里，測溫光纖選用帶有金屬管護套(如鋼管)的測溫光纖，一根金屬保護管內(nèi)可 放置2-4根測溫光纖，鋼管的抗壓強度應(yīng)大于3000N/100mm，抗拉強度大于2000N。進一步地，在上述實施例中，測溫光纖可以包括單模光纖與多模光纖。這里，測溫光纖選用多模或單模光纖，單模光纖的最長測量距離可達30km，多模光 纖的測量距離可達22km。根據(jù)使用場合的不同可選用普通護套式光纖、無縫管型光纖、加強 型感溫光纖和屏蔽型感溫光纖等。在上述各實施例中，交聯(lián)電纜測溫實際上就是檢測絕緣層的溫度，根據(jù)絕緣層的 極限耐熱溫度來控制線路的傳輸功率，以達到線路傳輸?shù)淖畲髢?yōu)化；將測溫光纖直接放在 電纜里，在測溫的同時還能反映電纜的載流量；這樣，測溫光纖更接近電纜的發(fā)熱點，可以 更快速的監(jiān)測電纜運行情況。具體地，不管將測溫光纖放在電纜的哪個部位，都是為了反映絕緣層的溫度；但是，實際上，根據(jù)測溫光纖放置位置的不同，測溫電纜可以分為以下幾種形式(1)將測溫光纖放在電纜的外護套部位測量外護套的溫度來推算電纜絕緣內(nèi)部的 溫度，這種方法生產(chǎn)施工方便，便于維護和施工，但是測溫精度不高，不能測量最關(guān)鍵的絕 緣溫度，因此不能正確反映絕緣溫度，測量效果不明顯；(2)將測溫光纖放在電纜的絕緣屏蔽處，由于緊貼絕緣層能反映電纜絕緣的溫度， 測量精度較高，但是生產(chǎn)時需注意保護光纖以免損傷光纖；(3)測溫光纖放在導體內(nèi)部，測量導體的溫度，通過控制導體的溫度來控制絕緣層 的溫升，此種方法測量精度較高，可檢測發(fā)熱源的溫度，也能很好的反映絕緣層的溫度，但 生產(chǎn)難度較大。可見，無疑將光纖放在絕緣層的外部，是測量精度和生產(chǎn)最為經(jīng)濟的方法，生產(chǎn)時 只要注意保護測溫光纖，留有電纜彎曲時光纖的長度余量就能保證光纖不受損傷，同時，選 擇承受抗拉強度和拉力較好的光纖就能避免光纖的受損；另外，生產(chǎn)鋁護套的時候注意鋁 套和交聯(lián)線芯的間隙。雖然電纜的絕緣正常工作溫度可達90°C，但是由于電纜在運行過程中受到短路電 流及過載的影響，而電纜的極限耐熱內(nèi)的負載優(yōu)化和線路管控是電網(wǎng)設(shè)計和運行時的重要 關(guān)注事項；電纜運行時在線測溫越來越受大家的關(guān)注，測溫電纜可在線檢測電纜的運行溫 度，隨時了解線路運行情況，提前預警避免事故的發(fā)生；電纜在線測溫的形式有很多種，比 較常見的可以分為熱電偶測溫和分布式測溫光纖測溫；分布式測溫光纖由于測溫精度高， 空間分辨率準確，是以后測溫電纜的的發(fā)展方向。所以，在實際使用時，上述實施例的分布式測溫交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，可以與 分布式光纖測溫主機配合使用，分布式光纖測溫主機一般包含內(nèi)置工業(yè)計算機、通訊軟件、 通訊、USB、串口、并口、一個光通道、DTS監(jiān)測及分析硬件和OTDR硬件(監(jiān)測光纖健康狀 態(tài))，所有部件集成在一個機箱內(nèi)。一個系統(tǒng)一般可測量最多可達50個通道，并且選用開放 式通信結(jié)構(gòu)，可以通過以網(wǎng)絡(luò)與第三方系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進行可靠簡便的連接。測溫系統(tǒng)的測溫精 度一般可達士 1°C，空間分辨率達到士0. 5m。經(jīng)電纜測溫試驗的驗證，上述實施例的分布式測溫交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的測 量精度和空間分辨率均較好；試驗電纜為YJLW03 127/220 1 X 500測溫光纖選用管型單模 光纖，光纖放置于電纜的絕緣屏蔽處，并且采取了保護措施以避免光纖損傷。試驗開始時，分布式測溫交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜表面溫度為3°C左右，并對溫度 進行了記錄；其測溫儀器顯示溫度和實際測量溫度相差0. 4°C，符合電纜測溫要求；分布式 測溫交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜繼續(xù)加熱，分布式測溫交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的導體溫度 達到了 60°C，絕緣表面溫度為46°C，儀器顯示溫度和實際測量溫度誤差為0. 2V ；然后對分 布式測溫交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜兩端各一點進行單獨加熱，和中間電纜形成比較大的溫 度梯度。經(jīng)觀察溫度曲線顯示兩點溫度為70°C，和中間電纜溫差大約為20°C，系統(tǒng)測量顯 示和實際測量溫度相差0. 3°C ；并對溫度升高部位進行距離定位，定位距離和實際測量距離 誤差為0.3米。另外，光纖安全檢測技術(shù)的市場非常廣闊，尤其是電力方面，智能電網(wǎng)必將是以后 電力行業(yè)的發(fā)展趨勢，對電纜科技含量的也增加了要求，同時也是經(jīng)后電纜市場賣點的一 大優(yōu)勢；電力系統(tǒng)擁有大量大型發(fā)電、變電和輸電設(shè)備都需要有高性能傳感器用于運行狀
6態(tài)監(jiān)測。國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)擁有20多萬個變電站，數(shù)十萬公里的高壓輸電線路；據(jù)電力 行業(yè)消息，成都、重慶、武漢等地今年各投資近2億多資金來對電網(wǎng)進行改造，要求新的入 地高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜都必須采用光纜測溫電纜，以后在全國電網(wǎng)全面輔開后， 需求將會更明顯。可見，上述分布式測溫交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜在能源生產(chǎn)和電力安全系統(tǒng)中的 推廣應(yīng)用，將大幅度提高危險場合和關(guān)鍵設(shè)備的安全系數(shù)，能有效利用資源，減少人員傷 亡，對于和諧社會建設(shè)和提高工礦企業(yè)工作環(huán)境及安全系數(shù)，具有重要的社會意義。綜上所述，本實用新型各實施例的分布式測溫交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，由于包 括位于中心位置、且軸向平行設(shè)置的多股導體，軸向套接在多股導體外圍的繞包導體屏蔽 層，軸向包覆在繞包導體屏蔽層外圍的絕緣層，軸向套接在絕緣層外圍的絕緣屏蔽層，軸向 設(shè)置在絕緣屏蔽層的緩沖阻水層，軸向套接在緩沖阻水層外圍的皺紋鋁套，軸向包覆在皺 紋鋁套外圍的防腐層，軸向設(shè)置在防腐層外圍的外護層，以及軸向涂覆在外護層外圍的導 電層；在緩沖阻水層與皺紋鋁套之間，配合設(shè)有測溫光纖；通過在交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電 纜的內(nèi)部放置測溫光纖，借助光纖的拉曼反射和光學時域反射，配合專門的測溫系統(tǒng)分析 傳感信號，反映絕緣內(nèi)部的溫度，以實現(xiàn)調(diào)節(jié)電力電纜的負荷，在保證安全的前提下，有利 于更大地發(fā)揮電力電纜的傳輸能力，獲得較經(jīng)濟的載流量；從而可以克服現(xiàn)有技術(shù)中故障 率高、利用率低、運行成本高與安全性差的缺陷，以實現(xiàn)故障率低、利用率高、運行成本低與 安全性好的優(yōu)點。最后應(yīng)說明的是以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本 實用新型，盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員 來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征 進行等同替換。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均 應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種分布式測溫交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，其特征在于，包括位于中心位置、且軸向平行設(shè)置的多股導體，軸向套接在所述多股導體外圍的繞包導體屏蔽層，軸向包覆在所述繞包導體屏蔽層外圍的絕緣層，軸向套接在所述絕緣層外圍的絕緣屏蔽層，軸向設(shè)置在所述絕緣屏蔽層的緩沖阻水層，軸向套接在所述緩沖阻水層外圍的皺紋鋁套，軸向包覆在所述皺紋鋁套外圍的防腐層，軸向設(shè)置在所述防腐層外圍的外護層，以及軸向涂覆在所述外護層外圍的導電層；在所述緩沖阻水層與皺紋鋁套之間，配合設(shè)有測溫光纖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式測溫交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，其特征在于，在所述 多股導體中，在相鄰兩股導體之間，軸向設(shè)有擠包導體屏蔽層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分布式測溫交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，其特征在于，所述 測溫光纖呈“S”狀分布在緩沖阻水層與皺紋鋁套之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分布式測溫交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，其特征在于，在所述 測溫光纖的外圍設(shè)有金屬管護套。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分布式測溫交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，其特征在于，所述測 溫光纖包括單模光纖與多模光纖。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分布式測溫交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，其特征在于，所述測 溫光纖包括普通護套式光纖、無縫管型光纖、加強型感溫光纖和屏蔽型感溫光纖。
專利摘要本實用新型公開了一種分布式測溫交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，包括位于中心位置、且軸向平行設(shè)置的多股導體，軸向套接在多股導體外圍的繞包導體屏蔽層，軸向包覆在繞包導體屏蔽層外圍的絕緣層，軸向套接在絕緣層外圍的絕緣屏蔽層，軸向設(shè)置在絕緣屏蔽層的緩沖阻水層，軸向套接在緩沖阻水層外圍的皺紋鋁套，軸向包覆在皺紋鋁套外圍的防腐層，軸向設(shè)置在防腐層外圍的外護層，以及軸向涂覆在外護層外圍的導電層；在緩沖阻水層與皺紋鋁套之間，配合設(shè)有測溫光纖。本實用新型所述分布式測溫交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中故障率高、利用率低、運行成本高與安全性差等缺陷，以實現(xiàn)故障率低、利用率高、運行成本低與安全性好的優(yōu)點。
文檔編號H01B11/22GK201765880SQ20102052638
公開日2011年3月16日 申請日期2010年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月13日
發(fā)明者張繼翔, 王增軍, 邵顯鴻, 鐘本國 申請人:山東陽谷電纜集團有限公司