本發(fā)明涉及智能電纜領(lǐng)域，尤其涉及一種光柵陣列光纖復(fù)合智能電纜。

背景技術(shù)：

電力電纜在整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行中承擔(dān)著舉足輕重的作用，其安全運(yùn)行對(duì)整個(gè)電網(wǎng)具有特別重要意義，但目前市場(chǎng)上一般都是普通的用于傳輸電力的常規(guī)電纜，不具有對(duì)自身安全和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行感知的功能。確定電纜本體及周圍環(huán)境溫度，可以及早地發(fā)現(xiàn)制造工藝、局放、劣化、機(jī)械損傷等缺陷，還可以動(dòng)態(tài)管理電纜的輸送能力，提高電纜的運(yùn)行效率，提升電纜線路的資產(chǎn)利用率，而且電纜的溫度測(cè)量本身也是電纜載流量計(jì)算的依據(jù)，電力電纜溫度的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)已成為電網(wǎng)安全的重要技術(shù)指標(biāo)。另外，電纜的防盜技術(shù)也是需求之一，通常在電纜沿線加裝振動(dòng)傳感器對(duì)電纜盜挖發(fā)出預(yù)警，如果在電纜中加入振動(dòng)傳感器則可以完成電纜的智能防盜預(yù)警。

專利申請(qǐng)文獻(xiàn)“智能電纜”(2015103294177)和專利申請(qǐng)文獻(xiàn)“多功能智能電纜”(2015102742072)公開了一種光纖復(fù)合電纜的結(jié)構(gòu)，可通過(guò)光纖監(jiān)測(cè)溫度和其它參數(shù)。該方法是通過(guò)光纖喇曼背向散射強(qiáng)度和溫度相關(guān)的性能測(cè)溫，由于散射光強(qiáng)極其微弱，是入射光的10^-8左右，限制了響應(yīng)時(shí)間、測(cè)溫精度等系統(tǒng)性。另外，盡管測(cè)量喇曼增益系數(shù)的方法很多，較早的是通過(guò)測(cè)量熔融石英的自發(fā)喇曼散射截面積進(jìn)而得到光纖的喇曼增益系數(shù)分布的，但是測(cè)量方法相對(duì)復(fù)雜；近年來(lái)，人們研究出各種簡(jiǎn)單有效的測(cè)量方法，比如：開關(guān)法、脈沖掃描法和單光測(cè)量等方法。盡管開關(guān)法對(duì)泵浦光源要求低，而且可以同時(shí)測(cè)量多段光纖的喇曼增益系數(shù)，但是需要的器件較多，需要的裝置相對(duì)復(fù)雜；脈沖掃描法簡(jiǎn)單，但受噪聲影響較大；單光測(cè)量法只需要一個(gè)光源，但參數(shù)多，計(jì)算復(fù)雜。所以采用上述方法難以實(shí)現(xiàn)光纖監(jiān)測(cè)溫度實(shí)用化。光柵陣列光纖是一種利用光纖拉制過(guò)程在線寫入光柵技術(shù)生產(chǎn)的特種光纖，這種光纖帶有光柵陣列，光柵的反射波長(zhǎng)、間距和反射率都可控，可根據(jù)要求定制。光柵的反射強(qiáng)度比背向散射光高好幾個(gè)數(shù)量級(jí)，保證了測(cè)量的信號(hào)強(qiáng)度。而且光柵的波長(zhǎng)改變量和溫度、應(yīng)變等相關(guān)，是絕對(duì)測(cè)量，不需要參考點(diǎn)，且避免了光強(qiáng)波動(dòng)產(chǎn)生的測(cè)量誤差。光的干涉是精度最高的測(cè)量方式之一，如專利“基于光纖弱反射點(diǎn)陣Fizeau干涉分布式振動(dòng)傳感系統(tǒng)及方法”公開的內(nèi)容，利用相鄰兩個(gè)光柵反射光之前的Fizeau干涉可完成振動(dòng)的測(cè)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中不具備對(duì)自身安全和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行感知的功能的缺陷，提供一種光柵陣列光纖復(fù)合智能電纜。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供一種光柵陣列光纖復(fù)合智能電纜，該智能電纜包括外部的保護(hù)層，保護(hù)層內(nèi)設(shè)置有多條電力電纜，電力電纜之間呈中心對(duì)稱排列；電力電纜之間設(shè)置有光柵陣列光纖，光柵陣列光纖用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電力電纜運(yùn)行過(guò)程中的各種參量；保護(hù)層、電力電纜和光柵陣列光纖之間的空隙中設(shè)置有填充層。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的電力電纜設(shè)置有不少于3條，相鄰兩條電力電纜之間均設(shè)置有1條光柵陣列光纖。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的電力電纜設(shè)置有不少于3條，電力電纜的對(duì)稱中心位置設(shè)置有1條光柵陣列光纖。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的電力電纜的形狀為圓形或絞合扇形。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的光柵陣列光纖實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的參量包括：溫度、應(yīng)變和振動(dòng)。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的電力電纜包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的線芯、內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層、絕緣層、外半導(dǎo)電屏蔽層、金屬屏蔽層。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的線芯為銅線導(dǎo)體或鋁線導(dǎo)體，絕緣層為交聯(lián)聚乙烯絕緣層。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的光柵陣列光纖外部包裹有光纖保護(hù)管。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的保護(hù)層包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的包帶、鋼絲編織屏蔽和PVC護(hù)套。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的填充層中的填充料為聚丙烯帶或無(wú)紡布。

本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是：本發(fā)明的光柵陣列光纖復(fù)合智能電纜，通過(guò)設(shè)置在電纜中的光柵陣列光纖對(duì)電力電纜的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能夠?qū)崿F(xiàn)電纜運(yùn)行過(guò)程中的溫度、應(yīng)變、振動(dòng)等參量的實(shí)時(shí)測(cè)量，提高了電纜智能防盜性能和在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間和測(cè)量精度；且通過(guò)設(shè)置在電纜中的填充層和設(shè)置在電纜外的保護(hù)層，提高了電纜的使用壽命。

附圖說(shuō)明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中：

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的光柵陣列光纖復(fù)合智能電纜的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖3是本發(fā)明的具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖二；

圖中，1-電力電纜，2-填充層，3-光柵陣列光纖，4-保護(hù)層，11-第一電力電纜，12-第二電力電纜，13-第三電力電纜，21-第一填料空間，22-第二填料空間，23-第三填料空間，24-第四填料空間，31-第一測(cè)溫光柵陣列光纖光纜，32-第二測(cè)溫光柵陣列光纖光纜，33-第三測(cè)溫光柵陣列光纖光纜，41-絞合扇形銅導(dǎo)體，42-交聯(lián)聚乙烯絕緣,43-光纖保護(hù)管,44-光柵陣列光纖,45-包帶,46-鋼絲編織屏蔽,47-PVC護(hù)套。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明的新型的光柵陣列光纖復(fù)合電纜，可實(shí)現(xiàn)電纜運(yùn)行過(guò)程中的溫度、應(yīng)變、振動(dòng)等參量的實(shí)時(shí)測(cè)量，提高了電纜智能防盜性能和在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間和測(cè)量精度。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的光柵陣列光纖復(fù)合智能電纜，該智能電纜包括外部的保護(hù)層4，保護(hù)層4內(nèi)設(shè)置有多條電力電纜1，電力電纜1之間呈中心對(duì)稱排列；電力電纜1之間設(shè)置有光柵陣列光纖3，光柵陣列光纖3用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電力電纜1運(yùn)行過(guò)程中的各種參量；保護(hù)層4、電力電纜1和光柵陣列光纖3之間的空隙中設(shè)置有填充層2。

如圖2所示，在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，電力電纜1設(shè)置有不少于3條，相鄰兩條電力電纜之間均設(shè)置有1條光柵陣列光纖3。

如圖3所示，在本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例中，電力電纜1設(shè)置有不少于3條，電力電纜1的對(duì)稱中心位置設(shè)置有1條光柵陣列光纖3。

電力電纜1的形狀為圓形或絞合扇形，針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，還可以設(shè)置為不同形狀。

光柵陣列光纖3實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的參量包括：溫度、應(yīng)變和振動(dòng)，針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，使用不同的光柵陣列光纖3還可以監(jiān)測(cè)其它的多種參量。

電力電纜1包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的線芯、內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層、絕緣層、外半導(dǎo)電屏蔽層、金屬屏蔽層。線芯為銅線導(dǎo)體或鋁線導(dǎo)體，絕緣層為交聯(lián)聚乙烯絕緣層。光柵陣列1光纖外部包裹有光纖保護(hù)管。保護(hù)層4包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的包帶、鋼絲編織屏蔽和PVC護(hù)套。填充層2中的填充料為聚丙烯帶或無(wú)紡布。

如圖2所示，在本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例中，該智能電纜包括電力電纜、光柵陣列光纖光纜、填充層和保護(hù)層，其特征在于環(huán)形的保護(hù)層內(nèi)有多條電力電纜，保護(hù)層和多條電力電纜之間為填充層，填充層中有多條光柵陣列光纖光纜。

電力電纜的數(shù)量為三條，分別為第一電力電11、第二電力電纜12、第三電力電纜13，填充層包括第一填料空間21、第二填料空間22、第三填料空間23和第四填料空間24，第一填料空間21、第二填料空間22、第三填料空間23分別由兩條電力電纜和保護(hù)層圍成，第四填料空間24由三條電力電纜圍成，第一填料空間21內(nèi)設(shè)有第一測(cè)溫光柵陣列光纖光纜31和填充料，第二填料空間22內(nèi)設(shè)有第二測(cè)溫光柵陣列光纖光纜32和填充料，第三填料空間23內(nèi)設(shè)有第三測(cè)溫光柵陣列光纖光纜33和填充料。電力電纜包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的線芯、內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層、絕緣層、外半導(dǎo)電屏蔽層、金屬屏蔽層。線芯為銅線導(dǎo)體或鋁線導(dǎo)體。絕緣層為交聯(lián)聚乙烯絕緣層。填充料為聚丙烯帶或無(wú)紡布。

如圖3所示，在本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例中，光柵陣列光纖復(fù)合智能電纜，包括絞合扇形銅導(dǎo)體41、交聯(lián)聚乙烯絕緣42、光纖保護(hù)管43、光柵陣列光纖44、包帶45、鋼絲編織屏蔽46、PVC護(hù)套47。

絞合扇形銅導(dǎo)體有三條，第一絞合扇形銅導(dǎo)體、第二絞合扇形銅導(dǎo)體、第三絞合扇形銅導(dǎo)體，絞合扇形銅導(dǎo)體外面附有交聯(lián)聚乙烯絕緣，三條絞合扇形銅導(dǎo)體中間設(shè)有光纖保護(hù)管，光纖保護(hù)管里面有光柵陣列光纖，三條絞合扇形銅導(dǎo)體外面設(shè)有包帶、鋼絲編織屏蔽和PVC護(hù)套。

應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。