具有检测功能的海底光纤复合高压电缆

1.一种具有检测功能的海底光纤复合高压电缆，包括电缆缆芯和绞合在所述电缆缆芯上的内铠装层以及绞合在所述内铠装层上的外铠装层，在所述外铠装层上挤塑有外护套，其特征在于，在电缆缆芯空隙中设置有用以测量电缆温度的光纤传感器单元。
2.如权利要求1所述的具有检测功能的海底光纤复合高压电缆，其特征在于，在所述内、外铠装层之间设置有垫层材料并分布有用以检测电缆损伤的光纤传感器单元。
3.如权利要求1所述的具有检测功能的海底光纤复合高压电缆，其特征在于，所述电缆缆芯还包括三根线芯、二根填充绳单元，三根线芯、二根填充绳单元与用以测量电缆温度的光纤传感器单元绞合后挤塑中护层。
4.如权利要求1所述的具有检测功能的海底光纤复合高压电缆，其特征在于，所述线芯由导体、包覆在导体外表面上的导体屏蔽层、包覆在导体屏蔽层外表面上的XLPE绝缘层、包覆在XLPE绝缘层外表面上的绝缘屏蔽层、包覆在绝缘屏蔽层外表面上的阻水包带层、包覆在阻水包带层外表面上的铅护套层构成。
5.如权利要求1至4任一项权利要求所述的具有检测功能的海底光纤复合高压电缆，其特征在于，所述用以测量电缆温度的光纤传感器单元包括两根渐变形折射率光纤纤芯、PE衬芯、PE护套、铅护套、抗张元件，其中抗张元件位于PE衬芯的中心，两根渐变形折射率光纤纤芯以抗张元件为中心对称分布在PE衬芯中，PE护套包覆在PE衬芯的外表面上，铅护套包覆在PE护套上。
6.如权利要求2至4任一项权利要求所述的具有检测功能的海底光纤复合高压电缆，其特征在于，所述用以检测电缆损伤的光纤传感器单元由单模光纤、不锈钢管、护套，在所述不锈钢管内填充有阻水油膏，所述单模光纤设置在不锈钢管内，护套包覆在不锈钢管上。

具有检测功能的海底光纤复合高压电缆\n技术领域\n[0001] 本发明涉及电缆技术领域，特别涉及一种带有光纤传感器并具有检测功能的海底光纤复合高压电缆。\n背景技术\n[0002] 海底电缆可能由于船锚或捕鱼工具的钩吊，以及涨潮时与海床岩石的摩擦而受到损害。因此检测这类损伤的存在，并为海底电缆的维修确定损坏点是非常重要的。当光纤受到横向压力时，光纤的传输损耗增加，因此通过观测传输损耗可以检测海底电缆的机械损伤。另一方面，众所周知，用光纤作传感器还可以测量电缆内部温度，可以发现电缆是否过载或短路，以便及时报警切断线路减少损失，同时光纤具有通信功能，因此，海底光纤复合电缆作为当前海岛智能电网建设中的重要线缆产品，其融合了通信和电力的功能，可有效实现电信网、电力传输网、电视网、互联网等的多网融合，降低网络建设的成本，具有较好的性价比。\n发明内容\n[0003] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种能检测船锚损伤和钢丝铠装磨损变形或者电缆故障引起温升变化的带有光纤传感器并具有检测功能的海底光纤复合高压电缆。\n该海底光纤复合高压电缆利用分布式光纤传感器以测量电缆的温度变化，同样利用光纤的弯曲形变可检测电缆由于磨损、船锚钩吊或其它外界原因造成的外部损伤，并能准确定位。\n[0004] 本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：\n[0005] 一种具有检测功能的海底光纤复合高压电缆，包括电缆缆芯和绞合在所述电缆缆芯上的内铠装层以及绞合在所述内铠装层上的外铠装层，在所述外铠装层上挤塑有外护套，其特征在于，在电缆缆芯空隙中设置有用以测量电缆温度的光纤传感器单元。\n[0006] 本发明在所述内、外铠装层之间设置有垫层材料并分布有用以检测电缆损伤的光纤传感器单元。\n[0007] 所述电缆缆芯还包括三根线芯、二根填充绳单元，三根线芯、二根填充绳单元与用以测量电缆温度的光纤传感器单元绞合后挤塑中护层。\n[0008] 所述线芯由导体、包覆在导体外表面上的导体屏蔽层、包覆在导体屏蔽层外表面上的XLPE绝缘层、包覆在XLPE绝缘层外表面上的绝缘屏蔽层、包覆在绝缘屏蔽层外表面上的阻水包带层、包覆在阻水包带层外表面上的铅护套层构成。\n[0009] 所述用以测量电缆温度的光纤传感器单元包括两根渐变形折射率光纤纤芯、PE衬芯、PE护套、铅护套、抗张元件，其中抗张元件位于PE衬芯的中心，两根渐变形折射率光纤纤芯以抗张元件为中心对称分布在PE衬芯中，PE护套包覆在PE衬芯的外表面上，铅护套包覆在PE护套上。\n[0010] 所述用以检测电缆损伤的光纤传感器单元由单模光纤、不锈钢管、护套，在所述不锈钢管内填充有阻水油膏，所述单模光纤设置在不锈钢管内，护套包覆在不锈钢管上。\n[0011] 由于采用了上述技术方案，本发明利用光纤承受弯曲或横向压力时传输损耗增加这一自然特性，可以检测出电缆的损伤，并通过仪器准确定位。用电缆缆芯中的光纤传感器测量电力电缆缆芯的温度变化。\n[0012] 本发明与现有技术相比，具有如下优点：\n[0013] 1.集光纤和电力输配电缆于一身，避免二次布线，可有效降低施工、网络施工的费用。\n[0014] 2.利用光纤承受弯曲或横向压力时传输损耗增加这一自然特性，可以在线监测出电缆的损伤情况，并通过仪器快速准确定位，效率高，给电缆修复羸得时间，减少损失。\n[0015] 3.用光纤作传感器还可以测量电缆温度，可以在线监测电缆工作情况，遇到紧急情况电缆过载或短路时，可及时报警以切断线路减少损失。\n[0016] 4、光单元与电力电缆互不干扰，在长期工作温度下相互兼容，使用年限较长，具有良好的推广价值。\n附图说明\n[0017] 图1为本发明具有检测功能的海底光纤复合高压电缆的径向断面示意图。\n[0018] 图2为本发明用以测量电缆温度的光纤传感器单元的径向断面示意图。\n[0019] 图3为本发明用以检测电缆损伤的光纤传感器单元的径向断面示意图。\n具体实施方式\n[0020] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明的实施方式。\n[0021] 参见图1，一种具有检测功能的海底光纤复合高压电缆，包括电缆缆芯和绞合在电缆缆芯上的内镀锌钢丝铠装层100以及绞合在内镀锌钢丝铠装层100上的外镀锌钢丝铠装层200，在外镀锌钢丝铠装层200上挤塑有外护套300。在内镀锌钢丝铠装层200和外镀锌钢丝铠装层200之间设置有垫层材料300，在垫层材料300的空隙中分布有六根用以检测电缆损伤的光纤传感器单元400。\n[0022] 电缆缆芯包括三根线芯110、二根填充绳单元120、一根用以测量电缆温度的光纤传感器单元130，三根线芯110、二根填充绳单元120与一根用以测量电缆温度的光纤传感器单元130绞合在一起，绞合体上挤塑中护层140。\n[0023] 线芯110由导体111、包覆在导体111外表面上的导体屏蔽层112、包覆在导体屏蔽层112外表面上的XLPE绝缘层113、包覆在XLPE绝缘层113外表面上的绝缘屏蔽层114、包覆在绝缘屏蔽层114外表面上的阻水包带层115、包覆在阻水包带层115外表面上的铅护套层116构成。\n[0024] 参见图2，用以测量电缆温度的光纤传感器单元130包括两根渐变形折射率光纤纤芯131、PE衬芯132、PE护套133、铅护套134、抗张元件135，其中抗张元件135位于PE衬芯132的中心，两根渐变形折射率光纤纤芯131以抗张元件135为中心对称分布在PE衬芯132中，PE护套133包覆在PE衬芯132的外表面上，铅护套134包覆在PE护套上。用以测量电缆温度的光纤传感器单元130采用这样的以防止水的浸入。\n[0025] 参见图3，用以检测电缆损伤的光纤传感器单元400由一根单模光纤410、不锈钢管420、护套430，在不锈钢管420内填充有阻水油膏440，单模光纤410设置在不锈钢管420内，护套430包覆在不锈钢管420上。用以检测电缆损伤的光纤传感器单元400采用这样的复合结构有防止机械损伤和水分的浸入作用。\n[0026] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。