本实用新型专利技术涉及一种高压电力电缆中间接头的光纤Bragg光栅温度监测装置，包括三支光纤Bragg光栅温度传感器，其特征是，所说的三支光纤Bragg光栅温度传感器包括第一毛细铜管(1)和第二Bragg光栅(2)、第三毛细铜管(3)和第四Bragg光栅(4)、第五毛细铜管(5)和第六Bragg光栅(6)，聚酰亚胺套管(7)，光纤(8)；在光纤(8)上写入所说的第二Bragg光栅(2)、第四Bragg光栅(4)、第六Bragg光栅(6)并用第一毛细铜管(1)、第三毛细铜管(3)、第五毛细铜管(5)分别对应紧密封装三个Bragg光栅；采用聚酰亚胺套管(7)把光纤(8)套住，起保护作用，当聚酰亚胺套管和毛细铜管相接触时，要求聚酰亚胺套管紧套在毛细铜管内，实现无缝隙的封装，成为一体。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种对温度变化敏感的光纤Bragg光栅传感器，特别涉及对高压电缆中间接头的温度测量技术。属光电子测量
技术背景 电力电缆已经成为输送电力的血管之一，高压电力电缆中间接头是电力电缆系统中的薄弱环节，容易发生故障。因电力电缆中间接头的高接触电阻、大负载电流、局部放电积累等原因产生的热量使电缆接头的温度不断升高，加快电缆绝缘材料的老化、泄流电流逐步增大，到达一定程度导致发生击穿或火灾。这是量变到质变的过程，所以电力电缆中间接头温度是反映其运行状态的重要参数。高压交联电缆中间接头发生故障主要是导体连接和屏蔽层断口处，故障点向周围的绝缘材料发生热量传递，使局部温度升高，因此可以通过检测其周围材料的温升来诊断电力电缆中间接头的内部故障。对电力电缆中间接头的温度进行现场监测，对实现电力系统的安全运行，进而对经济发展、社会稳定都有重要的意义。CN 101319938A公开了“高压设备电缆接头的在线测温方法及其装置”。在该公开说明书中采用温度传感器和电路板都密封在绝缘体内，实施较为困难，破坏主绝缘的完整性，构成安全隐患，而且采用无线收发的方式传输数据，由于电力电缆接头内部的强磁场，传输的数据会受到强磁场的干扰，造成测量误差。
技术实现思路
本技术的目的，在于克服现有技术之不足，提供一种利用光纤Bragg光栅温度传感器监测高压电力电缆中间接头温度的装置。本技术高压电力电缆中间接头的光纤Bragg光栅温度监测装置包括三支光纤Bragg光栅温度传感器,其特征是，所说的三支光纤Bragg光栅温度传感器包括第一毛细铜管(I)和第二 Bragg光栅(2)、第三毛细铜管(3)和第四Bragg光栅(4)、第五毛细铜管(5)和第六Bragg光栅￠)，聚酰亚胺套管(7)，光纤(8);在光纤(8)上写入所说的第二Bragg光栅(2)、第四Bragg光栅(4)、第六Bragg光栅(6)并用第一毛细铜管(I)、第三毛细铜管(3)、第五毛细铜管(5)分别对应紧密封装三个Bragg光栅；采用聚酰亚胺套管(7)把光纤(8)套住，起保护作用，当聚酰亚胺套管和毛细铜管相接触时，要求聚酰亚胺套管紧套在毛细铜管内，实现无缝隙的封装，成为一体。采用热膨胀系数较大的毛细铜管紧密封装Bragg光栅，提高光纤光栅传感器的灵敏度，三支传感器之间的距离约等于高压电力电缆中间接头的连接管中点到应力锥中点的距离，其误差范围在±5mm之内，确保三支传感器能检测高压电力电缆中间接头常发生故障点的温度。本技术采用热膨胀系数较大的毛细铜管紧密封装Bragg光栅，提高光纤光栅传感器的灵敏度，三支传感器之间的距离约等于高压电力电缆中间接头中的连接管中点到应力锥中点的距离，其误差范围在±5mm之内，确保三支传感器能检测高压电力电缆中间接头常发生故障点的温度。本技术技术的数学模型如下若测量过程中温度变化了 AT，因光栅的热光效应，即由温度本身引起的光纤Bragg光栅的波长移位量Δ λ B1，引起的反射波长位移为AAm =(-^-·^^ + ^··^η6 )·ΑΤ = (α + ξ)·ΑΤ·λΒ (I)在(I)式中ξ是光纤Bragg光栅的热光系数，α是光纤热膨胀系数。若测量过程中温度变化了 AT，因毛细铜管和光纤Bragg光栅，两者热膨胀的不同步而导致对Bragg光栅产生应变，光纤Bragg光栅在轴向上产生的应变为ε T = (a s-a ) · ΔΤ (2)上(2)式中的ε τ是毛细铜管因热膨胀导致光纤Bragg光栅均匀轴向的应变，a s表示毛细铜管的热膨胀系数。即在测量过程中温度变化了 AT，由热膨胀的不同步引起的光纤Bragg光栅的波长移位量△ λ B2，引起的反射波长位移为Λ λ B2 = λ B(l-Pe) ε τ (3)综上所述由光栅的热光效应、毛细铜管和光纤热膨胀的不同步都导致了反射波长的位移，传感器的反射波长变化与温度变化之间的关系表示为^L=A^i+A^2 =.ΑΤ (4)和现有技术相比，本技术传感器的有益效果是I、采用光纤Bragg光栅传感器监测高压电力电缆中间接头的温度，避免了传统电子测量方式因强磁场而造成的测量干扰。2、可以监测高压电力电缆中间接头的温度，减少了传统捆绑式或粘贴式的传感器因外部环境温度、空气对流等产生的测量误差。采用高热膨胀系数的毛细铜管封装形式后，光纤Bragg光栅传感器的灵敏度大大提高。3、监测电力电缆接头常发生故障点(导体连接和两个应力锥部位)的温度的变化趋势，故障点由不同原因产生的热量传导到毛细铜管和光纤光栅，最终使光纤光栅的光纤Bragg光栅的反射波长峰值的偏移，实现了对电力电缆中间接头温度的实时在线测量，能及时了解电力电缆中间接头的运行情况。附图说明图I是本技术基本结构示意图。图2是本技术用于监测电力电缆接头的布置图。具体实施方式下面通过实施例并结合附图对本技术做进一步说明。实施例I如图1、2所示，图中I为第一毛细铜管，2为第二 Bragg光栅,3为第三毛细铜管,4为第四Bragg光栅，5为第五毛细铜管，6为第六Bragg光栅，7为聚酰亚胺套管，8为光纤，9为铜保护壳，10为铜保护 壳，11为填充胶。本技术高压电力电缆中间接头的光纤Bragg光栅温度监测装置包括三支光纤Bragg光栅温度传感器，所说的三支光纤Bragg光栅温度传感器包括第一毛细铜管I和第二 Bragg光栅2、第三毛细铜管3和第四Bragg光栅4、第五毛细铜管5和第六Bragg光栅6，聚酰亚胺套管7，光纤8 ;在光纤8上写入所说的第二 Bragg光栅2、第四Bragg光栅4、第六Bragg光栅6并用第一毛细铜管I、第三毛细铜管3、第五毛细铜管5分别对应紧密封装三个Bragg光栅；采用聚酰亚胺套管7把光纤8套住，起保护作用，当聚酰亚胺套管和毛细铜管相接触时，要求聚酰亚胺套管紧套在毛细铜管内，实现无缝隙的封装，成为一体。采用热膨胀系数较大的毛细铜管紧密封装Bragg光栅，提高光纤光栅传感器的灵敏度。，支传感器之间的距离约等于高压电力电缆中间接头中的连接管中点到应力锥中点的距离，其误差范围在±5mm之内，确保三支传感器能检测高压电力电缆中间接头常发生故障点的温度。在实际应用过程中，本技术是按照下述步骤进行的。I、根据高压电缆头的按照要求和安装步骤，对两根电缆头进行处理。当完成铜保护壳9的安装固定后，如图I所示安装传感器。2、传感器安装成功后，按照高压电缆接头的要求、步骤完成对电缆接头的处理。3、光纤Bragg光栅的技术参数为中心波长λΒ = 1550. OOOnm，有效弹-光系数Pe=O. 22。4、毛细铜管参数为长度L = 20nm,外径R = 4mm,内径r = 2_。5、聚酰亚胺套管的参数为外径R=L 3mm,内径r = O. 5mm。6、用光纤光栅分析仪获取光纤Bragg光栅反射的Bragg波峰值；7、把光纤光栅的热光系数ξ、光纤光栅的热膨胀系数α、毛细铜管热膨胀系数as、有效弹-光系数Pe = 0.22代入(4)式，可以计算传感器的灵敏。理论计算表明灵敏度36. 27pm/0C。当光纤Bragg光栅解调仪的波长分辨率为Ipm时，该传感器的应力分辨率为O. 027。。。权利要求1.ー种高压电本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：曹敏，王达达，杨堂华，李玉辉，陈炎锋，李川，
申请(专利权)人：云南电力试验研究院集团有限公司电力研究院，云南电网公司昭通供电局，昆明理工大学，
类型：实用新型
国别省市：
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