一种布里渊散射光纤电缆以及检测电缆阻水带受潮的方法

本发明涉及电缆维护，尤其是一种布里渊散射光纤电缆以及检测电缆阻水带受潮的方法。

背景技术：

1、高压xlpe电缆因介电常数低、介电强度高等电气性能优越，加工性能、耐热性能、机械性能良好，不受地形、地貌和地势高低等限制，被广泛应用于城市电网、水电送出、海底送电和资源环境保护等，是新型电力系统的关键设备。

2、然而近年来，多地相继发现一种发生在电缆本体皱纹铝护套与绝缘屏蔽层间的缺陷，通常称为缓冲层缺陷。解剖缺陷电缆后，在绝缘屏蔽层和阻水带表面发现大量白色粉末(以下简称白粉)和烧蚀痕迹。这些因阻水带受潮而产生的高阻值白粉破坏了铝护套与绝缘屏蔽层原本良好的电气连接，最终因缓冲层局部电场畸变放电或容性电流分布不均长期发展后，导致电缆本体主绝缘被击穿的情况发生。

3、因此，目前亟需找到一种能够在阻水带受潮早期即感知到缺陷的电缆，以及与之配套的检测电缆阻水带受潮的方法。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供一种布里渊散射光纤电缆以及检测电缆阻水带受潮的方法。

2、本发明的第一方面提供了一种布里渊散射光纤电缆，包括导体1、导体屏蔽层2、绝缘层3、绝缘屏蔽层4、阻水带层5、内护套6、防腐层7和外护套8；

3、其中，所述导体屏蔽层2、绝缘层3和绝缘屏蔽层4以三层共挤方式挤包于所述导体1外；

4、所述阻水带层5中包括第一阻水带51、第二阻水带52、布里渊散射光纤53；所述第二阻水带52绕包于所述第一阻水带51之外，所述布里渊散射光纤53位于所述第一阻水带51和第二阻水带52之间；所述第一阻水带51和第二阻水带52由半导电膨松棉、半导电粘合剂、阻水粉和半导电聚酯纤维无纺布组成；

5、所述内护套6通过在所述阻水带层5外通过氩弧焊工艺挤出得到；所述防腐层7涂敷于所述内护套6外；所述外护套8挤包于所述防腐层7外。

6、进一步地，所述内护套6为皱纹铝护套材料；所述防腐层7为沥青材料；所述外护套8为聚乙烯材料或聚氯乙烯材料。

7、进一步地，所述半导电膨松棉厚度不小于1.0mm，所述半导电粘合剂厚度不小于0.2mm，所述阻水粉厚度不小于0.2mm，所述半导电聚酯纤维无纺布厚度不小于0.1mm。

8、进一步地，所述阻水粉基底为聚丙烯酸钠，所述阻水粉用于吸收水分；所述阻水带层5用于起纵向阻水和机械缓冲作用。

9、进一步地，所述布里渊散射光纤53沿电缆长度方向以蛇形曲线敷设于所述第一阻水带51上。

10、本发明第二方面公开一种检测电缆阻水带受潮的方法，应用于所述的一种布里渊散射光纤电缆中，其特征在于，包括以下步骤：

11、测量所述电缆中多个测量点的布里渊频移，所述测量点位于电缆的布里渊散射光纤上；

12、根据所述测量点的布里渊频移判断测量点是否为光纤断点。

13、进一步地，所述测量所述电缆中多个测量点的布里渊频移，具体通过将电缆的布里渊散射光纤的一端接入布里渊光纤传感系统，通过布里渊光纤传感系统测量得到。

14、进一步地，所述根据所述测量点的布里渊频移判断测量点是否为光纤断点，具体通过以下公式计算得到：

15、

16、其中，第n个测量点的布里渊频移为vn，第1～n个测量点的频移平均值为、标准差为σn，测量点总数为n，i表示第n个测量点之前的测量点，j表示第n个测量点之后的测量点；如测量的第n个测量点满足上述公式，则所述第n个测量点为光纤断点。

17、进一步地，还包括以下步骤：

18、测量电缆的布里渊散射光纤断点前的布里渊频移以反映阻水带中阻水粉的体积和形变程度；

19、当所述阻水粉的体积变化超过预设形变的布里渊频移阈值时，判断所述测量点位置的电缆阻水带受潮。

20、本发明实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行前面的方法。

21、本发明的实施例具有如下方面有益效果：本发明在电缆中具有弹性缓冲特性的阻水带层间敷设传感光纤作为内置传感器，通过感知阻水带受潮膨胀挤压拉伸光纤产生的应力，能在电缆受潮早期即检测、定位到故障位置，有利于运维人员及时对电缆进行处理。本发明通过在线检测、定位缓冲层受潮缺陷，能有效避免电缆在受潮工况下带病长期运行而转变为不可逆转的绝缘击穿故障，能极大节约人力物力财力，方便电力工作人员使用。

22、本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种布里渊散射光纤电缆，其特征在于，包括导体(1)、导体屏蔽层(2)、绝缘层(3)、绝缘屏蔽层(4)、阻水带层(5)、内护套(6)、防腐层(7)和外护套(8)；

2.根据权利要求1所述的一种布里渊散射光纤电缆，其特征在于，所述内护套(6)为皱纹铝护套材料；所述防腐层(7)为沥青材料；所述外护套(8)为聚乙烯材料或聚氯乙烯材料。

3.根据权利要求1所述的一种布里渊散射光纤电缆，其特征在于，所述半导电膨松棉厚度不小于1.0mm，所述半导电粘合剂厚度不小于0.2mm，所述阻水粉厚度不小于0.2mm，所述半导电聚酯纤维无纺布厚度不小于0.1mm。

4.根据权利要求1所述的一种布里渊散射光纤电缆，其特征在于，所述阻水粉基底为聚丙烯酸钠，所述阻水粉用于吸收水分；所述阻水带层(5)用于起纵向阻水和机械缓冲作用。

5.根据权利要求1所述的一种布里渊散射光纤电缆，其特征在于，所述布里渊散射光纤(53)沿电缆长度方向以蛇形曲线敷设于所述第一阻水带(51)上。

6.一种检测电缆阻水带受潮的方法，应用于权利要求1-4任一项所述的一种布里渊散射光纤电缆中，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种检测电缆阻水带受潮的方法，其特征在于，所述测量所述电缆中多个测量点的布里渊频移，具体通过将电缆的布里渊散射光纤的一端接入布里渊光纤传感系统，通过布里渊光纤传感系统测量得到。

8.根据权利要求6所述的一种检测电缆阻水带受潮的方法，其特征在于，所述根据所述测量点的布里渊频移判断测量点是否为光纤断点，具体通过以下公式计算得到：

9.根据权利要求6所述的一种检测电缆阻水带受潮的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种布里渊散射光纤电缆以及检测电缆阻水带受潮的方法。电缆包括导体1、导体屏蔽层2、绝缘层3、绝缘屏蔽层4、阻水带层5、内护套6、防腐层7和外护套8；其中，阻水带层5中包括第一阻水带51、第二阻水带52、布里渊散射光纤53。方法通过测量电缆中多个测量点的布里渊频移，根据测量点的布里渊频移判断测量点是否为光纤断点；并对比光纤断点前的布里渊频移与阻水粉形变频移阈值判断电缆是否受潮。本发明检测电缆阻水带受潮的方法能有效应用于数十至数百公里范围内的布里渊散射光纤电缆之上；通过在线检测、定位缓冲层受潮缺陷，有效避免电缆在受潮工况下带病长期运行而转变为不可逆转的绝缘击穿故障，能极大节约人力物力财力，方便电力工作人员使用。

技术研发人员：郝艳捧,成延庭,赵鹏,田万兴,谭皓天,李启舜,阳林,李立浧
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13