10kV智能光纤复合电缆技术研究与测试验证

表 3 CC%5电流对应的温度值
敷设方式 直埋
电缆沟 架空 穿管 隧道
光纤测温 u 0E&1E C(&() 1'&30 ')&E( 11&0E
热电偶示值 u 0'
C(&3 1'&$ ')&E
1E
温度偏差 u i%&)) i%&%E %&(0 %&%( i%&()
44从表 $ 至表 3 中可以看出(%%5电流对应的最大正温度 偏差为 %&(Cu最大负温度偏差为i%&))u3%%5电流对应 的最大正温度偏差为 %&(Cu最大负温度偏差为 i%&33u
缆的方式可以准确的实现电缆本体的温度监测 )&)&) 不同工况下电缆温度分析
为了有效分析不同施工工况和不同电流情况对电缆本
米故障的定位偏差为 %&) 米可以精确定位故障位置减少
运维工作量 ( 测温精度高温度精度为o%&Cu为温度异常变化提
供精确比对 3 报警功能多样化定温报警差温报警温升报警最
大温度超限报警 (试验验证
)&$ 试验准备 试验所需设备有高精度分布式光纤测温系统一套$%.^ 智能光纤复合电缆(")3%KK) (%% 米内嵌测温光缆 $%% 米 热电偶温度传感器 C 套 试验环境为电缆直埋电缆沟架空 穿管隧道用于验证 $%.^智能光纤复合电缆各种施工工况 的测温准确性空气中光缆用于测试验证故障定位的准确性
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图 $ 内置测温光缆结构图 内置测温光缆结构主要有 3 部分组成$ 为光缆外护套 使用低压无卤 _keQ材质) 为耐高温加强管提高耐高温性 能和 抗 拉 抗 压 性 能 可 以 耐 $%%u 高 温$ 和 ) 中 间 加 入 c:9>=A以提高抗拉能力能( 和 3 为 %&'KK紧包光纤可以为 测温光纤也可是振动光纤根据情况定制 $&) 智能光纤复合电缆设计 $%.^智能光纤复合电缆采用的结构设计其外护套绕 包层填充层绝缘 层 和 导 体 均 和 普 通 电 缆 相 同 不 同 的 是 在 其中心嵌入一根内置测温光缆测温光缆的纤芯可以使用测 温光纤实现电缆内部温度监测也可以使用振动光纤实现电 缆周界环境挖掘监测 通过 $%.^智能光纤复合电缆嵌入测 温光缆实现了电 缆 运 行 的 本 体 温 度 状 态 监 测 温 升 变 化 监 测温度异常状态 监 测 和 故 障 定 位 由 此 使 电 缆 具 有 了 自 我 感知和自我诊断的功能同时提供故障定位减少运维工作 量实现电缆的智能化 $&( 分布式光纤测温系统 $%.^智能光纤复合电缆测试所采用的分布式光纤测温 系统为采用 高 精 度 分 布 式 光 纤 测 温 系 统 该 系 统 具 有 如 下 功能 $ 分布式测温功能采样间隔 %&) 米$% 公里电缆上具 有 C 万个温度点使电缆本体成为了一个温度计 ) 故障精确定位功能采样间隔 %&) 米定位精度o%&)
根据 $%.^智能光纤复合电缆的额定电流 C%%5设计试 验电流分别为额定电流的 0%PE%P$%%P和 $$%P分别对 应的试验电流为 (%%53%%5C%%5和 CC%5

)&) 试验分析 光纤测温为内置测温光缆热电偶测量导体温度 试验
电流按照 (%%53%%5C%%5和 CC%5的电流逐级增加每级
C%%5电流对应的最大正温度偏差为 %&(0u最大负温度偏 差为i%&)3uCC%5电流对应的最大正温度偏差为 %&(0u 最大负温度偏差为i%&()u 可见采用内置测温光纤的方
式实现电缆本地测温的最大正温度偏差为 %&(0u最大负温 度偏差为i%&33u 因此与外置测温光纤采用内置测温光
温度偏差 u %&$C %&$C i%&) %&(C i%&))
表 ) 3%%5电流对应的温度值
敷设方式 直埋
电缆沟 架空 穿管 隧道
光纤测温 u 3C&3C (0&'0 C%&3E CC&$' 3E&13
热电偶示值 u 3C&$ (1&3 C%&) CC&( 3'&$
温度偏差 u %&(C i%&33 %&)E i%&$$ i%&(0
$科技风 %&%& 年 '% 月
水利电力 !"#$%&$'(') *+&,-./&$01$21(3$&)%)%(0%'3
'&=S智能光纤复合电缆技术研究与测试验证
叶 亮4阮永丽4丁科宇
云南电网有限责任公司昆明供电局!云南昆明!#*%%$$
摘4要在泛在电力物联网建设的背景下采用分布式光纤测温技术光纤复合电缆技术电缆载流量动态分析技术实 现 $%.^智能光纤复合电缆设计和验证实现配电网的智能化测温实时化和电缆温度状态可视化实现电缆状态的自主快速 感知和故障预警
试验电流稳定四小时后记录数据 )&)&$ 温度精度分析 对 $%.^智能光纤负荷电缆的测温精度进行数据分析
整理各数据如表 $ 至表 3
表 $ (%%5电流对应的温度值
敷设方式 直埋
电缆沟 架空 穿管 隧道
光纤测温 u (E&%C ($&(C 3%&0 3)&'C (1&0E
热电偶示值 u (1&' ($&) 3%&E 3)&0 (1&'
$E*
水利电力
科技风 %&%& 年 '% 月
表 ( C%%5电流对应的温度值
敷设方式 直埋
电缆沟 架空 穿管 隧道
光纤测温 u C'&3E 31&30 0C&(0 10&00 00&C1
热电偶示值 u C'&) 31&1 0C&) 10&( 00&0E
温度偏差 u %&)E i%&)3 %&$0 %&(0 i%&$$
关键词智能电网光纤传感复合电缆
$结构设计 $&$ 内置光缆设计 目前电力电缆测温所采用的外置测温光纤或者高压电力 电缆内置测温光纤多采用螺旋铠装测温光纤不锈钢管测温 光纤由于为金属材料会影响电缆的电场和磁场分布状况 或者采用非 磁 性 金 属 材 料 但 测 温 光 缆 的 成 本 会 大 幅 增 加 本次内置光缆设计为非金属测温光缆结构如图 $ 所示