核心词：
10KVMYPTJ 煤矿 高压 橡胶 电缆 与一些发达国家相比,我国电网的电缆平均故障率偏高。其中一个重要原因是缺乏对电缆系统有效的在线监测,很重要的一个方面就是温度在线监测。应用现金的激光(光纤)通讯技术、微处理器技术、数字化温度传感技术(光纤光栅温度传感器)、数据库管理、地理信息系统应用等技术,对运行中的高压电缆进行24小时的不间断监视,自动分析其运行状态,建立电缆运行的历史档案,总结出判断电缆故障的直接或间接判据,动态的研究其故障发生的演变过程,有效的辨识电缆的老化、过热和火灾的发生,在电缆故障之前发出报警及建议。光纤光栅是一种反射式光纤滤波器件,主要是形成布拉格反射。主要原理是通过紫外线干涉条纹照射一段10mm长的裸光纤,在纤芯产生折射率周期调制,在布拉格波长上,在光波导内传播的前向导膜会耦合到后向反射模式。对于特定的空间折射率调制周期和纤芯折射率。
1、10KVMYPTJ煤矿用高压屏蔽监视型橡胶电缆:FBG通过一定的封装设计对其敏感 为了使能外界温度、应力和压力的变化导致n与A发生改变,通过一定的封装设计,使FBG达到对其敏感的目的。式中,△λB是反射光中心波长的改变:△T为温度的变化量,ξ为光纤的热光系数,在1550mm波段,FBG对温度的敏感系数分别为10pm/oC。
FFP-TF工作在扫描状态,FPGA发出的锯齿波扫描电压加在其中的压电组件上调节FFP-TF的腔长,使其在一定范围内扫描,
电力电缆当窄带光扫过某个Bragg波长时,则有相应传感光栅反射的光信号输出经过光探测模块后转化为电流信号,电信号经过放大、滤波后变为电压信号,然后通过模数转换器转换为数字信号送入FPGA系统进行数字信号处理。该系统实时解调此中心波长即可显示出当前电缆的温度状态,能在事故之前发出报警,当电缆的温度发生变化时,从光纤光栅反射回来的中心波长也发生改变。FPGA将处理的数据结果送到液晶屏上显示当前温度值并报警。由于光纤光栅十分纤细,强度较低,容易在工况中受到损坏,因此,光纤光栅传感器安装前还要对其进行封装处理。封装的主要目的是为了加强对光纤光栅的保护,提高其使用寿命和工作可靠性,目前,光纤光栅温度传感器的封装形式主要有基片式、金属管式和聚合物封装方式。无论哪种封装方式都应保证不影响传感器传感特性(如重复性、线性度以及一致性等),否则,传感器将无法实现精确的温度测量,影响监测效果。光纤光栅传感器波长除受温度影响外,还同时受应变影响,而采用上述常规封装方法的光栅温度传感器不能避免应变对传感器波长的影响,传感器安装造成的应变、封装材料热膨胀产生的应变都将影响传温度测量的准确度。有一些光纤光栅温度传感器封装利用了这一特性,使传感器对温度更加敏感,但由于所用胶、聚合物等材料有蠕变及老化问题,温度特性不稳定,重复性差,难于保证传感器的长期稳定性与测试精度。
2、10KVMYPTJ煤矿用高压屏蔽监视型橡胶电缆:可以满足电气设备温度监测的温度精度要求 而在当前传感及解调技术下,不需对传感其进行增敏,即可满足电气设备温度监测对温度精度的需求,因此,在此应用中传感器封装设计应着重考虑传感器的稳定性、可靠性、一致性等指标,此外,还应尽量做到结构简单,易于加工、生产和固定安装。此时如能提前检测到此现象,即可避免事故的发生。敷设8个光纤光栅温度传感器在一条约20m的10kVXLPE单芯电缆护套的表面,提前确定好重要点的位置,将电缆终端装配在电缆两头,然后对其施加工频电压,施加电压的速率是1kV/min。当施加到102kV时,4、5、6号传感器出现3个波峰,随着施加电压的继续升高,波峰越来越明显,幅值越来越高,大约30min后电缆被击穿。此时3个传感器的温度幅值分别为27.3℃,36.5℃,27.8℃,其中5号传感器的幅值最高(如图2所示)。停电后检查发现击穿位置正好就在5号传感器附近,这与5号幅值最高正好吻合。分布式光纤光栅温度传感作为一种新型的温度监测技术,容易实现长距离大范围多点测量,安装简单,测温精度高,运行可靠,为电力部门控制电缆载流量提供可靠依据,为电缆绝缘在线监测提供了新的技术手段。该技术应用于电缆测温必在很大程度上完善目前的测温技术,有效提高我国电网的运行水平。
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