Tecnologia de Medição de Temperatura de Cabo de Alta Tensão em Fibra Óptica Distribuída Solução de Medição de Temperatura de Cabo de Alta Tensão

Sensor de temperatura de fibra óptica, Intelligent monitoring system, Distributed fiber optic manufacturer in China

Tecnologia de Medição de Temperatura de Cabo de Alta Tensão em Fibra Óptica Distribuída Solução de Medição de Temperatura de Cabo de Alta Tensão

A tecnologia de medição de temperatura de fibra óptica distribuída é a direção de desenvolvimento da medição inteligente de temperatura para cabos de alta tensão e ultra-alta tensão no futuro. O sistema de monitoramento distribuído de fibra óptica para cabos é um sistema de detecção distribuído ao longo de todo o sistema de transmissão de cabos. Utilizando o sistema de monitoramento distribuído por fibra óptica, Monitoramento on-line em tempo real da temperatura dos cabos em operação é realizado, Rastreando o processo de mudanças de temperatura do cabo e localizando com precisão os pontos quentes. Também pode analisar a segurança das linhas de transmissão com base no ambiente circundante. O 220 kV cabo de medição de temperatura inteligente de alta tensão é um cabo de medição de temperatura composto de fibra óptica de alta tensão projetado independentemente por nossa empresa. O design exclusivo da estrutura de fibra óptica integrada no cabo permite que ele tenha recursos de medição de temperatura de fibra óptica distribuídos, que pode monitorar as mudanças de temperatura durante a operação da linha em tempo real. Foi realizada uma análise dos defeitos no processo de colocação de cabos de fibra óptica, e um dispositivo de balanço em forma de S de fibra óptica foi projetado.

As características estruturais dos cabos de fibra óptica embutidos em cabos

Através de múltiplos experimentos e comparações repetidas, o 220 kV cabo de medição de temperatura inteligente de alta tensão projetado independentemente por nossa empresa adota uma estrutura única com fibras ópticas embutidas. As fibras ópticas são colocadas em forma de S entre a bainha de alumínio enrugado e o topo do núcleo de isolamento (utilização de juntas de fita tampão como camadas protetoras para evitar danos de pressão às fibras ópticas durante a produção ou queimaduras a alta temperatura causadas pela extrusão da bainha de alumínio). O design da estrutura de colocação em forma de S das fibras ópticas embutidas no cabo evita as seguintes desvantagens: um. Existem duas maneiras de as fibras ópticas serem embutidas dentro do cabo: paralelo à linha reta longitudinal do cabo e enrolamento. Quando o cabo está ligado e funcionando, a temperatura do condutor e do isolamento aumentará. Devido à diferença significativa entre o coeficiente de expansão linear da fibra óptica e o coeficiente de expansão linear do condutor e do material de isolamento:, se a fibra óptica for colocada paralela à linha longitudinal do cabo, A fibra óptica fixada na superfície interna da bainha de alumínio do cabo ou na superfície externa do núcleo de isolamento pode sofrer tensão de tração devido à incapacidade de alongar sincronicamente com o cabo aquecido, resultando em maior atenuação adicional da fibra óptica e afetando a precisão da medição de temperatura da fibra óptica. Ao mesmo tempo,, devido ao grande diâmetro dos cabos de alta tensão, o comprimento externo do cabo será esticado quando ele estiver dobrado. Se a fibra óptica colocada paralelamente à linha reta longitudinal do cabo estiver exatamente no lado externo da curvatura, é altamente provável que seja desmontada. b. Quando a fibra óptica é envolvida em uma forma espiral na superfície externa da fita tampão do núcleo de isolamento do cabo, o cabo dobrará ou torcerá quando for enrolado no cabo acabado ou instalado na bobina inferior, fazendo com que a fibra óptica também dobre ou torça de acordo. Se o cabo estiver torcido na mesma direção que o sentido de envoltório, a fibra óptica será apertada e esticada. Se o cabo estiver torcido na direção oposta, a fibra óptica vai relaxar. Mesmo depois que o cabo é dobrado ou torcido para trás, ainda haverá rugas e distorções na fibra óptica, levando ao aumento da atenuação adicional da fibra óptica e afetando a precisão da medição da temperatura da fibra óptica. c. Quando a fibra óptica é enrolada em forma de espiral na superfície externa do núcleo do fio de isolamento, o núcleo do fio de isolamento se expande devido ao calor, causando tensão na fibra óptica firmemente enrolada no núcleo do fio de isolamento. Os cabos são produzidos à temperatura ambiente. Quando totalmente carregado e funcionando com carga total, a temperatura do condutor às vezes atinge 90 °C. Quando a temperatura sobe da temperatura ambiente para 90 °C, a espessura do isolamento se expandirá em cerca de 1.5 milímetro, Isto é, O diâmetro externo do isolamento se expandirá em cerca de 3 milímetro. A fibra óptica firmemente enrolada em torno do núcleo de isolamento não será capaz de absorver esse volume de expansão, resultando em maior atenuação adicional da fibra óptica e afetando a precisão da medição de temperatura da fibra óptica [3].

O design da estrutura de colocação em forma de S do cabo com fibras ópticas embutidas tem as seguintes vantagens:: A maioria dos cabos de energia isolados de polietileno reticulado de alta tensão na China usa bainhas de alumínio com uma superfície corrugada e certa flexibilidade (ou seja,. Bainhas de alumínio enrugadas), e há uma certa lacuna entre as bainhas de alumínio e a fita tampão na superfície do núcleo de isolamento do cabo. Quando a fibra óptica é colocada em forma de S entre a bainha de alumínio enrugada e a lacuna na parte superior do núcleo de isolamento, pode reduzir a tensão no cabo acabado quando ele é enrolado ou instalado e colocado, que pode causar flexão ou torção do cabo e afetar a fibra óptica. Devido ao peso pesado de cabos de alta tensão de grande porte, O núcleo de isolamento de cabos soldados a arco extrudados ou argônio é propenso a afundar abaixo da manga interna da bainha de alumínio. As partes salientes no lado interno do núcleo de isolamento do cabo e a bainha de alumínio enrugado são propensas à compressão mútua. A colocação em forma de S de fibras ópticas na superfície do núcleo de isolamento evita as deficiências do método de enrolamento espiral, o que torna as fibras ópticas suscetíveis a danos por compressão.

O fluxo de processo para colocação de fibras ópticas dentro do original 220 O cabo de medição de temperatura inteligente de alta tensão kV é o seguinte: um. Na parte frontal da quebra da fita de buffer, dois operadores colocam as fibras ópticas em forma de S ou serpentina ao longo da direção do comprimento do cabo no núcleo de isolamento do cabo, com um passo em forma de S de 400-500 mm e uma amplitude em forma de S de 30-40 milímetro; b. Use fita semicondutora (50 milímetro (comprimento) x 10 milímetro (Largura)) perpendicular à direção do cabo para colar a fibra óptica no núcleo de isolamento do cabo; c. Duas camadas de fita de bloqueio de água tampão semicondutor com largura de 160 mm e uma espessura de 2.0 mm são usados para cobrir a fibra óptica que foi colada com a fita para proteção. Ambos os lados da fita de bloqueio de água do tampão semicondutor são colados com fita adesiva a cada 500-600 mm no pico em forma de S da fibra óptica. Quando a fita de bloqueio de água do tampão semicondutor tem uma junta, As camadas superior e inferior da fita são coladas [4]; d. Não adicione fibras ópticas dentro de uma faixa de 0.5 medidores entre as extremidades dianteira e traseira do cabo para evitar danos às fibras ópticas durante a produção das extremidades; O diâmetro interno da bobina do cabo deve ser maior que 20D (D é o diâmetro do cabo) para evitar que o raio de curvatura do cabo seja muito pequeno e danifique a fibra óptica; e. Depois de entrar no processo de bainha de alumínio enrugado e no processo de bainha externa, É o mesmo que o processo de produção de cabos comuns de alta tensão, mas é necessário evitar que o cabo seja submetido a força de tração instantânea forte ou excessiva durante o processo de produção, manter a tensão constante do cabo durante o processo de enrolamento, e garantir que o diâmetro interno da bobina do cabo acabado seja maior que 20D.

Embora os resultados do teste de desempenho do 220 kV cabo de medição de temperatura inteligente de alta tensão produzido usando este fluxo de processo são qualificados, ainda há problemas: usando métodos manuais para organizar manualmente a fibra óptica em forma de S, cole-o firmemente com fita adesiva, e, em seguida, envolva-o com fita adesiva, resultando em baixa eficiência de produção, alta intensidade de mão de obra dos operadores, forma irregular em S da fibra óptica, e resultados insatisfatórios. Ao mesmo tempo,, devido à certa velocidade de avanço da produção de cabos, contando com a colocação manual da fibra óptica na superfície de isolamento do cabo durante o movimento do cabo, há riscos de segurança, que pode facilmente causar acidentes de produção de segurança.

Design de fibra óptica em forma de dispositivo de balanço em forma de S embutido no cabo

Design de dispositivo de balanço em forma de S de fibra óptica

Um dispositivo de balanço em forma de S de fibra óptica (ou seja,. dispositivo de balanço de fibra óptica) foi projetado para resolver as deficiências da tecnologia de fibra óptica integrada manual no original 220 kV cabo de medição inteligente de temperatura de alta tensão. O dispositivo consiste principalmente em rodas de fricção, Mecanismos de transmissão de engrenagens, rodas excêntricas, braços oscilantes, etc.

Este dispositivo pertence a um dispositivo de balanço sem alimentação. A circunferência externa do cabo é projetada com uma roda de atrito que está firmemente presa ao cabo e gira com o movimento do cabo. O eixo de rotação da roda de atrito é perpendicular à direção do movimento do cabo; Projetar um braço oscilante no lado da circunferência externa do cabo; A extremidade dianteira do braço oscilante é conectada a um mecanismo de acionamento do braço oscilante que impulsiona o braço oscilante a balançar. Existe um mecanismo de transmissão de engrenagens entre a roda de atrito e o mecanismo de acionamento do braço oscilante, que usa o movimento do cabo para acionar a roda de atrito. Através da transmissão do mecanismo de transmissão de engrenagens e roda excêntrica, O braço oscilante do dispositivo pode oscilar até certo ponto, garantir que a fibra óptica não suporte grande força de tração; A fibra óptica passa pelo orifício do molde na extremidade traseira do braço oscilante e adere firme e estável em forma de S à superfície de blindagem externa do isolamento do cabo; Quatro hastes de guia de fita são enroladas ao redor do cabo e distribuídas nos quatro cantos de um quadrado. As hastes de guia de fita são paralelas ao cabo, e a fita tampão é enrolada ao redor do cabo depois de passar pelas hastes de guia da fita. A fibra óptica é envolvida, fixo, e protegido; A circunferência externa do cabo é conectada a um tubo oco, que é instalado no assento do forro do tubo oco e pode ser ajustado 360 ° para garantir que a fibra óptica possa ser colocada em qualquer lado do cabo.

O mecanismo de transmissão do dispositivo inclui: A extremidade dianteira do braço oscilante é equipada com um fulcro de braço oscilante, O mecanismo de condução do braço oscilante é uma roda excêntrica, A roda excêntrica é conectada à parte traseira do braço oscilante fulcro, A extremidade traseira do braço oscilante é equipada com um assento de molde duplo, e os orifícios do molde são fixados no assento do molde duplo; O eixo da roda de atrito é instalado no assento do rolamento 1, que é equipado com um rolamento para cooperar com o eixo da roda de atrito. O assento do rolamento 1 está equipado com um assento de bloqueio, que é equipado com um parafuso de bloqueio. O mecanismo de transmissão de engrenagens inclui uma engrenagem 1 fixada ao eixo da roda de fricção. Engrenagem 1 malhas com engrenagem 2 para transmissão. Engrenagem 3 é fixado ao eixo da engrenagem 2, que se mistura com engrenagem 4. O eixo da engrenagem 4 é instalado no assento do rolamento 2, que está equipado com um rolamento para cooperar com o eixo da engrenagem 4. Engrenagem 5 é fixado ao eixo da engrenagem 4, que se mistura com engrenagem 6. O eixo da engrenagem 6 é instalado no assento do rolamento 3, e a roda excêntrica é fixada ao eixo da engrenagem 6. No eixo. Quando o cabo avança, A guia da fita gira no sentido anti-horário, e a fita passa através da guia da fita e envolve o cabo. Ao mesmo tempo,, a roda de atrito pressionada firmemente na superfície do cabo gera atrito suficiente, Equipamento de condução 1 e transmiti-lo em vários estágios para engrenar 2, engrenagem 3, engrenagem 4, engrenagem 5, e engrenagem 6. Engrenagem 6 em seguida, aciona a roda excêntrica para girar. A rotação da roda excêntrica faz com que o braço oscilante na roda excêntrica gire em torno de seu ponto de pivô. O cabo de fibra óptica passa pelo orifício do molde instalado no braço oscilante, e à medida que o cabo se move e o braço oscilante balança, forma naturalmente uma forma em forma de S, que é então enrolado e fixado pela fita adesiva.

Verificação do Efeito de Uso do Dispositivo de Balanço em Forma de S de Fibra Óptica

A estrutura do dispositivo de balanço de fibra óptica em forma de S é compacta e compacta, sem a necessidade de potência adicional ou modificação do original 220 kV cabo de medição de temperatura inteligente de alta tensão integrado processo de colocação de fibra. Isso pode reduzir muito a intensidade do trabalho dos operadores, melhorar consideravelmente a eficiência da produção, e a forma em forma de S formada pela fibra óptica embutida é limpa e arrumada, com resultados muito ideais. A fim de verificar o efeito de uso real do dispositivo de balanço em forma de S de fibra óptica, dois OPHC-YJLW03 127/220 Kv 1 × 2 500 mm2-CTG-12B1 220 kV cabos inteligentes de medição de temperatura de alta tensão com comprimentos de 530 m e 490 m foram feitos usando-o, e o desempenho principal do cabo acabado foi testado. O desempenho dos dois 220 Os cabos de medição de temperatura inteligente de alta tensão kV atenderam às normas nacionais relevantes. Esses dois 220 Os cabos de medição de temperatura inteligente de alta tensão kV foram submetidos a testes completos do tipo desempenho, e os dados de teste atenderam aos requisitos de projeto.

Um built-in fibra óptica em forma de dispositivo de balanço em forma de S para 220 Os cabos de medição de temperatura inteligente de alta tensão kV foram projetados. Os resultados da produção mostram que o dispositivo de balanço em forma de S de fibra óptica projetado tem alta eficiência de produção, estrutura de processo estável, e excelente desempenho do produto. O 220 O produto de cabo de medição de temperatura inteligente de alta tensão kV tem sido usado por várias unidades, como State Grid e Southern Power Grid, e tem recebido um bom feedback dos usuários. No futuro, cabos de alta tensão se desenvolverão em direção à inteligência e integração, E pode-se esperar que os cabos de medição de temperatura inteligentes de alta tensão tenham amplas perspectivas de desenvolvimento de mercado.