基于光纤植入的填充层进水检测与可视化展示方法

技术领域

本发明涉及电缆检测技术，具体涉及一种基于光纤植入的填充层进水检测与可视化展示方法。

背景技术

随着电力电缆在城市输配电网络中的占比越来越高，其运行安全是需要关注的重点问题。由于大多数电力电缆铺设在地下，复杂的运行环境下故障高发，其中多数电力电缆事故都是由电缆进水引起的。电缆进水后若不及时进行处理，会在电缆的主绝缘逐渐产生水树枝，并在后期发展成电树枝，这将降低电缆绝缘，使其出现击穿等故障，造成供电中断，对国民经济造成严重的损失。

当前针对电缆进水的判断和定位方法，多数是建立在离线情况下进行绝缘电阻测试、直流耐压与泄漏电流试验，只能判断进水与否，并不能对具体进水位置、进水范围进行定位。该类方法需要在断电后进行，将使用户的供电中断，并且其试验方式将对电缆性能产生影响，存在较大争议；而在线监测方式通常只能实现局部单点监控，缺乏对整体进水趋势的实时反映，无法为是否立即抢修提供决策参考。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种基于光纤植入的填充层进水检测与可视化展示方法。此基于光纤植入的填充层进水检测与可视化展示方法可及时检测到电缆进水情况，同时确定进水覆盖范围及深度。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：本基于光纤植入的填充层进水检测与可视化展示方法，包括以下步骤：

S1、多条直线光纤温度传感器内置于电缆的填充层，所有的直线光纤温度传感器分成两层，每层的直线光纤温度传感器相对于电缆的线芯圆周均匀分布，且各层相对应的直线光纤温度传感器沿径向分布；

S2、在各条直线光纤温度传感器上设定N个温度探测点，每条直线光纤温度传感器上的相邻两个温度探测点之间的距离为D；令直线光纤温度传感器的层数为n，其中，n＝2，每层的直线光纤温度传感器的数量为m，对温度探测点进行排序和编号；

S3、待电缆进入稳定运行状态后，收集各个温度探测点的数据，令最低温处为最有可能的进水点，再对判定与最低温处相对应的数据是否在温度区间内，若温度探测点的数据位于温度区间内，则此温度探测点为进水点，并围绕该点划定进水范围；

S4、基于S3得到的进水点，计算进水深度，对进水情况进行可视化展示。

步骤S3中标记进水位置以及进水范围具体过程如下：

S3-1、记温度探测点检测得到的温度数据为T

S3-2、对最外层的温度数据T

当所测温度T

当所测温度T

S3-3、划定进水范围：

S3-3-1、以T’

S3-3-2、标记处于(T

S3-3-3、将所有的进水点依连接，各进水点连线围成的区域即为进水范围。

计算进水深度，对进水情况进行可视化展示具体如下：

S4-1、计算进水点T’

当△T＝0时，连接该两点；

当△T处于(T

S4-2、对最外导以各个进水点重复S4-1；

S4-3、对S3、S4-1及S4-2得到的线段进行标色，以对进水情况进行可视化展示。

每层的直线光纤温度传感器数量m为4～16个。

本发明相对于现有技术具有如下的优点：

本发明在电缆的填充层设置至少两层直线光纤温度传感器，通过相邻温度探测点检测的温度进行对比，以实现实时检测、进水位置的定位及进水情况的可视化展示。

本发明在电缆的填充层内置直线光纤温度传感器，通过对各节点温度相互比对，加强可视化，且能对进水位置进行定位，还进步确定进水深度。

本发明的方法提高了电缆进水监测的可靠性与时效性，能够及时根据进水程度提供抢修决策参考。对保证电网运行稳定性、保证电缆运行可靠具有较高的社会及经济效益。

附图说明

图1是本发明实施例的基于光纤植入的填充层进水检测与可视化展示方法的流程框图。

图2是本发明的直线光纤温度传感器内置电缆的示意图。

图3是本发明单层进水标记图。

图4是本发明的电缆测温节点进水可视化剖面图。

图5是本发明的电缆进水区域深度展示图。

其中，1为电缆，2为直线光纤温度传感器，3为填充层，4为电缆线芯，4为温度探测点。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，基于光纤植入的填充层进水检测与可视化展示方法，包括以下步骤：

S1、多条直线光纤温度传感器内置于电缆的填充层，所有的直线光纤温度传感器分成两层，每层的直线光纤温度传感器相对于电缆的线芯圆周均匀分布，且各层相对应的直线光纤温度传感器沿径向分布，如图2所示，每层具有12条直线光纤温度传感器，各层中的12条直线光纤温度传感器相对于电缆的线芯圆周均匀分布，且两层中的直线光纤温度传感器一一对应，即2层相对应的直线光纤温度传感器沿径向分布。

S2、在各条直线光纤温度传感器上设定N个温度探测点，每条直线光纤温度传感器上的相邻两个温度探测点之间的距离为D；令直线光纤温度传感器的层数为n，其中，n＝2，每层的直线光纤温度传感器的数量为m，对温度探测点进行排序和编号；如图2所示，为保证测量结题的准确性，本实施例中m＝12，即每层的直线光纤温度传感器采用12条；D的大小为10cm～20cm。温度探测点的排序和编号具体如下：采用层数、列数和位数这三个坐标。其中，层数是2层直线光纤温度传感器的层数，由电缆的外向内排序，即位于最外直线光纤温度传感器为第一层；列数是按横截面顺时针方向，环绕电缆线芯的直线光纤温度传感器为列数，本实施例中列数共为12列；位数是沿直线光纤温度传感器轴向方向。其中令位数为x，列数为i，位数为k，以得到各个温度探测点的坐标(x，i，k)。

S3、待电缆进入稳定运行状态后，收集各个温度探测点的数据，令最低温处为最有可能的进水点，再对判定与最低温处相对应的数据是否在温度区间内，若温度探测点的数据位于温度区间内，则此温度探测点为进水点，并围绕该点划定进水范围；

步骤S3中标记进水位置以及进水范围具体过程如下：

S3-1、记温度探测点检测得到的温度数据为T

S3-2、对最外层的温度数据T

当所测温度T

当所测温度T

S3-3、划定进水范围：

S3-3-1、以T’

S3-3-2、标记处于(T

S3-3-3、将所有的进水点依连接，各进水点连线围成的区域即为进水范围，如图3所示。

S4、基于S3得到的进水点，计算进水深度，对进水情况进行可视化展示。

计算进水深度，对进水情况进行可视化展示具体如下：

S4-1、计算进水点T’

当△T＝0时，连接该两点；

当△T处于(T

S4-2、对最外导以各个进水点重复S4-1；

S4-3、对S3、S4-1及S4-2得到的线段进行标色，以对进水情况进行可视化展示，如图4和图5所示，。

上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。