光纖復(fù)合礦用電纜的設(shè)計及實(shí)現(xiàn).pdf

1、溫度監(jiān)測是保障礦用電纜安全運(yùn)行的重要手段。分布式光纖對溫度具有很高的敏感性，并且具備抗電磁干擾、防火防爆等突出優(yōu)點(diǎn)，因此本文提出“光纖復(fù)合礦用電纜的設(shè)計及實(shí)現(xiàn)”這一課題。通過復(fù)合電纜的設(shè)計研發(fā)，有助于解決礦用電纜監(jiān)測困難的問題。
　　本文以10kV高壓礦用電纜為研究對象，進(jìn)行光纖測溫理論與電纜溫度傳導(dǎo)機(jī)理分析，開展新型光纖復(fù)合礦用電纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計與仿真、制造及工藝、型式試驗(yàn)等方面的研究，最終研制出新型光纖復(fù)合礦用電纜，并驗(yàn)證其工程應(yīng)

2、用的可行性。本文主要取得的研究成果為:
　　(1)深入研究光纖測溫原理與電纜熱傳導(dǎo)理論，明晰光纖感溫技術(shù)與溫度解調(diào)方式，掌握電纜的熱傳導(dǎo)機(jī)制;在研究四種典型光纖復(fù)合電纜結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計出適合于礦用電纜的光單元偏置式復(fù)合結(jié)構(gòu)。
　　(2)應(yīng)用ANSYS軟件進(jìn)行電場與溫度場的仿真分析，分別獲得光纖復(fù)合前后的電場影響規(guī)律以及溫度場分布規(guī)律，得到光纖纖芯與電纜導(dǎo)體線芯溫度傳導(dǎo)梯度的關(guān)系式Y(jié)=0.95419X+0.91629，

3、并指出光纖材料導(dǎo)熱系數(shù)與光纖溫度敏感性呈負(fù)的e指數(shù)關(guān)系。
　　(3)開展光纖復(fù)合礦用電纜的制造及工藝研究，包括確定光單元的鎧裝加強(qiáng)結(jié)構(gòu)與材料參數(shù)以及縱向敷設(shè)加絕緣固定的復(fù)合方式，設(shè)計光纖復(fù)合礦用電纜的加工工藝，著重分析了連硫工藝和成纜工藝等關(guān)鍵工藝，并提出電纜接頭預(yù)留處理工藝以及光電分離技術(shù)設(shè)計思想，最終實(shí)現(xiàn)復(fù)合電纜的樣本制作。
　　(4)開展光纖復(fù)合礦用電纜樣本的電氣性能與光纖衰減性能的試驗(yàn)驗(yàn)證，電纜4小時工頻耐壓滿足34