FBG系统在高压电缆实时健康监测中的创新突破

在智能电网高速发展的今天，高压电缆作为电能传输的"主动脉"，其运行状态直接影响城市供电可靠性。传统监测手段依赖离散式电学传感器，存在抗电磁干扰能力弱、布线工程量大、难以捕捉局部异常等痛点。基于高密度FBG阵列与400kHz高速解调仪的技术突破，我们可以构建电缆全生命周期健康监测系统，能够实现"毫米级"缺陷定位与"秒级"异常响应。

️一、从"片段式检测"到"全息感知"

图1 交联聚乙烯高压电缆解剖图

️1.三维传感网络架构

针对110kV XLPE电缆结构特性，设计多层协同监测方案：

导体层：采用直径0.5mm微型FBG，通过耐高温不锈钢基板贴装于铜芯表面，每百米布置8组传感器（轴向间距12m×圆周4象限），精确监测载流温升与微应变波动。

绝缘层：在半导体屏蔽层与主绝缘界面嵌入柔性FBG薄膜，以螺旋阵列排布（螺距30cm），实时感知局部放电引发的温度骤变与机械形变。

护套层：沿电缆外被敷设防水型FBG传感链，每间隔5米设置应变监测节点，同步追踪外力破坏、土壤沉降等异常载荷。

️二、从预警到自诊断的跃迁

图2 预警与响应机制流程图

️1.热点溯源与缺陷识别

在深圳某地下电缆廊道实测中，系统通过72小时连续监测，可发现区段存在异常温升，经系统数据分析即可定位至绝缘层。

️2.动态载流量优化

结合导体层温度场重构与历史负荷数据，建立"温度-载流量-寿命损耗"多目标优化模型，使关键线路输送容量提升15%，同时将热点风险概率降低至0.3‰。

️三、重塑电缆运维技术

FBG监测技术的深度应用，不仅实现了电缆状态从"被动检修"到"主动预防"的转变。