超导电缆、超导电缆的失超检测方法、装置、设备和系统与流程

本申请涉及超导电缆，特别是涉及一种超导电缆、超导电缆的失超检测方法、装置、设备和系统。

背景技术：

1、随着国民经济高速发展，电力负荷持续增大，尤其是超大型城市高负荷密度区域。超导电缆技术是基于超导体的零电阻和高电流密度等特性发展而来的新型输电技术，具有线损低、传输容量大等优势。但是，超导材料的失超现象会直接影响超导电缆运行的稳定性。因此，对超导电缆的失超现象进行检测对电力系统的正常运行是至关重要的。

2、相关技术中，对超导电缆进行失超检测主要采用电压测试方法或者温度检测方法。但是，采用上述的方法需要一定时间的热量积累，导致测量信号滞后。因此，相关技术中的超导电缆失超检测方式存在准确性较低的问题。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高超导电缆失超检测准确性的超导电缆、超导电缆的失超检测方法、装置、设备和系统。

2、第一方面，本申请提供了一种超导电缆，该超导电缆包括：

3、沿轴向方向设置的光纤振动传感器，以及由内向外依次设置的电缆骨架层、第一绝缘层、导体层、第二绝缘层和屏蔽保护层；其中，光纤振动传感器设置于电缆骨架层、第一绝缘层、导体层、第二绝缘层和屏蔽保护层中的任意两层之间；

4、其中，光纤振动传感器被配置为在超导电缆中的检测光信号传输过程获取超导电缆的热应变信号，热应变信号用于失超检测设备确定超导电缆中的至少两个失超点对应的失超位置和失超时刻，并根据至少两个失超点的失超位置和失超时刻，确定各相邻两个失超点之间的轴向失超传播速度。

5、在其中一个实施例中，导体层包括至少两相导体层以及每相邻两个导体层之间的中间绝缘层；

6、对应地，超导电缆包括至少两个光纤振动传感器；其中，各光纤振动传感器分别设置于对应相导体层的内侧。

7、第二方面，本申请提供了一种超导电缆的失超检测方法，方法包括：

8、接收光纤振动传感器发送的热应变信号，其中，热应变信号为光纤振动传感器在超导电缆中的检测光信号传输过程获取的信号；

9、根据热应变信号确定超导电缆中的至少两个失超点对应的失超位置和失超时刻；

10、根据至少两个失超点的失超位置和失超时刻，确定各相邻两个失超点之间的轴向失超传播速度。

11、在其中一个实施例中，根据至少两个失超点的失超位置和失超时刻，确定各相邻两个失超点之间的轴向失超传播速度，包括：

12、对于各相邻两个失超点，根据两个失超点的失超位置确定两个失超点之间的失超距离；

13、根据两个失超点对应的失超时刻确定两个失超点之间的失超时间间隔；

14、根据失超距离和失超时间，确定两个失超点之间的轴向失超传播速度。

15、在其中一个实施例中，根据热应变信号确定超导电缆中的至少两个失超点对应的失超位置和失超时刻，包括：

16、对于任意失超点，若热应变信号中连续多个点的热应变值大于预设热应变阈值，则确定连续多个点中的第一个点作为失超点，并将热应变信号中与第一个点对应的时刻作为失超点对应的失超时刻；

17、根据所述失超电缆中的失超点和所述失超点对应的失超时刻，确定所述超导电缆中失超点对应的失超位置。

18、在其中一个实施例中，根据热应变信号确定超导电缆中的至少两个失超点对应的失超位置和失超时刻，包括：

19、对热应变信号进行预处理操作，得到预处理后的热应变信号；其中，预处理操作包括提取分离处理、归一化处理和去噪处理中的至少一项；

20、根据预处理后的热应变信号确定超导电缆中的至少两个失超点对应的失超位置和失超时刻。

21、在其中一个实施例中，上述方法还包括：

22、向控制设备发送失超告警信号和/或失超保护指令；其中，失超告警信号中包含各失超点的失超位置以及各相邻两个失超点之间的轴向失超传播速度；失超保护指令用于指示控制设备对各失超点对应的失超区域作断路处理。

23、第三方面，本申请提供了一种超导电缆的失超检测装置，该装置包括：

24、接收模块，用于接收光纤振动传感器发送的热应变信号，其中，热应变信号为光纤振动传感器在超导电缆中的检测光信号传输过程获取的信号；

25、第一确定模块，用于根据热应变信号确定超导电缆中的至少两个失超点对应的失超位置和失超时刻；

26、第二确定模块，用于根据至少两个失超点的失超位置和失超时刻，确定各相邻两个失超点之间的轴向失超传播速度。

27、第四方面，本申请提供了一种超导电缆的失超检测设备，该超导电缆的失超检测设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时以实现上述第二方面的方法的步骤。

28、第五方面，本申请提供了一种超导电缆的失超检测系统，该系统包括激光收发单元、超导电缆和上述第四方面的超导电缆的失超检测设备；

29、其中，超导电缆的失超检测设备用于：

30、控制激光收发单元向超导电缆中发出检测光信号，并接收超导电缆中的光纤振动传感器发送的热应变信号，其中，热应变信号为光纤振动传感器在超导电缆中的检测光信号传输过程获取的信号；

31、根据热应变信号确定超导电缆中的至少两个失超点对应的失超位置和失超时刻，并根据至少两个失超点的失超位置和失超时刻，确定各相邻两个失超点之间的轴向失超传播速度。

32、上述超导电缆、超导电缆的失超检测方法、装置、设备和系统，超导电缆可以包括：沿轴向方向设置的光纤振动传感器，以及由内向外依次设置的电缆骨架层、第一绝缘层、导体层、第二绝缘层和屏蔽保护层；其中，光纤振动传感器设置于电缆骨架层、第一绝缘层、导体层、第二绝缘层和屏蔽保护层中的任意两层之间。通过采用设置在电缆骨架层、第一绝缘层、导体层、第二绝缘层和屏蔽保护层中的任意两层之间分布式光纤振动传感器进行失超检测，可以不受电磁干扰影响，增加光纤振动检测的可靠性，可以得到准确的超导电缆的热应变信号，从而有利于提高失超检测的准确性。进一步地，通过基于光纤振动传感器检测的可靠的热应变信号，可以准确地得到超导电缆的热应变信息，从而有利于准确定位和识别超导电缆中的各失超点的失超位置和失超时刻，使系统可以迅速定位并响应失超事件，以减少潜在的损害。进一步地，根据至少两个失超点的失超位置和失超时刻，可以准确地确定各相邻两个失超点之间的轴向失超传播速度，失超传播速度的确定有利于判断失超事件的严重程度和传播趋势，从而可以帮助系统运维人员或者控制设备采取相应的措施，来减缓或阻止失超的传播，提高超导电缆的可靠性和性能。

技术特征：

1.一种超导电缆，其特征在于，所述超导电缆包括：沿轴向方向设置的光纤振动传感器，以及由内向外依次设置的电缆骨架层、第一绝缘层、导体层、第二绝缘层和屏蔽保护层；其中，所述光纤振动传感器设置于所述电缆骨架层、所述第一绝缘层、所述导体层、所述第二绝缘层和所述屏蔽保护层中的任意两层之间；

2.根据权利要求1所述的超导电缆，其特征在于，所述导体层包括至少两相导体层以及每相邻两个导体层之间的中间绝缘层；

3.一种超导电缆的失超检测方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1或2所述的超导电缆，所述超导电缆中沿轴向方向设置有至少一个光纤振动传感器，所述方法包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述至少两个失超点的失超位置和失超时刻，确定各相邻两个失超点之间的轴向失超传播速度，包括：

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述热应变信号确定所述超导电缆中的至少两个失超点对应的失超位置和失超时刻，包括：

6.根据权利要求3-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述热应变信号确定所述超导电缆中的至少两个失超点对应的失超位置和失超时刻，包括：

7.根据权利要求3-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.一种超导电缆的失超检测装置，其特征在于，所述装置应用于如权利要求1或2所述的超导电缆，所述超导电缆中沿轴向方向设置有至少一个光纤振动传感器，所述装置包括：

9.一种超导电缆的失超检测设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求3至7中任意一项所述的方法的步骤。

10.一种超导电缆的失超检测系统，其特征在于，所述系统包括激光收发单元、所述超导电缆和权利要求9所述的超导电缆的失超检测设备；

技术总结本申请涉及一种超导电缆、超导电缆的失超检测方法、装置、设备和系统。超导电缆包括：沿轴向方向设置的光纤振动传感器，以及由内向外依次设置的电缆骨架层、第一绝缘层、导体层、第二绝缘层和屏蔽保护层；其中，光纤振动传感器设置于电缆骨架层、所述第一绝缘层、导体层、第二绝缘层和屏蔽保护层中的任意两层之间；其中，光纤振动传感器被配置为在超导电缆中的检测光信号传输过程获取超导电缆的热应变信号，热应变信号用于失超检测设备确定超导电缆中的至少两个失超点对应的失超位置和失超时刻，并根据至少两个失超点的失超位置和失超时刻，确定各相邻两个失超点之间的轴向失超传播速度。采用本申请，可以提高超导电缆失超检测的准确性。技术研发人员：汪桢子,王哲,张繁,陈腾彪,杨俊峰,王邦柱,马韬受保护的技术使用者：深圳供电局有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25