一种高破损敏感反馈度的线缆及问题反馈方法与流程

本发明属于线缆，具体涉及一种高破损敏感反馈度的线缆及问题反馈方法。

背景技术：

1、线缆在长期服役过程中，会受到土壤挤压、外力施工穿刺、鼠蚁啃咬、环境腐蚀等多重因素作用，逐步出现绝缘层破损甚至内部缆芯损伤的问题。若无法及时发现并处置，易进一步引发漏电短路、供电中断、信号传输失效等事故，严重时还可能引发火灾、触电等安全风险，存在安全隐患。

2、现有线缆破损的主流检测方式以事后排查与定期巡检为主，但是上述两种检测方式均具有滞后性，无法实现运行过程中的实时在线监测与早期破损预警，难以做到主动运维。

3、为实现线缆状态的在线监测，部分方案尝试在电缆结构中集成传感元件，例如采用内置光纤进行分布式温度或应变监测。然而，光纤传感系统需要配备昂贵的光学解调设备，安装工艺复杂，在强电磁干扰、施工环境恶劣的场合应用受限，且光纤本身脆性较大，不利于电缆的弯曲敷设。

4、因此，现有技术中缺乏一种能够在运行状态下实时反馈破损状态的线缆结构及其反馈方法。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种高破损敏感反馈度的线缆及问题反馈方法，通过在绝缘层与防火层之间增设由电阻丝组成的监测层，当线缆遭受外部侵害时，电阻丝会先于绝缘层断裂，并引发电阻值即时变化，监测器可实时捕捉异常并发出预警，在尚未伤及缆芯时，及时维护线缆。

2、本发明采用的具体技术方案是：

3、一种高破损敏感反馈度的线缆，包括自内而外依次设置的缆芯、绝缘层、防火层和铠装层，所述绝缘层与防火层之间还增设有监测层，所述监测层由电阻丝组成，电阻丝的两端分别与监测器连接，监测器借助监测层的电阻值变化反馈线缆的破损状态。

4、所述电阻丝包括呈x型交叉设置的第一电阻丝和第二电阻丝，所述第一电阻丝与第二电阻丝于交叉处电性连接，所述监测层借助第一电阻丝和第二电阻丝形成网状结构。

5、所述第一电阻丝的首端与第二电阻丝的首端短接并形成首端引出电极，第一电阻丝的尾端与第二电阻丝的尾端短接并形成末端引出电极，所述监测层于线缆上设置有多组，每组监测层的首端引出电极与末端引出电极分别与一组监测器连接。

6、所述第一电阻丝与第二电阻丝均呈螺旋状沿线缆的轴向缠绕布设，所述第一电阻丝的螺旋升角为10-15°，第二电阻丝的螺旋升角为10-15°，且第二电阻丝的缠绕方向与第一电阻丝的缠绕方向相反。

7、所述第一电阻丝与第二电阻丝交替缠绕成型，第二电阻丝于交叉处绕第一电阻丝至少一周。

8、所述电阻丝自内而外依次包括纤维层、结合层、电阻功能层和绝缘漆层，所述纤维层为聚对苯二甲酰对苯二胺；所述结合层为镍磷合金，镍磷合金以镍为基体，磷含量为5-12wt%；所述电阻功能层为镍铬合金，镍铬合金以镍为基体，铬含量为20.0-23.0wt%，硅含量为0.75-1.60wt%，碳含量为0.05-0.08wt%；所述绝缘漆层为聚氨酯绝缘漆、聚酯亚胺绝缘漆或聚酰胺酰亚胺绝缘漆中的任意一种。

9、所述纤维层的直径为0.08-0.1mm，所述结合层的厚度为1-2μm，电阻功能层的厚度为8-10μm，绝缘漆层的厚度为2-4μm。

10、一种高破损敏感反馈度的线缆的问题反馈方法具体包括以下步骤：

11、s1、线缆运行过程中，实时采集监测层两端的实时电阻值；

12、s2、将实时电阻值与预设的基准电阻值进行比对，计算电阻变化率；

13、s3、当电阻变化率达到预设的破损判定阈值时，生成破损预警信号并输出线缆维护提示。

14、所述破损判定阈值具体包括：

15、s301、当电阻变化率≥1%且＜3%时，判定为轻度破损，生成一级预警；

16、s302、当电阻变化率≥3%且＜10%时，判定为中度破损，生成二级预警；

17、s303、当电阻变化率≥10%时，判定为重度破损，生成三级预警。

18、本发明的有益效果是：

19、1、本发明在绝缘层与防火层之间增设由电阻丝组成的监测层，当外部穿刺、腐蚀、挤压等侵害穿透外层结构并伤及监测层时，电阻丝的断裂会引发电阻值即时变化，监测器可实时捕捉异常并发出预警，将传统事后排查、定期巡检的被动抢修模式转变为主动运维，能够在尚未伤及绝缘层和缆芯时，及时维护线缆，从而解决线缆检测的滞后性问题。

20、2、本发明中的监测层由第一电阻丝和第二电阻丝共同形成交叉网状结构，无论破损为纵向切割、横向切割还是点状穿刺，均会切断至少一条电流通路，消除了检测盲区。另外，网状结构的监测层不仅起到监测作用，还作为了增强层，可分散局部冲击应力，阻挡外层裂口向内扩展，提高线缆整体的结构强度。

1.一种高破损敏感反馈度的线缆，包括自内而外依次设置的缆芯（1）、绝缘层（2）、防火层（3）和铠装层（4），其特征在于，所述绝缘层（2）与防火层（3）之间增设有监测层（5），所述监测层由电阻丝组成，电阻丝的两端分别与监测器（6）连接，监测器（6）借助监测层（5）的电阻值变化反馈线缆的破损状态。

2.根据权利要求1所述的一种高破损敏感反馈度的线缆，其特征在于，所述电阻丝包括呈x型交叉设置的第一电阻丝（501）和第二电阻丝（502），所述第一电阻丝（501）与第二电阻丝（502）于交叉处电性连接，所述监测层借助第一电阻丝（501）和第二电阻丝（502）形成网状结构。

3.根据权利要求2所述的一种高破损敏感反馈度的线缆，其特征在于，所述第一电阻丝（501）的首端与第二电阻丝（502）的首端短接并形成首端引出电极，第一电阻丝（501）的尾端与第二电阻丝（502）的尾端短接并形成末端引出电极，所述监测层（5）于线缆上设置有多组，每组监测层（5）的首端引出电极与末端引出电极分别与一组监测器（6）连接。

4.根据权利要求2所述的一种高破损敏感反馈度的线缆，其特征在于，所述第一电阻丝（501）与第二电阻丝（502）均呈螺旋状沿线缆的轴向缠绕布设，所述第一电阻丝（501）的螺旋升角为10-15°，第二电阻丝（502）的螺旋升角为10-15°，且第二电阻丝（502）的缠绕方向与第一电阻丝（501）的缠绕方向相反。

5.根据权利要求2所述的一种高破损敏感反馈度的线缆，其特征在于，所述第一电阻丝（501）与第二电阻丝（502）交替缠绕成型，第二电阻丝（502）于交叉处绕第一电阻丝（501）至少一周。

6.根据权利要求1所述的一种高破损敏感反馈度的线缆，其特征在于，所述电阻丝自内而外依次包括纤维层、结合层、电阻功能层和绝缘漆层，所述纤维层为聚对苯二甲酰对苯二胺；所述结合层为镍磷合金，镍磷合金以镍为基体，磷含量为5-12wt%；所述电阻功能层为镍铬合金，镍铬合金以镍为基体，铬含量为20.0-23.0wt%，硅含量为0.75-1.60wt%，碳含量为0.05-0.08wt%；所述绝缘漆层为聚氨酯绝缘漆、聚酯亚胺绝缘漆或聚酰胺酰亚胺绝缘漆中的任意一种。

7.根据权利要求6所述的一种高破损敏感反馈度的线缆，其特征在于，所述纤维层的直径为0.08-0.1mm，所述结合层的厚度为1-2μm，电阻功能层的厚度为8-10μm，绝缘漆层的厚度为2-4μm。

8.一种高破损敏感反馈度的线缆的问题反馈方法，用于对权利要求1所述的一种高破损敏感反馈度的线缆进行破损状态反馈，其特征在于，所述线缆的问题反馈方法具体包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种高破损敏感反馈度的线缆的问题反馈方法，其特征在于，所述破损判定阈值具体包括：