Detection of hidden defects of multi-strand carbon fiber composite core conductor based on optical fiber sensing technology

导线型号	JLRX/F1B-360/40
导线名称	碳纤维复合芯铝绞线
对比条件	与原导线等重量
导线结构	铝：2层18股
导线结构	复合芯1×7.0
导线截面(mm²)	铝：360.7
	复合芯：38.48
	总：399.2
导电率IACS(%)	63
导线外径/mm	23.30
导线单重/(kg·km⁻¹)	1064.6
计算拉力/N	101584
弹性模量/GPa	64(80 ℃以内)
弹性模量/GPa	122(80 ℃以上)
线膨胀系数/(10⁻⁶/℃)	13.1(80 ℃以内)
线膨胀系数/(10⁻⁶/℃)	1.7(80 ℃以上)
20 ℃时直流电阻/（Ω·km⁻¹）	0.0774
长期工作温度/℃	160
短时间最高工作温度/℃	180

Table 2. Test data of temperature-frequency calibration

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Table 2. Test data of temperature-frequency calibration

序号	覆冰室内温度/℃	测量频率/MHz
序号	覆冰室内温度/℃	检测点1	检测点2	检测点3	检测点4	检测点5
1	25.5	422.9	422.0	422.1	423.7	422.8
2	19.0	416.6	417.1	417.3	414.4	415.9
3	14.5	410.0	412.5	410.7	411.5	410.4
4	10.0	403.8	403.6	405.6	404.8	405.0
5	5.5	398.5	398.4	400.1	398.7	399.2
6	1.0	390.1	392.3	391.0	391.0	391.4
7	−5.5	383.0	382.5	383.0	384.1	384.4
8	−10.0	376.3	377.0	376.9	375.9	376.2
9	−14.5	371.0	370.9	370.7	370.3	370.6
10	−19.0	362.8	364.6	364.7	364.4	364.0

Table 3. Results of loss changes of research objects under non-fault conditions
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Table 3. Results of loss changes of research objects under non-fault conditions
检测点编号损耗/dB
非故障条件下内部3根碳棒断裂条件下
检测点1 0.30 0.35
检测点2 0.10 0.53
检测点3 0.15 0.94
检测点4 0.12 0.87
检测点5 0.26 0.49

Table 4. Results of defects detection

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Table 4. Results of defects detection

研究对象编号	检测结果		与实际情况是否一致
研究对象编号	是否产生缺陷	缺陷情况	与实际情况是否一致
1	否	-	一致
2	是	两股导线产生微裂纹	一致
3	是	一股导线断裂	一致
4	是	一股导线产生微裂纹	一致
5	否	-	一致
6	否	-	一致
7	是	两股导线断裂	一致
8	是	两股导线产生微裂纹，两股导线断裂	两股导线产生微裂纹，一股导线断裂
9	否	-	一致
10	是	两股导线产生微裂纹	一致

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Boyan JIA, Yanwei XIA, Hongliang LIU, Yabing XU, Xiaoyu YI. Detection of hidden defects of multi-strand carbon fiber composite core conductor based on optical fiber sensing technology[J]. Journal of Applied Optics, 2024, 45(2): 467

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