[发明专利]海上平台电缆载流量的监测装置及监测方法

权利要求书

1.一种海上平台电缆载流量的监测装置，其特征在于：包括：配电柜、光纤光栅解调监测系统、电流采集装置、传输中继设备、温度传感器，其中，电流采集装置与配电柜连接，将电流采集装置所采集到的电流传输到传输中继设备中，由传输中继设备将电信号转换为光信号；温度传感器布设在电缆的表面上，温度传感器的尾纤汇集到光纤分线盒中，由光纤分线盒通过光缆连接到光纤光栅解调监测系统中。

2.根据权利要求1所述的海上平台电缆载流量的监测装置，其特征在于：所述电流采集装置与设在配电柜中的电流表连接。

3.根据权利要求1所述的海上平台电缆载流量的监测装置，其特征在于：所述温度传感器为光纤光栅温度传感器。

4.根据权利要求1所述的海上平台电缆载流量的监测装置，其特征在于：所述电缆位于配电柜内。

5.根据权利要求1所述的海上平台电缆载流量的监测方法，其特征在于：采用以下步骤：

第一步：实时电流的采集：

第二步：实施温度的采集：

第三步：进行导线线芯温度及载流量计算；然后，再进行监测数据的判别。

6.根据权利要求5所述的海上平台电缆载流量的监测方法，其特征在于：所述第一步的具体步骤是：

(1)将电流采集装置采集到的电流传输到传输中继设备中；

(2)由传输中继设备将电信号转换为光信号，并传输到光纤光栅解调监测系统中。

7.根据权利要求5所述的海上平台电缆载流量的监测方法，其特征在于：所述第二步的具体步骤是：

(1)将光纤光栅温度传感器布设在电缆的表面，并将温度传感器的尾纤汇聚到光纤分线盒中，然后，将光纤分线盒与光纤光栅解调监测系统连接；

(2)由光纤光栅解调监测系统分析出电缆导体导体线芯温度、电缆外护套表面温度θs以及周围环境温度θa。

8.根据权利要求5所述的海上平台电缆载流量的监测方法，其特征在于：所述第三步中，线芯温度的具体计算步骤是；

①预设θc＝90℃计算导体线芯与金属护套的电阻及损耗；

②在计算过程中，引入了迭代算法，根据公式：

θc-θs＝WC+1/2Wd)T1+[WC(1+λ)+Wd]T3

计算出导体线芯温度，如果计算出的线芯温度小于90℃，则利用计算得到的线芯温度，代替预设的θc计算导体线芯和金属护套的电阻及损耗，然后，再计算出导体线芯温度；其中，T1为：单位长度的电缆绝缘层热阻、T3为：外护层热阻、Wc为：单位长度的导体焦耳损耗、Wd为：绝缘介质损耗；

③重复上述步骤，直到上下两次运算得到的导体线芯温度差小于0.1℃为止；

所述第三步中，电缆的载流量的具体计算步骤是：

(1)根据电缆的载流量的计算公式：

I＝{[θc-θa-Wd(0.5T1+T3+T4)]/[RT1+R(1+λ)(T3+T4)]}^1/2

计算出电缆的载流量；

其中，T1、T3、T4分别表示单位长度的电缆绝缘层热阻、外护层热阻以及外部环境热阻；Wc、Wd分别为单位长度的导体焦耳损耗、绝缘介质损耗；

(2)当通过计算得到的导体线芯温度小于90℃时，再利用周围环境温度计算电缆的外部环境热阻T4，计算出电缆的稳态载流量；

所述第三步中，监测数据的判别方式是：通过对比实时的电缆负荷电流和载流量数据，设定电缆负荷电流预警值，当载流量与负荷电流的差值小于或等于50A时，开启报警。