[发明专利]一种海底电缆应变监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种应变监测装置，特别是一种海底电缆应变监测系统。

背景技术

随着我国社会经济快速发展和海上风电能等海洋开发利用持续深化，跨海输电网络不断以更高电压等级向沿海及其附近岛屿延伸覆盖，海底电缆应用越来越广泛。海底电缆是跨海电能输送重要通道，为了节省投入，多数敷设在相对狭窄的海域，航道上过往船舶多，船舶锚害肇事等时有发生；同时海底电缆敷设海域受海水洋流长期冲刷和敷设海床地形变化等影响，当海底电缆受到外力作用时，电缆外部和内部的压力都将发生变化，如果压力持续或者增大，导致海底电缆长期承受的应变发生变化，就对海底电缆的安全运行造成威胁，影响了跨海电网安全稳定运行。

由于海底电缆所处的海洋环境特殊，难以利用现有传统的点式应变测量方法对其进行长距离、全路由实时监测。目前的技术手段无法实现对海底电缆应力变化情况有效监测和提前预警，可能导致更大的海底电缆断裂事故发生。为确保海底电缆应力变化在安全范围内，延长海缆使用寿命，如何实现对运行中海底电缆应变状态有效监测，减少海底电缆应力变化致使海底电缆断裂事故发生，保障海岛国防安全、工农业生产和城乡人民正常稳定用电，是社会关注、电力企业亟待解决的重大难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，而提供一种对海底电缆外部和内部的应力变化，具有很高的测量灵敏度的、抗电磁干扰、实现无源检测的一种海底电缆应变监测系统。

一种海底电缆应变监测系统，包括有应变检测前端装置，海底电缆应变监测处理中心及用户端，所述的应变检测前端装置与抽取的海底电缆复合光纤中的一根以上的冗余光纤作为应变监测分布式传感器相连，所述的应变检测前端装置与海底电缆应变检测处理中心及用户端分别通讯连接，所述的海底电缆应变检测处理中心包括有服务器、标准应变测试曲线、应变监测模式识别、海缆路由走廊图、报警系统、数据库及视频监控：

应变检测模式识别接收从应变监测前端装置送来海底电缆应变变化信息，自动调取相关的标准应变测试曲线和海缆路由走廊图的实时信息和数据进行比对分析，对海底电缆应变信息进行分类处理，当识别判断海底电缆应力变化是由于敷设海床地形发生变化和可能的船舶锚害肇事等外力作用引发的，当受到外力作用持续时间长，或者是外力瞬间超过了铠装层极限，就容易造成海底电缆铠装损伤，对绝缘产生影响，当海底电缆应变超过报警阈值时，监测系统进入告警状态；

当应变升高超过预定报警阈值时，应变监测系统分别向报警单元和视频监控装置发出触发信号，视频监控装置显示海底电缆运行应变实时状态和标准应变测试曲线，电力调度控制中心根据接收海底电缆应变报警信息，进行相关的负荷转移及故障排查处理流程；

标准应变测试曲线：采用对海底电缆敷设后海床移动变化不大、相对稳定后的不同季节性风浪、海水潮讯测试条件下，对海底电缆各种条件下的应力变化进行实地测量，平均加权修正后，形成包含有地形梯度的标准应变测试曲线，将海底电缆标准应变测试曲线及数据送到应变模式识别单元，融合所采集到的海底电缆的实时应力变化信息进行分析比较，其结果作为应变监测系统的后续处理流程的依据，

海缆路由走廊图：根据海底电缆路由竣工图经纬度、地形剖面梯度曲线等数据资料，绘制海底电缆敷设路由走廊图，应变模式识别单元通过调取海底电缆路由走廊图的数据信息，与传感光纤实时获取的海底电缆应力变化点的信息进行比对分析，快速对海底电缆应力变化故障点进行判断定位；

报警装置具有持续应变渐变性最大值报警，实测累计应力变化与标准应变测试曲线差别过大，用于判别局部海底变化情况；应力突变故障报警功能用于判船舶锚害肇事等外力破坏情况，根据接收到触发信号，海底电缆监测系统报警装置发出应变异常升高报警信号和故障点定位点信息；

视频监控：根据接收到触发信号，显示海底电缆运行应变实时状态曲线和标准应变测试曲线和应变渐变或突变故障点信息，为电网调度控制中心提供决策依据，

海底电缆应变监测处理中心与用户端通过电力专用通信网络进行远程联网，海底电缆监测系统值班管理人员和海底电缆运行调度控制中心人员通过相关权限认证，调用海底电缆运行状态应变监测的实时信息，进行电网调度和异常故障指挥处理，并生成海底电缆运行参数、统计信息报表。