[发明专利]一种海底电缆温度应力岸上模拟实验装置及方法在审

专利信息
申请号: 201910572338.7 申请日: 2019-06-28
公开(公告)号: CN110186489A 公开(公告)日: 2019-08-30
发明(设计)人: 郭强;陈玉;姚凯;黄小卫;郝义;张维佳;李涵之;吴聪;贾峰;蔡驰;李晓骏;谌军;陈奕钪;陈航伟;龚奕玮;陈政;高东明 申请(专利权)人: 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局;西安交通大学
主分类号: G01D5/353 分类号: G01D5/353;G01K11/32;G01L1/24
代理公司: 西安通大专利代理有限责任公司 61200 代理人: 王艾华
地址: 510670 广东省广州市中*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 光纤 恒温烘箱 精度位移 模拟实验装置 海底电缆 温度应力 光纤盘 验证 故障提供 海缆监测 空间分布 数据依据 温度故障 准确度 分析仪 节约 海缆 拆卸 分析
【说明书】:

发明公开了一种海底电缆温度应力岸上模拟实验装置及方法,该装置包括光纤盘,光纤温度应变分析仪,恒温烘箱,以及高精度位移平台,通过改变光纤盘的长度既能够模拟不同长度,也可以模拟不同位置的故障,恒温烘箱模拟温度故障、高精度位移平台模拟应变故障。节约了大量的成本,为实际海缆监测故障提供了依据。该方法利用恒温烘箱放置不同长度的光纤,可以实现对当前光纤温度应变分析仪的空间分布率进行验证,利用控制恒温烘箱的精确温度变化,高精度位移平台应变的精确变化,可以验证了光纤温度应变分仪的各个功能准确度。本发明为实际海缆安装光纤温度应变分仪提供了可靠的数据依据,避免了后期拆卸光纤温度应变分仪的繁琐,节约了大量的成本。

技术领域

本发明属于电缆状态监测技术领域,具体涉及一种海底电缆温度应力岸上模拟实验装置及方法。

背景技术

无论海底电缆遭受外力破坏而损坏,还是由于其内部绝缘或其他原因出现异常时,只能通过对海底电缆本体的在线监测才能及时了解。目前海南联网系统海底电缆本体仅有的在线监测方式为温度在线监测,手段较为单一,且故障频发,可用性不佳。南网科研院在2013年研究实施的海底电缆绝缘在线监测中的局部放电也仅限于监测两侧终端处。因此对于三相31km长的海底电缆本体,在运行过程中,现阶段无法准确掌握其运行状态及健康水平,对于设备的风险评估也会出现较大的误差。

目前,对于海南联网系统三相31km的海底电缆,其温度、应力的运行状态、健康水平,目前掌握情况还非常有限,故利用光纤传感原理,研究如何依靠海底电缆本体捆绑的光缆实现海底电缆温度、应力本体运行状态的在线监测至关重要由于海缆一般比较复杂,要进行海缆本体实验比较困难,而且成本比较高。海洋开发活动的日益增加,海域内的养殖、渔网、船锚等对海缆运行的影响不容忽视,海缆机械故障时有发生,此类故障一般都能体现为海底电缆应变的变化。因此,现有的测试装置不能针对海底电缆岸上模拟实验测量是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足,提供了一种海底电缆温度应力岸上模拟实验装置及方法。

本发明采用如下技术方案来实现的:

一种海底电缆温度应力岸上模拟实验装置,包括光纤盘,光纤温度应变分析仪,恒温烘箱,以及高精度位移平台;其中,

测量时,待测光纤盘中的光纤的一端与光纤温度应变分析仪发射端相连,另一端依次与放入恒温烘箱中的光纤和固定在高精度位移平台上的光纤相连,最后与光纤温度应变分析仪接收端相连,形成另一条光通路;通过改变接入光纤盘长度来模拟实际海缆运行距离;利用放入恒温烘箱中的光纤和浴槽外的光纤进行光纤温度应变分析仪的空间分布率测试以及温度故障模拟;利用高精度位移平台改变光纤应变大小来模拟应变故障;光纤温度应变分析仪用于采集不同时刻的不同位置的布里渊位移频移。

本发明进一步的改进在于,待测光纤盘能够根据实际海缆运行情况的长度进行模拟,而且能够在光纤盘的前后不同位置进行温度应变故障模拟。

本发明进一步的改进在于,通过放置在恒温烘箱内外不同长度的光纤,验证当前设备经过光纤盘长度后的空间分布率、温度分辨率以及温度故障。

本发明进一步的改进在于,通过固定在高精度位移平台上的光纤,控制高精度位移平台不同的位移,来实现经过光纤盘长度后的应变分辨率以及应变故障。

一种海底电缆温度应力岸上模拟实验方法,该方法基于上述一种海底电缆温度应力岸上模拟实验装置,包括以下步骤:

1)将等于当前空间分布率光纤长度、远大于当前空间分布率光纤长度、小于空间分布率光纤长度、远大于当前空间分布率光纤长度、大于2倍当前空间分布率光纤长度依次放入恒温烘箱;

2)将不同长度的光纤固定在高精度位移平台上,并保证在高精度位移平台上光纤状态处于绷紧状态;

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