[发明专利]一种光电复合海缆的机械故障监测方法

说明书

本发明公开了一种光电复合海缆的机械故障监测方法，包括：获取光电复合海缆的电压和电流，并根据电压和电流计算损耗值；获取光电复合海缆的温度数据；基于BP神经网络确定光电复合海缆的故障评价指数；根据故障评价指数调整监测频率，并对海缆安全状态进行预判。通过对光电复合海缆的实时检测和状态预判，实现了对安全隐患的提前判断、及时预警，有效保障了海缆的安全稳定运行。

技术领域

本发明涉及海缆监测技术领域，特别涉及一种光电复合海缆的机械故障监测方法。

背景技术

随着海洋资源的开发和利用，人们对海洋权益的愈加重视，海底电力海缆得到了日益广泛的应用。海缆是跨海域联网工程建设的重要组成部分，在实现电网国际化、区域电网互联进程中起着重要作用。随着海洋经济的发展，我国的海缆应用也日益增多，海缆通信因其具有传输距离远、容量大、损耗低、可靠性高，以及抗干扰和保密性好的优点，被广泛应用于海底科学观测，军事、海防通信，海洋资源开发等领域，因而对海缆运行状态进行监测和进行故障诊断是后续故障预防和维修的前提，对保证海缆的安全稳定运行十分重要。随着海上运输、渔业捕捞、军事活动等人为导致的海光缆阻断事故频繁发生，经济损失巨大，严重影响我国国际通信安全，因此有必要提出一种光电复合海缆的机械故障监测方法，对海缆进行在线监测和故障诊断。

发明内容

本发明通过采集光电复合海缆的电流、电压和温度数据，并基于BP神经网络确定海缆的安全状态，对海缆的机械故障进行监测，为海缆的安全稳定运行提供保证，并对海缆的机械故障预防和维修提供数据基础。

本发明的技术方案为：

一种光电复合海缆的机械故障监测方法，包括：

步骤一、获取光电复合海缆的电压和电流，并根据电压和电流计算损耗值；

步骤二、获取光电复合海缆的温度数据；

步骤三、基于BP神经网络确定光电复合海缆的故障评价指数；

步骤四、根据故障评价指数调整监测频率，并对海缆安全状态进行预判。

优选的是，损耗值的计算公式为：

其中，W_lo_se表示耗损值，表示频率，C表示电容，表示电压，I表示海缆载流量，G_Σ表示电导值，θ表示相位角，e表示自然对数的底数。

优选的是，温度数据基于有限元仿真分析获取，具体包括如下步骤：

利用ANSYS的自适应网格划分技术对海缆进行三角网格划分；

对浸泡在海水中的海缆进行稳态热分析：其中，h表示对流换热系数，T_w表示表面温度，T_f表示流体温度，λ表示仿真系数，n表示网格划分序号；

将损耗值施加到对应的损耗区域进行仿真求解得到海缆温度和导体温度。

优选的是，步骤三具体包括：

步骤a、建立三层BP神经网络；

步骤b、确定输入层神经元向量x＝(x₁,x₂,x₃,x₄,x₅)^T，其中，x₁表示海缆温度，x₂表示导体温度，x₃表示电流，x₄表示电压，x₅表示损耗值；

步骤c、输入层向量映射到隐层，隐层的神经元为m个；